그래핀을 투명전극으로 이용해 OLED 디스플레이를 시연한 모습으로,OLED에 적용 가능한 면저항과 높은 투과도를 지니고 있다. ETRI 제공

ETRI 연구자들이 그래핀을 이용해 투명전극을 만들어 OLED 디스플레이를 제작한 모습으로, 기판 크기가 19인치 모니터 크기 수준에 달한다. ETRI 제공

국내 연구진이 '꿈의 신소재'로 주목받고 있는 그래핀을 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 투명전극으로 활용하는 공정 기술을 개발했다. 이 기술을 이용하면 그래핀의 유연한 특성을 기반으로 넓은 면적의 OLED 패널을 만들 수 있어 종이처럼 얇고 휘어지면서 구부릴 수 있는 OLED 디스플레이를 생산할 수 있을 전망이다. 
한국전자통신연구원(ETRI)은 기존 OLED 디스플레이 전극으로 널리 쓰이고 있는 인듐주석산화물(ITO) 대신 그래핀을 전극으로 활용한 OLED 디스플레이를 개발했다고 11일 밝혔다.

OLED는 기판, ITO 투명전극, 빛을 내는 유기물층, 알루미늄층 등을 쌓아 만든다.

기존 전극으로 쓰이는 ITO 소재는 유리 성질로 쉽게 깨지는 반면 그래핀 소재는 유연하고 휘어지는 성질로 인해 투명전극으로 활용하면 깨지는 문제를 해결할 수 있다.

하지만, 대면적으로 구현하면 품질 균일도가 낮고, OLED에 전극으로 전사하는 기술과 OLED에 화소를 형성하는 패터닝 기술 등이 상용화 수준에 못 미친다. 또한 그래핀 두께가 매우 얇아 기판에 전사하는 과정에서 찢어지기 쉽고, 공정 과정에서 발생한 잔류물이 표면에 붙어 성능이 떨어지는 문제가 있다. 

연구팀은 한화테크윈과 공동으로 넓은 면적의 기판에 그래핀을 성장시켜 OLED 투명전극으로 활용하는 기술을 개발했다. 이 투명전극은 OLED에 적용할 수 있는 면저항과 85% 이상의 높은 투과도를 지녔으며, 그래핀을 전극으로 적용한 OLED 패널 가운데 세계 최대 크기 수준인 가로, 세로 370㎜×470㎜(19인치 모니터 크기)급 패널로 제작, 점등하는 데 성공했다. 이 기술은 최근 스페인 바르셀로나에서 열린 그래핀 관련 세계 최대 학회인 '그래핀 2017'에서 소개됐다.

연구팀은 그래핀과 플라스틱 기판을 결합해 웨어러블 OLED 소자로 제작하는 기술 개발에 착수할 계획이다. 

조남성 ETRI 유연소자연구그룹장은 "그래핀이 OLED 디스플레이 적용될 수 있음을 보여준 것으로, 플렉서블 OLED 디스플레이 수준을 한 단계 높이는 핵심기술로 널리 쓰일 것으로 기대한다"고 말했다.  

대전=이준기기자 bongchu@ 

<출처 : 디지털타임스>