서울공대 재료공학부 이태우 교수팀, '네이처·사이언스' 동시 게재... 차세대 디스플레이 난제 풀었다

서울공대 재료공학부 이태우 교수팀, '네이처·사이언스' 동시 게재... 차세대 디스플레이 난제 풀었다 ▲ 지난 1월 15일 ‘네이처(Nature)’와 ‘사이언스(Science)’에 각각 논문을 게재한 서울대학교 재료공학부 이태우 교수   국내 연구진이 차세대 디스플레이의 핵심 성능인 ‘고효율’과 ‘수명’이라는 두 마리 토끼를 잡고 오랜 난제를 해결해 세계 과학계의 주목을 받고 있다.서울대학교 공과대학(이하 서울공대)은 재료공학부 이태우 교수 연구팀이 지난 1월 15일(온라인 공개일 기준), 세계 최고 권위의 과학계 양대 학술지인 ‘네이처(Nature)’와 ‘사이언스(Science)’에 서로 다른 디스플레이 핵심 기술에 관한 혁신적 연구성과를 각각 발표했다고 밝혔다. 네이처와 사이언스 본지는 각 분야에서 가장 엄격한 심사와 선별 과정을 거치는 학술지로, 인공지능(AI) 단백질 설계의 권위자이자 2024년 노벨화학상 수상자인 데이비드 베이커(David Baker) 워싱턴대 교수의 연구팀 등 세계적인 연구 그룹들은 양대 저널에 우수 성과를 발표하고 있다. 그러나 이태우 교수의 경우처럼, 동일 연구자가 같은 날 네이처와 사이언스에 논문을 게재하는 사례는 세계적으로도 극히 이례적이어서 국내외 학계가 이번 성과에 더욱 주목하고 있다. 따라서 이번 사례는 서울공대가 수행한 디스플레이 연구의 높은 학문적 완성도와 국제적 파급력을 전 세계 학계가 공인한 쾌거로 평가된다. 이태우 교수팀은 OLED의 새로운 응용 분야로 꼽히는 신축형 OLED에서, 기존의 딱딱한 OLED와 유사한 수준의 밝기와 고효율을 구현할 수 있는 메커니즘을 세계 최초로 규명한 연구 성과를 네이처에 발표했다. 아울러 OLED 이후 차세대 디스플레이로 각광받는 페로브스카이트(Perovskite)의 최대 난제였던 수명 문제를 획기적으로 해결한 연구 성과는 사이언스의 표지 논문으로 선정됐다.■ Nature 게재 논문 ― 늘려도 성능 변함없는 신축형 OLED 개발이미 성숙 단계에 접어든 유기발광다이오드(OLED) 분야에서 네이처 논문이 실리는 사례는 대한민국 OLED 연구 역사에서 처음이며 국제적으로도 매우 드묾에도 불구하고, 이태우 교수팀은 피부 부착형 디스플레이의 핵심인 ‘완전 신축형(fully stretchable) OLED’ 관련 연구 결과를 네이처에 발표해 한국 디스플레이의 새 역사를 썼다. 절연성 탄성체에 막힌 삼중항 에너지의 전달 문제를 새로운 에너지 전달 메커니즘인 엑시플렉스(Exciplex)로 해결하고 추가적으로 맥신(MXene) 기반 신축 전극을 도입해, 소자를 60%까지 늘려도 성능 및 밝기 저하가 없는 역대 최고 수준의 외부양자효율(17.0%)을 달성한 신축형 OLED 개발에 성공한 것이다. 따라서 이번 연구는 낮은 효율로 상용화를 기대하기 어려웠던 기존 완전 신축성 OLED의 한계를 극복한 성과로 평가된다. 피부, 옷, 사물 등에 부착된 불안정한 환경에서도 충격과 인장을 견딜 수 있는 OLED를 구현한 이 기술은 향후 헬스케어 및 지능형 디스플레이에 응용될 것으로 기대된다. ■ Science 게재 논문 ― 페로브스카이트 발광체 효율 한계 극복한 디스플레이 기술 구현이태우 교수팀이 기존 페로브스카이트의 수명을 획기적으로 개선한 새로운 페로브스카이트 나노결정 입자 발광체를 개발한 연구 성과가 이번에 사이언스의 표지 논문으로 선정됐다. 