대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지융합연구부 정순문 박사 연구팀이 새로운 개념의 전계 및 기계발광을 동시에 발생시키는 소자 구조를 개발했다고 20일 밝혔다. 기존 방식의 한계점을 극복한 고휘도, 저비용, 신축성 발광소자 제작이 가능해져 외부 환경 변화에 강한 전광판과 현수막 등 다양한 분야로의 활용이 기대된다.

DGIST에 따르면 고체에 강한 전계를 가했을 때 발광하는 현상을 전계발광이라고 한다. 이를 발생시키기 위해 기존에는 발광층을 샌드위치 형식으로 평행하게 둘러싸는 두 개의 평면전극을 활용한 ‘수직전계’ 방식을 활용했는데, 그 재료로 대부분 금속 및 인듐 주석 산화물을 사용했다. 하지만 이런 전극들은 신축성이 많이 떨어지기 때문에, 늘어나면서도 빛을 안정적으로 방출하는 발광소자를 제작하는 데 한계가 있었다.

정순문 박사팀은 발광층 내부에 얇은 막대 형태의 은 나노와이어 전극을 발광층과 평행하게 삽입시켜 ‘면내전계’를 발생시켰고, 이를 통해 안정적으로 고휘도 빛을 방출시키는 소자를 개발함과 동시에 신축성도 대폭 개선했다.

DGIST 측은 “이번에 개발된 면내전계 기반 발광소자에는 정 박사 연구팀이 세계 최초로 보고했던 황화아연과 폴리디메틸실록산의 혼합물을 기계발광 및 전계발광층으로 동시에 적용시켰으며, 이는 하나의 소자에서 전계발광과 기계발광이 동시에 발생할 수 있음을 의미한다”며 “특히 발광층 내부에서 발생된 빛이 전극을 통과할 필요가 없고 두꺼운 발광층 활용을 가능하게 해 기존 소자 대비 매우 높은 휘도를 달성할 수 있었다”고 설명했다.