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[사이언스톡톡] 효율·유연성 향상 디스플레이용 전극 개발
2016.11.02 17:56
고려대 주병권 교수와 박영욱 연구교수연구팀이 은 나노와이어, 아연 산화물(IZO), 전도성 고분자(PEDOT:PSS)를 결합해 발광 효율과 소자 유연성이 향상된 투명 유연 디스플레이용 전극을 개발했다. 31일 한국연구재단에 따르면 이번 연구 성과는 사이언티픽 리포츠에 10월 5일 자에 게재됐다.
전도성 고분자는 분자량이 큰 분자로 이뤄진 물질로 전류가 잘 통하며 가벼운 특징 때문에 최근 LED, 태양전지, 각종 디스플레이 등으로 개발되고 있다.
디스플레이와 각종 광전자소자의 전극용 물질로 전도도와 투명도가 우수한 인듐 주석 산화물을 주로 사용했지만 비싸고 고온 공정에서 제작해야 하며 잘 깨지는 특성 때문에 유연 소자에는 활용이 어려웠다.
은 나노와이어는 ITO의 대체물질로 전도도와 투명도가 우수하며 가격이 저렴한 반면 표면이 거칠고 쉽게 산화가 되는 등 외부 스트레스에 취약하다.
연구팀은 각 단일 재료의 문제점 극복을 위해 은 나노 와이어, IZO, PEDOT:PSS 복합 구조의 투명 유연 전극을 개발했다. 은 나노와이어 박막층 위에 IZO 층을 입혀 별도의 고온 후처리 없이 은 나노와이어간 연결을 보완해 산화 등의 외부 스트레스로부터 보호했다. 이어 IZO 층 위에 PEDOT:PSS 코팅으로 박막의 거칠기가 개선됐다.
개발된 복합 유연 투명전극을 OLED에 적용했을 때 외부양자효율(EQE)이 ITO 전극에 비해 최대 23% 증가하는 것을 연구팀은 확인했다. 외부양자효율은 결합된 전자가 빛으로 방출되는 비율로 이 값이 높으면 적은 전력으로 소자 구동이 가능하다.
주 교수는 “이번 연구로 매장량이 부족하고 원가가 비싼 ITO전극을 대체할 수 있는 가능성을 제시했다“고 말했다.
강정의 기자 justice@ggilbo.com
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