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3세대
디스플레이,
플렉시블 -
디스플레이는 1세대 브라운관(CRT), 2세대 평판 디스플레이에 이어 3세대인 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 시대를 맞았다. 영화 ‘마이너리티 리포트’와 ‘아바타’에서 등장한 것처럼 종이처럼 얇고 유연한 기판을 통해 손상 없이 구부리거나 말 수 있는 디스플레이를 떠올리면 이해가 쉬울 것이다. SF 영화 속에서나 볼 수 있었던 기술로 바라보는 우리의 생활은 어떻게 변할까?
플렉시블 디스플레이는 그동안 우리가 사용해왔던 평평하고 딱딱한 형태의 디스플레이가 아니다. 말 그대로 유연성(Flexible)이 있는 디스플레이를 의미한다. 또 평판 디스플레이보다 가볍고, 변형이 가능하다는 특징이 있다. 현재 완전히 상용화된 플렉시블 디스플레이에는 어느 정도까지 깨지지 않는 디스플레이와 커브드(Curved) 디스플레이가 있다. 구부려지는 벤더블(bendable), 돌돌 말 수 있는 롤러블(Rollable), 디스플레이도 상용화되기 위한 기술적인 준비를 거듭하고 있다. 벤더블 디스플레이는 부드럽게 휘어지면서 돌돌 말 수 있는 형태를 말하며, 폴더블(Folderble) 디스플레이는 종이를 접듯 접을 수 있다.
플렉시블 디스플레이를 구현하는 기술에는 크게 액정을 이용한 LCD 방식과 유기발광물을 이용한 OLED 방식으로 나뉜다. OLED 디스플레이는 유기발광층에 전류가 흐르면 스스로 빛을 내는 자체발광형 방식이다. 백라이트가 별도로 필요하지 않기 때문에 가볍고, LCD 보다 더 좋은 화질을 구현한다. 그러나 LCD 방식은 백라이트 유닛을 사용하기 때문에 유연성이 떨어져 다양한 형태를 구현하는 데 어려움이 있다.
또한, 플렉서블 디스플레이는 유리 기판이 아닌 플라스틱의 한 종류인 폴리이미드(Polyimide)를 기판소재로 활용하는 것이 특징이다. 폴리이미드는 일본이 우리나라에 수출규제 품목으로 지목한 3개 품목 중 하나다. 폴리이미드는 유연하며, 내구성이 탁월한 고분자 유기화합물 소재다. 유리 기판보다 훨씬 얇고, 잘 휘는 특징이 있다. 즉, 일반적으로 사용되는 딱딱한 유리 기판 대신 유연한 플라스틱 기판을 사용하기 때문에 얇고 가벼우며 자유롭게 휘어질 수 있는 셈이다.
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OLED
(Organic Light Emitting Diodes)
형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는
전계발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는
자체발광형 유기물질
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01
종이를 접듯 접을 수 있는 폴더블 디스플레이
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발전한 플렉시블
디스플레이 -
플렉시블 디스플레이는 그동안 딱딱하고 획일화된 형태를 유지해온 디스플레이 시장에 새로운 혁신을 불러일으켰다. 지난 2019년에는 삼성과 화웨이(Huawei), 모토로라(Motorola), 로욜(Royole) 등 여러 기업은 앞다투어 플렉시블 디스플레이를 활용해 ‘폴더블 스마트폰’을 출시하기도 했다. 이러한 폴더블 스마트폰은 기술이 충분히 확보되지 않은 상태에서 급하게 출시를 서두르다가 여러 가지 문제가 발생하기도 했다. 그러다가 최근 기존 1세대보다 대중화 가능성을 넓힌 폴더블 스마트폰이 출시되었다. 바로 모토로라의 ‘레이저’와 지난 2월, 삼성전자가 내놓은 갤럭시 Z 플립이다.
플렉시블 디스플레이는 스마트폰에만 적용된 것이 아니다. LG 전자는 앞선 기술력으로 < CES 2016 >에서 세계 최초로 곡률반경(Radius of Curvature) 30R을 구현하는 18인치 ‘롤러블(Rollable) 디스플레이’를 선보인 바 있다. 이에 영국의 BBC 방송은 종이처럼 둥글게 말림에도 불구하고 우수한 화질을 구현한 기술력에 감탄하기도 했다. 또 65인치 UHD Concave OLED(오목형)와 Convex OLED(볼록형) 역시 많은 주목을 받았다. 이처럼 자유로운 곡면을 구현하는 플렉시블 디스플레이라면, 향후 공간에 구애받지 않는 디스플레이 활용이 가능할 전망이다.
