영화·게임 선명하고 자연스럽게 즐길 수 있어
사용 환경 맞게 주사율 조정해 전력소모 낮춰
아이폰처럼 최고급 기종에만 채택해 ‘급나누기’
삼성전자가 내년 초 출시 예정인 플래그십(최상위) 스마트폰 갤럭시S23 울트라에만 저전력 디스플레이로 알려진 저온다결정산화물(LTPO)-박막트랜지스터(TFT) 유기발광다이오드(OLED) 패널을 얹는다. 애플 아이폰과 동일한 디스플레이 전략이다. 일종의 ‘급나누기’라는 것이다.
11일 전자업계에 따르면 LTPO-TFT는 OLED 디스플레이에서 주사율을 높이기 위한 핵심 기술로 꼽힌다. 주사율은 1초에 디스플레이에 나타나는 화면 숫자로, 주사율이 높을수록 역동적이고 부드러운 화면을 표시할 수 있기 때문에 고급 스마트폰의 필수 기능으로 여겨진다. 화면 전환이 빠른 블록버스터 영화나, 게임을 더 선명하고 자연스럽게 즐길 수 있다.
하지만 주사율은 의도대로 무작정 늘릴 수 없다. 특히 100㎐ 이상의 고주사율은 전력 소모량이 많아 그렇지 않아도 많은 전기를 쓰는 5세대 이동통신(5G) 스마트폰에는 부담이다. 이 문제를 해결한 것이 LTPO-TFT다. 이 기술은 역동적이고 부드러운 화면을 표현해야 할 때는 120㎐로 주사율을 높였다가 화면 전환이 없을 때는 주사율을 1㎐까지 낮춰 전력소모를 줄인다. 사용 환경에 맞게 주사율을 변화시키는 것이다.
기존의 저온폴리실리콘(LTPS)-TFT도 주사율을 사용 환경에서 따라 바꿀 수 있다. 그러나 최저 주사율이 LTPO에 비해 높고, 전력 소모도 많다. 같은 성능의 디스플레이를 가정하면 LTPO의 전력 소모량은 LTPS에 비해 15~20% 적은 것으로 알려져, LTPO는 저전력 디스플레이로 통한다.
해당 기술은 애플이 지난 2014년 처음 고안해 특허를 등록했다. 이어 2018년 애플 워치에 첫 적용했다. 애플이 아이폰에 LTPO를 장착하기 시작한 건 지난해 아이폰13 프로시리즈부터다. 최근 출시한 아이폰14 프로시리즈에도 이 LTPO가 채용돼 있다. 아이폰용 LTPO는 애플 OLED 패널 공급망의 70% 이상을 책임지고 있는 삼성디스플레이가 독점 공급하다가 이달부터 LG디스플레이도 공급을 시작했다. LG디스플레이는 애플 워치에 LTPO를 전량 납품했지만, 모바일 전환은 상대적으로 지연되면서 삼성디스플레이보다 공급이 다소 늦어졌다.
삼성전자 역시 LTPO를 갤럭시 워치에 장착했고, 스마트폰의 경우 갤럭시S20 울트라부터 LTPO 기술을 첫 채용했다. 이어 갤럭시S21 울트라와 갤럭시S22 울트라에도 계속 LTPO를 적용했다. 갤럭시Z 폴드4에도 LTPO를 넣었다. 모두 주사율이 1~120㎐로 변화한다.
삼성전자는 내년 초 출시하는 갤럭시S23에도 전작과 동일하게 일반·플러스 모델에 LTPS를, LTPO는 울트라 모델에만 장착할 것으로 보인다. 애플 역시 LTPO가 첫 적용된 아이폰13 이후 이런 전략을 쓰고 있는데, 이는 LTPO 제조 공정과 단가가 LTPS에 비해 훨씬 복잡하고, 비싼 탓이다. 삼성전자 스마트폰 제품군에서 플래그십은 갤럭시S 시리즈가 맞지만, 이 가운데에서도 ‘울트라’가 확실한 최고급·고성능 스마트폰이라는 점을 분명히 하는 것이다.
갤럭시S23 울트라의 LTPO 디스플레이 공급은 이번에도 삼성디스플레이가 전담한다. 삼성디스플레이는 과거 애플의 LTPO 특허를 우회하기 위해 하이브리드산화물·다결정실리콘(HOP)이라는 TFT를 개발한 것으로 알려졌다. 그러나 삼성디스플레이는 공식적으로 HOP 기술의 사용 유무를 밝히지 않고 있다. 삼성디스플레이는 “고객사와 관련한 사안은 확인이 어렵다”는 입장이다.
업계는 갤럭시에도 애플 특허의 LTPO가 사용되고 있다고 본다. 업계 관계자는 “삼성디스플레이가 갤럭시에는 HOP를, 아이폰에는 LTPO를 생산해 공급하는 건 생산효율과 원가절감 측면에서 매우 불합리할 수 있다”라며 “삼성디스플레이가 애플 요청에 의해 LTPO를 개발하고, 양산 경험도 가지고 있는 만큼 삼성전자에 공급되는 건 애플 특허의 LTPO일 가능성이 있고, 이 경우 갤럭시S 울트라가 판매될 때마다 애플이 특허 로열티를 가져가는 것으로 보인다”고 했다. 반면 LG디스플레이는 현재 LTPO-TFT OLED를 애플에만 납품하고 있어 로열티 문제가 생기지 않는다.
