'폴더블-롤러블' 등 디바이스 진화에 '코오롱-SK-LG' 함박 웃음

폴더블, 롤러블 등 다양한 폼팩터의 디바이스들이 출시하고 있다. 삼성전자는 폴더블폰의 흥행으로 호실적을 기록했으며 중국 스마트폰 기업들도 잇달아 플렉서블 스마트폰을 선보이고 있다. 애플 역시 폴더블폰을 출시할 것이라는 소문이 무성하다.

다양한 폼팩터로의 진화는 플렉서블 디스플레이 시장에도 호재다. 특히 세계 최초로 투명 PI필름을 양산한 코오롱인더스트리를 비롯해 커버 윈도우 시장에 출사표를 던진 SK아이이테크놀로지와 LG화학에 대한 기대감도 높아지고 있다.

10일 업계에 따르면 최근 삼성전자는 지난해 연결 기준 잠정실적을 집계한 결과 매출은 279조원, 영업이익은 51조원을 각각 기록했다고 공시했다.

매출은 전년 236조원에 비해 17.8% 늘어나면서 사상 최대치를 기록했다. 같은 기간 영업이익은 35조원에서 43.2% 뛰면서 반도체 슈퍼 호황기였던 2018년 58조원 이후 최고 수준을 기록했다. 이는 역대 세 번째로 높은 규모다.

반도체 부문이 매출 호조를 견인한 가운데 폴더블폰 흥행에 따른 모바일 부문 호실적도 한몫한 것으로 분석됐다.

삼성전자에 따르면 폴더블폰 전 세계 판매량은 2020년에 비해 지난해 4배 이상으로 확대됐다. 또 카운터포인트리서치 조사를 보면 미국 시장에서 삼성전자 스마트폰 판매량 가운데 폴더블 라인업 비중은 2020년 0.6%에서 지난해 12%로 급증했다.

삼성전자의 폴더블폰 판매가 급증한 것은 지난해 8월 출시된 'Z폴드3'와 'Z플립3'의 흥행 덕분이다. 두 제품은 출시 후 4개월간 약 422만대 판매된 것으로 추정된다. 국내에서도 출시 39일 만에 100만대가 팔렸을 정도다.

삼성전자의 폴더블폰 흥행은 당분간 이어질 전망이다. 최근 성황리에 마무리된 세계 최대 전자·IT 전시회 'CES 2022'를 통해 삼성디스플레이가 선보인 다양한 폼팩터의 차세대 OLED 패널 덕이다.

삼성디스플레이는 △두 번 접는 '플렉스S'와 '플렉스G' △접는 노트북 '플렉서블 노트' △미끄러지며 확장되는 '플렉스 슬라이더블' 등 차세대 중소형 OLED 패널을 대거 선보였다.

'플렉스S'는 안으로 접는 인 폴딩과 바깥으로 접는 아웃 폴딩을 기기 한 대에 구현, 7.2인치의 대형 디스플레이를 두 번 접어 주머니에 넣을 수 있다. 휴대성과 사용성을 동시에 잡았다.

'플렉스G'는 양쪽 힌지를 각각 안쪽으로 접을 수 있다. 듀얼 인 폴딩 폼팩터는 처음 등장한 형태로, 접은 상태에서 내구성이 뛰어나다는 것이 장점이다. 폴더블 OLED가 외부 환경에 의해 파손되는 상황을 최소화할 수 있다.

'플렉스 슬라이더블'은 폴더블 다음 폼팩터의 방향을 제시한다. 화면이 우측으로 미끄러지면서 확장하는 롤러블 디스플레이다.

이들 제품은 시제품에 불과하다. 하지만 삼성전자가 폼팩터 혁신 최전선에서 다양한 실험을 이어가고 있는 만큼 실제 출시로 이어질 가능성이 크다.

삼성의 플렉서블 스마트폰 흥행과 가속으로 중국 기업들도 경쟁적으로 출시하고 있다. 지난해 화웨이, 샤오미, 오포 등이 폴더블폰을 출시했으며 TCL은 이번 CES에서 '갤럭시 Z플립' 시리즈와 유사한 폴더블폰 '시카고'를 공개하기도 했다.

애플의 첫 폴더블폰 예상 이미지도 공개됐다.

최근 IT 전문매체 애플인사이더는 '아이폰 폴드(가칭)'의 렌더링 이미지를 공개했다. 매체는 그동안 나온 소식과 특허 문서, 삼성 갤럭시 폴드 렌더링을 기반으로 폴더블 아이폰의 렌더링을 제작했다고 설명했다.

매체는 대만 TF인터내셔널증권 궈밍치 애널리스트를 인용, 애플이 2024년 이후 폴더블폰을 출시할 것으로 전망했다.

이 같은 새로운 폼팩터들의 등장으로 폴더블폰 시장은 급성장할 전망이다.

글로벌 시장조사업체 OMDIA는 폴더블폰 시장이 2020년 350만대에서 2026년에는 5000만대 규모로 급성장한다고 관측했다.

디스플레이 시장 조사기관인 DSCC는 2020년 시장조사 보고서에서 폴더블 디스플레이 공급량이 2021년 330만대 수준에서 2024년 4110만대 수준까지 늘어날 것으로 예상했다.

