스마트폰, 태블릿 그리고 스마트워치와 같은 최신 전자 기기에서 디스플레이가 없는 제품은 더 이상 찾아보기 어렵습니다. 인간이 외부로부터 정보를 얻는 감각기관 중 시각이 차지하는 비중이 80%로 막대하기 때문에 디스플레이의 활용도는 앞으로도 더욱 확대될 것으로 예상됩니다. 미래에는 어떤 디스플레이 기술이 등장할까요? 오늘은 앞으로 상용화되거나 미래에 등장할 것으로 예상되는 디스플레이 기술의 종류와 특징에 대해서 살펴보겠습니다.

유연함으로 다채로운 모습을 보여주는 '플렉시블 OLED'

플렉시블 디스플레이는 현재 플렉시블 OLED 기술이 주류를 형성하고 있습니다. 먼저 가장 기본적인 특성을 구현한 예로 언브레이커블(unbreakable) 디스플레이가 있습니다. 플렉시블 OLED는 유리를 기판으로 사용하지 않기 때문에 원리적으로는 깨지지 않는 특성을 지닙니다. 그리고 디스플레이를 완만하게 구부리면 커브드(Curved) 디스플레이가 되고, 양쪽 끝만 살짝 구부리면 벤디드(Bended) 디스플레이를 만들 수도 있습니다. 갤럭시S8, S9, 노트9 등에 사용된 엣지(edge) 형태의 스마트폰 디스플레이가 이러한 벤디드 형태입니다. 여기까지가 상용화 된 단계이고, 앞으로 모습을 드러낼 형태는 업계에서 크게 3가지로 예상합니다.

먼저 지갑처럼 접을 수 있는 폴더블(foldable) 디스플레이입니다. 사용하지 않을 때는 접어서 작게 만들어 휴대성을 높이고, 사용할 때는 넓게 펼쳐서 대화면을 구현할 수 있는 것이 큰 장점입니다. 폴더블 디스플레이는 접히는 부분을 구현하는데 특히 기술적 난도가 높습니다. 어떤 물체나 완전히 접었다 펼치면 자국이 생기게 돼 원래의 모습으로 돌아오는 것이 거의 불가능한데, 폴더블의 경우에는 이러한 한계를 극복할 기술이 필요하기 때문입니다. 따라서 접히는 부분의 응력(인장/압축 강도)이 낮은 소재를 활용해 패널의 손상을 최소화 할 수 있는 연구가 필요합니다.

다음으로 일명 두루마리 디스플레이라고 불리는 롤러블(rollable) 디스플레이가 있습니다. 마치 신문을 돌돌 말았다가 펼쳐 보듯이 사용이 가능해 휴대성이나 공간활용성에서 유리한 특성을 갖고 있습니다. 삼성디스플레이는 지난 5월 차량용 CID(center information display)에 롤러블을 활용한 제품을 미국 전시회에 선보였습니다. 화면을 감아 올릴 경우 뒷 공간을 활용할 수 있는 등 유용성이 높은 기술로 각광받고 있습니다. 만약 회의실의 빔 프로젝터를 대신해 롤스크린 형태의 롤러블 디스플레이를 설치하면 장비의 복잡성이 줄어들 수 있고, 가정이나 사무실에서 창문의 롤스크린 커튼을 롤러블로 바꿀 경우 시각적인 효과를 줄 수 있어 보다 다채로운 인테리어가 가능합니다.

▲ 삼성디스플레이가 SID 2017 전시에서 공개한 스트레처블 디스플레이

주변과 어울려 가치를 높이는 '투명 OLED'

투명 디스플레이도 각종 SF영화 등에서 자주 등장하는 미래디스플레이 형태입니다. 투명 디스플레이는 픽셀이 자체 발광하는 특성을 가진 OLED가 비 자발광 방식인 LCD보다 기술 구현에 유리합니다. 자체 발광하므로 백라이트유닛(BLU)과 같은 외부광원이 불필요하고, 빛이 통과하는 부분을 LCD보다 많이 확보해 디스플레이 뒷면의 사물을 보여줄 수 있기 때문입니다. 투명 OLED는 RGB픽셀 영역과 투과영역으로 구성되며 투과율을 높이기 위해서는 투과 영역을 넓히고, 투과도가 높은 기판 소재 사용, 회로 배선의 미세화가 기술 구현의 핵심요소입니다. 투명 디스플레이는 차량용 HUD 또는 창문형 디스플레이 그리고 매장의 쇼윈도용 디스플레이 분야를 시작으로 도입되고 있습니다.

