%EC%B5%9C%EA%B2%BD%EC%B2%A0
-
실 한오라기에 흰색의 빛을 내는 OLED 섬유 기술 최초 구현
우리 대학 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 머리카락보다 얇은 실 위에 흰색의 빛을 발산하는 섬유 OLED (유기발광다이오드) 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.
전자 섬유는 기술을 입는다는 개념으로 웨어러블 디바이스의 궁극적인 폼팩터(form-factor, 제품의 물리적 외형을 뜻하는 말)로서 국내·외적으로 활발히 연구되고 있다. 특히나 전자 섬유 디스플레이 분야는 기능성 의류뿐만 아니라 패션, 의료, 안전, 차량 디자인 등 다양한 응용 가능성에 많은 주목을 받고 있다.
최경철 교수 연구팀은 원천기술인 딥 코팅 공정을 개발해 지금까지 형광 OLED, 구동 가능한 고효율 인광 RGB OLED 등 디스플레이 필수 요소 기술들을 머리카락보다 얇은 전자 섬유 형태로 성공적으로 구현해왔다. 하지만, 풀 컬러 디스플레이, 조명 기술 등을 구현하기 위한 필수 요소 기술인 흰색 OLED는 그 구조적 복잡성과 접근법의 부재로 기술 개발에 어려움이 있었다. 일반적으로, 흰색 OLED는 삼원색 OLED의 단일 적층 구조에 2~3배 달하는 다중 적층 구조(tandem structure)를 갖는다. 따라서, 용매 직교성, 곡률 의존성 등을 고려할 때 다중 적층 구조를 섬유 위에 구현하기엔 어려움이 있었다. 더욱이, 다중 적층 구조의 얇은 전하 생성층(CGL)은 섬유의 곡률에는 취약한 구조로 섬유에는 적합하지 않은 구조였다.
연구팀은 다중 적층 구조의 문제점들을 해결하고자 섬유 구조에 적합한 딥 코팅 가능한 흰색 단일 발광층 설계에 주목했다. 흰색 단일 발광층은 삼원색 발광 재료와 전하 균형을 위한 다수의 전하 수송체들로 구성돼, 시뮬레이션 및 최적화 과정을 통해 설계됐으며, 이와 함께 딥 코팅 공정이 가능하도록 재료적으로도 설계됐다. 이를 통해 흰색 OLED를 섬유에 최초로 구현했으며, 야외시인성 확보가 가능한 최고 700cd/m2(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 10cd/A(칸델라/암페어) 수준의 높은 전기 광학적 성능을 보였다. 아울러, 개발된 흰색 OLED 전자 섬유는 그 구조상의 최적화된 에너지 전달 과정 덕분에 구동 환경에 따른 흰색 발광의 색 변화 의존성을 줄여 안정적인 흰색 발광을 보일 수 있었다.
최경철 교수 연구팀은 그동안 섬유 디스플레이 분야에서 부재했던 디스플레이 필수 요소 기술인 흰색 OLED를 실 한오라기에 성공적으로 구현하여 고품질 섬유 디스플레이를 포함한 패션, 기능성 의류, 차량 디자인 등 다양한 응용 분야에 적용이 가능할 것으로 기대한다고 밝혔다.
이번 연구를 주도한 최경철 교수 연구팀의 황용하 박사과정은 "흰색 OLED 전자 섬유 구현을 위해 섬유에 적합한 흰색 OLED 구조 및 설계에 집중했다ˮ며 "그동안 전자 섬유 디스플레이 분야에서 부재했던 필수 요소 기술을 개발해 더욱 완성도 높은 고품질 전자 섬유 디스플레이를 구현할 수 있을 것이라 기대된다ˮ고 말했다.
최경철 교수 연구팀의 황용하 박사과정이 제1 저자로 주도하고 산업통상자원부 전자부품산업핵심기술개발사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 나노 분야의 권위 있는 국제 학술지 `어드밴스드 사이언스(Advanced Science, IF 16.8)'에 지난 1월 24일 字로 온라인 게재됐으며, 4월 14일 字로 전면 내부 표지 논문(Inside Front Cover)으로 게재됐다. (논문명: High-Performance and Reliable White Organic Light-Emitting Fibers for Truly Wearable Textile Displays)
2022.04.21 조회수 1898 -
우리 대학 교수진 7명, 한국공학한림원 정회원 및 일반회원 선출
국내 최대 공학 전문가 단체인 한국공학한림원에 우리 대학 교수진 7명이 정회원 4명, 일반회원 3명으로 선출됐다.
한국공학한림원은 정부 ‘산업기술혁신 촉진법’에 의해 설립된 국내 최대 공학 전문가 단체로, 회원 자격을 갖추려면 최소 15년 이상의 공학 관련 경력이 필요하다.
