한국과학기술원(KAIST)은 최경철 전기·전자공학부 교수 연구팀이 머리카락보다 얇은 섬유 위에 유기발광다이오드(OLED)를 제작할 수 있는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

기존의 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 기기를 제대로 구동하는 데 초점을 맞췄다.

이 때문인지 소자 성능이나 내구성 측면에서는 평판 기반 OLED 소자보다 낮은 성능을 보였다. 실제 웨어러블 디스플레이로 응용하는 데 한계가 있었다는 뜻이다.

연구팀은 문제 해결을 위해 섬유에 적합한 OLED 소자 구조를 설계했다. 3차원 섬유 구조에 적합한 딥 코팅 공정을 활용해 평판 제작물에 버금가는 고효율·고수명 OLED를 구현했다.

평판 기반 용액 공정을 활용한 OLED 구조를 이 기술로 그대로 섬유에 적용해도 성능 저하가 전혀 없었다고 연구팀은 설명했다.

㎡당 1만cd(칸델라) 수준의 휘도와 암페어 당 11cd 이상 효율을 보였다.연구팀은 4.3％가량 기계적 변형을 해도 섬유형 OLED 성능이 잘 유지되는 것도 확인했다.

섬유형 OLED를 직물에 직조했을 때 특별한 문제가 발생하지 않았다.

연구진이 개발한 기술은 300㎛(마이크로미터) 직경 섬유에서부터 머리카락보다 얇은 90㎛ 직경 섬유에도 OLED를 형성할 수 있었다. 105도 이하의 비교적 낮은 온도에서 공정이 진행되기 때문에 열에 약한 일반적인 섬유에도 적용할 수 있다고 연구팀은 덧붙였다.

최경철 교수는 "저비용 간단 공정으로 고성능 섬유형 웨어러블 디스플레이 상용화 길을 열었다고 생각한다"며 "앞으로 관련 연구에서 핵심 요소 기술로 자리 잡을 것으로 기대한다"고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 선도연구센터지원사업과 나노소재원천기술개발사업 지원으로 수행했다. 권선일 박사과정이 주도한 연구 논문은 나노과학 분야 국제 학술지 '나노 레터스'(Nano Letters) 지난달 6일 온라인판에 실렸다.