한국 연구진이 화면을 최대 15%까지 늘려도 글자와 이미지의 형태가 변하지 않는 신축형(Stretchable) 디스플레이 플랫폼을 개발했다. 이번 기술은 웨어러블 전자기기, 전자피부(Electronic Skin), 소프트 로봇 등 차세대 유연 전자기기 분야의 활용 가능성을 한층 넓힐 것으로 기대된다.

폴더블 디스플레이와 롤러블 디스플레이에 이어 신축형 디스플레이는 인체의 움직임에 맞춰 자유롭게 변형될 수 있는 차세대 디스플레이 기술로 주목받고 있다. 그러나 기존 기술은 화면을 늘릴 수는 있어도 화면 속 문자와 이미지가 쉽게 찌그러지거나 왜곡되는 한계가 있었다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 유승협(Seunghyup Yoo) 교수 연구팀이 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 신축형 디스플레이 플랫폼을 개발했다고 밝혔다.

연구팀이 개발한 플랫폼은 디스플레이가 늘어나는 과정에서도 문자, 이미지, 그래픽 등 표시되는 정보의 원래 형태를 그대로 유지할 수 있도록 설계됐다.

기존의 연성(Soft) 기판은 고무와 유사한 특성을 가져 한 방향으로 늘어나면 다른 방향은 수축하는 특성이 있다. 이 때문에 지도, 사진, 문자 등의 화면 콘텐츠가 눌리거나 비대칭으로 변형되는 문제가 발생했다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 늘어날 때 가로와 세로 방향으로 동시에 균일하게 팽창하는 특수 구조를 적용했다. 또한 해당 구조를 기판 전체에 부착하는 대신, 정밀하게 계산된 특정 지점에만 연결하는 방식을 도입했다.

이러한 설계를 통해 화면 전체는 물론 개별 픽셀 영역까지 균일하게 확장되며, 화면이 늘어나더라도 콘텐츠의 형태가 유지될 수 있도록 구현했다.

연구팀은 논문에서 새롭게 개발한 플랫폼이 미세한 픽셀 영역부터 디스플레이 전체에 이르기까지 균일한 신장을 구현할 수 있음을 확인했다고 설명했다.

또한 기존처럼 단순히 얼마나 많이 늘어나는지 또는 회로가 정상적으로 작동하는지만 평가하는 것이 아니라, 화면이 늘어나는 과정에서 이미지의 형태가 얼마나 정확하게 유지되는지를 정량적으로 평가할 수 있는 새로운 지표도 함께 제안했다.

실험에서는 문자와 다양한 이미지를 기판 위에 구현한 뒤 가로와 세로 방향으로 반복적으로 신장시켰다. 기존 구조에서는 화면 일부에서 형태 왜곡이 발생한 반면, 새 플랫폼에서는 문자와 이미지가 원래 형태를 거의 그대로 유지하는 것으로 확인됐다.

이어 연구팀은 실제 디스플레이와 동일한 환경을 구현하기 위해 LED 어레이를 플랫폼에 장착해 성능을 검증했다. 화면을 각 방향으로 최대 15%까지 늘린 상태에서도 안정적인 전류가 유지됐으며, 밝기 변화도 거의 나타나지 않았다. 반복적인 신장 시험 이후에도 밝기 감소율은 2% 미만에 그쳤다.

KAIST는 이번 기술이 웨어러블 전자기기, 전자피부, 바이오센서 패치, 소프트 로봇뿐 아니라 자동차와 항공기 등에 적용되는 곡면 디스플레이 기술 발전에도 기여할 것으로 기대하고 있다.

전자피부는 인체 표면에 밀착되는 유연한 전자소자로, 생체 신호를 감지하는 동시에 정보를 표시할 수 있는 차세대 전자기기를 의미한다.

유승협 교수는 "신축형 디스플레이가 실제 정보 표시 장치로 활용되기 위해서는 단순히 잘 늘어나는 것만으로는 충분하지 않다"며 "화면이 변형되는 과정에서도 표시되는 콘텐츠의 형태를 정확하게 유지하는 것이 핵심"이라고 밝혔다.

이어 "이번 플랫폼은 고품질 신축형 디스플레이의 상용화를 앞당기는 핵심 기반 기술이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

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본 기사는 인공지능(AI) 번역 기술을 활용해 번역한 후, 베트남인 편집자가 교정 및 검수를 완료한 콘텐츠입니다.

콘텐츠 책임자: 프엉동(Phương Đông) · 행사·홍보위원 · 광주·전남 베트남교민회