디스플레이 용어알기 2020.11.12

[디스플레이 용어알기] 67편: PDL(Pixel Define Layer)

PDL(Pixel Define Layer)이란 OLED 패널에서 유기물발광층(EML)의 각 서브픽셀(Sub-Pixel)이 서로 간섭하지 않도록 구분해 주는 역할을 하는 층(Layer)입니다. OLED 패널은 Red, Green, Blue 색(빛)을 내는 유기 발광물질을 이용해 색상을 표현하는데, 각각의 R, G, B 서브픽셀은 증착(Evaporation)이라는 공정을 거쳐 만들어집니다. PDL은 유기 발광물질 증착이 이루어지기 전에 각 서브픽셀의 증착 영역 이 외의 부분에 성막됩니다. 즉, 서브픽셀이 되는 유기 발광물질들이 들어갈 부분을 비워두고 형성합니다. ▲ OLED 패널 단면도. PDL이 유기물발광층(EML)을 감싸고 있다. PDL은 PI(Poly Imide) 물질을 이용하며, 노광(Exposure)이라는 공정(TFT 제작에 사용되는 포토리소그래피의 일부)을 통해 패널에 형성합니다. PDL이 성막되지 않은 구역 즉, 서브픽셀 구역이 정의(Define) 되면 증착된 유기물들은 하단의 전극(Anode)와 만나 전기적 신호에 의해 빛을 내게 됩니다. PDL은 서브픽셀 전극의 전기적 합선 등을 방지하고, 증착 시 유기물들이 영역을 넘어 섞이지 않도록 하는 역할을 합니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.11.05

[디스플레이 용어알기] 66편: 홀 디스플레이(Hole Display)

홀디스플레이란 구멍을 의미하는 홀(Hole)과 디스플레이(Display) 패널을 의미하는 단어의 조합으로 홀을 가지고 있는 디스플레이를 의미합니다. 디스플레이 패널에 홀이 있다고 모두 홀 디스플레이는 아닙니다. 디스플레이에 화면이 구동되는 액티브 에어리어(Active Area) 안에 홀이 있어야 합니다. 액티브 에어리어가 아닌 베젤(Bezel), 데드 스페이스(Dead Space) 부분에 홀이 있다면 홀디스플레이에 해당되지 않으며 또한 액티브 에어리어와 데드 스페이스 경계선에 카메라 홀이 있는 노치 디자인도 홀디스플레이라 할 수 없습니다. 디스플레이 내에 만들어진 홀은 스마트폰에서 카메라와 같이 빛을 인식하는 센서를 위치시키기에 유용합니다. 홀디스플레이를 만들기 위해서는 고도의 디스플레이 화소 패턴닝 기술과 홀 가공기술이 필요합니다. 홀을 만드는 대표적인 기술로는 레이저가 사용되고 있으며, 홀을 뚫고 난 뒤 주변에 있는 미세한 배선과 다양한 발광소재 등이 공기에 노출되어 손상되지 않도록 홀 주변을 봉지 공정을 통해 막아주는 단계가 필수적입니다. 그리고, 홀로 인해 발생한 주변부 화질에 대한 영향도 제어해야 합니다. 이렇게 고도의 기술이 적용된 홀디스플레이는 풀 스크린(Full screen) 기술의 한 사례로 화면을 넓게 해주어 사용자들에게 높은 몰입감을 제공합니다. 또한, 스마트폰 외에도 다양한 영역에서 혁신적인 디자인을 제공할 수 있습니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.10.20

[디스플레이 용어알기] 65편: BM(Black Matrix)

BM(Black Matrix)은 LCD 디스플레이에서 RGB(적녹청) 서브픽셀 사이를 구분해 주는 검은 영역을 뜻합니다. BM은 기본적으로 RGB 서브픽셀용 컬러필터를 생성하기 전에 각 서브픽셀 영역을 구분하는 칸막이 역할을 합니다. 또한 LCD 백라이트의 빛샘을 방지하고, RGB 서브픽셀의 혼색을 방지하며, 외부광원에 의한 TFT(박막트랜지스터)의 누설전류 증가를 방지하는 역할을 합니다. ▲ LCD 컬러필터 기판 단면도 BM은 LCD에서 RGB 컬러필터를 생성하기 전에 컬러필터의 기판이 되는 유리판 위에 포토리소그래피 공정을 통해 만듭니다. 만들어진 BM과 BM 사이에 RGB의 색을 내는 컬러필터를 차례로 생성하며, 그 위에는 높이가 제각각인 컬러필터층을 평평하게 만들어주는 오버코트(overcoat) 층을 형성합니다. 맨 위에는 추후 TFT 기판과 합착을 통해 액정을 구동할 수 있도록 투명전극(ITO, indium tin oxide)을 성막합니다. BM은 픽셀과 픽셀 사이에 놓은 검은 영역을 뜻하나, 때로는 스마트폰 화면의 테두리를 뜻하는 베젤의 검은 부분과 혼용하여 사용되기도 합니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.10.13

