[권석원의 IT/과학 칼럼] 스마트폰 디스플레이의 이해

최근 스마트폰에 사용되는 디스플레이는 아주 밝고 선명해졌다. 스마트폰에 사용되는 디스플레이는 어떤 원리로 동작하고 어떠한 특징이 있는지 알아보자.

 

스마트폰에 사용되는 디스플레이는 아몰레드(AMOLED : Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)를 주로 사용한다. 능동형유기발광다이오드라고 부르는 아몰레드는 OLED의 한 종류로 발광소자가 각각 구동하는 개별구동방식이다. 동영상 음답속도가 100만분의 1초인 마이크로세컨드 단위로 TFT-LCD에 비해 1000배이사 빠르며, 동영상의 잔상문제를 해결할 수 있다. 자체발광형이라는 TFT-LCD의 백라이트유닛이 필요없어 두께와 무게를 크게 줄여 각종 전자기기를 소형화시킬 수 있다.

<출처: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=300353&cid=43665&categoryId=43665>

 

 

아몰레드의 동작원리는 다음과 같다. OLED에 빛이 나는 현상을 발광현상이라고 한다. 발광현상은 전자와 전공 두 에너지를 가진 입자가 만나서 두입자가 가지고 있는 에너지 만큼 내뿜는 것을 말한다. 전자는 음의 성질을 띄는 입자이고 전공은 양의 성질을 띄는 입자이다. 상층부에 음의 성질을 띄는 전자를 흘려 보내고 하층부에는 전공을 흘려보내 중간층에서 만나 결합하는 에너지가 빛으로 변하여 눈으로 보는 화면으로 표현된다.

<출처: http://www.lgblog.co.kr/innovation/668>

 

아몰레드의 장점은 구조적으로 LCD보다 얇게 설계, 생산되어 30%이상 Slim해졌고 자체발광으로 필요한 부분만 구동하여 에너지를 효율적으로 사용 가능하다. 또 13,000,000:1의 명암비를 구현하여 어두운 색감도 선명하게 표현하고, LCD대비 1.3배 넓은 색역으로 풍부한 색표현이 가능하다.

 

아몰레드의 단점은 장기간 고정 또는 반복 이미지로 디스플레이할 경우 그 이미지의 흔적이 없어지지 않고 남는 현상이 발생하는데, 자발광 소자의 경우 사용에 따른 휘도 감소로 인해 이웃 화소간 차이가 발생하고 잔상의 이미지가 인식되는 문제가 생긴다. 디스플레이 표면의 TSP(Touch Screen Panel)는 화면 손가락 위치를 인식하기 위해 X축과 Y축 개의 ITO(투명전도성 : Indium Tin Oxide) 센서층이 필요하며 유리에 증착하거나 필름에 인쇄하는 방식으로 구현되어 있다. OCA(광학용 투명 접착제 : Optically Clear Adhesive)는 패널 형태를 유지하기 위해 각층에 필름 형태로 된 접착제가 사용되어 진다. 여기에 FPCB와 Control IC, 강화유리를 부착한 것이 바로 TSP이다.

 

터치스크린은 구현 원리와 동작방법에 따라 여러가지 방식으로 구분되지만, 스마트폰에는 주로 저항막(감압)방식과 정전용량방식이 적용된다. PMIC(Power Management IC)에서 디스플레이 패널로 TSP로 전압을 인가하고 Touch Panel에서 터치 발생시 신호가 TSP IC를 거쳐 TSP Connecter를 통해 AP(스마트폰중앙처리장치, Aapplication Processor)로 전달된다. AP에서 신호 후 Display PMIC를 통해 Display단에 전원을 공급한다.

 

스마트폰의 얇고 선명한 화면에 적용된 아몰레드 기술에 대해 알아 보면서 과학적 원리까지도 함께 공부할 수 있는 좋은 기회가 되었다. 아몰레드 기술이 적용된 디스플레이는 더 밝고 선명하게 발전할 것이다. 크기 또한 점점 커져 TV같은 가전제품의 디스플레이로도 활용이 될 것이다. 그리고 휘어지는 디스플레이나 홀로그램같은 기술이 일상화 될 수 있고 또 다른 혁신적인 기술이 발명되어 인간생활을 이롭게 할 수도 있다.

디스플레이 기술이 얼마나 발전하고 어떤 형태로 일상생활에서 적용될 지 기대된다.

 

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