모바일웹 | 지면보기 PDF | 2022.8.10 수요일
전광판
Hot Click
경제일반
[경제] Science 게재 일자 : 2021년 04월 14일(水)
상하좌우로 늘어나는 OLED… 크기·모양 바꾸는 스마트폰 가능
  페이스북트위터카카오톡밴드
클릭하시면 원본 이미지를 보실수 있습니다.
▲  그래픽 = 권호영 기자
■ 연세대 박진우 교수팀 ‘변형 유기발광다이오드’ 개발

OLED 소자의 모든 구성 부품
스트레처블로 제작한 건 처음

디스플레이에 신장 능력 부여
피부 밀착 웨어러블기기도 가능

3원색 적·녹·청 효율적 구현
곡률 반경 낮아 변형에도 강해


스마트워치, 스마트폰 같은 이동형 통신기기의 양대 핵심 부품은 배터리와 디스플레이로 꼽힌다. 여러 번 재충전이 가능하고 오래 가는 2차 전지의 개량과 더불어 눈으로 정보를 확인하는 디스플레이의 성능 역시 무한대로 진화 중이다. 특히 휴대와 이동이 편리하도록 부피를 줄일 수 있는 유연(flexible) 디스플레이는 상용화 제품에 즉시 응용된다. 접고 구부리거나 돌돌 마는 형태의 폴더블(foldable) 스마트폰도 이미 시제품이 나왔고 여러 번 접는 유연성도 갈수록 향상되고 있다.

그런데 국내 연구진이 여기서 한 걸음 더 나아가 상하좌우 어느 방향으로나 늘릴 수 있는 스트레처블(stretchable) 유기발광다이오드(OLED)를 처음으로 개발했다. 디스플레이 중 가장 색채 구현이 좋은 OLED 디스플레이에 입체적 신장(伸張) 능력까지 부여함으로써 피부나 인체 장기에 밀착하는 웨어러블 기기, 크기와 모양이 바뀌는 스마트폰 개발로 이어질 다리를 놓게 된 것이다.

14일 한국연구재단에 따르면 연세대학교 신소재공학과 박진우 교수 연구팀은 모든 부품을 스트레처블 소재로 제작해 고무처럼 자유롭게 잡아당겨 변형시킬 수 있는 OLED를 개발했다고 밝혔다. 기존에는 늘어날 수 있는 기판에 딱딱한 OLED들을 드문드문 간격을 띄워 섬처럼 배치한 뒤, 유연한 전선으로 서로 연결하는 방법을 썼다. 그러나 딱딱한 OLED와 유연한 전선의 조합 방식은 높은 인장응력을 견디기 위해 소자의 밀도를 낮춰야 하는 기술적 모순에 부딪혔다. 이 때문에 촘촘한 소자 구성으로 픽셀 수를 높여야 하는 디스플레이에 적용하는 데 어려움이 있는 데다 제작공정 또한 매우 복잡했다. 한 마디로 전선의 유연성이 늘어나는 OLED의 기초였기 때문에 3차원의 입체적 형태 변형에 한계가 있었다.

박 교수 연구팀은 이에 구조가 아닌 소재 개량에 집중했다. OLED를 구성하는 기판, 양극, 정공(正孔) 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극 등 모든 소재를 늘어날 수 있는 재료로 대체했다. 우선 기판은 광 투과성, 화학적 안정성, 생체적합성, 기계적 안정성이 우수한 실리콘 고무를 소재로 사용했다. 그리고 이 실리콘 고무에 은 나노선 네트워크를 표면에 살짝 묻히는 공정(embedding process)으로 스트레처블 양극 소재도 제작할 수 있었다. 또 정공 수송층은 비이온성 계면활성제를 사용해 기존 소재의 나노 구조를 제어하는 방식으로 스트레처블 정공 수송층을 구현했다. 가소제를 첨가해 스트레처블 발광층 소재도 설계했다. 마지막으로, 전자 수송층 및 음극은 점성을 갖는 아민 계열 고분자와 산화아연 나노 입자 및 은 나노선 네트워크의 복합 구조체를 형성함으로써 늘어나는 성질을 부여했다. 이렇게 설계한 소재들을 모아 용액 공정을 통해 스트레처블 OLED 소자로 최종 제작하는 데 성공했다. OLED 소자의 모든 구성 부품을 스트레처블 재료로 제작한 것은 이번이 처음이다.

