최종편집:2026-05-08 04:28:23

DGIST, 변형 가능한 전계발광기술 개발

에너지융합연구부 정순문 박사 연구팀 개발
황보문옥 기자 / 1372호입력 : 2022년 04월 20일 트위터 페이스북 밴드 카카오톡 네이버블로그 URL복사
↑↑ DGIST 에너지융합연구부 정순문 책임연구원(왼쪽), 송성규 전임연구원

DGIST 에너지융합연구부 정순문 박사 연구팀은 20일 새로운 개념의 전계 및 기계발광을 동시에 발생시키는 소자 구조를 개발했다고 밝혔다.

이를 통해 기존 방식의 한계점을 극복한 고휘도, 저비용, 신축성 발광소자 제작이 가능해져 외부의 환경변화에 강한 전광판과 현수막 등 다양한 분야로의 활용이 가능할 것으로 기대된다.

고체에 강한 전계를 가했을 때 발광하는 현상을 전계발광이라고 한다.

이를 발생시키기 위해 기존에는 발광층을 샌드위치 형식으로 평행하게 둘러싸는 2개의 평면전극을 활용한 수직전계 (vertical E-field) 방식을 활용했다.

그 재료로 대부분 금속 및 인듐 주석 산화물을 널리 사용했다.

하지만 이러한 전극들은 신축성이 많이 떨어지기 때문에 늘어나면서도 빛을 안정적으로 방출하는 발광소자를 제작하는데 큰 걸림돌이 돼 왔다.

이러한 한계점을 극복하기 위해 정 박사팀은 발광층 내부에 얇은 막대 형태의 은 나노와이어 전극을 발광층과 평행하게 삽입시켜 면내전계 (in-plane E-field)를 발생시켰고 이를 통해 안정적으로 고휘도 빛을 방출시키는 소자를 개발함과 동시에 신축성을 대폭 개선했다.

이번 개발된 면내전계 기반 발광소자에는 정 박사 연구팀이 세계최초로 기 보고했던 황화아연(ZnS)과 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)의 혼합물을 기계발광 및 전계발광층으로 동시에 적용시켰다.

이는 하나의 소자에서 전계발광과 기계발광이 동시에 발생할 수 있음을 의미한다.

특히 발광층 내부에서 발생된 빛이 전극을 통과할 필요가 없고 두꺼운 발광층 활용을 가능하게 해 기존소자 대비 매우 높은 휘도를 달성할 수 있었다.

에너지융합연구부 정순문 박사는 "이번 개발된 발광소자는 고가의 증착공정이나 패터닝 공정을 필요로 하지 않고 외부의 다양한 환경에도 강한 내구성을 보여주고 있다"며 "향후 보다 정밀한 전극 패턴디자인을 통해 실생활에 적용시킬 수 있는 소자를 개발하려 한다"고 말했다.

한편 연구 결과는 세계적 응용물리 국제학술지인 어플라이드 피직스 리뷰(Applied Physics Reviews) 최신호에 게재됐다.

연구는 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업과 DGIST의 연구지원으로 진행됐다. 황보문옥 기자
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