컬러&디스플레이 2021.07.22

[컬러 & 디스플레이] 제 7화: 빛과 그림자 사이의 무한한 간극 ‘HDR’

“어둠이 깊을수록 별은 더 밝게 빛난다”와 같은 표현은 여러 가지로 변용되어 강연에서, 수필에서, 노래에서도 자주 인용되었다. 원래 러시아의 문필가 표도르 도스토옙스키(Fyodor Dostoevsky)가 <죄와 벌>에서 언급한 명언이라는 설도 있었지만, 동시대 시인 아폴론 마이코프(Apollon Maykov)의 시 한 구절이라는 주장도 있다. 어둠은 죄를 뜻하고 별빛은 신의 은총으로 해석되지만, 색채 연구자들에게는 명암 대비와 휘도(輝度, luminance)의 관계를 연상시킨다. 밝은 정도를 뜻하는 휘도는 일반적인 밝기(明度, brightness)와 약간 다르다. 휘도는 빛을 발하는 밝음의 상태를 구분하는 말이다. 그런데 밝음의 정도는 상대적이다. 촛불 하나를 켜면 어두운 방을 은은하게 밝힐 수 있지만, 전등 아래에서는 환하게 보이지 않는다. 환한 조명도 햇볕 아래에서는 밋밋하다. 그러니 깜깜한 밤의 벌판에서는 작은 불빛도 구원의 계시처럼 보일 수 있다. 도스토옙스키는 험한 시베리아의 유배 생활을 등잔불 아래에서 성경과 함께 이겨냈다고 한다. 허름한 교도소의 침침한 불빛 속에서 손가락을 짚어가며 읽은 성경의 구절구절은 대문호로 가는 먼 길을 환히 밝힌 빛이었을 것이다. 빛의 세기, 즉 광도(光度)를 측정하는 단위는 촛불 하나의 밝기 정도인 칸델라(candela)인데, 줄여서 cd라고 쓴다. 원래 포르투갈어로 양초를 뜻하던 칸델라는 네덜란드 상인들을 통해 전 세계로 보급된 이동식 조명기구 칸델라르(Kandelaar)를 지칭하기도 했다. 광물질 카바이드(carbide)에 물을 섞으면 아세틸렌 가스로 바뀌어 잘 연소하는 원리를 이용한 이 조명 장치는 실제로 약 5cd의 빛을 발했다. 촛불보다 더 밝고 한번 불을 붙이면 7시간 정도 지속하여 19세기 노동 현장부터 초기 자동차 전조등까지 두루 쓰였다. 1950년대 독일 뮌헨에서 유학했던 수필가 전혜린은 안개 자욱한…
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디스플레이 용어알기 2021.07.20

[디스플레이 용어알기] 82편: 고분자 OLED

OLED 디스플레이는 유기 발광 물질을 재료로 사용하는 제품·기술로, 이때 사용하는 재료는 크게 ‘고분자 OLED 유기재료’와 ‘저분자 OLED 유기재료’로 구분됩니다. 고분자 OLED 유기재료는 일반적으로 10,000g/mol(그램/몰) 수준 이상의 많은 분자량(분자의 질량)을 가진 물질을 뜻하며, 1990년 케임브리지 대학에서 최초로 이를 이용한 OLED를 발표했습니다. 고분자 OLED 유기재료는 저분자에 비해 구조가 복잡하고 무거운 특성 때문에 ‘증착’ 공정이 아닌, 잉크젯 등의 프린팅 설비를 이용한 ‘용액(soluble)’ 공정 방식의 OLED 제조에 적합합니다. 프린팅 OLED 공정은 [용액화] → [토출] → [건조] 순으로 진행됩니다. 고분자 유기재료를 OLED 디스플레이 픽셀로 만들기 위해서는 먼저 재료를 프린팅이 가능한 잉크 형태로(용액화) 만들어야 합니다. 따라서 먼저 R, G, B 빛을 내는 각 유기재료를 용매(solvent)에 녹여 용액(잉크)으로 만드는 과정을 거칩니다. 그리고 잉크를 프린팅 설비에 담아 각 픽셀을 생성할 위치에 떨어뜨린(토출) 후, 액체 상태인 유기재료를 건조시켜 박막 형태의 픽셀을 만드는 방식으로 OLED 디스플레이를 제작합니다. 고분자 유기재료를 활용한 프린팅 OLED 공정은 저분자 유기재료의 증착 공정과 달리 FMM(파인메탈마스크)을 사용하지 않기 때문에 재료 사용 효율이 높으며, 진공 챔버를 사용하지 않고 상압에서도 구현이 가능한 장점이 있습니다.
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테크 2021.07.05

삼성 OLED와 윈도우 11이 만나면 놀라운 일이?!