이는 이태우 교수팀이 지난 2015년 최초의 고효율 페로브스카이트 발광 다이오드를 구현한 성과를 사이언스에 논문으로 발표한 이후, 같은 저널에 두 번째로 게재한 페로브스카이트 발광체 분야의 논문이다.차세대 소자인 ‘페로브스카이트 나노결정’은 색 순도, 색 구현 영역, 가격, 흡광도, 소비 전력 등 발광체의 모든 특성에 있어 기존 양자점보다 우위에 있다. 그러나 연한 이온 격자로 이뤄진 근본적 한계 때문에 수명이 짧은 치명적 단점을 지닌다. 이에 이태우 교수팀은 '페로브스카이트 나노결정'의 구조적 결함을 보완해 효율과 수명을 높인 '계층적 쉘(Hierarchical Shell)' 기술을 개발했다.특히 외부 양자 수율(EQY)을 기존 양자점 및 형광체에서 65% 이하를 오랜 기간 넘어설 수 없었지만 이론적 한계치인 91.4%까지 끌어올렸으며, 고온다습한 환경에서도 3,000시간 이상 견디는 압도적 안정성을 확보했다. 이번 연구에서는 계층적 쉘 페로브스카이트 나노결정 발광체를 이용하여 10.1인치 태블릿에서 75인치 TV까지 프로토타입 디스플레이를 교원 창업기업인 에스엔디스플레이(주)와 협력하여 구현했다. 또한 이 새로운 페로브스카이트 나노결정은 3500 PPI(pixels per inch) 이상의 초고해상도 패터닝도 가능한 강점 덕분에 향후 증강현실(AR)·가상현실(VR) 디스플레이 소자에 활용될 가능성이 높다. 2026년 1월 15일, 이태우 교수팀이 네이처와 사이언스에 동시에 발표한 두 연구 성과는 단순히 학술적 가치가 높은 논문을 넘어, 세계 디스플레이 시장의 게임 체인저로 부상할 것이란 분석이 나온다. 특히 차세대 초고화질 TV와 AR·VR, 몸에 붙이는 헬스케어 디스플레이 등 미래 산업의 핵심 기술로 널리 응용될 전망이다.이태우 교수는 “페로브스카이트의 효율과 안정성을 동시에 확보한 사이언스 논문, 신축 시에도고효율을 유지하는 OLED를 구현한 네이처 논문은 각각 독립적으로도 매우 의미 있는 디스플레이 연구의 진전”이라며 “한국 디스플레이 산업이 도전받는 상황에서 한 연구실에서 두 개의 세계적 난제를 동시에 해결한 이번 성과는 한국 디스플레이 기술의 초격차 우위를 확고히 다지는 계기가 될 것”이라고 밝혔다.[문의]서울대학교 재료공학부 이태우 교수/ twlees@snu.ac.kr 서울대학교 재료공학부 김현욱 박사과정생 / gusdnr2275@snu.ac.kr

서울공대 재료공학부 이태우 교수팀, 세계 최고 효율과 상업화 수준 동작 수명의 혁신적 페로브스카이트 디스플레이 기술 개발

서울공대 재료공학부 이태우 교수팀, 세계 최고 효율과 상업화 수준 동작 수명의 혁신적 페로브스카이트 디스플레이 기술 개발- 페로브스카이트 고체 발광체의 근본적인 열화 한계 극복- 페로브스카이트 나노결정에서 100%에 가까운 발광 효율과 상업화 수준의 수명 달성 - 세계 최고 권위 학술지 Science 표지 논문 선정 ▲ (좌측부터) 서울대 이태우 교수, 서울대 Qingsen Zeng 연구교수서울대학교 공과대학은 재료공학부 이태우 교수 연구팀이 에스엔디스플레이 주식회사(대표: 이태우)와의 공동연구를 통해 차세대 디스플레이를 위한 고효율·고안정성 페로브스카이트 나노결정 발광 입자 기술을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.이태우 교수팀은 금속 할라이드 페로브스카이트 발광체의 고질적인 불안정성 문제를 근본적으로 해결하면서도, 세계 최고 수준의 발광 효율, 장기 안정성, 그리고 대면적 공정 확장성을 동시에 달성한 계층적 셸(hierarchical shell, HS) 기반 페로브스카이트 나노입자 기술을 개발했다.