작성일 : 17-08-25 15:52
KAIST 최경철 전기및전자공학부 교수 연구팀 코오롱글로텍과의 공동 연구로 , 옷처럼 입는 디스플레이 개발
 글쓴이 : happy
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옷감 위에서 구동 되고 있는 유기발광다이오드<사진=KAIST 제공 >
옷감 위에서 구동 되고 있는 유기발광다이오드<사진=KAIST 제공>


직물과 유기발광다이오드(OLED)를 융합해 높은 유연직성을 갖는 최고 효율의 의류형 디스플레이 기술을 최경철 KAIST(총장 신성철) 전기및전자공학부 교수 연구팀이 개발했다.

이번 기술은 학계에 보고된 직물 기반의 발광소자 중 가장 유연하다고 연구팀은 밝혔다.

최근 사물인터넷과 웨어러블 기술의 비중이 늘어나면서 의류 형태의 웨어러블 디스플레이 기술도 주목받고 있다.

최 교수 연구팀은 의류 형태의 웨어러블 디스플레이 구현을 위해 2015년부터 직물(fabric)형과 섬유(fiber)형 두 가지 방식으로 연구를 진행해 왔다.

2015년에는 거친 직물 위에서 수백 나노미터 두께의 유기발광소자 동작에 성공했고, 2016년에는 얇은 섬유 위에서도 높은 휘도를 갖는 고분자발광소자를 개발했다.

그 동안의 연구를 바탕으로, 이번에는 옷감의 유연성을 유지하면서 높은 휘도와 효율 특성을 갖는 직물형 유기발광소자를 구현했다. 

최고 수준의 전기 광학적 특성을 갖는 이 소자는 자체 개발한 유무기 복합 봉지(encapsulation) 기술을 통해 장기적 수명이 검증됐고, 굴곡 반경 2mm의 접히는 환경에서도 유기발광소자가 동작한다.

최승엽 교수는 "앞으로 빛이 나는 옷은 패션, 이-텍스타일(E-textile) 뿐 아니라 자동차 산업, 광치료와 같은 헬스케어 산업에도 큰 영향을 끼칠 것"으로 전망했다.

이번 연구는 코오롱글로텍과의 공동 연구로 진행됐고, 국제 학술지
'사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 7월 21자 온라인 판에 게재됐다.



돌돌 말아 휴대하는 대형 모니터 나온다

2017년 08월 25일 10:04

KAIST ‘직물 디스플레이’ 개발

 

컴퓨터 모니터나 TV 화면 같은 디스플레이 제품은 흔히 대대익선(大大益善)이라는 수식어가 붙는다. 크면 클수록 좋다는 뜻. 그러나 커진 만큼 부피와 무게도 커져 휴대하기 어려워지는 단점이 생긴다.


이 숙제를 해결할 ‘직물(織物) 디스플레이’를 국내 연구진이 개발했다. 최경철 KAIST 전기및전자공학부 교수팀은 직물에 고성능 디스플레이 개발에 자주 쓰이는 유기발광다이오드(OLED)를 융합해 직물 형태의 디스플레이를 개발하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. 천으로 만든 디스플레이를 실용화 직전 단계까지 완성한 것으로 돌돌 말아 가지고 다닐 수 있는 첨단 디스플레이 개발이 한층 더 수월해질 것으로 기대된다.


휴대용 디스플레이 개발의 대세는 말랑말랑하고 구부러지는 필름형 소재를 이용하는 것이다. 유리가 아닌 얇은 투명필름 위에 전기회로를 올려서 만든다. 자유롭게 구부러지는 데다 얇고 가벼워 각광받았다.


이 기술은 그간 상당 부분 실용화 단계에 들어섰지만 아직 걸림돌도 많다. 투명필름 자체는 손쉽게 구부러지지만 여기에 연결하는 전원연결선이나 각종 반도체칩이 들어간 회로기판까지 유연하게 만들긴 어려웠다. 그래핀(탄소단원자막)이나 탄소나노튜브(CNT) 등 첨단 소재를 이용해 눈에 보이지 않을 만큼 가늘고 촘촘한 회로를 만들어 문제를 해결하려는 노력이 이어졌다. 초기에는 아예 휘어진 형태로 제품을 만드는 커브드(Curved) 형태 제품이 소개됐으며 일정 부분만을 더 큰 각도로 구부린 벤디드(Bended) 형태도 등장했다. 시청 거리에 따라 구부림각을 자유롭게 조절할 수 있는 고가형 TV도 실용화됐다.


연구진은 완전히 반으로 접을 수 있는 폴더블(Foldable) 형태나 돌돌 말 수 있는 롤러블(Rollable) 형태의 디스플레이도 개발 중이다. 삼성전자는 연말 세계 첫 폴더블 스마트폰을 공개할 것으로 알려졌다.


그러나 이런 방식도 수십 인치를 넘어서는 대형 디스플레이에 적용하기엔 제한이 생긴다. 무게가 걸림돌이 되기 때문이다. 이 때문에 천을 짜듯 각종 발광(發光) 소자를 실과 섞어 만드는 직물 디스플레이가 대안으로 떠오르고 있는 것이다.

 

디스플레이를 개어 보관하거나 돌돌 말아 들고 다닐 수 있고, 의복처럼 만들어 입을 수도 있어 궁극의 유연성 디스플레이가 될 수 있지만 기술적 한계로 실용화 시기를 점치기 어려웠다.


최 교수팀은 2015년 거친 직물 위에서 수백 nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 굵기의 OLED를 붙여 넣는 ‘열접착 평탄화 기술’을 독자적으로 개발하는 데 성공했다. 또 2016년에는 빛이 나는 실을 균일한 속도로 뽑는 ‘딥 코팅’ 기술 역시 개발했다.


연구진은 이 두 기술을 하나로 합쳐 옷감의 유연성을 유지하면서 성능은 뛰어난 직물형 OLED 소재 구현에 처음으로 성공했다. 현재까지 개발된 직물형 발광 소자 중 가장 밝고 효율이 뛰어나다.


유연성 디스플레이의 단점인 짧은 수명 문제도 해결해 일반 TV 모니터만큼 장기간 사용이 가능하다. 연구진은 이번 기술이 대형 디스플레이는 물론 다양한 전자산업 발전에 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

  • 전승민 기자 enhanced@donga.com