늘었다 줄었다, 디스플레이의 진화 [스트레처블 디스플레이]

2021-11-26
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디스플레이는 스마트 기기의 외형을 결정한다. 디스플레이 기술이 빠른 속도로 진화하며 양옆 또는 위아래로 접고 펼 수 있는 폴더블 스마트폰, 돌돌 말리는 롤러블 TV 등 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)를 장착한 기기들이 본격적으로 상용화되고 있다. 플라스틱을 기판으로 사용하여 종이처럼 말거나 접거나 휠 수 있는 유연한 디스플레이를 '플렉서블 디스플레이'라고 하며, 유연성을 기준으로 커브드(굽은 패널), 벤더블(구부릴 수 있는 패널), 폴더블(접을 수 있는 패널), 롤러블(돌돌 말 수 있는 패널) 단계로 구분된다. 플렉서블 디스플레이는 특정 부위나 특정 방향으로만 변형 가능해 사용 영역이 제한적이라는 한계가 있는데, 최근 국내 기업 연구팀에서 고무줄처럼 자유자재로 변형이 가능하면서도 디스플레이 소자의 성능은 유지되는 '스트레처블 디스플레이' 개발에 성공했다. 



플렉서블 디스플레이의

 최종 단계,

스트레처블 디스플레이





👨‍🔬 스트레처블 디스플레이(Stretchable Display)란?


스트레처블 디스플레이는 화면이 탄력적으로 늘어나는 차세대 디스플레이로, 여러 방향으로 굽거나 마는 등 화면 왜곡 없이 다양한 변형이 가능하고, 고해상 대화면이면서 휴대성도 갖춘 디스플레이를 의미한다.



👩‍🔬 스트레처블 디스플레이의 기술적 요건


플렉서블 디스플레이는 외부 압력을 견디며 기본 형체로 복원할 수 있는 유연성, 형체 변형에도 성능과 수명 및 외관의 손상이 없는 내구성, 품질 수준과 생산 단가 하락을 동시에 만족시킬 수 있는 양산성을 갖추어야 한다.


스트레처블 디스플레이는 플렉서블 디스플레이와 비교하여 압력이 가해지는 위치나 범위에 제약이 없고 변형 형태 역시 비고정적이므로 유연성 측면에서 플렉서블 디스플레이와 비교하여 획기적인 수준의 유연성과 복원력 강화가 필요하다. 내구성 측면에서 무작위적인 압력이 가해져도 소재나 구조의 손상이 없어야 하며, 양산성 측면에서 늘어났다 복원되는 특성을 반영한 공정 혁신을 통한 경쟁력 확보가 필요하다.



🧐 스트레처블 디스플레이의 응용


특정 부위나 특정 방향으로만 변형 가능한 디스플레이는 굴곡이 심한 곳에 밀착되지 않는다. 스트레처블 디스플레이는 피부나 자동차 표면과 같은 굴곡면에도 접착할 수 있어 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 예상된다.


스트레처블 디스플레이는 인체에 장착할 수 있어 움직임에 제약이 없고 착용감이 뛰어난 웨어러블 기기로의 활용도가 높을 것으로 예상된다. 특히 기존 부피가 커 휴대하기가 어렵고 실시간으로 지속적인 신체 변화를 측정하기 불편했던 의료기기에 스트레처블 디스플레이를 적용하면 신체에 부착하는 형태로 활용하여 실시간으로 신체 변화를 측정할 수 있는 개인용 헬스케어 제품 등으로 활용될 수 있다.


또한 스마트 섬유를 이용하여 군인, 경찰, 소방관들의 업무에 사용되는 특수한 용도의 작업복에 활용될 수 있고, 착용자의 기분이나 주변 환경에 따라 디자인이나 색상을 바꿀 수 있는 일반 의류에도 활용될 수 있다. 개인 스마트 기기에 분야에서는 자유롭게 형태를 바꿀 수 있는 ‘멀티폴더블 스마트 기기’에 적용될 수 있다. 종이처럼 자유롭게 형태를 바꿀 수 있어 개인 스마트 기기의 휴대성을 극대화할 수 있다.





ㅣ글쓴이 와이즈만 영재교육연구소 수학팀 신사림 연구원


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