새로 개발한 스트레처블 OLED는 테스트 결과, 80% 인장응력 하에서도 안정적으로 빛을 방출한다는 사실을 확인했다. 특히 디스플레이를 구성하는 3원색인 적색, 녹색, 청색을 모두 60∼80% 인장응력 아래에서도 일정 수준 이상의 효율로 구현할 수 있었다. 또 낮은 곡률 반경(100㎛ 이하)의 뾰족한 볼펜심으로 스트레처블 OLED 소자에 변형을 가해도 문제 없이 안정적으로 작동했다. 기존에도 OLED 구성 요소를 늘어나는 소재로 대체하려는 연구는 있었으나 기판과 양극 소재 개발에 그쳐 안정성이 낮았다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 2월 24일 자로 온라인 게재됐다.

노성열 기자 nosr@munhwa.com
e-mail 노성열 기자 / 경제부 / 부장 노성열 기자의 다른 기사보기
[ 많이 본 기사 ]
▶ “각하 지금 300㎜가 왔답니다”… ‘폭우 와중 尹은 음주’ 가..
▶ 자전거 타다 넘어져…‘1900억원’ 손목 다쳐
▶ 주호영 “비대위 두달할거면 왜하나”… 全大 내년개최 의지..
▶ ‘법카 논란’ 김혜경에 소환장…이재명 ‘사법리스크’ 고조
▶ “이준석 접대 때 국회의원·탤런트 합석”
Copyrightⓒmunhwa.com '대한민국 오후를 여는 유일석간 문화일보' 무단 전재 및 재배포 금지
[ 구독신청:02-3701-5555 / 모바일 웹 : m.munhwa.com ]
프랑스 센강에 갇혔던 흰고래 끝내..
자전거 타다 넘어져…‘1900억원’ 손목..
20대 공군 부사관 차 안에서 숨진 채..
‘코스모스 피어있는길’ 작곡 김강섭 별..
코로나 이후 ‘자살생각률’ 3배로 늘었..
topnew_title
topnews_photo ■ 100㎜ 못막는 치수대책10년간 34개 치수사업 추진 다 완료해도 집중호우 못막아 기후변화에 이상기후는 일상화 ‘물폭탄 대응’대심..
ㄴ 이대론…시간당 100㎜ 폭우 못막는 ‘서울治水’
ㄴ “젖은 집기 정리할새 없이 또 비 퍼부어”...“카드 결제기 먹통”
‘서초 맨홀 실종 남매’ 남동생, 1.5㎞ 떨어진 다른 맨홀서..
서울시, 지하·반지하 주택 없앤다 … “건축 불허”
2시간46분 지나 도착한 구조대…“‘반지하 비극’ 막을 시..
line
special news 긱스, 전 여친 알몸으로 호텔방에서 내쫓아… 8명..
잉글랜드 프로축구 프리미어리그(EPL) 맨체스터 유나이티드의 전설 라이언 긱스(49)가 전 여자친구에게..

line
‘해임’ 이준석 결국 가처분 신청…사법부로 간 ‘與 비대..
주호영 “비대위 두달할거면 왜하나”… 全大 내년개최 의..
고민정 “친명? 반명? 비명? 전 그냥 친문”...文과 같이 ..
photo_news
[포토뉴스]N타워 옆에 ‘구름타워’…용오름 닮..
photo_news
[포토뉴스] 이건희컬렉션 ‘이중섭 작품’ 미리보..
line

illust
격동의 시대가 주는 묵직함… K-무비가 사랑한 ‘이야기 寶庫’
[마음상담소]
illust
Q:정신科 가기 두려운데 항우울제만 복용해도 나을까요?
topnew_title
number 프랑스 센강에 갇혔던 흰고래 끝내 하늘나라로
자전거 타다 넘어져…‘1900억원’ 손목 다쳐
20대 공군 부사관 차 안에서 숨진 채 발견
‘코스모스 피어있는길’ 작곡 김강섭 별세…‘가요..
hot_photo
“갑니다” 정다래 결혼발표…광저..
hot_photo
‘상금 130억’ 박세리 “코인·주식 ..
hot_photo
‘10㎏ 감량’ 김영란, 65세 맞아?…..
회사소개 | 광고안내 | 사업안내 | 이용안내 | 구독안내 | 독자참여 | 회원서비스 | 고충처리 | 개인정보취급방침 | 청소년보호정책(책임자:한형민) | Site Map
제호 : 문화일보 | 주소 : 서울시 중구 새문안로 22 | 등록번호 : 서울특별시 아01697 | 등록일자 : 2011.7.15 | 회장 : 이병규 | 발행·편집인 : 김병직 | 발행연월일 : 1991.11.1
Copyright ⓒ 문화일보. All Rights Reserved. ☎ 02) 3701-5114