'얇고 투명하게.. 옷이 모니터로..' 디스플레이의 진화는 어디까지

기계연구원, 나노소재를 스티커 붙이듯 다양하게
KAIST, OLED 섬유 개발해 입는 디스플레이 개발

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 디스플레이에 사용되는 소재를 스티커처럼 붙이는 기술과 입는 디스플레이 등 다양한 디스플레이 제작 기술을 개발했다.

한국기계연구원은 원자 두께만 한 나노소재를 다양한 곳에 붙이는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이 기술로 디스플레이를 만들면 두께를 최소화 할수 있다.

또 한국과학기술원(KAIST)는 유기발광다이오드(OLED)를 전자 섬유로 만들었다. 이 섬유로 옷감을 짜서 옷이 모니터 역할을 하게 된다.

이처럼 국내 연구진의 기술개발을 통해 유연하고 투명한 디스플레이를 비롯해 입는 디스플레이와 소재와 장소를 가리지 않는 새로운 폼팩터 디스플레이 개발이 가능할 전망이다.

한국기계연구원 나노역학장비연구실 김광섭 책임연구원 연구팀이 대면적 2차원 나노소재 롤 기반 무손상 전사기술 개발해 4인지 웨이퍼 위에 그래핀을 붙이는데 성공했다. 기계연구원 제공

■타투 스티커처럼 붙인다
기계연구원 나노역학장비연구실 김광섭 박사는 두께가 1㎚ 이하의 나노소재를 다양한 기판에 손상 없이 붙일 수 있는 기술을 개발했다.

연구진이 개발한 롤 기반 전사공정은 필름 표면에 있는 매우 얇은 소재를 롤러를 이용해 인쇄물 찍어내듯 기판에 옮기는 제조기술이다. 김광섭 박사는 12일 "이 기술이 투명 디스플레이와 투명 반도체, 자율주행 자동차를 위한 디스플레이까지 다양한 분야에 활용될 수 있다"고 말했다.

이 기술은 타투스티커를 이용해 타투를 피부에 부착시키는 과정과 비슷하다. 타투 무늬가 붙어있는 스티커를 전사필름, 타투 무늬를 2차원 나노소재 및 마이크로 소자, 피부를 대상 기판에 비유할 수 있다.

찢어지거나 균열이 생기기 쉬운 그래핀까지도 투명한 플라스틱 페트 필름 위에 입히는 데에도 성공했다. 김 박사는 "이번 실험에서 최대 99%이상의 기판 제조 수율을 보였다"고 말했다.

연구진은 이 기술을 이용하면 2차원 나노소재 및 마이크로 디바이스 기반의 웨어러블 전자기기, 유연투명 디스플레이, 고성능 바이오·에너지 센서의 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 것으로 전망하고 있다.

한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 최경철 교수팀이 일상복처럼 입을 수 있는 섬유 디스플레이로서, RGB OLED 전자 섬유가 디스플레이 구동 가능한 구조로 엮여 정보를 디스플레이 하는 섬유 디스플레이를 개발했다. 이 사진은 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈 5월 3일자 전면 표지. KAIST 제공

■옷감이 모니터로 변신
KAIST 전기및전자공학부 최경철 교수팀은 정보 출력이 가능한 OLED 전자 섬유를 개발했다.

연구진은 먼저 300마이크로미터(㎛) 직경의 원통형 섬유 구조에 적합한 RGB 인광 OLED 소자 구조를 설계했다. 연구진이 보유한 원천기술인 딥 코팅 공정을 활용해 평면 OLED 소자에 버금가는 수준의 OLED 전자 섬유를 만들었다.

특히 고효율을 얻을 수 있는 인광 OLED를 섬유에 성공적으로 구현해 최고 1만 cd/㎡ 수준의 휘도, 60 cd/A 수준의 높은 전류 효율을 보였다. 이는 기존 기술 대비 약 5배 이상의 전류 효율에 해당하는 수치다.

이번 연구를 주도한 황용하 연구원은 "섬유 기반 디스플레이 구현을 위해 필수적으로 요구되는 요소 기술들을 구현하는 데 집중했다"며 "전자 섬유가 가진 뛰어난 착용성과 휴대성을 제공함과 동시에 디스플레이 기능성을 구현해 패션, 기능성 의류 등 다양한 응용 분야에 적할 수 있을 것이라 기대된다"고 말했다.

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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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