균일하게 빛을 방출하는 발광 전기화학전지

균일하게 빛을 방출하는 발광 전기화학전지

유기발광 디바이스(OLED: Organic Light-Emitting Device)는 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 디스플레이로서 널리 사용되고 있다. 하지만, 대규모로 OLED를 생산하는 것은 진공 상태에서 매우 많은 시간이 소요되며 많은 비용을 필요로 하는 공정 단계이다. 

대체 발광 디바이스로 발광 전기화학 전지(LEC: Light-Emitting Electrochemical Cell)가 있는데, 이것은 발광 공액고분자(Conjugated Polymer)와 같은 발광 물질과 무기 염(Inorganic Salt)을 두 개의 전극 사이에 위치되도록 구성되어 있다. LEC의 전기화학적 메커니즘은 전극의 기능에 대해 덜 민감하게 함으로써 결과적으로 공기에 안정적인 전극 물질로서의 역할을 가능하게 해 준다. 따라서 OLED와는 달리, LEC는 연속적인 대기 중 제조가 가능한 적절한 후보물질임이 증명되었다. 이를 염두해두고, Ludvig Edman 등은 대규모로 일정하게 발광하는 기기를 만들 수 있는 분무-소결 침착(Spray-Sintering Deposition) 기술을 개발했다. 이 방법은 직접적이고 비용-효과적인 제조기술이다. 분사-소결 기술에서, 잉크 용액을 안개모양으로 만들어 에어브러쉬 방법으로 표면에 분사하며, 반복되는 회수에 따라 단일층 필름 혹은 다층 필름을 형성하게 된다. 이렇게 제조된 필름은 편평한 입자-네트워크 형태를 가지고 있으며, 습식 필름을 형성하는 것에 비해 건조 시에 액적이 소결되는 형태로 침착된 구조이다. 따라서 주요한 장점 중 하나는 넓은 면적에 퍼지는 것보다는 먼지 입자의 캡슐화를 일으켜, 분사-소결 기기에서 나타나는 먼지에 의해 유발되는 흑백 점을 강력하게 억제하는 것으로 추측된다. 

연구팀은 넓은 면적(140~140mm2)의 LEC 기기로부터 균일하게 빛을 방출하는데 성공했으며, 낮은 구동전압(3~5V)과 상온의 조건을 이용했다. 게다가, 분사-소결시 유사하거나 동일한 용매를 기반으로 하는 서로 다른 잉크를 연속적으로 사용함으로써 다중색상 기기를 만드는 것도 가능하다. 

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 균일하게 빛을 방출하는 발광 전기화학전지