'디스플레이 톺아보기' 검색 결과

디스플레이 패널이 올바로 작동하기 위해서는 다양한 관련 부품들이 함께 구성되어야 합니다. 특히 디스플레이 패널에 가장 가까이 있는 부품으로는 DDI(디스플레이 드라이버 IC)가 있고, DDI가 올바로 작동하기 위해 DDI패키지 부품들도 함께 필요합니다. 또한 DDI 패키지와 TV 또는 스마트폰과 같은 기기와의 연결을 위해 PCB(회로기판) 또는 FPCB(연성회로기판)가 사용됩니다. 오늘은 디스플레이 패널에 화면을 구현하기 위한 연관 부품인 DDI 패키지와 FPCB에 대해 알아보는 시간을 갖겠습니다.   DDI(디스플레이 드라이버 IC) 패키지는 무엇? DDI는 Display Driver IC(Integrated Circuit)의 약자로 OLED, LCD 등의 디스플레이를 구성하는 수많은 픽셀을 구동하는 데에 쓰이는 작은 반도체 칩입니다. 사용자가 기기를 작동시키면 이 명령을 받은 기기가 디스플레이에 원하는 화면을 표현하도록 신호를 내 보내는데, 이 신호가 PCB라는 회로기판을 거쳐서 DDI를 통해 디스플레이 패널에 전달됩니다. 이때 DDI는 각각의 픽셀을 어떻게 행동하라는 명령을 내리고 TFT(박막트랜지스터)가 그 명령을 받아 픽셀을 제어 함으로써 디스플레이 패널에 원하는 화면이 표시됩니다. * 참고 : 톺아보기 – 디스플레이 드라이버 IC (DDI) DDI는 일종의 반도체칩이며 그 기능을 수행하기 위해 필요한 부품의 구성을 DDI와 함께 묶어 ‘DDI 패키지’라고 부릅니다. 스마트폰과 같은 모바일용은 DDI칩 안에 모두 집적해 일체화 하는 경우가 많고, TV와 같이 공간이 조금 넉넉한 대형 패널용으로는 DDI 주변에 별도의 칩 형태로 구성됩니다. DDI 패키지는 DDI칩,…

마우스와 키보드는 컴퓨터 입력장치의 필수요소입니다. 특히 마우스는 윈도우와 같은 GUI(graphic user interface)를 기반으로 한 현재의 컴퓨팅 플랫폼에서 없어서는 안 될 장치로 자리잡았습니다. 만약 마우스가 없다면 컴퓨터 이용이 얼마나 어려워질까 상상해 본 적 있으신가요? 아마 키보드 방향키로 커서를 이동시키느라 무척이나 불편했을 것이고, 심지어 지금과는 다른 커맨드 방식, 예를 들면 DOS(disk operating system)와 같은 OS가 아직까지도 대세를 유지했을지 모릅니다. 하지만 마우스가 처음 발명됐을 당시에는 달랑 버튼 한 두개를 가진 이 작은 장치가 어떤 중요한 역할을 할 수 있을지 대부분의 사람들은 의아해 했었던 것이 사실입니다. 과거로 멀리 갈 필요 없이, 스마트폰이 대중화된 요즘, 만약 터치스크린패널(TSP) 기술이 없었다면 우리의 스마트폰 사용은 어땠을까요? 상상하기 힘들 정도로 어렵지 않았을까요? 모든 스마트폰에는 물리적인 쿼티(qwerty) 키보드가 필수적으로 달려 있어야 하고, 휴대용 미니 마우스를 매번 들고 다녀야 했을지도 모릅니다. 오늘은 스마트기기의 등장과 함께 더욱 존재감을 강하게 드러낸 터치스크린패널 기술에는 어떠한 종류가 있고, 어떤 원리로 작동하는지 톺아보겠습니다.   터치 방식의 구분 터치 센서에는 다양한 종류의 기술이 사용됩니다. 터치스크린이 위치하는 패널의 구조에 따라서 외장형과 내장형으로 나뉘고, 작동원리를 기준으로 했을 때, 현재 스마트폰에 가장 대중적으로 쓰이는 정전용량 방식과 저항막 방식 그리고 적외선, 음파, 압력을 이용한 터치 방식 등 그 종류가 무척 많습니다.…

