[한국대학신문 김정현 기자] 액정 디스플레이(LCD)를 대체할 차세대 소재로 주목받는 유기발광 다이오드(OLED)를 신속하게 만들 수 있는 기술이 국내 연구팀에 의해 개발돼 태양전지, 반도체 소자 등의 제조단가를 낮출 것으로 기대된다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 9일 윤홍석 한밭대 교수 연구팀이 고압 가스 분사를 통해 여러 층의 OLED 박막을 원하는 곳으로 한 번에 옮기는 ‘고속전사’ 기술을 최초로 개발했다고 밝혔다.

발광 다이오드(LED)는 전압을 가했을 떄 스스로 빛을 내는 반도체 소자다. 얇게 편 박막형 유기물질이 스스로 빛을 내는 것이 바로 OLED다. 반면 전자제품 화면에 널리 활용되고 있는 LCD는 스스로 빛을 내지 못하는 액정이다. 광원과 편광필터를 통해 색을 구현하는 형태다.

때문에 OLED는 LCD에 비해 얇으며 명암 구현과 잔상여부, 응답속도가 더 월등해 차세대 소재로서 활발한 연구가 이뤄지고 있다. 특히 대량 생산을 위해서는 넓은 화면(대면적 패널)을 낮은 가격으로 만들어 내는 방법을 찾아야만 했다.

OLED는 12개에서 20개의 빛을 내는 기능성 박막 층으로 구성된다. 제조 과정에서 각각의 층들을 코팅해야 하는데, 기존에는 높은 진공상태에서 순차적으로 용기를 이동하며 제조하느라 공정이 수십시간까지 걸렸다. 이 과정에서 균열, 주름, 거스러미(Burr)가 발생하기도 했다.

연구팀은 고압 질소, 아르곤 가스를 기판과 OLED 박막 사이에 분사했다. 음속에 가까운 에어젯이 생성돼 박막과 기판이 효과적으로 분리된다. 이를 통해 손상 없이 기판 위의 원하는 위치로 박막을 이동시킬 수 있었다. 이를 통해 공정시간을 기존 대비 10분의 1로 줄였다는 평가다.

연구책임자 윤홍석 교수는 “OLED 조명, 광고, 디스플레이 등 다양한 분야에 쓰이는 OLED 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있고 향후 태양전지, 반도체 소자 등의 기초 전자소자에 응용될 수 있을 것으로 기대한다”고 전망했다.

이번 성과는 미래창조과학부와 한국연구재단의 기초연구지원·신진연구자지원 사업으로 수행됐다. 지난달 9일 나노 소재 응용 분야 국제학술지 나노스케일(Nanoscale)에 게재됐다.