웨어러블에서 웨어리스로의 진화계 디바이스 「스킨 디스플레이」

도쿄대학과 DNP의 연구팀이 개발한 '스킨디스플레이'는 반소와 같이 피부에 붙여 움직임에 따라 늘어나는 디스플레이. 이번에 발표된 시제품은 16×24개의 마이크로 LED를 얇은 고무 시트에 등 간격으로 묻힌 얇은 두께 1mm의 스킨 디스플레이에 피부 붙여형 스킨 센서로 계측되는 심전 파형을 표시한다는 것입니다.

최대의 특징은, 45%의 신축률을 실현하고, 또한, 신장 축소시켜도 표시가 흐트러지지 않는 점. 지금까지도 휘어지는 디스플레이나 늘어나는 디스플레이는 발표되어 왔습니다만, 늘리면 전압이 바뀌어 LED가 부분적으로 어두워져 버리거나, 신축을 반복하면 전극 배선이 망가져 버리는 문제가 있는 것이 많아, 이번의 「스킨 디스플레이」는 그러한 과제를 해소한 형태입니다.

• 도쿄대학·DNP에 의한 「스킨 일렉트로닉스」가 「ACC TOKYO CREATIVITY AWARDS」로 「총무대신상/ACC그랑프리」를 수상했습니다.
  수상한 「스킨 일렉트로닉스」 © 태양 기획
  동영상: 1분 31초

이러한 기술적 한계를 극복한 포인트는 전극 구조의 연구에 있었습니다. 종래와 같은 디스플레이는, 늘렸을 때, 딱딱한 소재와 부드러운 소재의 접합 부분에 큰 힘이 걸려 고장하는 것이 많았습니다만, 본 프로젝트에서는 전극 재료를 아코디언과 같이 접어서 격납하는 구조를 채용하는 것으로 깨지기 쉬움을 해소하고 있습니다. 게다가 표면에 특수한 층을 마련하는 것으로, 반복 사용해도 열화하지 않는 강도를 담보하는데 성공하고 있습니다. 이 특수한 층에는, DNP가 지금까지 인쇄 분야에서 길러 온 라미네이트 기술이나 패터닝 기술 ^※이 활용되고 있습니다.

• 패터닝 기술 · · 기재에 문자, 화상 등을 형성하는 기술

이 「스킨 디스플레이」의 활용 분야로서, 우선은 의료 분야가 상정됩니다. 심전파나 맥박 등의 바이탈 사인을 실시간으로 표시할 수 있게 되면, 병원에 있어서의 입원 환자의 건강 상태의 파악은 물론, 재택 의료나 개호, 원격지 의료라고 하는 영역에서도 공헌할 수 있을 것입니다.

"스킨 디스플레이"의 기술적 가치에 초점을 맞추면 그 용도가 더욱 넓어집니다.

우선 “피부에 붙일 수 있다”는 특징은 개인용 정보 단말기에 큰 혁신을 가져올 가능성을 갖고 있습니다. 옛날에는 사무실의 한 방을 독점할 정도로 컸던 정보기기는 기술의 진전과 함께 데스크탑 PC, 노트북 PC로 소형화해, 현재는 태블릿이나 스마트폰 등 손바닥 사이즈까지 극소화했습니다. 게다가 시계나 안경과 같은 형상의 단말=웨어러블 디바이스도 등장하기 시작하고 있습니다. 그리고 이 '스킨 디스플레이'의 등장으로 더 이상 가지고 다니는 것조차 필요로 하지 않는 인체와 전자 디바이스의 융합=“웨어리스”라는 새로운 문이 열리려 하고 있는 것입니다.

예를 들어, 스포츠 분야에서는 런닝 시의 코스나 랩타임을 표시하는 것 외에 근육의 활동량 등을 계측하는 것으로 폼의 수정이나 부상 방지 등에 도움이 됩니다. 또, 콘서트나 이벤트로 전자 티켓을 표시하거나, 사무실에서 입관증을 표시하거나, 공장에서 산업기기의 메뉴얼을 표시하는 등의 활용 방법도 생각할 수 있습니다. 한층 더 디스플레이의 표시 능력이 오르면, 정보 뿐만 아니라, 고화질의 색이나 무늬를 몸의 특정 부위에 표시하는 등, 패션으로서의 「스킨 디스플레이」도 태어날지도 모릅니다.

또한 "신축 자재"라는 특징에 주목하면 표면이 가변하는 물건에 장착하는 활용 방법도 생각할 수 있습니다. 지금까지는 어려웠던, 부드러운 소재나 신축성이 있는 소재에 붙여 물건의 데이터를 센싱하는, IoT적인 활용 방법입니다. 그 앞에는 닿는 것의 촉감과 무게를 데이터화하여 뇌에 전하는 「촉각을 느끼는 의수」라고 하는 소프트 로보틱스 분야에의 응용이 기대됩니다.

앞으로는 구조의 최적화 등에 의한 한층 더 신뢰성의 향상이나 고집적화, 대면적화 등의 기술 과제를 해결해, 다양한 분야에서의 활용을 목표로 합니다.

피부에 붙일 수 있는 디스플레이라고 하는 출발점으로부터, 웨어리스 디바이스나 IoT에의 응용과 가능성이 퍼지고 있는 「스킨 디스플레이」. 더 이상 단순한 정보 표시 단말이 아니라 전자 디바이스의 새로운 형태를 이끄는 기술 = "스킨 일렉트로닉스"라고도 할 영역을 만들어 내려고합니다. 우리의 삶에 빠뜨릴 수 없는 “미래의 표준 ”이 되는 날은 그렇게 멀지 않을지도 모릅니다.

• 기재된 정보는 공개일 현재의 것입니다. 미리 양해 바랍니다.

DNP는 도쿄 대학과 얇고 신축 가능하며 피부에 붙인 디스플레이에 각종 정보를 표시할 수 있는 커뮤니케이션 시스템을 공동 개발했습니다. 2020년 7월 13일에는, 풀 컬러의 스킨 디스플레이와 구동·통신 회로, 전원을 일체화한 표시 디바이스의 제조에 성공한 것을 발표했습니다. 정확하게 생체 정보를 모니터링하고, 그 정보에 원활하게 액세스할 수 있는 기술로서 실용화에 임해 갑니다.

ニュースリリースはこちら：https://www.dnp.co.jp/news/detail/10158393_1587.html