KAIST "패션, 의료, 차량 디자인 등 다양한 분야 적용 기대"
KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 머리카락보다 얇은 실 위에 흰색 OLED를 구현하는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 전자 섬유 디스플레이에 활용이 기대된다.
최경철 교수 연구팀은 자체 개발한 딥 코팅 기술을 기반으로 형광 OLED나 구동 가능한 고효율 인광 RGB OLED 등 디스플레이 필수 요소 기술들을 전자 섬유로 구현하는 연구를 해 왔다. 하지만 풀 컬러 디스플레이나 조명 등을 구현하기 위한 필수 요소 기술인 흰색 OLED 기술 개발에는 어려움이 있었다.
삼원색 OLED는 단일 적층 구조를 갖지만 흰색 OLED는 이의 2~3배 달하는 다중 적층 구조를 가져 섬유 위에 구현하기 어려웠다. 또 다중 적층 구조의 가운데에 있는 전하 생성층(CGL)은 다른 유기 층보다 얇아 섬유의 곡률에 취약한 구조다. 이 역시 섬유에 흰색 OLED를 구현하기 적합하지 않은 이유다.
연구팀은 섬유 구조에 적합한 딥 코팅 가능한 흰색 단일 발광층 설계에 주목했다. 삼원색 발광 재료와 전하 균형을 위한 다수의 전하 수송체들로 구성되는 흰색 단일 발광층을 시뮬레이션 및 최적화 과정을 통해 설계했다. 딥 코팅 공정이 가능하도록 재료적으로도 설계됐다. 구부러짐과 압력, 물 등에 견디며 안정적으로 작동하도록 보호층도 코팅했다.
이를 통해 야외시인성 확보가 가능한 최고 700cd/m2(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 10cd/A(칸델라/암페어) 수준의 높은 전기 광학적 성능을 보이는 흰색 OLED 섬유를 구현했다. 에너지 전달 과정을 최적화하는 구조를 채택, 구동 환경에 영향받지 않고 안정적으로 흰색 발광을 보이게 했다