이번 연구 성과는 세계 최고 권위의 국제 학술지인 ‘사이언스(Science)’에 표지논문으로 1월 15일자로 게재됐다.인간이 인식하는 정보의 70% 이상이 시각을 통해 전달되는 만큼, 디스플레이 기술은 오랫동안 현대 사회에서 가장 중요한 핵심 산업 중 하나로 인식되어 왔다. 1990년대에는 일본이 글로벌 디스플레이 시장을 주도했으나, 이후 한국은 LCD와 OLED 기술에 대한 공격적인 투자로 시장의 주도권을 확보해 왔다. 그러나 최근 중국 디스플레이 기업들이 정부 차원의 강력한 지원을 바탕으로 빠르게 시장 점유율을 확대하면서, OLED 기술 격차도 점차 좁혀지고 있다. 이러한 상황에서 기존 OLED를 넘어설 수 있는 근본적으로 새로운 차세대 디스플레이 기술 개발이 국가적·산업적 과제로 부상하고 있다.이러한 배경에서, 이태우 교수 연구팀이 2014년 원천 특허부터 시작해서 10여년간 세계적으로 선도해 온 페로브스카이트 발광체는 차세대 디스플레이용 핵심 소재로 주목받고 있다. 페로브스카이트는 유·무기 양이온, 중심 금속 양이온, 할라이드 음이온으로 구성된 이온 결정 구조를 가지며, 매우 높은 색순도, 우수한 광전자적 특성, 낮은 소재 비용, 그리고 용이한 파장 조절성이라는 장점을 지닌다. 이러한 특성으로 인해 페로브스카이트 발광체는 초고해상도 TV는 물론, 증강현실(Artificial Reality, AR)과 가상현실(Virtual Reality, VR)과 같은 차세대 디스플레이 응용 분야의 유력한 후보로 부상해 왔다.차세대 디스플레이를 구현하기 위해서는 기존 DCI-P3 대비 약 40% 확장된 색영역을 갖는 Rec. 2020 색 표준을 충족해야 한다. 그러나 기존 유기 발광체나 양자점은 각각 약 50 nm 및 30 nm 수준의 비교적 넓은 발광 반치폭(Full Width at Half Maximum, FWHM)을 가져, Rec. 2020 기준을 완전히 만족시키는 데 한계가 있다. 반면, 페로브스카이트 발광체는 약 20 nm 수준의 본질적으로 매우 좁은 발광 반치폭(FWHM~20nm)을 가지며, Rec. 2020 색 표준을 충족할 수 있는 거의 유일한 발광 소재로 평가된다.이러한 장점을 바탕으로, 이태우 교수 연구팀은 지난 10여 년간 페로브스카이트 발광다이오드(Perovskite Light Emitting Diode, PeLED) 분야를 세계적으로 선도해 왔다. 2014년 PeLED의 상온에서 외부발광효율이 0.1% 수준이었지만 단 1년 만에  8.53%로 끌어올려 2025년에 ‘사이언스(Science)’에 보고하였으며, 이 분야에서 최초 고효율 페로브스카이트 LED 논문으로 평가되어 3100번 이상 인용이 되었다. 이후 고효율 페로브스카이트 나노 결정 발광입자를 도입해 소자 효율을 20% 이상으로 향상시켰다 (Nature Photonics, 2021, Nature Nanotechnology 2022). 나아가 2022년에는 이론적 한계에 근접한 28.9%의 외부양자효율과 47만 nit의 밝기 그리고 약 3만 시간에 달하는 동작 수명을 동시에 달성한 PeLED를 ‘네이쳐 (Nature)’에 보고함으로써, 전기 구동형 페로브스카이트 소자의 상용 가능성을 입증하였다.▲ (A) 상호 결합된 PbSO₄, SiO₂ 및 고분자층으로 구성된 계층적 셸 구조의 모식도. (B 와 C) 60 °C/90% 상대습도 조건(B) 및 180 W/m2 청색광 조사 조건(C)에서 MAPbBr3 및 HS-MAPbBr3 박막의 열화 시간에 따른 광발광 양자효율(PLQY) 변화.(D) 365–450 nm 파장에서 여기된 다양한 발광체의 PLQY에 따른 외부양자효율(EQY) 비교.