손으로 쓰는 전자종이를 전기장과 자기장에 작동하는 입자로 제작

손으로 글씨를 직접 쓸 수 있는 새로운 전자종이에 대한 연구입니다. 동경대학 연구진은 미래의 화이트보드에 사용될 수 있는 재료에 대한 연구를 발표하였습니다. 커다란 디스플레이에 활동될 수 있는 저가의 electronic paper를 만드는 방법입니다. 전기력과 자기력에 동시에 반응하는 야누스적 특성을 가지는 입장에 대한 내용입니다. 논문은 Journal of Applied Physics에 게재되었습니다.

우리가 사용하는 기존 잉크와 종이는 여러모로 편리합니다. 읽기와 쓰기가 가능합니다. 하지만 개발되고 있는 전자종이(e-paper)는 일반적으로 쓰기 성능이 떨어집니다. 직접 필기할 수 있는 디스플레이로는 저가의 기능이 제한적인 장난감이나 고성능 터치스크린 e-reader와 스마트펜으로 용도가 한정적입니다.

이번 연구에서는 1970년대에 개발된 기술을 활용해서 대면적 활용이 가능한 디스플레이를 만들었습니다. 약 0.1mm 지름의 2가지 색을 가지는 마이크로입자로 만들어졌습니다. 입자의 한면에는 흑색으로 음전하를, 다른 반구에는 백색으로 양전하를 가집니다. 전극 사이에 입자가 놓여집니다. 전압 방향을 변화시켜 백색과 흑색을 바꿀 수 있습니다.

이른바 twisting ball이라는 오래된 기술입니다. 하지만 이번 연구에서는 기존의 전기장으로 제어하는 것에 자기장 제어를 하는 요소를 결합하였습니다. 마이크로입자들의 흑색 면은 음전하를 전하면서 동시에 화면에 쓸 수 있도록 자기 나노입자를 포함합니다.

디스플레이의 백색 표면을 자석으로 갖다대면, 입자를 뒤집어 흑색 면을 보여줄 수 있게 됩니다. 자석을 펜으로 활용하여 글자와 그림을 그릴 수 있습니다. 일반적으로 냉장고에 부착되어 사용되는 자석으로도 가능합니다. 또한 전압을 인가하면 전체 면적을 바로 지울 수 있습니다. 그리고 보통의 e-paper 처럼 전압이나 자기력이 없으면 쓰여진 이미지는 그대로 유지됩니다.

이번 연구는 기존의 종이를 대체할 수 있을지 모르겠습니다. 저급한 수준도 아니면, 그렇다고 필기가 안되는 보기만 하는 display도 아닙니다. 실제 종이에 가깝게 구현할 수 있으리라 예상하고 있습니다.