Layar OLED yang Dapat Ditekuk Berfungsi Ganda sebagai Speaker Menggunakan Teknologi PVDF

Di dunia teknologi, elektronik fleksibel menjanjikan inovasi yang mengubah permainan. Hal ini tidak hanya berlaku untuk ponsel yang dapat dilipat, yang saat ini menghadapi tantangan biaya tinggi dan masalah daya tahan, tetapi juga pada layar yang dapat digulung dan aplikasi dalam perangkat yang dapat dikenakan, tekstil pintar, peralatan diagnostik, sistem pengiriman obat, dan pemantauan kesehatan.

Jadi, elektronik fleksibel menunjukkan kemungkinan transformatif berkat sifatnya yang ringan dan mudah dibentuk, yang memungkinkannya menambahkan fungsionalitas baru dan mengubah kemampuan produk di berbagai industri. 

Elektronik fleksibel ini melampaui kemungkinan elektronik kaku konvensional, yang tidak mampu menyesuaikan diri dengan bentuk rumit dan terutama digunakan dalam aplikasi permukaan datar. 

Elektronik konvensional kurang fleksibel, yang berarti sedikit kebebasan dalam desain. Hal ini mengesampingkan perangkat yang rumit dan tidak konvensional, dan sifatnya yang kaku juga menimbulkan masalah kerusakan.

Elektronika fleksibel, tentu saja, menawarkan solusi untuk masalah ini dengan menjadi sangat mudah beradaptasi dengan lingkungan fleksibel seperti permukaan melengkung atau berubah bentuk yang berbentuk acak.

Selain itu, ada peningkatan permintaan untuk antarmuka pengguna organik (OUI) dalam interaksi manusia-elektronik. Layar fleksibel memainkan peran penting dalam menyampaikan informasi antara pengguna dan perangkat.

Hasilnya, kita melihat munculnya tampilan pengubah bentuk sebagai teknologi tampilan generasi berikutnya. 

Kemajuan dalam Layar OLED yang Dapat Dilipat

Sekarang, mari kita lihat beberapa perkembangan utama dalam ruang layar OLED yang dapat ditekuk. OLED fleksibel menggunakan substrat yang fleksibel. Namun, OLED fleksibel generasi pertama tidak benar-benar fleksibel. Pabrikan memang melengkungkan layarnya, tetapi pengguna akhir tidak dapat benar-benar menekuknya. 

Generasi berikutnya dari layar fleksibel dapat dilipat, dan perusahaan kini mempertimbangkan untuk memperkenalkan OLED yang dapat digulir dan hemat biaya. 

Meskipun komersialisasi berjalan lambat, para peneliti membuat banyak kemajuan. Untuk kembali beberapa tahun ke belakang, pada tahun 2022, para peneliti di Universitas Minnesota Mencetak 3D layar OLED yang fleksibel secara keseluruhan dengan tujuan mewujudkan layar OLED berbiaya rendah menjadi kenyataan.

Penulis studi senior Michael McAlpine, seorang Profesor di Departemen Teknik Mesin, mencatat:

"Layar OLED biasanya diproduksi di fasilitas fabrikasi yang besar, mahal, dan sangat bersih. Kami ingin melihat apakah kami pada dasarnya dapat memadatkan semua itu dan mencetak layar OLED pada printer 3D meja kami, yang dibuat khusus dan harganya hampir sama dengan Tesla Model S."

Ini bukan percobaan pertama. Tim sebelumnya mencoba hal yang sama tetapi menghadapi masalah dengan konsistensi lapisan. Kali ini, para peneliti mencetak enam lapisan perangkat dengan menggabungkan dua mode pencetakan yang berbeda. Dengan menggunakan printer 3D, tim menyemprot lapisan aktif sementara elektroda, isolasi, enkapsulasi, dan interkoneksi dicetak secara ekstrusi.

Perangkat yang dihasilkan adalah layar OLED fleksibel yang menunjukkan emisi stabil selama 2,000 siklus pembengkokan.

Sangat stabil, transparan, tahan air, dan OLED fleksibel juga dikembangkan oleh tim peneliti dari Sekolah Teknik Elektro KAIST. Untuk ini, mereka menggunakan nanoteknologi MXene, material 2D dengan transmitansi optik dan konduktivitas listrik yang tinggi.

OLED RGB berbasis MXene memancarkan kecerahan lebih dari 1,000 cd/m2, yang berarti dapat dideteksi oleh mata telanjang bahkan di bawah sinar matahari. Sementara itu, OLED merah berbasis MXene bersifat fleksibel, mampu bertahan hingga 1,000 siklus di bawah kelengkungan rendah, masa penyimpanan siaga 2,000 jam, dan masa operasi siaga 1,500 jam.

