2024.   12.    03.

고려대, 고성능 · 고유연 전방위 반사 전극 개발

- 상감 기법 적용으로 차세대 플렉서블 OLED 구현의 새 지평 열어

□ 고려대학교(총장 김동원) 전기전자공학부 김태근 교수 연구팀이 상감 기법을 활용해 고유연 · 고반사 전방위 반사 전극을 개발하고, 이를 기반으로 고성능 상부 발광 유기 발광 다이오드(TEOLED)를 구현하는 데 성공했다. 

□ 본 연구는 그 중요성을 인정받아 해당 분야 국제 저명 학술지인 ‘International Journal of Extreme Manufacturing’ [IF 16.1, JCR 상위 0.7%]에 지난 11월 15일 (금) 온라인 게재됐다. 

* 논문명: Omnidirectional reflector based on Ta2O5 cylinder-filled IZO mesh structure for flexible and efficient blue TADF top-emission OLEDs

* 논문 URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/ad92ca

□ 현재 플렉서블 디스플레이 기술 및 산업의 발전에 따라 간단한 제작 공정, 저비용, 고효율의 이점을 갖는 유연 유기 발광 다이오드(f-OLED)에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 기존 기술로는 특히 (반) 투명 상부 전극 제작의 어려움이 커 한계가 존재했다. 

□ 김태근 교수 연구팀은 이를 해결하기 위해 Ag/SiO2/Ta2O5 기반 IZO 메쉬(c-mesh) 구조를 설계하여, 고 반사율과 우수한 기계적 유연성을 모두 갖춘 전방위 반사경(ODR)을 구현했다. 이 구조는 기존 전극 대비 모든 입사각(0°~90°)에서 약 96% 이상의 반사율을 보이며, 2,000회 이상의 밴딩 테스트 후에도 초기 상태 대비 80% 이상의 광도를 유지했다. 

□ 고효율 f-TEOLED를 구현하기 위해서는 입사광의 각도나 파장대에 따른 반사 손실이 없고, 유연한 특성의 전방위 반사경 (ODR)이 필요하다. 연구팀은 포토리소그래피 기술을 이용하여, Ag/SiO2/탄탈륨 산화물 (Ta2O5)이 실린더 (cylinder) 형태로 삽입된 인듐 아연 산화물  (IZO) 메쉬 구조의 ODR 전극을 제작하여 해당 소자의 기계적 유연성을 크게 향상시켰다.

* 전방위 반사경 (omnidirectional reflector, ODR) : 넓은 파장 범위 및 입사각에 대해 높은 반사도를 유지하는 반사경을 의미하며, 일반적으로 반도체, 유전체, 금속의 3개 층으로 구성된다. 

□ 본 연구에서는 기계적으로 유연한 고성능의 상부 발광 OLED 구현을 목표로 c-mesh기반 다층 구조를 활용하여 플렉서블 ODR 전극을 설계하고 제작하였다. Ta2O5 실린더 패턴과 IZO 메시 패턴의 융합은 OLED 소자의 전기적, 기계적 안정성을 향상시켰다. 또한, c-mesh 기반의 다층 구조 반사 전극을 설계하여 종래 금속 및 메쉬 전극이 갖는 광학적, 전기적, 기계적 특성의 한계를 효과적으로 극복할 수 있었다. 

□ 본 연구는 한국연구재단이 추진하는 리더(창의)연구사업 지원을 받아 수행되었다.

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