'잡아당겨도 고화질 유지'…KAIST, 신축 디스플레이 개발

동아대-ETRI, 초박형 OLED와 3차원 구조 융합

숨겨져 있다가 신축 시 드러나는 발광 영역 도입

구형 곡면·신축형 웨어러블 등 폭넓은 활용 가능

[대전=뉴시스] KAIST 공동연구팀이 제안한 3차원 구조에 숨겨진 발광영역이 있는 신축 유기발광 다이오드(OLED)의 신축 전후 모식도(왼쪽)과 제안된 기술을 활용해 신축시 해상도 저감을 보상하는 기술 예시.(사진=KAIST 제공)  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 신축성이 좋아 잡아당겨도 고화질 성능을 유지할 수 있는 디스플레이 기술이 개발됐다.

KAIST는 전기및전자공학부 유승협 교수팀과 동아대 문한얼 교수, 한국전자통신연구원(ETRI)과 협력해 세계 최고 수준의 발광면적비를 가지며 신축시에도 해상도가 거의 변하지 않는 신축 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 구현했다고 11일 밝혔다.

이번에 공동연구팀은 유연성이 매우 뛰어난 초박막 OLED를 개발하고 일부 발광면적을 인접한 두 고립 영역사이로 숨겨 넣는 방법으로 신축성과 높은 발광밀도를 동시에 확보하는 데 성공했다. 숨겨진 발광영역은 신축 시 점차 모습을 드러내며 발광 면적비의 감소를 보상한다.

기존 신축형 디스플레이는 고정된 단단한 발광부분을 이용해 성능을 확보하면서 굽혀진 모양의 연결부로 신축성을 확보하는 경우가 일반적이었다. 하지만 이 경우 빛을 내지 않는 굽힘모양 연결부로 인해 전체 면적에서 발광면적이 차지하는 비율이 낮다는 한계가 있다.

또 신축시에는 늘어난 굽힘모양 연결부가 차지하는 면적이 커지면서 발광면적 비율이 감소하는 문제도 있다.
 
공동연구팀이 제시한 구조체는 신축 전 발광면적비가 100%에 근접하는 최고 수준을 보유하고 30%의 시스템 신축에서도 발광면적비가 10% 감소하는데 그친다.

이는 같은 변형 아래서 기존 플랫폼이 60% 수준의 높은 발광면적비 감소를 보이는 것과 크게 대비된다. 또한 이 플랫폼은 반복 동작 및 다양한 외력 하에서도 강건하게 동작하는 기계적 안정성도 갖고 있다.

공동연구팀은 구형물체, 실린더, 인체부위와 같은 곡면에서 안정적으로 동작해 풍선의 팽창이나 관절의 움직임 등을 수용할 수 있는 웨어러블 및 자유곡면에 부착할 수 있는 광원에 대한 응용성을 확인했다. 숨겨진 발광영역의 독립적 구동을 통해 신축 시 저감되는 해상도 보상이 가능한 미래 디스플레이의 구현 가능성도 확보했다.

KAIST 유승협 교수 연구실의 이동균 박사(現 서울대학교 연수연구원)가 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 지난 5일자(논문명: Stretchable OLEDs based on a hidden active area for high fill factor and resolution compensation)로 게재됐고 미 전기전자기술자협회(IEEE) 매거진인 ‘IEEE Spectrum’에 온라인 뉴스로 소개됐다.

유승협 교수는 "미래 디스플레이는 궁극적으로 늘려도 동작하는 신축형 디스플레이 기술로 확장될 것"이라며 "이번 기술은 우수한 성능과 안정성이 확보된 OLED 기술을 그대로 활용하면서도 기존 난제를 극복한 것으로 신축형 디스플레이 제품화를 더욱 가속화하는 계기가 될 것으로 기대한다"고 말했다.


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