“Dengan memproduksi MXene OLED tipe matriks dan menampilkan huruf serta bentuk sederhana, kami telah meletakkan fondasi bagi aplikasi MXene di bidang layar transparan.”

– Kandidat Ph.D. So Yeong Jeong.

Selain menawarkan pedoman untuk menerapkan MXene pada perangkat listrik, para peneliti berharap hal ini dapat diterapkan di bidang lain yang memerlukan tampilan yang fleksibel dan transparan, seperti mobil dan pakaian fungsional.

Musim panas lalu, sekelompok insinyur listrik mengatasi tantangan degradasi resolusi¹ pada layar yang dapat ditekuk saat ditekuk.

Masalah ini muncul karena ruang antarpiksel melebar saat perangkat ditekuk, sehingga muncul celah gelap, yang mengakibatkan hilangnya resolusi. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti menambahkan OLED supertipis, yang hanya terlihat saat perangkat ditekuk. Dengan demikian, faktor pengisian geometris meningkat menjadi 97% selama peregangan normal.

Untuk itu, tim menciptakan OLED yang sangat tipis yang dipasang pada suatu struktur melalui peregangan quad axial (yang mengacu pada peregangan material dalam empat arah secara bersamaan) untuk penyelarasan yang akurat dan bebas deformasi. Sebagian dari OLED disembunyikan dengan membiarkannya 'melipat', yang secara bertahap muncul di permukaan setelah diregangkan. 

Beberapa bulan yang lalu, para peneliti dari Universitas Michigan mengembangkan tampilan yang fleksibel terinspirasi oleh sotong yang dapat menyimpan dan mengungkap gambar tersembunyi. Layar ini dapat diaplikasikan di lingkungan dengan cahaya dan daya terbatas, seperti pada e-reader, kode batang, stiker, dan pakaian.

Sementara itu, penelitian yang dilakukan pada awal tahun ini menunjukkan proses lepas landas baru untuk OLED fleksibel² display. Metode baru ini berbasis graphene dan disebut GLLO atau Graphene Laser Lift Off.

Terobosan di sini adalah keberhasilan pemisahan substrat PI ultratipis setebal 2.9 μm menggunakan GLLO tanpa menyebabkan kerusakan mekanis atau meninggalkan residu karbon. Selain itu, OLED yang diproses dengan GLLO mempertahankan kinerja listrik dan mekanisnya serta menahan deformasi ekstrem tanpa degradasi fungsional.

Klik di sini untuk mempelajari bagaimana, setelah layar, baterai juga dapat ditekuk.

Dorongan Menuju Layar Lipat yang Layak Secara Komersial

Sementara penelitian masih berlangsung di bidang ini, beberapa layar yang dapat dilipat, digulung, ditekuk, dan diregangkan ini juga telah mulai meraih kesuksesan komersial. 

Baru awal tahun ini, Samsung meluncurkan solusi layar OLED fleksibel barunya di CES 2025. Ini termasuk monitor "18.1 inci pertama di dunia yang dapat dilipat", yang akan mulai diproduksi massal tahun ini. Samsung juga memamerkan tiga layar yang dapat digulung atau digeser untuk produsen perangkat di acara tersebut.

Sementara itu, ponsel yang dapat dilipat seperti Samsung Galaxy Z Fold 6, Google Pixel 9 Pro Fold, Motorola Razr Plus, OnePlus Open, dan Oppo Find N5 termasuk ponsel paling populer di pasaran saat ini.

Jadi, dengan memanfaatkan fleksibilitas, layar yang dapat dideformasi memaksimalkan kenyamanan pengguna dan menekankan desain yang tipis, ringan, dan kompak. 

Elemen-elemen seperti speaker, sensor, dan aktuator juga diintegrasikan ke dalam layar ini untuk lebih meningkatkan pengalaman interaksi pengguna dan menyediakan penyampaian informasi yang efektif.

Namun, penambahan fitur suara memerlukan komponen tambahan, yang mempersulit desain. Jadi, memiliki layar yang dapat diubah bentuk masih menghadapi tantangan seperti bentuk mekanis (kabel dan engsel). 

Misalnya, teknik yang ada menggunakan penerapan gaya langsung ke panel tampilan untuk mendorong pembengkokan, memberikan bidang pandang yang lebih lebar, mengurangi distorsi, dan meningkatkan keterlibatan pengguna melalui perubahan sesuai permintaan pada layar lengkung. Selain pemasangan kabel atau pelipatan fisik panel tampilan untuk mengubah layar datar menjadi tampilan yang dapat ditekuk, perwujudan mekanis tambahan sering kali diperlukan untuk melilitkan kabel atau mendorong panel. 

