미래 아이패드 '하이브리드 OLED' 채택 가능성

LG디스플레이, 삼성디스플레이 '유리기판+박망봉지'OLED 개발 중
"애플, PI 기판의 플렉시블 OLED는 우글쭈글해 보여 꺼린다."
DSCC, '유리기판+박망봉지' 장비 투자 올해부터 상승세 전망

mini LED를 적용한 애플의 12.9인치 아이패드 프로(2021년 모델)

애플의 첫번째 OLED 아이패드를 포함해 앞으로 나올 애플의 IT 제품 OLED에는 유리기판 기반의 '하이브리드 OLED'가 지속 적용될 가능성이 있다는 전망이 나왔다. 당초 업계에선 애플의 하이브리드 OLED 적용 원인을 비용 절감에서 찾았지만, 애플이 기술 측면에서도 하이브리드 OLED를 선호한 이유가 있는 것으로 파악됐다. 현재 LG디스플레이와 삼성디스플레이가 개발 중인 하이브리드 OLED는 아직 신뢰성이 높지 않은 것으로 알려져, 구현이 더 어려울 수 있는 PI 기판 기반의 플렉시블 OLED를 IT 제품에 적용하려면 시간이 필요할 것으로 전망된다.

30일 업계에 따르면 애플이 2024년께 출시할 것으로 예상되는 첫 번째 유기발광다이오드(OLED) 아이패드는 물론 앞으로 출시될 애플 IT 제품용 OLED에선 이른바 '하이브리드 OLED'가 지속 적용될 가능성이 있는 것으로 파악됐다. IT 제품이란 아이패드(태블릿)와 맥북(노트북) 등을 말한다. IT 제품 화면은 10~20인치 내외로, 5~7인치의 스마트폰 OLED보다 크다.

하이브리드 OLED는 리지드 OLED의 유리기판과 플렉시블 OLED의 박막봉지(TFE)를 적용한 기술을 말한다. 일반적으로 리지드 OLED는 유리기판에 유리봉지, 플렉시블 OLED는 폴리이미드(PI) 기판에 박막봉지를 적용한다. 플렉시블 OLED는 구부릴 수 있는 특성 때문에 제품 설계가 상대적으로 자유롭다. 아이폰은 전량 플렉시블 OLED를 사용한다. 하이브리드 OLED처럼 유리기판에 박막봉지를 적용하면 리지드 OLED보다는 얇게, 플렉시블 OLED보다는 싸게 만들 수 있다. 애플이 하이브리드 OLED를 첫번째 OLED 아이패드에 적용할 계획이란 사실이 알려지자 업계에선 원인을 단가 절감으로 추정해왔다.

하지만 이러한 원가 절감 외에 애플이 하이브리드 OLED를 선호했던 이유가 있는 것으로 파악됐다. 부품업계 한 관계자는 "플렉시블 OLED를 사용하면 제품 화면 일부가 사용자 눈에 우글쭈글해 보일 수 있다는 점을 애플이 싫어했다"고 밝혔다. 그는 "아이폰 OLED는 화면이 5~7인치여서 이러한 특성이 잘 드러나지 않지만 대화면(10~20인치) IT 제품에선 상대적으로 두드러진다"며 "예민한 사용자 눈에는 우글쭈글해 보이는 화면이 쉽게 식별될 수 있다"고 설명했다.

업계 일각에선 플렉시블 OLED에서 이러한 특성이 나타나는 이유에 대해 PI 기판 형성 후 진행하는 레이저 리프트 오프(LLO) 공정과 관련될 수 있다는 추정을 내놓는다. 플렉시블 OLED는 유리기판 위에 액체 상태 PI 바니시를 올린 뒤, PI 바니시가 굳어서(열경화) PI 기판이 되면 유리기판을 레이저로 제거하는 LLO 공정을 거친다. LLO 공정에서 유리기판을 떼어내는 과정에서 PI 기판 가장자리가 뒤틀리면 해당 부분에서 구현되는 OLED 화면이 사용자 눈에는 우글쭈글하게 보일 수 있다.

현재 LG디스플레이와 삼성디스플레이는 하이브리드 OLED에 사용하기 위해 0.2T(mm) 두께 유리기판인 '울트라신(UT) 기판'을 개발 중인 것으로 알려졌다. 0.5T 두께 유리를 0.2T 두께로 얇게 만들어야 한다. 두 패널 업체가 개발 중인 UT 기판의 신뢰성은 아직 높지 않은 것으로 알려졌다. 양산 적용까지는 1년 이상 남은 기술이다.

업계에선 유리기판 기반의 하이브리드 OLED 개발도 만만찮기 때문에, PI 기판 기반의 플렉시블 OLED를 애플이 바라는 수준까지 개발하긴 쉽지 않을 것이란 전망이 나온다. 화면 일부가 고르지 않은 점을 해결하는 것도 과제다. 또 하이브리드 OLED는 애플이 패널 업체에 먼저 개발을 요청한 것으로 알려졌다. 일반적으로 패널 업체가 세트 업체에 새로운 기술을 제안하는 경우가 많지만, 이번엔 반대였다.

2024년 애플이 처음 출시할 것으로 예상되는 OLED 아이패드는 하이브리드 OLED와 함께, 발광층을 2개층으로 쌓는 '투 스택 탠덤'(Two Stack Tandem) 방식을 적용한다. LG디스플레이는 차량용 OLED에 투 스택 탠덤을 적용해왔고, 삼성디스플레이는 지난주 IMID 2022 행사에서 차량용 OLED에 투 스택 탠덤을 채용할 계획임을 시사했다.

첫 번째 OLED 아이패드는 LG디스플레이와 삼성디스플레이의 6세대 라인에서 생산될 것으로 예상된다. 지난주 삼성디스플레이가 투자하겠다고 밝힌 IT용 8세대 OLED는 2024년 모델이 아니라 이후 나올 모델이 타깃이다. 8세대 유리원판에서 패널을 만들면 경제성을 높일 수 있다. LG디스플레이도 IT용 8세대 OLED 기술을 개발 중이다. 삼성디스플레이는 애플에 앞서 삼성전자에 먼저 납품해야 하기 때문에 전체적인 개발 일정이 빠르다.

시장조사업체 DSCC는 IT 제품용 OLED 투자로 인해 '유리기판+박막봉지'(하이브리드) 방식 투자가 올해부터 늘기 시작할 것이라고 예상했다. 2025년에는 기판 방식 기준으로 하이브리드 OLED(47%)가 리지드 OLED(34%), 플렉시블 OLED(19%)에 앞설 것으로 전망됐다. 스마트폰과 IT 제품에 필요한 중소형 OLED, TV에 필요한 대형 OLED를 모두 더해 집계한 수치다.