본문 바로가기
뉴스와 동향

차세대 스마트폰 디스플레이, 폴더블 디스플레이

by Biz SQUARE Official Writer 특허광장 2021. 4. 28.

 

< © Copyright TI Media Limited. All rights reserved >

현재 휴대폰 디스플레이 트렌드의 키워드는 베젤을 최소화한 풀 스크린(Full Screen)이다. 애플이 선보인 노치(Notch) 디자인에 이어 구멍 하나만을 남긴 홀(Hole) 디자인이 바톤을 이어받을 것으로 예측되고 있다. 또 하나의 키워드를 꼽아본다면 폴더블 디스플레이다. 2018년 하반기 로욜이 출시한 플렉시파이(Flexpai)가 최초의 폴더블 스마트폰 타이틀을 차지하면서 화제가 되었고, 삼성은 2019년 2월 갤럭시 폴드(Galaxy Fold)를 공개했다. 곧이어 화웨이가 '메이트X'를 출시하면서 본격적인 출시 경쟁이 초읽기에 들어섰다. 구글, 애플 등 다른 메이저 회사들도 폴더블 스마트폰 관련 특허를 등록한 것으로 보아 폴더블 스마트폰을 출시할 것으로 전망된다. 이번 design close up에서는 출시되었거나 출시 예정에 있는 폴더블 디스플레이 디바이스의 디자인과 관련 특허를 살펴본다.

○ 폴더블 스마트폰인 듯 아닌 듯, ZTE의 엑손 M

< Copyright © 2018 GadgetMatch Pte. Ltd >

2018년 상반기 출시된 중국 ZTE사의 엑손M은 듀얼 디스플레이를 힌지로 연결한 폴더블 스마트폰을 선보였다. 각각의 디스플레이에서 개별 어플리케이션을 구동할 수도 있고, ‘확장 모드’로 한 화면처럼 활용할 수도 있다. 휴대폰을 접는다는 목적은 달성했으나, 하나의 화면을 접는 것이 아니라 개별 디스플레이를 연결했으므로 진정한 의미의 폴더블 디스플레이라고 하기엔 힘든 디자인이다.

○ 자유자재로 휘는 플렉시블 디스플레이 기술, 플렉서블 OLED

< Copyright ⓒ 2016 SAMSUNG DISPLAY CO.,LTd All Rights Reserved. >

폴더블 스마트폰이라고 하려면 화면을 접고 펼 수 있어야 한다. 따라서 플렉서블 디스플레이 기술의 적용은 필수적이다. 현재 기술로는 OLED로 플렉시블 디스플레이를 구현 가능하고, 이를 플렉시블 OLED라 한다. 기존의 딱딱한 리지드 OLED는 디스플레이 하부 기판과 봉지층을 유리로 만든다. 반면, 플렉시블 OLED는 기판에 PI(폴리이미드)를 사용하고 봉지층에는 얇은 필름인 TFE(박막봉지)를 사용하므로 디스플레이가 유연하게 움직일 수 있다.

○ 화면이 밖으로 오게 접는 아웃폴딩 방식, 로욜과 화웨이의 폴더블 스마트폰 디자인

< Copyright ⓒ ROYOLE CO.,LTd All Rights Reserved. >
< ⓒletsgodigital / 특허명 : MOBILE TERMINAL FOLDING MECHANISM AND MOBILE TERMINAL 출원번호 : 17852359 / 출원인 : HUAWEI TECH CO LTD / 출원일자 : 20170919 >

하나의 디스플레이를 사용한 최초의 폴더블 스마트폰은 2018년 하반기에 출시된 중국 회사 로욜(Royole)의 플렉시파이(Flexpai)다. 단 플렉시파이는 휴대성, 내구성 등 완성도에서 혹평이 지배적이었다. 320g으로 태블릿 PC수준의 무게이며 접었을 때 15.2mm로 지나치게 두꺼워, 태블릿 PC와의 차별점을 확보하지 못했다는 지적이다. 화면을 바깥쪽으로 오게 접는 아웃폴딩 방식을 채택한 것도 내구성을 고려하지 않았다고 평가된다. 아웃폴딩 방식은 디스플레이가 외부에 노출되므로 충격에 취약하기 때문이다. 제작년 출원한 화웨이의 특허도 힌지의 형태나 아웃폴딩 방식이라는 점에서 로욜과 유사한 디자인을 채택하고 있는 것으로 보여진다.

