하이드로겔 기반 디스플레이(Hydrogel-based Display)
참가 부문
창작활동부문
학과
재료공학부
팀명
마스크팩(Mask Pack)
신청자 이름
정지훈
기존 OLED 등 반도체 기반 디스플레이에는 희귀 금속에 대한 의존, 고가의 정밀 설비와 안정적인 전력 인프라의 필요, 딱딱하고 깨지기 쉬운 소재 사용, 재활용의 어려움으로 인한 환경 부담 등 구조적 한계가 많다. 이러한 한계를 넘어서는 대안으로 하이드로겔 기반 표시 기술을 제안한다. 하이드로겔은 상온의 수용액 공정으로 용액 혼합, 주형, 반응 개시만으로 제작할 수 있어 청정실 없이도 구현되며, 소수 인력과 기본 장비만으로 생산과 수리가 가능하다는 점에서 저기술, 저비용, 저설비의 장점이 있다. 표시부와 구동부를 모듈화하여 손상된 부분만 교체할 수 있도록 설계하면 유지 및 관리 부담을 줄이고, 다양한 환경에서의 현장 적용성을 높일 수 있다. 동작 원리는 Poly(N-isopropylacrylamine)(PNIPAm) 하이드로겔의 저임계 용액 온도(Low Critical Solution Temperature, LCST) 기반 상전이에 있다. 온도가 오르면 물-고분자 사이의 수소결합이 약해지고 사슬 간 소수성 상호작용이 우세해져 겔이 수축하며 불투명도가 증가한다. 우리는 음이온 계면활성제로써 Sodium Dodecyl Sulfate(SDS)를 첨가해 사슬 주변의 수화층 형성과 삼투압 효과를 유도하여 LCST를 40°C 이상으로 조정했다. 재료가 유연하고 수분이 다량 포함되어 있기 때문에 곡면이나 인체 접촉형 폼 팩터에 적합하며, 비가연적 및 인체 친화적이라는 안전상의 장점도 크다. 또한 사용 후에는 흡착, 여과 매체 등으로 2차 활용하는 재활용 설계가 가능해 지속가능성이 있다. 우리는 구리 기판 위에 간단한 발열 패턴을 적용한 7-세그먼트 표시 장치를 제작하여 하이드로겔 디스플레이의 가능성을 검증하였고, 동일한 원리를 이용하여 픽셀 기반 디스플레이로 확장할 수 있음을 제시한다.
담당부서학생행정실
전화번호880-2277