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머리카락보다 얇은 실에 OLED 제작 성공

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송강섭 기자 작성일승인 2018-01-04 11:33 수정 2018-01-05 16:29

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섬유형 유기 발광 다이오드를 직조하여 구동한 모습 ⓒKAIST

 


 

머리카락보다 얇은 섬유 위에 고효율의 유기발광 디스플레이(OLED)를 제작할 수 있는 기술을 국내에서 개발했다. 이 기술은 향후 웨어러블 디스플레이에 적용할 수 있을 것으로 보인다.

 

4일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 이 기술은 KAIST 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 개발했다.

 

그간 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 기기 구현에 초점을 맞춰졌다. 이에 따라 소자의 성능이나 내구성 측면에서 평판 기반의 OLED 소자에 비해 턱없이 낮은 성능을 보였고, 이로 인해 실제 웨어러블 디스플레이로 응용하는 데 한계가 있었다.

 

연구팀은 문제 해결을 위해 섬유에 적합한 OLED 소자 구조를 설계해 3차원 섬유 구조에 적합한 딥 코팅 공정을 활용했고, 이를 통해 평판 제작물에 버금가는 고효율, 고수명의 OLED를 개발했다.

 

이 기술을 통해 평판 기반의 용액 공정을 활용한 OLED 구조를 그대로 섬유에 적용해도 성능 저하가 전혀 없이 1만cd/m2(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 11cd/A(칸델라/암페어) 이상의 효율을 보임을 확인했다.

 

또 4.3%의 기계적 변형률에도 섬유형 OLED 성능이 잘 유지됨을 확인했고, 개발한 섬유형 OLED를 직물에 직조해도 아무런 문제가 발생하지 않음을 증명했다.

 

연구팀이 개발한 기술은 300마이크로미터(㎛) 직경의 섬유에서부터 머리카락보다 얇은 90㎛ 직경 섬유에도 OLED를 형성할 수 있었다. 또 105℃ 이하의 저온에서 모든 과정이 진행되기 때문에 열에 약한 일반적인 섬유에도 적용 가능하다.

 

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연구를 이끈 권선일 KAIST 박사과정. KAIST

 

 

최 교수는 “기존 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 낮은 성능으로 인해 응용에 많은 제약이 따랐다"면서 하지만 "이 기술로는 직물을 구성하는 요소인 섬유에 고성능의 OLED를 제조할 수 있다”고 설명했다. 최 교수는 이어 “간단하고 저비용의 공정으로 고성능 섬유형 웨어러블 디스플레이 상용화의 길을 열었다”고 했다.

 

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 선도연구센터지원사업과 나노소재원천기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 권선일 박사과정이 주도한 이번 연구는 나노과학 분야 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 지난해 12월 6일자 온라인판에 실렸다.

 

송강섭 기자 successnews@successnews.co.kr

 

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