국내연구진, 끓는물에서도 빛을 내는 '전계발광소자' 개발

조인준 기자 / 기사승인 : 2024-06-18 10:08:09
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▲이온젤 전계발광소자 개략도 및 구동(사진=DGIST)

국내 연구진이 얼음물에서나 끓는물에서도 빛을 내는 '전계발광소자'를 개발했다. 전계발광은 LED나 OLED 디스플레이처럼 전기를 가하면 빛을 내는 물질을 뜻한다.

대구경북과학기술원(DGIST) 에너지환경부 정순문 박사연구팀은 잘 늘어나면서 극한의 환경에서도 끄떡없이 작동하는 신개념 전계발광소자를 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다.

일반적으로 전계발광소자는 2개의 평면 전극이 빛을 내는 층을 샌드위치처럼 감싸야 한다. 보통 평면 전극으로는 금속이나 인듐 주석 산화물이 사용되는데, 이런 전극은 잘 늘어나지 않기 때문에 유연성이 떨어지는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 투명하고 신축성이 높으면서 전기전도도를 지닌 '이온젤'이라는 특수 재료를 전극으로 사용했다. 이온젤을 발광층 내부에 수평 방향으로 배치하는 방식으로 발광소자를 개발했다. 

이온젤 기반 발광소자는 전극이 발광층 내부에 있기 때문에 극저온이나 극고온 등에서도 잘 작동한다. 또 잘 늘어나면서도 안정적으로 밝은 빛을 낸다. 기존 발광소자의 경우 외부 환경 영향을 막아줄 보호막을 씌우는 과정이 필요한데, 이온젤 소자는 그런 과정이 필요없어 더 쉽고 저렴하게 제작이 가능하다.

연구팀은 향후 아웃도어 디스플레이나 발광현수막 등 기존 발광소자가 접근하기 어려운 영역에서 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 정순문 박사는 "이번에 개발된 발광소자는 비싼 장비나 복잡한 과정없이도 만들 수 있고, 다양한 환경에서도 강한 내구성을 보여준다"며 "앞으로 기존 디스플레이와 차별화된 영역에서 활용할 수 있는 소자로 개발할 예정"이라고 말했다.

이번 연구결과는 세계적 화학공학 국제학술지 '케미칼 엔지니어링 저널' 6월 15일자에 게재됐다.

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