플렉서블 뛰어넘은 ‘스트레처블 디스플레이’ 나오나

[테크월드=배유미 기자] 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)는 발전 단계에 따라 4단계로 나누며, ▲깨지지 않는 디스플레이 ▲구부릴 수 있는 디스플레이 ▲ 밴더블(Bendable) 디스플레이 ▲롤러블·폴더블 디스플레이로 구분된다. 차세대 디스플레이에 대한 연구와 개발, 제품 출시가 한창인 가운데, 이 모든 기술을 뛰어넘을 ‘스트레처블 디스플레이’ 기술도 개발돼 화제다.

카이스트(KAIST) 전기전자공학부 최경철 교수 연구팀이 높은 신축성을 가진 새로운 스트레처블 기판을 개발했다. 이를 활용해 연구팀은 스트레처블 OLED(유기발광다이오드)를 제작해 스트레처블 디스플레이 기술도 선보였다.

스트레처블 디스플레이는 기존의 플렉서블 OLED 디스플레이보다 한 단계 더 앞서 두 방향 이상으로 모양을 변환할 수 있다. ▲웨어러블 ▲사물인터넷 ▲인공지능 ▲차량용 디스플레이 등 다양한 곳에 이용될 수 있어 주목받고 있는 기술이다.

스트레처블 디스플레이 관련 연구는 지속적으로 진행해왔으나, 모든 재료를 신축성이 있는 재료로 바꾸는 방식은 비효율적이며 상용화가 어렵다는 한계점이 있었다. 기판을 먼저 늘린 후 원래대로 복원해 주름을 형성하는 방식의 스트레처블 OLED가 대안으로 주목받았으나, 이 또한 주름의 형태가 일정하지 않고 신축에 따른 화면 왜곡이 있어 새로운 기술 개발이 필요했다.

최 교수 연구팀은 이를 극복한 스트레처블 디스플레이를 구현하기 위해, 단단하게 패턴화된 기판과 신축 시 가해지는 힘을 최소화할 수 있는 기둥구조의 유연한 기판을 결합했다. 이를 통해 연구팀은 기존 공정을 그대로 활용하면서도 스트레처블 디스플레이를 구현할 수 있음을 입증했다.

특히, 연구진이 개발한 신축성 OLED 디스플레이는 소자에 가해지는 기계적 스트레스가 거의 없어 안정적인 소자 구동이 가능하다.

남민우 연구원은 “새로운 물질의 개발이 아닌 상용화된 공정 및 물질을 사용해 새로운 스트레처블 기판 위에 OLED 디스플레이를 구현했다”며 “기존의 스트레처블 디스플레이 연구가 가지는 단점들을 뛰어넘어, 상용화될 수 있는 스트레처블 부품 기술을 개발하고자 했다”고 전했다.

최경철 교수는 “제작된 스트레처블 기판을 활용하면 스트레처블 OLED, 마이크로LED, 센서 등이 구현 가능하며, 바이오 및 의료 분야와 결합한 다양한 치료 분야에 적용할 수 있다”며 “스트레처블 및 웨어러블 전자 소자 및 전자약 기술 발전에 도움이 되기를 바란다”라고 말했다.

한편, 이번 연구는 나노 분야 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 1월 28일 자 온라인판(Two-dimensionally stretchable organic light-emitting diode with elastic pillar arrays for stress-relief)에 게재됐다.