'휘어지고 색도 변하는' 요술 디스플레이 개발

전력소모도 낮고 자유자재로 휘어지며 전기에 의해 색이 변하는 새로운 개념의 디스플레이가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

교과부는 김은경 연세대 화공생명공학과 교수팀이 전도성 고분자 코팅공정의 어려움을 극복한 저전력 소비형 플렉시블 디스플레이 소자 개발에 성공했다고 26일 밝혔다.

김 교수팀이 개발한 디스플레이의 가장 큰 특징은 세 가지다. 전력소모량이 2볼트에 불과할 정도로 낮고 자유자래로 휘어질 수 있으며 전기에 의해 색이 변하다는 점이다.

김 교수팀은 대부분의 전도성 고분자가 잘 녹지 않아 코팅공정이 어려웠던 기존의 문제점을 용액공정을 이용해 해결했다.

또 패터닝(patterning, 되풀이되는 모양이나 원하는 형태를 본뜨는 작업)이 가능한 전도성 고분자를 넓은 면적의 유리뿐만 아니라 자유자재로 휘어지는 필름에 코팅하는 기술을 개발해 활용성을 크게 높였다.

김 교수팀이 개발한 기술을 응용하면 7인치 크기의 넓은 유리와 휘어지는 필름에도 전도성 고분자를 코팅할 수 있다. 코팅된 유리나 필름에 빛을 쪼이면 다양한 형태의 디스플레이를 만들어 낼 수 있다. 

이 기술은 휘어지는 디스플레이나 넓은 면적의 디스플레이를 생산 할 수 있는 길을 열었다는 평가를 받고 있다.

전기에 의해 색이 변하는 디스플레이 소자 개발 역시 눈길을 끈다.
김 교수팀은 전기에 의해 색이 변하는 디스플레이 소자를 제조, 저전력 소비형 플렉시블 디스플레이 개발에 한 걸음 더 다가섰다.

이 소자는 분자구조에 따라 파란색이나 보라색을 띠는데 변색특성이 우수하고 기존 무기물 변색 물질에 비해 색대비가 높다는 장점이 있다. 빠른 변환속도(2초)와 자유자재로 휘어지는 성질도 지녀 플렉시블 디스플레이에 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

전원을 꺼도 40시간 이상 색상이 안정적으로 유지, 정보표시를 위한 전력소모를 크게 줄일 수 있다. 
특히 두 종류의 서로 다른 전도성 고분자로부터 두 가지 색(파란색과 보라색)을 구현하는데 성공, 전도성 고분자의 화학구조 변화를 통해 다양한 색을 구현할 수 있는 가능성도 보여줬다.

김은경 교수는 “이번 연구는 전기에 의해 색이 변하는 전도성 고분자를 대면적 코팅법을 이용해 유연한 기재에 적용하고 패터닝이 가능한 전도성 고분자를 화학적으로 조절함으로써, 유비퀴터스 시대에 필요한 저전력 소비형 플렉시블 디스플레이를 간단히 제조하는 기술을 개발했다는 점에서 의미가 있다"고 설명했다.

김은경 교수팀이 주도한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터(ERC)사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

연구결과는 독일에서 발행하는 재료과학분야 저명학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials, IF=10.86)’紙 온라인판에 12일자로 게재됐다.