창호 디스플레이의 진화, 상상이 현실이 되다!

투명 OLED 기술, 투명 LED글라스, 스마트 글라스 창호분야 적용 확대

창문 디스플레이로 정보 제공하고 상업용 공간 자동문 작용되면 광고 효과 높아, 에너지절감에 사생활 보호까지도 

투명한 창문 유리 위에 다양한 정보가 떠다니고, 전원을 끄면 창문 역할을 하는 창호 디스플레이! 여기에 태양광의 투과율을 자유롭게 조절하여 에너지까지 절감시켜주는...
SF 영화 속에서나 상상 속에서만 볼 수 있었던 투명 디스플레이가 현실화, 상용화되면서 이제 우리의 일상 속으로 성큼 들어와 있다.
미래형 창호기술의 끝판왕이라 불리는 창호 유리에 적용되는 투명 OLED기술, 투명 LED글라스, 스마트 글라스에 대하여 정리해 봤다.

‘투명 OLED 기술’ 자동문 및
쇼윈도창에 접목, 벌써 우리 생활 가까이에 

투명 디스플레이(Transparent Display)란 빛을 투과하는 성질을 지닌 패널에 다양한 정보를 투명한 유리에 정보를 디스플레이한 것처럼 보이게 하는 기술이다. 이러한 투명 디스플레이는 투사형 디스플레이와 투과형 디스플레이 2가지 종류로 나뉜다. 

투사형 디스플레이는 또 HUD(Head Up Display)와 HMD(Head Mount Display)로 구분된다. HUD는 디스플레이에 해당하는 빛을 유리창과 같은 투명한 스크린에 비추어 상이 맺히게 하는 방식이고 HMD는 안경과 같은 기기에서 디스플레이에 해당하는 빛을 눈동자에 직접 비추어 보이게 하는 방식이다. 

투과형 디스플레이는 LCD와 OLED로 분류된다. LCD는 빛이 편광판, 컬러필터, 백라이트 등을 통과하면서 손실되기 때문에 20% 정도에 불과한 투과율을 구현하고 야외에서는 선명한 화질이 구현되기 힘들다는 단점이 있다. 반면 투명 OLED는 유기 반도체를 삽입한 형식으로 발광층을 감싸고 있는 양쪽 전극에 모두 투명한 소재를 사용해 양방향에서 투명하게 볼 수 있고 LCD와 달리 광원인 백라이트가 필요 없이 자체 발광하기 때문에 투과율을 40% 이상 구현 가능하다. OLED만의 장점인 선명한 화질과 넓은 시야각도 장점이다. 투명한 디자인이라 여러 장을 이어 붙여 대화면을 만들어도 이질감이 덜하다. 이러한 이유로 창호 디스플레이에는 투명 OLED기술의 접목이 활발한 편이다.

실제로 투명 OLED기술은 백화점 매장 쇼윈도를 비롯 사무공간, 주거공간 등에서 다양하게 적용되고 있다. 최근 비대면 서비스의 중요도가 커지는 가운데 호텔 체크인 카운터, 매장 상담부스 등 고객 상호작용이 중요한 장소에 유용하며 박물관, 지하철, 매장, 스튜디오 등에 설치돼 고객 관심을 유도할 수 있다. 향후에는 자율 주행차나 항공기 객실 인테리어에도 활용될 수 있다.

창문에도 투명 OLED 디스플레이를 적용시켜 스마트 윈도우를 만들면 현재 시각, 날씨 등의 생활 정보와 바깥 풍경을 함께 제공할 수 있고 외부 온도 또한 감지가 가능해 온도에 맞게 창문의 투과율을 변경해 채광을 조절할 수 있다. 

이러한 투명 OLED기술은 창문뿐만 아니라 자동문에도 적용되고 있다. 국내에서는 LG전자가 처음으로 선보였다. LG전자는 지난해 12월 도어 오프닝 솔루션 분야 글로벌 기업 아사아블로이(ASSA ABLOY)와 손잡고 투명 OLED 자동문을 상용화한다고 밝혔었다.

