[SID 2021] 삼성 OLED와 함께하는 더 나은 일상! (Better life through Samsung OLED)

FAB(팹)이란 ‘Fabrication Facility’의 준말로 디스플레이/반도체 생산 공정이 이루어지는 시설을 의미합니다. OLED, LCD와 같은 초미세공정이 필요한 디스플레이 패널이 FAB에서 생산되며, TFT(박막트랜지스터), 증착(EV), 인캡슐레이션(EN) 등 제조 핵심 공정이 FAB 안에서 이루어집니다. ▲ FAB에서 이루어지는 OLED 주요 공정 TFT와 같은 박막트랜지스터 공정을 비롯해, EV, EN 등의 핵심 공정들은 CVD(화학적 증착), PVD(물리적 증착), 스퍼터링 증착 등 주로 진공 챔버를 거쳐야 하며, 챔버 안에서 가스를 사용한 화학적 결합 등을 이용하므로 제품 생산을 위한 FAB 인프라는 각 공정을 효율적이고 유기적으로 연동할 수 있는 구조를 갖춰야 합니다. FAB 내부는 온습도 등 공정 환경을 일정하게 유지하는 것이 중요하며 특히 아주 작은 먼지(파티클)라도 제품 불량의 원인이 되기 때문에, FAB은 외부 요인으로부터 제품을 보호하기 위해 일반적으로 클린룸(Clean room)이라는 높은 청정도를 갖춘 공간 형태로 운영됩니다. ▲ OLED 디스플레이를 생산하는 삼성디스플레이 FAB

올림픽이나 월드컵 경기의 개최는 건설, 관광, 컨벤션, 서비스, 전자 등 모든 산업이 성장하는 계기가 되어왔다. 일본의 전자 산업계는 이번 도쿄올림픽을 재도약의 발판으로 삼으려 했다. 특히 전 세계로 송출되는 중계방송을 통해 자신들의 영상 관련 기술을 홍보할 기회로 보았다. TV 시청자들의 눈에는 경쟁하는 선수들이 보이지만, 올림픽과 같은 글로벌 이벤트의 이면에는 전자업계의 시장확보를 위한 치열한 전쟁도 숨어 있다. 이번 올림픽을 계기로 전자업계가 갈고 닦은 무기는 초고화질 8K 영상 시스템이다. 아직 세계적으로 4K UHD 해상도의 방송도 완전히 정착되지 않은 상황에서 그 4배의 화질을 가진 8K 영상은 오버 스펙으로 보일 수 있다. 그러나 지금까지의 기술 발전 추세를 볼 때 초고화질 영상 시스템은 머지않아 대량으로 파급될 것이다. 사람의 감각은 더 높은 품질에 잘 감응하고 몰입한다. 그래서 우리의 시각도 더 좋은 화질을 보면 다시 낮은 화질로 되돌아가기 어렵다. 스크린이 크고 고화질일수록 임장감(臨場感)과 현장감(現場感)이 높다. 임장감(presence)은 그 장소에 들어가 있는 것처럼 보인다는 의미고, 현장감(reality)은 그 장소가 눈앞에 실재하는 것처럼 펼쳐진다는 느낌이다. 초고화질은 구석기 동굴벽화 이래 사실적인 재현(representation)을 향한 노력의 정점이다. 아날로그부터 디지털까지, 해상도의 변천사 영상 품질에 가장 중요한 요소인 해상도는 지난 20년간 드라마틱한 발전을 보여주었다. 20년 전 아날로그 영상을 디지털로 전환할 때의 기준 해상도는 세로 방향으로 480픽셀이었다. 영상 가전제품의 광고에 ‘수평 해상도 360선 고화질 영상’ 같은 문구도 있던 상황이었으므로 480선의 해상도는 분명한 발전이었다. 게다가 여러 번 복사하거나 편집해도 화질의 손상이나 노이즈가 생기지 않으니 디지털 영상의 장점은 큰 가치를 지니고…

