일직선 형태 LED 전등을 비춘 디스플레이 면. (a) 상용 폴더블 스마트폰 디스플레이 접힘 부위, (b) 본 발명이 적용된 시제품의 디스플레이 접힘 부위. 사진=KASIT 제공
(a) 일반적인 폴더블 스마트폰의 접착 및 비접착 영역, (b) 본 발명에서의 접착 및 비접착 영역, (c) 일반적인 폴더블 스마트폰 디스플레이 응력분포, (d) 본 기술이 적용된 폴더블 스마트폰 디스플레이 응력분포. 사진=KASIT 제공
접는 스마트폰 시장의 고질적 난제였던 화면 주름 문제를 완벽히 해결할 수 있는 획기적인 설계 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
단순히 소재 개선이나 힌지 구조를 보강하던 기존 방식을 넘어 디스플레이와 지지판 사이 결합 방식을 완전히 바꾼 발상 전환이 기술의 핵심이다.
20일 KAIST에 따르면 기계공학과 이필승 교수 연구팀이 디스플레이가 접힐 때 발생하는 물리적 응력을 특정 부위에 몰리지 않고 주변으로 매끄럽게 분산시키는 접착 영역 재설계 기술을 확보했다.
그간 삼성전자와 화웨이 등 글로벌 제조사들은 폴더블폰의 대중화를 위해 수년간 막대한 자본을 들여 반복 사용 시 생기는 화면 왜곡과 내구성 저하라는 주름의 늪을 완벽히 벗어나지 못했다.
연구팀은 시중의 중고 폴더블폰 수십 대를 직접 분해하며 실사용자들이 느끼는 시각적 불편함의 원인을 분석했다.
기존 구조는 접힘 부위에 모든 힘이 집중되어 0.1mm 수준의 미세한 굴곡이 발생하는데 이것이 조명 아래서 빛을 굴절시켜 화면을 휘어 보이게 만든다.
이번에 개발된 신기술은 디스플레이를 지지판에 'ㄷ'자 형태로 테두리만 접착하는 방식을 채택했다.
이를 통해 접힘 과정에서 발생하는 응력을 길게 퍼뜨려 주름 형성을 원천적으로 차단한다.
실제 연구팀이 제작한 시제품은 일직선 LED 조명을 비췄을 때 상용 제품과 달리 반사광이 흐트러짐 없이 선명한 직선을 유지했다.
수만 회의 접는 테스트 후에도 변형 없는 내구성을 보였다는 게 연구팀을 설명이다.
이 기술의 가장 큰 강점은 단순함에 있다. 복잡한 추가 부품이나 공정 변화 없이도 기존 제조 라인에 즉각 적용이 가능해 상용화 문턱을 낮췄다.
이는 스마트폰뿐만 아니라 화면 면적이 넓어 주름에 더욱 취약했던 태블릿과 노트북 시장의 판도를 바꿀 기폭제가 될 것으로 보인다.
이번 원천기술은 이미 국내외 특허 출원 및 등록을 마친 상태로 정체된 폴더블 시장에서 한국이 기술 주도권을 선점하는 데 기여할 전망이다.
이필승 교수는 “세계적인 기업들이 해결하지 못한 문제를 비교적 단순하고 명확한 방식을 통해 해결했다”며 “이번 기술이 차세대 디스플레이 시장 전반에 확산돼 한국의 기술 경재력을 한층 강활 것을 기대한다”고 말했다.
이필승 교수 (중앙), 배준한 석사 졸업생 (좌상). 사진=KAIST 제공
조정민 기자 jeongmin@cctoday.co.kr
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