LG전자는 아사아블로이와 협업으로 55인치(화면 대각선 길이 약 138센티미터) 투명 OLED 사이니지(모델명: 55EW5G)를 활용해 만든 자동문을 시장에 공급한다. 이 제품은 투명한 자동문에 광고를 띄우거나 웰컴 메시지, 건물 정보 등 고객이 필요한 다양한 콘텐츠를 보여줄 수 있어 다양한 장소에서 폭넓게 활용될 것으로 기대되고 있다.

건물외관과 출입문 등
다양한 곳에 적용되는 ‘투명 LED글라스’
 

투명 LED글라스도 건물 내외부 다양한 곳에 적용이 확대되고 있다. 투명 LED글라스로는 (주)피투에스지글로벌의 뉴미디어글라스가 대표적이다. 뉴미디어글라스는 피투에스지글로벌(P2SG Global)과 독일의 PPSG(peter platz spezialglass, GMBH)가 공동으로 개발한 투명 디스플레이(Translarent Display) 건축자재이다.

허공에 불빛이 떠있는 듯, 신비로우면서도 고급스러운 느낌을 연출하는 뉴미디어글라스는 유리를 통해 빛을 전달하는 무선발광기술로 유리와 조명기구를 반도체기술로 접합시킨 최첨단 건축유리제품으로 불린다. 

뉴미디어글라스는 열과 습기에 취약한 FPCB(FLEXIBLE PCB / 플렉스케이블), PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD /인쇄회로기판)을 전혀 사용하지 않으면서도 유리를 통해 원하는 문구, 영상, 그림 등을 모두 반출할 수 있으며 해상도 또한 기존 제품들에 비해 4배 이상 높다. 

피투에스지글로벌의 신제품은 전도글라스(conductive glass)에 투명 마이크로 스페이싱 회로(Transparent Micro-Spacing Circuit)를 적용하여 유리에 단 하나의 케이블만을 이용하여 설치가 가능하기 때문에 외부의 온도나 습도에 전혀 영향을 받지 않는 옥외에 설치 가능한 장점을 갖고 있다.

또한 피투에스지글로벌의 신기술은 투명미디어글라스를 보호하고 FPCB와 PCB를 감추기 위해 사용했던 전용프레임이라는 한계의 틀을 극복하여 프레임 구조 설계를 단순화시켜 고층 건물의 외장마감이 가능해졌고 복잡한 시설물에도 시공이 가능하다. 이를 통해 일반 유리처럼 취급이 용이하고 가격을 낮춰 설치에 대한 진입장벽을 낮췄다는 평가를 받고 있다.

뉴미디어글라스는 건축 내외부 뿐만 아니라 출입문 등 창호 분야에도 적용이 가능하다. 뉴미디어글라스가 접목된 IOT 미디어 자동문이 이미 자동문 형태로 공급되고 있는 상황이다.  

IOT 미디어 자동문은 전세계 최초의 미디어 자동문으로 LED 디스플레이를 통해 고객응대, 기상·시각·뉴스 등의 정보표출, 광고 기능, 디지털 미디어 아트 등 상황에 따라 다양한 표출이 가능하다. IOT 미디어 자동문은 비상 상황시 소방전기로 비상 작동하며 탈출방향 점멸 지시등이 켜진다. 평상시 슬라이딩 도어로 작동되던 문은 비상시 도어록을 해정하면 밀고 나갈 수 있는 스윙아웃 형태의 패닉도어로 변경되어, 평상시의 2배 상태로 개방이 되어 신속한 대피가 가능한 제품이다.

