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세탁해도 안전하고 충전 필요없는 ‘입는’ 디스플레이 나왔다

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2019년 03월 22일 15:48 프린트하기

최경철 KAIST 전기및전자공학부 교수팀이 개발한 입는 디스플레이는 전력 공급을 위한 태양전지(오른쪽)과 OLED, 그리고 이를 수분으로부터 보호하는 막으로 구성된다. 사진 제공 KAIST
최경철 KAIST 전기및전자공학부 교수팀이 개발한 입는 디스플레이는 전력 공급을 위한 태양전지(오른쪽)과 OLED, 그리고 이를 수분으로부터 보호하는 막으로 구성된다. 사진 제공 KAIST

스스로 전기를 만들고, 세탁을 해도 작동하는 디스플레이 기술이 개발됐다. 옷감을 직접 기판으로 이용하는 ‘입는’ 디스플레이 전자소자를 개발하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.


KAIST는 최경철 전기및전자공학부 교수와 정은교·전용민 연구원, 조석호 전남대 의류학과 교수팀이 외부 전원 자가 발전 기능을 지닌 에너지 절약형 입는 디스플레이 모듈 기술을 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다.


기존의 섬유형 입는 디스플레이는 주로 디스플레이 소자에 초점을 맞춰 연구됐다. 문제는 소자를 구동하기 위한 외부 전원이 별도로 필요하다는 점과, 내구성이 부족해 세탁을 할 수 없다는 점이었다. 고분자 태양전지를 이용하는 방안이 제시됐지만 습기에 취약했고, 이를 개선하기 위해 얇은 막을 입히는 경우도 세탁 등 습기가 많은 환경에는 사용이 불가능하다는 한계가 있었다.


최 교수팀은 문제를 해결하기 위해 외부 전원 없이 전력을 공급할 수 있는 고분자 태양전지와, 꼬마전구를 켜는 전력의 수백 분의 1 수준인 수mW(밀리와트)의 전기로 작동할 수 있는 유기발광다이오드(OLED)를 옷감 위에 부착시켰다. 그 뒤 그 위에 재료를 미세한 증기 형태로 뿜어 코팅하는 원자층 증착법과 액체를 떨어뜨린 뒤 회전시켜 얇게 막을 입히는 스핀 코팅을 이용해 보호막을 이중으로 형성시켜, 물로부터 소자를 보호하는 입는 디스플레이를 완성했다. 


이 막은 얇은 전선의 굵기인 약 3mm 공간을 가운데 두고 구부려도 성능이 유지될 정도로 잘 휘었을 뿐만 아니라, 일주일 간격으로 세탁 및 물리적 충격을 가한 뒤에도 태양전지는 98%, OLED는 96%가 성능을 유지할 정도로 내구성이 뛰어났다.

 

입는 디스플레이를 옷감에 장착하는 모습(인쪽 및 오른쪽 위)과, 막으로 코팅된 소자를 물에 담그는 모습을 시연했다. 사진제공 KAIST
입는 디스플레이를 옷감에 장착하는 모습(인쪽 및 오른쪽 위)과, 막으로 코팅된 소자를 물에 담그는 모습을 시연했다. 사진제공 KAIST

최 교수는 “일상생활에 입는 옷감을 기판으로 활용해 세탁이 가능하고 외부 전원 없이 고분자 태양전지로 디스플레이를 구동하는 전자소자 모듈을 완성했다”며 “태양에너지를 이용해 자가 구동 및 세탁이 가능한, 전기 충전이 필요 없는 진정한 의미의 입을 수 있는 디스플레이 기술 시대를 열었다”고 말했다.


연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ’에너지&환경과학’ 1월 18일자에 발표됐다.
 

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