자가발전·세탁가능 '입는 디스플레이' 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 기존의 웨어러블 디스플레이의 단점을 개선한 새로운 형태의 '입는 디스플레이'가 개발됐다.

KAIST 전기및전자공학부 최경철 교수와 전남대학교 의류학과 조석호 교수 연구팀은 외부 전원 없이 고분자 태양전지로 자가발전하고 세탁도 가능한 디스플레이 모듈 기술을 개발했다고 21일 발표했다.

연구팀은 기존의 플라스틱 기판 기반의 웨어러블 디스플레이와 달리 외부 전원 없이도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 고분자 태양전지와 수 밀리와트 전력으로로도 동작할 수 있는 유기발광다이오드(OLED)를 옷감 위에 직접 형성하고 그 위에 세탁이 가능한 봉지기술을 적용했다. 이를 통해 전기를 절약하면서도 실제로 입을 수 있는 디스플레이 모듈 기술을 개발했다.

최경철 교수는 “태양에너지를 이용해 자가 구동 및 세탁이 가능한, 전기 충전이 필요 없는 진정한 의미의 입을 수 있는 디스플레이 기술 시대를 열었다”라고 말했다.

고분자 태양전지와 유기 발광 소자는 수분, 산소 등 외부 요인에 매우 취약해 소자를 보호하기 위한 봉지막이 필요하다. 그러나 기존에 개발된 봉지막 기술은 상온에서는 역할을 충분히 수행하지만, 습기가 많은 환경에서는 그 특성을 잃게 된다. 따라서 비 오는 날이나 세탁 이후에도 동작할 수 있어야 하는 착용형 디스플레이에서는 사용이 제한된다.

연구팀은 새롭게 개발한 봉지막 기술을 적용해 일주일마다 세탁 및 기계적인 스트레스를 주입한 뒤 결과를 관찰한 결과 30일 이후 고분자 태양전지는 초기 대비 98%, OLED는 94%의 특성을 유지하는 것을 확인했다고 밝혔다.

정은교 박사과정과 전용민 연구원이 주도한 이번 연구는 국제 학술지 ‘에너지&인바이런멘탈 사이언스(Energy and Environmental Science)’ 1월 18일 자 온라인판에 게재됐고, 우수성을 인정받아 뒤표지 논문으로 선정됐다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터지원사업과 교육부 BK21 지원사업으로 수행됐으며, 이번 연구 성과로 1 저자인 정은교 연구원은 BK21 우수인력으로 사회부총리 겸 교육부장관 표창을 받는다.