이번 연구는 이러한 소자 수준의 성과를 넘어, 광 변환(down-conversion) 방식 디스플레이에 필수적인 고체 상태 페로브스카이트 발광체의 근본적 한계를 해결하는 데 초점을 맞췄다. 실제 디스플레이 및 조명 시스템, 특히 청색 광원을 기반으로 한 색 변환 구조에서는, 발광체가 강한 흡광도와 높은 광발광 양자효율(Photoluminescence Quantum Yield, PLQY)을 동시에 가져야 하며, 이 두 요소의 곱으로 정의되는 외부양자효율(External Quantum Yield, EQY)이 전체 광 변환 효율을 결정한다. 그러나 대부분의 고체 발광체는 농도를 높여 흡광도를 증가시키는 과정에서 농도 소광(concentration quenching)과 자기 흡수(self-absorption)로 인한 비방사 손실(non-radiative loss)이 발생해, 발광체의 종류에 상관없이 EQY가 약 65% 이하로 제한되어 왔다.페로브스카이트 나노입자는 높은 흡광 계수와 뛰어난 색순도로 인해 고체 발광체로서 이상적인 후보로 평가되며, 용액 상태에서는 95% 이상의 PLQY를 나타낼 수 있다. 하지만 연성 이온 격자(soft ionic lattice)와 화학적으로 불안정한 표면 특성으로 인해, 빛·열·수분·산소와 같은 작동 환경 스트레스에 취약하여 고체 박막에서는 PLQY가 급격히 감소하고 수명이 짧아지는 문제가 있다.이를 근본적으로 해결하기 위해 이태우 교수 연구팀은 PbSO₄, SiO₂, 고분자층이 상호 결합된 계층적 셸 구조(hierarchical shell, HS)를 도입한 새로운 안정화 전략을 개발하였다. 이 구조는 기존의 약한 표면 리간드 결합이나 단순 캡슐화 방식과 달리, 페로브스카이트의 격자와 표면을 화학적으로 동시에 고정함으로써, 빛과 열, 수분에 의해 촉진되는 격자 연화(lattice softening), 이온 이동(ion migration), 계면 반응을 효과적으로 억제한다.그 결과, 계층적 셸이 적용된 페로브스카이트 나노입자 (HS-PeNC) 박막은 약 100%의 PLQY를 달성함과 동시에, 60 °C 및 상대습도 90%의 가속 열·습도 환경에서 최초 PLQY의T90 수명(초기 PLQY의 90% 수준으로 감소하는 데 걸리는 시간) 3,900시간, 연속 청색광 조사 조건에서는 27,234시간으로 외삽되는 T90 수명을 기록하였다. 이러한 성능은 기존 페로브스카이트 나노입자뿐만 아니라, 모든 고체 발광체 가운데 최고 수준으로, 상용 디스플레이의 안정성 기준을 크게 상회한다. 또한 거의 100%에 가까운 PLQY로 인해 자기 흡수 손실이 광자 재순환(photon recycling)으로 전환되면서, 고체 박막의 EQY는 91.4%에 달해 형광체, 유기 발광체, 양자점, 탄소점, 금속 나노클러스터, 기타 할라이드 페로브스카이트를 모두 능가하는 최고 기록을 달성하였다.▲ (A) 롤투롤 프린팅 공정을 통해 제작된 대면적 녹색 HS-MAPbBr₃ 및 적색 HS-CsPbBr1.2I1.8 페로브스카이트 나노결정(PeNC) 유연 박막의 자외선 조사 하 광학 이미지. (B) HS-PeNCs를 적용하여 SN Display 주식회사에서 제작한 다양한 크기의 디스플레이 시제품.계층적 셸 구조는 우수한 광특성뿐 아니라, 환경 안전성과 공정 적합성도 함께 확보하였다. 계층적 셸 구조는 수중에서 Pb²⁺ 용출(leakage)을 효과적으로 차단하였으며, 생체 세포 독성 평가 결과에서도 일반적인 폴리스티렌 배양 기판과 유사한 수준의 건강한 세포 증식을 보였다. 