지난 6월 25일 마이크로소프트사가 차세대 OS ‘윈도우 11’을 전격 공개했습니다. 디자인은 보다 아름답게 진화했으며, ‘다크 모드’ 테마를 기본 탑재해 사용자에게 최적의 화면을 보여줍니다. 보다 손쉽게 여러 개의 창을 띄워 배치할 수 있게 됐고, 각 창마다 편하고 강력한 멀티태스킹을 지원합니다. 또 게임 화면을 자동으로 HDR로 전환할 수 있고, 터치 기능 강화는 물론, 화상 전화 기능 기본 탑재까지. 첨단 디스플레이로 손꼽히는 ‘삼성디스플레이 OLED’가 차세대 OS ‘윈도우 11’과 만나면 어떤 혁신을 가져올지 함께 살펴보겠습니다.
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디스플레이 용어알기 2021.06.23

[디스플레이 용어알기] 81편: 저분자 OLED

OLED 디스플레이는 유기 발광 물질을 재료로 사용하는 제품·기술로, 이때 사용하는 재료는 크게 ‘저분자 OLED’와 ‘고분자 OLED’로 구분됩니다. 저분자 OLED용 유기 재료는 일반적으로 500 ~ 1200g/mol(그램/몰) 수준 이하의 적은 분자량(분자의 질량)을 가진 물질을 뜻하며, 고분자 OLED 유기 재료에 비해 상대적으로 구조가 단순하고 가벼운 무게를 가집니다. OLED는 1987년 이스트만 코닥社 연구진에 의해 최초로 개발되었는데, 이 때 사용된 재료가 저분자 OLED였습니다. 저분자 OLED는 발전을 거듭해 현재 상용화 된 대부분의 OLED 디스플레이 재료로 사용되고 있습니다. 저분자 OLED는 재료에 열을 가해 승화시키는 방식인 ‘증착(evaporation)’ 공정을 통해 디스플레이의 픽셀 소자로 제작됩니다. R, G, B 각 색상을 내는 픽셀마다 서로 다른 재료가 필요하므로, 패터닝 마스크(FMM, Fine Metal Mask)를 사용해 각각의 영역에 저분자 OLED 재료를 증착시킵니다. 고분자 재료에 비해 상대적으로 가볍기 때문에 증착 공정이 가능하며, 이에 따라 정밀한 미세 패터닝(픽셀 소자 제작)이 가능하고, 발광 성능도 우수한 장점을 가지고 있습니다.
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컬러&디스플레이 2021.06.22

[컬러 & 디스플레이] 제 6화: 빛으로 세상을 기록하다! ‘컬러와 영상’

세상은 빛으로 가득 차 있다. 여름 하늘의 푸른 하늘색도 눈부시게 빛나고, 뙤약볕의 태양은 눈을 뜨고 바라볼 수 없을 정도로 하얗게 빛난다. 태양의 가시광선 아래에서 우리는 세상의 모든 컬러를 바라보고 인식할 수 있다. 만약 태양이 없다면 세상의 컬러는 어떻게 보일까? 모든 색의 기준은 근본적으로 정오의 햇빛을 기준으로 삼았기 때문에 태양이 없는 세상에는 컬러도 없다고 가정할 수 있다. 흑체(黑體)와 같은 암흑 그 자체일 것이다. 밤에 방안의 불을 끄고 어둠에 눈이 적응하기 전에 주변을 둘러보면 모든 색이 다 검정에 가까운 무채색의 공간으로 보인다. 컬러는 그래서 항상 빛을 전제로 한다. 빛이 없으면 컬러도 없다. 뉴턴의 발견 이전부터 사람들은 색이 빛에 종속되어 있다는 사실을 생활에서 이미 체득했다. 다만 어떤 빛인가에 따라 대상과 공간의 컬러도 다르게 보인다는 사실은 오랜 논쟁을 야기했다. 사물의 고유색 논쟁부터 인상주의 그림까지 컬러는 항상 수수께끼와 같았다. 햇빛은 지구 전체를 고루 비추고 있지만, 땅 위의 볕은 시시각각 변하는 것처럼 보인다. 날씨와 계정에 따라 빛이 다르게 느껴지고, 하루 종일 빛깔이 변한다. 아침의 햇빛은 푸르스름하지만 저녁의 볕은 노르스름하다. 똑같은 나뭇잎도 시간에 따라 다른 녹색으로 변한다. 같은 시간의 햇빛이라도 산 위에서 보는지 바다에서 내리쬐는지 또 다르다. 지구로 들어오는 태양광이 동일하다고 할지라도, 이 모든 다름은 지구의 대기 변화에 따른 변덕이다. 전 세계의 모든 슈퍼컴퓨터로도 예측하기 어려울 정도로 복잡미묘한 지구 대기의 변화는 인간이 감지하는 빛의 변화를 끊임없이 만들어…
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디스플레이 용어알기 2021.06.04