오늘은 지난 시간에 소개한 액정에 따른 LCD 패널 분류에 이어, LCD 제조공정을 다루는 첫 번째 시간입니다. LCD 패널을 만드는 과정은 1) TFT(박막트랜지스터) 제작, 2) 컬러필터(color filter) 제작, 3) 합착/셀/액정주입, 4) 모듈 공정으로 크게 4 단계로 나눌 수 있습니다. TFT와 컬러필터는 각각의 공정에서 따로 진행을 합니다. 각각의 패널이 완성되면 두 패널을 위아래로 붙이는 작업을 하는데 이것을 합착이라고 부릅니다. LCD는 TFT가 액정을 조절하고 액정을 통과한 빛이 컬러필터를 통과하며 색을 내는 방식이기 때문에, 두 패널 사이에 액정이 있어야 합니다. 따라서 두 패널을 합착할 때 완전히 밀착시키면 중간에 액정을 넣을 수 없으므로 두 패널 사이에 스페이서라는 공간 확보용 아주 작은 기둥들을 세웁니다. 그 후에 액정을 주입한 다음 모듈화 단계로 이동해 PCB와 같은 구동에 필요한 장치들을 붙이면 LCD 패널 모듈이 완성됩니다. LCD 제조 과정에서 TFT는 이미 톺아보기 7편과 8편의 LTPS 제조공정에서 자세히 소개했으므로, 오늘은 해당 내용을 스킵하겠습니다. 이 시간에는 TFT가 액정의 움직임을 조절해 컬러필터로 가는 빛의 양을 조절하는 역할을 함으로써, 결과적으로 디스플레이의 밝기와 색을 조절하는 역할을 한다는 점만 기억하시면 되겠습니다. 오늘은 LCD 제조공정에서 색을 만들어내는 역할을 하는 컬러필터(color filter)에 대해 살펴보겠습니다.   컬러필터(color filter) 란? 컬러필터(color filter)는 빛을 통과시키면 해당 필터의 특성에 따라 색이 나타나도록…

오늘은 지난 시간에 소개한 LCD의 기본 원리와 구조에 이어, 액정의 작동 방식에 따라 구분한 LCD 패널의 종류를 알아보겠습니다. LCD 패널은 모두 액정(Liquid Crystal)을 사용한다는 점에서 동일하지만, 액정을 활용하는 방법에 따라 여러가지로 구분합니다. 전통적인 방식인 TN(Twisted Nematic) 방식이 기본 작동 원리로 많이 알려져 있고, 현재는 수직전계방식인 VA(Vertical Alignment)와 수평전계방식인 PLS(Plane to Line Switching) 등이 프리미엄 제품용으로 널리 사용되고 있습니다. 오늘은 이 3가지 방식에 대해서 그 구조와 작동원리를 살펴보겠습니다.   TN (Twisted Nematic) 방식 TN은 1971년 스위스에서 최초로 개발된 가장 전통적인 LCD 패널 방식으로 톺아보기 LCD의 원리와 구조 Part.1에서 작동 원리를 다루었습니다. 기본적으로 액정이 기판과 나란한 방향으로 (0도) 수평으로 놓여 있으며, 두 장의 상하 기판 사이에서 뒤틀린 배열을 갖추고 있어 이 패널 내부를 항상 빛이 통과하는 Normally White 방식이며, 전압을 가하면 액정이 기판 표면으로부터 90도로 일렬 배치 되면서 백라이트로부터 나온 빛이 편광판을 빠져 나가지 못하게 되어 Black 화면이 구현되는 구조입니다. TN방식은 구조가 단순하고 생산 비용이 낮아 가격이 저렴하지만, 시야각이 좁기 때문에 화면의 정면이 아닌 각도에서 볼 때 색이 변하거나, 빠른 화면 전환시에 잔상이 생기는 문제점이 있어 이 후에 STN(Super Twisted Nematic) 등으로 개선된 방식이 등장했습니다. 하지만 TN의 근본적인 구조상 시야각과 색반전 현상을…

