OLED 디스플레이가 스피커 기능까지…스마트폰 구현 첫 성공

POSTECH, 초박 필름형 압전 고분자 액추에이터 개발

스피커가 필요없는 OLED 패널이 세계 처음 개발됐다. 연구진은 스마트폰에서 이를 실제 구현하는데도 성공했다.

POSTECH(포항공과대학교)은 전자전기공학과 최수석 교수 연구팀(박지윤·신준혁·홍인표·한상현 연구생(이상 박사과정) 및 남승민 박사)이 형태를 바꾸면서 동시에 스피커 역할도 할 수 있는 스마트폰형 OLED 패널 기술을 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.

연구 결과는 스프링거 네이처(Springer Nature) 출판사의 국제저널 ‘npj 플렉서블 일렉트로닉스’ 3월 온라인판에 게재됐다.

연구팀은 "최근 MWC 2024 등에서도 이러한 벤더블 OLED를 스피커 등에 감거나 게임용 모니터 등에 벤더블 기능을 추가하는 등 OLED를 변형하는 연구가 꾸준히 진행되고 있으나, 부피나 유연성 등 여러 단점이 있어 구현에는 어려움이 많았다"고 말했다.

연구팀은 또 "디스플레이의 형태가 변형되는 모습도 단순한 오목형 'U' 구조 벤딩이어서 폼팩터 변화도 단순하다"며 "몰입감을 위한 스피커 추가시 스마트폰 같은 소형 기기 적용은 한계가 있었다"고 부연설명했다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 특수한 '압전 고분자 액추에이터'라는 초박형 필름을 개발했다. 이는 OLED본연의 얇고 유연한 특성을 유지하면서도 다양한 형태의 디스플레이로 변화 가능하다.

이 필름을 스마트폰용 OLED 패널에 부착하면 전기 신호만으로도 화면 형태를 기존 단순한 오목 'U' 모양을 넘어 볼록하거나 ,S자 형태 등과 같은 변화와 마치 춤을 추는 것 같은 다이나믹한 OLED로 변형 가능하다.

특히, 같은 필름에 저주파와 고주파 전기 신호를 보내면 OLED의 다양한 벤더블 형태 변형과 함께 별도의 스피커 없이도 OLED 디스플레이 자체에서 소리를 낸다.

연구팀은 실제 스마트폰용 OLED 패널에 이 기술을 적용, 작동도 확인했다.

최수석 교수는 "외부 장치 없이 디스플레이의 형태를 자유롭게 변형하면서 동시에 스피커 기능까지 구현한 연구 결과는 이번이 처음"라며, "차세대 디스플레이, 자동차 디스플레이, 소프트 로봇 등 다양한 분야로의 확장과 상용화에 기여할 것"으로 기대했다.

연구는 산업통상자원부 기술혁신사업과 LG 디스플레이-POSTECH 인큐베이션 협력 프로젝트, 한국연구재단 BK21 FOUR 프로그램의 지원을 받았다.

전기 신호 주파수에 따라 형태 변형과 소리 발생을 동시에 구현한 벤더블 디스플레이.(그림=POSTECH)