6. FPD : OLED(Organic Light Emitting Diode)
OLED는 PDP와 마찬가지로 소자가 스스로 빛을 발하는
발광형(Emitter) 방식의 디스플레이다. 하지만 PDP가 가지고 있던 전력소모와 고해상도(ppi)의 구현이 어렵다는 단점을 개선한 OLED는
현재 PDP가 진출하지 못했던 소형 디스플레이 산업에서 사용되고 있다. 현재로서는 발광형 디스플레이가 가지고 있는 특성으로 인해 개선해야 할
부분이 존재하지만 플렉서블(Flexible) 디스플레이와 같은 차세대 디스플레이에서 활용될 수 있는 장점 또한 존재한다.
OLED의 장점
PDP는 양 유리기판 사이에 셀마다 격벽을 세우고 독립된 공간 안에 플라즈마를 주입해
전압을 걸어 빛을 내는 방식이다. OLED역시 기본구조는 PDP와 다르지 않다.
AM-OLED의 단면도
OLED는 특정한 방향으로 전류를 걸었을 때, 일정한 방향으로 빛을 발산하는 유기물 조사의
원리가 다이오드의 원리와 같다 하여 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)로 불린다. OLED는
전류를 공급해 주는 TFT층과 스스로 빛을 발산하는 유기물층, 그리고 외부 반사광을 차단해주는 Polarizer로 구성되어 백라이트가 필요한
LCD에 비해 얇은 두께로 제작할 수 있다.
백라이트가 없어 얇은 두께로 인해, LCD가 플렉서블 또는 투명 디스플레이등의 제조가
불가능한데 반해 OLED는 플렉서블 디스플레이, 투명 디스플레이 등의 제조가 가능하다.
또한 앞서 PDP의 대표적 장점으로 언급된 시야각, 명암비, 응답속도는 역시 같은
발광형으로서 OLED의 장점이기도 하다. TFT의 반응속도와 액정의 위상이 변하는 시간이 응답속도에 영향을 미치는 LCD에 비해, TFT의
반응속도만 반영되는 OLED의 응답속도가 빠르며, 소자의 발광 빛은 시야각의
한계가 없고, 명암비에서 탁월하다는 장점이 있다.
OLED의 단점
하지만 OLED는 LCD에 비해 제조과정이 까다롭다. OLED의 대표적 문제점으로 언급되는
해상도문제는 제조과정의 문제와 발광소자의 개구율(Aperture Ratio) 문제와 관련이 있고, 색재현율 문제는 소자의 특성 조절이 어렵다는 데서 나온다.
OLED의 유기물레이어(Organic Layer) 구조
OLED의 유기물레이어(Organic Layer)는 위와같은 구조의 직사각형의
칸막이형태 격벽으로 구성되어 있으며, 각 격벽마다 서브픽셀소자 1개가 위치하는 형태로 구성된다.
OLED는 발광소자가 위치하는 레이어에 소자마다 독립된 공간을 만들고 그 안에 발광물질을
증착하는 방식으로 넣어주는 제조공정을 이용하는데, 따라서 해상도를 늘리기 위해서는 더 많은 소자를 위한 보다 조밀한 공간을 만들고 그 위에 증착시켜야
하므로,
해상도가 늘어날수록 제조공정이 복잡해지는 문제를 갖고 있다. 또한 증착 재료의 효율이 떨어지므로 제조가격이 상승한다.
이런 문제로 OLED는 해상도가 높아질수록
면적당 증착시켜야 할 소자의 갯수가 늘어나므로 양산이 어려워진다. 또한 LCD가 액정 소자당 1개의 TR과 Capacitor가 사용되는 반면, OLED는
5~6개의 TR과 1개의 Capacitor가 사용되어 고도의 정밀 기술이 등장 하지 않은 한, 더 높은 해상도의 구현은 어렵다.
현재 양산되는 OLED계열의 최고 해상도를 가진 패널은 갤럭시S2의
Super AMOLED Plus가 217ppi이며, 3분기 등장할 것으로 예상되는 Nexus Prime의 1280x720 패널 역시 Pentile방식이
적용될 것으로 보여
해상도는 220ppi 전후를 나타낼 것으로 예상한다. 이는 아이폰4의 Retina 디스플레이(326ppi)에 비교하면 아직 낮은 수준의 해상도이다.
 이러한 OLED의 해상도 문제는 '개구율 유지' 와 관련이 있다. 개구율(Aperture
Ratio)이란 발광소자 하나가 위치하는 독립공간 면적대비 발광소자가 차지하는 면적을
뜻하는데, OLED 제조과정에서 가장 중요한 것 중의 하나가 개구율 유지로 알려져 있다. 일반적으로 현재 OLED의 개구율은 RGB 소자당
29%/29%/41% 이하를 유지해야 하며, 이 비율이 어긋날 시 색감이 부정확하게 표현된다.
또한 개구율이 중요한 이유는 발광소자의 수명과 관련이 있기 때문이다. 개구율이 작아질수록
발광소자의 단위면적당 전류밀도가 상승하므로 소자 수명이 급격히 감소한다. 따라서 소자 수명을 유지하기 위해서 일정 개구율을 유지하여야 하는데,
해상도가 증가될수록 소자당 면적이 작아지므로 결국 소자의 크기를 줄여야만 한다.
물론 해상도가 증가할수록 소자당 발광량은
떨어지므로 소자의 절대 크기 역시 작아진다. 수명이란 밝기가 처음 밝기의 50%까지 떨어지는 시간을 의미하며, OLED의 수명은 일반적으로
50000시간이지만, PDP에서 발생하는 Burn-in 현상과 같은 논리로 OLED 역시 동영상 재생 시와 정지화면 구현 시에 따라 소자의
수명이 줄어들 수도 있다.
개선해야 할 점과 동시에 가능성을 가진 OLED
이와 더불어, OLED와 같은 발광형 FPD는 색감의 조절, 밝기 조절을 위해서 발광물질의 특성 조절이 필수불가결하다.
여기에 발광 소자의 수명문제와 개구율 유지가 함께 고려되어야 하며, 발광물질을 통해서 일정한 수명과
밝기, 색감, 소비 전력까지 모두를 만족시켜야 하기 때문에, 발광물질의 특성을 어떻게 조절하느냐가 최대 관건이다.
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