웨어러블 디스플레이 소재에 '세탁 가능'이라는 특성이 하나 더 추가됐다.

22일 한국과학기술원(KAIST)은 전기 및 전자공학부 최경철 교수가 전남대 의류학과 조석호 교수 연구팀과 함께 세탁해도 성능을 유지하는 디스플레이 모듈 기술을 개발했다고 밝혔다.

기존 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 주로 소자 구현에 초점을 맞췄다.

소자를 구동하기 위한 별도의 외부 전원이 필요할 뿐 아니라 내구성에서도 다소 한계를 보였다.

▲ '에너지 ＆ 인바이런멘탈 사이언스' 뒤 표지 논문 이미지

실제 유기 발광 디스플레이 소자는 수분·산소 등 외부 요인에 취약하다.

소자를 보호하기 위한 봉지 막이 필요한 건 이런 이유에서다.

지금까지 봉지 막 기술의 경우 상온에서는 제 역할을 하지만, 습기가 많은 환경에서는 그 특성을 잃었다.

예컨대 비가 온다든지 세탁을 할 경우엔 착용형 디스플레이로서 작동하지 않을 수 있다.

연구팀은 고분자 태양전지(PSC)와 유기발광 다이오드(OLED)를 옷감 위에 직접 형성했다.

▲ 세탁 가능한 '입는 디스플레이 모듈' 및 구동 모습

그 위에는 세탁이 가능한 봉지 막 기술을 적용했다.

원자층 증착법과 스핀 코팅으로 세탁 이후에도 웨어러블 전자소자 성능을 유지하도록 했다.

일주일마다 세탁 및 기계적인 스트레스를 주입한 뒤 결과를 관찰한 결과 30일 이후 고분자 태양전지는 초기 대비 98％, OLED는 94％의 특성을 각각 유지했다.

거의 변화가 없다는 뜻이다.

최경철 교수는 "기존 플라스틱 기판 기반 웨어러블 전자소자나 디스플레이 연구와는 달리 일상생활 속 옷감을 기판으로 썼다"며 "전기 충전이 필요 없는 만큼 진정한 의미의 입을 수 있는 디스플레이 기술 시대를 열 수 있을 것"이라고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 선도연구센터 지원사업과 교육부 BK21 지원사업으로 수행했다.

정은교 박사과정과 전용민 연구원이 주도한 이번 연구는 '에너지 ＆ 인바이런멘탈 사이언스'(Energy and Environmental Science) 1월 18일 자 온라인판에 실렸다.

논문 1 저자인 정은교 연구원은 BK21 우수인력으로 사회부총리 겸 교육부 장관 표창도 받게 됐다.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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