햇빛 차단부터 사생활 보호까지
 ‘스마트 글라스’도 적용 확대 추세 

 스마트 글라스의 개념은 용도에 따라 다양하게 정의 할 수 있다. 일반적으로 스마트 글라스는 외부에서 유입되는 태양광의 투과율을 자유롭게 조절하여 에너지 손실을 줄이는 동시에 에너지 효율을 향상시켜 사용자에게 쾌적한 환경을 제공하는 감성과 기능을 모두 만족시키는 유리를 말한다. 버튼을 누르면 투명상태가 불투명하게 되거나 바깥 온도가 올라가면 색이 짙어지고 온도가 내려가면 투명해져 태양열 흡수율을 스스로 조절하는 것이 가장 대표적인 기능이다. 
 

 스마트 글라스는 자외선 차단특성, 가시광선 조절기능 및 적외선 반사 특성을 이용하여 자동차, 버스, 항공기, 기차 등 수송 분 야뿐만 아니라, 최근에는 주택·인테리어 등 건축 분야, 디스플레이· 반도체 등 정보표시 분야 등에 다양하게 응용되고 있다.

 스마트 글라스 기술은 수동형과 능동형으로 나눌 수 있다. 수동형은 화학 증착법이나 스퍼터링법으로 특정 물질을 유리에 혼입하여 일정 파장의 태양광을 차폐 또는 투과시키는 방법으로 주로 UV 차단, 태양광으로부터 열/IR 흡수를 수행한다. 이 기술은 현재 상용화되고 있으며 기술적으로도 성숙돼 있는 상태이다. 

 능동형 스마트 글라스 기술은 신속한 응답 시간을 나타내며 이용자들에게 에너지 절약, 프라이버시 보호, 편리성 등 많은 이점을 제공한다.
 스마트 글라스의 가장 기본이 되는 핵심원리는 전류 흐름에 따라 투과도가 변하는 물질을 통해 태양광의 투과율을 자유롭게 조절할 수 있는 유리 또는 필름을 창문에 장착하는 것이다. 

스마트 글라스는 외부의 전기 변색(Electrochromic, EC)이나 빛의 파장(Photochromic, PC), 온도(Thermochroic, TC)의 변화에 따라 가역적으로 색 변화를 유도하는 변색 방식(Chromic Display, CD), 분극 입자 배향형 소자 기술(Suspended Particle Device, SPD), 고분자 분산형 액정 기술(Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC) 등 다양한 유형이 있다. 각각의 기술별로 장단점을 가지고 있으나 가장 기술개발이 활발한 분야는 전기 변색(EC)과 고분자 분산형 액정기술(PDLC)기술이다. 

 스마트 글라스는 그 동안 주로 해외시장에서 개발이 활발했지만 약 10여년 전부터 국내에서도 스마트 기술 개발이 활발하게 진행되면서 기업과 연구기관에서 지속적으로 기술을 업그레이드시키며 관련 제품을 선보이고 있다. 

 대표적으로 한글라스는 지나 2014년 전기적 장치를 통해 태양광을 감지하면 유리색이 변하는 타입의 세이지 글라스(Sage Glass)와 온도에 따라 유리색이 변하는 제품 2종을 선보이고 있다. 세이지 글라스는 시간별 태양고도에 따른 태양빛의 실내 유입을 자동으로 감지해서 실내의 조도 및 태양열 취득량을 별도의 차양장치 없이 조절해 준다. 전기 자극을 통해 자동 혹은 매뉴얼로 유리 색을 변화시켜 일조량을 조절하는 방식이다. 조명비용은 최대 60%, 상업시설용 냉방부하는 최대 20%, 난방·공조기 사이즈는 25%까지 절감이 가능하다. 

 열을 감지하여 스스로 색이 변하는 스마트 글라스는 서모크로믹(Thermochromic)타입으로  태양 직사광선으로 인해 유리표면이 가열되면 색이 자동으로 짙어지는 필름을 사용한 유리이다. 여름철 무더위에는 스스로 색이 짙어져 실내에 유입되는 태양열을 차단, 실내 냉방부하를 줄여준다.

기사출처 : 월간창호기술