DGIST, 더 저렴하고 더 선명한 필름조명 기술 개발

대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)은 최병대 전자정보시스템연구부·융합전공 박사 연구팀이 엠에스웨이(대표 이민수) 박종천 박사, 이성의 한국공학대학교 신소재공학과 교수 연구팀과 공동으로 유연 투명전극 나빌(Nabil)을 이용해 섬아연석(황화아연) 분말 기반 전계 발광필름 소자의 효율을 대폭 개선했다고 20일 밝혔다.

DGIST 연구팀이 저렴하고 선명한 필름 조명 기술을 개발했다. 사진왼쪽부터 이수근·윤상훈 박사, 최병대 교수.

‘전계 발광필름 소자’는 반도체 물질에 전압을 가할 때 발생하는 빛을 이용하는 디스플레이·조명 기술이다. 유연하고 신축성이 있어 유도조명은 물론이고 접히거나 말리는 디스플레이에도 적용 가능해 응용범위가 넓다.

이 가운데 섬아연석 분말 기반 전계 발광 필름은 인쇄 기법만으로 손쉽게 제조할 수 있어 기존 기술 대비 제조공정이 단순하고 고가의 진공 제조장치가 필요하지 않아 가격 경쟁력이 우수하다. 하지만 광 효율이 낮은 탓에 폭넓게 활용되지 못하고 있다.

어드밴스트 포토닉스 리서치(Advanced Photonics Research) 6월 표지

연구팀은 소자의 효율은 전계 발광 효율 뿐만 아니라 발광체에 전류를 전달하는 전극 등에서 소실되는 전류가 크게 영향을 미친다는 사실에 착안했다. 낮은 소자 효율을 개선하고자 낮은 전기저항을 갖는 유연 투명전극을 발광체 표면 전극으로 사용했다.

유연 투명전극은 적층하는 방법에 따라 광 투과도는 기존의 투명전극과 동일한 수준을 유지하면서도 전기저항은 10분의 1 수준으로 낮출 수 있다. 연구팀은 섬아연석 분말로 이뤄진 발광층 양면에 실버 나노박막 전극필름을 적층해 저항에 의한 에너지 손실을 최소화했다.

또 전극 저항을 최소화는 발광 효율 향상뿐 아니라 디스플레이로 적용 시 영상신호 왜곡을 줄이는 효과도 기대할 수 있다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 유연 투명전극을 적용한 분말형 전계발광 필름에 미세 전극패턴을 형성, 디스플레이 픽셀 어레이를 제작했다. 여기에 영상신호를 인가한 결과, 신호 끌림 등 왜곡이 없는 자연스러운 동영상이 구현됨을 확인했다. 추가 연구를 통해 저가형 디지털사이니지, 필름형 조명 등으로 개발이 기대된다.

이번 연구는 디지스트 일반사업(D-PIC 4.0) 지원으로 이뤄졌다. 연구성과는 존 와일리 앤 선즈가 발간하는 광 전문 학술지 ‘어드밴스트 포토닉스 리서치’ 6월 표지논문으로 채택됐다.

대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com