[디스플레이 용어알기] 64편: 베젤 (Bezel, Dead Space)

일반적으로 ‘베젤’은 스마트폰이나 TV 등 디스플레이가 탑재된 IT 기기에서 화면이 나오는 출력 부를 제외한 주변 테두리 영역을 의미합니다. 디스플레이에서 ‘베젤’은 데드스페이스(Dead Space)라고도 부르며, 패널 발광 영역인 Active Area의 바깥쪽 영역으로 픽셀이 발광하지 않는 상/하/좌/우/코너 영역을 말합니다. 베젤의 좌우 영역은 픽셀을 발광시키기 위한 신호 배선과 회로가 지나갑니다. 최근 스마트폰과 같은 IT 기기들은 풀 스크린 트렌드가 지속되면서, 제품 사이즈 자체를 키우기보다는 화면이 차지하는 면적을 최대한 넓히기 위해 화면 외의 공간인 베젤을 최소화하는 방향으로 개발되고 있습니다. 베젤에는 전극이나 회로 배선 등이 있어 베젤을 줄이려면 배선의 선폭을 최소화하거나 얇게 만들어야 합니다. 베젤을 최소화하기 위해 다양한 노력들이 시도되는 만큼 ‘네로우 베젤’, ‘베젤리스’, ‘제로베젤’ 등 관련 용어도 다양합니다. 또한 하단 베젤을 최소화하기 위해 드라이버 IC의 본딩 방식도 변화되었습니다. 이전 COF(Chip on Film) 방식은 드라이버 IC를 FPCB에 부착하여 FPCB를 구부려 패널 뒤로 감추는 방식이었으나, 현재는 패널에 IC를 직접 부착하는 COP(Chip on Panel) 방식을 활용해 패널 자체를 구부리는 방식으로 기판 뒷면에 부착함으로써 베젤을 최소화시킵니다. 베젤이 최소화되어 전면의 디스플레이 표시 영역이 증가하면, 화면 몰입감이 증가할 뿐 아니라 불필요한 영역이 최소화됨으로써 제품의 심미성도 높아집니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.09.16

[디스플레이 용어알기] 63편: 개구율(Aperture ratio)

개구율이란 디스플레이의 기본 구조인 화소(Pixel)에서 빛이 나올 수 있는 부분(개구부)의 비율을 의미합니다. 개구율이 높다는 것은 동일한 디스플레이 면적에서 더 많은 빛이 표출된다는 것입니다. 또한, 에너지 소비 관점에서 개구율이 높다는 것은 에너지 효율이 높다는 것으로 적은 전력 소모로도 같은 밝기의 빛을 표출할 수 있다는 뜻이며 전력의 소모량에 따라 디스플레이 수명이 반비례하는 만큼 디스플레이 수명도 길어진다는 것을 의미합니다. 이러한 이유로 개구율은 디스플레이 패널 성능에 대한 주요 지표로 사용됩니다. 개구율에 영향을 미치는 중요 인자 중 하나는 디스플레이 발광 방향입니다. 발광 방식에는 전면형과 배면형 방식이 있는데 구조적 특성상 디스플레이를 전면으로 발광하는 형태가 개구율이 높습니다. 따라서, 동일 영상을 동일한 전력을 사용하여 구동한다면 전면 발광 방식이 더 밝게 보입니다. 디스플레이 화소 구동을 위해서는 TFT(박막트랜지스터)가 있어야 하며 전면 발광의 경우 TFT가 발광부 뒷면에 있는 반면, 배면 발광의 경우 TFT가 발광부 앞 쪽에 위치하여 발광부에서 나오는 빛을 차단하기 때문입니다. 디스플레이 업계에서는 개구율을 높이고자 전면형 발광 방식 적용, 발광부 확대, TFT 선폭 최소화 등의 노력을 지속하고 있습니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.09.03

[디스플레이 용어알기] 62편: Active Area (표시 영역)

