국내 연구진이 대기 중에서도 쉽게 제조할 수 있는 고분자 유기발광다이오드(OLED)를 개발하는 데 성공했다. 이에 따라 차세대 디스플레이로 각광 받는 OLED의 제조공정이 크게 개선될 것으로 기대된다.
양민양 KAIST 기계공학과 교수팀은 OLED를 음극이나 양극과 같은 금속 전극을 제외한 기능성층(정공주입층ㆍ발광층ㆍ전자수송층ㆍ전자주입층)을 모두 액상으로 만드는 데 성공했다고 26일 밝혔다.
기존 OLED에는 불소화리튬(LiF), 불소화세슘(CsF) 등 알칼리ㆍ알칼리토금속을 포함하는 물질들이 전자주입층을 구성하고 있다. 이 전자주입물질들이 음극과 발광층 사이에서 전자가 극복해야 할 '전자주입장벽'을 낮춰 발광효율을 높이는 역할을 한다. 그러나 이들은 대기 중에서 불안정할 뿐 아니라 대면적에서 얇은 층을 구현하기 어려운 단점이 있었다. 또 아래층의 표면품질에 소자의 효율이 큰 영향을 받는다는 문제가 있어 모든 층을 용액공정으로 소자를 제조하는 데 어려움이 있었다.
양 교수팀은 5㎚ 크기의 산화아연 나노입자 용액과 암모늄 이온용액을 통해 용액공정을 적용할 수 있는 전자수송ㆍ주입 복합구조를 제시했다. 이들 용액은 알칼리ㆍ알칼리토금속을 전혀 포함하고 있지 않아 대기 중에서 안정해 모든 층을 용액공정으로 만들 수 있다.
양 박사는 "액상물질을 인쇄기술과 같은 공정에 적용할 수 있어 앞으로 OLED를 저렴한 비용으로 제조할 수 있을 것으로 기대된다"고 설명했다. 이 연구 성과는 '어플라이드 피직스 레터스'에 실렸으며 관련 기술은 국내외 특허가 출원됐다.
