작성일 : 21-03-15 13:05
박진우 연세대 교수 연구팀, 모든 부품 스트레처블 소재 , 고무처럼 주욱~ 늘어나는 OLED, 인체 피부·장기에도 부착
 글쓴이 : happy
조회 : 24  

고무처럼 주욱~ 늘어나는 OLED, 인체 피부·장기에도 부착

  •  길애경 기자
  •  
  •  승인 2021.03.14 13:00
 

박진우 연세대 교수 연구팀, 모든 부품 스트레처블 소재
모든 방향으로 소재 늘어나 자유로운 변형 가능

OLED를 구성하는 각 소재를 스트레처블하게 디자인하기 위한 전략들. A) 스트레처블 발광층에 사용된 재료의 구조 및 구조변화 메커니즘. B) 스트레처블 정공 수송층의 구조 변화 메커니즘. C) 스트레처블 전자 수송층/음극 복합체의 구조.[사진= 한국연구재단]
OLED를 구성하는 각 소재를 스트레처블하게 디자인하기 위한 전략들. A) 스트레처블 발광층에 사용된 재료의 구조 및 구조변화 메커니즘. B) 스트레처블 정공 수송층의 구조 변화 메커니즘. C) 스트레처블 전자 수송층/음극 복합체의 구조.[사진= 한국연구재단]
고무처럼 늘어나는 유기발광 다이오드(OLED)가 개발되며 인체 피부, 장기 등에 부착가능한 안정성 높은 웨어러블 디스플레이 구현도 가능해질 것으로 기대된다.

14일 한국연구재단에 의하면 박진우 연세대 교수 연구팀모든 부품을 스트레처블 소재로 제작, 고무처럼 늘어나는 유기발광 다이오드를 개발했다.

스트레처블 디스플레이가 가능해지면 모든 방향으로 소재가 늘어남에 따라 자유로운 형태 변형이 가능하다. 화면의 크기나 모양이 바뀌는 스마트폰, 피부에 보다 밀착되는 웨어러블 기기, 3차원 촉각 디스플레이 등 활용될 수 있다.

기존에는 늘어날 수 있는 기판에 딱딱한 OLED들을 섬처럼 배치하고 유연한 전선으로 이를 연결했다. 이를 통해 늘어나는 OLED를 구현하고자 했다.

하지만 딱딱한 OLED와 유연한 전선의 조합은 높은 인장응력을 견디기 위해 소자의 밀도를 낮춰야 한다. 때문에 픽셀 수가 높아야 하는 디스플레이에 적용하는데 한계가 있고 제작공정이 매우 복잡하다.

이에 연구팀은 구조가 아닌 소재에 집중했다. OLED를 구성하는 모든 소재(기판, 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층과 음극)를 늘어날 수 있는 소재로 구현했다.

그 결과 고무처럼 늘어나는 OLED를 구현했다. 80% 인장 응력 하에서도 안정적으로 빛이 방출함을 확인했다. 특히 디스플레이를 구성하는 3원색인 적색, 녹색, 청색을 모두 60~80% 인장응력 하에서 일정 이상의 효율로 구현할 수 있었다. 또 낮은 곡률 반경(100 μm 이하)의 뾰족한 볼펜심으로 스트레처블 OLED 소자에 변형을 가했을 때에도 안정적으로 동작했다. 연구팀이 모든 구성 요소를 늘어나는 소재로 구현, 안정성을 높일 수 있는 것으로 평가된다.

연구팀의 성과로 기계적 안정성이 우수한 스트레처블 OLED 소자를 제작할 수 있음이 확인됐다. 또 양쪽방향, 3차원 방향으로 늘어나는 것을 확인하며 모든 방향으로 변형이 가능해 웨어러블 디스플레이 응용도 기대된다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업 지원으로 수행됐다. 연구결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시즈에 지난달 24일 온라인 게재됐다.