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화면을 잡아당겨도 동작이 가능한 신축성 디스플레이의 핵심 기술이 개발됐다.평면에서 곡면형 모니터,슬롯 버팔로폴더블 휴대전화 화면으로 진화한 데 이어 디스플레이가 한 단계 더 발전할 수 있는 가능성이 점쳐진다.
KAIST는 유승협 전기및전자공학부 교수 연구팀이 문한얼 동아대 교수,한국전자통신연구원(ETRI) 실감소자 연구본부와 협력해 신축성 유기발광다이오드(organic light-emitting diode·이하 OLED) 디스플레이를 구현하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. (왼쪽부터) 유승협 교수 KAIST,이동균 KAIST 박사,슬롯 버팔로문한얼 동아대 교수.KAIST 제공 
공동연구팀이 개발한 기술은 유연성이 뛰어난 초박막 OLED를 개발해 이의 일부 발광 면적을 인접한 두 고립 영역 사이로 숨겨 넣는 방법으로,슬롯 버팔로신축성과 높은 발광 밀도를 동시에 확보했다.
숨겨진 발광 영역은 신축 때 모습을 점차 드러내면서 발광 면적비의 감소를 보상하는 메커니즘을 보인다.
이를 통해 공동연구팀은 세계 최고 수준의 발광 면적비를 갖는 동시에 디스플레이를 잡아당기거나 할 때도 해상도가 거의 줄지 않는 성능을 구현할 수 있었다고 강조했다.
기존의 신축성 디스플레이는 고정된 단단한 발광 부분을 이용해 성능을 확보하면서,슬롯 버팔로굽혀진 모양의 연결부를 통해 신축성을 확보하는 것이 일반적이었다.
이 경우 빛을 내지 않는 굽힘 모양의 연결부 때문에 전체 면적에서 발광 면적이 차지하는 비율이 낮은 한계점을 보였다.특히 신축 때 늘어난 굽힘 모양의 연결부가 차지하는 면적이 더욱 커지면서 발광 면적 비율이 한층 더 감소하는 문제가 도드라졌다. 기존 신축형 디스플레이 기술의 발광 면적비 저감의 한계와 연구진이 제안한 기술이 기존 한계점을 극복하는 방법을 비교한 자료.KAIST 제공 
이와 달리 공동연구팀은 제안된 구조체로 신축 전 발광 면적비가 100%에 근접하는 최고 수준을 달성했다.또 30%의 시스템 신축 후 발광 면적비 역시 10%만 감소하는 플랫폼을 구현했다.
이는 같은 변형 조건에서 기존 플랫폼이 60% 수준의 높은 발광 면적비 감소를 보이는 것과 대조적인 수치다.무엇보다 공동연구팀이 개발한 플랫폼은 반복 동작 및 다양한 외력 조건에서도 강건하게 동작하는 기계적 안정성을 보였다.
특히 구형 물체,실린더,슬롯 버팔로인체 부위 등 곡면에서도 안정적으로 동작할 수 있어 풍선의 팽창이나 관절의 움직임 등을 수용할 수 있는 웨어러블과 자유곡면에 부착할 수 있는 광원에 대한 응용성과 신축 때 저감되는 해상도 보상이 가능한 미래 디스플레이 구현의 가능성도 확인했다고 공동연구팀은 소개했다.
유승협 KAIST 교수는 “우리는 이미 폴더블 휴대폰과 곡면형 모니터 등 평면이 아닌 디스플레이를 쉽게 접할 수 있는 시대에 살고 있다”며 “여기에 더해 앞으로는 디스플레이의 형태가 더욱 다양해지면서 화면을 늘려도 동작하는 신축성 디스플레이 기술로 확장될 것”이라고 진단했다.
그러면서 “공동연구팀은 기존 신축성 디스플레이의 난제를 극복할 수 있는 방안을 제시,신축성 디스플레이의 상용화를 가속하는 촉매제 역할을 할 수 있길 기대한다”고 말했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 선도연구센터 사업(인체부착형 빛 치료 공학연구센터) 및 한국전자통신연구원 연구운영비 지원사업(ICT 소재·부품·장비 자립 및 도전 기술 개발)의 지원을 받아 수행됐다.
