국내 연구진이 신소재 그래핀을 이용해 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 투명전극을 만드는 데 성공했다.

휘어지는 스마트 와치 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)는 기존 OLED 디스플레이용 전극으로 널리 쓰이는 인듐주석산화물(ITO) 대신 그래핀을 전극에 적용해 디스플레이를 개발했다고 11일 밝혔다.

그래핀은 흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원의 탄소나노물질로, 전기적·화학적 특성이 우수해 반도체 분야 '꿈의 신소재'로 불린다.

OLED는 기판, ITO 투명전극, 유기물층, 알루미늄층 등으로 이뤄져 있다.

한 층으로 된 그래핀은 유연하고 휘어지는 성질이 있어 차세대 웨어러블 디스플레이의 전극 소재로 주목받고 있지만, 대면적에서의 품질 균일도가 낮고 OLED에 화소를 만드는 패터닝 기술 등에 한계가 있어 적용이 어려웠다.

게다가 그래핀의 두께가 머리카락 굵기의 33만분의 1 수준인 0.3나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ)에 불과해 기판에 전사하는 과정에서 찢어지기 쉽고, 잔류물과 결함이 발생하는 문제가 있었다.

ETRI는 한화테크윈과 공동으로 대면적화한 기판에 그래핀을 성장시키는 데 성공, OLED 투명전극을 개발했다.

이 투명전극은 OLED에 적용 가능한 50Ω/sq 이하의 면저항과 85% 이상의 투과도를 나타냈다고 연구팀은 설명했다.

이번에 개발한 기술을 활용해 개발한 디스플레이 기판은 그래핀 전극 OLED 패널로서는 세계 최대 규모인 가로 370㎜, 세로 470㎜로 19인치 모니터 크기 수준이다.

ETRI 조남성 박사는 "그래핀 전극의 두께가 5나노미터 이하로 얇아 플라스틱 기판을 적용할 경우 매우 얇고 유연한 웨어러블 디스플레이를 구현할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.