ETRI, 그래핀을 적용한 OLED 조명 공개

11월 19일부터 21일까지 개최된 2015 대한민국 산업기술 R&D 대전에서 ETRI(한국전자통신연구원)은 OLED 조명과 그래핀과 관련된 연구 성과를 공개했다.

ETRI는 2013년부터 ‘그래핀 소재/부품 상용화 기술 사업’ 국책과제 중 세부 과제인 “그래핀 응용 OLED 소자/패널 기술개발”의 주관 기관으로 참여하고 있다. 이 과제의 최종 목표는 면저항 15Ω 이상이며 투과도 90% 이상, 두께 3nm, 면저항 균일도 5% 이하, 표면조도 5nm이하, 면적은 5.5세대 이상인 그래핀 전극 소재와 WVTR 10-6 g/m2이하, 면적은 5.5세대에 55인치 OLED 패널 적용 가능 수준인 그래핀 기반 방진막 소재, ITO 양극 OLED 대비 외부광자효율이 90%이상인 그래핀 양극 OLED, 그래핀이 적용된 대각 사이즈 1300mm 이상의 OLED 패널 시제품 개발이다.

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이번 전시회에서 ETRI는 그래핀을 전극으로 적용한 OLED 조명을 공개하였다. ETRI의 이정익 박사는 “최근 ITO전극을 대체하기 위해 그래핀 전극에 대한 관심이 높아지고 있다. 그래핀 전극을 적용하기 위해서는 광학적, 전기적, 공정적인 요소를 고려해야 한다.”며, “ITO 대신 그래핀을 OLED 전극으로 사용할 경우 광학적으로는 두께와 굴절률이 바뀌며, 전기적으로는 에너지 준위가 바뀌기 때문에 이를 고려해서 설계를 해줘야 한다. 또한 공정적으로는 전극 공정의 전후 공정과 맞추어 설계해야 한다.” 라고 강조하였다. 또한 현재 광학적, 전기적 문제들은 해결된 상태이며 공정적인 문제를 연구 중에 있고, 올해 안에 공정 문제 해결과 관련된 연구 결과를 공개할 예정이라고 밝혔다.

그래핀은 resistivity가 높기 때문에 flexible과 foldable에 유리한 차세대 전극 재료로 알려져 있다. 이정익 박사는 “그래핀이 resistivity가 높을 뿐만 아니라 투명전극으로 쓰일 때 ITO에 비해 시야각이 넓다는 것도 중요한 장점이며, 특히 백색광원은 시야각에 따라 spectrum이 바뀌면 안되기 때문에 그래핀이 적용되기 좋다.” 라고 밝혔다.

그래핀은 응용범위가 넓은 핵심소재로서 전극 뿐만 아니라 OLED의 encapsulation등 다양한 분야로 개발되고 있다. 미래창조과학부는 2025년까지 국내 그래핀 시장이 19조까지 성장할 것으로 예측했으며, 이번 국책과제의 전담기관인 한국산업기술평가관리원은 그래핀을 통해 9개의 세계 1등 기술을 개발하고 17조원의 매출을 달성하겠다는 목표를 내세웠다. 이와 관련하여 이정익 박사는 “외국에 비해 국내의 그래핀에 대한 투자는 아직 적은 편이며, 국내 기업과 정부 기관이 고부가가치 산업에 좀더 관심을 기울일 때”라고 강조하였다.

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