그래핀 투명전극으로 OLED 디스플레이 개발
19인치 모니터 수준, 전극 두께 5나노미터 이하
 
ETRI(한국전자통신연구원)는 기존 OLED 디스플레이용 전극으로 많이 활용되던 인듐주석산화물(ITO) 대신 꿈의 신소재라 불리는 그래핀을 이용, 전극을 만들어 디스플레이 개발에 성공했다.
 
연구진이 개발에 성공한 디스플레이 기판의 크기는 19인치 모니터 크기 수준인 370mm x 470mm 크기다. 그래핀 전극의 두께는 5나노미터(nm)이하이다.
 
ETRI는 그래핀과 유연한 기판을 결합하면 얇고 유연한 디스플레이 구현이 가능할 것으로 내다보고 있다. 그렇게 된다면 옷이나 피부 등에 적용하는 웨어러블 기기 제작에 활용될 수 있는 원천기술이 될 수 있다.
 
일반적으로 OLED는 기판, ITO 투명전극, 빛을 내는 유기물층, 양극인 알루미늄 층으로 적층되어 있다. 연구진은 통상적으로 사용되고 있는 ITO를 그래핀으로 대체했다.

 
기존 전극으로 사용하던 ITO 소재는 유리 성질을 가지고 있어 디스플레이로 제작해 투명전극으로 활용 시에도 잘 깨지는 문제가 있었다. 이에 반해 그래핀은 유연성을 가지고 있어 이 문제를 해결할 수 있다.
 
이 연구는 한화테크윈과 공동으로 진행되었다. 기판을 대면적화 해 그래핀을 성장시키는 기술과 OLED 투명전극으로 응용하기 위한 전사기술을 개발하였고 OLED에 적용가능한 60Ω/m²수준의 면저항과 85%이상의 투과도를 갖는 그래핀 투명전극 가공 및 공정기술을 확보하였다. 특히 디스플레이 공정에 빠질 수 없는 미세 패터닝 공정을 최초로 개발하였다.
 
ETRI는 본 기술을 활용, 그래핀 전극 OLED 패널로서는 세계 최대 사이즈인 370mm x 470mm급 패널 점등에 성공했다.
 
향후에는 유리기판 대신 플라스틱 기판을 활용한 디스플레이를 개발할 예정이다. 유연성을 가진 그래핀과 플라스틱 기판이 결합하면 웨어러블 OLED 소자의 제작이 가능하다.
 
ETRI 조남성 유연소자 연구그룹장은 “그래핀이 OLED 디스플레이에 적용될 수 있다는 일반적인 기대를 처음으로 현실화했다는 것에 매우 큰 의미를 부여할 수 있다. 향후 대면적 그래핀 필름 및 OLED 패널 기술과 플렉시블 OLED 패널 기술을 통해 상용화가 기대된다”고 말했다.