Namun, perangkat ini kaku dan besar. Hal ini menyebabkan ketebalannya bertambah, fleksibilitasnya berkurang, dan deformasinya terbatas ke berbagai bentuk. Jadi, keterbatasan teknis yang signifikan perlu diatasi untuk mewujudkan layar masa depan yang dapat mengambil berbagai bentuk dengan fleksibilitas, portabilitas, dan desain yang ringkas.

Hal ini memerlukan penelitian untuk meningkatkan fleksibilitas panel tampilan dan memutar bentuknya tanpa mengurangi fleksibilitas keseluruhan.

Sebuah studi baru telah mencapai hal ini — layar OLED multifungsi dan fleksibel yang dapat ditekuk menjadi bentuk dinamis dan mengeluarkan suara, semuanya melalui satu sinyal terintegrasi. Hal ini dimungkinkan dengan bantuan struktur aktuator baru yang memanfaatkan PVDF (polivinilidena fluorida) dan rekayasa regangan, sehingga menghilangkan kebutuhan akan engsel besar atau pengeras suara eksternal.

Klik di sini untuk mempelajari bagaimana nanofotonik canggih akan memungkinkan kita membangun telepon pintar yang lebih baik.

Panel OLED Ultra Tipis yang Dapat Berubah Bentuk dengan Speaker Terintegrasi

Para peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi Pohang (POSTECH) telah mengembangkan panel dioda pemancar cahaya organik (OLED) pertama di dunia yang dapat mengubah bentuknya secara bebas. 

Perubahan bentuk ini disertai dengan fungsinya sebagai speaker, yang telah dicapai tanpa mengorbankan sifat ultra-tipis dan fleksibel dari panel OLED tipe telepon pintar.

Dengan pencapaian ini, para peneliti telah mengatasi tantangan dalam menggabungkan kemampuan beradaptasi bentuk dan fungsionalitas audio ke dalam satu perangkat.

Studi ini, yang didukung oleh Kementerian Perdagangan, Industri, dan Energi, Proyek Kolaborasi Inkubasi LG Display-POSTECH, dan Yayasan Penelitian Nasional Korea, diterbitkan di Nature.³ Ini merinci solusi baru mereka untuk menghilangkan kebutuhan akan komponen eksternal untuk pergerakan dan keluaran suara.

Solusi baru ini didasarkan pada aktuator polimer piezoelektrik ultratipis yang terspesialisasi. Perangkat ini menggunakan efek piezoelektrik untuk mengubah energi listrik menjadi gerakan mekanis, dan sebaliknya, dengan memanfaatkan bahan seperti polivinilidena fluorida (PVDF) untuk fleksibilitas.

Saat dimasukkan ke dalam panel tampilan, aktuator yang terbuat dari film PVDF setebal 40 μm memungkinkan emisi suara serta transformasi bentuk yang rumit melalui aktuasi dan getaran yang cepat. Tim menggunakan rekayasa regangan asimetris pada PVDF untuk mendapatkan deformasi melalui sinyal listrik.

Transformasi bentuk yang digerakkan secara elektrik dapat diaktifkan menjadi berbagai macam bentuk kompleks, termasuk konfigurasi cekung, cembung, berbentuk S, berbentuk S terbalik, dan seperti gelombang yang merespons seperti tampilan yang bergerak.

Poin penting di sini adalah bahwa deformasi sepenuhnya diperoleh melalui sinyal listrik. Jadi, tidak ada motor eksternal, roda gigi, atau engsel. 

Dengan tidak memerlukan komponen mekanis apa pun, layar OLED mempertahankan ciri khas kelembutan, ketipisan, dan desain ringannya.

Menariknya, aktuator ini juga dapat menghasilkan getaran saat terkena sinyal listrik frekuensi tinggi, yang memungkinkan layar berfungsi sebagai pengeras suara. Menurut Profesor Su Seok Choi dari Departemen Teknik Elektro, yang memimpin penelitian tersebut:

"Ini adalah teknologi pertama yang menggabungkan perubahan bentuk bebas dan keluaran suara internal dalam satu panel OLED ultratipis, tanpa komponen eksternal. Kami mempertahankan semua keunggulan OLED—ketipisan, fleksibilitas, dan bobot ringan—dan memperluas fungsionalitasnya ke arah baru, yaitu perubahan bentuk yang kompleks dan dinamis dengan emisi suara tambahan."

