종이 접듯 자유롭게 형태를 만들 수 있는 디스플레이 소자가 국내에서 개발됐다. 연구가 발전하면 폴더블폰이나 롤러블폰처럼 다양한 형태의 전자기기를 상용화하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.
기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단의 김대형 부연구단장(서울대 화학생물공학부 교수)과 현택환 단장(서울대 화학생물공학부 석좌교수) 공동 연구진은 “종이접기 하듯 자유자재로 접을 수 있는 3차원 양자점발광다이오드(QLED) 개발에 성공했다”고 27일 밝혔다. 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 전자공학’에 실렸다.
QLED는 스스로 빛을 내는 반도체 입자인 양자점을 이용한다. 기존 액정디스플레이(LCD)와 달리 화면 뒤에서 빛을 쏴주는 광원(백라이트)이 필요 없기 때문에 훨씬 얇은 디스플레이를 만들 수 있다. IBS 나노입자 연구단 역시 2015년 머리카락 굵기의 약 30분의 1정도인 초박형 QLED를 개발해 웨어러블(wearable·착용형) 디스플레이를 만든 바 있다.
연구진은 이번에 한 발 더 나아가 초박형 QLED를 원하는 형태로 자유자재로 접을 수 있게 만들었다. 먼저 레이저로 QLED 표면에 증착된 에폭시 박막을 부분적으로 깎아냈다. 그러면 주변보다 두께가 얇아져 외부에서 힘이 가해졌을 때 쉽게 변형이 일어난다.
종이접기로 치면 ‘접는 선’을 만드는 것이다. 이를 바탕으로 나비, 비행기, 피라미드 등 복잡한 구조를 가진 3차원 폴더블 QLED를 제작했다. 500번 이상 접어도 모든 발광면이 안정적으로 구동했다.
최근 전 세계 IT 업체들이 스마트폰은 직사각형의 ‘바(Bar)’ 형태라는 고정관념을 깨고 있다. 이른바 ‘폼팩터(기기 형태)’ 전쟁이다. 접거나 돌돌 말아 휴대하다가, 원하는 때에 마치 태블릿PC나 소형 TV처럼 활용할 수 있도록 하겠다는 것이다.
김대형 부연구단장은 “이번 연구에서 제작한 64개의 픽셀로 이뤄진 디스플레이를 넘어 향후에는 더 복잡한 폼팩터를 가진 QLED 디스플레이 제작할 수 있다”고 말했다. 현택환 단장은 “이번 연구 결과는 전자 종이나 신문, 태블릿 등 사용자 맞춤형 소형 디스플레이를 필요로 하는 곳에서 유용하게 사용될 수 있다”고 밝혔다.
