'삼성-LG' 플렉서블로 '넘사벽' 이어간다

삼성디스플레이와 LG디스플레이가 전 세계 시장에서 유일하게 '플렉서블' 양산에 성공, 유기발광다이오드(OLED) 시장의 기술 혁신을 통해 세계 디스플레이 시장을 선도하고 있다.

시장에서는 양사의 이 같은 혁신 기술을 정부 주도하에 대규모 투자지원을 받는 중국 디스플레이 업체들이 쉽게 따라올 수 없는 핵심 경쟁력으로 평가하고 있다. 평판 디스플레이의 경우, 중국 업체들의 액정표시장치(LCD) 생산능력(Capa)은 적극적인 8세대(가로 2천200mm, 세로 2천500mm) 이상의 생산라인 투자로 인해 오는 2016년이면 국내 업체를 추월할 것으로 전망된다.

아이뉴스24에서는 양사가 확보한 플렉서블 기술을 소개, 시장 선점을 위한 양사의 향후 전략을 살펴본다.[편집자주]

[양태훈기자] 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)는 일반적인 평면 디스플레이가 유리 기판을 사용하는 것과 달리 플라스틱과 같이 유연성이 높은 기판을 활용해 자유롭게 휘고, 구부리며, 둥글게 말 수 있는 기능성을 제공하는 디스플레이를 말한다.

이는 기존 리지드(평면) 디스플레이를 탑재한 모바일 기기들이 디자인 차별화에 한계를 지닌 것과 달리 다양한 모양의 크기도 변화할 수 있는 독특한 디자인의 적용이 가능하다는 이점을 제공한다.

특히, 자동차 디스플레이 시장에서는 플렉서블 디스플레이가 기존 유리 기판을 사용한 디스플레이 대비 높은 내구성을 제공하기 때문에 안전성을 요구하는 스마트카용 디스플레이로 수요가 높아지고 있는 상황이다.

디스플레이 업계에서는 플렉서블 디스플레이의 본격저인 개발을 지난 2004년 미국의 E-잉크사(社)가 전자잉크를 기반으로 50dpi(dot per inch, 1인치당 도트 수)의 해상도로 전자종이를 발표한 것을 시작으로 본다.

다만, 최근에는 전자잉크가 디스플레이 특성상 동영상 구동이 쉽지 않다는 단점을 갖고 있는 만큼 자체발광 소자인 OLED를 중심으로 한 플렉서블 디스플레이 개발이 활발히 이뤄지고 있다.

이는 OLED가 스스로 빛을 내 백라이트(BLU)와 컬러필터가 필요 없고, 시야각의 제한이 없으며, LCD 대비 전력을 적게 소비하는 등 플렉서블 구현에 최적화된 구조적인 특성을 지니고 있기 때문이다.

플렉서블 디스플레이는 유연성을 기준으로 '언브레이커블(깨지지 않는 패널)', '벤더블(구부릴 수 있는 패널)', '롤러블(돌돌 말 수 있는 패널)', '폴더블(접을 수 있는 패널)'로 개발 단계가 구분된다.

플렉서블 디스플레이의 유연성은 휘어지는 정도를 의미, 이는 곡률반경으로 나타낸다.

곡률반경은 디스플레이를 둥글게 말았을 때 원기둥의 밑면에 해당하는 원의 반지름으로, 예컨대 곡률반경 100R은 반지름이 100밀리미터(mm)인 원의 휜 정도를 의미한다.

완벽한 의미의 플렉서블 디스플레이는 화면 자체를 둘둘 말거나 접었다 펼 수 있는 수준으로, 업계에서는 이를 위한 해결과제로 높은 공정온도를 견디면서 완벽한 유연성을 갖춘 기판재료의 혁신과 습기·산소의 침투를 막는 보호막(Passivation), 봉지(Encapsulation) 공정의 개선 등을 꼽고 있다.

시장조사업체 디스플레이서치에 따르면 플렉서블 OLED 디스플레이 시장은 올해를 기점으로 큰 폭의 성장이 예상, 오는 2015년 35억달러(한화 4조 827억5천만원)에서 오는 2021년 48억달러(한화 5조 5천915억2천만원)으로 증가할 전망이다.

◆삼성디스플레이, 플렉서블 모바일 시장 선점 中

삼성디스플레이는 미래의 성장동력으로 플렉서블 OLED 디스플레이에 주목하고 있다.

박동건 삼성디스플레이 대표는 지난해 8월 대구 엑스포에서 개최된 국제정보디스플레이학술대회(IMID)에서 "진정한 플렉서블 패널이 양산되면, 다양한 형태의 완성품이 나올 수 있어 기존 평면형 디스플레이 시대의 한계를 넘을 수 있다"며, 플렉서블 디스플레이에 대한 중요성을 강조한 바 있다.

삼성디스플레이의 본격적인 플렉서블 디스플레이 개발은 지난 2007년 8월 세계 최대 크기의 40인치대 흑백 플렉서블 전자종이 개발에 성공하면서부터 시작됐다.