또한 잉크젯 프린팅과 고해상도 포토리소그래피 공정과의 뛰어난 호환성을 바탕으로, 3,500 PPI 이상의 초고해상도 패터닝이 가능해 차세대 마이크로 LED 및 AR·VR 디스플레이에 적용할 수 있음을 입증하였다.아울러 본 기술은 대면적 양산 가능성도 확인하였다. 서울대학교의 지원으로 이태우 교수가 공동 설립한 에스엔디스플레이 주식회사와의 협력을 통해, 1.5 m 폭과 10 m길이의 규모의 롤투롤 공정 라인을 이용한 균일한 페로브스카이트 나노입자 색변환 필름 제작에 성공하였다. 이를 바탕으로 10.1인치 태블릿, 28인치 및 32인치 모니터, 43인치 및 75인치 TV 시제품을 제작하였으며, 모든 디스플레이에서 균일한 밝기와 선명한 색 재현을 확인하였다. 이들 시제품은 Rec. 2020 기준 대비 97% 이상(면적기준)의 색 영역 면적 비율을 달성해, 상용 LCD, InP 양자점, OLED 디스플레이를 능가하는 성능을 보였다.이태우 교수는 “페로브스카이트 나노결정 발광체의 연성 격자와 불안정한 표면을 동시에 고정하는 계층적 셸 구조를 통해, 거의 완벽한 발광 효율과 상용화 수준의 장기 안정성을 동시에 달성할 수 있었다”며, “이번 성과는 페로브스카이트 발광체가 연구실 수준을 넘어, 차세대 고색재현 디스플레이 산업을 이끌 핵심 기술로 자리매김할 수 있음을 보여준다”고 밝혔다.본 연구는 서울대학교를 중심으로 SN Display Co., Ltd., Imperial College London, University of Cambridge, 한양대학교, KAIST, University of Tennessee, Universidad de Valencia, PEROLED Co., Ltd.와의 공동 연구로 수행되었다.한편, 본 논문의 제1저자인 Qingsen Zeng 박사는 서울대학교 재료공학부 조교수급 연구교수로서 이태우 교수 연구팀에서 근무하고 있으며, 색 변환 디스플레이, 단일광자 발광체, 페로브스카이트 초격자 LED 등 할라이드 페로브스카이트 나노입자 기반 발광 소재 연구를 수행하고 있다. ▲ 서울대 재료공학부 이태우 교수팀의 논문이 표지 논문으로 선정된 사이언스(Science)지 표지[참고자료]- 논문명/저널: A hierarchical shell locks and stabilizes perovskite nanocrystals with near-unity quantum yield / Science- DOI: https://www.science.org/doi/10.1126/science.ady1370[문의]서울대학교 공과대학 재료공학부 이태우 교수 / 010-2257-3677 / twlees@snu.ac.kr

서울공대 재료공학부 이태우 교수팀, 완전 신축성 OLED 세계 최고 효율 달성…외부양자효율 17% 구현

서울공대 재료공학부 이태우 교수팀, 완전 신축성 OLED 세계 최고 효율 달성…외부양자효율 17% 구현 - 세계 최고 권위의 국제 학술지 Nature 게재 - 웨어러블 디스플레이 상용화 앞당길 핵심 기술 개발 - 완전 신축성 올레드 한계 돌파…엑시플렉스 기반 인광 발광층과 맥신-접합 신축성 전극 새롭게 도입▲ (왼쪽부터) 이태우 서울대학교 교수, 유리 고고치(Yury Gogotsi) 드렉셀대학교 교수, 주환우 서울대학교 박사, 김현욱 서울대학교 박사과정, 한신정 서울대학교 박사, 장단전(Danzhen Zhang) 드렉셀대학교 박사서울대학교 공과대학은 재료공학부 이태우 교수와 미국 드렉셀(Drexel)대학교 유리 고고치(Yury Gogotsi) 교수의 공동 연구팀이 차세대 신축성 발광 소자의 한계를 극복하고 세계 최고 효율의 완전 신축성(fully stretchable) 발광 소자를 개발했다고 밝혔다. 