KAIST, 얇은 실 위에 흰색 빛 내는 OLED 섬유기술 최초 구현

기사내용 요약
최경철 교수팀, WOLED 기술개발…안정적인 흰색 발광
전자 섬유 디스플레이 분야 필수 기술, 다양한 분야서 활용가능

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 머리카락보다 얇은 실 위에 흰색의 빛을 발산하는 섬유 OLED(유기발광다이오드)를 최초로 개발했다고 20일 밝혔다.

최경철 교수팀은 딥 코팅 공정을 개발해 지금까지 형광 OLED, 구동 가능한 고효율 인광 RGB OLED 등 디스플레이 필수 요소 기술들을 머리카락보다 얇은 전자섬유 형태로 성공적으로 구현해 왔다.

하지만 풀 컬러 디스플레이, 조명기술 등을 구현키 위한 필수 기술인 '흰색 OLED'(WOLED)는 구조적 복잡성과 접근법 부재로 기술개발에 어려움이 있었다.

일반적으로 흰색 OLED는 삼원색 OLED의 단일 적층 구조에 2~3배 달하는 다중 적층 구조(tandem structure)를 갖기 때문에 섬유 위에 구현하기가 까다롭다. 또한 다중 적층 구조의 얇은 전하 생성층(CGL)은 섬유의 곡률에 취약한 구조로 섬유에는 적합하지 않았다.

연구팀은 이런 다중 적층 구조의 문제점들을 해결키 위해 섬유 구조에 적합한 딥 코팅이 가능한 흰색 단일 발광층 설계에 주목했다.

흰색 단일 발광층은 삼원색 발광 재료와 전하 균형을 위한 다수의 전하 수송체들로 구성됐으며 딥 코팅 공정이 가능토록 설계됐다.

이를 통해 흰색 OLED를 섬유에 최초로 구현하는데 성공했으며 야외시인성 확보가 가능한 최고 700cd/㎡(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 10cd/A(칸델라/암페어) 수준의 높은 전기 광학적 성능을 확보했다.

특히 개발된 흰색 OLED 전자섬유는 구조상 최적화된 에너지 전달과정 덕분에 구동환경에 따른 흰색 발광의 색 변화 의존성을 줄여 안정적인 흰색 발광을 얻을 수 있다.

연구팀은 그동안 섬유 디스플레이 분야에서 부재했던 디스플레이 필수 요소 기술인 흰색 OLED를 실 한오라기에 성공적으로 구현함에 따라 고품질 섬유 디스플레이를 포함한 패션, 기능성 의류, 차량 디자인 등 다양한 응용 분야에 적용될 것으로 기대하고 있다.

최경철 교수 연구팀의 황용하 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 나노분야 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science, IF 16.8)' 온라인판에 지난 1월 24일로 게재된 뒤 4월 14일자로 전면 내부 표지 논문(Inside Front Cover)으로 실렸다.(논문명: High-Performance and Reliable White Organic Light-Emitting Fibers for Truly Wearable Textile Displays)

황용하 박사과정은 "흰색 OLED 전자 섬유 구현을 위해 섬유에 적합한 흰색 OLED 구조 및 설계에 집중했다"면서 "그동안 전자 섬유 디스플레이 분야에서 부재했던 필수 요소 기술을 개발해 더욱 완성도 높은 고품질 전자 섬유 디스플레이를 구현할 수 있을 것이라 기대한다"고 말했다.

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