LG디스플레이, 고해상도 스트레처블 디스플레이 세계 최초 개발

■ ‘스트레처블 국책과제 1단계 성과공유회’서 늘리기∙접기∙비틀기 등 어떤 형태로도 자유롭게 변형 가능한 스트레처블 디스플레이 공개

▲12인치 화면이 14인치까지 신축성 있게 늘어나면서도(20% 연신율) ▲일반 모니터 수준의 고해상도(100 ppi)와 ▲적∙녹∙청(RGB) 풀 컬러를 모두 구현하는데 성공, 상용화를 위한 큰 진전 이뤄내

■ ▲콘택트렌즈에 쓰이는 특수 실리콘 소재 기판 ▲마이크로 LED 발광원 ▲S자 스프링 배선 구조 등을 국내 기술로 개발해 유연성, 내구성, 신뢰성 획기적으로 높여

■ 얇고 가벼우며, 피부나 의류 등 굴곡면에도 접착 가능해 웨어러블, 모빌리티, 스마트 기기, 게이밍, 패션 등 다양한 산업 분야에 적용돼 일상을 혁신적으로 변화시킬 디스플레이로 평가

■ LG디스플레이와 국내 20개 산학연 기관 협력 통해 차세대 디스플레이 기반 기술 확보, 소재∙부품∙장비 국산화와 R&D 인프라 구축에도 기여

■ 윤수영 최고기술책임자(CTO), “한국 디스플레이 기술 경쟁력 한 차원 높이고, 디스플레이의 새로운 패러다임 이끌어 갈 것”

LG디스플레이의 스트레쳐블 디스플레이

LG디스플레이의 스트레쳐블 디스플레이

LG디스플레이(대표이사 사장 정호영/www.lgdisplay.com)가 자유롭게 늘리고, 접고, 비틀 수 있어 궁극의 미래 디스플레이로 주목받고 있는 스트레처블(Stretchable) 디스플레이의 상용화를 위한 큰 진전을 이뤄냈다.

LG디스플레이는 최근 ‘스트레처블 국책과제 1단계 성과공유회’를 열고, 화면이 최대 20% 늘어나면서도 고해상도를 구현한 12인치 풀 컬러 스트레처블 디스플레이를 세계 최초로 개발했다고 8일 밝혔다.

스트레처블 디스플레이는 늘리기, 접기, 비틀기 등 어떤 형태 로도 자유롭게 변형이 가능해 궁극의 프리 폼 (Free-Form) 디스플레이로 불린다.

 

LG디스플레이가 공개한 프로토타입 시제품은 세계 최초로 ▲12인치 화면이 14인치까지 신축성 있게 늘어나면서도 (20% 연신율) ▲일반 모니터 수준의 고해상도 (100 와 ▲적ㆍ녹ㆍ청(RGB) 풀 컬러를 동시에 구현하는데 성공한 것이다.

*ppi(pixel per inch) 1인치당 픽셀의 수를 나타내는 단위

특히, 스트레처블 디스플레이 기술의 핵심인 유연성, 내구성, 신뢰성을 기존 대비 획기적으로 높임으로써 상용화를 위한 기술적 난제를 극복했다.

콘택트렌즈에 쓰이는 특수 실리콘 소재 로 신축성이 뛰어난 필름 형태의 기판을 개발해 유연성을 크게 높였으며 40 μm(마이크로미터, 100만분의 1m)이하의 마이크로 LED 발광원을 사용해 외부 충격에도 화질 변화를 방지할 수 있는 내구성을 확보했다.

또 기존의 직선 형태의 배선 구조를 S자 스프링 형태 배선 구조로 바꾸는 등 설계 최적화로 반복해 구부리거나 접어도 성능을 유지한다.

스트레처블 디스플레이는 얇고 가벼울 뿐만 아니라 피부나 의류, 가구 등 불규칙한 굴곡면에도 접착할 수 있어 향후 웨어러블, 모빌리티, 스마트 기기, 게이밍 패션 등 다양한 산업 분야에 폭 넓게 적용될 전망이다.

특히 옷처럼 입거나 몸에 부착하는 IT 기기 시대를 가능케 해 일상을 혁신적으로 변화시킬 디스플레이라는 평가를 받는다.

아울러 재난 현장에 있는 소방관 및 구급대원 의 특수복에 스트레처블 디스플레이를 적용해 안전하고 신속한 대응을 위한 정보를 실시간으로 제공할 수 있으며, 화면을 올록볼록한 버튼 형태로도 만들 수 있어 시각장애인도 편리하게 터치할 수 있는 디스플레이로도 활용 가능하다.

LG디스플레이는 앞서 지난 2020년 ‘전장 및 스마트기기용 스트레처블 디스플레이 개발 국책과제’ 주관기업에 선정되어 국내 20개 산학연 기관과 공동 연구개발을 진행해 왔다.

