유기발광다이오드 고효율 제조기술 개발

 (아주경제 권석림 기자) 차세대 디스플레이로 각광받는 유기발광다이오드(OLED)의 제조공정이 크게 개선된다.

한국과학기술원(KAIST)은 양민양 기계공학과 교수팀이 대기 중에서도 쉽게 제조할 수 있는 고분자 유기발광다이오드를 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.

연구팀은 음극이나 양극과 같은 금속 전극을 제외한 기능성 층(정공주입층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층)을 모두 액상으로 제조할 수 있도록 했다.

이 액상물질은 인쇄기술과 같은 용액공정을 적용할 수 있어 매우 저렴한 비용으로 제조가 가능할 것으로 기대된다.

양 교수팀은 5nm의 크기를 갖는 산화아연 나노입자 용액과 암모늄 이온용액을 통해 용액공정의 적용이 가능한 전자수송·주입 복합구조를 제시했다.

이들 용액은 알칼리·알칼리토금속을 전혀 포함하고 있지 않아 대기 중에서 안정해 모든 층을 용액공정으로 제조가 가능해졌다.

특히 산화아연 나노입자층과 암모늄이온 복합층에 존재하는 암모늄 이온은 일정 이상의 전계를 가하면 발광층과 음극 사이에서 이온들이 전계에 따라 정렬해 계면쌍극자(interface dipole)를 형성한다.

이를 효과적으로 발광층과 음극사이의 전자주입 장벽을 낮추어 알칼리·알칼리 토금속을 사용하지 않음에 의해 발생하는 효율이 저감되는 문제를 극복해 발광효율 10cd/A와 휘도 50000cd/m2의 고성능을 구현했다.

KAIST 양민양 교수와 윤홍석 박사과정 학생이 주도한 이번 연구결과는 권위 있는 학술지인 ‘어플라이드 피직스 레터스(Applied Physics Letters)’지 지난해 12월14일자 온라인 판에 게재됐고 현재 국내 및 국제 특허 출원 완료됐다.