Press release

2016. 5. 10 (화) 부터 보도해 주시기 바랍니다.

반으로 접어 ‘테두리 없는 디스플레이’ 나온다

UNIST 박장웅․김주영 교수팀, 접을 수 있는 전자소자 개발
테두리 뒤로 접어 숨기면 모자이크형 대화면 구현도 가능

bezel-less displays1

디스플레이를 종이처럼 접을 수 있게 됐다. 접는 부분에 유연한 성질을 부여하면서 전기적 성질을 유지시킨 것이다. 이를 이용하면 반으로 접었다 펴도 감쪽같은 디스플레이, 초대형 화면에 나타나던 굵은 선(bezel)을 없애 마치 하나처럼 보이는 모자이크형 디스플레이도 구현할 수 있다.

UNIST(울산과기원, 총장 정무영) 신소재공학부의 박장웅․김주영 교수팀이 ‘접는 전자소자(foldable electronics)’ 구현에 핵심적인 공정기술을 개발했다. 이 기술을 이용하면 화면 가장자리에 나타나던 테두리를 뒤로 접어 숨길 수 있다.

박장웅 교수는 “스마트폰 화면 테두리(bezel)에는 전기적 신호 전달에 필요한 선들이 들어 간다”며 “이 부분을 접어서 완전히 뒤로 넘기면 테두리 없는(bezel-less) 모자이크형 대화면 디스플레이를 만들 수 있으며, 접는 전자소자(foldable electronics) 구현도 가능하다”고 말했다.

이번 공정의 핵심은 디스플레이를 접는 부분, 즉 접합부(joint)부분의 신축성을 확보한 것이다. 접합부는 유연한 소재인 PDMS를 이용하고, 뒤로 접히는 부분은 기계적 변형을 견디기 위해 신축성 전극 물질을 사용했다. 접합부 외에는 일반적인 소자구조를 사용해 기존의 높은 전기적 성능을 확보했다.

이번 연구에 제1저자로 참여한 김미정 UNIST 석사는 “기존의 디스플레이 등 다양한 전자소자에 사용되는 물질은 전기적으로 고성능을 보여이지만 신축성이 매우 빈약하다”며 “이번 연구는 접합부에만 신축성을 줘 기존 물질의 단점을 보완했다”고 설명했다.

연구진이 개발한 모자이크형 디스플레이는 테두리를 뒤로 접어도 원래의 전기적 성능을 그대로 유지했다. 공동 제1저자인 박지훈 UNIST 신소재공학부 석․박사통합과정 연구원은 “디스플레이의 테두리를 뒤로 접으면 공간이 절약될 뿐 아니라 시야를 방해하지 않는 대면적 화면을 만들 수 있다”며 “이 기술은 모자이크형 디스플레이뿐만 아니라 접는 전자소자(foldable electronics)에도 이용 가능하다”고 말했다.

박장웅 교수는 “이번 연구는 유연하고 신축성 있는 전자소자를 ‘접는 디스플레이’ 분야에 적용한 사례”라며 “‘접을 수 있는 전자소자(foldable electronics)’의 성능이 향상된 만큼 다양한 웨어러블 소자에도 접목이 가능할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 나노 기술 분야 국제 학술지인 나노 스케일(Nano Scale) 5월 14일자로 출판된다. 이 기술과 관련된 국내 특허는 등록이 완료됐으며, 해외 특허 또한 출원이 진행되고 있다. (끝)

(논문명: Fully-integrated, Bezel-less Transistor Arrays Using Reversibly Foldable Interconnects and Stretchable Origami Substrates)

