국내 연구팀이 그래핀을 이용해 형광등보다 20%가량 높은 효율을 갖는 유기발광다이오드(OLED) 조명을 세계 최초로 개발했다.

이태우 포스텍(포항공대) 교수(신소재공학과)와 안종현 성균관대 교수(신소재공학과), 홍병희 서울대 교수(화학과)팀은 그래핀에 자기조립 고분자 정공 주입층을 도입, 발광효율이 높은 OLED를 제작하는데 성공했다고 10일 밝혔다.

그래핀이 꿈의 신소재로 불리며 다양한 첨단산업에 활용돼 왔지만 그동안 OLED 부문에서는 제대로 활용하지 못했었다.

이 기술은 세계적인 학술지 네이처의 광학분야 자매지인 네이처 포토닉스 온라인 속보를 통해 공개됐다.

이 기술은 새로운 형태의 인테리어 조명은 물론, 말아서 가지고 다닐 수 있거나 잡아당겨서 보거나 입을 수 있는 디스플레이, TV, 휴대용 컴퓨터 등의 신개념 전자소자에 다양하게 활용할 수 있다.

지금까지 그래핀 필름은 일함수가 낮고 시트저항이 높아 OLED 적용시 기존 소자의 성능을 넘어서지 못하는 것으로 알려져 왔다.

연구팀은 자기조립 고분자 정공 주입층을 통해 일함수를 개선하고, 화학적 도핑 작업을 통해 전기 전도도를 향상시켰다.

이 그래핀을 전극으로 활용한 OLED의 발광효율은 102.7 lm/W로, 백열등(16 lm/W), 형광등(85 lm/W)보다 월등히 높은 것으로 나타났다.

또, 일반적으로 사용되는 ITO전극을 사용하는 OLED(85.6 lm/W)에 비해서도 약 20%나 발광효율이 높다.

이태우 교수는 “차세대 유기 전자 소자를 만드는데 필요한 플렉서블 투명 전극으로서 그래핀의 높은 활용 가능성을 다시 한 번 입증했다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 지원을 통해 이뤄졌다.

◆용어설명

일함수 (Work function)= 금속이나 반도체 내에 있는 전자를 표면에서 외부로 방출시키기 위해 필요한 열 또는 빛 등의 에너지.

시트 저항(Sheet Resistance)=매우 얇은 막의 저항으로 IC등을 설계 할 때 실리콘 박막 및 투명 전극 등의 도전성을 말할 때 사용한다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com

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