윤홍석 한밭대 교수/사진제공=한국연구재단유기발광다이오드(OLED) 제조시간을 10분의 1까지 획기적으로 줄이는 기술이 우리 연구진에 의해 개발됐다.
한국연구재단은 윤홍석 한밭대 교수 연구팀이 고압의 에어젯 분사를 통해 여러 층의 OLED 박막을 원하는 곳으로 효과적으로 한 번에 옮길 수 있는 고속전사기술을 최초로 개발했다고 9일 밝혔다.
OLED는 기능성 층들의 개수가 적게는 12개, 많게는 20개에 이른다. OLED 전사는 여러 층의 박막을 기판에서 한 번에 떼어 내 다른 박막과 결합시켜 소자를 만든다. 이때 박막이 찢어지거나 주름이 생기고, 모서리가 뜯기기도 하여 대량 생산에는 어려움이 있었다. 연구팀은 신기술인 에어젯을 이용한 고속 박리 기법을 고안하여 박막과 기판 사이의 결합에너지를 효과적으로 조절하는 원리를 이용했다.
다층 박막을 기판으로부터 박리할 때 에어젯의 속도를 크게 증가시키면 결합에너지가(Ea2) 증가하지만, 모재의 기판의 결합력이(Ea1) 상대적으로 작게 되어 효율적으로 박리가 일어나게 된다./사진제공=한국연구재단음속에 가까운 에어젯을 기판과 OLED 박막 사이에 분사하여 기판과의 결합력을 효과적으로 줄여 박막의 손상 없이 전사할 수 있었다. 에어젯을 통한 고속 전사기법은 OLED를 전사하는 시간만 필요하므로 공정시간이 기존 OLED에 비해 10분의 1만 소요된다. OLED 박막들을 용액으로 코팅하여 저가로 제조할 수 있다.
윤홍석 교수는 “이 기술을 사용하면 조명, 광고, 디스플레이 등 다양한 분야에 쓰이는 OLED 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있다”면서 “향후 태양전지, 반도체 소자 등의 기초 전자소자에 응용될 수 있을 것”이라고 기대했다.
미래부·한국연구재단 기초연구지원사업 신진연구자지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 나노소재응용 분야 국제학술지 나노스케일에 실렸다.
