누런색 PI 기판→투명 PI 기판 대체 목표
언더패널카메라 빛 투과율 향상이 목적
투명 PI 바니시 내열성·가격 등이 걸림돌
LG디스플레이도 투명 PI 기판 개발 계획
2022-10-05 이기종 기자
삼성전자
삼성디스플레이가 2024년께 폴더블폰에 투명 PI 기판을 적용하겠다는 목표를 세웠다. 누런 PI 기판을 투명 PI 기판으로 바꾸면 빛 투과율이 높아져 언더패널카메라에서 선명한 사진 촬영이 가능해진다. 삼성디스플레이는 삼성전자 폴더블폰을 시작으로 애플 아이폰 OLED에도 투명 PI 기판 적용을 노릴 것으로 예상된다. LG디스플레이도 애플 납품을 목표로 투명 PI 기판을 개발하고 있다.
5일 업계에 따르면 삼성디스플레이는 2024년께 출시될 폴더블폰에 투명 폴리이미드(PI) 기판을 적용한다는 목표를 세운 것으로 파악됐다. 현재 양산 중인 폴더블폰 등에 적용하는 플렉시블 유기발광다이오드(OLED)는 누런색의 PI 기판을 사용하는데, 이를 투명 PI 기판으로 대체하는 것이 목표다.
삼성디스플레이가 플렉시블 OLED에 투명 PI 기판 적용을 계획하는 이유는 언더패널카메라(UPC)의 빛 투과율 향상에 있다. 카메라 기능을 사용할 때만 렌즈 구멍이 보이는 UPC는 구조적으로 OLED 디스플레이 아래에 위치한다. UPC의 카메라 기능을 사용할 때 외부의 빛이 플렉시블 OLED를 통과해야 하는데, 이때 OLED의 누런 PI 기판 때문에 빛의 투과율이 떨어진다.
삼성디스플레이는 지난해 삼성전자 갤럭시Z폴드3에 처음 적용한 UPC에서 이러한 단점을 보완하기 위해 UPC 영역 화소밀도를 디스플레이 나머지 영역의 374PPI(Pixels Per Inch)의 절반 수준인 187PPI로 낮췄다. 화소밀도가 낮으면 빛을 받을 수 있는 면적을 늘릴 수 있다. 동시에 UPC 영역 디스플레이 화소 크기는 나머지 영역의 4배 수준으로 키웠다. 이 때문에 UPC와 디스플레이 나머지 영역 경계가 쉽게 눈에 띈다.
삼성디스플레이가 계획대로 누런 PI 기판 대신 투명 PI 기판을 적용하면 UPC 영역 빛 투과율이 높아져서 지금보다 선명한 사진 촬영이 가능해진다. 화소도 지금보다 빽빽하게 배치할 수 있어 디스플레이 주변부와 이질감도 줄일 수 있다.
투명 PI 기판 생산에 필요한 투명 PI 바니시의 내열성과 높은 가격 등이 해결과제다. 기존 누런 PI 기판은 액체 상태 PI 바니시를 유리기판 위에 올린 뒤, PI 바니시가 굳어서(열경화) PI 기판이 되면 유리기판을 레이저로 제거하는 공정(레이저 리프트 오프)을 거친다. 하지만 투명 PI 바니시는 내열성이 약해 같은 공정을 진행하기 어려운 것으로 알려졌다.
삼성디스플레이가 당초 지난해 갤럭시Z폴드3부터 투명 PI 기판을 사용하려고 했지만 적용 시점이 밀리고 있는 것도 투명 PI 바니시 특성 때문이다. 소재 신뢰성 확보 등이 쉽지 않다고 판단해 삼성디스플레이가 투명 PI 기판 적용 시점을 2024년께로 잡은 것으로 추정된다. 투명 PI 기판 개발에 성공하면 삼성디스플레이는 삼성전자 폴더블폰 OLED에 우선 적용한 뒤, 애플 아이폰 OLED에도 적용을 노릴 것으로 예상된다.
LG디스플레이도 자체 기술 로드맵에 따라 UPC 적용을 위한 투명 PI 기판을 개발 중이다. LG디스플레이가 애플에 납품 중인 아이폰용 플렉시블 OLED 패널도 누런색의 PI 기판을 사용한다. 로드맵에 따르면 LG디스플레이는 UPC의 빛 투과율을 2023년까지 20%, 2024년 이후 40%로 높일 계획이다.