국내 연구진이 모든 방향에서 고무줄처럼 늘어나는 유기발광다이오드(OLED)를 만드는 데 성공했다. 차세대 디스플레이로 주목받고 있는 스트레처블 디스플레이나 화면 크기나 모양을 바꾸는 스마트폰, 피부에 보다 밀착하는 웨어러블 기기 등에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모은다.
한국연구재단은 박진우(사진) 연세대 교수 연구팀이 모든 부품을 스트레처블 소재로 제작한 '스트레처블 OLED'를 개발했다고 14일 밝혔다.
기존에는 연성 기판에 딱딱한 OLED들을 마치 섬처럼 배치하고, 유연한 전선으로 이를 연결해 전선이 늘어나는 힘에 따라 OLED가 늘어나는 방식으로 스트레처블 OLED 소자를 구현했다. 하지만, 높은 인장응력을 견디려면 소자의 밀도를 낮춰야 하기에 픽셀 수를 높여야 하는 디스플레이 직용하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 기존 구조적 방식이 아닌 스트레처블 소재에 집중했다. OLED를 구성하는 기판, 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자수송층, 음극 등 모든 소자를 늘어날 수 있는 소재로 구현했다.
각 소재의 기계적, 전기적 특성을 분석하고, 모든 소재를 용액공정을 통해 스트레처블 OLED 소자로 제작하는 데 성공한 것이다.
OLED 소자는 기존보다 60% 낮은 구동 전압과 80%의 인장 응력에서 안정적으로 작동했다. 또 40%의 연신율(재료가 늘어나는 비율)로, 200회에 늘린 후에도 OLED 소자 성능에 큰 변화가 없었다.
특히 디스플레이를 구성하는 적색, 녹색, 청색을 모두 60∼80% 인장응력 하에서 일정 이상의 효율로 구현했고, 뾰족한 볼펜심으로 스트레처블 OLED 소자에 변형을 가해도 안정적으로 동작하는 등 3차원 변형이 가능함을 확인했다.
박진우 연세대 교수는 "OLED 모든 구성요소를 늘어나는 소재로 구현한 것은 이번이 처음"이라며 "모든 방향으로 변형이 가능하기 때문에 향후 스트레처블 디스플레이뿐 아니라 3차원 변형이 가능한 촉감 디스플레이, 인체에 자유롭게 부착할 수 있는 웨어러블 디스플레이 등에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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