국내 연구진의 혁신: 형태 변형과 스피커 기능을 갖춘 OLED 패널 기술

유기발광다이오드(OLED)는 이미 스마트폰, TV, 웨어러블 기기 등에서 화려한 색감과 얇은 디자인으로 사랑받아왔다. 그런데 최근 국내 연구진이 한 단계 더 나아가, OLED 패널에 형태 변형과 스피커 기능까지 결합한 획기적인 기술을 개발하며 주목받고 있다. 이 기술은 단순히 화면을 보여주는 데 그치지 않고, 소리를 내고 자유롭게 모양을 바꿀 수 있어 디스플레이의 새로운 가능성을 열었다. 이번 글에서는 이 기술의 개발 배경과 특징, 그리고 미래 전망을 알아보자.

OLED의 진화: 형태와 소리의 만남

OLED는 유기 화합물이 전류에 반응해 빛을 내는 자체발광 기술로, 백라이트가 필요 없는 얇고 유연한 특성을 지녔다. 이런 장점 덕분에 기존 LCD를 대체하며 디스플레이 시장의 강자로 떠올랐다. 하지만 국내 연구진은 여기서 멈추지 않고, OLED 패널이 단순한 화면뿐 아니라 소리와 변형까지 가능하도록 만들었다. 이 기술은 연세대학교 박진우 교수팀과 한국전자통신연구원(ETRI)이 주도하며, 기존의 딱딱한 디스플레이 개념을 완전히 뒤바꿨다.

핵심은 OLED 소재의 유연성과 진동 특성을 활용한 점이다. 연구진은 패널 자체를 진동판으로 사용해 소리를 생성하고, 고무처럼 늘어나거나 휘어지는 소재를 적용해 형태 변형을 가능하게 했다. X에서 한 사용자는 “OLED로 스피커와 화면을 동시에 해결하다니, 상상만 했던 기술이 현실이 됐다”며 놀라움을 전했다. 이런 혁신은 스마트 기기뿐 아니라 자동차, 의료, 건축 등 다양한 분야에서 활용 가능성을 열어준다.

 

기술의 핵심: 늘어나고 소리 내는 OLED

이 기술의 중심에는 스트레처블(stretchable) OLED와 음향 발진 기술이 있다. 연세대 연구팀은 OLED의 모든 구성 요소—기판, 전극, 발광층—를 늘어나는 소재로 설계했다. 과거에는 유연한 기판에 딱딱한 OLED를 붙이는 방식이 주를 이뤘지만, 이 경우 늘어나는 정도가 제한적이었다. 반면 이번에 개발된 패널은 최대 80%까지 늘어나도 안정적으로 작동하며, 200회 이상 늘렸다 줄여도 성능이 유지된다.

스피커 기능은 패널이 진동하면서 소리를 내는 원리로 구현된다. 기존 스피커는 별도의 진동판과 전자석을 필요로 했지만, 이 OLED 패널은 얇은 막 자체가 진동해 소리를 전달한다. 한국전자통신연구원은 “패널 두께가 100마이크론(μm)에 불과하면서도 음질이 선명하다”며 기술의 완성도를 강조했다. 이런 방식은 공간을 절약하고, 화면과 스피커를 통합해 설계 자유도를 높인다. 예를 들어, 스마트폰에서 별도 스피커 공간 없이도 화면 전체가 소리를 낼 수 있는 셈이다.

 

개발 과정과 도전 과제

이 기술을 완성하기까지 연구진은 여러 난관을 넘었다. 먼저, 늘어나는 소재로 OLED를 만들면서도 발광 효율과 내구성을 유지하는 게 쉽지 않았다. 기존 OLED는 유리나 플라스틱 기판에 의존했는데, 이를 고무 같은 신축성 소재로 바꾸면 전기적 안정성이 떨어질 수 있다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 새로운 유기 화합물과 전극 구조를 설계하며, 8V라는 낮은 전압에서도 작동하도록 최적화했다. 이는 기존 스트레처블 OLED보다 약 60% 낮은 전력 소모로 효율성을 높인 결과다.

