The commercial success of displays of various form factors has encouraged the research on stretchable displays to produce the next-generation form factor. Stretchable OLED displays for wearable and healthcare electronics must deform under a high strain, which entails image distortion due to the mechanical interaction between the substrate and device. This study introduces a perforated structure on the hyper-elastic substrate to reduce image distortion under uniaxial tension. The behavior and the effect of the perforated substrate are analyzed by digital image correlation experiment and finite element analysis simulation. Also, a mechanical model for quantitatively predicting the image distortion of stretchable OLED displays is established through static analysis and experimental validation. Furthermore, the perforated substrate and the mechanical model provide a design method to attenuate the image distortion of the stretchable display.
다양한 디스플레이 폼팩터의 상용화가 성공하면서 차세대 폼팩터로 스트레처블 디스플레이에 대한 연구가 주목받고 있다. 웨어러블 및 헬스케어 제품으로 활용되기 위해서 스트레처블 OLED 디스플레이에는 높은 변형률이 걸리게 되는데, 이때 기판 및 소자 사이의 기계적 상호작용에 의해 디스플레이 화면 영상의 형상적 왜곡이 발생한다. 본 연구에서는 초탄성 재료 기판에 천공 구조를 적용하여 푸아송 비에 의해 단축 인장 시 발생하는 기판의 형상적 왜곡을 감소시켰다. 천공 기판의 거동 및 효과는 디지털 영상 상관 기법 실험과 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 또한, 정역학적 분석 및 실험적 검증을 통해 스트레처블 OLED 디스플레이의 단축 방향 인장 시 발생하는 영상 왜곡에 대해 정량적으로 예측할 수 있는 기계적 모델을 수립하였다. 천공 기판과 수립된 기계적 모델을 이용하여 영상 왜곡이 완화된 스트레처블 디스플레이를 설계할 수 있는 기법을 마련하였다.
