삼성전자 '피부에 붙이는 OLED 디스플레이 개발 Samsung Researchers Prove the Viability of Commercialized ‘Stretchable’ Devices
삼성전자가 자유자재로 모양을 바꿀 수 있는 '스트레처블(Stretchable)' 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 개발했다.
플렉시블 디스플레이가 속속 등장하면서 디스플레이 기술의 차세대 발전은 어떻게 될 것인가라는 질문이 많았다.
최근에 고해상도 비주얼과 휴대성을 동시에 구현할 수 있는 차세대 기술로 자유형 디스플레이가 주목받고 있다. 기술은 아직 초기 단계에 있지만 고무줄처럼 사방으로 뻗어서 모양을 바꿀 수 있는 확장형 디스플레이(프리폼 디스플레이의 핵심 기술)에 대해 상당한 연구가 진행되었다.
확장 가능한 디스플레이 및 센서 혁신
삼성의 첨단 미래기술 연구개발(R&D) 허브인 삼성종합기술원(SAIT) 연구진은 4일 세계적인 학술지 '사이언스 어드밴스'에 확장 가능한 기기의 한계를 극복하는 기술에 대한 연구 논문을 게재했다.
이번 연구를 통해 신장성이 높은 신축성 기기에서 안정적인 성능을 발휘했다. 이 연구는 기존 반도체 공정과 통용될 수 있는 기술이라는 점에서 확장형 기기의 상용화 가능성을 업계 최초로 입증한 것이기도 하다.
SAIT 연구팀은 스트레칭 가능한 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이와 PPG(광체조영술) 센서를 단일 기기에 통합해 사용자의 심박수를 실시간으로 측정·표시할 수 있어 '스트레칭 가능한 전자피부' 폼팩터를 만들었다. 이 테스트 케이스의 성공은 기술을 추가 응용 분야로 확대할 가능성을 입증한다. 이 연구는 향후 확장 가능한 기기의 활용도를 높일 것으로 예상된다.
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최대 30%까지 늘릴 수 있는 OLED '스킨' 디스플레이
이번 연구 성과 중 가장 큰 것은 탄력과 복원력이 뛰어난 중합체 화합물인 '엘라스토머'의 구성과 구조를 수정하고 기존 반도체 제조 공정을 활용해 신축성 OLED 디스플레이 기판과 광학적 혈류 센서 등에 처음 적용할 수 있었다는 점이다.업계에서 t t time 그 후 연구팀은 센서와 디스플레이가 정상적으로 작동하며 최대 30%의 신장률로 성능 저하를 보이지 않음을 확인할 수 있었다.
확장 가능한 재료 및 구조를 통한 기술적 문제 해결
확장 가능한 디스플레이 기술은 일반적으로 디스플레이를 늘리거나 모양을 조작할 때 기기가 파손되거나 성능이 저하되기 때문에 구현이 어려운 것으로 입증된다. 이 문제를 극복하기 위해서는 기판, 전극, 박막 트랜지스터, 방출 물질층 및 센서를 포함한 모든 재료와 요소가 물리적 확장성과 함께 전기적 특성을 유지할 수 있어야 한다.
상용화 및 애플리케이션 확장
신축성 센서는 기존 고정식 웨어러블 센서와 비교해 높은 감도로 연속 심장박동 측정이 가능하도록 제작됐다. 이 솔루션은 피부 밀착을 촉진하여 움직임에 의해 발생할 수 있는 성능 불일치를 최소화합니다.
SAIT팀이 개발한 신축성 센서와 OLED 디스플레이는 기존 신축성 소재 등 기존 기기 성능과 작동 프로세스의 한계를 극복한 것이 특징이다. SAIT 팀이 수행한 작업은 특히 탄성체 재료에 대한 화학적 및 내열성을 확보하여 고해상도 및 대형 스크린으로 확장 가능한 장치의 상용화 가능성을 높였다는 점에서 의미가 크다.
논문 공동 1저자인 정종원 주임연구원은 "아직 연구는 초기 단계지만 시스템 해상도, 확장성, 측정 정확도를 대량 생산이 가능한 수준으로 높여 확장형 기기를 실현하고 상용화하는 것이 목표"라고 말했다. 이번 테스트 케이스에 적용된 심장박동센서 외에도 스트레칭 가능한 센서와 고해상도 프리폼 디스플레이를 접목해 말초산소 포화도, 전자기파 판독, 혈압 등을 모니터링할 수 있도록 할 계획이다.
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