학계 정회원으로는 우리 대학의 배두환 SW교육센터 교수, 이승섭 교학부총장, 정재용 기술경영학부 교수, 최경철 전기및전자공학부 교수 등 총 24인이 선정됐다, 산업계 정회원으로는 한종희 삼성전자 부회장, 구현모 KT 사장, 이상률 항공우주연구원장, 진교원 SK 사장, 송은강 캡스톤파트너스 대표, 김세훈 현대자동차 부사장 등 21인이 선정됐다.
학계 일반회원으로는 우리 대학의 류석영 전산학부 교수, 배중면 기계공학과 교수, 조은애 신소재공학과 교수 등 40인이 선정됐다. 산업계 일반회원으로는 김학동 POSCO 부회장, 조성현 만도 사장, 최시영 삼성전자 사장, 최주선 삼성디스플레이 사장, 장병규 크래프톤 이사회 의장 등 총 44인이 이름을 올렸다.
한국공학한림원 회원은 학문적 업적뿐 아니라 세계 최초 기술개발 업적, 특허, 인력양성, 산업발전 기여도 등 여러 부문에서 심사 후 정회원 서면 투표를 거쳐 선출된다. 심사는 매년 상반기 후보자 발굴 및 추천 작업을 시작으로 하반기의 4단계 업적 심사를 통해 연말까지 진행된다. 현 정회원은 후보자 추천이 가능하다. 이번 신입회원 선임에 따라 한국공학한림원 정회원은 294명, 일반회원은 360명이 됐다.
권오경 한국공학한림원 회장은 “엄격한 심사 기준에 따라 회원을 선출했으며, 융합, 첨단, 신기술 분야 및 탁월한 젊은 인재를 적극 발굴하기 위해 노력했다. 앞으로도 우수 회원을 지속적으로 영입하기 위한 다각적 노력을 병행할 것”이라고 소감을 밝혔다.
2021.12.31 조회수 4425 -
디스플레이 구동 가능한 OLED 전자 섬유 개발
우리 대학 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 정보 출력이 가능한 유기발광다이오드(OLED) 전자 섬유를 개발했다고 12일 밝혔다.
전자 섬유는 실제 입을 수 있는 형태의 소자로서 기존 2차원 평면 소자와는 다르게 인체의 다양한 움직임에 순응하고 뛰어난 착용성과 휴대성을 제공할 수 있는 섬유의 1차원 구조 덕분에 차세대 폼 팩터(form-factor)로 주목받고 있다. 특히나 빛을 방출하는 전자 섬유는 패션, 기능성 의류, 의료, 안전, 차량 디자인 등 다양한 응용 잠재력에 많은 주목을 받고 있다.
하지만 지금까지의 발광 전자 섬유 연구는 디스플레이로 활용되기엔 부족한 전기광학적 성능을 보여 왔거나 단순히 소자 단위로만 연구가 진행 또는 종횡비가 긴 2차원 평면 단위에서 연구가 이루어져 응용 기술 개발에 어려움이 있었다.
최경철 교수 연구팀은 OLED 전자 섬유 디스플레이 구현을 위해 높은 전기광학적 성능 구현과 함께 주소 지정 체계 구축에 주목했다. 연구팀은 먼저 300 마이크로미터(µm) 직경의 원통형 섬유 구조에 적합한 RGB 인광 OLED 소자 구조를 설계했고 연구팀이 보유한 원천기술인 딥 코팅 공정을 활용해 평면 OLED 소자에 버금가는 수준의 OLED 전자 섬유를 개발했다.
특히 고효율을 얻을 수 있는 인광 OLED를 섬유에 성공적으로 구현해 최고 1만 cd/m2(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 60 cd/A(칸델라/암페어) 수준의 높은 전류 효율을 보였다. (이는 기존 기술 대비 약 5배 이상의 전류 효율에 해당하는 수치다.)
연구팀은 아울러 OLED 전자 섬유를 기반으로 안정적인 디스플레이 구동을 위해, OLED 전자 섬유 위에 접촉 영역을 설계해 직조된 주소 지정 체계를 구축했다. 그리고 문자와 같은 정보를 디스플레이 해 실제 입을 수 있는 기능성을 확인했다.
최 교수 연구팀 관계자는 이 전자 섬유가 디스플레이라는 표시 장치 관점에서 반드시 요구되는 밝은 밝기와 낮은 전력 소모를 위한 높은 전류 효율, 낮은 구동 전압, 그리고 주소 지정성을 갖췄다고 밝혔다.
이번 연구를 주도한 최 교수 연구팀의 황용하 박사과정은 "섬유 기반 디스플레이 구현을 위해 필수적으로 요구되는 요소 기술들을 구현하는 데 집중했다ˮ며 "전자 섬유가 가진 뛰어난 착용성과 휴대성을 제공함과 동시에 디스플레이 기능성을 구현해 패션, 기능성 의류 등 다양한 응용 분야에 적할 수 있을 것이라 기대된다ˮ고 말했다.