이듬해인 지난 2008년에는 480x272급 해상도의 4인치대 플렉서블 OLED 패널 양산에 성공, 본격적인 플렉서블 OLED 디스플레이 개발에 진입, 2009년 5월 세계 최대 크기인 6.5인치 플렉서블 OLED 디스플레이 개발에도 성공한다.

이후, 지난 2013년 10월에는 유리기판 기반의 5.7인치 풀HD급 해상도(1천920x1천80)의 플렉서블 OLED 디스플레이(곡률반경 400R) 양산을 시작, 지난해 2월에는 432x182급 해상도의 1.84인치(곡률반경 57R) 크기의 세계 최초의 웨어러블용 플렉서블 OLED 디스플레이 양산에도 돌입한다.

또 같은해 8월 우측 화면만을 구부린 QHD급 해상도(2천560x1천600)의 5.6인치 플렉서블 OLED 디스플레이(멀티곡률 엣지면 7R, 베젤면 13R)를, 이후 9월에는 웨어러블용 플렉서블 OLED 패널로 플라스틱기판 기반의 360x480급 해상도의 2인치 디스플레이(곡률반경 47R)를 양산하는 등 플렉서블 시장 공략에 적극적으로 나선다.

특히, 삼성디스플레이는 올해 3월 세계 최초로 양쪽 화면을 구부린 QHD급 해상도의 5.1인치 플렉서블 OLED 디스플레이(멀티곡률 엣지면 12R, 베젤 6.5R) 양산에도 성공, 오는 8월 공개될 예정인 삼성전자의 '갤럭시노트5 엣지(가칭)'용으로 5.7인치로 화면 크기를 키운 '듀얼 커브드 엣지 패널'을 공급할 예정이다.

현재 삼성디스플레이는 충남 아산시 탕정면에 5.5세대(가로 1천300mm, 세로 1천500㎜) 생산라인(A2)과 6세대(가로 1천500mm, 세로 1천850mm)의 생산라인(A3) 라인에서 플렉서블 OLED 디스플레이를 양산하고 있다.

업계 추산으로 해당 생산라인에서 양산되는 플렉서블 OLED 패널 생산규모는 월 3만장 수준으로, 이는 5인치대 제품을 기준으로 월 600만대를 공급할 수 있는 것으로 알려졌다.

◆ LGD, 플렉서블로 자동차도 잡는다…구미에 신규 생산라인 투자도

LG디스플레이 역시 플렉서블 OLED 디스플레이를 미래의 먹거리로 육성 중으로, 스마트폰을 비롯해 스마트워치, 자동차 등 미래 시장을 선도할 수 있는 제품을 양산한다는 목표다.

앞서 한상범 LG디스플레이 대표는 올해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 기자간담회에서 "(앞으로) 플라스틱(플렉서블) OLED 기반의 (차량용) 계기판을 출시하는 등 차별화 기술과 제품 확대를 추진할 것"이라고 밝힌 바 있다.

이후 2010년 세계 최대 크기의 19인치 전자종이를 개발, 2011년에는 HD급 해상도(1천280x720)의 7인치 박막트랜지스터(TFT) LCD 개발에 성공하는 등 지속적으로 플렉서블 디스플레이 기술개발에 투자해왔다.

특히, 플렉서블 OLED 디스플레이는 지난 2013년 10월 세계 최초로 플라스틱 기판의 6인치 스마트폰용 플렉서블 OLED 패널 양산에 돌입한 후, 이듬해 6월 18인치 플렉서블 OLED 디스플레이(곡률반경 30R)개발에 성공하고, 9월에는 세계 최초로 1.3인치 원형 플렉서블 OLED 패널 양산에 성공하는 등 본격적인 플렉서블 OLED 시장 공략에 나서고 있다.

LG디스플레이는 플렉서블 OLED 시장의 공략속도를 더욱 높이기 위한 전략으로, 기존 월 1만4천장의 생산규모를 지닌 4.5세대(가로 730mm, 세로 920mm) 생산라인(E2) 외 경상북도 구미에 1조 500억 원 규모의 6세대(가로 1천500mm, 세로 1천850mm) 생산라인(E5) 투자도 결정했다.

6세대 플렉서블 생산라인(E5)은 원장기판 투입기준 월 7천500장 규모(5.5인치 기준 월 150만대 공급 가능)의 생산능력을 제공, 오는 2017년 상반기부터 본격적인 양산에 돌입할 예정이다.

LG디스플레이 측은 6세대 플렉서블 OLED 생산라인(E5)에 대한 투자는 폴더블 및 대화면 자동차용 디스플레이와 같은 미래 성장 시장을 공략하기 위함이라며, 앞으로 플렉서블 OLED만이 구현할 수 있는 새로운 폼팩터(형태) 및 디자인 혁신을 통해 모바일용 디스플레이 시장에서 차별화된 경쟁력을 제고할 계획이라고 강조했다.