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폴더블폰(foldable Phone) 그리고 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)의 필름 문제 및 물리적 도전과제: 피로 파괴(Fatigue fracture)

나쌤 2019. 8. 17. 14:36

폴더블폰 전쟁의 점화

   전쟁이라는 표현이 과하다 할 수 있지만, 지금은 전세계적으로 화두임에는 분명하다. 과거 '로욜'이 최초의 폴더블폰 '플렉시파이'부터 시작된 폴더블 폰의 전쟁이 식상한 표현이지만 춘추전국시대....  뭐가 문제이길래 이렇게 출시도 못하고 있을까? '삼성'의 출시 연기에 이어서 '화웨이'의 출시 연기는 그만큼 기술난이도가 높다는 의미로 이해가 된다. 

 

"삼성보다 먼저 '폴더블폰' 큰소리치더니"..결국 꼬리 내린 화웨이

(서울=뉴스1) 김정현 기자 = 기존에 없던 혁신폰의 대명사로 떠오른 '폴더블폰'(접는폰)을 삼성전자보다 먼저 내놓겠다고 으름장을 놓던 중국 화웨이가 결국 꼬리를 내린 모양새다. 화웨이의 폴더블 스마트폰 '메이트X' 출시가 또 연기됐기 때문이다. 17일 IT매체 테크레이더 등 외신에 따르면 화웨이가 메이트X 출시를 연기해 당초 예상된 9월 출시가 무

news.v.daum.net

폴더블폰 디스플레이 제조 특성

OLED패널 구조변화에 따른 PI관련 제품 적용 로드맵. 출처:삼성증권

   모든 기술 자료가 오픈된 건 아니기에 삼성의 자료를 기준으로보면 사람들이 그냥 필름인줄 알고 인위적으로 벗겼던 그 필름 CPI가 우리가 보통 사용하는 스마트폰의 가장 외부에 부착되어 디스플레이를 보호해주는 글래스(일명 고릴라글라스)와 같은 기능을 한다는 것이다. 폴더블 디스플레이는 결국 TFT기판을 유리에서 폴리이미드(PI)로 바꿈으로서 실현이 되는 기술이다.

사용경험에 따른 인지적 이슈

   삼성이 부착된 필름은 디스플레이의 일부라고 주장하고, 소비자는 미봉책처럼 만들다만 제품을 내놓느냐고 서로간에 신경전을 벌이는 이유는 바로 이 부분이었던 것이다. 그도 그럴 것이 소비자가 After Market에서 구입하는 보호필름과 차이를 어떻게 구별할 수 있을까? 

걸럭시폴드의 필름문제..출처 : https://www.youtube.com/watch?v=Y1mzq5_-by8

   이 문제는 공장에서 부착되어 나간 필름이라면 이 필름이 서비스로 제공하는 (1) 임시부착용 필름인지, (2) 영구부착 필름이라 제품의 일부인것인지를 명확히 했어야 한다. 디스플레이를 보호하는 액세서리 시장이 활성화 되어 있는 상태에서 소비자는 자신이 원하는 필름을 붙일 자유가 있다. 그러기에 공장에서 부착해서 나온 저품질의 필름을 본인이 원하는 투명도, 개인정보 보호, 스크린 보호를 위해서 얼마든지 자유롭게 부착을 할 수 있는 것이다. 따라서 삼성의 책임이라고 생각된다.

[참고] 갤럭시 폴드 스크린 결함 논란, https://www.gotit.co.kr/archives/27567 

 

갤럭시 폴드 스크린 결함 논란...美 호된 신고식! '화면 보호막 제거로 생긴 문제'

삼성전자 첫 폴더블폰 '갤럭시 폴드'가 정식 출시 전에 스크린 결함 논란에 휩싸였다. 갤럭시폴드의 디스플레이 '화면 보호막'이 손쉽게 벗겨지고 화면 오류가 나타난다는 현지 언론의

www.gotit.co.kr

폴더블폰의 경쟁구도

주요 업체별 스마트폰 사양 및 특징 비교. 출처:KDB미래전략연구소,산업기술리서치센터,최진욱

   현재까지 나온 기대작들을 보면, 기계적인 폴딩방식으로 볼 때 스크린의 확실한 보호를 위해서 또 기술적 장벽을 위해서 삼성은 인폴딩 방식을 채택하고 있다. 삼성은 기술적 난이도가 가장 높은 인폴딩 방식을 사용하고 있고 나머지 업체들이 난이도가 낮은 아웃폴딩 방식을 사용하고 있다. 

   사용성 입장에서도 혹은 액세서리 산업을 바라보면 인폴딩 방식은 현재까지의 사용자의 경험과 습관을 유지하는 방식이고, 나머지 폰들은 액세서리를 개발하더라도 투명도를 보장하기 힘든 결과를 초래할수 있다. 또한 외부 액세서리의 문제는 고스란히 폴더블 디스플레이가 갖는 단점을 그대로 보완해야 하는 미션도 안고 있다. 

폴더블폰의 아킬레스 건

폴더블 디스플레이의 접히는 부분 단면

   삼성처럼 접히는 경우는 그림에 압축응력으로 표현한 부위에 접히는 현상이 생기기 마련인데, 더 작은 R값(반경)이 더 큰 R값보다 훨씬 품질적 난이도가 높고, 오래 사용할 경우 피로파괴(Fatigue fracture) 현상이 나타날 수 있다. 보통은 금속제품들이 이 영향을 많이 받지만, 플라스틱도 예외는 아니며 모든 물리적 고체는 이런 현상에서 자유로울 수 없다.

