스마트폰 제조업체가 플렉서블 디스플레이 기술을 사용해 디자인을 제작함에 따라 2017년에 전체 디스플레이 장치 출하량에서 플렉서블 디스플레이가 차지하는 비중이 늘어날 것으로 예상된다.

특히, 소비자들을 유인하기 위해 스마트폰 제조업체들의 새로운 폼 팩터에 대한 경쟁이 치열해질 것으로 예상됨에 따라, 플렉서블 AMOLED의 수요가 늘어날 전망이다.

더 많은 스마트폰 제조업체가 플렉서블 디스플레이 기술을 사용해 디자인을 제작함에 따라 2017년 플렉서블 디스플레이의 출하 대수가 1억 3,900만 대로 2016년에 비해 135% 증가할 것으로 예상되고 있다(그림 1). IHS Markit는 2017년에 전체 디스플레이 장치 출하량에서 플렉서블 디스플레이가 3.8%를 차지할 것으로 예상했다.

▲ 그림1. 글로벌 플렉서블 디스플레이 장치 출하량 (자료: IHS)

Vivo와 Xiaomi는 2016년에 플렉서블 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED) 디스플레이를 장착한 최초의 스마트폰을 출시했다. 다른 많은 제조업체들은 자체 접이식(또는 구부릴 수 있는 듀얼 에지 곡선) 스마트 폰 디자인을 개발할 계획을 가지고 있다.

특히, 애플은 2017년에 새로운 아이폰에 플렉서블 AMOLED 디스플레이를 적용할 것으로 예측되면서, 플렉서블 AMOLED 패널에 대한 수요가 크게 늘어날 것으로 예상된다. 이에 따라 플렉서블 AMOLED는 2017년 총 OLED 디스플레이 출하량의 20%를 차지할 것으로 전망되고 있다.

IHS 관계자는 “2016년에는 많은 스마트폰 제조업체들이 새로운 스마트폰 디자인을 위해 플렉서블 AMOLED를 원했으나, 디스플레이 패널 제조업들의 제한된 생산 능력으로 인해 소수의 고객 주문량만 소화했다”고 말했다. 

그러나 2017년 삼성 디스플레이와 LG 디스플레이가 플렉서블 디스플레이의 공급 능력을 늘리기 위해 신규 Fab 가동을 시작한 이후 2017년에는 타이트한 공급 환경이 바뀔 것으로 예상됨에 따라 신규 스마트폰 진입이 조기에 가능할 것으로 예상된다.

IHS 관계자는 “2017년에 소비자들을 유인하기 위해 새로운 폼 팩터가 시장에 등장함에 따라, 스마트폰 제조업체들은 듀얼 에지 곡선 형 및 접이식 AMOLED 디스플레이를 특징으로 하는 새로운 스마트폰 모델의 시장 점유율로 확보하기 위해 치열한 경쟁을 벌일 것”이라고 전망했다. 

IHS Markit Flexible Display Market Tracker 보고서에 따르면, 스마트폰은 2016년 전체 플렉서블 디스플레이 공급량의 76%를 차지했으며 나머지는 스마트 워치가 차지한 것으로 나타났다. 반면, 태블릿 PC, 가상 현실 장치, 자동차 모니터 및 OLED TV와 같은 다른 응용 프로그램에 대한 플렉서블 디스플레이 공급은 한참 저조했다. 

AMOLED, 화질 특성과 구조적 장점으로 수요 많아질 듯

AMOLED는 뛰어난 화질 특성과 구조적 장점 등으로 디스플레이 세계의 새로운 장을 열어가고 있다. 세계 최초 플렉시블 디스플레이(커브드 디스플레이) 탑재 스마트폰인 ‘갤럭시 라운드’, 웨어러블 기기인 ‘기어S’, 그리고 최근 커브드 엣지 디스플레이를 탑재한 ‘갤럭시 노트엣지’ 등 이전에 없었던 혁신적인 제품들이 가능했던 것은 바로 AMOLED 디스플레이 덕분이다. 이는 AMOLED 디스플레이의 얇고 가볍고, 구부러지고 접히며, 심지어 투명한 특성 등 많은 장점 때문에 실현 가능한 것이다(그림 2 참조).

▲ 그림 2. AMOLED 디스플레이 구조 (자료:삼성디스플레이)

AMOLED는 ‘Active Matrix Organic Light Emitting Diode(능동형 유기발광 다이오드)’의 약자다. 백라이트라는 광원이 필요한 LCD와 달리 AMOLED는 픽셀 하나하나가 자체적으로 빛을 내는 유기물질로 이뤄져 있다. 유기물질에 전류를 가하면 일시적으로 높은 에너지 값을 가졌다가 곧 원래의 상태로 돌아오게 된다. 이때 차이나는 에너지 값만큼 빛이 발생하는데, 유기물질의 종류에 따라 Red, Green, Blue의 빛이 나오게 된다. 이것이 바로 AMOLED의 발광 원리다.

AMOLED는 크게 기판(Substrate)과 TFT(Thin Film Transistor), 유기박막층, 박막봉지(Thin Film Encapsulation)로 구성된다. 구조가 단순하고 백라이트(Back Light)가 없는 것이 AMOLED의 가장 큰 특징이라 할 수 있다. 

AMOLED는 백라이트가 필요없기 때문에 LCD 대비 훨씬 얇게 만들 수가 있으며 유리기판 대신 플라스틱 기판을 사용하면, 휘고 구부러지는 디스플레이를 만드는 데 유리하다. 하지만, 플라스틱 기판은 유리 기판에 비해 온도에 취약한 단점이 있어, 고온 안정성과 낮은 열팽창계수를 가진 소재를 개발하는 것이 무엇보다 중요하다. AMOLED는 LCD보다 상대적으로 공정 온도가 낮아 플라스틱 기판을 사용하는데 유리하다.

이처럼, AMOLED는 백라이트가 없는 구조적인 이점과 공정 온도가 낮아 플라스틱 기판 사용이 가능하기 때문에 플렉시블 디스플레이로 제작하는데 훨씬 유리하다.

삼성디스플레이는 2010년 세계 최초로 WVGA 4.5” 플렉시블 AMOLED 디스플레이 개발에 성공했다. 이후 발전을 거듭해 2013년 최초의 플렉시블 디스플레이 탑재 스마트폰인 갤럭시 라운드를 시작으로 기어핏, 갤럭시 노트엣지 등 계속해서 새로운 제품을 선보이고 있다. 

유리창과 같은 투명한 표면에 영상과 콘텐츠를 표현하는 디스플레이는 공상영화에서나 볼 수 있는 것으로 여겨졌다. 그러나 삼성디스플레이는 2010년 세계 최초로 19” 투명 AMOLED 디스플레이를 개발하는 등 상상을 현실로 실현시켜 나가고 있다.

AMOLED는 투명 디스플레이를 만드는데 적합한 디스플레이다. AMOLED가 투과율이 뛰어나고, 뒷면에 백라이트를 사용하지 않기 때문이다.

투과율은 빛이 디스플레이 패널을 통과하는 비율인데. 빛이 많이 통과할수록 유리처럼 투명도가 높아진다. 디스플레이의 투과율을 높이면 색표현 특성이 떨어지는 현상이 동반되기 때문에 투과율과 색재현성 두 가지를 최적화시키는 기술력이 대단히 중요하다. 

김진희 기자 (eled@hellot.net)