○ 듀얼 유저 모드와 똑똑한 화면 전환 방법을 제시하는 구글의 폴더블 스마트폰 특허

< 특허명 : Electronic Device Having Pivotably Connected Sides With Selectable Displays, 출원번호 : 16044652 / 출원인 : Google Technology Holdings LLC / 출원일자 : 20180725 >

구글은 구체적인 출시 계획을 내놓지는 않았으나, 미국 특허청에 폴더블 스마트폰 관련 특허를 등록한 것으로 확인되었다. 특허에 등록된 형태는 둘로 나뉜 장치부가 힌지로 연결되며, 하나의 화면이 힌지 부분에서 아웃폴딩되는 디자인이다. 다른 폴더블 스마트폰과 마찬가지로 접힐 때는 일반 스마트폰처럼, 펼칠 때는 태블릿PC처럼 활용할 수 있다. 재미있는 점은 듀얼 유저 모드(Dual user mode)에 대한 내용으로, 두 명이 동시에 각 디스플레이를 사용할 수 있다는 것이다. 또한 화면 전환을 할 수 있는 여러가지 방법도 고려되고 있다. 유저가 사용할 화면을 선택할 수도 있으나, 센서에서 전송된 데이터로 화면을 전환할 수도 있다. 예를 들어 단순히 화면을 뒤집으면 자동으로 반대 화면으로 전환되게 할 수도 있다는 아이디어다.

○ 내구성 문제를 해결한 인폴딩 방식의 디스플레이, 애플과 삼성의 폴더블 스마트폰

< 특허명: Electronic Devices With Flexible Displays, 출원번호 : US20170336831A1 / 출원인 : Apple Inc. / 출원일자 :2017.11.23. >

애플의 특허에서 공개된 디자인은 인폴딩 방식이다. 인폴딩은 개발하기에는 아웃폴딩보다 더 난이도가 있지만, 디스플레이를 외부에 노출하지 않아 내구성 면에서 더 낫다고 평가된다.

< Copyright © Bloter&Media Inc. All rights reserved. >

삼성의 ‘갤럭시 폴드’는 2018년 삼성 개발자 컨퍼런스에서 예고한 대로 ‘인피니티 플렉스 디스플레이(Infinity Flex Display)’를 탑재했다. 인피니티 플렉스 디스플레이는 인폴딩 방식을 택했다. 한편 삼성은 소프트웨어 경험 면에서도 완성도를 기했다. 주목할 점은 멀티태스킹 기능이다. 기기의 바깥쪽의 커버 디스플레이에서 앱을 이용하다가 펼치면 큰 안쪽의 디스플레이에 바로 연결해 사용할 수 있고, 다른 앱을 멀티 윈도우로 동시에 사용할 수 있다. 디스플레이가 연속성 있게 전환되는 사용자 경험을 위해 삼성 측은 구글 안드로이드와 적극 협력해 플랫폼을 최적화하겠다는 입장을 밝혔다.

○ 폴더블 스마트폰의 주요 이슈, 내구성

폴더블 스마트폰의 주요 기술적 이슈 중 하나는 디스플레이가 접히는 부분의 내구성이다. 반복적으로 접었다 펴면서 해당 부분에 주름이 잡히는 등 흔적이 남을 수 있기 때문이다. 여러 회사가 관련 특허를 많이 출원한 상태로, 여기서는 모토로라와 구글의 특허를 소개한다.

< 특허명: Method to recover permanent set in a foldable display, 출원번호 : 15375986 / 출원인 : MOTOROLA MOBILITY LLC / 출원일자 : 2016.12.12. >

모토로라는 디스플레이의 접히는 부분에 생기는 주름 변형을 평평하게 복구하는 특허를 출원했다. 특수 모듈이 일정 시간 이상 디스플레이가 접혀 있었다는 것을 인식하면, 힌지 부분에 위치한 온도 센서가 열을 가해 디스플레이에 생긴 주름을 편다.

< 특허명: FOLDABLE DISPLAY NEUTRAL AXIS MANAGEMENT WITH THIN, HIGH MODULUS LAYERS, 출원번호: 16003938 / 출원인: GOOGLE LLC / 출원일자 : 2018.06.08. >

구글도 접히는 부분의 내구성을 높이는 세 가지 방법을 고안했다. 첫째는 탄성이 적은 레이어가 포함되어 휘어지는 정도를 제한한다. 두 번째는 형상기억합금을 사용해 원래 구조로 돌아가게 하는 것이며, 세 번째는, 젤(gel)이나 폼(foam)재질을 사용해 접을 때 생기는 압력을 완화하는 것이다. 

○ 시장의 화두가 된 폴더블 스마트폰, 남은 이슈는?

< ⓒBloomberg >

2018년까지 특허 출원 경쟁이 뜨거웠던 데 이어 2019년에는 삼성을 필두로 폴더블 스마트폰이 연이어 출시되고 있다. 삼성과 화웨이의 폴딩 전후 화면 내구성 비교가 화제가 되었듯, 사용자 UX나 내구성, 무게 면에서 어떤 디자인과 기술을 채택할지가 경쟁력이 될 것으로 보인다. 폴더블 스마트폰은 휴대성과 큰 화면을 동시에 갖출 수 있는 방법이지만, 자칫하면 가벼운 스마트폰과 넓은 화면의 태블릿 사이에서 그 정체성이 모호해질 수 있기 때문이다. 각 제조사들이 어떻게 이 딜레마를 해결하여 시장에서 폴더블 스마트폰의 입지를 굳힐지 기대해 보자. (자료인용 : 특허청 디자인맵)

 

댓글0