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스마트폰 화면을 보호하기 일차적 장치 '커버 글라스'

  • 김원진 기자
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    입력 : 2017-12-27 12:37:59

    현대 사회에서 스마트폰은 필수다. 통화뿐만 아니라, 인터넷을 하고 동영상을 보고, 문서를 확인하는 등 다양한 작업을 모두 스마트폰으로 해결할 수 있게 되었다. 그래서 언제 어디서나 스마트폰은 나와 함께 하는 기기가 되었다. 하지만 이렇게 가지고 다니는 만큼 스마트폰에 상처는 늘어나고 파손의 위험성도 커지게 되었다. 그래서 소중한 스마트폰을 보호하기 위해 케이스를 씌운다.

    스마트폰에서 가장 보호해야 할 부분은 어디일까? 바로 스크린이다. 스크린이 상처 나거나 깨져 보기 힘들어지면 스마트폰 사용 자체가 힘들어진다. 그래서 이런 스크린을 보호하기 위해 액정보호필름이나 강화유리를 붙인다.

    하지만 이미 스마트폰에도 화면을 보호하기 위한 장치가 갖춰져 있다. 바로 커버 글라스다. 화면 보호를 위한 일차적 장치로 강화 유리 재질로 충격과 긁힘 등으로부터 화면을 보호한다. 여러 회사의 제품이 있지만 가장 유명한 제품이 코닝의 고릴라 글라스다. 이 외에도 다양한 제품이 스크린을 보호하기 위해 스마트폰에 장착되고 있다. 이런 커버 글라스가 어떤 것인지 이제부터 알아보도록 하자.


    스마트폰 화면을 보호하기 위한 조건

    스마트폰 커버 글라스란 디스플레이와 터치패널을 보호하는 스마트폰 화면의 가장 바깥쪽에 위치한 제품이다. 스마트폰의 디스플레이는 LCD, OLED 등 다양한 종류가 있으나 최종적으로 커버 글라스가 보호하고 있는 것은 모두 똑같다. 스마트폰 화면을 보호하는 커버라면 어떤 조건을 지녀야 할까? 긁힘과 충격 그리고 휨에 강해야 한다.

    첫째로 커버 글라스가 긁힘에 강하지 않으면, 화면에 상처가 생겨 울퉁불퉁해서 터치가 잘되지 않을 수도 있다. 그리고 그 상처 때문에 화면 가시성이 떨어지고, 그 상처를 따라 깨지기도 쉽게 된다. 둘째로 충격에 강해야 한다. 강한 충격에 버틸 수 없으면? 스마트폰을 떨어뜨리거나 어딘가 부딪치게 되면 커버 글라스만이 아니라 안쪽의 터치패널, 디스플레이도 망가지게 될 것이다. 셋째로 휨에도 강해야 한다. 스마트폰을 부러뜨릴 정도의 휨이라면 스마트폰 자체가 망가질 것이니 어쩔 수 없다. 하지만 일단 터치를 위해 우리가 화면을 누를 때도 부분적으로 휨이 있고 주머니에 넣고 움직일 때도 휨이 존재한다. 이런 휨에 취약하다면 스크린을 보호할 수 없다.

    초기의 스마트폰은 감압식 화면에 커버로 플라스틱을 주로 사용했다. 하지만 정전식 화면으로 오면서 플라스틱은 대부분 사라졌다. 플라스틱이 흠집이나 열변형에 약하고, 빛 투과율이 낮아 해상도를 떨어뜨리기 때문이었다. 그래서 현재 대부분 스마트폰에서 커버로 사용하는 것은 강화유리다.


    스마트폰 화면 보호의 대세 강화유리

    일반적인 유리는 긁힘에는 강하지만 충격이나 휨에는 약하다. 강화유리는 이런 약점을 강화한 제품이다. 강화유리는 말 그대로 유리를 충격과 휨에 강해지도록 만든 것이다. 유리를 강화하는 방법에는 크게 두 가지가 있다. 바로 열 강화와 화학 강화다.

    열 강화는 강화로 안에 1개의 유리를 넣고 약 650~750℃ 열풍을 공급한 후 상온으로 급랭하여 유리의 강도를 높이는 방법이다. 화학 강화는 유리제조 과정에 주입된 나트륨을 칼륨으로 교환하는 방법이다. 나트륨은 유리의 강도와 투명도를 저하하는 불필요한 성분이다. 유리를 질산칼륨 용액에 넣어 유리 속 나트륨을 칼륨으로 교환시킨다. 나트륨 이온보다 큰 칼륨이온이 들어가 유리 내부에 압축응력이 형성되어 강도가 높아지게 된다.

