[더테크=조재호 기자] 평면에 국한됐던 디스플레이 기술이 나날히 발전하는 가운데 잡아당겨도 작동하고 해상도 저감 현상까지 줄인 신축형 디스플레이의 핵심 기술이 개발됐다.

카이스트는 11일 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀이 동아대 문한얼 교수, 한국전자통신원 실감소자 연구본부와의 협력을 통해 세계 최고 수준의 발광면적비를 지니며 신축 시에도 해상도가 줄어들지 않는 ‘신축 유기발광다이오드 디스플레이’를 구현하는데 성공했다고 밝혔다.

공동연구팀은 유연성이 뛰어난 초박막 OLED를 개발해 일부 발광 면적을 인접한 영역 사이로 숨겨 넣는 방법으로 신축성과 높은 발광 밀도를 확보하는데 성공했다. 이렇게 숨겨진 발광 영역은 신축 시 모습을 드러내며 발광 면적비 감소를 보상하는 메커니즘으로 작용한다.

기존의 신축형 디스플레이는 고정된 발광 부분을 이용해 성능을 확보하면서 굽혀진 모양의 연결부를 통해 신축성을 확보하는 것이 일반적이었다. 이 경우 빛을 내지 않는 굽힘 모양의 연결부로 전체 면적에서 발광 면적이 차지하는 비율이 낮은 한계가 있었다.

공동연구팀은 제안도니 구조체를 통해 신축 전 발광 면적비가 100%에 근접하는 수준을 달성하고 30%의 시스템 신축 후 발광 면적비가 10% 감소하는 플랫폼을 구현했다. 같은 변형에서 기존 플랫폼이 60% 수준의 발광 면적비 감소를 보이는 것과 대조적이다. 이외에도 개발된 플랫폼은 반복 동작과 다양한 외력에서도 동작하는 안정성을 보였다.

공동연구팀은 구형 물체, 실린더, 인체 부위와 같은 곡면에서 안정적으로 동작해, 풍선의 팽창이나 관절의 움직임 등을 수용할 수 있는 웨어러블 및 자유곡면에 부착할 수 있는 광원에 대한 응용성을 확인했다. 숨겨진 발광 영역의 독립적 구동을 통해 신축 시 저감된 해상도 보상이 가능한 미래 디스플레이의 가능성을 확인하였다.

KAIST 유승협 교수는 “이미 우리는 평면이 아닌 디스플레이를 쉽게 볼 수 있는 시대에 살고 있는데, 미래에는 디스플레이의 형태가 더욱 다양해지면서 신축형 디스플레이 기술로 확장될 것으로 기대된다”며 “이번 기술은 OLED 기술을 그대로 활용하면서도 기존 신축형 디스플레이의 난제를 극복하는 방법을 제시한 것으로 신축형 디스플레이의 제품화를 더욱 가속화하는 계기가 되기를 희망한다”고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)에 6월 6일자로 게재됐으며 미국 전기전자기술협회(IEEE)의 메거진을 통해 온라인 뉴스로 소개되기도 했다.