스마트 폰이 팔 주위로 자연스럽게 구부러지거나 박막 디스플레이가 거의 모든 직경으로 모든 방향으로 굴러가는 것을 보여주는 놀라운 인터넷 비디오를 볼 수 있다. 사용자의 관점에서 볼 때 이것은 환상적이다.

디스플레이가 유연해지기 위한 전제 조건은 유연한 기반이다. 호일을 사용하여 완전한 유연성을 얻을 수 있다. 곡선 디스플레이는 유연한 유리 소재를 사용한다. 그러나 플렉서블 기판에서 완성된 디스플레이로의 전환 과정에서 연구자들이 취할 수 있는 다양한 단계가 있다. 한 단계는 얇고 유연한 광원의 개발이다. 예를 들어, 전기 자극에 의해 빛을 방출할 수 있는 자체 조명 픽셀의 통합은 이것을 가능하게 한다. 유기 발광 다이오드 (Organic light-emitting diode)는 유기 발광 방출기를 사용한다. 유기 발광 다이오드 (OLED)를 기반으로 한 디스플레이의 입증된 기술은 능동 매트릭스 OLED 기술로, 짧은 AMOLED이다. 각 픽셀에는 자체 전원 공급 장치가 있다. 따라서 백라이트가 필요하지 않는다. 디스플레이는 더욱 얇고 유연해 진다.

또한 양자점 (QD)은 자체 발광 디스플레이에 적합한 재료이다. 양자점 LED (QD-LED)는 유기 발광 다이오드의 이점과 양자점의 뛰어난 발광 특성을 결합한다. 방출 스펙트럼은 매우 좁은 밴드를 보여준다. 결과적으로 색상이 매우 밝다. 또한, 저비용 제조는 디스플레이 시장에서 QD-LED를 매우 매력적으로 만든다.

지금까지 기존의 카드뮴 기반 양자점은 RoHS 지침에 따라 디스플레이 생산에 카드뮴을 사용하는 것이 2020 년부터는 극히 제한적이어서 미래 잠재성이 크지 않다. 그럼에도 불구하고 시장 조사 업체들은 QD 기술의 디스플레이 산업에 대한 큰 잠재력을 보고 있다. QD-LED는 OLED에 비해 더 넓은 색 영역을 가질 뿐만 아니라 더 밝아졌다.

QD 소재의 모든 개선과 함께 대량 시장 QD-LED 디스플레이에 한 걸음 더 다가 가고 있다. 독일 프라운호퍼 연구진은 최근 카드뮴이 없는 양자점 합성에 대한 유망한 결과를 발표했다. 연구팀은 인듐 포스파이드 (indium phosphide)을 기반으로 한 독특한 다중 쉘 양자점을 생산하는 데 성공했다. QD-LED 구성 요소에 통합된 이 카드뮴 없는 양자점은 카드뮴 기반 시스템보다 훨씬 높은 휘도를 달성한다. 또한, 인듐 포스파이드 기반의 QD-LED는 다른 파라미터에서 일반적인 QD-LED의 성능과 거의 일치한다.

유연한 기판에 OLED 또는 QD-LED를 적용하는 프로세스는 완성된 디스플레이의 유연성을 결정한다. 층 두께가 두껍기 때문에 유연성이 제한된다. 잉크젯 인쇄 자체가 입증되었지만 더 나은 방법이 있다. RGB AMOLED 디스플레이의 경우, 연구팀 시연에서 최소 300ppi를 달성할 계획인 새로운 인쇄 프로세스를 연구하고 있다.

정전기 인쇄 (ESJET)를 통해 잉크젯 인쇄보다 훨씬 미세하고 균일 한 구조를 인쇄할 수 있는 인쇄 프로세스를 연구하고 있다. ESJET 인쇄는 전압을 적용하여 잉크를 처리하는 신기술이다. 이를 통해 훨씬 더 넓은 범위의 인쇄용 잉크와 페이스트 (paste)를 얻을 수 있다. 드롭-온-디맨드 (drop-on-demand) 시스템은 지금까지 20 미크론 미만의 액적 (droplet) 크기를 달성한다.

20 미크론의 크기는 이미 200ppi의 디스플레이를 인쇄하기에 충분하다. 이것은 잉크젯 인쇄로 얻은 최고 해상도이다. 우리의 목표는 ESJET 인쇄를 사용하여 300ppi RGB AMOLED 디스플레이를 인쇄하는 것이다. 연구팀은 10 미크론의 픽셀 크기로 이를 달성하고 싶어 한다.