최경철 교수 연구팀의 황용하 박사과정이 제1 저자로 주도한 이번 연구 결과는 나노 분야의 권위 있는 국제 학술지 `어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)' (피인용지수(IF) 16.836) 2월 4일 字로 온라인 게재됐으며, 5월 3일 字로 전면 표지 논문(Front Cover)으로 게재됐다. (논문명: Bright-Multicolor, Highly Efficient, and Addressable Phosphorescent Organic Light-Emitting Fibers: Toward Wearable Textile Information Displays)
한편, 이번 연구는 산업통상자원부 전자부품산업핵심기술개발사업과 LG디스플레이의 지원을 받아 수행됐다.
2021.05.12 조회수 40640 -
OLED에 적용 가능한 새 스트레처블 기판 개발
전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 높은 신축성을 갖는 유연한 기둥과 멤브레인 형태가 결합한 새로운 스트레처블 기판을 개발했다. 스트레처블 전자 소자의 핵심 부품 기술이 될 수 있는 이 기술을 활용해 연구팀은 스트레처블 OLED(유기발광다이오드)를 제작해 높은 유연성과 신축성을 갖는 새로운 스트레처블 디스플레이 기술을 개발했다.
임명섭 박사와 남민우 박사과정 주도한 이번 연구는 나노 분야 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 1월 28일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명 : Two-dimensionally stretchable organic light-emitting diode with elastic pillar arrays for stress-relief)
스트레처블 디스플레이 기술은 한 방향으로 구부리거나 접는 기존의 플렉서블 OLED 디스플레이의 기술을 뛰어넘어 두 방향 이상으로 변환할 수 있다. 이에 따라 웨어러블, 사물인터넷, 인공지능, 차량용 디스플레이에 적합한 차세대 디스플레이 기술로 주목받고 있다. 최근 자유롭게 늘어날 수 있도록 OLED 소자와 디스플레이에 신축성을 주는 방법이 연구돼왔다. 하지만 모든 재료를 신축성 있는 재료로 바꾸는 방식은 효율이 낮아 상용화가 어렵고 패턴을 형성하기 어렵다는 한계가 있다. 기판을 먼저 늘리고 난 뒤 다시 원래대로 복원해 얇은 주름을 형성하는 방식의 스트레처블 OLED는 효율이 높고 안정적이지만 주름의 형태가 일정하지 않고 신축에 따른 화면의 왜곡이 있다.
최 교수 연구팀은 높은 휘도와 신축성을 가지는 디스플레이 구현을 위해, 단단하게 패턴화된 기판과 신축 시 이 기판에 가해지는 힘이 최소화할 수 있는 기둥구조가 형성된 유연 기판의 결합을 통해 새로운 형태의 핵심 부품 기술인 스트레처블 기판을 개발했다. 연구팀은 개발된 스트레처블 구조 기판과 기존 공정을 그대로 활용해 신축성 있는 OLED 디스플레이를 구현했다. 기존 공정을 그대로 활용하더라도 새로운 스트레처블 기판 부품 기술을 활용하면 스트레처블 디스플레이를 구현할 수 있다는 것을 증명했다. 이는 기존의 스트레처블 디스플레이 기술이 기존 공정을 활용할 수 없다는 단점을 극복한 것이다.
개발된 신축성 OLED 디스플레이는 실제 소자에 걸리는 기계적 스트레스가 거의 없어, 화면의 왜곡이나 급격한 휘도 변화 없이 안정적인 소자 구동이 가능하다. 또한, 발광 빛의 각도 의존성이 없어 다양한 스트레처블 디스플레이 응용 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다. 남민우 연구원은 “새로운 물질의 개발이 아닌 상용화된 공정 및 물질을 사용해 새로운 스트레처블 기판 위에 OLED 디스플레이를 구현했다”라며 “기존의 스트레처블 디스플레이 연구가 가지는 단점들을 뛰어넘어, 상용화될 수 있는 스트레처블 부품 기술을 개발하고자 했다”라고 말했다.
최경철 교수는 “제작된 스트레처블 기판을 활용하면 스트레처블 OLED, 마이크로LED, 센서 등이 구현 가능하며, 바이오 및 의료 분야와 결합한 다양한 치료 분야에 적용할 수 있다”라며 “스트레처블 및 웨어러블 전자 소자 및 전자약 기술 발전에 도움이 되기를 바란다”라고 말했다.
2020.02.25 조회수 9267 -
산학협력단, 중국 절강대 공업기술전환연구원과 MOU 체결
우리 대학 산학협력단(단장 최경철)은 지난 12월 10일 중국 절강대에서 공업기술전환연구원(Industrial Technology Research Institute)과 기술사업화 확대 협력을 위한 MOU를 체결했다.
