KAIST-포스텍 공동연구팀, 그래핀·산화티타늄·전도성 고분자 층으로 구성된 ‘복합 전극층’ 개발
국내 연구진이 반복적으로 휘어도 손상이 없고, 우수한 효율을 유지하는 플렉서블 OLED(유기발광다이오드) 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 유승협 교수와 포스텍 신소재공학과 이태우 교수로 이뤄진 공동연구팀은 그래핀에 산화티타늄(TiO2)과 전도성 고분자 형태를 결합시킨 ‘복합 전극층’을 개발했다고 2일 밝혔다.
현재 플렉서블 OLED 기술은 엣지형 스마트폰이나 굴곡형 초고화질 TV 등에 사용되지만, 플렉서블 OLED를 곡면 형태로 휘게 만든 후 고정시키는 방식으로만 적용되고 있다.
반복적으로 휘어짐이 가능한 플렉서블 OLED를 구현하기 위해선 구성 요소들이 깨지거나 손상되지 않도록 해야 한다.
복합전극 층은 산화티타늄의 높은 굴절률과 전도성 고분자의 낮은 굴절률이 함께 활용된다. 이를 통해 전극으로부터의 유효 반사율을 높여줘 공진현상이 충분히 활용될 수 있다. 또 전도성 고분자의 낮은 굴절률은 표면 플라즈몬의 손실로 인한 효율 감소를 줄여준다.
연구팀은 “기존 27.4%의 양자효율 【?1.5배 향상된 40.5%의 외부양자효율을 보이는 OLED를 구현했다”며 “이는 동일 발광재료를 이용해 보고된 그래핀 기반 OLED 중 가장 높은 효율”이라고 설명했다.
효율을 향상시키는 구조를 도입하면 유연성 등의 다른 특성이 나빠지는 트레이드 오프 현상이 종종 발생한다.
연구팀은 “산화티타늄 막이 구부러질 때 깨짐을 방해하는 자체 특성이 있어 기존 산화물 투명전극보다 4배 높은 변형에도 견딘다”며 이를 이용해 유연성 저하를 최소화하고 성능 극대화에 성공했다고 설명했다.
연구팀에 따르면 이번에 개발한 플렉서블 OLED는 곡률 반경 2.3mm에서 1000회 구부림에도 밝기 특성이 변하지 않았다.
유 교수는 “이번 연구가 플렉서블과 웨어러블 디스플레이나 인체 부착형 센서용 플레서블 광원의 성공에 중요한 기틀을 제공할 것”이라고 말했다.
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이진욱 한경닷컴 기자 showgun@hankyung.com
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