[한국기술뉴스]

DGIST 융합 전공 정순문 교수 연구팀은 전기장을 이용한 멀티 발광 장치를 개발했다. DGIST 산학협력단을 통해 2019년 3월 12일 특허를 출원(출원번호 제1020190027916호)했다. 특허 명칭은 '전도성 섬유 기반 유연 발광 장치’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 

[기자]

스마트 패러다임은 하드웨어 시장을 넘어 우리의 일상에 근접하게 적용되고 있습니다. 최근 다양한 첨단 기능을 탑재한 스마트 의류가 개발되고 있으며 특히 전계의 변화를 이용해 옷의 색상과 디자인을 변경할 수 있습니다. 전계 발광은 반도체 등의 물질에 전기장을 인가해 빛을 만드는 것을 말합니다. 일반적인 전계 발광 소자는 발광층을 사이에 두고 2개의 평면 전극들이 마주 보는 구조를 갖습니다. 하지만 이러한 구조는 발광층의 두께를 증가시키는 경우에 전계가 약해지고 이로 인해 전계 발광의 성능이 저하되는 문제가 있습니다.

DGIST 연구팀은 인플레인 전기장을 이용해 전계 발광과 기계적 발광이 동시에 가능한 멀티 발광 장치를 발명했습니다.

멀티 발광 장치는 발광 복합체 매질과 복수의 섬유 전극, 전압인가 부재로 설계 될 수 있습니다. 발광 복합체 매질은 발광체를 함유한 고분자 매트릭스로 제작됩니다. 발광체는 전계 발광용 형광체로서 전계를 인가하면 특정 파장의 광을 생성할 수 있습니다. 즉, 발광 복합체 매질 내부에 배치된 섬유 전극들 사이에 인플레인 방향으로 형성되는 전기장을 이용해 광을 생성합니다. 또한, 전극이 내부에 삽입되어 있기 때문에 광이 외부로 방출될 때 전극들을 통과할 필요가 없음으로 광 투과도가 낮은 재질로 형성하더라도 고효율로 광을 방출할 수 있습니다.

개발된 장치는 굽힘, 스트레칭 및 압착 후에도 전계발광 장치의 성능을 안정적으로 유지할 수 있습니다. 또한, 빛과 물 등의 외부환경에서도 강한 내구성을 갖습니다. 그리고 양자점을 사용하였기에 넓은 색 표현력이 가능합니다.

섬유전극자체에서 광이 발생하는 현상으로 인해 균일한 면광원으로서의 가능성이 우수합니다. 이를 통해 스마트 의류나 웨어러블 기기 제조에 활용도가 높을 것으로 기대됩니다.