[스마트경제=복현명 기자] 류승윤 동국대학교 물리반도체과학부 교수 연구팀이 Oxide/Metal/Oxide 기반 투명 연신 전극을 개발, 연신에 유리한 얇은 전극 형성을 가능하게 하는 조건과 메커니즘을 분석해 유기전계발광소자(Organic Light-Emitting Diodes, OLEDs) 소자에 적용, 잡아당기거나 구부리는 연신에도 안정적인 Stretchable OLEDs를 개발했다.
기존 OLEDs를 연신했을 때 연신에 따른 전극의 파괴가 발생해 구동이 불안정하고 소자가 기존 크기에 비해 얼마나 늘어나는지를 나타내는 연신율도 매우 낮다는 한계를 가지고 있었다.
이번 연구에서는 기존의 한계점을 극복하기 위해 연신 가능한 폴리머 기판 위에 Oxide/Metal/Oxide 구조를 적용한 전극을 증착해 전극이 연신에 따라 그 특성이 변하지 않는 안정적인 전극의 개발에 성공했고 이를 실제 OLED 소자에 적용해 연신에도 안정적으로 구동하는 Stretchable OLED 소자 개발에 성공했다.
또한 연구팀은 Oxide/Metal/Oxide 구조의 하부 Oxide 물질의 종류에 따라 전극 역할을 하는 Au의 film 형성 조건이 달라지는 것을 발견했다.
기존 Stretchable 전극에 쓰이는 하부 Oxide 물질인 MoO3보다 V2O5를 적용했을 때 높은 표면에너지에 의해 더 얇은 Au 두께에서 film을 형성하는 것을 확인했다.
V2O5가 적용된 전극은 개선된 안정적인 Stretchable 전극 특성을 보였고 이를 Stretchable OLEDs 소자에 적용해 연신 시에도 전극의 파괴 없이 안정적인 구동을 통해 그 특성을 유지한다는 것을 확인했다.
류승윤 동국대 물리반도체과학부 교수는 “이번 연구의 Stretchable 전극 개발은 자유로운 형태 변형이 가능한 디스플레이 개발에 한 걸음 다가간 것”이라며 “더욱 다양한 Oxide 물질의 적용과 최적화된 전극 형성 조건의 메커니즘 분석을 통해 새로운 폼펙터가 요구되는 Transparent 디스플레이 시장의 핵심적인 기술로써 활용될 것”이라고 말했다.
해당 연구는 BK21, 한국연구재단, 한국환경산업기술원의 지원으로 수행됐으며 ‘The Role of the Bottom Oxide Layer in Oxide-Metal-Oxide (OMO) Electrode for Stretchable Organic Light-Emitting Diodes’라는 제목으로 소재·물리화학 분야 저명 국제 학술지 ‘Advanced Materials Interfaces(IF=6.389)’ 2023년 12월 뒷면 커버로 선정돼 온라인 게재됐다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