플렉시블 디스플레이의 발전단계는 5단계로 나뉜다. 1단계는 떨어져도 부서지지 않는 ‘언브레이커블(Unbreakable)’, 2단계는 휘어지고 구부러지는 ‘벤더블(Bendable)’, 3단계는 두루마리 형태로 둘둘 말 수 있는 ‘롤러블(Rollable)’, 4단계인 종이처럼 접을 수 있는 ‘폴더블(Foldable)’ 그리고 마지막 5단계는 디스플레이의 크기를 늘렸다 줄였다 할 수 있는 ‘스트레쳐블(Stretchable)’이다. 디스플레이의 끊임없는 발전은 인류에게 영화 해리포터 속 돌돌 말리는 신문, 마이너리티 리포트의 투명 디스플레이, 스타워즈의 홀로그램 디스플레이를 머지않아 현실에서 만날 수 있게 될 것으로 보인다.
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곡률반경 30R
(Radius of Curvature 30R)
패널을 반지름 3㎝의 원으로 말아도 화면 구동에
전혀 이상이 없으며, 향후 50인치 이상 대면적
두루마리(Rollable) TV도 실현 가능함을 뜻함
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플렉시블
디스플레이
미래상 -
스트레처블 디스플레이가 플렉시블 디스플레이의 최종 단계로 평가되는 이유는 더 이상 5인치나 7인치 크기의 디스플레이가 필요하지 않게 되기 때문이다. 큰 화면을 접어서 쓰거나 늘려서 사용할 수 있게 돼 10인치 이상의 큰 디스플레이가 적격일 것으로 예측된다. 또 딱딱한 디스플레이는 인체에 착용하는 데 한계가 있지만, 스트레처블 디스플레이는 인체 관절 등 구부러지는 부위에 사용해 웨어러블 기기로도 가능하다. 가령 시계처럼 손목에 착용하거나, 신체 곳곳에 부착할 수 있는 형태로 쓰일 수 있다. 또 부피가 커 이용이 어려웠던 의료기기에 적용될 경우 실시간 신체 변화를 측정할 수 있는 개인용 헬스케어 제품으로도 사용할 수 있다.
보통 사람들은 디스플레이를 핸드폰이나 노트북, TV와 같은 전자 기기에 응용한다고 생각한다. 그러나 그 활용범위는 이보다 더 지대하다. 스트레처블 디스플레이가 유망 기술로 평가되는 이유도 이 때문이다. 웨어러블은 물론, 사물인터넷(IoT), 인공지능, 차량용 디스플레이까지 제4차 산업혁명의 첨단 기술과 접목돼 다양한 진가를 발휘할 수 있기 때문이다.
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스킨트로닉스
(Skintronics)
사람의 피부와 같이 아주 얇고 신축이 가능한 전자
디바이스를 통해 가상의 촉감을 더욱 실감나게 느낄
수 있도록 하는 기술
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ETRI의 스킨트로닉스 기술
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최근 국내 연구진은 기존보다 민감도 20배 높은 초감도 투명 압력 디스플레이를 개발한 바 있다. ETRI 연구진과 서울대 연구팀이 함께 개발한 초박형 압력 센서는 초고감도 특성을 지녀 생체인증, 웨어러블 기기, 스킨트로닉스(Skintronics), 터치형 디스플레이, 전자제품 등 압력 센서가 활용된 분야에 폭넓게 활용될 전망이다. 이 연구성과는 지난 1월 31일, 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인에 게재되기도 했다. 향후 연구진은 센서 및 특성 안정성을 추가 검증하는 연구를 진행하면서 보안, 전자, 의료 등 압력 센서 개발 업체 및 관련 산업 분야에 이전해 나갈 계획이다.
우리 일상 속에 놀라운 혁신을 가져올 플렉시블 디스플레이의 상용화가 머지않아 보인다. 이로부터 인류가 그동안 경험해보지 못했던 광경이나 우리 상상력보다 더 뛰어난 내일이 펼쳐지지 않을까 기대된다.
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증강현실 홀로그램 기술과 플렉시블
기술이 접목된 미래형 액정 휴대전화 모습04
2020년 1월 8일, 미국 라스베이거스에서
열린 가전 전시회에서 LG전자가 선보인
시그니처 플렉시블 올레드 
