고무처럼 늘어나는 OLED 만들었다

연세대 박진우 교수팀, 모든 디스플레이 재료가 늘어나
향후 실감나는 3차원 촉각 디스플레이 등에 활용 전망

늘어나는 OLED. 연세대 김진훈 박사후연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 고무처럼 늘어나는 유기발광다이오드(OLED) 소재를 개발했다. 연구진은 이 소재를 화면의 크기나 모양이 바뀌는 스마트폰이나 피부에 보다 밀착되는 웨어러블 기기, 보다 실감나는 3차원 촉각 디스플레이 등에 활용할 수 있다고 설명했다.

한국연구재단은 연세대 박진우 교수팀이 모든 부품을 늘어나는 소재로 만들어 '스트레처블 OLED'를 개발했다고 14일 밝혔다.

박진우 교수팀이 만든 늘어나는 OLED는 80%까지 늘려도 안정적으로 작동했다. 또한 이 소재를 늘리는 것을 200회 이상 반복했음에도 불구하고 성능이 변하지 않았다. 특히 기존에 발표된 늘어나는 OLED보다 약 60% 낮은 8V의 전압에서도 안정적으로 작동했다.

기존에는 늘어날 수 있는 기판에 딱딱한 OLED들을 섬처럼 배치하고 유연한 전선으로 이를 연결하는 방식으로 늘어나는 OLED를 만들려고 했다.

하지만 딱딱한 OLED와 유연한 전선의 조합은 높은 인장응력을 견디기 위해 소자의 밀도를 낮춰야 할 수 밖에 없다. 때문에 픽셀 수가 높아야 하는 디스플레이에 적용하는 데에는 한계가 있는데다 제작공정 또한 매우 복잡하다.

연구진은 구조가 아닌 소재에 집중했다. OLED를 구성하는 모든 소재 즉 기판, 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극을 늘어날 수 있는 소재로 만든 것이다. 디스플레이를 구성하는 3원색인 적색, 녹색, 청색을 모두 60~80% 인장응력 하에서 일정 이상의 효율로 작동했다.

특히 뾰족한 볼펜심으로 늘어나는 OLED 소자에 변형을 줬을 때도 안정적으로 작동했다.

늘어나는 OLED 구조. 연세대 김진훈 박사후연구원 제공

박진우 교수는 "기존에도 OLED 구성 요소들을 늘어나는 소재로 대체하려는 연구는 있었으나 기판과 양극 소재에 그쳐 안정성이 낮았고 이번에 처음으로 모든 구성요소를 늘어나는 소재로 만들어 안정성을 높일 수 있었다"고 설명했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 2월 24일 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자