[출처] 피로파괴, http://navyaviation.tpub.com/14014/css/Specific-Action-Of-Stresses-74.htm

 

SPECIFIC ACTION OF STRESSES - 14014_74

SHEAR Cutting a piece of paper with scissors is an example of a shearing action. In an aircraft structure, shear (fig. 4-1, view D) is a stress exerted when two pieces of fastened material tend to separate. Shear stress is the outcome of sliding one part o

navyaviation.tpub.com

플렉서블 디스플레이의 종류 및 장단점

유연함으로 다채로운 모습을 보여주는 ‘플렉시블 OLED’ http://news.samsungdisplay.com/16605

   갤럭시 노트 엣지시리즈 부터 적용되었던 곡면 디스플레이는 형상만 곡면이므로 폴더블폰과 같이 구부렸다 폈다 하는 동적 스트레스를 줄 일이 없기 때문에 가공에 난이도가 적지만, 이번 폴더블폰처럼 접고 폈다가 일상에서 반복되는 경우는 이러한 문제가 발생할 가능성이 높다. 이 문제는 세상에 존재하는 고체의 경우 반드시 동반되는 현상이다. 

[출처] 삼성 갤럭시노트 엣지, 2014/09/07

 

[IFA 2014] 삼성 갤럭시 노트 엣지, 제가 직접 만져봤습니다 | SAMSUNG NEWSROOM

레이니아입니다. 지난 언팩에서 살펴본 기기 체험기가 계속됩니다. 이번에는 갤럭시 노트4의 변형 모델인 갤럭시 노트 엣지가 되겠습니다. 독특한 기능과 형태로 발표하자마자 많은 관심을 받았는데요. 갤럭시 노트 엣지의 모습과 간단한 사용기를 살펴보도록 하겠습니다.

news.samsung.com

   폴더블폰의 종류에 따라서도 장단점이 생길 수 있다. 중요한 것은 각각의 종류가 다른 필름으로 구성된 하나의 디스플레이가 구부러지고 펴지는 동안 접착력이 유지되어야 하고, 각각의 탄성도 및 회복력이 조화를 이루어서 최소 2년이상 길게는 4년 가까이 사용해서도 문제가 되어서는 안된다는 것이다.

[출처] 폴더블폰의 종류와 장단점. 2019.05.02. https://skinnonews.com/archives/53520

 

접어 쓰는 스마트폰, 폴더블폰의 종류와 장단점

  터치 한 번으로 전화, 인터넷, 금융 등 다양한 일을 할 수 있는 스마트폰은 우리 일상생활에 편리함을 더해준다는 의미를 넘어, 라이프 스타일을 바꿔놓았다. 이러한 스마트폰이 또 한 번의 변신을 선보이고 있다. 삼성전자, 화웨이 등 세계적인 전자 제품 제조 업체들이 앞다투어 화면을 ‘접어서’ 사용하는 폴더블폰(*)을 공개하며 스마트폰의 패러…

skinnonews.com

폴더블폰의 디스플레이에 요구되는 물성

   현존하는 디스플레이의 종류는 유연성, 내구성, 양산성을 주요 기술로 뽑은 17년 자료를 보더라도, 이에 대한 요건의 중요성은 더 이상 강조할 필요는 없어 보인다. 

플렉서블 기술의 요건 및 연관 요소 기술 2017.08.18 , 출처:http://www.lgeri.com/uploadFiles/ko/pdf/busi/LGERI_Report_20170818_20173318133357641.pdf

맺음말

   폴더블폰의 최종 승자가 우리나라이기를 바라지만, 그러기 위해서는 부품,소재 산업이 강화되어야 한다. 우리나라의 대부분의 회사들이 UX와 CX 그리고 서비스 디자인 관점에서 다양한 부서와 전문가들을 배치시켰지만, 여전히 Seamless한 프로세스 및 R&R의 입장에서 빈 공간을 남겨두고 있는 것 같다. 이를 위해서는 CPO(Chief Production Officer) 혹은 CXO(Chief Experience Officer)를 두어 부서간에 혹은 회사차원의 책임자가 이를 관장하도록 하는 것이 제품의 최종 품질을 관리하고 유지하는 데에 중요할 것으로 보인다.  

   특히나 첨예한 분야일 수록 모처럼 찾아온 기회를 빼앗길수도 있고, 가장 선두에서 리딩하는 기업일 수록 1등을 선점해야 2등과 3등간의 격차를 줄이고 그동안의 R&D비용을 회수할 수 있기에 몇달이라도 기회를 놓치게 된다면 커다란 비용상의 손실을 입게 됨을 뼈속깊이 깨달았으리라 생각한다.

   더구나, 최근 한일 무역 전쟁으로 일본으로 부터 부품을 수급받아서 진행될 부품의 경우, 현재의 폴더블폰의 출시를 더욱 지연시킬 수 있음을 고려해야 하는 부담감이 있다.

[참고] 일본 스미토모 화학의 CPI 공급계획, https://www.zdnet.co.kr/view/?no=20181108115553

 

20만번 펴는 폴더블폰, 어떤 부품 들어갔나

모바일 사용자에게 새로운 경험과 편의성을 제공할 폴더블 스마트폰이 마침내 윤곽을 드러내면서, 침체된 모바일 시장 뿐 아니라 부품 업계에도 구세주가 될지 주목된다.​폴더블 스마트폰의 차별점은 접히는 디스플...

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   늘 고객지향이 아니라, 고객자체가 되어 제품을 기획하고 개발하고 디자인해야함을 이번 위기를 기회로 삼아 전화위복의 기회를 삼았으면 싶다.

 

2019/08/18

나쌤

 

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작성자 드림