뭘 개발했나?
- KAIST 전기및전자공학부 최경철 교수와 전남대학교 의류학과 조석호 교수 연구팀이 외부 전원없이 자가발전 되고 세탁이 가능한 디스플레이 모듈 기술을 개발했습니다.
- 이번 연구는 <Energy and Environmental Science> 저널에 게재됐습니다.
어떻게 조사했나?
- 고분자 태양전지와 유기발광 디스플레이 소자는 수분, 산소 등 외부 요인에 매우 취약해 소자를 보호하기 위한 봉지막이 필요합니다. 그러나 기존에 개발된 봉지막 기술은 상온에서 역할을 충분히 수행하지만, 습기가 많은 환경에서는 그 특성을 잃게 됩니다.
- 따라서 비 오는 날이나 세탁 이후에도 동작할 수 있어야 하는 착용형 디스플레이에서는 사용이 제한됐습니다.
- 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 외부 전원 없이도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 고분자 태양전지(PSC)와 수 밀리와트로도 동작할 수 있는 유기발광다이오드(OLED)를 옷감 위에 직접 형성하고 그 위에 세탁이 가능한 봉지기술을 적용했습니다.
- 이를 통해 전기를 절약하면서도 실제 입을 수 있는 디스플레이 모듈 기술을 개발했습니다.
특이한 점은?
- 연구팀은 원자층 증착법(ALD)과 스핀코팅(Spin coating)을 통해 세탁 후에도 특성 변화 없이 소자를 보호할 수 있는 봉지막 기술을 자가발전이 가능하고 입을 수 있는 디스플레이 모듈에 적용했습니다.
- 이 봉지막 기술을 통해 세탁 이후 혹은 3mm의 낮은 곡류반경에서도 웨어러블 전자소자들의 성능이 유지되는 것을 증명했습니다.
- 연구팀은 일주일마다 세탁 및 기계적인 스트레스를 주입한 뒤 결과를 관찰했습니다. 30일 이후 PSC는 초기 대비 98%, OLED는 94%의 특성을 유지하는 것을 확인했습니다.
이 연구가 왜 중요할까?
- 기존 플라스틱 기판 웨어러블 전자소자가 아닌 옷감을 직접 기판으로 사용하는 전자소자의 상용화를 앞당길 수 있다는 점에서 의미가 있습니다.
- 또, 일상생활에 입는 전자소자가 외부 전원 없이 자가 발전해 에너지를 절약할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있습니다.
"기존의 플라스틱 기판의 웨어러블 전자소자 및 디스플레이 연구와 달리 일상생활에 입는 옷감을 기판으로 활용해 세탁이 가능하고 외부 전원없이 고분자 태양전지로 디스플레이를 구동하는 전자소자 모듈을 구현했습니다. 태양에너지를 이용해 자가 구동 및 세탁이 가능한 전기 충전이 필요없는 진정한 의미의 입을 수 있는 디스플레이 기술 시대를 열었습니다"
-최경철 교수-
저작권자 © 이웃집과학자 무단전재 및 재배포 금지