새로운 디스플레이가 구체화되고 있습니다

Aug 06, 2023

변형 가능한 디스플레이 또는 모양 변경 디스플레이라고도 알려진 모양 디스플레이는 형태와 외관의 물리적 변화를 가능하게 하여 전통적인 평면 스크린을 뛰어넘는 것을 목표로 하는 매력적인 신흥 기술입니다. 정적인 기존 디스플레이와 달리 모양 디스플레이는 표면을 변형하여 동적 3D 모양과 유형의 질감을 생성하는 고유한 기능을 제공합니다. 이러한 디스플레이는 형상 기억 합금, 공압 액추에이터 또는 유압 펌프와 같은 다양한 재료와 메커니즘을 사용하여 구성할 수 있습니다.

형상 디스플레이의 잠재적인 응용 분야는 광범위하고 다양합니다. 눈에 띄는 사용 사례 중 하나는 이러한 디스플레이가 상호 작용과 사용자 경험을 향상시킬 수 있는 사용자 인터페이스입니다. 다양한 기능에 대한 촉각 피드백을 제공하여 버튼의 느낌을 더욱 뚜렷하게 만드는 모양 디스플레이가 있는 스마트폰이나 게임 내 환경에 맞게 물리적으로 변형되는 컨트롤러가 있는 게임 콘솔을 상상해 보세요. 또한 모양 디스플레이는 가상 현실 및 증강 현실 애플리케이션에 중요한 영향을 미치므로 사용자가 보다 현실적인 방식으로 가상 개체를 느끼고 상호 작용할 수 있습니다.

흥미로운 가능성에도 불구하고 현재의 형상 디스플레이 시스템은 광범위한 채택을 방해하는 몇 가지 중요한 제한 사항에 직면해 있습니다. 한 가지 주요 과제는 디스플레이의 상대적으로 낮은 해상도입니다. 복잡한 모양이나 충실도가 높은 텍스처를 만들려면 많은 수의 개별 액추에이터 장치가 필요하며, 이는 기술적으로 어렵고 구현 비용이 많이 들 수 있습니다. 또한 모양 디스플레이의 새로 고침 빈도는 일반 화면보다 느린 경향이 있어 모양을 변환하거나 텍스처를 업데이트할 때 눈에 띄는 지연이 발생합니다. 또한 많은 형상 디스플레이는 작동을 구동하기 위해 대형 외부 시스템에 의존하는데, 이는 부피가 크고 번거로울 수 있어 실제 적용 영역이 제한됩니다.

콜로라도 대학교 볼더(University of Colorado Boulder) 연구진이 개발한 혁신적이고 새로운 형상 디스플레이는 기존 시스템의 많은 한계를 극복했습니다. 이 작업을 통해 빠른 새로 고침 빈도를 갖춘 차세대 고성능 형상 디스플레이가 가능해질 수 있습니다. 또한 소프트 로봇 디스플레이는 높은 정확도로 터치를 감지하는 메커니즘을 갖추고 있으며 각 픽셀을 개별적으로 작동할 수 있는 제어 시스템을 구현합니다. 그리고 매우 중요한 점은 이 디스플레이를 구동하기 위해 대형 외부 시스템이 필요하지 않다는 것입니다.

연구원들은 HASEL(수압 증폭 자가 치유 정전기) 액추에이터 셀의 10 x 10 그리드를 설계했습니다. 이러한 연성 전기 유압식 액추에이터는 강력하고 고주파에서 작동할 수 있습니다. 탄력 있는 표면 피부는 이들 세포와 외부 환경 사이의 장벽 역할을 합니다. 최상층에 내장된 무간섭 자기 기반 센서를 활용하여 표면 피부의 변형을 감지하여 매우 높은 수준의 정밀도로 터치를 인식했습니다.

결과 디스플레이는 적어도 기존 기술에 비해 상대적으로 높은 해상도를 갖습니다. 또한 최대 50Hz의 새로 고침 빈도를 갖는 것으로 입증되었으며 이는 모양 디스플레이에 매우 좋으며 일반적으로 비디오가 재생되는 속도와도 맞먹습니다. 또한 혁신적인 터치 감지 시스템을 사용하면 이러한 장치에 일반적으로 사용되는 외부 카메라 기반 시스템이 필요하지 않습니다. 모든 픽셀을 구동할 수 있는 통합 제어 시스템이 개발되어 외부 컴퓨팅 시스템이 아닌 온보드 마이크로컨트롤러가 디스플레이를 구동할 수 있게 되었습니다.

예를 들어 디스플레이가 프로그래밍된 패턴에 따라 표면 주위로 공을 움직일 수 있다는 것을 보여주는 여러 실험이 수행되었습니다. 또한 스크롤링 텍스트를 표시하고 0.1mm 감도로 사용자의 터치에 반응할 수도 있습니다. 좀 더 발전된 시연에서는 바나나를 디스플레이의 한 부분에 놓고 무게를 계산하여 화면의 다른 부분에 값을 표시했습니다. 또한 빠른 작동을 활용하여 액체 병을 흔들어 혼합할 수 있다는 것도 나타났습니다.