    현재 스마트폰용 강화유리를 만드는 대표적인 업체는 미국의 코닝, 독일의 쇼트, 일본의 아사히글라스 3업체이다. 코닝에서는 고릴라 글라스, 아사히글라스는 드래곤트레일, 쇼트는 센세이션이라는 강화유리 제품을 만들고 있다. 이중 스마트폰에 가장 많이 쓰이는 것은 코닝의 고릴라 글라스다.



    강화유리의 최강자, 고릴라 글라스

    고릴라 글라스는 2007년 1세대 아이폰에 장착되어 처음 등장했다. 2006년 코닝은 아이폰을 준비하던 스티브 잡스에게 플라스틱보다 고급스럽고 유리보다는 강하고 가벼운 소재를 6개월 이내에 만들어 달라는 요청을 받았다. 촉박한 시한에 1962년 개발했으나 판매를 하지 못한 자동차, 기차, 비행기용 강화유리인 켐코를 스마트폰용으로 개량하기로 했다. 그 결과 나온 것이 고릴라 글라스다.

    고릴라 글라스는 2007년 출시 된 이후 개량을 거듭해 10년이 지난 현재 고릴라 글라스 5까지 출시되었다. 최신 제품인 고릴라 글라스 5는 1.6m 높이의 낙하 실험에서 80%의 확률로 스크린이 깨지지 않았다. 유리 강도와 내구성을 더 높여 이전 제품인 고릴라 글라스 4보다 1.8배 충격에 강해졌다.

    현재 대부분의 최신 스마트폰이 고릴라 글라스를 채택하고 있다. 2017년 하반기 출시된 제품 중 고릴라 글라스를 채택한 제품으로는 아이폰X, 갤럭시노트 8, V30 등이 있다.


    다이아몬드만큼이나 단단하다, 사파이어 글라스

    스크린을 보호하는 커버 글라스의 대세는 강화 유리다. 하지만 최근 들어 주목을 받는 제품이 있다. 바로 사파이어 글라스다. 산화알루미늄(알루미나)을 원료로 하는 인조 사파이어를 사용한다. 사파이어는 모스 경도계를 기준으로 가장 단단한 물질인 다이아몬드의 바로 아래 등급인 모스 경도 9의 물질이다. 긁힘에 강한 사파이어 글라스는 주로 고급 시계나 카메라 렌즈 등에 사용되었다.

    하지만 강화 유리화 비교했을 때 생산원가가 비싸고 빛의 투과율이 낮다. 또한, 충격에 대해서는 고릴라 글라스와 같은 강화유리보다 약하다. 사파이어 글라스는 긁힘에 강하고 고릴라 글라스는 충격에 강한 셈이다.

    애플의 애플워치의 커버 글라스로 사파이어 글라스를 사용하고 있으며, 아이폰은 카메라의 렌즈 커버와 터치ID 센서에 채택하고 있다. 화웨이의 Ascend P7과 HTC의 U Ultra 스마트폰은 사파이어 글라스를 채택한 한정판을 출시하기도 했다.


    차세대 스마트폰 화면을 보호하는 것은 어떤 제품일까?

    강도가 높은 강화유리는 충격에 강하고 경도가 높은 사파이어 글라스는 긁힘에 강하다. 하지만 상대적으로 강화유리는 경도가, 사파이어 글라스는 강도가 낮다. 그래서 각 회사는 두 제품의 단점을 보완한 제품을 만들기 위해 연구 개발에 힘쓰고 있다.

    정전식 스크린이 주류가 된 이후 관심에서 멀어졌던 플라스틱 커버도 경도를 높인 강화 플라스틱으로 차세대 커버 시장을 노리고 있다. 유리보다 가벼우며 유연성이 높아 플렉시블 디스플레이에 안성맞춤이다.

    지금의 스마트폰 커버 글라스는 강화 유리인 코닝의 고릴라 글라스가 대세다. 하지만 몇 년 후에도 같을 것이라는 보장은 없다. 사파이어 글라스나 강화 플라스틱이 커버 글라스의 주류가 될지도 모른다. 아니면 전혀 새로운 소재가 등장할지도 모른다. 하지만 치열한 경쟁 속에서 더 가볍고 더 단단한 제품이 등장할 것이라는 예상은 누구나 할 수 있다. 그중에서 과연 어떤 것이 우리의 스마트폰 화면을 보호하게 될지 기대를 하고 지켜보도록 하자.



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