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5월 19일은 발명의 날입니다. 측우기 반포일에서 연유한 것인데요. 측우기의 발명처럼 다양한 분야에서 발명의 노력이 있었기에 우리 생활이 보다 윤택해지는 것 아닐까요? 특히 디스플레이는 인류의 생활 방식을 크게 뒤바꾼 분야라는 점에서 더 의미 있는 기술이 아닐까 합니다. 발명의 날을 맞이해 CRT부터 LCD, OLED, QD디스플레이까지 우리의 일상을 변화시켜온 디스플레이 기술의 중요한 변곡점들을 삼성디스플레이의 기술 발전사와 함께 돌아봅니다.

CRT, ‘절전’ 앞세우며 국내 TV 시장 석권

세계 가전 업계에서 절전 제품 바람이 불기 시작한 1970년대 초. 삼성은 1975년 1월, 세계 세 번째로 자체 기술을 집약한 순간수상방식 퀵스타트 브라운관(Econo)을 개발했습니다. 기존 TV가 20~30초 간 예열이 필요했던 반면, 이코노TV는 5초 만에 화면이 켜지면서 탁월한 절전 효과와 긴 수명을 장점으로 가진 제품이었는데요. 이를 계기로 삼성은 글로벌 디스플레이 업계의 기술 수준을 빠르게 따라잡기 시작했습니다. 

▲ 1975년 흑백 브라운관 생산라인 / 이코노TV 개발을 알리는 신문광고

LCD에 삼성이 몰려온다!

1990년대는 ‘플랫’ 디스플레이의 시대였습니다. 완전한 평면 디스플레이 기술을 손에 넣기 위한 LCD 기술 경쟁이 가장 중요한 화두로 떠올랐는데요. 당시 디스플레이 시장에서는 일본의 일부 업체가 먼저 상품화 단계를 밟고 있었습니다. 삼성은 후발 주자였지만 1992년 빠른 실행력으로 화면 밝기, 소비전력, 시야각 등 모든 면에서 일본을 앞지른 10.4형 TFT-LCD 개발에 성공하며 승기를 거머쥐었습니다.

2000년까지만 해도 디스플레이 업계에서 LCD TV는 30형의 크기를 넘기 힘들 것이라는 전문가들의 예측이 지배적이었습니다. 누가 먼저 이 한계를 뛰어넘느냐가 초미의 관심사가 될 수 밖에 없었는데요. 삼성은 이와 같은 기술 난제를 풀기 위한 열쇠로 *ODF 기술 개발에 성공, 이를 바탕으로 2001년 당시 세계 최대크기인 40형 LCD TV 패널을 개발했습니다. 30형 벽을 제일 먼저 허물어뜨린 삼성의 기술은 세계 LCD 업계를 놀라게 했습니다.

*ODF: One Drop Filling, 액정적하공법 (하판 유리기판 위에 액정을 적하한 후 상판 유리기판을 합착해 자외선 경화를 하는 방식으로 액정 주입에서 지체되는 제조 공정을 획기적으로 단축)

2000년대 중반에는 치열한 슬림화 경쟁이 디스플레이 시장을 휩쓸었습니다. LCD 패널 두께를 줄이기 위해 LED를 백라이트 광원으로 활용했는데요. 삼성은 두께 감소는 물론 가격 경쟁력도 높일 수 있는 엣지형을 채택, 2007년 최초로 *엣지형 LED 백라이트를 탑재한 두께 10mm의 40형 LCD를 개발했습니다. 이 최초의 기록은 초슬림 기술을 주도하기 위한 기술 개발에 가속도를 붙이는 계기가 되었습니다.

*엣지형: 상하좌우 측면에만 LED 소자를 넣고 화면 영역에는 도광판(Light Guide Plate, LGP)을 이용해 반사시켜 주는 방식

브라운관과 LCD를 뒤잇는 신성장동력, 차세대 디스플레이 OLED

 ▲ PMOLED 3000만 개 출하 기념식

1990년대 중반부터 브라운관과 LCD를 뒤잇는 신성장동력으로 OLED가 주목받기 시작했습니다. 삼성은 비교적 접근성이 높은 PMOLED 제품 개발부터 시작했는데요. 2003년 6월 1.7형 6만 5000컬러 PMOLED를 세계 최초로 개발하고 이듬해 8월부터 양산하면서 휴대폰 내부창용 디스플레이 상용화에도 성공했습니다. 이는 당시까지 외부창용만 가능했던 PMOLED의 패러다임을 바꾸는 순간이었습니다. 

