'얇고 투명하게… 옷이 모니터로…' 디스플레이의 진화는 어디까지

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 디스플레이에 사용되는 소재를 스티커처럼 붙이는 기술과 입는 디스플레이 등 다양한 디스플레이 제작 기술을 개발했다.

한국기계연구원은 원자 두께만 한 나노소재를 다양한 곳에 붙이는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이 기술로 디스플레이를 만들면 두께를 최소화 할수 있다.



또 한국과학기술원(KAIST)는 유기발광다이오드(OLED)를 전자 섬유로 만들었다. 이 섬유로 옷감을 짜서 옷이 모니터 역할을 하게 된다.

이처럼 국내 연구진의 기술개발을 통해 유연하고 투명한 디스플레이를 비롯해 입는 디스플레이와 소재와 장소를 가리지 않는 새로운 폼팩터 디스플레이 개발이 가능할 전망이다.

■타투 스티커처럼 붙인다
기계연구원 나노역학장비연구실 김광섭 박사는 두께가 1㎚ 이하의 나노소재를 다양한 기판에 손상 없이 붙일 수 있는 기술을 개발했다.

연구진이 개발한 롤 기반 전사공정은 필름 표면에 있는 매우 얇은 소재를 롤러를 이용해 인쇄물 찍어내듯 기판에 옮기는 제조기술이다. 김광섭 박사는 12일 "이 기술이 투명 디스플레이와 투명 반도체, 자율주행 자동차를 위한 디스플레이까지 다양한 분야에 활용될 수 있다"고 말했다.

이 기술은 타투스티커를 이용해 타투를 피부에 부착시키는 과정과 비슷하다. 타투 무늬가 붙어있는 스티커를 전사필름, 타투 무늬를 2차원 나노소재 및 마이크로 소자, 피부를 대상 기판에 비유할 수 있다.

찢어지거나 균열이 생기기 쉬운 그래핀까지도 투명한 플라스틱 페트 필름 위에 입히는 데에도 성공했다. 김 박사는 "이번 실험에서 최대 99%이상의 기판 제조 수율을 보였다"고 말했다.

연구진은 이 기술을 이용하면 2차원 나노소재 및 마이크로 디바이스 기반의 웨어러블 전자기기, 유연투명 디스플레이, 고성능 바이오·에너지 센서의 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 것으로 전망하고 있다.

■옷감이 모니터로 변신
KAIST 전기및전자공학부 최경철 교수팀은 정보 출력이 가능한 OLED 전자 섬유를 개발했다.

연구진은 먼저 300마이크로미터(㎛) 직경의 원통형 섬유 구조에 적합한 RGB 인광 OLED 소자 구조를 설계했다. 연구진이 보유한 원천기술인 딥 코팅 공정을 활용해 평면 OLED 소자에 버금가는 수준의 OLED 전자 섬유를 만들었다.

특히 고효율을 얻을 수 있는 인광 OLED를 섬유에 성공적으로 구현해 최고 1만 cd/㎡ 수준의 휘도, 60 cd/A 수준의 높은 전류 효율을 보였다. 이는 기존 기술 대비 약 5배 이상의 전류 효율에 해당하는 수치다.

이번 연구를 주도한 황용하 연구원은 "섬유 기반 디스플레이 구현을 위해 필수적으로 요구되는 요소 기술들을 구현하는 데 집중했다"며 "전자 섬유가 가진 뛰어난 착용성과 휴대성을 제공함과 동시에 디스플레이 기능성을 구현해 패션, 기능성 의류 등 다양한 응용 분야에 적할 수 있을 것이라 기대된다"고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자