터치 한 번으로 전화, 인터넷, 금융 등 다양한 일을 할 수 있는 스마트폰은 우리 일상생활에 편리함을 더해준다는 의미를 넘어, 라이프 스타일을 바꿔놓았다. 이러한 스마트폰이 또 한 번의 변신을 선보이고 있다. 삼성전자, 화웨이 등 세계적인 전자 제품 제조 업체들이 앞다투어 화면을 ‘접어서’ 사용하는 폴더블폰(*)을 공개하며 스마트폰의 패러다임 전환을 예고하고 있다.

* 폴더블폰: 디스플레이가 접히는 스마트폰으로, 평소에는 접어서 스마트폰으로 사용하다가 펼치면 태블릿으로도 활용이 가능하다.

지난 2월 개최된 세계 최대 모바일 전시회인 MWC(Mobile World Congress) 2019에서 가장 주목을 받은 것은 폴더블 폰인 삼성의 ‘갤럭시 폴드’와 화웨이의 ‘메이트 X’였다. 폴더블폰이라는 관점에서는 언뜻 비슷해 보이지만, 두 제품은 ‘접는 방식’에 따라 ‘인폴딩(갤럭시 폴드)’과 ‘아웃폴딩(메이트 X)’으로 나눠진다. 인폴딩 방식과 아웃폴딩 방식의 폴더블 디스플레이는 공통적으로 같은 플렉서블 OLED 패널로 양산되지만 접는 방법으로 인해 장단점이 나뉜다. 또한 접는 방식에 따라 ‘Z자형’ 인앤아웃 폴딩, 롤러블, 스트레쳐블 등도 개발되고 있다. 접는 방식에 따른 폴더블폰의 종류에 대해 알아보자.

▲ MWC2019에서 폴더블폰에 많은 관심을 보이고 있는 관람객들

01 | 인폴딩(In-Folding)

▲인폴딩 방식을 채택한 삼성의 ‘갤럭시 폴드’

인폴딩 방식의 가장 큰 장점은 화면이 내부에 있어 외부 충격으로부터 디스플레이를 보호할 수 있는 것이다. 외부에 별도의 디스플레이가 필요하고, 접었을 때 별도의 화면이 필요해 두께가 두꺼워지고 접는 반경이 좁아 화면에 무리가 갈 가능성이 있다는 단점이 있다. 하지만 내부 화면을 보호하기엔 아웃폴딩 방식보다 효율적이고, 번인 현상(***)을 방지하기에도 인폴딩 방식이 유리하다는 평을 받는다.

*** 번인(Burn-in) 현상: 고정된 화면을 장시간 켜놓거나 동일한 이미지가 반복될 경우 해당 이미지가 사라지지 않고 화면상에 남아있는 현상을 말합니다.

외부의 노출된 하나의 화면을 접어서 사용하는 아웃폴딩 방식은 한 쪽 화면만 자주 사용하게 된다. 하지만 인폴딩 방식은 내부의 한 화면을 고르게 사용하기 때문에 번인 현상을 방지할 수 있다. 인폴딩 방식은 아웃폴딩 방식보다 팽팽한 화면을 유지하기에 유리하다. 이는 손가락을 접었을 때 안쪽에 주름이 지고, 펼쳤을 때 바깥쪽에 주름이 생기는 원리와 비슷하다. 아웃폴딩 방식은 손가락 바깥쪽에, 인폴딩 방식은 손가락 안쪽에 디스플레이 화면을 장착한 경우에 해당한다.

하지만 인폴딩은 아웃폴딩에 비해 화면의 접히는 각도가 크기 때문에 기술적으로 구현하기 어렵다는 단점이 있다. 구부리는 값을 최소로 해 빈 공간 확보가 필수인데 이 때문에 아웃폴딩 방식보다 두께가 두꺼워질 수밖에 없다. 하지만 삼성은 자체 개발한 복합 폴리머(****) 소재로 기존 제품보다 50%나 얇은 디스플레이를 완성했다고 밝혔다. 또한 힌지(*****) 기술 역시 안정적으로 보였다.