[디스플레이 용어알기] 80편: 클린룸(Clean Room)

클린룸(Clean Room)은 디스플레이·반도체 등을 생산하는 팹(FAB)에서 주로 사용되는 건물 내부의 환경 형태입니다. 디스플레이에서 클린룸이란 ‘먼지를 비롯한 제반 환경 조건(기온, 습도, 기류, 기압 등)이 일정한 규격에 맞게 유지되는 깨끗한 공간’을 의미합니다. 디스플레이는 미세한 전자회로와 박막 층(Layer)들로 이루어져 있기 때문에 제품 생산 과정에서 아주 작은 먼지나 입자 조차도 제품의 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 먼지가 극도로 적은 공간, 청정실(淸淨室)이라고도 불리는 ‘클린룸’을 조성해 공정을 진행합니다. 디스플레이에서 클린룸은 ‘클래스(Class)’라는 규격으로 청정 등급을 표시합니다. 클래스란 ‘가로와 세로, 높이가 각 1피트(ft)인 정육면체 공간당 포함하고 있는 0.3㎛ 크기 이상의 먼지(파티클) 개수’를 뜻합니다. 초미세먼지의 크기 2.5㎛ 보다 8배나 작은 크기를 기준으로 먼지의 갯수를 세는 것인데요. 예를 들어 1입방피트 안에 0.3㎛ 보다 큰 먼지가 1000개 들어있다면 ‘클래스 1000’이라고 표시합니다. 일반적인 OLED 디스플레이 주요 팹(FAB) 공정인 TFT(박막트랜지스터), EVEN(증착인캡)은 ‘클래스 1000’ 수준의 환경에서 이루어지며, 이는 일반적인 대기 상태인 ‘클래스 300만’과 비교해 상당히 높은 청정도입니다. ▲ 클린룸 내부의 설비와 방진의류를 착용한 근무자 클린룸 안에서는 각종 생산 설비와 사람들이 움직이기 때문에, 설비 및 근무자로부터 먼지가 발생하게 됩니다. 따라서 높은 청정도를 항상 유지하기 위해 클린룸은 다양한 장치로 구성돼있습니다. 천장의 고성능 필터와 바닥에 설치된 공기순환 구조를 통해 24시간 깨끗한 공기를 유지하며, 근무자가 클린룸 내부로 들어가기 위해서는 특별한 복장인 ‘방진의류’를 착용하고 에어샤워를 거쳐야 합니다. 방진의류는 머리카락이나 먼지 등 미세한 입자들이…
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컬러&디스플레이 2021.06.02

[컬러 & 디스플레이] 제 5화: 현실을 더 실감나게 재현하는 디지털 컬러의 마법!

