스마트폰이나 컴퓨터, 대형 광고판의 화면 등 전자기기의 디스플레이를 종이처럼 반으로 접을 수 있는 기술이 개발됐다. 아직 마음대로 구길 수 있는 정도의 기술은 아니지만 접는 부분에 유연한 성질을 부여하면서 전기적 성질을 유지시킴으로써 계획적으로 반으로 접었다 펼 수 있게 된 것이다.
UNIST는 이 학교 신소재공학부의 박장웅, 김주영 교수팀이 ‘접는 전자소자’ 구현에 핵심적인 공정기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 이 기술을 이용하면 화면 가장자리에 나타나던 테두리를 뒤로 접어 숨길 수 있다. 또 반으로 접었다 펴도 감쪽같은 디스플레이, 초대형 화면에 나타나던 굵은 선을 없애 마치 하나처럼 보이는 모자이크형 디스플레이도 구현할 수 있다. 스마트폰의 크기가 줄어들고 대형 광고판의 화질이 선명해지는데 기여할 수 있게 된다.
박장웅 교수는 “스마트폰 화면 테두리에는 전기적 신호 전달에 필요한 선들이 들어 간다”며 “이 부분을 접어서 완전히 뒤로 넘기면 테두리 없는 모자이크형 대화면 디스플레이를 만들 수 있으며, 접는 전자소자 구현도 가능하다”고 말했다.
이번 공정의 핵심은 디스플레이를 접는 부분, 즉 접합부 부분의 신축성을 확보한 것이다. 접합부는 유연한 소재인 PDMS를 이용하고, 뒤로 접히는 부분은 기계적 변형을 견디기 위해 신축성 전극 물질을 사용했다. 접합부 외에는 일반적인 소자구조를 사용해 기존의 높은 전기적 성능을 확보했다.
이번 연구에 제1저자로 참여한 김미정 UNIST 석사는 “기존의 디스플레이 등 다양한 전자소자에 사용되는 물질은 전기적으로 고성능을 보여이지만 신축성이 매우 빈약하다”며 “이번 연구는 접합부에만 신축성을 줘 기존 물질의 단점을 보완했다”고 설명했다.
연구진이 개발한 모자이크형 디스플레이는 테두리를 뒤로 접어도 원래의 전기적 성능을 그대로 유지했다. 공동 제1저자인 박지훈 UNIST 신소재공학부 석·박사통합과정 연구원은 “디스플레이의 테두리를 뒤로 접으면 공간이 절약될 뿐 아니라 시야를 방해하지 않는 대면적 화면을 만들 수 있다”며 “이 기술은 모자이크형 디스플레이뿐만 아니라 접는 전자소자에도 이용이 가능하다”고 말했다.
박장웅 교수는 “이번 연구는 유연하고 신축성 있는 전자소자를 ‘접는 디스플레이’ 분야에 적용한 사례”라며 “‘접을 수 있는 전자소자’의 성능이 향상된 만큼 다양한 웨어러블 소자에도 접목이 가능할 것”이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 나노 기술 분야 국제 학술지인 나노 스케일(Nano Scale) 5월 14일자로 출판된다. 이 기술과 관련된 국내 특허는 등록이 완료됐으며, 해외 특허 또한 출원이 진행되고 있다.
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