'삼성디스플레이, 세계 최초 4.5세대 OLED 라인 가동'

'삼성디스플레이, 세계 최대 8세대 LCD 라인 본격 출하'

삼성디스플레이가 세계 최초로 OLED를 양산한 사실과 8세대 LCD 라인 본격 양산을 다룬 기사들에 흔히 등장하는 제목들입니다. 이 기사들의 제목에서 '세대(generation)'란 무엇을 뜻하는 것일까요? 그리고 세대의 개념은 언제부터 시작됐으며, 현재는 몇 세대까지 존재할까요?

오늘은 디스플레이 패널을 만들 때 그 기반이 되는 원장(또는 마더글래스)의 세대에 대해서 알아보겠습니다.

디스플레이 패널의 세대(Generation)란 무엇?

'세대'의 개념을 이해하려면 먼저 디스플레이 패널이 어떻게 만들어지는지 그 초기 단계를 알아야 합니다. OLED 또는 LCD는 일반적으로 제조의 기반이 되는 커다란 유리기판을 놓고 그 위에서 패널 제조를 시작합니다. 생산할 패널의 사이즈에 따라 하나의 유리기판에 55인치 TV크기의 공간을 여러개 할당하기도 하고, 5인치 스마트폰용 공간을 수백개 할당하기도 합니다.

이렇게 패널 생산의 기반이 되는 큰 유리기판을 업계에서는 '원장' 또는 '마더글래스'라고 부릅니다. 그리고 원장의 크기에 따라서 세대를 구분합니다. 그리고 세대를 뜻하는 영어 'Generation'의 이니셜을 사용해 해당 세대의 숫자 뒤에 'G'를 붙여서 표현합니다.

LCD가 처음 양산을 시작할 시점에는 기술적으로 커다란 원장을 바탕으로 생산이 어려웠습니다. 그래서 원장 자체의 크기가 작았고 대략 270x360 mm 정도의 크기를 가졌습니다. 그리고 이를 1세대 원장크기라고 부릅니다. 단, 여기서 오해하면 안되는 점은 세대의 정의가 법이나 규정처럼 딱 정해진 것은 아니라는 것입니다. 예를 들어, A기업의 10.5세대와 B기업의 11세대가 실제 원장의 크기는 같은 경우가 있기도 합니다. 세대의 정의는 기업의 전략이나 여건에 따라서 비슷한 크기의 원장을 사용하면 통상 같은 세대라고 칭하며, 제조사가 공식적으로 자신들의 세대를 홈페이지 등을 통해서 밝히기도 합니다.

세대별 크기 비교

디스플레이 원장의 세대는 점점 커지는 방향으로 진화했습니다. 1G(세대)가 270x360mm에서 출발했고, 늘 맞아떨어지는 법칙은 아니지만 한 세대가 높아질 때 면적이 약 2배 가량 커지는 원리로 증가해 왔습니다. 현재 세계 최대 크기의 원장인 10.5G(일부업체는 11G로 표기)가 2940x3370mm 정도이므로 면적이 약 100배나 증가했습니다. 직접 그림으로 크기의 스케일을 비교해 봤습니다.

원장의 크기가 점차 커진 이유는 도입 초기단계에 커다란 원장을 다룰 기술력이 충분치 않았던 점과 크기가 커질수록 대형 패널을 만들 때 생산성이 더 높다는 점 때문입니다. 생산성이 높다는 것은 어떤 의미인지 조금 더 자세히 들여다 보겠습니다.

최적의 원장 크기는? '면취효율'의 경영학

기본적으로 제조 공정에서 원장이 커질수록 한번에 더 많은 패널을 만들 수 있으므로, 같은 개수의 패널을 만들더라도 작은 원장 여러개를 순차적으로 투입해 생산하는 것 보다, 큰 원장을 투입해 한번에 생산하는 것이 공정 시간상 더 유리합니다.

이와 더불어 TV나 모니터와 같은 대형 패널 제품을 만들 때 생산성은 더욱 중요시됩니다. 대형 TV와 대형 모니터에 대한 시장의 수요가 증가하면서, 패널도 그에 발맞추어 대형 제품을 만들어야 했습니다. 하지만 만들려는 패널의 크기에 따라 원장을 효율적으로 활용할 수 있는지 여부가 달라집니다.

이론적으로 시뮬레이션 해 보면 8G 원장에서는 55인치 TV용 패널을 6개 생산할 수 있지만, 65인치 TV용 패널은 고작 3개 정도 만들 수 있습니다. 55인치를 생산할 경우에는 버려지는 부분이 적지만. 65인치의 경우에는 버려지는 부분이 훨씬 많습니다. (물론 최근에는 남는 영역을 모니터와 같이 작은 사이즈에 할당해 효율성을 높이기도 합니다.) 이럴 때 원장 전체 면적중 실제 패널로 만들어지는 영역의 비율을 '면취효율'이라고 합니다. 면적에서 패널로 취하는 정도의 효율성이라는 의미로, 면취효율이 높을수록 원장을 알뜰하게 사용하는 것입니다.

그럼 8G 원장과 10.5G 원장을 비교해 보겠습니다. 10.5G에서는 같은 65인치 TV용 패널을 무려 8개나 만들 수 있습니다. 버려지는 부분도 8G 원장보다 적습니다.

면취효율이 높을수록 생산성이 증가하기 때문에 패널 제조사 입장에서는 새로운 라인을 건설할 때 세대의 원장 크기를 결정함에 있어, 향후 소비자들이 선호하는 인치를 고려하지 않을 수 없습니다. 즉, 시장의 수요를 예측해 면취효율이 최적화된 원장의 크기를 결정하고, 이를 공장을 지을 때 감안합니다.

다음 시간에는 디스플레이 라인에서 패널이 생산되는 규모를 뜻하는 캐파(CAPA;Capacity)의 개념을 이해하고 원장의 세대별 크기 차이에서 나타나는 캐파의 의미를 짚어보겠습니다.