PMOLED 개발 성공에 따른 기술 축적으로 디스플레이 대형화가 가능한 AMOLED 사업이 본격적인 궤도에 오르기 시작했습니다. 세계 최고 해상도의 8.4형 AMOLED 개발, 세계 최초 저분자 방식의 AMOLED 개발 등 연이은 성공으로 천안사업장에 연산 2,000만 개 규모의 생산라인 건설을 추진하며 양산에 박차를 가했는데요. 2006년 10월 시생산을 시작으로 2007 9 휴대폰용 AMOLED 패널부터 본격적으로 양산에 돌입했습니다.

첫 양산에 성공한 이후 OLED는 빠르게 시장을 선점해왔는데요. 과감한 투자와 결단력, 그리고 압도적인 기술력으로 2011년에는 AMOLED 세계 시장 점유율을 96.8%까지 끌어올리며, 지금도 중소형 디스플레이 시장의 글로벌 리더로 자리잡고 있습니다.

삼성디스플레이는 구부렸다 펼칠 수 있는 상상 속 디스플레이를 현실로 끌어올 준비를 하고 있었습니다. 플렉시블 디스플레이 시장을 선점하기 위해 백라이트가 필요 없는 OLED의 강점을 극대화해 휘거나 접을 수 있는 디스플레이 기술을 점진적으로 확대해 나간 것인데요. 그 첫 번째 결과물로 2009년 5월 세계 최대 크기인 6.5형 플렉시블 OLED를 개발했습니다.

▲ 폴더블 디스플레이가 탑재된 ‘갤럭시 폴드’

삼성디스플레이는 플렉시블 디스플레이에서 한걸음 더 나아가 폴더블 디스플레이에 도전했습니다. 폴더블 디스플레이 구현의 핵심 기술은 폴딩 응력을 극복한 초슬림 곡률 구현과 점착제를 활용한 패널 내부 최적 구조 설계 그리고 유연한 초박형 커버 윈도우 소재 적용입니다. 2019년 폴더블 디스플레이 양산에 성공, 같은 해에 갤럭시 폴드에 탑재하여 혁신적인 스마트 폼팩터를 선보였습니다.

▲ Diamond PixelTM,Eco2 OLEDTM 등 삼성 OLED 핵심 기술 소개를 다룬 유튜브 영상

삼성디스플레이의 OLED 기술 개발은 멈추지 않고 진행돼 왔습니다. 복잡한 문자뿐만 아니라 섬세한 곡선 라인를 표현해 보다 선명한 화질을 구현하는 Diamond PixelTM 기술, 편광판을 없애 밝기를 높이면서도 소비전력을 줄여 친환경이라는장점을 갖고 있는 Eco2 OLEDTM 기술이 대표적인 예라 할 수 있습니다.

삼성디스플레이의 차세대 초격차 기술, QD디스플레이

OLED와 함께 세계 디스플레이 시장을 다시 한 번 놀라게 할 QD디스플레이. 삼성 QD디스플레이는 전면 발광 방식을 활용하여 심플하고 효율적인 구조로 설계돼, 얇고 가벼운 것이 특징입니다. 

자발광 디스플레이인 QD디스플레이는 발광원층을 조정하는 전자회로인 TFT층, 빛을 내는 발광원, 발광원의 빛을 활용해 색을 표현해내는 QD 발광층으로 구성되어 있습니다. 2019년 11월 발대식을 통해 첫 발을 뗀 후 2년의 시간이 지나 2021년 QD디스플레이 양산에 성공, 앞으로 프리미엄 시장에 새로운 표준을 제시할 것으로 기대됩니다.

지금까지 삼성디스플레이의 발명의 순간들을 알아보았습니다. 앞으로는 또 어떤 디스플레이 기술이 등장해 우리의 생활을 바꿔 놓을지 기대가 되는데요. 지금 이 순간에도 각자 자신의 자리에서 한걸음 더 진보한 기술을 위해 노력하고 있는 모든 분들에게 박수를 보냅니다.

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