디스플레이 패널에서 화면에 이미지가 표시되는 영역을 Active Area(액티브 에어리어)라고 하며 표시 영역이라 부르기도 합니다. 디스플레이 패널의 전면부(눈에 보이는 면)는 대부분 픽셀로 구성된 Active Area가 차지하며, 픽셀을 구동하기 위해 필요한 일부 배선(전자회로) 및 측면부의 기구적 결합을 위해 Dead Space(데드 스페이스, 일명 베젤)가 함께 구성되어 있습니다. 디스플레이 업계에서는 화면의 표시 영역을 넓혀 몰입감을 높이고, 완제품의 디자인을 개선하기 위해 Active Area 최대화와 Dead Space 최소화를 위한 개발을 지속해 왔습니다. 최근에는 스마트폰의 표시 화면을 최대한 넓히기 위해 각종 센서류를 디스플레이 패널 하부로 내리고, Dead Space를 최소화하는 풀스크린(Full screen) 기술이 본격적으로 적용되고 있습니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.08.26

[디스플레이 용어알기] 61편: ITO (인듐 주석 산화물)

ITO(Indium tin oxide, 인듐 주석 산화물)는 디스플레이 패널에서 핵심적으로 사용되는 재료입니다. 디스플레이는 전기의 흐름을 통해 픽셀의 밝기를 제어해 화면을 표현합니다. 따라서 픽셀마다 전기가 통할 수 있도록 양극(Anode)과 음극(Cathode)이 필요한데, 이때 극이 되는 물질은 전기가 잘 통하는 특성과 동시에 빛이 화면을 잘 통과하는데 유리한 투과성도 갖춰야 합니다. ITO는 산화 인듐(In2O3)과 산화 주석(SnO2)을 혼합해 산소의 빈자리가 생성될 때 이 빈자리를 통해 전자와 정공이 이동해 전기가 흐르도록 하는 재료입니다. 이를 통해 전기전도성을 높이고 두께를 얇게 제작할 경우 투명한 특성이 나타나며, 전기가 통하는 동시에 투명하기 때문에 투명전극이라 불리기도 합니다. LCD에서 ITO는 백라이트의 빛이 액정을 거칠 때 이를 제어하는 전극으로서 역할을 하며, 이때 액정을 통과한 빛이 투명전극인 ITO를 빠져나와 우리 눈까지 도달하도록 하는 역할을 합니다. OLED에서는 크게 두 가지 기능으로 사용되는데, 먼저 배면 발광 방식의 OLED에서는 LCD와 유사한 원리로 작동합니다. 반면 전면 발광 방식의 OLED에서는 우선 양극(Anode)에서 정공(Hole)이 원활하게 유기발광층(HIL)으로 주입될 수 있도록 하는 역할을 합니다. 양극의 재료로 사용되는 ITO는 정공의 이동에 적합한 에너지 준위를 갖추고 있기 때문입니다. 동시에 ITO의 투과성은 ‘공진(Micro cavity)’구조 구현도 가능하게 합니다. 디스플레이에서 ‘공진’이란 빛의 파동성(보강간섭)을 이용해 세기를 증폭시킴으로서 발광 효율을 크게 높일 수 있는 기술입니다. 투명한 ITO를 양극에 사용함으로써 빛이 전극을 통과해 Ag막까지 도달하도록 한 후 빛의 반사가 되도록 함으로써 공진을 구현합니다.
더보기
[디스플레이 용어알기] 60편: FoD (Fingerprint on Display)
디스플레이 용어알기 2020.08.20

[디스플레이 용어알기] 60편: FoD (Fingerprint on Display)

FoD(Fingerprint on Display)는 디스플레이 내장형 지문센서를 의미합니다. 스마트폰 디스플레이 상에서 손가락 지문을 활용해 사용자를 식별하는 기술입니다. 최근 몇년 간 풀 스크린 스마트폰이 대세가 되면서,  전면 물리 버튼이 사라지고 지문 센서 역시 디스플레이에 내장하는 방식으로 발전하게 되었습니다. 디스플레이 지문 내장 방식은 광학식, 초음파식 이렇게 두 가지가 현재 대표적으로 사용되는 방식입니다. 광학식은 지문을 카메라로 촬영하듯이 센싱하는 방식입니다. 빛이 매질을 통과하면, 통과하는 매질의 물성에 따라 굴절율이 달라지는데 이를 이용한 원리입니다. 디스플레이에서 발사된 빛이 투과해 지문에 닿으면서 지문의 볼록한 부분인 ‘융’과 유리의 굴절율과 지문의 오목한 부분인 ‘골’로 인해 발생하는 공기층과 유리의 굴절율이 서로 다르기 때문에 이를 활용해 지문 형상이 센싱됩니다. OLED는 빛이 투과하기 때문에 광학식 방법을 통한 지문 내장형 디스플레이가 가능합니다. LCD는 백라이트유닛이 빛의 투과를 가로막기 때문에 이론적으로는 불가능한 방식입니다. 초음파식은 지문의 굴곡을 센싱하는 방식입니다. 센서 변환기에서 발생한 초음파가 디스플레이와 커버 윈도우를 통과해 지문에 전달되면, 초음파가 지문의 오목한 부분인 ‘골’에서는 매질이 없는 공기층을 만나 반사돼 돌아오고, 볼록한 ‘융’에서는 매질(피부)를 만나 상당수 빠져나가 돌아오지 않게됩니다. 이런 반사된 초음파 신호의 세기를 측정해 지문을 파악하는 방식입니다. 플렉시블 OLED는 디스플레이 내부에 공기층이 없어 초음파 지문센서 적용이 용이합니다. LCD는 백라이트유닛 접합부에 공기층이 존재해 초음파가 전달되지 않아 적용이 어렵습니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.08.05

