볼펜으로 필기를 하다가 콜백을 잊고 있던 것이 생각났을 때, 볼펜을 그대로 쭉 펴서 친구에게 연락을 한다? 불가능한 이야기만은 아닙니다. 

최근 디스플레이와 관련된 특허 출원이 급증하고 있다고 하는데요. 삼성전자에서 출시되어 연일 화제를 낳고 있는 폴더블폰 ‘Z플립’의 사례만 보더라도 플렉서블 디스플레이에 대한 관심은 어마어마한 것 같습니다. 오늘은 그 중에서도 고무줄처럼 자유자재로 움직임이 가능한  '스트레처블 디스플레이'에 대해 알아보도록 하겠습니다.

스마트 기기의 외형을 결정한다고 봐도 무방한 디스플레이. 기존에는 일정한 형태를 유지하고 변하지 않는 특성을 가지고 있었는데요. 최근 그 틀을 깬 디스플레이들에 대한 관심과 인기가 매우 높습니다. 

현재 시장에는 굽힐 수 있는 '벤더블(Bendable)', 접을 수 있는 '폴더블(Foldable)', 종이처럼 말 수 있는 '롤러블(Rollable)'  이렇게 3종류의 플렉시블 디스플레이가 출시되어있는데요. 이들은 모두 특정 방향으로만 변형할 수 있는 디스플레이 입니다. 

무한한 시장 잠재성으로 인해 여기서 더 나아가 고해상도에 휴대성까지 갖춘 프리폼(Free-Form) 디스플레이 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 그 중에서도 자유자재로 변형이 가능하나 디스플레이의 성능은 유지되는 스트레처블 디스플레이 기술이 주목을 받고 있습니다. 

'스트레처블 디스플레이(Stretchable display)'란 무엇일까요?

스트레처블 디스플레이는 고무줄처럼 자유롭게 늘렸다 줄였다 할 수 있는 신축성이 있는 디스플레이 입니다. 즉, 화면 왜곡없이 두 방향 이상으로 다양한 변형이 가능하며 변형이 되었다가 다시 돌아올 수 있는 차세대 디스플레이들을 일컫습니다. ‘프리폼 (Free-Form)'을 실현할 수 있는 플렉시블 디스플레이의 최종단계인 것이죠. 

이들은 디스플레이에 대한 새로운 시장 확대의 계기를 열어주며 웨어러블과 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 차량용 디스플레이 등 4차 산업혁명의 첨단 기술과 접목돼어 다양하게 활용이 가능합니다. 미래형 테크놀로지로 그 응용 범위와 시장 잠재성이 무한하다고 볼 수 있는 것이죠.

그 예시는 어떤 것들이 있을까요?

1) LG디스플레이 '18인치 플렉시블 디스플레이'

출처 : LG 디스플레이

첫번째로는 LG 디스플레이의 18인치 플렉시블 디스플레이인데요. LG는 정부가 주도하는 차세대 스트레처블 디스플레이 개발 국책과제를 총괄하는 주관 기업으로 선정되기도 했습니다. 그 결과로 출시하는 플렉시블 디스플레이는 한 방향이 아닌 다방향으로 변형이 가능하여 연신율이 20%인 기술을 적용한 제품을 출시할 예정인데요. 

이 제품이 현실화되면 종이처럼 자유롭게 접었다 펼칠 수 있는 ‘멀티폴더블 스마트기기’ 는 물론, 움직임에 제약이 없고 착용감이 뛰어난 ‘웨어러블 디바이스’, 곡면으로 인한 디자인 제약을 극복할 수 있는 ‘자동차·항공용 디스플레이’ 등 다양한 응용 시장이 열리게 되는 출발점이 될 것으로 기대됩니다.

*연신(延伸) : 길이를 늘임

2) 삼성전자의 '스트레처블 전자 피부'

출처 : 삼성전자

두 번째로 스트레처블 디스플레이와 관련된 특허를 가장 많이 가지고 있는 삼성전자의 사례를 들 수 있는데요. '스트레처블 전자 피부'는 사람 피부에 부착하여 움직임에 따라 늘어나고 줄어드는 특징을 가지고 있습니다. 디스플레이의 길이가 늘어나고 줄어드는 상황에서 성능의 안정성을 구현했으며 스트레처블 OLED 디스플레이와 광혈류 측정을 통합하여 스트레처블 전자 피부 폼 팩터로 구성했습니다. 

광혈류 측정은 혈관에 빛을 투사해 혈액이 통과할 때 혈관의 팽창과 수축에 따라 빛의 반사율이 달라지는 원리로 작동합니다. 이 기술은 1000회를 반복하여 길이의 변형을 주어도 OLED 디스플레이와 광혈류 센서가 안정적으로 구동하며 성공적인 성능을 지니고 있습니다. 

이와같이 늘어나고 줄어드는데에 탁월한 연신 성능이 높은 센서와 디스플레이는 실제 피부와 일체감이 우수하기 때문에 수면, 운동 등 일상에서 제약 없이 장시간 생체 정보를 측정할 수 있는 것이 장점이며 특정 질환을 지닌 환자는 물론 일반인과 영유아를 위한 웨어러블 헬스케어 제품으로도 응용가능성이 큽니다.

뿐만 아니라 VR 이용 시에 발생하는 멀미 증상을 완화시키는 방안으로도 스트레처블 디스플레이가 꼽히고 있는데요. 현재 VR의 디스플레이는 인체속도와 맞게 빠른 속도로 VR 화면을 구현하기 위한 기술이 부족하여 VR 기기를 사용할 때에 어지럼증을 빈번하게 느끼고 있습니다. 

VR 시장의 상용화를 위해서는 이러한 불편한 사용감은 반드시 개선되어야 할 것인데요. 그 해결책으로 고무처럼 늘어나고 신축성이 있어 피부에 딱 밀착된 웨어러블 디바이스 기기를 만들 수 있는 스트레처블 디스플레이가 문제 해결의 실마리로 기대되고 있습니다. 

스트레처블 디스플레이를 VR 기기에 도입할 경우 시야 각도로 움직임과 속도를 인체와 동일하게 유지하며 경험할 수 있도록 하게 해주기 때문에 문제 해결을 위한 해상도와 속도감 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 대안이 될 수 있는 것 입니다. 스트레처블 디스플레이가 현실화가 된다면 소비자의 니즈에 따라 멀미가 나지 않으면서도 얇고, 가볍고, 휴대성이 좋은 HMD 제품을 향한 연구 개발 역시 활발해질 것입니다. 

*HMD : 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD, 머리 부분 탑재형 디스플레이)는 머리 부분에 장착해, 이용자의 눈 앞에 직접 영상을 제시할 수 있는 디스플레이 장치

무궁무진한 가능성을 지니고 있는 스트레처블 디스플레이에 대해서 알아보았는데요. 화면을 원하는대로 늘리고 줄일 수 있다니 상상만으로도 신기하고 편리할 것 같습니다. 또한 다양한 화면 변형으로 어떤 분야든 적용시킬 수 있으니 다양한 분야의 발전을 촉진시킬 수 있는 매개체가 될 것으로 보입니다. 이제는 형태를 자유자재로 변형하는 디스플레이를 만날 날이 머지 않았으며 그 발전에 주목할 필요가 있을 것 같습니다.

감사합니다.