한국과학기술원(KAIST)이 화면을 늘려도 글자·그림 등 화면 정보가 원래 형태를 유지하는 기술을 개발했다. 화면 자체가 고무처럼 늘어나는 '스트레처블 디스플레이' 시대가 다가온 가운데, 이미지 왜곡 문제를 해결하면서 차세대 고화질 스트레처블 디스플레이 상용화를 앞당길 전망이다.
KAIST는 유승협 전기 및 전자공학부 교수팀이 문한얼 동아대 교수팀과 함께 화면 속 이미지가 모든 방향으로 같은 비율로 늘어나는 스트레처블 디스플레이 플랫폼을 구현했다고 8일 밝혔다.
기존 스트레처블 디스플레이는 신축성 기판 위에 발광 소자를 구현하는 방식이 일반적으로, 한 방향으로 늘어나면 반대 방향으로 폭이 줄어들어 화면 속 글자·그림이 왜곡됐다.
이에 잡아당길 수록 가로와 세로가 함께 넓어지는 '오그제틱' 구조가 적용돼 왔지만, 기존에는 오그제틱 구조가 늘어나며 생기는 비틀림 변형이 기판에도 전달돼 화면 내부 이미지가 찌그러졌다.
연구팀은 오그제틱 구조와 신축성 기판을 전체 면적으로 붙이는 기존 방식 대신, 정교한 계산으로 필요한 위치에만 선택적으로 연결하는 새로운 설계 방식을 제안해 문제를 해결했다. 화면 전체 비율뿐 아니라 글자·그림 등 작은 영역까지 원래 형태를 유지한 채 함께 확장되도록 구현했다.
연구팀은 문자·그림을 새긴 기판을 가로·세로 방향으로 반복해 늘리는 실험으로 성능을 검증했다. 기존 방식에서는 패턴이 부분적으로 변형된 반면, 새 플랫폼에서는 글자와 그림의 형태가 안정적으로 유지됐다.
연구팀은 또 이 플랫폼 위에 LED 어레이를 집적해 실제 스트레처블 디스플레이로서의 성능도 검증했다. 가로·세로 방향으로 각각 15%까지 늘어나더라도 전기가 안정적으로 흐르고 화면 밝기가 유지됐으며, 15%까지 늘리는 동작을 반복한 뒤에도 밝기 감소가 2% 미만에 그쳐 실제 디스플레이 적용 가능성을 확인했다.
이번 기술은 향후 웨어러블 전자기기와 전자피부, 의료용 바이오센서, 소프트 로봇, 자동차 및 항공기용 곡면 디스플레이 등 형태 변화가 자유로운 차세대 전자기기 핵심 플랫폼 기술로 활용될 전망이다.
유승협 교수는 “이번 플랫폼은 화면의 작은 영역부터 전체 화면까지 균일한 확장을 구현해 고해상도 스트레처블 디스플레이 상용화를 앞당길 핵심 기반 기술이 될 것”이라고 말했다.
KAIST 김수본·김준호 박사가 공동 제1저자로 연구를 주도한 이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈 6월 10일자에 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
