미래태양전지기술연구회

스스로 빛나는 꿈의 디스플레이 OLED [쇼핑저널 버즈] 독일의 물리학자 K.F.브라운이 1887년 개발한 CRT(Cathode Ray Tube)는 LCD(Liquid Crystal Display)가 본격적으로 보급되기 전까지 디스플레이 시장을 이끌어왔다. CRT가 LCD에 밀려난 이유는 부피가 크고 화면 크기를 늘리기가 어려우며 전력 소비량과 전자파가 상대적으로 많이 발생했기 때문. OLED는 스스로 빛을 발생시키는 형광성 유기화합물을 사용하므로 백라이트 유닛이 필요 없고 전력 소비량도 적다. (사진 : 필립스) 그렇다고 LCD가 무조건 CRT보다 우수한 것은 아니다. 우선 액정의 움직임을 활용해 화면을 표시하다보니 응답속도와 시야각이 부족하다. 또한 액정은 스스로 빛을 내지 못하는 물질이라 반드시 빛을 비춰주는 백라이트 유닛(BLU)이 필요하며 명암비와 컬러 표현력도 CRT에 비해 조금 떨어진다. 이런 LCD의 문제점을 해결하기 위해 오버드라이브, LED 백라이트 유닛, 화질 개선 칩셋 등 갖가지 기술이 사용되고 있지만 근본적인 해결 방법은 아니다. 그래서인지 요즘 OLED(Organic Light Emitting Diodes)에 대한 관심이 부쩍 늘었다. OLED는 유기화합물을 이용한 디스플레이 방식으로 스스로 빛을 발생시키기 때문에 백라이트 유닛이 필요 없고 응답속도는 물론 명암비나 화질도 LCD에 비해 우수하다. OLED를 한글로 풀자면 유기발광다이오드라 부른다. 원리는 생각보다 단순해서 스스로 빛을 내는 형광성 유기화합물에 전류를 흐르게 만들어 화면을 표시한다. 기존 LCD 유리판에 백라이트 유닛과 액정을 빼고 대신 형광성 유기화합물을 넣었다고 생각하면 이해가 쉽다. 백라이트가 필요 없어 현재 출시되어 있는 LCD TV나 모니터보다 더 얇고 가벼운 제품을 제작할 수 있다.■ 백라이트 유닛 필요 없고 LCD 보다 화면 또렷해OLED는 크게 수동형(PM, Passive Matrix)과 능동형(AM, Active Matrix)으로 구분할 수 있다. 수동형 OLED는 가로와 세로 라인을 따라 흐르는 전류가 만나는 지점에 불빛이 들어오게 하는 방식으로 구조가 간단해 제작비용을 줄일 수 있다. 다만 해상도가 낮아 동영상이나 이미지 재생과 같은 멀티미디어 용도로 사용하기에는 부족한 면이 많다. 이와 반대로 능동형 OLED의 경우 TFT-LCD(Thin Film Transistor LCD)와 마찬가지로 픽셀 하나하나를 제어할 수 있고 해상도는 물론 응답속도, 컬러 표현력, 명암비가 우수해 TV나 모니터로 사용하기에 적합하다. 물론 TFT 방식은 반도체로 일일이 픽셀을 제어하므로 제작비용이 그만큼 높아진다는 단점도 있다.컬러를 표시하는 방법은 3색 독립화소, 컬러 필터, CCM(Color Conversion Materials)으로 나뉜다. 3색 독립화소는 빛의 3원색인 빨간색, 녹색, 파란색을 각각의 픽셀에서 하나씩 표현하는 것이고 컬러 필터는 백색 빛이 컬러 필터를 통과하게 만들어 컬러를 만들어 낸다. 마지막으로 CCM은 파란색 빛이 색변환막을 통과해 컬러를 표현하는 방식이다. 3가지 방식은 서로 장단점이 뚜렷하다. 3색 독립화소는 빨간색, 녹색, 파란색 밝기가 일정해 컬러 효율이 높고 에너지 손실이 적지만 사용하는 환경에 따라 각각의 독립화소 수명이 달라지고 제조비용이 높다. 