1,000번 구부려도 손상 없는 OLED 개발

한국과학기술원(KAIST)은 이 대학 전기및전자공학부 유승협 교수와 포스텍 신소재공학과 이태우 교수 공동 연구팀이 1,000번을 반복적으로 구부려도 손상이 없고 밝기 역시 변하지 않는 휘는(플렉서블) 유기발광다이오드(OLED) 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

그래핀과 산화티타늄, 전도성 고분자를 복합 전극으로 활용하는 이 기술로 효율 극대화와 우수한 유연성을 동시에 얻을 수 있어 향후 편의성과 활용도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

현재 플렉서블 OLED 기술은 엣지형(디스플레이 좌우 끝이 구부러진) 스마트폰, 커브드 OLED 텔레비전 등에 사용되지만 플렉서블 OLED를 곡면 형태로 휘게 만든 후 고정 시키는 방식으로만 적용되고 있다. 하지만 앞으로 기기 자체를 접거나 돌돌 마는 등 플렉서블 OLED가 주로 쓰이는 스마트폰, 웨어러블 기기가 보편화할 것으로 예상되면서 유연성과 OLED의 효율을 동시에 확보하는 것이 중요해질 전망이다.

연구팀은 2차원 물질 중 하나인 그래핀에 굴절률이 높은 산화티타늄(TiO2)과 반대로 굴절률이 낮은 전도성 고분자 형태를 결합한 복합 전극층을 개발해 유연성과 효율성 문제를 해결했다. 각각의 전극 층은 서로의 단점을 보완해 공진(특정 주파수에서 큰 진폭으로 진동하는 현상) 효과를 극대화한다. 유승협 교수는 “산화티타늄 막이 구부러질 때 깨짐을 방해하는 자체 특성이 있어 기존 산화물 투명전극보다 4배 높은 변형에도 견디는 것을 확인했다”고 설명했다.

연구팀의 플렉서블 OLED는 곡률 반경 2.3mm에서 1,000 회 구부림에도 밝기 특성이 변하지 않아 높은 성능과 유연성을 동시에 확보할 수 있음을 증명했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 6월 2일자 온라인판에 게재됐다.

/조양준기자 mryesandno@sedaily.com