꿈의 신소재 그래핀 활용
웨어러블 기기에 적용 기대

국내 연구진이 세계에서 가장 큰 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 기판을 개발하는 데 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 기존 OLED 디스플레이에 그래핀을 활용해 유연성이 극대화된 투명전극을 만드는 데 성공했다고 11일 밝혔다.

이번에 연구진이 개발한 기판은 기존 OLED 디스플레이용 전극으로 많이 활용되던 인듐주석산화물(ITO) 대신 꿈의 신소재로 불리는 그래핀을 사용했다. 디스플레이 기판의 크기는 19인치 모니터 크기 수준인 370mm x 470mm로 현존하는 세계 최대 크기다. 그래핀 전극의 두께는 5나노미터(nm)이하다.

그래핀 전극의 미세패턴 구조 사진(100 x 250 micrometer). [사진제공=ETRI]

일반적으로 OLED는 기판, ITO 투명전극, 빛을 내는 유기물층, 양극인 알루미늄 층으로 적층돼 있다. 연구진은 OLED 기판의 유연성을 극대화하기 위해 통상적으로 사용되고 있는 ITO를 그래핀으로 대체했다.

이와 관련해 연구진은 대면적 기판상에 정확한 치수와 형태로 그래핀 투명전극을 패터닝 하는 공정을 개발했다. 연구진은 향후 유연성이 요구되는 스마트 와치 등에 적용이 가능할 것으로 예상하고 있다.

ETRI는 그래핀과 유연한 기판을 결합하면 얇고 유연한 디스플레이 구현이 가능할 것으로 내다보고 있다. 나아가 옷이나 피부 등에 적용할 수 있는 웨어러블 기기 제작에 활용될 수 있는 원천기술이 될 수 있을것으로 전망하고 있다.

기존 전극으로 활용하던 ITO 소재는 유리성질로 잘 깨지는 게 단점이었다. 그래핀 소재는 유연성을 가지고 있어 깨지지 않는 특징을 갖고 있다. ETRI는 “이번에 개발한 기술로 디스플레이를 제작하면 투명전극의 깨지는 문제점을 해결할 수 있다”고 설명했다.

ETRI는 한화테크윈과 공동으로 그래핀 성장 기술과 OLED 투명전극으로 응용하기 위한 전사기술을 개발했다. 특히 디스플레이 공정에 절대적으로 요구되는 미세 패터닝 공정을 세계 최초로 개발했다.

ETRI는 이 기술을 활용, 그래핀 전극 OLED 패널로서는 세계 최대 사이즈인 370mm x 470mm급 패널 점등에 성공했다. 

최상현 기자/bonsang@