이와 반대로 컬러 필터 방식은 상대적으로 저렴한 가격에 만들 수 있지만 대신 에너지 손실이 크고 백색 빛을 발생시키는 픽셀 수명이 길어야 한다. CCM의 경우 에너지 손실이 적으며 독립화소 수명도 동일한 대신에 색변환막 제조가 까다롭고 컬러 필터를 일부 사용해야 하므로 전체 효율이 그리 높지 않다. ■ 수율과 대형화가 대중화의 걸림돌OLED는 LCD와 CRT의 장점을 고루 섞은 디스플레이 방식이다. CRT 못지 않은 응답속도에 명암비, 컬러 표현력을 지녔고 두께는 LCD보다 더 얇다. 특히 앞서 잠시 말한 것처럼 능동형 OLED는 해상도가 높고 시야각에 제한이 거의 없어 TV와 모니터로 사용하기에 제격이고 백라이트 유닛이 필요 돌돌 말아서 들고다닐 수 있는 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)를 만들 때 유리하다보니 '꿈의 디스플레이'라 불릴 정도다. 물론 넘어야 할 산도 만만치 않다. 다른 반도체 분야도 마찬가지지만 LCD, PDP, OLED 등 디스플레이에서 가장 중요한 것 중 하나가 수율이다. 아무리 좋은 성능을 가지고 있어도 불량률이 높아 수율이 떨어지면 제품 가격이 비싸지므로 상용화에 큰 어려움을 겪을 수 밖에 없다. 또한 능동형 OLED는 화면을 크게 키우기 어렵고 형광성 유기화합물의 수명이 LCD에 비해 짧다는 점도 걸림돌이다. LCD와 달리 백라이트 유닛이 필요없고 구조가 간간하지만 형광성 유기화합물의 수명이 상대적으로 짧으며 대형화가 어렵다는 점이 가장 큰 걸림돌이다. (사진 : 삼성SDI) OLED는 전력 소비량이 적고 명암비가 높으므로 밖에서 더 오랫동안 디지털 기기를 사용할 수 있다. 하지만 꾸준한 기술개발 소식이 속속 들려오고 있으므로 OLED의 앞날이 그리 어둡지 않아 보인다. 우선 수명의 경우 일본 세이코엡손이 5만 시간 동안 사용할 수 있는 제품을 얼마전 선보였다. 보통 LCD와 PDP 백라이트 유닛 수명이 6만 시간이고 기존 OLED에 사용된 형광성 유기화합물이 3만 시간 정도이니 5만 시간이면 충분히 상용화가 가능하다. 실제로 2007 한국전자전에서 소니코리아는 27.9cm(11인치) 화면 크기를 가진 능동형 OLED TV를 선보였고 디스플레이 전문 리서치 기관인 디스플레이서치는 2008년 OLED 시장 규모가 2007년에 비해 117% 정도 성장할 것으로 예측했다. 또한 아직 화면 크기를 늘리려면 시간이 필요하므로 당분간 TV보다는 휴대폰, PMP, PDA, 노트북 등 휴대용 디지털 기기에 더 많이 사용될 것으로 내다봤다. OLED가 본격적으로 상용화되면 디지털 기기는 큰 변화를 겪을 것으로 보인다. 일단 두께가 1cm에 불과한 TV가 선보여 벽에 걸어두는 것은 기본이고 집안이나 사무실 인테리어를 보다 효율적으로 꾸밀 수 있다. 휴대폰, MP3 플레이어, PDA, 노트북 크기도 크게 작아질 것이고 OLED가 워낙 전력 소비량이 적고 명암비가 높으므로 밖에서 디지털 기기를 사용할 때 배터리나 화면이 잘 보이지 않아 고생했던 기억은 추억으로 남을 것이다. 이수환 기자(shulee@ebuzz.co.kr) 'IT 제품의 모든것' -Copyright ⓒ ebuzz.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지