[더테크 이지영 기자]  KAIST가 늘려도 밝기가 떨어지지 않는 세계 최고 수준의 스트레처블 OLED(신축성 유기발광다이오드)를 구현했다. 신축 시 밝기 저하라는 기존 한계를 극복하며 차세대 웨어러블 디스플레이 상용화에 한 걸음 더 다가섰다는 평가다.

KAIST는 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀이 University of Chicago, Soochow University와 공동으로 ‘하이브리드 액체 금속 음극’ 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 전극은 OLED에서 전기를 공급하는 핵심 부품으로, 신축성과 전기 전도성을 동시에 확보하는 것이 기술적 난제로 꼽혀왔다.

연구팀은 머리카락 굵기의 수십 분의 일 크기인 액체 금속 입자를 촘촘히 적층한 뒤, 표면 입자만 선택적으로 연결해 매끄러운 금속층을 형성했다. 상부 금속층은 안정적인 전류 흐름을 담당하고, 하부 입자층은 고무처럼 늘어나며 충격을 흡수한다. 금속의 전도성과 고무의 신축성을 동시에 구현한 구조다.

이를 적용한 신축성 OLED는 3.0V의 낮은 전압에서도 구동되며, 9.5V에서 최대 1만7,670cd/㎡의 고휘도를 기록했다. 이는 일반 스마트폰 디스플레이를 웃도는 수준이다. 전류 효율 역시 10.35cd/A로, 보고된 신축성 OLED 가운데 세계 최고 수준을 달성했다.

특히 화면을 늘려도 초기 밝기를 거의 그대로 유지하며, 반복적인 신축 테스트에서도 전기적·광학적 성능이 안정적으로 유지됐다. 기존 기술의 최대 약점으로 지적된 ‘신축 시 밝기 감소’ 문제를 근본적으로 개선한 셈이다.

이번 기술은 웨어러블 디스플레이, 전자 피부, 소프트 로봇, 체내 삽입형 의료기기 등 유연 전자기기 전반에 폭넓게 적용될 전망이다.

한편 해당 연구는 국제 학술지 Advanced Materials 2025년 12월 28일 자에 게재됐으며, 인사이드 백 커버 논문으로 선정됐다. 조힘찬 교수는 “전극 소재의 근본적 한계를 해결한 기술로, 차세대 유연 전자소자의 핵심 기반이 될 것”이라고 밝혔다.