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[글로벌-Biz 24] 애플, ‘굿바이, 노치아이폰’...인디스플레이 카메라폰 실현 ’빛전송창’ 기술 특허

OLED 디스플레이 층에 박막필름 회로 설치 제안
디스플레이에 카메라,조명·근접·지문센서까지 설치
노치 없애고 화면비 크게 높여...2021년쯤 나올 전망

이재구 기자

기사입력 : 2019-08-15 12:35

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애플이 아이폰X이래 유행이 된 노치 디자인을 없앨 준비를 하고 있는 것으로 확인되고 있다. 노치에 들어있는 카메라 등 각종 부품을 디스플레이 층에 심는 기술에 대한 미국 특허를 받았다. 사진은오포가 시제품을 소개한 디스플레이에 카메라를 배치한 언더스크린 카메라폰(사진=오포)
애플이 향후 나올 아이폰에서 전면 스크린 맨 위의 노치(notch)를 없앨 준비를 하고 있는 것으로 보인다.

애플인사이더는 13일(현지시각) 애플이 이날 자로 미특허청으로부터 디스플레이 내부(인디스플레이,화면 내장형)에 카메라센서 등을 설치하는 고안에 대한 미국 특허를 확보했다고 전했다.

‘빛전송창을 가진 디스플레이(Display with light transmitting windows, 미특허 10,381,381호)라는 이름의 이 인디스플레이 부품 배치 기술은 인디스플레이 지문센서처럼 화면 중간층에 센서를 설치하는 방법에 대한 것이다. 즉, 디스플레이 층에 센서를 숨기고 빛 투과창을 이용해 작동하게 하는 방식이다. 이렇게 하면 노치나 펀치홀을 사용한 카메라를 디스플레이에 숨길 수 있게 돼 화면비(몸체대비 화면비)를 크게 크게 높일 수 있다.

이를 위해 애플은 유기발광소자(OLED) 디스플레이 층 발광소자(LED)에 신호를 공급하기 위한 박막필름 회로 기판 설치를 제안한다. 디스플레이에는 무엇보다도 이미지를 형성하기 위해 빛을 방출하는 LED 화소 어레이(array)가 들어간다. 이를 통해 스마트폰 디스플레이 층에 카메라, 조명 또는 근접 센서, 심지어 지문센서까지 포함되는 다양한 부품을 배치하면서 화면 내(인디스플레이) 솔루션을 생성할 수 있다.

이 고안을 작동시키기 위해 애플은 디스플레이 맨 위층에다 빛을 통과시키지만 빛이 화소 뒤에 있게 만들어주는 작은 ‘빛전송창(light transmitting windows)’ 사용을 제안하고 있다. 빛투과창은 캐소드(양극)층을 패터닝(패턴형성)하고 창에 무반사처리 층(anti-reflection layers)을 제공함으로써 만들어진다. 각 창은 스크린을 통해 빛을 센서로 전달하지만, 내부에는 무반사처리층이 있어 센서에서 OLED 층으로 나오는 빛을 막아준다. 사용자들은 디스플레이 아래에 있는 센서를 볼 수는 없지만 부품 자체는 여전히 투명하게 드러나 보이게 된다. 이 창은 디스플레이의 다른 부분보다 더 투명하게 만들어져 센서가 최적으로 작동되도록 하면서 해당 화면영역에 다른 유틸리티를 제공할 수 있게 해 준다. 또한 센서에서 반사되는 픽셀의 빛을 피하기 위해 무반사처리 층을 구현할 수 있다. 양극(cathode)은 박막 트랜지스터 회로에 형성될 수 있으며, 방출 물질은 양극에 형성될 수 있고, 음극층이 양극과 겹칠 수 있다. 작동 중 전류는 양극과 음극층으로 흘러들어가 LED를 밝힐 수 있다. 집적회로의 광센서 어레이와 같은 일련의 전기 부품은 기판아래 장착될 수 있다. 디스플레이에는 이에 상응하는 빛전송창이 형성될 수 있는데 각 광투과장은 디스플레이를 통해 이에 상응하는 광센서로 빛을 통과시켜 주게 된다.

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애플의 특허도면을 보면 레이저로 디스플레이에 창을 내는 개념을 읽을 수 있다. (사진=미특허청)
애플은 계속해서 음극층이 디스플레이에 쌓일 수 있는 다양한 방법, 예를 들어 수직 및 수평 마스크 요소, 창을 만들기 위한 리프트오프(lift off) 기법, 섀도 마스크 등을 제안했다. 레이저 처리 시스템또한 빛전송창을 만드는 한 방법으로 제시되고 있다. 스크린 뒤쪽에 카메라 센서 어레이를 배치하는 아이디어는 다른 스마트폰 회사에서도 연구돼 오고 있다. 지난 6월 중국 오포는 언더스크린 카메라(Under Screen Camera)에 대해 밝혔는데 이는 소프트웨어적으로 섬광과 틴트 컬러 문제를 해결한 맞춤형 픽셀 아키텍처를 사용해 빛이 센서를 통과하도록 한 것이다.

그렇다면 애플은 현실적으로 언제 노치를 제거할 수 있게 될까?

오포나 샤오미 같은 회사는 이미 인디스플레이 카메라를 구현한 시제품을 공개했지만 아직 양산 준비는 돼 있지 않다. 두 회사 모두 내년까지 디스플레이 카메라가 장착된 최초의 스마트폰이 출시될 수 있다는 것을 의미하는 솔루션의 지속적인 개발에 전념하고 있다.

향후 아이폰 모델에 대해서는 애플이 내년 아이폰 출시때 트루뎁스카메라 크기를 줄이고, 이듬해인 2021년까지 이를 완전히 제거할 수 있을 것이라는 주장이 제기됐다.


이재구 글로벌이코노믹 기자 jklee@g-enews.com