완전 신축성 발광 소자란 모든 구성층이 신축성을 갖는 발광 소자를 말한다. 이번 연구 성과는 세계 최고 권위의 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’에 지난 1월 15일 게재됐다. 웨어러블 기기 시장이 급성장하면서 피부에 직접 부착해 생체 신호를 실시간으로 시각화할 수 있는 웨어러블 디스플레이의 중요성이 높아지고 있다. 하지만 기존 신축성 디스플레이는 주로 딱딱한 비신축성 발광 소자를 신축성 인터커넥트(interconnect)로 연결한 구조를 사용해, 인장 시 접합부 신뢰성이 낮고 피부 밀착성이 떨어지며 표시 화질이 저하되는 한계를 지니고 있었다. 이에 반해 완전 신축성 디스플레이는 소자 자체가 늘어나는 구조이기 때문에 웨어러블 환경에서 고해상도를 유지하며 안정적인 디스플레이 구현이 가능하다. * 인터커넥트: 소자와 소자를 전기적으로 연결하는 배선·선로그럼에도 완전 신축성 유기발광다이오드(올레드, OLED)는 고유 신축성(intrinsically stretchable) 발광층과 전극 기술에서 근본적인 난제를 안고 있었다. 발광층의 경우 유기 반도체에 신축성을 부여하기 위해 부드러운 절연성 탄성체(elastomer)를 첨가해야 하는데, 이로 인해 엑시톤 전달 경로가 끊어져 전하 수송과 엑시톤 에너지 전달, 발광 효율이 모두 크게 저하된다. 전극 역시 기존 올레드에 쓰이는 딱딱한 금속 전극을 사용할 수 없어, 금속 나노와이어를 탄성체 안에 임베딩하는 구조가 연구돼 왔다. 그러나 이 방식은 노출된 나노와이어 간 전하 전달이 원활하지 않고 노출 면적도 제한적이어서, 상부 유기층으로의 전하 주입 효율이 낮았다. 실제로 지금까지 보고된 완전 신축성 발광 소자의 외부양자효율은 약 6.8% 수준으로, 30% 이상이 보고되는 상용 올레드와 큰 격차가 있었다. * 엑시톤: 반도체 내에서 전자와 정공이 서로 끌어당기며 짝을 이룬 상태를 말하며, 이 엑시톤이 재결합할 때 빛이 방출된다.공동 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 ‘엑시플렉스(exciplex) 기반 인광 발광층’과 ‘맥신(MXene)-접합 신축성 전극’을 새롭게 설계했다. 연구팀은 먼저 엑시톤 전달 문제를 해결하기 위해 엑시플렉스 호스트 물질을 도입했다. 기존 신축성 발광층에서는 절연성 첨가제로 인해 근거리 삼중항 엑시톤 전달(덱스터 전달)이 억제되어 효율이 크게 저하되었으나, 연구팀은 엑시플렉스가 삼중항 엑시톤을 단일항 엑시톤으로 변환시켜 장거리 에너지 전달(포스터 전달)을 가능하게 하는 새로운 메커니즘을 통해 신축성과 고효율을 동시에 갖춘 발광층 구조를 세계 최초로 구현했다. 또한 전극 상부에는 금속 탄화물·질화물 계열의 2차원 물질인 맥신을 적용해 우수한 전기전도도와 신축성, 폭넓은 일함수(work function) 조절능력을 확보함으로써 전하 주입 효율을 크게 향상시켰다. 이는 맥신을 신축성 광전자 소자에 적용한 세계 최초의 사례다. * 엑시플렉스: 서로 다른 두 유기 분자가 들뜬 상태에서 느슨하게 결합해 만든 복합체로, 삼중항과 단일항 에너지 차이가 작아 두 상태 간 전환이 쉽게 일어나는 것이 특징이다.* 덱시터 전달: 인접한 두 분자 사이에서 엑시톤의 에너지가 전자 자체로 옮겨 가는 방식으로 전달되는 현상을 말한다. 분자 간 거리가 매우 가까울 때, 삼중항 엑시톤 전달에 관여한다.