오늘은 다양한 영역에서 활용되고 있는 평판 디스플레이의 대표 제품. LCD의 기본 작동 원리에 대해 살펴보겠습니다. LCD(Liquid Crystal Display, 액정표시장치)는 ‘액정’을 핵심 소재로 한 평판 디스플레이입니다. 액정(液晶, Liquid Crystal)이란 액체와 고체의 성질을 함께 가지고 있는 물질로, 고체의 결정이 갖는 규칙성과 액체의 성질인 유동성을 모두 지닌 물질이라는 뜻에서 액체결정, 줄여서 액정이라고 부릅니다. 의외로 액정은 상당히 오래 전에 발견되었습니다. 액정은 1854년 처음 발견되었고, 1888년 오스트리아의 생물학자 Reinitzer에 의해 비로소 ‘액정’이라는 이름을 최초로 부여받게 됩니다. 이후, 1920년대에는 많은 연구자들이 약 300여종의 액정을 합성해 발표했고, 액정에 전기 자극을 주어 상태를 변형하는 연구로 이어집니다. 1960년대에는 액정이 광학적 효과를 나타낸다는 사실이 과학 잡지 네이처(Nature)에 발표되었고, 이때부터 액정의 실용화 연구는 본격 궤도에 올라 이후 다양한 방식의 LCD가 화질과 성능을 높여 제품화되기에 이릅니다. LCD는 정보를 표현하기 위해 외부의 빛(광원)을 필요로 하는 디스플레이입니다. 액정 자체가 빛을 뿜어내지는 않기 때문입니다. 따라서 패널 뒷면에서 백색의 빛을 비추는 백라이트(Back Light)의 도움을 받아야 하고, 다양한 색을 표현하기 위해 컬러필터(Color Filter)를 함께 사용해야 합니다. 그럼 액정을 어떻게 활용하길래 디스플레이의 핵심 소재로 활용할 수 있을까요? 기본 원리는 빛의 방향성에 숨어 있습니다. 빛, 조금 더 구체적으로 말해서 빛의 근원인 광원은 근본적으로 빛이 360도 사방으로 뻗어나가는 특성이 있습니다. 집 안에 켜 놓은 전등이 집…

자체발광으로 최고의 화질을 구현하는 디스플레이 OLED. OLED는 뛰어난 화질과 얇은 두께, 그리고 가벼운 무게로 모바일 디스플레이의 주류로 자리잡았습니다. 하지만 OLED의 더 큰 매력은 바로 화면을 유연하게 구부릴 수 있는 플렉시블 디스플레이 구현이 가능하다는 점입니다. LCD 등 기존의 디스플레이는 자유자재로 휘어지거나 접거나 둘둘 말거나 심지어는 섬유처럼 늘어나는 스트레처블 기능을 구현하기가 매우 어렵습니다. 오늘은 현재 사용되는 플렉시블 OLED 기술의 원리와 플렉시블 OLED 디스플레이의 종류를 소개해 드립니다. 먼저 플렉시블 OLED가 기존의 평평한 OLED와 어떻게 다른지부터 살펴보겠습니다. 전통적인 OLED(Organic Light-Emitting Diode)는 일명 리지드(Rigid; 딱딱한) OLED라고 부릅니다. 딱딱한 이유는 디스플레이의 하부 기판과 보호 역할을 하는 봉지 재료가 유리이기 때문입니다. 유리는 디스플레이 공정에서 오랜 기간동안 사용되었기 때문에 신뢰성이 높은 반면, 플렉시블과 같은 유연성은 거의 없습니다. 스마트폰과 같은 모바일 기기의 형태를 자유롭게 구현하려는 일명 폼 팩터(Form factor) 혁신은 리지드 OLED로는 어렵습니다. 그렇다면 플렉시블 OLED는 유리 대신 어떤 소재를 사용해서 유연성을 확보했을까요? 지금부터 그 비밀을 풀어보겠습니다. 리지드 OLED가 유리를 쓰는 공정은 크게 2가지입니다. 앞서 언급한 유리 기판과 유리 봉지죠. 플렉시블 OLED는 유기 기판 대신 하부기판에는 PI(폴리이미드)를 사용하고, 유리 봉지 대신 얇은 필름인 TFE(Thin Film Encapsulation : 박막봉지)를 활용합니다. 유연성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 기존 유리를 사용한 부분보다…

