GIST(총장 김기선)는 고흥조 신소재공학부 교수 연구팀이 플렉시블 전극기반의 평면 디스플레이를 종이접기 방식으로 3차원으로 변형해 여러 방향으로 출력이 가능한 디스플레이를 개발했다고 23일 밝혔다.

기존 평면형 디스플레이는 대부분 평면구조를 지니고 있어 한 방향으로만 영상을 출력할 수 있다. 반면 3차원 구조 디스플레이(3D structure display)는 다양한 방향으로 영상 출력이 가능해 가상·증강현실을 위한 커브드 헤드 마운트 디스플레이(Head mounted display), 양면 디스플레이 등 고부가가치를 창출할 수 있는 차세대 첨단 기술이다.

연구팀은 3차원 구조의 디스플레이 개발을 위해 10마이크로미터(㎛)보다 얇은 플렉시블 박막전극 기반의 디스플레이를 제작, 이를 변형시켰다. 연구팀은 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타이렌(ABS, Acrylonitrile butadiene styrene) 필름 위에 박막전극을 제작한 뒤 LED를 전사해 디스플레이를 만들고, 미세유체관(Microfluidic channel)에 휘발성 용매를 주입해 필름을 원하는 위치에 선택적으로 가소화했다.

선택적으로 가소화 된 고분자필름은 소성변형을 통해 안쪽과 바깥쪽으로 자유롭게 접어도 전자소자 특성에는 영향을 미치지 않아 평면 디스플레이 소자를 다양한 형태로 변형시키는 것이 가능했다. 이와 함께 평면에서 박막형 전자소자 제작 후 변형해 3차원 전자소자를 구현하는 방법은 전자소자 성능·해상도가 저하되지 않을뿐더러 기존 반도체 공정 장비를 대부분 사용할 수 있다는 장점이 있다.

고흥조 교수는 "이번 연구의 가장 큰 의의는 플렉시블 전자소자의 변형을 통한 3차원 전자소자 개발에 있어 소자가 지녀야 할 이상적인 회로구조를 유지하면서 자유롭게 3차원 구조로 변형할 수 있는 기술을 제시한 것"이라며 "향후 디스플레이와 각종 3차원 구조 센서 개발에 활용해 방송, 의료, 항공 등을 위한 입출력 장치 개발에 활용할 계획"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 신소재 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈 테크놀로지(Advanced Materials Technologies) 6월호 표지 논문으로 선정, 지난 11일에 게재됐다.