산학협력단은 이번 협약을 통해 ▲공동 이노베이션 센터 건립을 통한 공동창업기업 발굴 프로젝트 추진 ▲공동 특허 포트폴리오 구축 및 공동 기술 마케팅 추진 협력 ▲전략적인 연구협력 추진 ▲한국 및 중국 협력 기업들과의 산학협력 확대 등을 추진할 예정이다.
1897년 설립된 중국 절강대는 중국판의 아이비리그로 불리는 `C9리그(九校聯盟, C9 League)'에 속한 명문대로 3천 800여 명 교수의 지도 아래 5만 4천여 명의 학생들이 재학하고 있다.
작년 한 해 동안 240억 규모(RMB 1.5억원)의 기술이전 실적을 올렸으며, 저장대학 국립사이언스 파크(National Science Park)를 통해 560여 개의 혁신 스타트업기업을 육성하고 있다. 같은 항저우 내에 위치한 알리바바(Alibaba Group)와 교육·연구 등 다양한 전략적인 협력을 추진하고 있다.
또한, 쯔진 이노베이션 타운(Zijin Innovation Town)을 바탕으로 향후 기업 R&D를 통한 스타트업 창업 플랫폼 제공, 혁신 및 창업 생태계 시스템 구축 등 창업과 기술사업화에 역점을 두고 성장 중인 대학이다.
10일 열린 협약식에 참여한 박현욱 연구부총장은 "이번 MOU를 통해 중국 절강대와 KAIST의 기술사업화 가능성을 확인했다ˮ고 밝혔다. 이어 박 부총장은 "창업·기술이전 등 다양한 협력을 시도하고 기술사업화 협력에서 한 단계 더 나아가 두 학교 차원의 교육·연구로 확장해 나갈 계획ˮ이라고 밝혔다.
이날 행사에는 KAIST 산학협력단장 최경철교수, 중국 절강대학 공업기술전화연구원 뤼오 진 칭(Liu- JingQing) 부원장이 참석해서 MOU에 서명했다.
2019.12.27 조회수 5028 -
최경철 교수, 자가발전으로 에너지 절약 및 세탁 가능한 입는 디스플레이 개발
〈 (오른쪽 위부터 시계방향으로) 정은교 연구원, 최경철 교수, 전남대 조석호 교수, 전용민 연구원 〉
우리 대학 전기및전자공학부 최경철 교수와 전남대학교 의류학과 조석호 교수 연구팀이 외부 전원 없이 자가발전 되고 세탁이 가능한 디스플레이 모듈 기술을 개발했다.
이번 연구는 기존 플라스틱 기판 웨어러블 전자소자가 아닌 옷감을 직접 기판으로 사용하는 전자소자의 상용화를 앞당길 수 있다는 점, 일상생활에 입는 전자소자가 외부 전원 없이 자가 발전해 에너지를 절약할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다.
정은교 박사과정과 전용민 연구원이 주도한 이번 연구는 국제 학술지 ‘에너지&인바이런멘탈 사이언스(Energy and Environmental Science, IF : 30.067)’ 1월 18일 자 온라인판에 게재됐고, 우수성을 인정받아 뒤표지 논문으로 선정됐다.
기존의 섬유형 웨어러블 디스플레이는 주로 디스플레이의 소자 구현에 초점을 맞춰 연구가 이뤄졌다. 이로 인해 소자를 구동하기 위한 별도의 외부 전원이 필요할 뿐 아니라 내구성 또한 부족한 특성을 가져 웨어러블 디스플레이로 응용하기에는 한계가 있다.
고분자 태양전지와 유기 발광 디스플레이 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 문제해결을 위해 외부 전원 없이도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 고분자 태양전지(PSC)와 수 밀리와트(milliwatt)로도 동작할 수 있는 유기발광다이오드(OLED)를 옷감 위에 직접 형성하고 그 위에 세탁이 가능한 봉지기술을 적용했다. 이를 통해 전기를 절약하면서도 실제 입을 수 있는 디스플레이 모듈 기술을 개발했다.
연구팀은 원자층 증착법(ALD)과 스핀코팅(spin coating)을 통해 세탁 후에도 특성 변화 없이 소자를 보호할 수 있는 봉지막 기술을 자가발전이 가능한 입는 디스플레이 모듈에 적용했다. 이 봉지막 기술을 통해 세탁 이후나 3mm의 낮은 곡률반경에서도 웨어러블 전자소자들의 성능이 유지되는 것을 증명했다.
연구팀은 일주일마다 세탁 및 기계적인 스트레스를 주입한 뒤 결과를 관찰한 결과 30일 이후 PSC는 초기 대비 98%, OLED는 94%의 특성을 유지함을 확인했다.