* 포스터 전달: 엑시톤의 에너지가 전자 이동 없이, 전자기적 상호작용을 통해 비교적 먼 거리까지 전달되는 현상을 말한다. 장거리 단일항 엑시톤 에너지 전달에 효과적이다.그 결과 개발된 완전 신축성 올레드는 외부양자효율 17%라는 세계 최고 수준의 성능을 달성했다. 기존 완전 신축성 올레드가 낮은 효율로 상용화가 어려웠던 점을 고려할 때, 이번 기술은 학계와 산업계 모두에서 중요한 전환점으로 평가된다. 또한 높은 인장 변형 조건에서도 밝기와 효율 저하가 거의 없어, 실제 웨어러블 환경에서도 안정적인 구동이 가능함을 확인했다. 이태우 교수는 “완전 신축성 올레드 소자에서 신축성 부여 과정에 필연적으로 발생하던 성능 저하 문제를 발광층과 전극 양 측면에서 동시에 해결할 수 있는 소재적 해법을 제시했다”며, “완전 신축성 올레드가 실험실 수준을 넘어 실제 응용 단계로 진입할 수 있음을 보여주는 성과로, 향후 웨어러블 디스플레이용 발광 소자의 실용화를 크게 앞당길 것”이라고 밝혔다.한편 이번 연구는 서울대학교를 중심으로 미국 드렉셀대학교, 일본 규슈(Kyushu)대학교 등 총 10개 기관이 참여한 공동 연구로 수행됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부가 재원으로 하는 한국연구재단 연구과제(RS-2025-00560490), 선도연구센터(Pioneer Research Center) 사업(RS-2022-NR067540), 나노·소재기술개발사업(RS-2024-00416938)의 지원으로 이루어졌다.■ 연구진 진로주환우 박사는 서울대학교 재료공학부에서 박사과정을 마친 후 현재 미국 조지아공과대학교(Georgia Institute of Technology)에서 박사후연구원으로 재직중이며, 웨어러블 기기의 전력 공급 문제를 해결하기 위한 신축성 태양전지 연구를 수행하고 있다. 서울대학교 박사과정에 재학 중인 김현욱 연구원은 이태우 교수 연구실의 박사과정으로 완전 신축성 올레드와 기존 상용 올레드 간 효율 격차를 더욱 줄이기 위한 고효율 발광체 개발 연구를 이어가고 있으며, 향후 박사학위 취득후 박사후연구원으로서 관련 연구를 계속할 계획이다. 연구진은 이번 성과를 바탕으로 완전 신축성 올레드의 산업 적용 가능성을 더욱 확장하기 위한 후속 연구를 지속하고 있으며, 차세대 웨어러블 기기 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.■ 관련 이미지▲ 그림 1. 엑시플렉스 기반인광 발광층 내에서의 엑시톤 에너지 전달 경로 ▲ 그림 2. 은 나노와이어 신축성 전극과 맥신-접합 신축성 전극의 모식도 ▲ 그림 3. 완전 신축성 올레드 소자의 신축에 따른 발광 사진▲ 그림 4. 현재까지 보고된 신축성 발광물질을 사용한 올레드 소자의 효율 및 완전 신축성 올레드 소자의 효율 트렌드 그래프[방송보도]- YTN : 고무처럼 늘어나는 OLED…세계 최고 효율 달성 (https://youtu.be/ZSedHHtOvY8?si=YvWyHrOFV-_IonYc)[참고자료]- 논문명/저널: Exciplex-enabled high-efficiency, fully stretchable OLEDs / Nature- DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09904-0[문의]- 서울대학교 공과대학 재료공학부 이태우 교수 / 010-2257-3677 / twlees@snu.ac.kr - 서울대학교 공과대학 재료공학부 김현욱 박사과정 / gusdnr2275@snu.ac.kr