주름 안생기는 OLED 디스플레이 가능해진다

KAIST 최경철 교수 연구팀, 스트레처블 기판 개발
사물인터넷 웨어러블 등 차세대 디스플레이 적용 기대
신축성 유기발광다이오드의 신축에 따른 휘도-전류 특성 및 제작된 다양한 스펙트럼을 가지는 신축 유기발광다이오드.<사진= KAIST>신축성 유기발광다이오드의 신축에 따른 휘도-전류 특성 및 제작된 다양한 스펙트럼을 가지는 신축 유기발광다이오드.<사진= KAIST>

신축성 있는 OLED(유기발광소자) 디스플레이 기술이 개발되며 웨어러블 의료기기 등 차세대 디스플레이에 활용이 기대된다.

KAIST(총장 신성철)는 최경철 전기및전자공학부 교수 연구팀이 신축성 높은 유연한 기둥과 멤브레인 형태를 결합한 새로운 스트레처블 기판을 개발했다고 25일 밝혔다.

스트레처블 디스플레이 기술은 한 방향으로 구부리거나 접는 기존의 플렉서블 OLED 디스플레이 기술을 뛰어넘어 두 방향 이상으로 변환할 수 있다. 웨어러블, 사물인터넷, 인공지능, 차량용 디스플레이에 적합한 차세대 디스플레이 기술로 주목된다.

최근 사물인터넷, 웨어러블 시장이 확대되며 자유롭게 늘어날 수 있는 OLED 소자와 디스플레이에 신축성을 주는 방법이 연구돼 왔다. 하지만 모든 재료를 신축성 있는 재료로 바꾸는 방식은 효율이 낮아 상용화가 어렵고 패턴을 형성하는데 한계가 있었다. 기판을 먼저 늘리고 난뒤 원래대로 복원해 얇은 주름을 형성하는 방식의 스트레처블 OLED는 효율이 높고 안정적이지만 주름 형태가 일정하지 않아 신축에 따른 화면 왜곡이 발생해 왔다.

연구팀은 높은 휘도와 신축성을 가지는 디스플레이 구현에 집중했다. 우선 단단하게 패턴화된 기판에 가해지는 힘을 최소화할 수 있는 기둥구조가 형성된 유연 기판을 결합했다. 이를 바탕으로 새로운 형태의 핵심 부품기술인 스트레처블 기판을 개발했다.

또 개발된 스트레처블 기판과 기존 공정을  활용해 신축성 있는 OLED 디스플레이를 구현했다. 연구팀은 기존 공정을 활용해도 새로운 스트레처블 기판 부품 기술을 활용하면 스트레처블 디스플레이를 구현할 수 있다는 것을 증명했다. 기존의 스트레처블 디스플레이 기술이 기존 공정을 활용할 수 없다는 단점을 극복한 것이다.

개발된 스트레처블 OLED 디스플레이는 신축에 따른 휘도 변화가 적음이 규명됐다. 구조적으로 주름이 형성된 신축성 소자에 비해 주름이 없어 신축시 같은 파장 영역대의 빛을 제공하는 것을 확인했다. 또 발광 빛의 각도 의존성이 없어 다양한 스트레처블 디스플레이 응용분야에도 적용 가능할 것으로 기대된다.

남민우 연구원은 "새로운 물질의 개발이 아닌 상용화된 공정과 물질을 사용해 새로운 스트레처블 기판 위에 OLED 디스플레이를 구현했다"며 "기존의 스트레처블 디스플레이 연구가 가지는 단점들을 뛰어넘어 상용화 될 수 있는 스트레처블 부품 기술을 개발하고자 했다"고 말했다.

최경철 교수는 "제작된 스트레처블 기판을 활용하면 스트레처블 OLED, 마이크로 LED, 센서 등 구현이 가능하며 바이오 및 의료분야와 결합한 다양한 치료분야에 적용할 수 있다"고 설명했다.

임명섭 박사와 남민우 박사과정이 주도한 이번 연구는 나노 분야 국제학술지 '나노 레터스'에 지난달 28일자 온라인 게재됐다.


 
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