▲  나노 보조전극을 적용한 유기발광다이오드의 모식도 (사진=한국연구재단 제공)

[동양뉴스통신]최정현 기자= 국내 연구진이 우수한 전기적ㆍ광학적 특성을 갖는 나노미터 크기의  보조전극을 구현했다.

투명전극의 전도성을 보완하기 위해 사용되는 마이크로 미터 크기의 보조전극을 나노 크기로 소형화시켜 기존의 보조전극이 갖는 광학적 문제점을 극복해 디스플레이나 조명의 효율 개선을 위한 실마리가 될 것으로 기대된다.

22일 한국연구재단에 따르면, 고려대 전기전자공학부 주병권 교수(교신저자)와 박영욱 연구교수(교신저자)가 주도하고 심용섭 석박사통합과정 연구원(제 1저자) 등이 수행한 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 학문후속세대양성사업(대통령 Post-Doc. 펠로우십) 등의 지원으로 수행됐다.

연구결과는 재료분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)지 온라인판 8월 21일자에 게재됐고 프린트판 표지논문으로 게재될 예정이다.

논문명은 'Nanoshutted OLEDs: Unveiled Invisible Auxiliary Electrode'.

▲  좌측부터 박영욱 교수, 주병권 교수, 심용섭 연구원 (사진=한국연구재단 제공)

각종 디스플레이와 조명에 사용되는 투명전극은 전도성의 한계로 대면적화할 경우 소자의 발광특성이 떨어지는 단점이 있었다.

이를 해결하고자 투명전극에 고전도성의 금속 보조전극을 추가해 전기적 안정성을 높일 수 있었지만, 불투명한 금속의 속성으로 인해 심미성은 물론 전체 발광면적을 감소시키는 것이 문제였다.

연구팀은 레이저 간섭 리소그래피를 이용해 눈에 보이지 않는 작고 투명한 나노미터 크기의 보조전극을 개발했다.

기존 상용화된 보조전극에 비해 수백 배 가량 축소한 것으로, 투명 디스플레이나 조명 분야 핵심기술 확보에 기여할 것으로 기대된다.

실제 유기발광다이오드에 이렇게 만들어진 나노 보조전극을 사용한 결과, 투명전극만 사용한 경우에 비해 면저항이 절반가량으로 감소하고 광추출효율은 20% 가량 향상됐다.

격자구조로 삽입된 보조전극이 전류의 효과적인 주입을 돕는 한편, 마주한 두 반사전극 사이에서의 공진 등으로 방출되는 빛이 증폭된 데 따른 것이다.

특히 금속인 알루미늄 재질임에도 가시광선 영역에서 70% 가량의 투과도를 보여 디스플레이나 조명의 심미성에도 큰 영향을 미치지 않는다는 설명이다.

이 연구의 교신저자인 박영욱 연구교수는 국내박사 출신으로 2012년 교육부 대통령 Post-Doc. 펠로우십에 선정돼 연구를 진행하고 있다.

박 교수는 선정된 지 2년 만에 순수한 국내연구로 이번 연구결과를 세계적 저널에 발표했다.

이 같은 연구결과를 짧은 시간에 낼 수 있었던 것은 대통령 Post-Doc. 펠로우십의 전폭적인 지원으로 가능케 됐다는 평가다.

최정현  ily7102@naver.com

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