자체발광으로 최고의 스마트폰 화질을 구현하는 디스플레이 OLED. 이 OLED 제조 기술의 핵심은 바로 자체 발광하는 유기물질을 얼마나 효율적으로 활용하는가에 달려 있습니다. 이번 시간에는 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 핵심 제조공정 중 ‘봉지(Encapsulation)’의 세부 공정에 대해 톺아보겠습니다. 지난 ‘봉지 Part.1’에서 다루었듯이, ‘봉지’ 공정이란 OLED 패널이 외부의 영향을 받지 않고 오랫동안 사용될 수 있도록 마감을 하는 단계입니다. – 봉지(封止, Encapsulation) : OLED에서 빛을 내는 유기물질과 전극은 산소와 수분에 매우 민감하게 반응해 발광 특성을 잃기 때문에 이를 차단하기 위한 공정. OLED 패널의 수명을 보존 또는 향상시킴. 봉지 공정을 위해서는 크게 세 가지 재료가 필요합니다. 인캡 Glass(Encap Glass : 봉지용 유리판)와 접착제 그리고 레이저입니다. 이때 상당수의 작업은 진공챔버(금속으로 만든 진공 구조물)에서 이루어집니다. OLED 공정의 앞선 단계를 다시 떠올려 보겠습니다. 스위치 역할을 하는 LTPS가 만들어졌고, 그 위에 유기물 증착(evaporation)이 완료됐습니다. 하지만 이렇게 만들어진 유기물 증착부는 아직 공기와 수분으로부터 보호받지 못하는 환경입니다. 물론, 아직 원장 Glass(필요한 디스플레이 크기로 자르기 전의 대형 원판 패널 유리판)의 상태이고 스마트폰 등에 사용하기 위한 크기인 셀(Cell) 단위로 자르기 전입니다. 셀 단위는 쉽게 말하면 5인치 스마트폰을 제작하는 공정일 경우, 5인치 사이즈로 잘라낸 패널 하나를 의미합니다. 봉지 공정은 셀 단위에서도 필요하고, 커다란 원장 상태에서도 진행합니다. 봉지…

오늘은 지난시간에 이어 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 핵심 제조공정 중 하나인 ‘증착’에 대한 이야기를 이어가겠습니다. 지난 시간 ‘증착 Part.1’ 에서는 증착의 개념과 원리를 다루었고, 이번에는 증착 공정 프로세스(순서)에 대한 이야기를 나누어 보겠습니다. OLED 증착 공정은 우선 LTPS(저온폴리실리콘)를 기초로 둔 상태에서 그 위에 유기물 층을 형성합니다. LTPS가 디스플레이의 픽셀을 컨트롤 하는 스위치 역할을 한다는 것 기억하시나요? OLED에서 픽셀은 유기물 재료로 이루어져 있고, 이 유기물이 전기적 신호에 의해 빛과 색을 내게 됩니다. 그리고 이러한 전기적 신호는 LTPS가 담당하게 되기 때문에, 당연히 LTPS와 접점을 가지고 OLED 층을 형성해야 합니다. 그리고 형성 방법은 바로 ‘증착’법을 사용합니다. 이해를 돕기 위해 공정이 마무리 된 LTPS의 모습을 다시 한번 떠올려 보겠습니다. ※ 참고 : [디스플레이 톺아보기] ⑧ LTPS(저온폴리실리콘) 제조 공정 Part.2 위 그림처럼 LTPS의 Anode(양극) 위에 EML(Emissive Layer, 발광층)이 존재합니다. 그림에서는 Red 색을 내는 서브픽셀(Sub-Pixel, 부화소)만 예를 들어 표현했습니다. 이 구조를 자세히 들여다 보면 EML의 발광 효율을 높이기 위해 보조층들이 EML 위 아래로 존재하는 것을 알 수 있습니다. Cathode(음극)에서 EIL(전자주입층)에 전자가 주입되고 ETL(전자수송층)을 거쳐 EML에 도달합니다. 마찬가지로 반대편에 있는 Anode(양극)에서 정공이 HIL(정공주입층)에 주입되고, HTL(정공수송층)을 거쳐 EML에 도달합니다. EML에서 전자와 정공이 만나면 빛이 나게 되고 이 원리는 앞선 ‘OLED의…