최경철 교수는 “기존의 플라스틱 기판 기반의 웨어러블 전자소자 및 디스플레이 연구와 달리 일상생활에 입는 옷감을 기판으로 활용해 세탁이 가능하고 외부 전원 없이 고분자 태양전지로 디스플레이를 구동하는 전자소자 모듈을 구현했다”라며 “태양에너지를 이용해 자가 구동 및 세탁이 가능한, 전기 충전이 필요 없는 진정한 의미의 입을 수 있는 디스플레이 기술 시대를 열었다”라고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터지원사업과 교육부 BK21 지원사업으로 수행됐으며, 이번 연구 성과로 1 저자인 정은교 연구원은 BK21 우수인력으로 사회부총리 겸 교육부장관 표창을 받는다.
□ 그림 설명
그림1. 표지논문 이미지
그림2. 세탁 가능한 입는 디스플레이 모듈 모식도 및 구동 사진
2019.03.21 조회수 9693 -
최경철 교수, 제15회 머크 어워드 수상
〈 왼쪽부터 최경철 KAIST 교수, 글렌 영 한국 머크 대표, 임유승 세종대 교수 〉
우리대학 최경철 전기및전자공학부 교수이자 산학협력단장이 최근 부산 벡스코에서 열린 ‘2018 국제정보디스플레이학회(IMID)’에서 제15회 머크 어워드를 수상했다.
머크 어워드는 디스플레이 기술 부분의 뛰어난 과학적 업적을 기리기 위해 머크의 액정 연구 100주년인 2004년에 한국정보디스플레이학회(KIDS)가 주관하는 IMID에서 제정한 기술논문상이다.
2006년에는 머크 젊은 과학자상으로 확대된 후, 액정발견 125주년이었던 2013년 제10회 머크 어워드부터 KIDS와 함께 시상 내역 및 포상을 논문상에서 학술상으로 변경하며 한국 디스플레이 산업 발전을 위한 전환점을 마련해왔다.
최경철 교수는 30년 간 나노 표면 플라즈몬 현상을 OLED 소자에 접목해 효율을 향상시키는 연구를 통해 OLED 디스플레이의 전력 소모 절감기술과 함께 플렉시블 OLED 연구를 통해 새로운 형태의 투명 플렉시블 전극 및 플렉시블 인캡슐레이션(Encapsulation) 기술을 제시했다.
플렉시블 전극과 인캡슐레이션 기술은 향후 플렉시블 디스플레이의 핵심 기술로 사용화 가능성을 확인 중에 있다. 최 교수는 세계 최초로 플렉시블 OLED의 핵심 기술을 활용해, 섬유 위에 고효율, 고유연성의 웨어러블 OLED 소자를 구현했으며 웨어러블 소자를 이용해 상처 치료용 OLED 밴드도 세계 최초로 연구, 개발한 공로를 인정받았다.
최 교수는 "향후 새로운 플렉시블 웨어러블 디스플레이 시대가 빨리 올 수 있도록 계속 노력 정진하겠다"고 수상소감을 밝혔다.
2018.08.30 조회수 6891 -
최경철 교수 연구팀, 웨어러블 광 치료 패치 개발
우리대학 전기및전자공학부 최경철 교수와 전용민 연구원이 서울대 분당병원 박경찬 교수/최혜령 연구원과 OLED로 웨어러블 광 치료 패치를 개발하는데 성공했다. 광 치료는 빛을 쬐어 인체의 생화학 반응을 촉진시키는 치료법으로, 병원 등에 설치된 LED 또는 레이저 기기를 통해 상처를 치유하는 데 널리 사용되고 있다.
기존 기기는 유연하지 못하고 균일하게 빛을 조사하기 어려우며 열이 발생하는 문제가 있어서, 치료효과를 높이고 싶어도 인체에 밀착할 수 없는 한계가 있었다.
최경철 교수 연구팀이 개발한 광 치료 패치는 가볍고 유연해 피부에 부착한 채 일상생활을 하면서 고효율 치료를 지속할 수 있다. 구성요소인 OLED, 배터리, 과열방지 장치(히트싱크), 패치가 모두 얇은 막의 형태로 디자인됐고, 두께가 1㎜ 미만, 무게가 1g 미만이다. 300시간 이상 장시간 작동되며, 반경 20㎜ 이내로 휘어진 상태에서도 구동될 수 있으므로 다양한 인체 부위에 부착할 수 있다.
42℃ 이하에서 구동돼 저온화상의 위험도 없으며, 국제표준화기구(ISO) 기준의 안전성도 검증됐을 뿐만 아니라 세포증식이 58% 향상되고 세포이동이 46% 향상돼 상처 부위가 효과적으로 아물게 되는 뛰어난 치유효과를 보였다.
연구를 주도한 전용민 박사과정 연구원은 "웨어러블 광 치료 패치의 뛰어난 치료 효과와 편리함으로 인해 앞으로는 병원에 방문하지 않고 약국에서 구매해서 쉽게 광 치료를 받을 수 있을 것"이라며 "광 출력을 조절하면 피부미용/피부암/치매치료/우울증 치료 등 응용 범위를 넓힐 수 있다"라고 말했다.