**** 폴리머(Polymer): 한 종류 또는 수 종류의 구성 단위가 서로에게 많은 수의 화학결합으로 중합되어 연결되어 있는 분자로 되어 있는 화합물이다.

*****힌지(Hinge): 핀 등을 사용하여 중심축의 주위에서 서로 움직일 수 있는 구조의 접합 부분을 말한다.

02 | 아웃폴딩(Out-Folding)

▲아웃폴딩 방식을 채택한 화웨이의 ‘메이트 X’

아웃폴딩 방식은 화면의 접히는 각도가 상대적으로 크기 때문에 기술적 난이도가 비교적 낮다. 또한, 화면이 외부에 있기 때문에 별도의 스크린이 필요 없다. 내부의 빈 공간이 필요하지도 않아 인폴딩 보다 상대적으로 얇은 두께가 장점이다. 좁은 베젤(******)을 낮은 기술력으로도 실현할 수 있다.

******베젤: TV나 모니터에서는 브라운관이나 LCDㆍPDP 패널을 연결하는 부분의 전면부를 가리키기도 한다.

하지만 인폴딩과 반대로 화면이 외부에 있기 때문에 외부 충격에 쉽게 노출된다. 구조적으로도 힌지 부분이 외부로 튀어나와 있어 화면이 완전히 젖혀지지 않고, 평평하지도 않다. 이런 점 때문에 화면을 폈을 때 화면이 굴곡져서 보인다는 단점이 있다. 뿐만 아니라 접을 때 터치가 되어 오작동의 가능성도 적지 않다. 이런 단점들은 MWC 2019에서 화웨이가 ‘메이트 X’를 시연할 때 드러나기도 했다. 이 같은 단점을 보완하기 위해 화웨이는 메이트 X 전용 커버 케이스를 선보이기도 했다.

03 | 인앤아웃 폴딩(In & Out Folding)

Z자 형으로 두 번 접히는 ‘인앤아웃 폴딩’ 방식은 두 번 접힘에 따라 두께가 더 두꺼워질 수 있지만 10인치 이상의 큰 화면을 구현할 수 있다. 또한 화면의 3분의 1이 자연스럽게 외부에 노출되므로 별도의 디스플레이를 장착할 필요가 없다.

애플과 모토로라, 삼성은 인앤아웃 폴딩 방식의 특허를 보유하고 있으며 인폴딩과 아웃폴딩의 단점을 개선하기 위해 개발 중인 만큼 상용화에는 시간이 필요하다.

04 | 롤러블(Rollable)

▲세계 최초 롤러블 TV인 ‘LG 시그니처 올레드 TV R’

화면을 둘둘 말수 있는 롤러블 방식은 LG전자가 2019년 1월 ‘CES(Consumer Electronics Show) 2019’에서 ‘LG 시그니처 올레드 TV R’을 통해 공개했다. 하지만 롤러블폰은 롤러블 TV보다 더 높은 수준의 기술력을 필요로 한다. TV보다 접히는 각도가 크고, 롤러블 화면과 롤링 장치가 있는 카트리지를 포함해야 하기 때문이다.

만약 롤러블폰 기술이 완벽하게 개발되고 상용화된다면 주름이 100% 생기지 않는 화면을 기대할 수 있다. 또 작은 사이즈로 휴대가 가능하고 화면 비율을 자유롭게 구현하는 것이 가능하다.

05 | 스트레처블(stretchable)

화면을 줄였다 늘렸다 하는 방식인 스트레처블 폰은 최근 관련 특허 출원이 140여 건으로 크게 증가하는 추세다. 기초 기술 개발 외에 두께, 무게, 안정성, 내구성 및 가격 문제를 해결해야 하는 어려움이 있다.

▲ SK아이이테크놀로지가 개발한 FCW제품(좌)와 CES2019의 SK 부스에 전시된 FCW 장착된 자동차용 디스플레이 모형(우)

한편, SK아이테크놀로지는 플렉서블 디스플에이의 핵심 소재인 FCW(Flexible Cover Window)를 개발해 CES 2019에서 공개한 바 있으며, MWC 2019에서 공개된 폴더블폰 일부에도 장착된 것으로 알려져 국내외 디스플레이 업계에서 화제가 된 바 있다. SK아이이테크놀로지의 FCW(**)는 접히고(Foldable), 휘어지며(Flexible), 둥글게 말 수 있으면서도(Rollable) 깨지지 않는 특성을 가져 유리의 강점을 유지면서도 단점을 보완한 디스플레이용 신소재다.

** FCW란 SK아이이테크놀로지의 플렉서블 디스플레이용 유연 커버 소재 브랜드명이다.