자료문의

홍보팀: 장준용 팀장, 박태진 담당 (052)217-1232

신소재공학부: 박장웅 교수, 박지훈 연구원 010-6876-6176

  • 박장웅 교수
  • 김주영 교수
  • 교수님 프로필
  • 교수님 프로필
 

[붙임] 연구결과 개요

1. 연구배경

전자산업이 급격한 디지털 네트워크로 진입하며 사용자들의 수요가 다양해지고 있다. 이는 초경량, 휴대성, 고기능성 등의 특징을 가진 전자소자의 개발의 필요로 귀결된다. 이 중 마음대로 접을 수 있는 ‘접을 수 있는 전자소자(foldable electronics)’가 대표적인 기술로 대두되고 있다. 이를 실현하기 위해 전자소자에 신축성 또는 폴더빌리티(foldability)를 부여하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

기존 디스플레이 등 다양한 전자소자 내에 사용되는 물질들의 경우 전기적으로 고성능을 보여주지만, 신축성이 매우 빈약하다. 이 때문에 접을 수 있는 전자소자(foldable electronics)를 구현하는 데 한계가 있다.

이번 연구에서는 전자소자의 접는 부분을 기판간의 접합부로 제한함으로써 테두리 부분이 없는(bezel-less) 모자이크형 대화면 디스플레이 구현 기술의 원천 기술을 개발하였으며, 이 기술은 접을 수 있는 전자소자(foldable electronics)를 구현에도 도움이 될 것이다.

2. 연구내용

일반적인 전자소자의 경우 빈약한 신축성으로 인해 접을 수 있는 전자소자(foldable electronics)에 사용할 수 없다. 이를 해결할 수 있는 무테(bezel-less) 모자이크형 디스플레이 회로기판(backplane) 구현 기술을 개발했다.

회로 기반의 구조는 책의 구조를 생각하면 쉽다. 책 표지 부분의 딱딱한 기판에는 기존 전자소자를 구현했고, 기판 사이에 접히는 접합부(joint)에는 전극의 신축성을 확보한 것이다. 이 덕분에 접합부를 기준으로 반 접어 테두리 없는(bezel-less) 모자이크형 대화면 디스플레이를 만들 수 있다. 또 접을 수 있는 전자소자(foldable electronics) 구현에 필요한 요소 기술을 확보하게 됐다.

3. 기대효과

UNIST 연구진이 개발한 기술은 우리의 편의성을 높여주는 미래형 폴더블(foldable) 스마트폰이나 전자기기의 요소기술이다. 이 기술은 디스플레이의 테두리를 제거함으로써 기존 평판 디스플레이가 가지는 공간적 제약을 극복하고 자유도를 향상시킬 것이다. IT기기에 대해 사용들이 가지는 다양한 욕구를 충족시킬 수 있는 핵심기술인 것이다.

더불어 모자이크형 디스플레이에 적용하면 테두리 없는(bezel-less) 디스플레이 특성을 이용해 디스플레이의 모자이크 작업을 통한 대면적화도 가능하게 된다. 이러한 기술적 혜택은 새로운 트렌드를 이끄는 발 빠른 기술로 차세대 전자소자 시장을 선점할 것으로 예상된다.

 

[붙임] 용어설명

1. 베젤(Bezel)

디스플레이 및 전자기기의 테두리 부분으로서, 저면부의 디스플레이 부분과 후면의 전기 공급 장치(주로 배터리)간의 전기적 신호를 전달하는 금속배선이 위치하게 된다. Bezel 부분으로 인하여 모자이크형 디스플레이간의 굵은 선이 보이게 되며 매끄러운 화면시야가 나오지 않게 된다.

2. 회로기판(Backplane)

회로기판(Backplane)은 금속 기반의 배선전극과 TFT(Thin Film Transistor), 그리고 축전기(capacitor) 등으로 이뤄졌다. 디스플레이 같은 전자소자들을 연결하고 전원(on/off) 및 신호의 세기를 조절 및 전달하는 전자회로다.

 

[붙임] 그림 설명

그림1. 무테(Bezel-less) 모자이크형 대화면 디스플레이 모식도

그림2. 개발된 무테(Bezel-less) 모자이크형 회로기판(Backplane). 전극배선을 접은 후에도 TFT의 특성은 유지되는 것을 볼 수 있다.