[디스플레이 용어알기] 59편: 투명폴리이미드 (CPI, Colorless Polyimide)

투명 폴리이미드(CPI)란 Colorless Polyimide의 약자로 투명한 PI를 의미하며, 최근 플렉시블 디스플레이에서 패널을 보호하기 위한 커버 윈도우 소재로 사용됩니다. CPI는 기존 폴리이미드(PI)가 가지고 있는 내화학성 및 내열성 특성은 유사하나 특유의 색을 띠는 단점이 있어, 화학적 구조를 달리하여 투명하게 개발되었습니다. ▲ 투명폴리이미드(좌)와 폴리이미드(우) 사진 기존 PI의 화학적 구조를 보면, 다수의 방향족(C6H6-, 정육각형 모양)을 가지고 있어 화학적, 열적 우수성을 갖게 되는데, 이러한 방향족은 가시광선 중 400∼500나노미터(nm) 파장을 흡수하는 성질로 인하여 시각적으로는 갈색을 띠게 됩니다. ▲ 폴리이미드 화학 구조식 (출처 : 위키피디아) 이를 투명화 시키기 위해서 PI 내 방향족을 트리플루오로메틸기(-CF3), 에테르기(-O-), 술폰기(-SO₂)와 같은 구조로 대체하거나 첨가하는 방식 등이 활용되고 있으며 기술적으로도 많은 노하우가 필요합니다. CPI는 플라스틱이라는 재료의 특성상 투명하고 얇게 가공이 가능하며 유연성이 좋아 폴더블이나 롤러블 등 플렉시블 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우 커버로 적용되고 있습니다. 지난해 삼성디스플레이가 개발한 언브레이커블 디스플레이는 CPI를 커버 윈도우에 적용한 사례이며, 美 국방부 규격에 맞춰 실시한 UL(Underwriters Laboratory, 국제 안전인증 시험기관)의 내구성 테스트도 통과했습니다. 그리고, 갤럭시 폴드 모델에도 적용되어 상용화되었습니다.
더보기
디스플레이 용어알기 2020.07.30

[디스플레이 용어알기] 58편: 폴리이미드 (PI, Polyimide)

폴리이미드는 열 안정성이 높은 고분자 물질로 우수한 기계적 강도, 높은 내열성, 전기절연성 등의 특성 덕분에 디스플레이를 비롯해 태양전지, 메모리 등 전기/전자 및 IT 분야에서 다양하게 활용됩니다. 특히 타 소재에 비해 가벼울 뿐 아니라 휘어지는 유연성까지 갖춰 제품의 경량화 소형화가 가능합니다. 폴리이미드는 디스플레이 제조 시 기판이나 커버 윈도우 등 다양한 곳에 활용되고 있습니다. ▲ 폴리이미드(Polyimide) 사진 일반적인 디스플레이의 경우 제조 과정에서 유리 기판을 사용하는데, 휘어져야 하는 플렉시블 OLED는 딱딱한 유리 기판 대신 유연한 폴리이미드를 사용하여 제조합니다. 플렉시블 OLED 제조공정을 살펴보면, 먼저 캐리어 글라스라고 불리는 유리 기판 위에 PI 물질을 도포한 후, TFT와 증착, 봉지 공정을 거친 뒤 레이저로 캐리어 글라스를 떼어내는 방식입니다. 디스플레이 기판은 고온에서 제조하는 공정 기술을 견뎌야 하기 때문에 내열성이 중요합니다. 폴리이미드는 영하 273 ~ 영상 400도까지 물성이 변하지 않는 만큼 내열성이 뛰어납니다. (출처: 네이버 두산백과) 또한 플라스틱 소재라 가볍고 유연해 플렉시블 OLED 제조 시 기판으로 사용하기 적절합니다. 폴리이미드는 깨지지 않고 자유롭게 휘거나 접을 수 있어, 디스플레이 커버 윈도우 소재로도 각광받고 있습니다. 폴리이미드 고유의 색상인 노란색을 제거하여, 투명하게 구현하는 방식으로 사용되고 있습니다.
더보기