Teknologi ini juga telah berhasil diuji pada panel OLED sungguhan, berskala seperti telepon pintar. Saat tim menerapkan teknologi tersebut, panel layar OLED berukuran 6 inci yang praktis menunjukkan transformasi bentuk yang andal dan dapat dibalik antara geometri yang berbeda serta menghasilkan suara yang jernih, namun tetap tipis, fleksibel, dan ringkas.

Layar baru ini merupakan yang pertama di pasaran. Layar komersial saat ini, seperti monitor 5K 2K yang dapat ditekuk dari LG, masih bergantung pada dukungan struktural bermotor. Lalu ada OLED yang disempurnakan AI dari Samsung, yang tidak mengintegrasikan audio ke permukaan layar.

Jadi, pendekatan peneliti POSTECH menonjol karena menggabungkan secara unik kemampuan beradaptasi mekanis dan keluaran akustik, yang sepenuhnya tertanam dalam struktur OLED itu sendiri sambil mempertahankan fleksibilitas sangat tipis yang dicapai dalam ukuran sekecil telepon pintar. 

Terobosan ini berpotensi membuka jalan bagi generasi baru ponsel pintar yang dapat dilipat dan perangkat yang dapat dikenakan yang dapat berubah bentuk. Hal ini selanjutnya dapat mengarah pada penciptaan perangkat audio-visual yang cerdas dan imersif di berbagai industri. 

Aplikasi khusus awal dari teknologi ini dalam elektronik fleksibel mungkin muncul dalam waktu 3-5 tahun, diikuti dengan adopsi konsumen yang lebih luas.

Perusahaan Inovatif

LG Display Co., Ltd. (LPL )

Sebagai pemimpin global dalam teknologi layar fleksibel dan OLED, LG Display secara aktif mengeksplorasi faktor bentuk generasi berikutnya dan layar multifungsi. 

Akhir tahun lalu, perusahaan yang berkantor pusat di Korea ini memperkenalkan layarnya yang dapat diregangkan, yang dapat mengembang hingga 50% dari ukuran aslinya, tertinggi di industri ini. Yang menarik adalah layarnya dapat diputar, dilipat, dan ditarik tanpa retak atau pecah.

Terobosan ini dipresentasikan di LG Science Park sebagai bagian dari proyek nasional Korea Selatan pada layar yang dapat diregangkan.

Prototipe tersebut memiliki layar 12 inci yang dapat diregangkan hingga 18 inci, dengan tetap mempertahankan resolusi tinggi (100 piksel per inci) dan warna RGB. Kelenturan ini dicapai dengan bantuan sumber cahaya mikro-LED dan substrat khusus berbasis silikon, yang sama dengan yang digunakan pada lensa kontak. Sementara itu, ketahanan diperoleh selama lebih dari 10,000 kali peregangan, bahkan dalam guncangan dan suhu ekstrem.

Dari segi desain, layarnya tipis dan ringan, serta dapat dengan mudah menyesuaikan diri dengan permukaan lengkung. Hal ini membuatnya sangat berharga dalam aplikasi wearable, perlengkapan keselamatan, dan otomotif.

Sementara itu, untuk keuangan perusahaan, saham LG, yang memiliki kapitalisasi pasar $3 miliar, saat ini diperdagangkan pada harga $3.02, turun 1.47% YTD. EPS (TTM)-nya adalah -1.89, sementara rasio P/E (TTM) adalah -1.59.

Untuk periode tiga bulan yang berakhir pada 31 Desember 2024, perusahaan melaporkan pendapatan sebesar KRW 7,833 miliar ($5.45 miliar), meningkat 15% dari kuartal sebelumnya dan 6% dari 4Q23. Sementara itu, laba operasinya mencapai KRW 83.1 miliar ($58 juta), dibandingkan dengan kerugian KRW 80.6 miliar pada kuartal sebelumnya.

Selama periode ini, kerugian bersihnya adalah KRW 839 miliar ($580 juta), dibandingkan dengan kerugian bersih KRW 338 miliar pada 3Q24 dan laba bersih KRW 50.5 miliar pada 4Q23.

Untuk keseluruhan tahun 2024, pendapatannya sebesar KRW 26.6 triliun ($19 miliar) dan kerugian operasionalnya sebesar KRW 560.6 miliar ($390 juta).

Peningkatan pendapatan sebesar 25% dari tahun ke tahun didorong oleh peningkatan struktur bisnis yang berfokus pada OLED. Dalam hal profitabilitas, perusahaan mampu mengurangi kerugian operasionalnya dengan berfokus pada pengurangan biaya dan efisiensi operasional.

