쭉쭉 늘려도 이미지 왜곡되지 않는 신축성 LED 디스플레이 개발

기계연, 대면적 롤 전사 공정에 메타물질 설계 및 제조 기술 적용

한국기계연구원(원장 박상진)은 이미지 왜곡 없이 25% 늘일 수 있는 신축성 메타 마이크로 LED 디스플레이 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 

연구진은 자연계에 없는 역학적 특성을 갖는 메타물질을 설계 및 제조, 신축 디스플레이를 잡아당겨도 이미지가 왜곡되지 않는 3인치급 마이크로 LED 메타 디스플레이를 세계 최초로 구현했다.

이미지 왜곡 없는 신축 디스플레이 개념도 (자료=기계연)

고무와 같은 자연계 신축성 물질 대부분은 가로 방향으로 늘리면 세로 방향으로 줄어든다. 신축성 디스플레이도 잡아당기면 이미지가 왜곡된다. 

연구팀은 축적된 유연 전자 소자와 메타 구조체의 역학적 설계 기술을 바탕으로 물질을 길이 방향으로 늘렸을 때 폭 방향으로 줄어드는 비율을 말하는 '푸아송 비율'이 -1인 메타 물질을 설계했다. 이를 회로 기판에 적용하면 이미지가 일그러지지 않을 뿐만 아니라 신축성이 좋고 변형이 균일하게 일어나는 디스플레이를 만들 수 있다.

또 연구팀은 대면적 마이크로 LED 롤 전사 기술에 역학 메타물질 설계 및 제조 기술을 적용하여 이번 메타 디스플레이 제조 기술도 개발했다. 이번 성과를 바탕으로 초실감 메타버스용 마이크로 LED 디스플레이에 관한 후속 연구를 추진할 계획이다.

마이크로 LED 대면적 전사 기술을 활용한 메타 디스플레이 제조 공정도

장봉균 기계연 나노역학장비연구실 선임연구원은 "신축성 디스플레이가 지니는 근본적인 이미지 왜곡 문제를 메타구조체를 이용하여 해결한 것"이라며 “앞으로 메타 디스플레이 기술이 다양한 전자제품에 활용될 수 있도록 기술 상용화를 위해 노력하겠다"라고 말했다.

이번 연구 결과는 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 최근 게재됐다.