스피커 기능도 만만치 않은 도전이었다. 패널이 얇고 유연한 만큼, 진동 시 왜곡 없이 깨끗한 소리를 내는 게 관건이었다. 연구진은 음향 시뮬레이션과 실험을 반복하며 패널의 두께와 재료 배합을 조정했다. 그 결과, 뾰족한 볼펜으로 눌러도 손상 없이 소리와 빛을 유지하는 강인한 패널이 탄생했다. 하지만 아직 상용화까지는 대량 생산 기술과 비용 문제를 해결해야 하는 숙제가 남아 있다.

 

활용 가능성과 미래 전망

형태 변형과 스피커 기능을 갖춘 OLED 패널은 여러 분야에서 혁신을 예고한다. 스마트폰에서는 화면 크기를 자유롭게 조절하거나, 스피커 없이도 풍부한 사운드를 즐길 수 있다. 자동차에서는 대시보드나 창문에 적용해 곡면 디자인과 음향 시스템을 통합할 가능성이 열린다. 웨어러블 기기라면 피부에 밀착하며 소리까지 전달하는 새로운 경험을 줄 수 있다. 한 전문가는 “이 기술이 상용화되면 디스플레이와 오디오의 경계가 허물어질 것”이라며 기대감을 드러냈다.

의료 분야에서도 주목할 만하다. 예를 들어, 신축성 패널을 활용해 환자의 피부에 부착하면 진단 데이터를 표시하면서 동시에 소리로 알림을 줄 수 있다. 건축에서는 벽지나 창문처럼 변형 가능한 디스플레이로 공간을 재구성하는 데 활용될 전망이다. 한국연구재단은 “이 기술이 실감나는 3D 촉각 디스플레이로 발전할 잠재력이 크다”며, 다양한 산업과의 융합 가능성을 언급했다.

 

글로벌 경쟁 속 한국의 위상

OLED 기술은 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 세계 시장을 주도하며, 한국이 강자로 자리 잡은 분야다. 이번 연구는 그 연장선에서 한국의 기술력을 한층 더 돋보이게 한다. 미국, 일본, 중국 등에서도 스트레처블 디스플레이와 음향 기술을 개발 중이지만, 두 기능을 통합한 사례는 드물다. 연세대 박진우 교수는 “모든 구성 요소를 늘어나는 소재로 만든 건 세계 최초”라며 이번 성과가 글로벌 무대에서 경쟁 우위를 점할 수 있다고 밝혔다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 진행된 이 연구는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 실리며 학계에서도 인정을 받았다. SNS 에서는 “한국이 또 한 번 OLED의 미래를 열었다”는 반응이 이어졌다. 다만, 중국의 저가 공세와 미국의 첨단 기술 추격이 만만치 않은 만큼, 상용화를 위한 후속 연구와 산업화 노력이 중요해 보인다.

 

기술이 바꿀 일상의 모습

이 OLED 패널이 상용화되면 일상이 한층 더 풍성해질 가능성이 크다. 스마트폰 화면을 늘려 태블릿처럼 쓰거나, 자동차 유리에 내비게이션과 사운드가 동시에 구현되는 모습은 더 이상 공상이 아니다. 얇고 가벼운 패널이 소리까지 내며 자유롭게 변형된다면, 디바이스의 무게와 부피를 줄이는 데도 큰 도움이 된다.

연구진은 앞으로 더 낮은 전력과 높은 음질을 목표로 기술을 다듬을 계획이다. 상용화 시점은 아직 미정이지만, 이번 성과는 이미 디스플레이 기술의 다음 단계를 보여줬다. 한국이 OLED 분야에서 쌓아온 노하우가 이런 혁신으로 이어진 만큼, 앞으로 어떤 놀라운 변화를 가져올지 기대가 모아진다.