KAIST는 전기및전자공학부 유승협 교수팀이 동아대, 한국전자통신연구원(ETRI)과 공동연구로 세계 최고 수준의 초기 발광 면적비와 고신축성을 동시에 갖는 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 구현에 성공했다고 10일 밝혔다.
기존 신축 디스플레이는 굽어지는 필요공간을 확보하려면 전체 면적대비 발광면적 비율을 희생하기 때문에 해상도가 저하되는 문제가 있다.
공동연구팀은 이를 2차원 평면이 아닌 구부림 연결 커넥터가 힌지형 회전과 인장을 동시에 활용할 수 있는 3차원 높이 교차구조를 구상했다.
이는 골프공 표면처럼 반복적으로 파여 있는 구조를 적용해 실제 닿는 유효면적을 줄임으로써 면과 면 사이 점착력을 현저히 줄이는 아이디어를 적용한 것.
이를 통해 잡아당기지 않은 초기 상태에서 85%의 발광 면적비와 40%의 최대 시스템 신축률을 동시에 구현했다.
만약 이와 동등한 수준의 신축형 디스플레이를 2차원 표면에서 구현할 경우 500% 인장이 가능한 연결 커넥터가 있어야 가능하다.
아울러 공동연구팀은 반복적인 동작과 곡면 변형에도 안정적으로 성능을 유지하는 기술을 확보했다.
이 과정에서 산업 호환성이 높은 소재와 소자구조를 활용하고 반복성이 우수한 안정적 공정을 수립해 향후 기술 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.
유 교수는 “높은 발광 면적비와 우수한 신축률을 동시에 구현한 OLED 기술을 확보해 자유자재로 휘어지는 디스플레이 개발의 중요한 열쇠를 찾았다”며 "아이디어를 성공적으로 구현하는 데 큰 역할을 한 제1저자 김수본 박사의 노력과 더불어 문한얼 동아대 교수, ETR 연구진의 협력이 큰 역할을 했다“고 말했다.
이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9월 6일자에 게재됐다.(논문명: 3D height-alternant island arrays for stretchable OLEDs with high active area ratio and maximum strain, Nature Comm. 15, 7802 (2024). 논문링크: https://www.nature.com/articles/s41467-024-52046-6)
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