DGIST(총장 이건우) 에너지환경연구부 정순문 박사 연구팀이 잘 늘어나고 다양한 환경에서도 끄떡 없이 작동하는 신개념 전계발광소자를 개발했다. 기존의 한계를 극복해 외부 환경 변화에 강한 전광판과 발광현수막 등 다양한 분야로의 활용이 가능할 것으로 보인다.
LED나 OLED 디스플레이와 같이 전기를 가하면 물질이 빛을 내는 것을 ‘전계발광’이라 한다. 일반적으로는 두 개의 평면 전극이 빛을 내는 층을 샌드위치처럼 감싸야 한다. 이 평면 전극에는 주로 금속이나 인듐 주석 산화물이 사용되지만, 이러한 전극은 잘 늘어나지 않기 때문에 유연한 발광소자를 만드는 데 어려움이 있었다.
정순문 박사 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 투명하고 신축성이 높으며 전기전도도를 지닌‘이온젤’이라는 특수한 재료를 전극으로 사용한 면내전계(in-plane electric field) 기반 발광소자를 제작했다. 이온젤을 기존처럼 위아래로 끼우는 대신, 발광층 내부에 수평 방향으로 배치하여 잘 늘어나면서도 안정적으로 밝은 빛을 내는 발광소자를 개발했다.
연구팀이 개발한 이온젤 기반의 발광소자는 전극이 발광층 내부에 있기 때문에 얼음 속이나 끓는 물과 같은 극한 환경에서도 보호막 없이 잘 작동한다. 일반적으로 이러한 발광소자를 만들 때 보호막을 씌우는 과정이 필요한데, 연구팀이 개발한 이온젤 기반의 발광소자는 이와 같은 과정이 필요 없어 더 쉽고 간단하게 제작이 가능하다. 향후 아웃도어 디스플레이나 발광 현수막 등 기존 발광소자가 접근하기 힘든 영역에서 활용될 수 있을 것으로 보인다.
에너지환경연구부의 정순문 박사는 “이번에 개발된 발광소자는 비싼 장비나 복잡한 과정 없이도 만들 수 있고, 다양한 환경에서도 강한 내구성을 보여준다”며 “향후 기존의 디스플레이와는 차별화된 영역에서 활용할 수 있는 소자를 개발하려 한다”고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 세계적 화학공학 국제학술지인 케미칼 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)에 게재됐다. 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업과 DGIST의 연구지원으로 진행됐다.
LED나 OLED 디스플레이와 같이 전기를 가하면 물질이 빛을 내는 것을 ‘전계발광’이라 한다. 일반적으로는 두 개의 평면 전극이 빛을 내는 층을 샌드위치처럼 감싸야 한다. 이 평면 전극에는 주로 금속이나 인듐 주석 산화물이 사용되지만, 이러한 전극은 잘 늘어나지 않기 때문에 유연한 발광소자를 만드는 데 어려움이 있었다.
정순문 박사 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 투명하고 신축성이 높으며 전기전도도를 지닌‘이온젤’이라는 특수한 재료를 전극으로 사용한 면내전계(in-plane electric field) 기반 발광소자를 제작했다. 이온젤을 기존처럼 위아래로 끼우는 대신, 발광층 내부에 수평 방향으로 배치하여 잘 늘어나면서도 안정적으로 밝은 빛을 내는 발광소자를 개발했다.
연구팀이 개발한 이온젤 기반의 발광소자는 전극이 발광층 내부에 있기 때문에 얼음 속이나 끓는 물과 같은 극한 환경에서도 보호막 없이 잘 작동한다. 일반적으로 이러한 발광소자를 만들 때 보호막을 씌우는 과정이 필요한데, 연구팀이 개발한 이온젤 기반의 발광소자는 이와 같은 과정이 필요 없어 더 쉽고 간단하게 제작이 가능하다. 향후 아웃도어 디스플레이나 발광 현수막 등 기존 발광소자가 접근하기 힘든 영역에서 활용될 수 있을 것으로 보인다.
에너지환경연구부의 정순문 박사는 “이번에 개발된 발광소자는 비싼 장비나 복잡한 과정 없이도 만들 수 있고, 다양한 환경에서도 강한 내구성을 보여준다”며 “향후 기존의 디스플레이와는 차별화된 영역에서 활용할 수 있는 소자를 개발하려 한다”고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 세계적 화학공학 국제학술지인 케미칼 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)에 게재됐다. 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업과 DGIST의 연구지원으로 진행됐다.