OLED 디스플레이에서 ‘도펀트(dopant)’란 OLED 발광을 돕는 물질로, 호스트(host)와 함께 ‘유기발광층(EML)’을 구성하는 발광 재료입니다. OLED는 패널에 전류를 흘렸을 때, 양극(+)과 음극(-)에서 발생한 정공(+)과 전자(-)가 발광층(EML)에 도달해 서로 결합을 하면서 빛을 발생시키는 원리입니다. 정공과 전자의 결합 과정을 통해 높은 에너지를 가진 ‘엑시톤(Exciton)’ 상태가 형성되는데, 이때 엑시톤의 높은 에너지 상태가 다시 안정화 상태로 내려가면서 그 에너지 차이만큼이 빛의 형태로 방출되는 것입니다. 빛이 생성되는 발광층(EML)은 크게 호스트(host)와 도펀트(dopant)로 이루어져 있으며, 호스트는 발광층 안으로 들어온 전자와 정공이 서로 잘 만나 결합할 수 있도록 하는 역할 즉, 엑시톤을 효율적으로 생성시키도록 돕는 역할을 하고, 도펀트는 이렇게 생성된 엑시톤 에너지를 전달받아 효율적으로 발광하게 됩니다. OLED 발광 매커니즘은 크게 형광 방식과 인광 방식으로 나뉘는데, 먼저 형광 방식은 ‘호스트가 정공/전자 결합에 따라 발생한 엑시톤 에너지를 흡수’하고, 특정 파장대에서 빛을 내는(호스트 발광) 현상을 이용합니다. 이때 호스트에 의해 발생한 빛이 도펀트에 전달되면 도펀트는 이 빛에너지를 다시 흡수해 도펀트에서 발광이 일어나게 하는 것입니다. 이를 Foster 방식이라고 부릅니다. 두 번째로 인광 방식은 Dexter 방식이라고 부르며, Foster 방식과 달리 빛 에너지를 전달받아 도펀트 발광을 만드는 것이 아니라, 호스트에서 직접 정공 또는 전자가 도판트로 이동해(에너지 전이) 도펀트가 발광을 일으키게 하는 것입니다. 유기발광층(EML)을 호스트와 도펀트로 구성하는 복합 발광 시스템은 과거 OLED 발명 초기 시절의 단일 유기물 발광 방식에…

OLED 디스플레이에서 ‘호스트(host)’란 OLED 패널 내부에서 실제로 빛을 생성하는 ‘유기발광층(EML)’의 구성 요소입니다. OLED 패널의 양극과 음극에서 발생한 정공(+)과 전자(-)는 발광층(EML)에 도달하면 서로 결합을 합니다. 이 두 요소의 결합 과정을 통해 높은 에너지를 가진 ‘엑시톤(Exciton)’ 상태가 형성됩니다. 이때 엑시톤의 높은 에너지 상태가 다시 상대적으로 에너지가 낮은 안정화 상태로 내려가면서 그 에너지 차이만큼이 빛의 형태로 방출됩니다. 발광층(EML)에 있는 호스트(host)는 발광층 안으로 들어온 전자와 정공이 서로 잘 만나 결합할 수 있도록 하는 역할 즉, 엑시톤을 효율적으로 생성시키도록 돕는 역할을 합니다. 호스트는 안트라센(Anthracene) 등의 유기물 성분으로 구성되며, 일반적으로 발광 효율을 높이는 도펀트(dopant)와 함께 쓰입니다. 이러한 호스트/도펀트 복합 발광 시스템은 과거 OLED 발명 초기 시절의 단일 유기물 발광 시스템에 비해 색순도와 발광효율이 높아 현재 대부분의 OLED 디스플레이에 사용되고 있습니다.

인간의 세상이 속해 있는 이 광대한 우주는 약 138억 년 전에 하나의 작은 점에서 비롯되었다. 엄청난 에너지가 압축된 점에 특이점(singularity)이 생겨 갑자기 폭발하면서 계속 팽창하는 우주를 형성하게 되었다고 빅뱅이론은 설명한다. 부피도 없는 작은 점이 어떻게 발산하여 백억 년을 넘게 지나면서 크기의 우주를 만들었는지 아직도 풀리지 않는 의문점이 많다. 이런 미스터리에 대해 구약 성경의 창세기에는 만물의 시작을 언급하며 ‘태초에 빛이 있으라 이르시니 빛이 있었다’는 표현이 나온다. 실제로 태초의 우주는 빅뱅 직후 플라즈마 상태를 거쳐 서서히 빛을 발했을 것으로 알려졌다. 마치 폭탄이 터지기 직전의 순간처럼 원자핵과 전자 같은 소립자들이 뒤엉킨 상태에서는 빛을 낼 수 없었다. 화약에 충격 에너지가 가해져 불씨를 만들고 폭발을 일으키듯, 흩어졌던 전자와 핵이 결합하여 중성의 원자 구조를 갖추면서 비로소 광자(photon)들이 빛을 발할 수 있었다. 이러한 최초의 빛은 빅뱅의 뜨거운 순간으로부터 대략 38만 년이 지나서 빛의 분리기(decoupling era)에 나타났다고 한다. 우주의 기나긴 역사에서 보면 최초의 순간에 속한다. 태초의 빛은 우주배경복사(Cosmic Background Radiation)로 남아 여전히 팽창하는 우주를 가득 채우고 있다. 세상은 빛으로 시작되었다. 세상 모든 빛은 암흑 속에서 피어난다. ▲ 가시광선의 색도도(chromacity scale diagram)에서 흑체궤적(black body locus) 또는 플랑크 궤적(Planckian locus)은 아치 형태로 가운데를 가로지르고 있다. 절대온도에 맞춘 색온도에 따라 눈금별로…

미래에는 어떤 디스플레이가 등장할까? 여러번 접을 수 있는 멀티 폴더블 디스플레이부터 쭉쭉 늘어나는 스트레쳐블 디스플레이까지! 삼성 OLED 기술은 우리의 상상을 현실로 만들 수 있다. 삼성디스플레이는 최고의 디스플레이 기술로 스마트한 일상을 만들어 가겠습니다.