44. 폼팩터 혁신이란? 폴더블? No! 롤러블 디스플레이(Rollable display)가 스마트폰의 미래

 

 

그만 접지(fold)... 이젠 말자(roll)!! - 유튜브로 보기

혁신 그 이상을 보여주었다고 생각한 갤럭시 폴드가 많은 논란과 이슈를 극복하고 2019년 9월 6일에 정식 출시가 되었습니다. 시중에 풀리는 물량이 적기 때문에 정식판매가인 239만원을 훌쩍넘긴 400만원에도 웃돈을 주고 구입하는 사람들도 생길만큼 성공적인 첫발을 내딛었습니다.

 

폼팩터(Form factor) 혁신. 즉, 형태의 다양화 혁신은 인류의 상상속에서 항상 요구되어 왔던 미래 모습이었고, 이제는 우리나라 기업들의 기술들을 필두로 현실이 되어가고 있습니다.

 

그 첫 시도는 삼성의 갤럭시 라운드, 엘지의 G플렉스 등 화면은 휘어있지만 고정된 형태를 갖는 초기형 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)를 갖는 스마트폰이 그 시초라고 할 수 있습니다. 이들은 마음대로 휘는 것이 가능하지는 않고 휜채로 고정된 형태인 커브드 디스플레이(Curved Display)라 불리곤 했습니다.

 

그러나 시장의 반응은 싸늘했고, 실제로 이렇게 휘어있는 스마트폰은 신기하긴 하지만 기능상 장점이 미미했기 때문에 이러한 시장의 반응은 당연한 수순으로 보였습니다. 그러나 갤럭시S6부터 적용되고 있는 엣지 디스플레이(Edge Display)는 커브드기술에 대한 미련의 흔적이라 볼 수 있습니다.

 

어찌되었든 언제나 기술적 첫시도는 부족하기 마련이고, 기술의 한계를 조금씩 극복해갈 수 있다는 가능성 제시를 했다는 측면에서 큰 점수를 줄 수 있는 시도였다고 생각합니다. 

 

폼팩터 혁신의 최초의 발걸음 커브드 디스플레이(Curved Display) 스마트폰

 

갤럭시 폴드는 부족했던 커브드 디스플레이의 한계를 완전히 극복한 완전한 형태의 플렉시블 디스플레이를 갖는 공식출시된 세계 두번째 폴더블 스마트폰입니다. (*최초 타이틀은 중국의 로열社의 플렉스파이(Flexpai)로 굉장히 조잡한 형태의 폴더블 폰이지만 어쨌든 공식 타이틀은 플렉스파이가 최초이다)

 

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갤럭시 폴드는 디스플레이를 접어서 형태를 변화시키는 폼팩터의 가장 기초단계의 디스플레이라고 할 수 있습니다. 진정한 폼팩터의 시작을 보여주었지만 여전히 과도기적 제품에 불과합니다. 홀로그램같이 공간에 빛을 뿌리는 디스플레이가 완전히 상용화 되기전에 물리적인 형태를 갖는 디스플레이의 폼팩터 발전 단계는 아래와 같습니다.

 

1. 커브드 디스플레이(Curved Display)

2. 폴더블 디스플레이(Foldable Display)

3. 롤러블 디스플레이(Rollable Display)

4. 스트레쳐블 디스플레이(Stretchable Display)

 

이러한 발전 형태를 보일 겁니다. 커브드는 이미 스치듯 지나간 듯한 형태이지만 엣지의 형태로 이미 깊숙히 우리 생활에 파고들어있고, 폴더블은 이제 막 등장했지만 이 또한 곧 2년내로 지나갈 듯 하며, 결국은 롤러블이 대세가 될 것입니다. 왜냐하면 커브드, 폴더블 그리고 롤러블은 기술의 연장선상에 있는 기술들이지만 스트레쳐블 디스플레이는 전혀 새로운 재료, 구조, 공정기술이 필요한 사실상 새로운 세대의 기술이기 때문에 한동안은 롤러블 디스플레이에서 정체될 것이고, 당장 실현 가능한 기술수준에서는 롤러블 디스플레이 형태가 스마트폰의 미래의 모습이라 할 수있습니다.

