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머리카락 만큼 가는 섬유형 OLED, 입는 디스플레이 상용화 길 연다

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2018년 01월 04일 10:20 프린트하기

섬유형 유기발광다이오드(OLED)를 직물 위에 직조한 모습. 실처럼 꿰맨 상태에서도 밝은 빛을 낸다. - KAIST 제공
섬유형 유기발광다이오드(OLED)를 직물 위에 직조한 모습. 실처럼 꿰맨 상태에서도 밝은 빛을 낸다. - KAIST 제공

국내 연구진이 머리카락만큼 가는 고성능 섬유형 유기발광다이오드(OLED)를 개발했다. 색상을 자유자재로 바꿀 수 있는 옷이나 의류 자체가 디스플레이 역할을 할 하는 수 있는 ‘웨어러블 디스플레이’ 등을 개발하는 단초가 될 것으로 전망된다.
 
최경철 KAIST 전기 및 전자공학부 교수팀은 지름이 90~300㎛(마이크로미터·1㎛는 100만 분의 1m)인 가는 실에 입혀 직물을 만들어도 성능 저하 없이 작동하는, 유연한 구조의 OLED를 개발했다고 3일 밝혔다. OLED는 전류가 흐르면 스스로 빛을 내는 형광성 유기화합물을 이용해 만든 디스플레이 소자로 TV, 휴대폰 휴대전화 등에 활용된다.
  
기존에도 비슷한 섬유형 OLED는 있었지만 일반적인 평판형 OLED보다 수명이나 효율, 내구성 등이 현저히 떨어져 실용화가 힘들었다. 반면 이번에 연구진이 개발한 섬유형 OLED는 직물로 만들어도 성능이 그대로 유지됐다. 휘도는 ㎡당 1만 cd(칸델라) 이상, 수명은 80~90시간 이상이다. 최 교수는 “그동안 보고된 섬유형 OLED 중 최고 성능”이라고 밝혔다.
  
연구진은 섬유 표면에 발광층 재료를 수십 ㎚(나노미터·1㎚는 10억 분의 1m)의 균일한 박막 형태로 증착시켜 이 같은 고성능 섬유형 OLED를 만들었다. 용액에 섬유를 담가 재료를 입히는 '딥 코팅 공정'을 활용했다. 섭씨 105도 이하의 저온 공정으로 열에 약한 섬유에도 적용 가능하고 적용할 수 있고 일반 공정보다 저렴해 대량 생산도 쉽다. 또 연구에서는 황색빛을 내는 발광층 재료를 썼지만 재료만 바꾸면 다양한 색상의 빛을 구현할 수도 있다.

 

논문의 제1저자인 권선일 KAIST 박사과정 연구원은 “향후 더 큰 면적으로 섬유형 OLED로 직물을 만들면 상용화가 가능한 수준의 웨어러블 디스플레이를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과는 지난해 국제학술지 '나노 레터스' 지난해 12월 6일자에 게재됐다.

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