탄성·신축성 소재 기판 활용…'주름' 형성이 기술 핵심
'신축성 전극재료' 통해 기판에 전도성 물질 코팅
주변상황에 맞춰 옷의 디자인·색깔 바꿀 수 있을 듯
기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.
[서울=뉴스핌] 이지용 기자 = 주머니에서 구겨진 스마트폰을 펼칩니다. 친구에게 메시지를 보낸 뒤 다시 주머니에 구겨 넣습니다.
이는 바로 차세대 디스플레이인 '스트레처블 디스플레이'가 우리 생활에 접목됐을 때의 모습입니다. 스트레처블이란 '잘 늘어난다'는 뜻으로 스트레처블 디스플레이는 유리가 아닌, 플라스틱 등 유연한 재료를 활용해 구부리거나 말고, 늘릴 수 있는 디스플레이입니다.
스트레처블 디스플레이는 롤러블, 폴더블, 커브드 등 디스플레이 종류 중 가장 발전된 형태입니다. 이 때문에 스마트폰은 물론, 웨어러블 기기, 의류, 가구 등 다양한 분야에 걸쳐 활용될 것으로 기대되고 있습니다.
LG디스플레이는 지난해 11월 세계 최초로 이 스트레처블 디스플레이를 개발했습니다. LG디스플레이는 12인치 화면이 14인치까지 신축성있게 늘어나는 동시에 일반 모니터 수준의 고해상도, RGB 풀 컬러를 모두 구현해냈습니다.
우선 스트레처블 디스플레이는 탄성과 신축성을 갖춘 소재를 디스플레이 기판으로 사용합니다. 그리고 '주름'을 형성해 탄성과 신축성을 극대화합니다. 주름을 형성하기 위해서는 '실리콘 나노 리본'을 매우 얇은 막인 박막 형태로 제작해야 합니다. 이를 미리 당겨진 탄성체 기판에 적용, 주름을 형성해 기판의 신축성을 확보하는 것입니다.
또한 변형 없이 처음부터 주름이 형성된 실리콘 기판 위에 탄성체 기판을 형성, 주름진 신축성 기판을 구현하기도 합니다.
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| LG디스플레이가 공개한 연신율 20%의 고해상도 12인치 풀 컬러 스트레처블 디스플레이의 모습. 늘리기, 접기, 비틀기 등 어떤 형태로도 자유롭게 변형이 가능하다. [사진=LG디스플레이] |
이와 함께 스트레처블 디스플레이는 '신축성 전극재료'를 통해서도 만들 수 있습니다. 탄성물질과 전도성이 높은 물질을 혼합해 탄성체 전도성 재료를 만드는 방식입니다. 전극이란 전기적 신호를 전달하는 데 사용되는 전도체입니다. 이 방법은 기존의 공정방법을 그대로 적용해 집적화 공정이 가능하다는 장점을 갖습니다.
유연성·신축성이 우수한 유연 재질의 표면에 전도성 높은 금속과 전도성 물질을 사용하는데, 통상 실리콘 탄성체 중 하나인 유기규소화합물(PDMS), 실리콘 고무 등의 유연성을 가진 기판 표면에 탄소나노튜브(CNT), 은나노와이어(AgNW) 같은 전도성 물질을 코팅합니다.
이 같이 유연성을 가진 탄성체에 전도성 물질을 결합하면 신축성과 전도성을 모두 확보할 수 있습니다. 그리고 높은 변형률(Strain)과 높은 전계 발광(EL)을 얻을 수 있습니다. 전계 발광은 고체에 전기력을 가해 빛을 내는 현상입니다.
이러한 신소재를 활용한 스트레처블 디스플레이는 우리 주변의 환경들을 크게 바꿔놓을 전망입니다. 스트레처블 디스플레이가 섬유로 구현되면 우리가 매일 입는 옷들의 디자인과 색깔을 주변상황과 환경에 따라 시시각각 바꿀 수 있을 것입니다. 또 작업현장 등 특수한 용도의 작업복에도 활용될 수 있습니다. 이와 함께 스마트폰을 구부려서 간편하게 휴대하거나 몸과 피부 등에 직접 부착할 수 있는 말 그대로 입을 수 있는 웨어러블 기기가 탄생될 것입니다.
업계에서는 사물인터넷(IoT) 서비스 중심에 이 같은 웨어러블 소자 및 기기가 중심 축이 될 것으로 보고 있습니다. 스트레처블 디스플레이가 앞으로의 IoT 시장을 이끌어갈 수 있는 핵심 기술이 될 것으로 보입니다.
앞으로 LG디스플레이는 오는 2024년까지 스트레처블 디스플레이 장비, 소재 기술 완성도를 더욱 높일 계획입니다.
윤수영 LG디스플레이 최고기술책임자는 "스트레처블 과제를 성공적으로 마무리해 한국 디스플레이 기술 경쟁력을 한 차원 높이고, 디스플레이의 새로운 패러다임을 이끌어 갈 것"이라고 강조했습니다.
leeiy5222@newspim.com
