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삼성디스플레이는 모바일용 AMOLED, 플렉시블, 고해상도 LCD 그리고 커브드 TV 등 미래 디스플레이 시장을 주도해가고 있습니다.

LCD의 경우는 대형 디스플레이 시장에서 평면을 넘어 곡면으로 진화하는 중인데요. 삼성디스플레이는 올해 4월 세계 최초, 최대의 105형 커브드 UHD TV를 출시하였고, 9월 독일 가전 전시회 IFA에서는 삼성디스플레이의 커브드 LCD가 탑재된 105형 벤더블 커브드 TV가 발표되어 세계의 주목을 받았지요.

커브드 디스플레이의 가장 큰 장점은 곡면 화면으로 시청자의 몰입감이 극대화된다는 것입니다.(관련글 보기 : 삼성 커브드 TV 개발의 주역을 만나다)

대형 커브드 TV 앞에 서면 마치 현장에 있는 것처럼 실감나는 영상을 즐길 수 있는데요. 이러한 디스플레이를 만들려면 기존 평면 디스플레이와는 다른 관점의 접근이 필요합니다. 이제부터 삼성디스플레이의 커브드 LCD 기술에 대해 알아보겠는데요. 그 전에 LCD의 기본 원리와 구조에 대해 간단히 설명하고 가겠습니다.

 

LCD의 원리

LCD는 일정한 방향으로 배열(Off)된 액정 물질에 전기 신호를 가해 액정을 다른 방향으로 배열(On)하게 하여 빛을 투과 또는 차단시킴으로써 화면을 표시해 줍니다. 액정 자체로는 빛을 낼 수 없으므로 광원 역할을 하는 백라이트가 필요하고, 다양한 색을 낼 수 있도록 Red, Green, Blue의 3원색으로 이뤄진 컬러필터도 필요로 하지요.

LCD의 구조

LCD는 TFT(Thin Film Transistor) 기판과 컬러필터(Color Filter) 기판, 그리고 두 기판 사이에는 액정(Liquid Crystal) 물질로 채워져 있습니다. 광원인 백라이트(Back Light)는 보통 TFT 기판 뒤에 위치 합니다. 각각의 역할에 대해 간단히 알아보겠습니다.

 

커브드 LCD

지금까지 LCD의 원리와 구조를 설명해 드렸는데요. 커브드 LCD도 구동원리는 동일합니다. 하지만 TFT와 컬러필터의 두 장의 유리 기판을 일정한 곡률이 유지되도록 구부리고 각 기판 사이의 간격을 유지하려면 정밀한 곡면 설계 기술과 액정, 픽셀 등이 곡면에서 제대로 구동하게 하는 기술이 필요합니다.

지난 10월 IMID에서 선보인 삼성디스플레이의 105형 커브드 UHD LCD 패널은 세계 최고의 곡률인 4000R을 구현하였는데요. (4000R : 4m(4000mm)의 반지름을 가진 원의 휘어진 정도)
삼성디스플레이는 어떻게 최고 기술력을 지닌 커브드 LCD를 만들 수 있었을까요? 삼성디스플레이의 커브드 LCD 기술 비밀에 대해 알아보겠습니다.

 

(1) 곡면에 적합한 픽셀 설계 기술력

픽셀은 디스플레이 화면을 이루는 최소 단위입니다. 우리가 흔히 말하는 ‘해상도’는 픽셀의 개수로 표시하는데요. UHD LCD의 경우 가로 3840 X 세로 2160으로 배열되어 총 829만4400개의 픽셀이 있습니다.

픽셀은 TFT 부분과 CF 부분이 정확하게 배치되어야 제대로 된 픽셀이 완성된다고 말할 수 있는데요. 특히, 커브드 디스플레이처럼 화면을 휘게 된다면 두 기판 사이에 엇갈림이 없도록 설계하는 게 중요합니다. 엇갈림 현상이 나타나면 화면에서 빛샘 혹은 혼색(색의 뒤섞임) 불량이 발생하게 됩니다. 따라서 화면의 곡률에 맞게 픽셀 구조를 설계하고 만드는 것이 중요하지요. 삼성디스플레이는 다양한 곡률의 커브드 LCD에 최적화된 픽셀 설계 기술을 확보하여 실용화하고 있습니다.

 

(2) 커브드 LCD에 최적화된 VA 기술력

삼성디스플레이의 LCD는 VA(Vertical Alignment) 방식을 사용합니다. 기판에 액정을 수직으로 정렬하고, 전압을 가해 액정이 눕거나 각도를 조절하여 빛을 통과하도록 만드는 기술입니다. 이와 다른 기술로 IPS(In Plane Switching) 방식이 있는데요. 수평으로 정렬된 액정이 회전하면서 빛을 통과시키는 기술입니다.

 

커브드 LCD에서는 인접한 픽셀로 빛이 새어나가는 빛샘 현상을 방지하는 게 무엇보다 중요한데요. VA 방식은 화면이 휘어져도 액정의 수직방향이 잘 유지되어 곡면 구조에 유리합니다. 반면 액정이 수평으로 눕혀져 있는 IPS 방식은 휘어질수록 액정에 의한 빛샘이 심해져, 특히 대형 커브드 LCD를 만드는데 곡률의 한계로 작용합니다. 삼성디스플레이의 커브드 LCD가 뛰어난 것은 오랫동안 축적해 온 VA기술 덕분인 셈입니다.

이 외에도 일정한 곡률 유지를 위한 초박형 유리기판 사용과 휘어진 화면에 골고루 광원이 도달할 수 있도록 곡면을 고려한 광원 설계도 매우 중요한 기술 요소이며, 삼성디스플레이는 이같이 커브드 LCD의 핵심 기술력을 바탕으로 보다 좋은 제품을 공급하고자 노력하고 있습니다.

지금까지 삼성디스플레이 커브드 LCD 기술에 대해 설명드렸는데요. 평면에서 곡면으로 진화하는 데까지 수많은 기술적 난제를 극복한 결과가 바로 커브드 LCD랍니다. 이같이 삼성디스플레이가 주도하는 LCD 기술 발전은 멈추지 않고 계속되겠지요!

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