가상현실을 더 현실답게 '초고해상도 VR패널'

고정된 화면 영역을 벗어나 새로운 체험을 가능하게 한 VR(가상현실)용 디스플레이 기술도 점차 발전할 것으로 예측됩니다. VR은 가상현실을 시각적으로 구현한 기술로 촬영 대상을 좌우의 카메라 2대로 촬영 후 해당 영상을 VR 디스플레이에서 입체감 있게 표현하는 기술입니다. 지난해 개봉한 스티븐 스필버그 감독의 '레디 플레이어 원'은 VR을 활용한 가상현실이 광범위하게 확산된 근미래의 모습을 보여줍니다.

기존의 VR 기술의 단점으로 꼽히는 어지러움증, 무거움을 해결하기 위해서는 디스플레이 패널의 빠른 응답속도와 가벼운 패널이 필요하며, 이런 특성에는 현재 OLED가 가장 적합합니다. 또한 더욱 실감나는 VR체험을 위해서는 지금보다 고해상도의 패널 개발이 필요하므로 작은 사이즈의 디스플레이에 PPI(pixel per inch)는 높게 만드는 기술이 필요합니다. 지난 SID 2018 전시회에서 삼성디스플레이는 2.43인치 OLED 디스플레이 2개로 제작된 VR 제품을 공개했으며 해상도가 3,840×2,160에 달합니다. 이는 일반적인 프리미엄 스마트폰 해상도의 2배 정도로, 1인치당 픽셀수인 PPI가 1,200에 달해 모기장 현상(screen door effect, 해상도가 낮은 화면을 볼 때 픽셀이 보이는 현상) 없이 선명하고 생생한 VR 화면을 즐길 수 있습니다.

사람을 생각한 바이오 디스플레이 기술

디스플레이 기술의 사양을 개선하는 것도 기술의 발전이라고 볼 수 있지만, 건강을 고려하고 시각적 취약층을 배려하는 기술도 또 다른 한 축이라고 볼 수 있습니다. 몇년 전 디스플레이의 '유해 블루라이트' 이슈가 제기되면서 눈 건강에 대한 일반인들의 관심이 크게 높아진 바 있습니다. '블루라이트'란 가시광선에서 청색의 파장을 가진 범위의 빛 가운데 415~455나노미터(nm) 파장의 빛으로 일정시간 이상 눈에 비출 경우 망막 세포에 악영향을 주는 것으로 알려져 있습니다. 디스플레이에서 블루라이트의 유해성을 줄이는 방법으로 블루라이트 필터앱 또는 보호필름 등이 사용되고 있는데, 삼성디스플레이는 색감은 유지하면서도 OLED 패널에서 원천적으로 블루라이트 발생이 최소화 되도록 하는 기술을 개발했습니다.

▲ 블루라이트가 줄어든 삼성디스플레이 OLED의 특징

삼성디스플레이가 개발한 색약 보정기술 '비전 에이드(Vision Aid)'도 사람을 위한 디스플레이 기술로 많은 관심을 받고 있습니다. 'Vision Aid'는 자체발광 유기물질을 사용해 적/녹/청의 강도를 자유롭게 조절할 수 있는 OLED의 특성 때문에 가능한 기술로, 색약자마다 색 감지력이 낮은 빛을 스스로 체크하고, 의도적으로 해당 빛을 강하게 보이도록 보정해 주는 기술입니다.

▲ 색약자를 위한 삼성디스플레이의 'Vision Aid' 기술

오늘은 주로 중소형 크기 디스플레이에 대한 미래 기술에 대해서 알아보았습니다. 디스플레이 톺아보기 다음 시간에는 대형 디스플레이를 중심으로 미래 기술에 대해 살펴보는 시간을 갖겠습니다.