[디지털데일리 이수환기자] 시장조사업체별로 연평균성장률(CAGR)에 조금씩 차이가 있으나 중소형 디스플레이에서 유기발광다이오드(OLED)가 스마트폰 시장의 대세라는 점에는 이견이 없다. 연간 15억대 규모의 스마트폰 시장에서 OLED 비중은 지난 2015년 2억6000만대에서 오는 2020년 8억300만대로 급성장이 점쳐진다.

스마트폰 업계가 OLED 채용에 적극적인 이유는 크게 두 가지다. 하나는 정체된 스마트폰 시장에서 폼팩터 차별화로 성장 동력의 발굴, 두 번째는 저온폴리실리콘(LTPS) 액정표시장치(LCD)와 충분한 가격 경쟁이 가능해졌기 때문이다. 삼성디스플레이와 LG디스플레이를 비롯해 BOE, 차이나스타(CSOT), 에버디스플레이, 티안마, 비지오녹스, 트룰리, 로열(Royole) 등 중화권 업체가 적극적으로 양산과 투자에 나서고 있는 이유다.

리지드(Rigid‧휘어지지 않은) OLED는 차치하고서라도 국내 업체가 사실상 독점하고 있는 플렉시블 OLED는 중화권 업체가 접근하기에는 기술 격차가 크다는 게 중론이다. 하지만 탄탄한 내수 시장을 발판으로 빠르게 추격하고 있어 방심은 금물이다.

무엇보다 6세대(1500㎜×1850㎜) 플렉시블 OLED 캐파(Capa·생산능력)가 2018년 정점을 찍고 이후부터는 속도조절에 나설 것으로 예상되면서 2020년 이후부터는 새로운 돌파구 마련이 필요하다. 이 시기 플렉시블 OLED 탑재 스마트폰이 2021년 기준으로 10억대 이상을 기록, 포화상태에 다다를 수밖에 없다. ‘폴더블폰’에 대한 기대감이 커지는 이유다.

폴더블폰의 핵심은 역시 폴더블 OLED 그 자체에 있다. 큰 범주에서 리지드 이후부터는 깨지지 않는 언브레이커블(Unbreakable) 디스플레이로 분류할 수 있다. 둘둘 말 수 있는 롤러블(Rollable), 접을 수 있는 폴더블(Foldable)로 넘어가기 위한 첫 단계다. 플렉시블(Flexible)이 여기에 포함된다.

◆폴더블 OLED 기술 완성도↑=롤러블과 폴더블, 특히 폴더블은 기판에서부터 소재에 이르기까지 모든 요소에 걸쳐 도전과제가 적지 않다. 트랜지스터 배치, 전극 형성 등 구현 그 자체도 난제지만 디스플레이가 접혔을 때 일어나는 저항 변화, 전자 이동도 축소 등 신뢰성을 확보하는 것도 쉽지 않은 일이다. 곡률반경(R, 반지름 원의 휜 정도)도 문제다. 롤러블은 5mm(5R), 폴더블의 경우 1mm(1R)의 곡률반경을 달성해야 한다. 기술적으로 폴더블이 롤러블보다 더 어렵다는 의미다.

곡률반경을 달성했어도 허들은 또 있다. 바로 신뢰성이다. 업계에서는 적어도 200만회 이상 접었다 펴는 것을 반복해도 이상이 없어야 한다는 입장이다. 전체적인 구조는 OLED 위에 터치 센서, 폴라라이저(편광판), 커버플라스틱이 얹어진 형태다. 커버플라스틱은 유리에서 투명 폴리이미드(CPI) 개발이 완료되면서 고비를 넘겼다.

다음으로는 점·접착제인 광학용투명접착필름(OCA)이다. 디스플레이가 접히면 각 구성요소에 장력이 작용, 들뜨게 되면서 오톨도톨한 부분이 나타날 수 있다. 평평하게 돌아오지 않는다는 얘기다. OCA 차원에서 휘어짐 정도를 충분히 버텨야 한다.

마지막으로 터치스크린패널(TSP)을 깨지기 쉬운 인듐주석산화물(ITO)에서 은나노와이어(AgNW)나 메탈메시를 바꿔야 한다. 삼성디스플레이는 이미 전통적인 ‘온셀(On-Cell)’에서 ‘A-P1S’와 ‘Y-옥타(욤디스플레이)’로 개선한 상태다. Y-옥타는 원가절감과 함께 알루미늄 메탈메시 배선을 적용해 향후 폴더블폰에 대응이 가능하다. 폴더블 OLED 구현에 있어서 CPI와 TSP가 마련됐고 삼성전기의 리지드 플렉스 기판(RF-PCB)이 마련됨에 따라 이르면 내년, 늦어도 내후년에는 폴더블폰이 상용화될 전망이다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr