디스플레이 용어알기 2021.01.20

[디스플레이 용어알기] 72편: 스퍼터링(Sputtering)

스퍼터링(Sputtering)이란 디스플레이에서 TFT를 만들 때 금속으로 구성된 층을 형성하기 위한 공정 중 하나로, ‘물리적 기상 증착(PVD)’의 한 종류입니다. 디스플레이의 TFT에는 전자가 이동할 수 있도록 얇고 가는 금속성 물질의 배선이 필요한데, 스퍼터링을 통해서 배선의 기반이 되는 막을 형성(성막)하고, 이후 포토공정(Photolithography)을 통해 막에서 배선이 되는 부분 이외의 영역을 깎아내 최종적인 배선을 만들 수 있습니다. 스퍼터링은 우선 증착이 이루어질 챔버 안에 TFT기판과 증착할 금속성 물질을 투입하며 시작합니다. 이어서 챔버를 진공상태로 만든 후 낮은 압력의 아르곤 가스를 챔버 내부에 주입한 후, 증착할 물질에 마이너스(-) 전압을 가하면 TFT기판(양극)과 증착물질(음극) 사이에 전기장이 형성되고 이 전기장에 노출된 아르곤(Ar) 가스는 Ar+로 이온화되면서 챔버 내부에는 플라스마(Plasma)가 발생합니다. 양극으로 이온화 된 아르곤(Ar+) 입자는 음극(증착물질)과 충돌하게 되며, 충돌 당한 증착물질의 입자는 표면에서 튕겨나와 양극인 TFT기판에 달라붙게 됩니다. 이 과정을 통해 TFT기판에 원하는 금속성 물질을 얇게 성막(박막)할 수 있습니다.
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디스플레이 용어알기 2021.01.06

[디스플레이 용어알기] 71편: ELA(Excimer Laser Annealing)

디스플레이에서 ELA는 LTPS 전자 회로층을 만들기 위해 주로 사용하는 레이저 공정입니다. ELA 공정을 이용해 a-Si(Amorphous Silicon, 비정질실리콘) TFT를 LTPS(Low Temperature Poly Silicon, 저온폴리실리콘) TFT로 전환하면 TFT의 성능을 상당히 높일 수 있습니다. ※ TFT(Thin Film Transistor, 박막트랜지스터): 디스플레이에서 R, G, B 색상의 빛을 내기 위해 각 픽셀을 조절하는 실리콘 기반 전자 회로 LTPS는 실리콘의 구성 형태가 전통적인 TFT인 a-Si보다 질서정연하기 때문에 전자가 쉽게 회로에서 이동할 수 있습니다. a-Si이 구불구불하고 차로가 좁은 비포장도로라면, LTPS는 차로가 많은 고속도로에 비유할 수 있습니다. 전자 이동도가 높으면 그만큼 전력과 데이터의 이동이 수월하기 때문에 LTPS는 고해상도, 슬림베젤, 저소비전력 디스플레이 구현에 상당히 유리합니다. LTPS는 a-Si을 엑시머 레이저로 가공해 만듭니다. 위 그림과 같이 레이저가 a-Si 층에 조사되면서 움직이면, 해당 영역이 질서 정연한 바둑판 같은 입자 구성을 갖게 되는데, 이를 ELA(Excimer Laser Annealing) 공정이라 부릅니다. 그림과 같이 레이저 에너지를 받은 무질서한 배열의 a-Si는 왼쪽의 Poly-Si(LTPS)과 같이 결정화 되면서 단결정 형태의 실리콘 군집을 형성하며 TFT의 성능을 상당히 높게 증가시킵니다.
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디스플레이 용어알기 2020.12.08

[디스플레이 용어알기] 69편: FMM (Fine Metal Mask)

FMM(Fine Metal Mask)은 OLED 디스플레이에서 발광체인 유기물을 기판에 증착할 때 사용하는 마스크(Mask)의 한 종류입니다. Fine Metal Mask라는 단어 뜻 그대로 ‘작고 촘촘하게 구멍이 있는 얇은 금속성 마스크’로서, 증착할 발광 유기물이 마스크를 통과해 기판 위의 원하는 위치에 증착되도록 유도하는 역할을 합니다. OLED 디스플레이는 유기물로 이루어진 픽셀(Pixel)들을 조합해 이미지를 구현하며, 각 픽셀들은 독립적으로 다양한 색상을 표현할 수 있습니다. 픽셀이 다양한 색을 표현할 수 있는 이유는 하나의 픽셀이 빛의 삼원색인 Red, Green, Blue 색을 발하는 서브픽셀(Sub-Pixel)로 이루어져 있기 때문입니다. 서브픽셀은 ‘증착’이라는 공정을 사용해 제조합니다. ‘증착’은 어떤 물질을 기판 표면에 얇게 부착시키는 것을 말하며, OLED 유기물을 증착하기 위해서는 일반적으로 진공 공간 속에서 대상 물질을 가열해 증발시키는 방법을 사용합니다. 기판의 정확한 위치에 서브픽셀용 유기물을 증착하기 위해, R, G, B 색상별로 해당 위치와 FMM의 Hole이 매칭되도록 구성한 후 증착 공정을 진행합니다. 증착은 한 번에 한 가지의 색상만 증착해야 혼색이 발생하지 않기 때문에, 서브픽셀 각 색상별로 서로 다른 FMM을 사용해 여러 단계의 공정을 거쳐 진행합니다. 서브픽셀 증착이 완료되면 OLED의 발광층(EML; Emitting Layer)이 완성되며, 이후 발광 보조층 성막 및 봉지(Encapsulation) 공정을 진행하게 됩니다.
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디스플레이 용어알기 2020.11.26

[디스플레이 용어알기] 68편: 백플레인 (Backplane)

백플레인이란 언어적으로는 뒷판을 의미하며, 디스플레이 분야에서는 우리가 일상에서 바라보는 화면의 앞면이 아니라 디스플레이를 구동시키는 회로 소자가 포함된 뒷면을 의미합니다. 이해를 돕기 위해 OLED 디스플레이 구조를 설명하면, OLED 디스플레이는 크게 3개 부분으로 구성되어 있습니다. 우리가 일상 생활에서 볼 수 있는 빛을 만드는 발광부, 발광부가 빛을 발할 수 있도록 전기 스위치를 켜거나 꺼주는 TFT(Thin Film Transistor), 그리고 TFT와 발광부를 쌓아 올릴 수 있도록 토대 역할을 하는 기판(Substrate)으로 구성됩니다. 여기서 백플레인은 기판에 TFT까지 올려진 상태가 되겠습니다. 전기신호를 받았을 때 발광하는 유기소자가 증착되기 전까지 상태입니다. 이러한 백플레인은 디스플레이 성능의 주요 성능을 결정짓는 중요한 역할을 합니다. 화질의 핵심인 화소, 모바일 제품에서 사용시간에 영향을 주는 소비전력 등이 백플레인의 구조와 소재에 따라 달라집니다. 또한 디스플레이가 적용된 제품의 폼팩터(Form Factor)에도 영향을 줍니다. 기판, 봉지 등에 유연한 소재를 적용하여 디스플레이를 굽히는 플렉시블(Flexible), 늘릴 수 있는 스트레처블(Stretchable) 디스플레이를 만들 수 있게 됩니다. ※ 참고자료(하이퍼링크)   – TFT, 기판, 유기물층, 플렉시블 OLED, 스트레처블 OLED
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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