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접는 스마트폰 시대 '성큼' 플렉시블 디스플레이

  • 안병도 기자
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    입력 : 2017-12-06 09:15:13

    스마트폰을 볼 때 처음으로 눈에 들어오는 것은 디스플레이다. 스마트폰으로 하는 거의 모든 것이 이 부분을 통해 이루어지며, 스마트폰 사용의 중심이 된다. 스마트폰의 처음부터 끝까지 함께하는 것이 바로 디스플레이라고 할 수 있다.

    스마트폰의 디스플레이는 4인치대에서 6인치대까지 화면이 커지고, 320 x 480의 HVGA 해상도에서 3,840 × 2,160의 4K 해상도까지 내적인 변화를 거듭하였다. 그리고 이제는 시선이 닫는 거리를 동일하게 하기 위한 일정한 곡률을 가진 커브드 디스플레이나 양 끝을 휘어 놔 다양한 기능을 수행하게 하는 엣지 디스플레이 등 평평했던 화면에서 벗어나 외적인 변화까지 거듭하고 있다.

    이런 외적인 변화를 가능하게 하는 것이 바로 플렉시블 디스플레이다. 휘고 구부러진 것뿐만 아니라 접을 수 있고 늘릴 수도 있는 것까지 만들려 하는 이 디스플레이가 지금 어디까지 왔는지, 그 미래에 대해 궁금하다면? 이제부터 하나하나 알아가 보도록 하자.

    플렉시블 디스플레이란?

    플렉시블 디스플레이가 정확히 무엇일까? 이전의 고정되고 딱딱한 형태의 디스플레이와는 달리 얇고 유연한 기판을 가지고 구부리거나 말아도 이상 없이 작동하는 제품을 뜻한다. 즉 얇고, 가벼운 것인 기본이고, 구부리거나 휘어도 깨지지 않아 자유로운 형태로 제작할 수 있는 디스플레이다.

    플렉시블 디스플레이를 만들기 위해 주로 LCD와 OLED를 사용한다. 하지만 LCD는 백라이트 유닛을 사용하는 구조적인 특성 때문에 유연성 확보가 쉽지 않아 다양한 형태를 구현하고 확장 해 나가는 데 한계가 있다. 그래서 현재 대부분 기업이 플렉시블 디스플레이를 만드는 데 OLED를 사용하고 있다. OLED는 소자 스스로가 빛을 내기 때문에 백라이트가 필요 없어 LCD보다 더 가볍고 얇다. 그리고 유기 물질로 이루어져 있기 때문에 유연성을 확보할 수 있어 플렉시블 디스플레이를 제작하는데 더 용이하다.

    플렉시블 디스플레이의 구조는 기존의 평판 디스플레이와 비슷하다. 유리 기판이 아닌 플라스틱의 한 종류인 폴리이미드(Polyimide)를 기판 소재로 사용한다는 것 가장 큰 차이다. 폴리이미드는 가볍고, 유연하며 충격에 강한 특성이 있으며, 기존 유리기판 두께의 1/10 수준으로 얇을 뿐 아니라 잘 휘어진다. 이것을 액체상태에서 냉각해 아주 얇은 필름 형태로 만들어 그 위에 유기 물질을 증착시킨다. 그리고 OLED의 유기물질을 수분과 산소로부터 보호하기 위한 봉지(Encapsulation)에도 기존의 유리 대신 유기물과 무기물을 차례로 적층한 TFE(박막봉지)를 사용해 유연성을 유지한다.

    발전 단계에 따른 플렉시블 디스플레이의 종류

    플렉시블 디스플레이를 보통 발전 단계에 따라 언브레이커블, 커브드, 밴디드, 폴더블, 롤러블, 스트레쳐블 디스플레이 6개의 종류로 구분하고 있다. 그중 현재 출시된 것은 언브레이커블, 커브드, 밴디드 디스플레이다.

    언브레이커블(unbreakable) 디스플레이는 잘 깨지지 않는 플렉시블 디스플레이를 말한다. 폴리이미드 기판을 사용해 유연하지만, 충격에 강한 제품을 만들 수 있다. 2015년 모토로라에서 선보인 Moto Droid Turbo 2는 언브레이커블 디스플레이가 탑재된 제품이다.

    커브드(Curved) 디스플레이는 평면 스크린이 아닌 일정한 곡률로 구부러진 형태의 디스플레이를 말한다. 삼성전자 갤럭시 라운드, LG전자 G Flex가 커브드 디스플레이를 장착하였으며 커브드 모니터나 TV를 LG전자, 삼성전자, 소니 등 많은 업체가 출시하고 있다.

    벤디드(Bended) 디스플레이는 커브드 디스플레이처럼 디스플레이 전체가 일정 곡률을 가지는 것이 아닌 평평한 디스플레이의 한쪽이나 양 끝을 구부린 멀티 곡률을 가진 디스플레이다. 삼성전자의 갤럭시 시리즈의 엣지 디스플레이가 바로 그것이다.

    차세대 플렉시블 디스플레이

    폴더블(Foldable) 디스플레이는 말 그대로 접을 수 있는 마치 폴더 폰 같은 제품이다. 아직은 시제품이나 컨셉, 특허 같은 것만 공개되고 있지만 2018년에는 이를 이용한 스마트폰이 나올 것이라는 예상이 지배적이다. 롤러블(Rollable) 디스플레이는 통처럼 말 수 있는 제품이다. 종이처럼 얇은 두께와 더 높은 유연성으로 프로젝터 스크린처럼 말아서 보관하고 펴서 사용이 가능해 사용하지 않을 때 부피를 줄여 보관할 수 있는 디스플레이다.

    스트레쳐블(Stretchable) 디스플레이는 스트레처블이란 단어 뜻 그대로 신축성이 있어 잡아당기면 고무줄처럼 늘어나고, 놓으면 다시 원래대로 줄어드는 형태의 제품을 말한다. 플렉시블 디스플레이의 최종적인 단계라고 할 수 있다. 'SID 2017'에서 삼성이 9.1인치 스트레쳐블(Stretchable) 디스플레이를 선보이기도 하였다.

    플렉시블 디스플레이와 미래

    플렉시블 디스플레이는 종이처럼 얇고 유연한 기판을 가지고 구부리거나 말아도 이상 없이 작동하는 디스플레이다. 자체광원으로 얇은 두께를 자랑하는 OLED를 폴리이미드 기판에 증착해 만들어 충격에 강하고 유연하다. 이 디스플레이를 이용해 다양한 모양의 기기를 만들 수 있다.

    스트레쳐블 디스플레이라면 기존에는 생각하지 못했던 다양한 형태의 스마트폰도 가능하다. 그뿐만 아니라 다양한 곳에서 활용할 수 있다. 신축성이 있어 밴드 형태 손목시계나 손등에 디스플레이를 장착한 장갑 등 다양한 웨어러블 기기를 만드는 데 적합하다. 옷, 신발 같은 의류에도 장착해 매일 그림이나 무늬가 바뀌는 제품을 만들 수도 있을 것이다. 플렉시블 디스플레이 주목해야 하는 것은 바로 이런 무궁무진한 활용 가능성 때문이다.

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