"Meskipun volatilitas pasar lebih besar dari sebelumnya, kami memfokuskan kemampuan kami untuk terus meningkatkan kinerja bisnis kami dengan memajukan struktur bisnis yang berpusat pada OLED dan memperkuat profitabilitas melalui aktivitas inovasi biaya yang intensif. Kami akan membalikkan laba tahunan kami dengan lebih meningkatkan daya saing bisnis kami."

– Kepala Keuangan Sung-hyun Kim

Akhir tahun lalu, perusahaan tersebut juga mengumumkan pengembangan dan penerapan sistem AI baru yang mengumpulkan dan menganalisis data proses produksi OLED secara real time. Saat sistem menemukan anomali apa pun dalam proses, sistem akan berubah secara real time dan menemukan solusinya. 

Mengingat panel OLED perusahaan melibatkan lebih dari 140 subproses, sistem ini diharapkan dapat meningkatkan kecepatan dan akurasi produksi secara signifikan. Menurut perkiraan LG Display, sistem AI baru ini akan membantu menghemat sekitar 200 miliar Won ($140 juta) per tahun.

Sementara itu, musim panas lalu, monitor dan televisi OLED perusahaan juga mendapatkan sertifikasi UL Solutions Eyesafe Verification, yang memverifikasi klaim LG Display bahwa layar mereka benar-benar mengurangi emisi cahaya biru yang memengaruhi ritme sirkadian tubuh kita. Menurut CTO Soo-young Yoon:

“Verifikasi oleh lembaga yang objektif dan tepercaya ini menandakan bahwa kami telah menetapkan standar baru bagi pelanggan untuk memilih layar yang ramah manusia. LG Display akan terus memberikan nilai pelanggan yang berbeda melalui upaya dan inovasi kami yang tiada henti.”

Terbaru tentang LG Display Co., Ltd.

Kesimpulan

Industri layar berkembang pesat dengan teknologi fleksibel sebagai batas berikutnya. Untuk membuat layar dapat dilipat, ditekuk, diregangkan, dan digulung, sebagian besar penerapan saat ini bergantung pada struktur mekanis yang memungkinkan penyesuaian bentuk tetapi dengan mengorbankan desain. 

Kekurangan seperti ketebalan dan berat yang bertambah khususnya membatasi penggunaan ponsel pintar dan perangkat elektronik yang dapat dikenakan. Kebutuhan akan pengalaman pengguna yang mendalam menambah kompleksitas dan volume perangkat.

Dengan latar belakang ini, para peneliti telah mengembangkan layar multifungsi yang ringan dengan desain yang dapat ditekuk dalam berbagai bentuk dan kemampuan suara yang terintegrasi. Dengan mencapai tingkat kebebasan mekanis baru tanpa beban fisik apa pun, penelitian ini mengatasi tantangan teknis yang terkait dengan layar yang dapat ditekuk yang ada.

Secara keseluruhan, penciptaan layar yang dapat ditekuk dengan fungsionalitas suara terintegrasi dan pendekatan yang unik menunjukkan harapan dalam meningkatkan interaksi manusia-mesin sambil mempertahankan fleksibilitas layar, yang pada akhirnya meningkatkan pengalaman pengguna.

Klik di sini untuk mempelajari tentang teknologi PHOLED yang dirancang untuk meningkatkan keawetan dan kinerja layar.

Studi yang dirujuk:

1. ​Lee, D., Kim, S.-B., Kim, T., Choi, D., Sim, JH, Lee, W., Cho, H., Yang, J.-H., Kim, J., Hahn, S., Moon, H., & Yoo, S. (2024). OLED yang dapat diregangkan berdasarkan area aktif tersembunyi untuk faktor pengisian tinggi dan kompensasi resolusi. Nature Communications, 15, 4349. https://doi.org/10.1038/s41467-024-48396-w

2. Kang, S., Chang, J., Lim, J., Lee, J., Kim, J., Park, J., Cho, E., Choi, M., Kim, S., & Lee, H. (2024). Pelepasan laser berkemampuan grafena untuk layar ultratipis. Nature Communications, 15, 8288. https://doi.org/10.1038/s41467-024-52661-3

3. Park, JY, Shin, JH, Hong, IP, Kim, S., Lee, H., Choi, Y., Kang, D., & Yoo, S. (2025). Tampilan yang dapat ditekuk secara dinamis dengan integrasi suara menggunakan kontrol regangan asimetris pada aktuator dengan OLED fleksibel. npj Flexible Electronics, 9, 24. https://doi.org/10.1038/s41528-025-00396-6