고무줄처럼 늘려도 왜곡 없는 디스플레이 등장
||2024.09.20
시사위크=박설민 기자 국내 연구진이 고무줄처럼 늘려도 선명한 화질과 안정성을 유지하는 차세대 디스플레이 개발에 성공했다. 차세대 웨어러블 디바이스, 폴더블폰, 스마트 TV 등 다양한 분야서 활용도가 높을 것으로 기대된다.
한국과학기술원(KAIST)은 배병수 신소재공학과 교수팀이 신축 시 이미지 왜곡을 억제하는 전방향 신축성을 갖는 ‘스트레처블 디스플레이용 기판 소재’를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구는 한국기계연구원과 공동으로 진행했다.
스트레처블 디스플레이는 공간 활용성, 디자인 자유도, 신체와 유사한 유연성 등의 장점으로 인해 차세대 디스플레이로 각광받고 있다. 하지만 디스플레이를 늘릴 시 이미지 왜곡이 발생한다. 이 문제를 해결하고자 한 방향으로 늘려도 모든 방향으로 함께 늘어나는 ‘옥세틱 구조’가 주목받고 있다. 하지만 이 역시 형성된 빈 공간이 많아서 안정성과 공간 활용도가 떨어져 기판에서는 활용이 매우 제한적이다.
이 같은 문제를 해결하고자 배병수 교수팀은 디스플레이의 옥세틱 구조로 이뤄진 유리 섬유 강화 복합체의 빈 공간을 신축성 엘라스토머 재료로 채웠다. 그러자 유리 섬유가 포함된 강화부와 신축성 소재로 이뤄진 신축부를 구성하는데 성공했다. 그 다음 연구팀은 탄성률을 높이기 위해 엘라스토머 소재의 스트레처블 디스플레이 안쪽에 머리카락 두께의 4분의 1 수준인 25㎛(마이크로미터) 직경의 유리 섬유 다발을 삽입했다.
이렇게 만들어진 스트레처블 디스플레이는 원래 크기의 25%까지 늘릴 수 있다. 또한 이미지 왜곡 없이 선명한 화질이 유지된다. 내구성도 향상돼 15% 비율로 5,000회 늘렸다 펴도 성능이 안정적으로 유지됐다.
배병수 교수는 “이번 연구 결과를 통해서 표면 전체를 활용한 왜곡 없는 고해상도 스트레처블 디스플레이를 개발했다”며 “스트레처블 디스플레이의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대하고 있다”고 말했다.
이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 8월 20일 자로 게재됐다.
