디스플레이 업계에서는 폴더블 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 구현하기 위해 터치와 전극 패터닝 기술 난도가 상당히 높은 것으로 보고 있다. 강화유리, 기판 등 패널 부문의 기술 문제는 거의 극복했다. 폴더블용으로 사용하는데 주요 부품 성능이 아직 부족하다. 패널이 유연해 구부리거나 접을 수 있는 디스플레이에서 문제없이 동작하는 터치 기술, 전극을 끊어짐 없이 유지할 수 있는 패터닝 기술은 당장 극복해야 할 과제로 꼽힌다.
터치스크린 기술은 기기 두께를 줄이면서 터치 감도를 높이는 형태로 진화했다. 폴더블·플렉시블 터치 기술은 기판을 구부렸을 때 깨지지 않고 저항 손실 없이 전극이 정상으로 작동해야 한다.
삼성디스플레이는 리지드 OLED에 온셀(On-Cell) 타입 OCTA(On Cell TSP AMOLED) 기술을 적용했다. OLED 봉지 유리 위에 터치센서를 패터닝하고 그 위에 강화유리를 붙인 형태다.
OLED 박막봉지 위에 터치센서를 바로 패터닝하는 공정도 연구되고 있다. 별도 필름을 사용하지 않으므로 두께가 더 얇아지는 것이 장점이다.
기존의 인듐주석산화물(ITO)필름을 대체하는 새로운 필름 소재 연구도 활발하다. 터치 패널에 적용하는 ITO필름은 구부렸을 때 깨지기 쉽고 소재 특성 상 크랙이 잘 생겨 폴더블용으로 적합하지 않다. ITO필름은 곡률이 5㎜까지 견디는 것으로 알려져 있다.
ITO필름을 대체할 수 있는 투명전극 소재로 메탈메시, 은나노와이어, 카본나노튜브(CNT), 하이브리드 메탈 임베디드 등이 꼽힌다. 아직 ITO보다 투과도나 저항값 등에서 더 높은 성능의 물질이 없어 대체 소재를 찾는 게 중요한 상황이다.
이 가운데 메탈메시는 투과율이 최대 90%로 높고 표면 저항값이 낮아 터치 응답 속도가 빨라서 상용화 가능성이 가장 높은 소재로 알려졌다. 터치패널 필름 위에 은, 구리 등 불투명한 금속으로 격자 무늬 패턴을 인쇄하는 기술이다.
가장 큰 문제는 배선 간격을 3마이크로미터(㎛) 이하로 줄이면 저항값이 높아져서 수율이 떨어진다. 이것이 당장 해결해야 할 숙제로 꼽힌다. 현재 3㎛ 수준의 메탈 메시 수율은 약 20% 수준에 불과한 것으로 알려졌다. 약 2~5㎛ 크기의 파티클만 발생해도 생산할 수 없는 상황이 된다는 것도 문제다.
은나노와이어는 수 나노미터(㎚) 두께에 불과한 은 와이어를 포함한 용액을 코팅하는 방식이다. 높은 유연성과 전도성이 강점이다. ITO 필름보다 가격이 높았지만 점차 하락했고, 적은 양으로도 높은 성능을 구현할 수 있다. 프린팅 방식으로 전극을 쉽게 형성할 수 있는 것도 장점으로 꼽힌다.
그러나 OLED에 전극을 형성할 때 균일도가 떨어지는 문제가 남았다. 흡습성이 높은 고분자절연물질(PVP)이 수분과 만났을 때 성능에 악영향을 미치는 것도 문제여서 PVP를 효과 높게 제거하는 방법도 찾아야 한다.
배옥진 디스플레이 전문기자 withok@etnews.com