최경철 교수는 "디스플레이로 응용되는 OLED의 장점을 광 치료와 융합한 기술로서, 휴대용, 고효율의 웨어러블 광 치료 상용화 길을 열 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부/한국연구재단 기초연구사업(선도연구센터)의 지원으로 수행됐으며, 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스 테크놀로지 8일 게재됐다.
□ 그림 설명
그림1. 피부에 부착하는 웨어러블 OLED 패치의 구동 사진
그림2. 피부에 부착하는 웨어러블 OLED 패치의 상처치유 효과
2018.03.19 조회수 8788 -
최경철 교수, 머리카락보다 얇은 실에 OLED 제작 성공
〈 권 선 일 박사과정 〉
우리 대학 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 머리카락보다 얇은 섬유 위에 고효율의 유기발광 디스플레이(OLED)를 제작할 수 있는 기술을 개발했다.
연구팀은 향후 웨어러블 디스플레이에 적용할 수 있는 고효율, 고수명의 OLED 기술이 될 것으로 기대된다고 밝혔다.
권선일 박사과정이 주도한 이번 연구는 나노과학 분야 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 12월 6일자 온라인 판에 게재됐다.
기존의 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 기기를 구현하는 데 초점을 맞춰서 진행이 됐다. 따라서 소자의 성능이나 내구성 측면에서 평판 기반의 OLED 소자에 비해 턱없이 낮은 성능을 보였고 이로 인해 실제 웨어러블 디스플레이로 응용하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 문제 해결을 위해 섬유에 적합한 OLED 소자 구조를 설계해 3차원 섬유 구조에 적합한 딥 코팅 공정을 활용했고 이를 통해 평판 제작물에 버금가는 고효율, 고수명의 OLED를 개발했다.
이 기술을 통해 평판 기반의 용액 공정을 활용한 OLED 구조를 그대로 섬유에 적용해도 성능 저하가 전혀 없이 1만cd/m2(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 11cd/A(칸델라/암페어) 이상의 효율을 보임을 확인했다.
또한 4.3%의 기계적 변형률에도 섬유형 OLED 성능이 잘 유지됨을 확인했고 개발한 섬유형 OLED를 직물에 직조해도 아무런 문제가 발생하지 않음을 증명했다.
연구진이 개발한 기술은 300마이크로미터(㎛) 직경의 섬유에서부터 머리카락보다 얇은 90마이크로미터 직경 섬유에도 OLED를 형성할 수 있었다. 또한 105℃ 이하의 저온에서 모든 과정이 진행되기 때문에 열에 약한 일반적인 섬유에도 적용 가능하다.
최 교수는 “기존 섬유형 웨어러블 디스플레이 연구는 낮은 성능으로 인해 응용에 많은 제약이 따랐지만 이 기술은 직물을 구성하는 요소인 섬유에 고성능의 OLED를 제조할 수 있는 기술이다”며 “간단하고 저비용의 공정으로 고성능 섬유형 웨어러블 디스플레이 상용화의 길을 열었다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터지원사업과 나노소재원천기술개발사업의 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 섬유형 유기 발광 다이오드를 직조하여 구동한 모습
2018.01.03 조회수 8771 -
2017 KAIST 제4차 산업혁명 핵심 특허기술 설명회 개최
우리대학 산학협력단(단장 최경철)은 12일 서울 삼성동 코엑스(317~318호)에서 기술보증기금(이사장 김규옥)과 공동으로 ‘2017 KAIST 4차 산업혁명 핵심 특허기술 설명회’를 개최했다. 우리대학이 국내·외 기업을 대상으로 기술이전 등 상호 협력방안을 논의하기 위해 기업인을 초청해 대규모 공개 설명회를 개최한 것은 개교이후 이번이 처음으로 매우 이례적인 일로 평가되고 있다.
이날 설명회에는 지난 달 23일 확정·발표한 ‘2017 KAIST 4차 산업혁명 핵심 특허기술’로 뽑힌 김일두 교수(신소재공학과) 등 연구자 10명 모두가 직접 참석해 자신이 개발한 특허기술별로 개요 및 특·장점, 적용분야 등에 대해 15분씩 세부적으로 설명하는 특별한 자리를 마련돼 참석자들로부터 많은 관심과 주목을 끌었다.
이번 설명회에는 신성철 총장을 비롯해 김규옥 기술보증기금 이사장, 고정식 총동문회장(前 특허청장)과 박오옥 교학부총장·박희경 연구부총장·김수현 대외부총장·최경철 산학협력단장 등 주요 내·외빈은 물론 삼성, SK, 한화 등 180여개 기업에서 관계자 240여명이 참석해 성황을 이뤘다.
