전북대 강재욱 교수(유연인쇄전자전문대학원)가 비교적 간단한 인쇄공정을 이용해 접히는 OLED(유기 발광 다이오드) 제작 기술을 개발, 세계 학계의 주목을 받고 있다.

강 교수는 서울대 김장주 교수팀 및 재료연구소 송명관·김도근 박사팀과 공동으로 하이브리드 투명전극을 활용한 접히는 OLED를 개발했다고 5일 밝혔다.

이번 연구 결과는 재료분야 세계적 저널인 ‘어드밴스트 에너지 머터리얼스(Advanced Energy Materials)’ 최신호에 「Extremely Flexible Transparent Conducting Electrodes for Organic Devices」라는 제목의 논문으로 표지에 게재됐다.

디스플레이에 많이 이용되는 기존의 OLED는 유리기판 위에 투명전극 재료인 인듐주석산화물(ITO ; indium tin oxide)을 주로 사용해 왔는데, 이 재료가 워낙 고가인데다 유연하지 못한 단점이 있었다.

그동안 투명전극 재료에 대한 활발한 연구를 해 온 강 교수팀은 이 같은 기존 OLED의 단점을 보완하기 위해 ‘하이브리드 투명전극’을 주재료로 삼아 유연하면서도 저가인 OLED 개발에 성공했다.

강 교수팀이 제시한 하이브리드 투명전극은 인쇄공정을 통해 금속 그리드 전극을 플라스틱 기판 내부에 함몰시키고, 그 위에 기존 ITO보다 10분의 1인 매우 얇은 ITO를 도입한 것.

이를 통해 강 교수팀은 비교적 간편한 인쇄공정과 유연성이 떨어지는 ITO의 사용량을 획기적으로 줄여 기존 ITO 기반 OLED가 갖는 단점을 극복하고 매우 우수한 전기·기계적 특성을 갖는 전극 소재를 개발했다.

실제 실험에서 기존 ITO 기반 OLED는 매우 낮은 유연성을 보였지만 새로 개발된 방법에 의해서는 접을 수 있는 수준의 유연성을 확인했다고 강 교수는 밝혔다.

특히 역대 연구에서 ITO 기반 OLED가 고효율 및 고유연화 된 사례는 이번이 처음이어서 앞으로 저렴한 가격으로도 휘어지는 디스플레이 제작에 청신호가 켜질 것으로 기대를 모으고 있다.

또한 저가의 대면적 OLED 조명 제작을 비롯해 태양전지 및 터치패널에도 적용 될 수 있는 원천기술로 평가되고 있다.

강재욱 교수는 “하이브리드 투명전극은 기존 각 소재가 지닌 장점을 활용한 전극 제조기술로 차세대 플렉서블 디스플레이 및 태양전지의 핵심 투명전극 재료인 ITO를 대체하기 위해서는 새로운 소재발굴이나 소자 집적화 기술 개발이 필요하다”며 “이 기술은 OLED 뿐만 아니라 플렉시블 디스플레이 및 터치패널, 트랜지스터 등 다양한 전자기기에 적용 가능하며 특히 인쇄공정을 통하여 초저가의 전자기기 개발이 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 강 교수는 지난해 9월에도 고효율의 나노와이어를 기반으로 저가이면서 충분한 전도성을 가진 유기태양전지를 개발해 화제를 모은 바 있다.