기술의 혁신, 플렉시블 OLED로 본 스마트폰 변천사

☞ 이전편 바로가기 : [퀀텀닷 완전정복] 제5화 차세대 기술–① 돌돌 말고 몸에 붙이고! 자체발광 퀀텀닷   카드뮴 안 쓰는 친환경 자발광 퀀텀닷 개발 치열 자발광 퀀텀닷은 이미 개발돼있다. 2014년 중국 저장대 연구팀이 적색 자발광 퀀텀닷에서 최고 효율(20.5%)을    달성했고, 2015년 미국 퀀텀닷 개발업체인 나노포토니카는 녹색 자발광 퀀텀닷에서 최고 효율(21.0%)을 기록했다. 여기서 말하는 발광 효율은 퀀텀닷이 받아들이는 전기 에너지 대비 뿜어져 나오는 빛 에너지의 양을 뜻한다. 하지만 현재 이들 자발광 퀀텀닷이 디스플레이에 사용되지는 않고 있다. 이들 모두 셀렌화카드뮴(CdSe)으로 만든 퀀텀닷이기 때문이다. 카드뮴은 퀀텀닷이 처음 발견될 때부터 주요 재료로 사용한 물질이지만, 인체에 발암물질로 작용할 가능성이 알려지면서 더 이상 디스플레이에 쓰지 않는다.  2013년 일본의 전자업체 소니가 카드뮴을 사용한 퀀텀닷 TV를 출시했지만, 이런 이유로 1년 만에 시장에서 철수했다. 결국 자발광 퀀텀닷 개발은 원점으로 돌아왔다. 세계적으로 카드뮴을 쓰지 않은 친환경 자발광 퀀텀닷을 만들기 위한 경쟁이 치열하다. 카드뮴 대신 사용할 주 재료 물질로는 인화인듐(InP)이 가장 유력한, 그리고 거의 유일한  후보로 꼽히고 있지만, 카드뮴을 사용할 때보다 효율이 낮다. 양 교수는 “환경에 유해하지 않은 물질이어야 하고, 나노미터 단위로 작게 만들 수 있어야 하며, 디스플레이에     사용하기 위해 가시광선 영역의 빛을 내는 등의 조건을 동시에 만족하는 물질은 매우 제한적”이라고 설명했다. 연구자들은 인화인듐을 활용해 디스플레이의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 하나씩 차근차근 구현하고 있다. 2019년 삼성은 자발광 퀀텀닷으로 디스플레이에 사용할 수 있는 적색 소자를 개발하는 데 성공해…

수nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 크기의 아주 작은 반도체 입자인 퀀텀닷. 퀀텀닷은 1982년 러시아 과학자들이 처음 발견한 뒤 1993년 마크 캐스트너 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수가 처음 합성했고, 삼성에서 친환경 퀀텀닷 소자를 활용한 첫 번째 상품인 퀀텀닷 TV를 2014년 출시했다. 최초 발견 시점으로 따지면 40년이 다 돼 가지만, 퀀텀닷은 여전히 차세대 소자로 꼽힌다. 아직 퀀텀닷이 보여주지 못한 기술이 무궁무진하기 때문이다. 퀀텀닷이 가져올 미래 기술은 어떤 것이 있을까.   돌돌 말리는 디스플레이, 자발광 퀀텀닷 퀀텀닷을 가장 적극적으로 활용하고 있는 분야는 TV나 컴퓨터 모니터와 같은 디스플레이다. 디스플레이의 가장 중요한 요소인 색을 구현하는 성능이 현존하는 다른 소재들보다 뛰어나기 때문이다. 현재 디스플레이 분야에서는 퀀텀닷을 통해 총천연색을 구현하고 있지만, 여기에 만족하지 않는다. 마음대로 휠 수 있고 심지어 돌돌 말 수도 있는 플렉시블 디스플레이, 그리고 피부에도 부착할 수 있는 웨어러블 디스플레이에 퀀텀닷을 쓰기 위한 연구가 진행되고 있다. 이에 대한 가능성은 2015년을 전후해 국내외 연구팀들이 이미 실험으로 증명했다. 중국 쓰촨대 국립친환경고분자 물질공학연구소는 셀렌화아연(ZnSe)이라는 물질로 만든 퀀텀닷으로 빛이 나는 투명종이를 선보이기도 했다.  ▲ 2017년 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단에서 개발한 퀀텀닷 웨어러블 디스플레이. 퀀텀닷을 이용해 두께는 5.5µm로 매우 얇으며, 색순도가 높을뿐더러 낮은 전압에도 매우 밝은 빛을 낸다. 플렉시블 디스플레이와 웨어러블 디스플레이의 공통점은 디스플레이의 형태를 사용자가 원하는 대로 바꿀 수 있다는 것이다. 퀀텀닷을 활용한 디스플레이가 형태를 자유자재로 바꿀 수 있는 가장 큰 이유는 두께를 얇게 만들 수 있기 때문이다. 단단한 금속도 나노미터 단위로 얇게 만들면 휠 수 있는 것처럼, TV 역시…

