LG디스플레이가 폴더블(접히는) 스마트폰용 터치스크린패널(TPS) 소재로 메탈메시(키워드 참조)를 적용키로 했다. 5.98인치 메탈메시 TSP 샘플 제품이 필드 테스트를 통과했다.


메탈메시는 기존 인듐주석산화물(ITO) 대비 값싸고 터치 감도도 좋지만, 터치 전극이 눈에 보이는 ‘모아레(Moire)’ 현상 탓에 실제 양산에 적용하기는 어려웠다.


앞서 삼성디스플레이도 폴더블 능동형 유기발광다이오드(AM OLED)에 메탈메시 TSP를 적용키로 하고, 국내 협력사 두 곳과 연구개발을 진행 중이다.


ITO의 양산 안정성에 가려 주목 받지 못했던 메탈메시 소재가 폴더블 스마트폰 시대를 맞아 본격 개화할 전망이다.



LGD, 폴더블 OLED에 GFF⋅메탈메시 적용키로



LG디스플레이의 폴더블 OLED용 터치스크린은 기존 글래스-필름-필름(GFF) 방식에 소재만 ITO에서 메탈메시로 치환한 것이다. 가장 아래 폴리이미드(PI) 필름을 기판으로 놓고, 그 위로 메탈메시⋅상층기판⋅편광판을 차례로 적층하는 구조다.


LG디스플레이는 이를 5.98인치 패널에 구현해 지난해 필드테스트를 진행했다. 종전 ITO 소재로 GFF방식 TSP를 만들었을 때 저항값이 20~40옴(Ω)을 기록했던 것과 비교해 메탈메시 소재를 써 1Ω 수준까지 줄였다. 신호 대비 잡음비(SNR)는 30데시벨(dB) 이상, 지연시간(Charge time)은 ITO의 절반 수준으로 측정됐다. 

 


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▲LG이노텍이 생산한 메탈메시 터치스크린. /LG이노텍 제공



폴더블 OLED의 가장 중요한 특성인 굽힘 테스트에서도 10만회까지 저항값 변화가 측정되지 않았다. 여러번 굽혀도 터치 기능에 문제가 없었다는 뜻이다.


LG디스플레이는 내년 상반기 양산할 폴더블 OLED에 메탈메시 TSP를 적용하기 위해 연구개발을 지속 중이다. 


LG디스플레이가 LCD에 써오던 ITO를 버리고 메탈메시 소재를 폴더블 OLED에 적용한 것은 불가피한 측면이 있다. ITO는 양산성은 우수하지만, 물리적 충격에 약해 반복적으로 굽히면 쉽게 깨지기 때문에 폴더블 OLED에 적용하는 것은 불가능하다.


ITO를 이용한 애플리케이션은 화면 양 끝이 살짝 기울어진 사이드 엣지 스마트폰이 한계다.



SDC, 모아레 잡기 안간힘...에칭방식 적용할 듯



삼성디스플레이 역시 ‘갤럭시S6 엣지’용 OLED에는 ITO를 적용했으나 ‘프로젝트 밸리’용 OLED에는 메탈메시 소재를 이용해 양산을 시도하고 있다. 삼성디스플레이의 터치스크린은  메탈메시 소재는 잉크테크에서 공급하고, 코팅 작업은 미래나노텍이 맡을 것으로 보인다. 


삼성디스플레이는 비교적 빨리 폴더블 OLED 개발을 진행한 덕분에 연구개발이 거의 마무리 단계에 들어섰다. 10만회 굽힘 테스트도 무난히 통과했고, 코닝 ‘고릴라 글래스’ 대신 편광판 위에 얹혀질 커버 소재도 ‘하이브리머’로 확정했다. 하이브리머는 유기물과 무기물의 중간 형태로, 편광판 위에 나노 코팅 방식으로 입힌다.

 


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▲미래나노텍 연구원이 메탈메시 터치스크린을 검사하는 모습. /미래나노텍 홈페이지 캡처



다만 삼성디스플레이도 아직 모아레 현상을 완전히 잡지는 못했다. 밝은 야외에서 스크린을 들여다 보면, 전극 형태가 육안으로 보일 정도다.


한때 유력시됐던 프린팅 기술도 7월 시양산에 당장 적용하기는 어려울 것으로 알려졌다. 기존 공법인 에칭(식각) 기술에 비해 수율이 못 미쳤기 때문이다.


업계 관계자는 “메탈메시는 터치 감도와 굽힘 강도에서 폴더블 OLED에 가장 이상적인 소재”라면서도  “모아레 현상을 잡지 못하면 화질 문제가 불거질 가능성이 있다”고 말했다.




♦ 메탈메시(Metal Mesh) TSP란?


필름 위에 격자 무늬 패턴을 만들고, 그 안에 저항값이 낮은 은이나 구리 등 금속을 그물망 같이 미세하게 도포한 것. 


표면 저항값이 낮아 터치 응답속도가 빠르고, 구부릴 수 있어 웨어러블 기기에도 적합. 제조공정도 기존 ITO 제조 공정보다 단순해 원가 경쟁력도 비교적 높음. 


ITO 제조에 쓰이는 인듐은 중국의 전 세계 생산량의 95%를 차지해 수급이 불안정하지만, 메탈메시용 은⋅구리는 비교적 흔해 원자재 수급도 안정적.


ITO 전극이 눈에 잘 보이지 않는 것과 달리, 메탈메시 전극은 밝은 야외에서 육안으로 보인다는 게 가장 큰 단점. OLED 픽셀과 겹쳐지면 물결이 치는 듯한 ‘모아레(Moire)’ 현상이 발생하기도 함.






 

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