삼성전자가 내년 폴더블 스마트폰 출시를 앞두고 있다. 중국도 화웨이를 시작으로 폴더블 스마트폰 개발에 박차를 가하고 있다. 폴더블 스마트폰은 하나의 디스플레이를 펼쳤을 때 7인치 이상, 접었을 때는 5인치급의 스마트폰 사이즈가 되는 형태다. 기존 출시됐던 2개 디스플레이를 탑재한 폴더블 스마트폰과는 기술적으로 난도가 다르다.
폴더블 OLED는 기존 엣지, 풀 스크린 타입에 적용된 플렉시블 OLED와 비교하면 구조와 사용 소재다 다르다. 핵심은 바로 커버 윈도, OCA(Optical Clear Adhesive), 편광판이다. 폴더블 OLED의 가장 중요한 포인트는 자주 접었다 펴도 망가지지 않아야 한다는 것이다. 접힐 수 있는 소재임과 동시에 외부 충격을 버틸 수 있어야 한다.
기존에는 커버 윈도로 유리가 사용됐다. 유리는 접히기가 어려워 초박형의 유리 또는 필름 소재가 커버 윈도로 사용돼야 한다. 현재 폴더블 OLED의 커버 윈도 소재로 가장 각광받고 있는 것은 투명 폴리이미드(PI) 필름이다. 약한 경도를 보완하기 위해 상부, 또는 상하부에 하드코팅을 한다. 하드코팅을 두껍게 할수록 경도는 높아지지만 접었을 때 잘 깨지기 때문에 코팅 두께와 경도를 잘 조율하는 것이 중요하다.
최근 개발되고 있는 커버윈도용 투명 PI 필름은 약 4~6H 수준의 경도를 지닌 것으로 알려졌다. 폴딩 내구성을 갖추면서 8H이상의 고 경도를 구현하는 하드코팅 기술도 발표되고 있다. 이와 동시에 소비자들은 유리와 같은 느낌에 이미 적응돼 있어서 유리와 비슷한 특성을 구현해야 한다.
솔잎테크가
코오롱
두 번째는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive Application) 소재다. PSA는 각 레이어를 붙일 때 사용되는 접착 소재로 OLED에는 약 4~5 레이어에 PSA가 사용되고 있다. OCA는 PSA의 한 종류로 커버윈도와 편광판을 합착할 때 사용 된다.
폴더블 OLED는 상하부 접착 이외에도 접혔다 펼 때 커버 윈도와 편광판에 가해지는 응력을 완화시켜주는 역할을 해야한다. 커버 윈도와 편광판이 두꺼운 부분이며 외부에서 가장 가까운 영역이므로 OCA 역할이 중요하다. 기존 플렉시블 OLED OCA는 약 100~150um 두께가 사용되고 있다. 폴더블 OLED에는 두께를 100um 이하로 낮추면서 상부와 하부에 가해지는 응력을 최소화하고 접착력을 유지하는 최적의 소재와 두께가 개발돼야 한다. OCA 외에도 여러 층에 사용되는 PSA 개발이 필요하다.
플렉시블
마지막으로 편광판이다. 편광판은 OLED에는 필수로 들어가야 하는 소재다. 편광판은 외광 반사를 최소화해 야외 시인성을 높이고 블랙을 정확하게 표현하는 역할을 한다. 현재 양산에 적용되고 있는 편광판은 약 100~150um의 두께다. 폴더블 OLED에는 이보다 얇은 박형 편광판이 적용돼야 한다.
첫 출시될 폴더블 OLED에는 70um 이하 두께의 박형 편광판이 적용될 것으로 예상된다. 곡률반경이 낮아질수록 편광판 두께는 더욱 얇아져야 하는데 기존 편광판으로는 두께를 줄이는데 한계가 있다. 그래서 편광기능을 하는 소재를 커버 윈도나 터치 필름 등에 코팅하는 ‘coated 편광판’이나 편광판이 없는 구조가 개발되고 있다.
기본
이외에도 다양한 폴더블 전용 소재와 새로운 구조에 대한 개발이 진행되고 있다. 조만간 삼성전자가 폴더블 OLED를 적용한 스마트폰을 출시한다. 폴더블은 패널 뿐 아니라 완성품 관점에서 기구 설계 혁신이 가미돼야 소비자로부터 선택받을 수 있을 것으로 전망된다.