머리카락보다 가느다란 섬유에 고성능 유기발광다이오드(OLED)를 구현하는 기술이 개발됐다. 고성능 웨어러블 디스플레이 상용화가 멀지 않았다.
KAIST(총장 신성철)는 최경철 전기 및 전자공학부 교수, 권선일 박사과정 팀이 3차원 섬유 구조에 적합하도록 개선한 '딥 코팅 공정'을 활용, 아주 얇은 섬유 위에 고성능 OLED를 구현할 수 있는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.
섬유형 웨어러블 디스플레이는 미래 첨단 기술이다. 아직 기기 구현에 초점을 맞추고 있는 분야다. 실을 유기물 용액에 담궈 OLED 기능층 박막을 형성하는 과정에서 소자 성능과 내구성이 기존의 평판 OLED 소자에 비해 턱없이 낮아 상용화에 한계가 있었다.
연구팀은 새로운 딥 코팅 공정으로 이 문제를 해결했다. 단순한 기능층 구조를 세분·최적화했다. 기능층을 여러 개 형성하고 전자주입층 및 수송층의 전자 이동을 용이하게 했다. 전기 성능을 높이는 폴리에틸이민을 비롯한 각종 물질을 첨가하는 방법을 썼다.
연구팀은 이 공정을 활용해 성능 저하 없이 ㎡당 1만칸델라(cd)의 휘도, 암페어(A)당 11cd 이상의 효율을 보이는 소재 구현에 성공했다.
최적화된 기능층은 소자의 내구성도 높인다. 4.3%의 기능 변형에도 OLED의 성능이 잘 유지되는 것으로 나타났다. OLED 소자를 직접 직물에 직조해도 성능에 문제가 없었다. 머리카락보다 가는 90마이크로미터(㎛)의 실로 이뤄진 섬유에도 OLED를 형성할 수 있다. 공정은 섭씨 105도 이하의 대체로 낮은 온도에서 이뤄져 열에 약한 일반 섬유에도 적용 가능하다.
최 교수는 “성능이 낮은 기존의 섬유형 웨어러블 다이오드를 개선해 고성능의 OLED 제조 기술을 개발했다”면서 “고성능 섬유형 웨어러블 디스플레이 상용화의 길을 열었다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
