잡아당겨도 성능 유지되는 ‘유기발광다이오드 디스플레이’ 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 골프공의 표면처럼 반복적으로 파여 있는 구조를 도입, 잡아당겨도 성능을 유지하는 신개념 스트레처블 OLED 디스플레이를 개발해 주목된다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀이 한국전자통신연구원(ETRI) 실감소자 연구본부, 동아대 문한얼 교수와 협력해 세계 최고 수준의 높은 초기 발광 면적비와 고신축성을 동시에 갖는 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 구현했다고 10일 밝혔다.

기존의 신축형 디스플레이에서는 성능과 신축성을 동시에 확보하기 위해 발광하는 부분은 단단한 고립구조에 위치해 신축 시에도 기계적 변형 없이 우수한 성능을 보이도록 하고, 이들을 연결하는 커넥터 부분은 말굽 모양 등의 구부러진 형태로 구성해 신축에 따라 용이하게 변형할 수 있게 한다.

통상적으로 이들 구조는 이차원 평면상에 한정되는데, 이 경우 구부러진 연결 커넥터에 필요한 공간 확보를 위해 전체 면적 대비 발광면적의 비율을 불가피하게 희생해야 하는 한계점이 있다.

이에 연구팀은 2차원 평면에 국한하지 않고 구부림 연결 커넥터가 힌지(경첩)형 회전과 인장을 동시에 활용할 수 있는 3차원 높이 교차 구조를 제안, 잡아당기지 않은 초기 상태에서 85%의 발광 면적비와 40%의 최대 시스템 신축률을 동시에 갖는 OLED 디스플레이 기술을 달성했다.

이와 동등한 수준의 신축형 디스플레이를 2차원에 한정된 구부림 연결 커넥터를 통해 구현할 경우 약 500% 인장이 가능한 연결 커넥터가 있어야 가능할 정도의 우수한 결과다.

연구팀은 또 반복적인 동작과 곡면 변형에서도 안정적으로 성능을 유지하는 결과를 확인했다.

유승협 교수는 “높은 발광 면적비 및 우수한 신축률을 동시에 가능하게 하는 신축 유기발광 다이오드 기술의 확보는 신축형 디스플레이 기술의 난제를 해결하는 중요한 열쇠”라고 말했다.

KAIST 유승협 교수 연구실의 김수본 박사가 제1 저자로 수행한 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스'에 지난 6일 게재됐다.

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