폴더블폰은 왜 접어도 안 망가질까? [임주형의 테크토크]

휘어지는 휴대폰에 사용된 '플렉시블 디스플레이'
기존 디스플레이와 달리 플라스틱 기반 소재 사용
빛 통과시킬 뿐 아니라 휘거나 구부러지는 유연성도 확보

삼성전자의 폴더블 스마트폰 '갤럭시 Z 폴드2' / 사진=연합뉴스

[아시아경제 임주형 기자] 지난해 삼성전자 '갤럭시 폴드', '플립', 화웨이 '메이트X' 등 이른바 '폴더블 스마트폰'이 출시되며 전 세계의 이목을 끌었습니다. 수십만회 접었다 펼쳐도 자국 하나 남지 않는 내구도를 선보여 깊은 인상을 남겼지요.

현재 우리가 사용하는 대부분의 스마트폰은 휘거나 구부러지는 성질을 가지고 있지 않습니다. 하지만 폴더블폰은 '플렉시블 디스플레이'라는 새로운 디스플레이를 도입함으로써 유연성을 확보했습니다. 플렉시블 디스플레이는 유리 기반 소재를 사용하는 일반 디스플레이와 달리, 플라스틱 소재로 휘는 성질을 구현한 기술입니다.

디스플레이는 지난 수십년간 발전을 거듭해 왔습니다. 20세기에는 브라운관(CRT) 디스플레이가 주로 쓰였습니다. 전자빔을 쏴 화면을 띄우는 방식이기 때문에, 이때 만들어진 텔레비전은 크고 두꺼운 형상을 했습니다.

현재 주로 쓰이는 디스플레이는 유기발광다이오드(OLED) 등을 이용해 화면을 평평하게 만든 평판 디스플레이(FPD)입니다. FPD의 발전으로 노트북, 디지털 카메라 등의 두께가 매우 얇아졌고, 디스플레이를 전면에 장착한 스마트폰 시대가 열리는 데에도 큰 기여를 했지요.

플렉시블 디스플레이는 CRT, FPD에 이은 3세대 디스플레이로 분류됩니다. 다만 아직 대량 생산은 힘들기 때문에 삼성, 화웨이 등 소수 IT 기업들이 일부 제품에만 도입한 상태입니다. 하지만 기술이 성숙기에 들어서면 좀 더 많은 전자기기에 장착할 수 있을 것으로 예상되고 있습니다.

그렇다면 플렉시블 디스플레이는 전 세대 디스플레이와 무엇이 다를까요? 기존 디스플레이는 구부리거나 휠 수 없습니다. 왜냐하면 디스플레이 유기발광층을 덮어 외부 물질로부터 보호하는 역할을 하는 '봉지', 그리고 디스플레이 하부에 깔린 '기판' 모두 특수 제작된 얇은 유리로 만들기 때문입니다.

지난 2013년 미국 CES 2013 당시 삼성전자가 공개한 플렉시블 디스플레이 시제품. 플렉시블 디스플레이는 기존 디스플레이와 달리, 유리 대신 플라스틱 기반 소재를 사용해 유연성을 확보했다. / 사진=연합뉴스

유리는 액정 크리스탈 디스플레이(LCD), OLED 등 FPD를 만들 때 주로 사용하는 소재이므로 단가도 저렴한 편입니다. 하지만 매우 딱딱하기 때문에 휘거나 접히는 유연성은 없습니다.

그러나 플렉시블 디스플레이는 봉지와 기판 모두 다른 소재를 개발해 유리를 대체했습니다. 기존 유리봉지 대신 아주 미세한 필름인 박막봉지(TFE)를 사용했고, 기판에는 플라스틱의 일종인 폴리이미드(PI)를 사용한 겁니다.

박막봉지는 유기질과 무기질로 만든 얇은 막을 겹겹이 쌓아 만든 봉지입니다. 유연하지만 외부 물질 차단이 힘든 유기막과, 취약점이 없지만 특성상 표면이 울퉁불퉁한 무기질을 교대로 적층해 만드는 방식입니다.

한편 기판 소재로 이용되는 PI는 높은 내열성을 가진 플라스틱 소재입니다. PI로 아주 얇은 필름을 만들면, 유리처럼 빛을 투과해 투명해지면서도 휘거나 구부러지는 유연성을 갖추게 됩니다.

이런 과정을 거쳐 제작된 플렉시블 디스플레이는 현재 다양한 형태로 전자기기에 접목돼 있습니다. 예를 들어 둥근 곡면을 가진 '커브드 TV', '커브드 모니터'가 대표적입니다. 삼성전자가 지난 2014년 9월 공개한 '갤럭시 노트 엣지'에서 선보인 '엣지 디스플레이' 또한 플렉시블 디스플레이의 일종입니다. 디스플레이의 양쪽 끝부분이 둥글게 말려 있는 형태였지요.

또 단순히 일부분을 접거나 휘는 수준을 넘어서, 아예 디스플레이를 종이처럼 돌돌 마는 형태의 플렉시블 디스플레이도 연구 중에 있습니다. 이같은 플렉시블 디스플레이는 이른바 '롤러블 디스플레이'로 알려져 있습니다.

중국 기업 '오포'가 지난달 17일(현지시간) 공개한 세계 최초 롤러블 스마트폰 시제품 '오포X 2021'. 특정 버튼을 누르면 기기 내부에 말려 있던 디스플레이가 펼쳐지면서 스마트폰이 늘어나는 방식. / 사진=오포 트위터 캡처

앞서 중국 IT 기업 '오포'는 지난달 17일(현지시간) 중국 광둥성 선전시에서 열린 '오포 이노데이 2020'에서 세계 최초로 롤러블 스마트폰 콘셉트 기기인 '오포X 2021'을 공개했습니다. 이 신개념 스마트폰은 사용자가 기기를 양 옆으로 늘리거나 줄일 수 있는데, 롤러블 디스플레이를 이용해 휴대폰 화면 일부를 기기 내부에 말아뒀다가, 필요할 때 펴서 늘리는 개념입니다.

이같은 롤러블 폰은 LG전자 등 한국 기업에서도 연구에 박차를 가하고 있습니다.

앞서 LG는 지난 9월 'LG 윙' 공개 행사 당시 롤러블 스마트폰으로 추정되는 기기의 실루엣을 선보인 바 있습니다. 또 LG는 지난달 초 특허청에 'LG 롤러블'과 'LG 슬라이드' 상표 등록을 마친 것으로 확인 됐습니다.

폴더블·롤러블 등 플렉시블 디스플레이는 아직 초기 단계에 있는 기술이지만, 앞으로 고성장을 거듭할 것으로 예측됩니다. 시장조사업체 '디스플레이 서플라이체인컨설팅'가 지난 9월 발간한 보고서에 따르면, 플렉시블 디스플레이 스마트폰 시장 규모는 지난해 10억달러(약 1조1000억원)를 기록했습니다. 또 오는 2025년까지 연평균 80%의 고성장을 기록할 것으로 전망 됐습니다.

임주형 기자 skepped@asiae.co.kr