접이식 및 곡면 디스플레이에 이어, 신축성 디스플레이는 차세대 플렉서블 디스플레이의 핵심 개발 방향으로 널리 인식되고 있습니다. 그러나 이 기술은 오랫동안 치명적인 단점에 직면해 왔는데, 바로 디스플레이를 늘릴 때 화면의 텍스트와 그래픽이 왜곡되고 선명도가 떨어지는 현상입니다.

최근 한국과학기술원(KAIST)과 동아대학교 공동 연구팀이 화면 늘림 시 콘텐츠 왜곡을 완전히 제거하는 새로운 기술 솔루션을 발표하며 업계의 오랜 난제를 해결했습니다. 관련 연구 결과는 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재되었습니다.

기존의 신축성 디스플레이는 탄성 기판을 기반으로 제작되는데, 이 기판에는 본질적인 기계적 결함이 있습니다. 즉, 한쪽 방향으로 늘리면 수직 방향으로 수축하여 화면상의 영상이 평평해지거나 길어지는 현상이 발생합니다. 이전 업계에서는 전체적인 화면비를 최적화하기 위해 팽창형 구조를 채택했지만, 이러한 방식은 디스플레이의 외곽 프레임만 개선할 뿐 내부 텍스트와 그래픽 디테일의 왜곡을 막지 못해 고화질 디스플레이 표준을 충족하지 못했습니다.

이 연구의 가장 중요한 혁신은 기존의 전체 적층 구조를 버리고 알고리즘 기반의 정밀한 표적 접합 방식을 채택한 데 있습니다. 연구팀은 정밀한 계산을 통해 팽창성 구조와 탄성 기판을 최적의 좌표점에서만 접합함으로써 화면 전체 영역에 걸쳐 균일한 바깥쪽 팽창을 가능하게 했습니다. 이러한 설계는 전체적인 비율과 화면의 미세한 디테일 모두 왜곡 없이 유지되도록 하여 기술적인 차원에서 늘어짐으로 인한 왜곡 현상을 근본적으로 해결합니다.

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여러 차례의 실제 테스트 결과, 텍스트, 격자 및 패턴은 양방향 수평 및 수직 스트레칭 중에도 육안으로 식별 가능한 왜곡 없이 원래 형태를 완벽하게 유지하는 것으로 확인되었습니다.

LED 어레이가 통합된 장치 테스트에서도 인상적인 결과가 나왔습니다. 디스플레이는 15%의 늘림 비율에서도 안정적으로 작동하며, 500회 늘림 주기 후에도 밝기 저하가 2% 미만으로 유지됩니다. 이러한 내구성은 상업용 애플리케이션 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.

연구팀에 따르면 이 기술은 가전제품, 의료, 로봇, 자동차 및 항공우주를 포함한 광범위한 분야에 적용될 수 있습니다. 스마트 웨어러블 기기, 전자 피부, 유연한 의료 센서, 소프트 로봇용 인터랙티브 디스플레이, 동적 곡면 자동차 디스플레이와 같은 장치에 활용될 수 있습니다.