ETRI, 촉각 디스플레이 기술 개발

표면에 입체 형상과 질감 재현한 햅틱 디스플레이 개발
시각장애인용 정보전달·차량 UI·교육용 등 응용 기대해

 

[더테크=더테크] 국내 연구진이 혁신적인 촉각 디스플레이 기술을 개발해 주목받고 있다.

 

한국전자통신연구원(ETRI)는 16일 광열 탄성가변 필름 기반의 입체화 촉감을 생성하는 디스플레이 기술을 개발했다고 밝혔다.

 

촉각 디스플레이 기술은 적외선 발광다이오드(LED)에서 빛의 세기를 조절해 매끄러운 필름 표면에 수 밀리미터 크기의 소자 높낮이와 탄성을 자유자재로 변화시킬 수 있는 기술이다. 이 기술은 점자와 문자는 물론 다양한 입체적 형상을 직접 표현할 수 있다. 또한 부분별로 탄성과 온도를 정교하게 제어하는 방법으로 다양한 높이와 질감을 재현하는 것이 가장 큰 차별점이다.

 

사용자가 직접 만질 수 있는 입체적인 형상과 다양한 질감을 물리적으로 구현할 수 있어 시각장애인용 정보전달 기기나 차량 인터페이스, 메타버스, 교육용 스마트기기 등 다양한 분야에서 응용될 것으로 보인다.

 

이번 기술의 핵심은 머리카락 두게를 지닌 얇은 두 개의 층으로 구성된 가능성 고분자 필름 구조에 있다.

 

LED에 마주한 하부 광열층은 빛을 흡수해 열을 발생시킨다. 상부 가변탄성층은 상온에서는 단단하지만, 광열층의 열이 전달되면 유리-고무 전이를 일으켜 섭씨 약 50도 이상에서는 매우 부드럽게 된다. 이 상태에서 필름 아래쪽에 공기압을 가하면 빛으로 가열된 정도에 따라 필름이 부풀어 올라 입체 형상이 만들어진다.

 

직경 4mm의 소자에서 만들어 낼 수 있는 입체 형상의 최대 높이는 일반 점자 디스플레이의 약 2배인 1.4mm로 LED에서 조사하는 빛의 세기에 따라 0.1mm 단위로 정밀하게 제어할 수도 있다. 빛 조사를 멈추면 상부층 온도가 낮아지며 필름이 다시 단단해지는 원리로 전력 소모 없이도 사용자가 만지며 누르는 힘을 견디도록 고정할 수 있다.

 

윤성률 ETRI 탠저블인터페이스창의연구실장은 “촉각 디스플레이 기술을 한 차원 높은 수준으로 끌어올린 혁신적 성과”라며 “향후 대면적 광원 및 대면적 타일링 기술을 접목해 대형 입체화 디스플레이로 확장하는 한편, 셀 해상도를 높이고 에너지 효율을 극대화할 계획”이라고 밝혔다.

 

이번 연구 결과는 지난달 22일, 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재되었으며, 주목할 만한 논문(Featured article)으로 선정되었다.

 


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