‘꼴’이란 사람의 모습이나 행색을 말하거나 사물의 형태를 뜻한다. 우리는 일반적으로 사람이나 사물을 처음 볼 때 느끼는 첫인상을 중요하게 생각하는데, 외관으로 보이는 형태를 통해 사람 혹은 사물의 스타일이나 분위기를 파악한다. 스마트폰을 비롯해 다양한 가전제품들을 보면, 실제로 외관 형태나 디자인을 통해 제품의 성능이나 가치, 기능을 예측해 볼 수 있다. 또한 지금까지의 모바일 기기의 형태를 살펴보면, 앞으로 모바일 기기가 어떻게 진화할지를 전망할 수 있다.   휴대폰이 등장한 지난 10년, 폼팩터는 어떻게 변화했나? 우리는 제품의 형태를 이야기할 때 종종 ‘폼팩터’라는 용어를 사용한다. 폼팩터(Form Factor)는 공학 설계에서 제품의 물리적 배열이나 구성을 의미하는 말이다. 폼팩터가 변하면 제품의 크기나 디자인 등 외형까지 변하게 되는데, 초반에는 컴퓨터 하드웨어 규격을 지칭하는 용어로 사용되다가, 모바일 기기가 발전하면서 주로 스마트폰의 형태를 지칭하는 말로 사용되고 있다. ▲모토로라가 만든 세계 최초의 휴대전화 ‘다이나택(Dynatac) 8000x’ (출처: 모토로라) 스마트폰이 본격 보급되기 이전에 등장한 휴대폰 즉 피처폰은 생각보다 다양한 폼팩터로 등장했었다. 처음 휴대폰이 나올 때만 해도 바(Bar) 형태의 디자인이 일반적이었다. 막대기처럼 기다란 직사각형의 형태로 디스플레이 화면과 하단에는 10개가 넘는 물리 버튼들이 노출되어 있었다. 최초의 휴대전화인 모토로라 ‘다이나택 8000x’ 제품 이후 이런 형태로 휴대폰이 설계되었다. 이후에 등장한 것은 노출된 조작 버튼을 보호하고 디자인도 훨씬 깔끔한 플립 형태의 휴대폰이었다. 1989년 모토로라 마이크로택이 세계 최초의 플립형 휴대폰이다. 돌출된 키패드를 가릴 수 있도록 뚜껑을 열고 닫는 플립형태의 디자인을 적용해 외관은 깔끔해졌으며, 키버튼 등에 먼지나…

삼성디스플레이(대표이사 이동훈)가 폴더블 디스플레이로 세계 최대 디스플레이 학회인 정보디스플레이학회(SID, Society for Information Display)로부터 ‘올해의 디스플레이상’을 수상했다고 28일 밝혔다. ‘올해의 디스플레이상(Display of the Year Award) ‘은 SID가 올해 가장 혁신적인 디스플레이 제품을 선정해 수여하는 상으로 전년도에 출시된 제품을 대상으로 시상한다. 삼성디스플레이는 지난 2014년 5.68인치 플렉시블 OLED, 2015년 벤디드 OLED, 2017년 쿼드 벤디드 플렉시블 OLED에 이어 올해 4번째로 ‘올해의 디스플레이상’을 수상하게 됐다. SID는 삼성디스플레이의 폴더블 디스플레이가 차세대 폼팩터로서의 잠재력을 보여주었다며 수상 배경을 설명했다. 특히, 삼성디스플레이가 재료, 구조, 내구성 검증 등에 많은 노력을 기울인 결과 접었다 펼 수 있는 디스플레이를 만들어 냈다고 호평했다. 삼성디스플레이의 폴더블 디스플레이는 갤럭시 폴드에 최초로 탑재된 접이식 디스플레이로 접으면 4.6인치, 펼치면 7.3인치로 확장되는 제품이다. 실 사용 환경에 맞게 여러 번 접었다 펴도 내구성을 갖도록 플라스틱 기반의 커버 윈도우 적용은 물론 패널 내부 재료 각 층의 재료적/물리적 구조 및 특성을 최적화했다. 특히 1.5R(반지름 1.5mm 곡률반경)로 미세하게 접었다. 펼 수 있어 마치 실제 책을 펴는 것처럼 구현해 사용자에게 새로운 모바일 경험을 주는 것이 특징이다. 한편, 삼성디스플레이는 현재 삼성전자의 2번째 폴더블폰인 갤럭시Z플립에 위아래로 접히는 클램쉘(Clam Shell) 타입의 폴더블 디스플레이를 탑재했다. 기존의 플라스틱 기반의 커버 윈도우 대신 얇으면서도 접을 수 있는 UTG를 적용한…