OLED가 빼어난 색과 화질을 보여주는 이유는 디스플레이가 자체발광하는 까닭이 가장 큽니다. 디스플레이 화면이 자체발광한다는 뜻은 빛과 색을 표현하는 픽셀(Pixel)들이 스스로 빛을 낸다는 의미입니다. LCD와 같이 백라이트(Backlight)를 사용해 외부의 광원으로부터 빛을 받아 컬러필터(Color Filter)를 거쳐 색을 내는 수광형 방식과 대조적인 개념입니다. 디스플레이에서는 픽셀을 형성하는 방법을 컬러 패터닝(Color Pattering)이라고 부릅니다. 색의 3원색인 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue)의 서브픽셀(Sub Pixel, 보통 3개의 서브픽셀이 모여 1개의 픽셀을 구성)들을 한 치의 오차 없이 패터닝해야 원하는 화면을 디스플레이에서 정확하게 보여줄 수 있습니다. 그렇다면 자체발광 OLED 픽셀을 만드는 방법은 무엇일까요? 업계에서는 여러가지 방법이 시도되고 있지만, 현재까지 양산을 위해 가장 보편적으로 사용되는 방법은 바로 ‘증착’입니다. 마이크로 단위의 OLED 미세공정에서 정밀하고 불순물이 없이 대량으로 컬러 패터닝을 할 수 있는 방법은 현재로서는 증착이 유일하기 때문입니다. 증착(Evaporation)은 OLED의 핵심공정 가운데 하나로, OLED 제조 과정을 크게 5단계로 나누어 봤을 때 두 번째 단계에 해당합니다. [LTPS] → [증착(Evaporation)] → [봉지(Encapsulation)] → [셀(Cell)] → [모듈(Module)] LTPS(저온폴리실리콘)가 빛을 내는 각각의 픽셀들을 컨트롤 하는 역할을 한다면, 증착 공정은 빛과 색을 내는 자체발광 픽셀 그 자체를 만드는 작업입니다. 일단 복습을 한번 해 볼까요? OLED는 기판이 되는 유리판(Glass) 위에 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)색을 내는 유기 발광층이 있고, 이 유기 발광층을 보호하기…

앞서 톺아보기 ① Part.1에서는 디스플레이의 역사적 기원과 근대적 기술에 대한 소개를 해 드렸습니다. 오늘은 디스플레이 기술의 기원 그 두번째 시간으로, 전자 디스플레이로 일컬어지는 현대적 디스플레이 장치 및 기술에 대해 톺아보겠습니다.   전자 디스플레이의 탄생 : 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube)을 발명하다 디스플레이의 역사는 인간의 보고자 하는 욕망을 충족시키기 위해, 더 선명하고 생생한 화질을 표현하는 방향으로 발전해 왔습니다. 그 중에서 가장 오래됐고 많이 사용된 전자 디스플레이는 바로 음극선관입니다. 1897년 독일의 물리학자인 브라운(Karl Ferdinand Braun)이 발명했기 때문에 흔히 브라운관으로 불리기도 합니다. 해상도, 휘도 및 자연색 표시 등의 디스플레이 성능에 있어 다른 디스플레이 장치와 비교해 매우 우수하고, 가격도 저렴한 편이기 때문에 LCD 등 평판디스플레이가 주류인 아직까지도 사용되고 있습니다. 음극선관은 내부의 전자총(Electron Gun)이 전자를 발사해 화면의 형광체에 부딪혀 빛을 내는 방식입니다. 조금 더 구체적으로 들여다 보면, 먼저 음극선관 뒤쪽의 전자총에서 전자를 방출시킵니다. 그리고 방출된 전자는 종착지인 형광체가 도포된 화면에 도달해 형광체와 충돌하면서 빛을 내게 됩니다. 이 과정에서 원하는 위치의 화면에서만 빛을 내도록 하기 위해 촘촘하게 많은 구멍을 뚫어 놓은 섀도 마스크(Shawdow Mask)를 통과하는 것이 핵심 작동 원리입니다. 먼저 개발된 흑백 음극선관은 흰색을 내는 형광체가 화면 뒤쪽에 발라져 있고, 나중에 개발된 컬러 음극선관은 R,G,B의 색을 각각…