신성철 총장은 이날 개회사를 통해 “이번에 선정된 10대 핵심 특허기술에 대한 기술이전 마케팅을 적극 추진해서 대학의 연구가 경제적 가치창출로 직결되는 기술사업화 혁신의 성공신화를 KAIST가 만들어 나갈 것”이라고 포부를 밝혔다. 신 총장은 이어 “스위스 취리히연방공대의 사례와 같이 대학의 성장과 변화가 국가경쟁력을 좌우하는 만큼 KAIST 또한 학문적·기술적 가치창출을 통해 세계 10위권 내 대학으로의 성장해서 4차 산업혁명시대에 국가발전에 기여하는 대학으로서 사명과 역할을 다해나갈 것”이라고 강조했다.
2017.09.13 조회수 7005 -
성남시-KAIST 상호협력을 위한 MOU 체결식
사진설명 : 이재명 성남시장과 신성철 KAIST 총장이 30일 오전 성남시청 9층 회의실에서 ‘성남시 4차 산업혁명 선도도시 구현을 위한 상호협약’을 체결한 후 기념촬영을 하고 있다.
성남시(시장 이재명)와 우리대학은 성남시를 거점으로 하는 4차 산업혁명 선도도시 구현을 위해 상호 협력하기로 하고 30일 오전 성남시청에서 MOU 체결식을 가졌다.
국내 최고의 산업 환경을 가진 성남시와 세계적인 과학기술특성화대학인 우리대학이 이번 협약을 통해 서로 손잡음으로써 국내에도 세계적 수준의 혁신산업 생태계를 조성할 수 있는 기본 틀이 만들어 졌다는 평가다. ‘성남’과 ‘KAIST’의 조합은 미국 실리콘밸리와 스탠포드대, 핀란드 헬싱키와 알토대, 중국 북경과 칭화대 등과 같이 우리나라 산업을 대표하는 랜드마크가 될 것으로 산업계에서도 기대가 크다.
성남시는 우리대학의 우수한 인재와 기술을 관내로 끌어들임으로써 벤처 및 중소·중견기업의 4차 산업혁명 조기 진입을 촉진하고 지속가능한 성장 동력을 안정적으로 공급받을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 성남시는 특히 범국가적 전문가로 구성될 ‘성남과학기술위원회(가칭)’를 중심으로 공격적인 산학협력과 실험적 사업추진을 통해 ‘패스트 팔로어(Fast Follower)’가 아닌 ‘퍼스트 무버(First Mover)’ 전략으로 4차 산업혁명의 파고를 정면 돌파해 미래 시장을 선점해 나간다는 계획이다.
우리대학 또한 글로벌 혁신기업들이 밀집해 있는 성남시에 거점을 마련함으로써 현장 깊숙한 곳에서 산학 협업과 혁신활동을 본격적으로 추진할 수 있게 됐다. 학교 연구실이 아닌 산업 최일선에서 글로벌 리더를 육성하고 학문적ㆍ기술적ㆍ경제적 부가가치를 창출함으로써 ‘글로벌 가치창출 세계 선도대학’으로 도약을 위한 입지를 확고히 다졌다는 게 주변의 평가다.
두 기관은 이날 협약체결을 통해 ▲성남시 과학기술 역량강화를 위한 산·학 연관 협력체계 구축 ▲기업들의 차세대산업 조기진입 지원을 위한 ICT 연구 플랫폼 구축 ▲미래혁신 생태계 촉진을 위한 기술융합 환경조성 및 인재양성 ▲미래혁신 생태계 활성화를 위한 혁신자원 유치 및 교류지원 등 다양한 분야에서 상호 협력키로 했다.
성남시와 우리대학은 이를 위해 우선 ‘성남과학기술위원회(가칭)’를 구성⋅운영하고, S-KAI(성남⋅KAIST) 차세대 ICT 연구센터 설립, K-Global 조성사업(성남 글로벌 기술융합지원센터)를 설립하는 등 성남시에서의 양질의 일자리 창출과 기업의 성장 동력 제공, 글로벌 혁신 생태계 구축을 단계적으로 추진할 방침이다.
두 기관은 또 상호협력을 통해 국제세미나 개최·국가사업 R&D과제 발굴 및 유치 등을 시작으로 글로벌 기업연구소와 글로벌 가젤기업 공동유치 계획을 수립, 추진한다. ‘S-KAI 차세대 ICT 연구센터’를 통해서는 우리대학의 교수 및 석·박사학생 등 우수인력들이 성남시 상주를 통해 사이버 물리산업(Cyber-physical Industries) ICT 연구플랫폼, 미래자동차 연구플랫폼, ICT 기반 의료용 장비 연구플랫폼 구축업무를 수행한다.
