롤러블, 폴더블 기술은 플렉서블 디스플레이
[문화뉴스 MHN 김종민 기자] LG전자가 화면을 둥글게 말았다 펼 수 있는 '롤러블 TV'를 세계 최초로 상용화해 주목을 받았다. LG전자는 20일 온라인 신제품 공개 행사에서 롤러블 TV를 판매한다고 발표했다. 롤러블 TV는 평상시에는 TV가 본체에 말려있어 공간을 차지하지 않다가, 시청할 때만 펴진다.
이런 신기한 디스플레이 개발이 처음은 아니다. 이에 앞서 삼성전자는 접었다가 펴는 폴더블 스마트폰을 개발한 바 있다. 평상시에는 접혀있다가, 사용시 펴지는 것이다. 소비자들이 새로운 제품에 주목하는 가운데, 이렇게 접히고 말리는 디스플레이는 어떤 원리로 구현되는 것인지 알아보자.
■ 얇고 유연한 디스플레이, 플렉서블 디스플레이
롤러블TV와 폴더블 스마트폰은 모두 '플렉서블(flexible) 디스플레이'를 사용한다는 점에서 같다. 플렉서블 디스플레이란 말 그대로 유연한 전자 소자를 말한다. 유연하기 위해서는 우선 얇아야 한다. 정보를 받아 빛으로 전환하는 기판이 얇고 유연해야, 손상없이 성능이 오래 지속된다.
유연하다는 것은 충격을 받더라도 크게 영향이 없어야함을 뜻한다. 플렉서블 디스플레이가 휘거나 접혀있는 동안, 접합부에서는 계속해서 압력을 받고 있다. 이러한 압력에 내부가 손상되지 않도록 내구성이 뛰어나면서도, 압력이 가해졌을때 여유롭게 변형되는 성질이 필요하다.
■ 플렉서블 디스플레이의 구현
플렉서블 디스플레이는 현재 OLED를 기반으로 구현된다. OLED는 유기발광물질을 이용한 디스플레이다. 유기물질은 상대적으로 금속과 같은 무기물보다 유연하다. 플라스틱과 알루미늄을 비교하면 이를 쉽게 알 수 있다. 또 OLED는 기판의 두께가 얇아, 다른 디스플레이보다 경쟁력이 있다. 과거 사용되었던 LCD 기판의 경우 따로 액정과 유리가 필요하기 때문에 두께를 줄이는데 한계가 있다.
플렉서블 디스플레이는 OLED에 '폴리이미드'라는 유기물질을 추가해 충격을 완화한다. 이는 우수한 복원력 특성을 보여 충격이 와도 다시 원상태로 복구된다. 이러한 성질을 이용해 초창기 플렉서블 디스플레이는 내구성을 강화하는 쪽에 집중했다. 그 이후는 살짝 디스플레이를 구부려 '밴더블' 디바이스를 만들었다. 곡면 TV와 모니터가 바로 이에 해당된다. 이후에 돌돌 말 수 있는 롤러블, 폴더블 디스플레이가 출현한 것이다.
유기물질은 부식과 오염에 취약하다는 단점을 극복하기 위해 포장 공정도 추가된다. 이때 유기물을 오염으로부터 막아주는 무기물도 유연성이 뛰어나야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 얇은 층으로 유기물과 무기물을 번갈아 쌓는 '박막 봉지' 기법이 사용된다.
■ 기술적인 문제와 전망
롤러블, 폴더블 디스플레이를 구현했다고 해서 전자기기가 완성되는 것은 아니다. 정보를 전송받아 화소로 표현하는 디스플레이 외에도, 센서, 메모리 등의 다양한 장비들도 휘어야하기 때문이다. 충격에 약한 배터리가 휘어야하는 경우 문제가 더욱 복잡해진다.
휘지 않는 부품을 따로 모아둔다고 해도, 접히거나 말리는 부분에서 특히 디스플레이 내구성 문제가 발생할 수 있다. 디스플레이 안에서 정보를 전달하는 반도체 소자들은 아직까지 OLED만큼 내구성이 뛰어나지 않기 때문이다.
업계에서는 OLED가 이미 스마트폰 태블릿 등에 상용된 만큼 이미 기술적으로 성숙했다고 보고 있다. 이를 이용한 롤러블TV가 상용화된 것은, 과거 연구된 기술의 연장선에 있다고 말한다. 다만, 아직 막 출시 단계인 만큼 시장의 반응을 지켜봐야한다는 시각이 공존한다.
또 관계자들은 차세대 디스플레이인 '스트레쳐블 디스플레이'의 귀추에도 관심을 기울이고 있다. '스트레쳐블 디스플레이'란 디스플레이를 잡아 당겨 늘릴 수 있는 소자를 말한다. 이 역시 플렉서블 디스플레이의 일종이며 연구자들은 스트레쳐블 디스플레이의 유연성 및 내구성 향상과 부품 최적화를 통해 상용화를 모색하고 있다.