그간 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 기기 구현에 초점이 맞춰졌다. 이에 따라 소자의 성능이나 내구성 측면에서 평판 기반의 OLED 소자에 비해 턱없이 낮았고 이는 실제 웨어러블 디스플레이로의 응용을 막는 걸림돌로 작용해 왔다. 그런데 최근 머리카락보다 얇은 섬유 위에 고효율의 유기발광 다이오드(OLED)를 제작할 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다. 이 기술은 향후 옷에 부착하는 형태의 섬유형 웨어러블의 상용화를 크게 앞당길 것으로 보인다.

4일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면, 이번의 섬유형 OLED 제작 기술은 이 대학 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 개발했다. 

기존 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 낮은 성능으로 인해 응용에 제약이 많다. 이에 따라 최 교수팀은 섬유에 적합한 OLED 소자 구조를 설계해 3차원 섬유 구조에 적합한 딥 코팅 공정을 개발했다. 이어 이를 기반으로 평판 제작물에 버금가는 고효율･고수명 OLED 개발에 성공했다.

이로써 섬유에 고성능 OLED를 제조할 수 있는 길이 열렸다. 고성능 섬유형 웨어러블 디스플레이의 상용화가 국내 기술로 가능해진 것이다. 그것도 간단하고 저비용의 공정으로 이룬 것이라 의미를 더한다. 

이번에 개발된 기술로 OLED 구조를 그대로 섬유에 적용하더라도 성능 저하가 전혀 없었다. 1만cd/m2(칸델라/제곱미터)의 휘도와 11cd/A(칸델라/암페어) 이상의 효율을 보이는 것으로 조사됐다.

4.3%의 기계적 변형률에도 성능이 잘 유지됐으며, 개발한 섬유형 OLED를 직물에 직조해도 아무런 문제가 발생하지 않았다.

연구팀이 개발한 기술은 300㎛ 직경의 섬유에서부터 머리카락보다 얇은 90㎛ 섬유에도 OLED를 제작할 수 있었다. 105℃ 이하의 저온에서 모든 과정이 진행되므로 열에 약한 보통 섬유에도 적용이 가능하다.

이번 연구는 과학기술정보통신부･한국연구재단의 지원으로 수행됐다. 연구 성과는 나노과학 분야 국제저널 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 지난해 12월 6일자 온라인판에 실렸다.

송강섭 기자 successnews@successnews.co.kr

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