 

 

핸드폰 말고(Roll) 다니면 뭐가 좋나요?

혹자들은 이렇게들 질문합니다. '핸드폰 접으면 뭐가 좋다고 접고 다니냐 비싸기만하지.' '롤러블 TV는 미관상 장점이라도 있지만 소형기기에서 말아서 쓰는게 뭐가 장점인지 모르겠다' 이런 질문과 의문들을 인터넷 상에서들 보았습니다.

 

롤러블 이전 단계인 폴더블은 분명히 장점도 뚜렷하지만 단점도 뚜렷한 기술입니다. 접을수는 있지만 접는만큼 기기 자체의 부피가 커지고 접을 수록 접히는 부분의 물리적 스트레스가 누적되어 내구성에 문제가 발생할 수 밖에 없는 구조이기 때문입니다.

 

갤럭시 폴드도 접힌 상태에서는 기존의 스마트폰들에 비해 부피가 상당한 편이고 최초 4월에 발매예정이었으나 출시직전 내구성 이슈로 출시가 미루어져서 이 문제를 어느정도 해결한 후 9월에나 정식 출시를 하게 되었습니다.

 

출시된 이후에도 접히는 부분에 대한 내구성 문제는 끊이질 않고 있고, 현재 기술로는 사실상 해결 불가능한 문제이기도 합니다. 왜냐하면 어떠한 물질, 기판 재료더라도 물리적으로 접히게 되면 재료의 바깥쪽의 인장 스트레스(물리적으로 늘려지는 힘)가 안쪽보다 더 커서 재료내부의 구조가 변형될 수 밖에 없기 때문입니다.

 

이러한 인장 스트레스의 원인은 바로 작은 곡률반경(Radius of curvature)에서 옵니다. 곡률반경이란 기판이 접히거나 말리면서 생기는 원형태의 엣지의 반지름의 크기를 말합니다. 쉽게 예를 들면 바지를 둘둘말면 주름이 생기지 않지만, 칼같이 접어버리면 주름이 생기는 것과 마찬가지 원리입니다.

 

 

최초의 기본 폴드 방식. 갤럭시 폴드가 채용하고 있는 인폴딩(In-folding, 안쪽으로 접히는 방식) 방식의 폴드형태는 곡률반경이 작을 수 밖에 없고 이에 따라 물리적 스트레스가 상당한 수준입니다. 그래서 중국업체들이 바깥으로 접히는 아웃폴딩(Out-folding) 방식을 적용하고 있는 것이구요.

 

그런데 삼성은 기계적으로 안정한 곡률반경을 확보할 수 있도록 힌지(Hinge)를 도입함으로써 이 작은 곡률반경문제도 해결하고 외부 충격에서 자유롭게 만들어 완벽하게 엔지니어링 관점의 문제점을 해결합니다.

 

그러나 힌지의 도입은 스마트폰의 부피를 크게 만드는 단점이 존재하게 됩니다.

 

그런데 롤러블 디스플레이를 도입하게 되면 항상 일정 수준의 곡률반경은 확보할 수 있게 되고, 부피문제 또한 완벽하게 해결할 수 있으며, 기존의 스마트폰 크기와 차이없이 만들 수 있습니다. 물론 필요할 때는 말려있던 디스플레이를 펴서 큰 화면으로 볼 수 있게 되죠.

 

기존의 폴드의 부피의 문제점도 완벽하게 해결하고, 물리적 스트레스에 대한 요인도 완벽하게 해결하는 방법이라고 할 수 있습니다. 경우에 따라서는 완벽하게 말린형태를 유지해서 볼펜크기의 스마트폰도 등장할 수도 있겠지요.

 

앞으로 6~7년 내의 스마트폰들은 이러한 롤러블 형태가 대세가 될 듯합니다. 물론 이 기술을 구현하려면 OLED이외에는 실현 불가능하니 고부가가치 디스플레이로써의 OLED의 입지는 더더욱 굳어지게 될것입니다.

 

앞으로 롤러블 디스플레이가 만들 스마트폰의 미래 더욱더 기대가 됩니다.