봄기운이 완연하던 5월 초, 마법 같은 소식이 들렸다. KAIST의 연구팀이 입을 수 있는 OLED 디스플레이를 개발했다는 뉴스였다. 30 마이크로미터 굵기의 미세 섬유 속에 OLED 소자를 넣고 코팅하여 평면 디스플레이와 같은 수준의 전자 섬유를 개발한 것이다. 기존의 실험적인 샘플들보다 훨씬 발전한 성능을 보여주었으며, 높은 휘도와 낮은 전력 소비율로 실용화에 한 걸음 더 다가섰다는 평가를 받고, 인지도 높은 국제 저널에도 실렸다. 입는 디스플레이(wearable display)는 입는 로봇(wearable robots)처럼 인간의 능력과 상상력을 극대화할 수 있는 장치다. 카멜레온처럼 환경에 따라 옷 색깔을 쉽게 바꿀 수 있다면, 기분에 따라 스타일을 자주 변화시킬 수 있다면 우리의 생활 자체가 달라질 것이다. 오래전 <해리 포터>의 투명 망토 기술이 화제가 되었던 것처럼, 그럴듯하게 상상해온 아이디어는 아주 늦을 수는 있지만 대부분 현실화되었다. 하늘을 날며 외계의 적을 무찌르는 로봇이 아직 상상 속에 남은 것처럼, 옷 전체를 시시각각 변화하는 디스플레이로 사용하는 기술도 당분간은 마법 같은 상상에 머물 것이다. 마법과 같은 컬러 세상 ▲ 1954년 미국에서 출시된 RCA TV는 둥근 튜브 형태의 화면에 컬러 방송을 보여준 최초의 제품이었다 (출처: 위키피디아) 컬러는 마법과 같다. 지금 우리나라의 50대 이상 계층은 1981년 컬러 방송이 처음 시작되던 새해 첫날을 기억한다. 한적한 농촌과 도서에 전기가 들어간 지 채 몇 년 지나지 않아서 컬러 방송이 시작되었으니, 무척 놀라운 경험이었다고들 말한다. 전기가 없던 시절은 너무도 어두웠다. 집마다 켜 놓은 남포등과 촛불이 전부였다. 밝은 달이 뜨지 않은 날에는 칠흑같이…
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테크 2021.05.20

이젠 인공지능이 디스플레이를 개발하는 시대! 혁신 설계를 실현한 삼성디스플레이 AI 사용법

지난 19일, 세계 최대 디스플레이 학회 SID(Society for Information Display)가 주최한 ‘Display Week 2021’ 행사에서 삼성디스플레이 김용조 상무(CAE팀장)는 ‘디스플레이를 위한 인공지능과 머신러닝(AI and Machine Learning for Display)’이라는 주제로 온라인 강의를 진행했습니다. 이 강연에서는 디스플레이 패널 연구, 개발 영역에서 AI(인공지능)를 활용한 시뮬레이션 및 디자인 최적화 그리고 이를 구현한 실제 사례들이 소개됐습니다. AI의 영역이라고 하면 보통 알파고(AlphaGo)가 바둑을 둔다거나 고도화된 외국어 번역, 그리고 최근에 자주 볼 수 있는 챗봇(Chatbot) 같은 서비스를 떠올리기 쉬운데요. 디스플레이 패널을 실제로 설계하고 제작할 때도 AI 기술이 본격적으로 도입되기 시작했습니다. 디스플레이 제조에 AI를 적용한다는 개념이 아직은 낯설게 느껴지기도 하지만 오늘 인터뷰에서 만난 삼성디스플레이 김용조 상무는 점점 고도화되는 디스플레이 개발 환경에서 AI 시스템의 개발과 적용은 더 이상 선택이 아닌 필수의 영역이 될 것이라고 이야기합니다. Q.삼성디스플레이는 디스플레이 개발에 AI 기술을 언제 도입했나요? AI 관련 기술이 생산 현장에 적용된 건 생각보다 오래되었습니다. 가장 먼저 도입된 영역은 제조 부문이었는데요. 불량률을 낮추고 양품 수율을 높이기 위한 검사나 설비 진단 등에 활용되었습니다. 제조 부문에서 AI가 누적된 데이터를 활용하는 방식이었다면, 현재 연구개발 부문에서는 목표 달성을 위한 시뮬레이션을 광범위하고 빠르게 수행하는 자체 AI 엔진과 기술을 개발∙적용해 최적 결과물을 도출하는 방식입니다. 탐색 범위가 사람보다 훨씬 넓기 때문에 미처 상상하지 못한 놀라운 설계가 이루어지기도 합니다. 예전에 알파고와 이세돌 선수가 바둑 경기를 할 때, 알파고가 기존의 방식과는 너무 다른 엉뚱한 수를 두면서도 게임에서 승리한 경우도 이와 비슷하다고 봅니다. 연구개발 부문에…
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테크 2021.05.18

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

삼성디스플레이의 OLED와 함께하는 우리의 삶은 어떻게 변할까요? 자유자재로 접히는 S-Foldable, 화면을 옆으로 펼쳐 더 크게 볼 수 있는 Slidable, 접어서 간편하게 다닐 수 있는 foldable Laptop까지! 삼성디스플레이의 혁신적인 OLED 제품과 함께하면 한층 더 나은 일상을 경험할 수 있습니다.
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디스플레이 용어알기 2021.05.03

[디스플레이 용어알기] 79편: 팹(FAB)

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
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