‘주름 제로’ 폴더블 기술로 차세대 디스플레이 판도 바꾼다 

폴더블 스마트폰의 최대 약점으로 꼽혀온 ‘주름’은 화면 왜곡과 반복 사용 시 내구성 저하를 초래하며 시장 확산의 가장 큰 걸림돌로 지적돼 왔다. 한국과학기술원 연구진이 이를 해결할 기술을 제시하면서, 폴더블이 차세대 스마트폰의 표준으로 도약할 전환점을 맞았다. 나아가 노트북 등 다양한 기기로 확장되며 미래 모바일 산업의 핵심 기술로 자리매김할 전망이다.

한국과학기술원은 기계공학과 이필승 교수 연구팀이 폴더블 스마트폰 디스플레이의 접힘 부위에서 발생하는 주름 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 원천기술을 개발하고, 이를 특허로 등록했다고 20일 밝혔다. 해당 기술은 국내를 비롯해 미국, 중국, 유럽연합(EU)에도 특허를 출원하며 글로벌 기술 경쟁력 확보에 나섰다.

글로벌 스마트폰 기업들은 수년간 막대한 연구개발 투자를 통해 이 문제 해결을 시도해 왔으나, 주름을 완전히 제거하는 데는 이르지 못했다. 이에 따라 업계에서는 주름 문제를 폴더블 스마트폰 시장 확산의 가장 큰 장애 요인으로 꼽아왔다.

연구팀은 모바일 폴더블폰을 직접 사용하며 체감한 불편함을 해결하고자 연구를 시작했다. 중고 폴더블폰 수십 대를 분해하고 다양한 실험을 반복한 끝에, 디스플레이와 지지판 사이의 ‘접착 영역’을 혁신적으로 재설계하는 해법을 도출했다. 변형이 특정 접힘 부위에 집중되지 않고 주변으로 분산되도록 설계한 것이 핵심이다. 이를 통해 실제 스마트폰 기능이 정상적으로 작동하면서도 ‘주름 없는 폴더블’의 실현 가능성을 완벽히 입증했다.

연구팀은 성능 검증을 위해 일직선 형태의 LED 조명을 비춘 결과, 접힘 부위에서 빛이 굴절되며 직선이 휘어 보이는 상용 제품과 달리 시제품은 반사된 빛이 흐트러짐 없이 선명한 일직선을 유지했다. 특히 주름 깊이가 0.1mm 수준 이하의 미세한 굴곡까지 감지하는 조건에서도 시각적 왜곡이 전혀 나타나지 않았다.

< 일직선 형태 LED 전등을 비춘 디스플레이 면 >

이번 기술은 기존 업계가 직면한 한계를 넘어서는 새로운 설계 패러다임을 제시한다. 주름 형성을 원천적으로 억제할 뿐만 아니라, 수만 회 반복 사용에도 변형을 최소화해 우수한 내구성을 확보했다.

또한 구조가 직관적이고 단순해 기존 제조 공정에 쉽게 적용할 수 있으며, 스마트폰을 넘어 태블릿, 노트북 등 다양한 폴더블 디스플레이 기기로 확장이 가능하다는 점에서 높은 산업적 활용성이 기대된다.

< 본 발명의 핵심 아이디어. (a) 일반적인 폴더블 스마트폰의 접착 및 비접착 영역, (b) 본 발명에서의 접착 및 비접착 영역, (c) 일반적인 폴더블 스마트폰 디스플레이 응력분포, (d) 본 기술이 적용된 폴더블 스마트폰 디스플레이 응력분포 >

업계에서는 해당 기술이 상용화될 경우, 주름 문제로 시장 진입을 주저하던 글로벌 기업들의 참여를 촉진하는 계기가 될 것으로 보고 있다. 이를 통해 소비자 만족도를 크게 향상시키고, 정체된 폴더블 시장의 성장에도 속도가 붙을 것으로 전망된다.

이필승 교수는 “세계적 기업들이 해결하지 못한 난제를 비교적 단순하고 명확한 방식으로 해결했다”며 “이번 기술이 스마트폰을 넘어 노트북과 태블릿 등 차세대 디스플레이 전반으로 확산되어 한국의 기술 경쟁력을 한층 강화할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편, 본 연구는 ‘2022년 대덕특구 이노폴리스 캠퍼스 사업’의 지원을 받아 수행되었으며, 관련 원천기술 특허는 2025년 9월 9일 등록되었다.