[아이뉴스24 황세웅 기자] LG디스플레이가 화면 아래에 카메라나 광학센서를 배치하면서 빛 투과율을 높일 수 있는 유기발광다이오드(OLED) 기술에 대한 미국 특허를 확보했다.
카메라가 위치한 화면 영역의 배선 일부를 투명하게 만들고 OLED 음극에 형성한 개구부와 겹치도록 배치해 센서로 전달되는 빛의 손실을 줄이는 기술이다.
스마트폰 화면에 별도의 카메라 구멍을 뚫지 않는 언더디스플레이카메라(UDC)를 비롯해 태블릿과 노트북, 모니터 등 다양한 디스플레이 제품에 응용할 수 있을 것으로 예상된다.
25일 미국 특허청(USPTO)에 따르면 LG디스플레이는 지난 20일 '디스플레이 장치 및 디스플레이 패널'에 관한 미국 특허(US 12,772,683 B2)를 등록했다.
해당 기술은 2022년 10월 18일 한국에 처음 출원됐다. LG디스플레이는 이를 토대로 2023년 10월 5일 미국에 특허를 출원했으며, 2024년 4월 출원 내용이 공개됐다. 이번 미국 특허에는 총 26개 청구항이 포함됐다.
특허의 핵심은 화면 아래에 설치한 카메라나 광학센서로 빛이 전달되는 영역의 배선과 전극 구조를 개선하는 데 있다. 화면을 표시하는 기능을 유지하면서도 광학장치에 도달하는 빛의 양을 늘리는 구조다.
화면 아래 카메라로 빛 전달⋯투명 배선으로 투과율 개선
일반적인 스마트폰은 전면 카메라를 배치하기 위해 화면에 구멍을 뚫거나 상단 일부를 파낸다.
반면 UDC는 카메라를 디스플레이 아래에 배치해 화면 공간을 최대한 활용하는 기술이다.
문제는 화면 내부의 금속 배선과 전극이 빛을 가려 카메라로 들어오는 빛의 양이 줄어든다는 점이다.
LG디스플레이는 이를 해결하기 위해 카메라가 위치한 화면 영역에 투명한 신호 배선을 적용하는 구조를 제시했다.
빛이 통과하는 영역에는 투명 배선 구간을 배치하고, 빛이 통과하지 않는 영역에는 불투명 배선 구간을 배치하는 방식이다.
특히 OLED 음극 일부에 빛이 지나갈 수 있는 개구부를 형성하고, 해당 개구부와 투명 배선이 겹치도록 설계했다.
이를 통해 카메라로 전달되는 빛의 양을 늘리는 동시에 카메라가 위치한 영역에서도 화면을 표시할 수 있도록 했다.
스마트폰 셀카부터 TV·광학센서까지 활용 가능
가장 직접적인 활용처는 스마트폰과 태블릿의 전면 카메라다.
화면 상단의 카메라 구멍이나 노치를 없애면서 사진 촬영과 영상통화 기능을 구현하는 데 활용할 수 있다.
넓은 화면을 사용하는 폴더블 스마트폰에서도 카메라 영역을 최소화하는 기술로 응용할 가능성이 있다.
모니터와 노트북에서는 화면 아래에 화상회의용 카메라를 배치하는 데 활용할 수 있다. 별도의 카메라 노출 공간을 줄이면서 화면을 보다 넓게 사용하는 방식이다.
TV 역시 적용 가능한 제품군에 포함된다. 화면 아래에 카메라를 배치해 화상통화 등 영상 기능을 구현하는 데 응용할 수 있다.
광학센서 분야로의 확장 가능성도 있다.
특허 명세서는 카메라뿐 아니라 적외선 센서와 근접센서, 조도센서 등을 화면 아래에 배치하는 구조를 설명하고 있다.
이를 활용하면 주변 밝기에 따라 화면 밝기를 조절하는 조도센서나 물체와 기기 사이의 거리를 감지하는 근접센서를 외부에 드러내지 않고 배치할 수 있다.
다만 이번 특허는 디스플레이의 빛 투과 구조에 관한 것으로, 개별 제품의 카메라나 센서 성능까지 입증한 것은 아니다.
UDC의 실제 화질은 빛의 양뿐 아니라 패널을 통과하면서 발생하는 산란과 회절, 이미지 보정 알고리즘, 카메라 모듈 성능 등에 따라 달라진다. 카메라 영역과 일반 화면 사이의 밝기·해상도 차이를 줄이는 것도 상용화를 위해 해결해야 할 과제다.
LG디스플레이가 이 기술을 적용한 제품이나 양산 계획을 공개한 것도 아니다. 실제 적용 여부와 대상 제품, 상용화 시점은 고객사의 요구와 패널 개발 일정 등에 따라 결정될 전망이다.
/황세웅 기자(hseewoong89@inews24.com)