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이달의 과학기술자상 7월 수상자,포항공대 이태우 교수
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승인 2013.07.03  00:00:00
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미래창조과학부와 한국연구재단은 그래핀 전극을 활용한 OLED(유기발광 다이오드) 분야에서 발광효율을 높이고, 백색 조명을 개발한 공로로 포항공과대학교 신소재공학과 이태우 교수(李泰雨, 39세)를 이달의 과학기술자상 7월 수상자로 선정하였다.

이 교수는 발광효율이 낮은 그래핀 전극의 한계를 극복하여 유연(flexible) 유기발광 다이오드의 효율을 획기적으로 개선하는 한편, 세계 최초로 그래핀 전극을 적용하여 백색조명을 시연하는데 성공했다.

※ 유기발광다이오드(OLED·Organic Light Emitting Diode) : 발광하는 유기반도체를 투명전극과 금속전극사이에 위치시키고 전기장을 걸어주면 투명전극 쪽에서 빛이 나오는 자체발광 방식의 소자. LCD를 대체할 차세대 디스플레이용으로, 에너지효율이 월등히 높고 밝아 현재 휴대폰 등 소형가전 제품의 디스플레이용으로 사용되고 있다. 선명한 색깔과 가벼운 구조, 빠른 응답 속도가 특징이다.

꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 유연하고 전기전도도가 높아 전극소재로 주목받고 있지만 투명전극으로 널리 이용되는 기존 ITO 전극에 비해 발광효율이 현저히 낮은 것으로 알려졌다.

※ ITO(Indum Tin Oxcide) 전극 : 인듐주석산화물전극으로 투명하고 전기전도성이 높아 투명전극으로 널리 사용되나 쉽게 부서지기 때문에 유연한 소자에 적용이 힘들다.

이 교수는 전도성 고분자 조성물을 이용해 전자와 만나 빛을 발생시키는 정공이 그래핀 전극 내로 효율적으로 주입되게 하였고, 이를 통해 발광효율을 기존 미국 연구팀 한계의 100배까지 끌어올려 ITO에 버금가는 초고효율을 달성해 냈다.

※ 정공(hole) : 플러스(+) 전하를 가진 전자와 같은 거동을 하는 가상 입자.

미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업(나노기반 소프트일렉트로닉스연구단) 및 신기술융합형성장동력사업(NT-IT 소자재료융합연구단) 등의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 그래핀 전극이 ITO 전극보다 우수할 수 있음을 처음 입증한 것이다.

이러한 결과는 꿈으로만 생각되던 다양하고 밝은 빛을 내는 벽지와 커튼개발에 대한 기대감을 높여주었고 향후 유연 디스플레이, 박막 태양전지 및 조명 개발 등 창조경제에 기여할 것으로 전망된다.

2011년 미국 리서치사 나노마켓(NanoMarkets)에 따르면 ITO를 사용하는 가공 조립산업(OLED 조명, 박막 태양전지, 스마트창문)의 규모확장으로 ITO 대체 투명전도막(Transparent Conductive Oxide)의 시장규모가 2016년 9억 2500만 달러에 달할 것으로 전망하고 있다.

이 교수는 최근 3년 동안 Nature Communications (2013), Nature Photonics (2012), Advanced Materials (2012), Angewandte Chemie (2011) 등 권위있는 학술지에 다수의 논문을 발표하는 등 현재까지 105편의 SCI 논문을 발표하였고 2,036회 이상 인용되었다. 이들 논문의 평균 인용지수는 8.56에 달하는 것으로 나타났다.

※ 인용지수 : 해당 논문집의 최근 2년간 인용횟수를 같은 기간 출간된 전체 논문의 수로 나눈 값

이 교수는 2008년 삼성종합기술원 전문연구원으로 재직시 휘어지는 디스플레이의 핵심기술인 유연 기판 위 패턴닝 및 소자제조 공정, 구동 트랜지스터 소자 및 고효율·장수명 발광 OLED 개발 등에서 괄목할 만한 업적을 인정받아 젊은과학자상(대통령상)을 수상한 바 있다.

이 교수는 “항상 희망이 되어준 학생들에게 감사하며, 이번 상은더 열심히 하라는 뜻으로 알고 계속 매진하여 앞으로 세계적인 연구결과를 내도록 노력할 것”이라고 수상소감을 밝혔다.

이달의 과학기술자상은 산·연·학에 종사하는 연구개발 인력 중 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 발굴·포상하여 과학기술자의 사기진작 및 대국민 과학기술 마인드를 확산하고자 1997년 4월부터 시상해오고 있으며 매월 1명씩 선정하여 미래창조과학부 장관상 및 상금을 수여하고 있다.

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