특히 정부가 계획 중인 ‘4차 산업혁명 종합대책'에도 참여해서 국가 프로젝트들을 적극적으로 유치하는 한편 관련부처들과도 긴밀한 협력관계를 유지해나갈 방침이다. 양측은 올 하반기부터 오는 2019년 상반기까지를 시범사업 기간으로 정했는데 9월부터 성남산업진흥재단이 위치한 정자동 킨스타워에서 실무추진 태스크포스팀을 출범시켜 세부 실행계획을 마련하고 내년 5월부터 본격적인 추진에 들어갈 계획이다. 2019년 하반기부터로 예정된 사업화는 판교 창조경제밸리에 입주한 이후 추진을 진행한다.
성남시와 우리대학 관계자들은 “대한민국을 대표하는 혁신도시와 대학인 두 기관은 국가적인 정책과제인 4차 산업혁명 시대를 선도할 수 있는 시스템을 성공시켜 전국으로 확산할 책임과 의무가 있다”면서 “향후 사업내용과 성과를 점진적으로 정부에 제안할 방침”이라고 말했다.
한편 이날 협약식에는 이재명 성남시장과 신성철 총장을 비롯해 성남시에서는 장병화 성남산업진흥재단 대표이사 등이 그리고 우리대학에서는 김수현 대외부총장, 최경철 산학협력단장, 문재균 전기및전자공학부장 등이 참석했다.
2017.08.30 조회수 9066 -
최경철 교수, 초고유연성 의류형 디스플레이 개발
〈 최 승 엽 박사과정 〉
우리 대학 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 직물과 유기발광다이오드(OLED)를 융합해 높은 유연성을 갖는 최고 효율의 의류형 디스플레이 기술을 개발했다.
최승엽 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 7월 21자 온라인 판에 게재됐다.
디스플레이는 차세대 스마트 제품 외형의 대부분을 차지할 정도로 그 중요성이 커지고 있다. 더불어 사물인터넷과 웨어러블 기술의 비중이 늘어나면서 의류 형태의 웨어러블 디스플레이 기술도 주목받고 있다.
2011년 직물 위에 발광체를 형성한 연구 이후 실제 옷감 위에 디스플레이를 구현하기 위한 노력이 계속됐다. 하지만 직물 특유의 거친 표면과 유연한 특성 때문에 상용화 수준의 성능을 보여주지 못했다.
최 교수 연구팀은 의류 형태의 웨어러블 디스플레이 구현을 위해 직물(fabric)형과 섬유(fiber)형 두 가지 방식으로 연구를 진행했다.
연구팀은 2015년에 열접착 평탄화 기술을 통해 거친 직물 위에서 수백 나노미터 두께의 유기발광소자를 동작하는 데 성공했다. 2016년에는 용액 속 실을 균일한 속도로 뽑는 딥 코팅(dip-coating) 기술을 통해 얇은 섬유 위에서도 높은 휘도를 갖는 고분자발광소자를 개발했다.
위와 같은 연구를 바탕으로 최 교수 연구팀은 옷감의 유연성을 유지하면서 높은 휘도와 효율 특성을 갖는 직물형 유기발광소자를 구현했다.
최고 수준의 전기 광학적 특성을 갖는 이 소자는 자체 개발한 유무기 복합 봉지(encapsulation) 기술을 통해 장기적 수명이 검증됐고, 굴곡 반경 2mm의 접히는 환경에서도 유기발광소자가 동작한다.
연구팀은 최고 수준의 휘도와 효율을 갖는 의류 형태의 유기발광 다이오드를 구현했다는 의의가 있으며 보고된 직물 기반의 발광소자 중 가장 유연하다고 밝혔다.
이번 연구를 통해 의류형 발광소자의 기계적 특성에 대한 심층적 분석이 더해져 직물 기반 전자산업 발전에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
최승엽 박사과정은 “직물 특유의 엮이는 구조와 빈 공간은 유기발광소자에 가해지는 기계적 스트레스를 크게 낮추는 역할을 한다”며 “직물을 기판으로 사용해 디스플레이를 구현하면 유연하며 구겨지는 화면을 볼 수 있다”고 말했다.
최경철 교수는 “우리가 매일 입는 옷 위에서 디스플레이를 보는 것이 먼 미래가 아니다”며 “앞으로 빛이 나는 옷은 패션, 이-텍스타일(E-textile) 뿐 아니라 자동차 산업, 광치료와 같은 헬스케어 산업에도 큰 영향을 끼칠 것이다”고 말했다.
이번 연구는 ㈜코오롱글로텍과의 공동 연구로 진행됐고 산업통상자원부 산업기술혁신사업의 지원으로 수행됐다.
□ 사진 설명
사진1. 옷감 위에서 구동 되고 있는 유기발광다이오드 사진
사진2. 유기발광다이오드
사진3.고유연성 직물 기반 유기발광다이오드의 전류-전압-휘도 및 효율 특성
2017.08.24 조회수 10343