잡아당겨도 동작 가능함은 물론, 해상도가 줄지 않는 신축형 디스플레이 핵심 기술이 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 유승협 전기 및 전자공학부 교수팀이 문한얼 동아대 교수, 한국전자통신연구원(ETRI) 실감소자 연구본부와 협력해 세계 최고 수준의 높은 발광면적비를 가지며 신축시 해상도가 거의 줄지 않는 신축 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 구현에 성공했다고 11일 밝혔다.
기존 신축형 디스플레이는 굽은 모양의 연결부로 신축성을 확보하는 경우가 일반적이다. 이 부위는 빛을 내지 않아 전체 디스플레이 면적에서 발광면적이 차지하는 비율이 낮을 수밖에 없다. 더욱이 신축시에는 이런 연결부가 더욱 커져 발광면적 비율이 한층 더 감소한다.
연구진은 유연 초박막 OLED 발광 면적 일부를 인접한 두 고립 영역 사이로 숨겨 넣는 방법으로, 신축성과 높은 발광 밀도를 동시에 확보했다. 숨겨진 발광 영역은 신축 시 모습을 드러내 발광 면적비 감소를 보상한다.
제안한 구조체를 통해 신축 전 발광면적비가 100%에 근접하는 최고 수준을 달성했다. 또 30% 시스템 신축 후 발광면적비도 단지 10% 감소하는 선에 그쳤다. 같은 변형시 기존 플랫폼이 60% 수준의 발광면적비 감소를 보이는 것과 대조적이다.
또 반복 동작과 다양한 외력 하에서도 높은 기계적 안정성을 보였다. 구형 물체, 실린더, 인체 부위와 같은 곡면에서도 안정적으로 동작해 웨어러블 및 자유곡면 부착 광원으로도 활용할 수 있다.
유승협 교수는 “우수한 성능과 안정성이 확보된 OLED 기술을 그대로 활용하면서 기존 신축형 디스플레이의 난제를 극복하는 방법을 제시했다”며 “신축형 디스플레이 제품화를 더욱 가속화하는 계기가 되기를 희망한다”고 말했다.
유승협 교수 연구실의 이동균 박사(현 서울대 연수연구원)가 제1 저자로 수행한 이번 연구는 '네이처 커뮤니케이션즈' 6월 5일자에 게재됐다. 미국 전기전자기술자협회(IEEE)의 'IEEE 스팩트럼'에 소개되기도 했다.
이번 연구는 한국연구재단 선도연구센터 사업(인체부착형 빛 치료 공학연구센터) 및 ETRI 연구운영비지원사업(ICT 소재·부품·장비 자립 및 도전 기술 개발) 지원으로 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
