다아라 매거진 _ 2018.02

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[Technical News]은 파이버 유연투명전극 개발

은 나노와이어 한계 극복하고 유연 OLED 도입 가능해져

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은 파이버 전극 제조 공정도


OLED가 새로운 디스플레이 기술로 각광받고 있지만, 이를 제작하는데 필요한 은 나노와이어는 여러 가지 이유로 한계가 뚜렷했다. 이에, 국내 연구진이 이를 극복하는 기술을 개발했다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 주병권 교수(고려대학교)·박영욱 교수(선문대학교) 연구팀이 은 나노와이어보다 100배 이상 긴 은 파이버를 제작해 발광효율이 획기적으로 향상된 디스플레이용 유연투명전극을 개발했다고 밝혔다.

은 나노와이어는 단면의 지름이 나노미터 단위인 작은 선 형태의 은이 네트워크 구조를 이루고 있다. 기존 투명전극(ITO)은 유연하지 못한 반면, 은 나노와이어는 유연하면서도 ITO전극만큼 전도도와 투명도가 우수해 차세대 휘어지는 디스플레이 및 조명기기를 구현할 유연투명전극 소재로 각광받고 있다.

하지만 은 나노와이어를 OLED(유기발광다이오드) 디스플레이에 활용하기에는 나노선의 길이가 수십 마이크로미터(㎛)로 제한돼 전도도와 투명도 향상에 제약이 있고, 나노선들의 접합으로 인해 표면거칠기가 증가해 전기적으로 불안정한 한계가 있다.

연구팀은 전기방사공정을 이용해 길이가 수 센티미터(㎝)에 달하고 접합이 없는 은 파이버 전극을 개발해 전도도와 투명도, 전기적인 안정성을 확보해냈다.

전기방사공정은 전기장으로 고분자 용액을 분사해 파이버 형태로 제조하는 방식이다. 공정이 간편하고 넓은 면적으로 제작이 가능해 디스플레이 및 조명용 대형 OLED에도 적용될 수 있다.

연구팀은 은 파이버의 두께와 밀도 조절을 통해 전도도와 투명도를 극대화했고, 그 결과 ITO를 이용한 OLED보다 19% 더 높은 에너지 변환 효율을 확인했다.

주병권 교수는 “이 연구는 은 나노와이어의 한계를 극복한 은 파이버 전극을 개발해 OLED에 도입한 최초의 사례”라며, “웨어러블 디스플레이 및 조명 시장에 핵심 기술 확보에 기여할 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

덧붙여 주 교수는 “은 파이버 유연투명전극은 OLED 이외에도 LED, 태양전지, 터치스크린, 광 센서 등 다양한 광학전자소자에 적용할 수 있어 전도도 및 투명도가 우수한 은 파이버는 다양한 응용분야에 잠재력을 가지고 있다”고 소개한 뒤, “은 파이버 전극은 대면적으로 제작이 가능하고 낮은 저항을 갖기 때문에 차세대 조명으로 연구되고 있는 OLED조명에 은 파이버 전극을 적용 했을 시 높은 구동전압, 비균일 발광 등의 여러 문제점들을 해결할 수 있을 것”이라고 말했다.

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