선문대 박영욱 교수와 고려대 주병권 교수 연구진이 은 나노와이어보다 100배 이상 긴 은 파이버를 제작해 발광 효율이 획기적으로 향상된 디스플레이용 유연 투명 전극을 개발했다.
현재 디스플레이용으로 사용되는 상용 투명 전극인 ITO는 전도도와 투명도가 우수하여 디스플레이 및 다양한 광학 소자에 널리 이용되지만 가격이 비싸고 유연하지 않아서 유연 투명 전극 개발은 필수적이다.
차세대 유연 투명 전극으로 각광받는 은 나노와이어는 길이가 짧아 전도도와 투명도에 한계를 가지고 있고 표면 거칠기로 인해 박막소자인 OLED에 적용하기 어려워, OLED용 유연 투명 전극으로 이용하기 위해서는 길이가 매우 길고 표면 거칠기를 줄인 와이어 혹은 파이버 형태의 전극이 요구됐다.
연구진은 전기장으로 고분자 용액을 분사하여 파이버 형태로 제조하는 전기 방사 공정을 이용하여 길이가 수 센티미터(㎝)에 달하고 접합이 없는 은 파이버 전극을 개발하여 전도도와 투명도, 전기적인 안정성을 확보해냈다.
이 방법은 공정이 간편하고 넓은 면적으로 제작이 가능하여 디스플레이 및 조명용 대형 OLED에도 적용될 수 있다.
연구팀은 은 파이버의 두께와 밀도 조절을 통해 전도도와 투명도를 극대화한 결과 ITO를 이용한 OLED보다 19% 더 높은 에너지 변환 효율을 확인하였다.
주병권 교수는 “이 연구는 은 나노와이어의 한계를 극복한 은 파이버 전극을 개발하여 OLED에 도입한 최초의 사례”라며 “웨어러블 디스플레이 및 조명 시장의 핵심 기술 확보에 기여할 것으로 기대된다”라고 설명했다.
