[아이뉴스24 양태훈기자] 국내 연구진이 기존 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 투명전극을 그래핀으로 만드는데 성공했다.
연구진은 또 대면적 기판 상에 정확한 치수와 형태로 그래핀 투명전극을 패터닝하는 공정도 개발, 향후 유연성이 요구되는 스마트워치 등에 해당 기술을 기반으로 한 디스플레이가 적용될 것으로 기대했다.
11일 한국전자통신연구원(ETRI)은 기존 OLED 디스플레이용 전극으로 주로 활용되던 인듐주석산화물(ITO, Indium Tin Oxide) 대신 그래핀 기반의 투명전극을 활용한 디스플레이 개발에 성공했다고 발표했다.
연구진이 개발에 성공한 디스플레이 기판은 19인치 모니터 크기 수준으로, 현존 세계 최대 크기다.
이에 활용된 그래핀 전극의 두께는 5나노미터(nm, 10억분의 1미터)이하로, ETRI는 향후 그래핀과 유연한 기판을 결합해 얇고 유연한 디스플레이 구현이 가능할 것으로 전망했다.
OLED는 전기에 의해 빛을 내는 유기 발광체를 이용한 발광 소자를 말한다. 이는 일반적으로 기판, ITO 투명전극, 빛을 내는 유기물층, 양극인 알루미늄 층으로 적층된다.
연구진은 기존의 OLED 투명전극 소재로 사용돼 온 ITO 대신 내구성이 뛰어난 그래핀을 활용, 자유롭게 화면을 구부릴 수 있는 '플렉서블 디스플레이' 상용화의 단초를 마련했다.
ETRI는 한화테크윈과 공동으로 이번 연구를 진행했다. 기판을 대면적화 해 그래핀 성장 기술과 OLED 투명전극으로 응용하기 위한 전사기술도 개발, OLED에 적용 가능한 60Ω/m²수준의 면저항과 85% 이상의 투과도를 갖는 그래핀 투명전극 가공 및 공정기술도 확보했다.
또 디스플레이 공정에 절대적으로 요구되는 미세 패터닝 공정도 세계 최초로 개발했다.
ETRI는 그래핀 전극 OLED 패널로 세계 최대 크기(370mm x 470mm)의 패널 점등에 성공, 단위 픽셀(170 x 300 ㎛², 151 ppi, 1.24M pixel)을 구현했다.
이번 기술은 플렉서블 OLED 디스플레이의 수준을 한 단계 더 높일 수 있는 핵심기술로, 중국 등의 후발 추격자와의 기술 격차를 벌이는데 기여할 것으로 기대된다.
조남성 ETRI 유연소자 연구그룹장은 "그래핀이 OLED 디스플레이에 적용될 수 있다는 일반적인 기대를 처음으로 현실화했다는 것에 매우 큰 의미를 부여할 수 있다"며, "향후 대면적 그래핀 필름 및 OLED 패널 기술과 플렉서블 OLED 패널 기술을 통해 상용화가 기대된다"고 전했다.
한편, 이번 연구 결과는 지난 4월, 스페인 바르셀로나에서 개최된 그래핀 관련 세계 최대 학회인 '그래핀 2017'에서도 호평을 얻었다.
양태훈기자 flame@inews24.com
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