이처럼 다양한 플렉서블 폼팩터의 디바이스들이 늘어나면서 디스플레이 기술의 핵심 소재인 투명 폴리이미드(Poly Imide, PI) 필름과 커버 윈도우(Cover Window)가 주목받고 있다.

투명 PI필름은 유리처럼 투명하고 강도가 세면서도 수십만번 접어도 흠집이 나지 않는 차세대 디스플레이 소재다. 특히 스마트폰 제조사들이 박차를 가하는 폴더블폰과 롤러블폰에 없어서는 안 되는 핵심 소재다.

투명 PI필름을 세계 최초로 양산에 성공한 기업은 코오롱인더스트리다. 'CPI 필름'은 코오롱인더스트리가 상표 등록을 마친 투명 PI필름의 고유 브랜드명이다.

다른 소재에 비해 온도 변화와 장기간 사용에 대한 내구성이 강하고 다양한 크기와 디자인의 폼팩터에 자유롭게 적용될 수 있는 것이 장점이다.

특히 2~3단 멀티 폴드가 가능한 폴더블 디스플레이에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 롤러블 디스플레이 등 다양한 플렉서블 디스플레이에 사용할 수 있다.

또한 스마트폰을 넘어 10인치 이상의 노트북, 태블릿 TV 등 중대형 화면에도 활용할 수 있고, e북과 보호필름 등 용도 확대를 통해 다수의 글로벌 디스플레이 업체에 활발히 공급하고 있다.

실제로 레노버가 출시한 세계 최초 폴더블 노트북인 '레노버 싱크패드 X1폴드'와 샤오미의 첫 폴더블폰인 '미믹스 폴드'에 커버 윈도우로 사용되면서 입지를 다졌다.

현재 코오롱인더스트리는 경북 구미공장에 연간 100만㎡를 생산 가능한 설비를 갖추고 있으며 CPI 필름과 관련된 국내 특허의 80%를 차지하는 104건의 특허와 해외 특허의 50%에 해당하는 200건의 특허를 보유하고 있다.

SK과 LG는 FCW(Flexible Cover Window)에 힘을 더하고 있다.

커버 윈도우는 IT 기기의 가장 외부에 위치해 충격으로부터 디스플레이 패널을 보호하면서도 선명한 이미지를 전달하는 역할을 하는 핵심 소재다. 내구성과 투과율뿐만 아니라 유연하게 접을 수 있는 굴곡 특성까지 모두 갖춰야 하는 것이 특징이다.

2차 전지의 핵심 소재인 분리막을 생산하는 배터리 소재 회사로 잘 알려진 SK아이이테크놀로지(SKIET)는 FCW 사업을 지속 추진하고 있다.

SKIET가 분할된 2019년 4월 이후 증평 공장에서 투명 PI필름 1호기 시운전을 시작했다. 2020년 4월 상업 가동을 개시했고, 7월부터는 중국 기업 '로욜'에 FCW 공급을 시작했다. 로욜은 2018년 세계 최초로 폴더블 스마트폰을 제조한 회사다.

SKIET 측은 "투명 PI필름의 경우 신제품 개발에 비교적 장기간이 소요되기 때문에 새로운 제품 개발과 동시에 하드코팅을 통한 기존 제품과의 성능 차별화를 도모하고 있다"고 설명했다.

이어 "급격한 시장 수요 증가에 따른 적기 대응을 위해 주요 공정의 내재화 및 추가 증설에 대해서도 선제적으로 검토하고 있다"고 덧붙였다.

현재 FCW 사업은 초기 투자 단계로, 지난해 3분기에도 91억원의 손실이 발생하는 등 적자 사업군으로 분류된다. 시장에서는 2024년께 손익분기점을 달성할 것으로 보고 있다.

지난해 LG화학은 특수 개발한 코팅제를 적용, 평면은 유리처럼 단단하면서도 접힘 부위는 플라스틱처럼 유연한 폴더블 IT 기기용 커버 윈도우 '리얼 폴딩 윈도우(Real Folding Window)'를 개발했다.

LG화학 측은 "기존 PI필름이나 강화유리 형태의 소재와 달리 LG화학의 신규 코팅 기술이 적용된 커버 윈도우는 유연함을 극대화하면서도 화면 연결 부위의 고질적인 접힘 자국을 개선하는 등 폴더블폰에 최적화된 솔루션을 제공해 줄 수 있을 것"이라고 설명했다.

특히 얇은 플라스틱의 일종인 PET 필름의 양면에 새로운 소재를 수십마이크로미터(㎛) 두께로 코팅해 플라스틱 소재의 내열성과 기계적 물성을 보완했다. 기존 강화유리보다 두께가 얇고 동일한 수준의 경도를 가지면서도 화면이 깨지는 크랙 현상이 없다.

뿐만 아니라 현재 상용화된 커버 윈도우의 경우 인 폴딩 방식에 최적화돼 있는 데 반해 '리얼 폴딩 윈도우'는 아웃 폴딩 방식까지 모두 구현 가능한 것이 장점이다.

LG화학은 얇은 두께, 깨끗한 외관, 안정적인 폴딩 특성 등 커버 윈도우 소재에 대한 고객 니즈를 파악해 코팅 방식의 커버 윈도우 기술 개발 및 검증을 완료했으며 2023년부터 본격적으로 제품을 판매할 계획이다.