고난이도 로 분류되는 스트레처블 디스플레이 기반 기술을 확보하고 소재∙부품∙장비 국산화와 R&D 인프라 구축에 기여한다는 점에서도 이번 성과는 의미가 있다.

LG디스플레이는 국책과제가 완료되는 2024년까지 스트레처블 디스플레이 장비, 소재 기술 완성도를 더욱 높인다는 계획이다.

LG 디스플레이 윤수영 최고기술책임자(CTO, 부사장)는 “스트레처블 국책과제를 성공적으로 마무리해 한국 디스플레이 기술 경쟁력을 한 차원 높이고 디스플레이의 새로운 패러다임을 이끌어 갈 것”이라고 말했다.

[CES2022] 삼성전자 마이크로 LED TV, 상용화에 한 발 성큼 다가섰다

Covid-19에 의해 2021년에는 CES가 개최되지 못했다. 올해는 CES가 1월5일 시작되었지만, 최근 오미크론 환자수가 급상승한 영향으로 전시 부스와 관람객의 수가 대폭 줄었다. 실제 전시장내와 주위는 이제까지 볼 수 없는 한산함마저 느껴졌다.

TV 시장에서 삼성전자와 함께 매출 3위권에 있는 LG전자와 소니는 TV 전시를 취소하였으나, 삼성전자는 오미크론 속에서도 다양한 제품들을 전시하여 관람객들의 아쉬움을 달래 주었다.

하지만 삼성전자가 CES에서 상까지 받은 QD-OLED TV 전시를 취소하여 많은 의문점을 자아내게 했으나, 입구에서 시작된 마이크로LED 전시는 관람객들의 발걸음을 멈추게 하기에 충분하였다.

삼성전자가 CES2022에 전시한 마이크로LED는 110인치와 101인치, 89인치 3종류이다.

<삼성전자 마이크로 LED TV 부스>

이전 제품들은 벽에 밀착되어 있었기 때문에 전광판의 진보형으로 인지되었지만, 이번에는 비로서 TV 형태로 전시된 점이 의미가 있다.

<마이크로LED TV 옆면>

<마이크로 LED TV 주요 특징>

전시장에서 설명은 되어 있지 않았지만 monolith design으로 만들어졌다는 것은 유리 기판에 마이크로LED를 실장하여 일체화했음을 의미하는 것으로 추정된다. 이것은 TV로서 형태를 완전히 갖추었음을 의미하는 것이다.

해상도가 4K일 것으로 추정되는 마이크로LED TV의 사양은 공개되지 않았지만 압도적인 휘도와 색상, 명암비에 의해 3차원 입체감이 두드러지게 나타났다.

80인치 이상의 TV 시장에서 마이크로LED TV는 OLED나 LCD 보다 성능면에서는 압도적인 우위를 선점할 것으로 예상된다.

TFT 누설 전류? 문제 없습니다!

IGZO AMeTFT-TFT 누설 전류 솔루션

LTPS 및 IGZO TFT를 소위 “LTPO”픽셀 회로에 통합하는 것은 OLED 또는 마이크로 LED 픽셀이 특정 밝기를 유지할 수 있는 시간을 늘리는 데 목적이 있다. 픽셀 밝기 유지의 핵심은 IGZO 스위칭 TFT의 누설 전류이다.

디스플레이 소비전력은 스마트 폰 배터리 수명을 지배한다. 배터리 에너지의 60%는 OLED 디스플레이에 의해 소멸된다.. OLED 디스플레이 소비전력 주요 원인은 각 픽셀 라인을 초당 60 회 (60Hz 재생률) 업데이트하는 것이다. 많은 픽셀 행이 스마트 폰 이미지의 색상이나 밝기를 자주 변경하지 않으며, 필요할 때까지 이러한 라인을 새로 고치지 않으면 디스플레이 소비전력이 크게 줄어든다.

오랜 시간 동안 픽셀 밝기를 유지하는 기능은 픽셀 회로에서 스위칭 TFT의 누설 전류에 의해 영향을 받는다. IGZO TFT는 실리콘 TFT에 비해 누설 전류 성능에서 상당한 개선을 보여 주지만, 전압을 1 초 이상 유지하는 데 어려움이 있다.

답은 게이트 절연체 재료에 있다. 2018년 서울 대학교 연구원 들은 IGZO TFT 누설 전류 조사에 대한 논문을 Nature 지에 게재했다. 트랩이 많은 이산화 규소 절연체는 “절연 파괴없이 전극 사이의 두꺼운 절연막을 통해 높은 누설 전류가 흐를 수 있다”. 이산화 규소 게이트의 트랩 원인에 대한 10 년의 연구 결과 절연체 는 “두 개의 개별 양극 반응에서 양극에서 두 종류의 수소 (H + 및 H0) 방출”을 식별한다. 이산화 규소 박막 생산에 사용되는 수소가 트랩 생성의 원인이 된다.

Amorphyx의 특허는 고유 전율 유전체 게이트 절연체 인 산화 알루미늄을 사용한다. 알루미늄 타겟에서 나온 산화 알루미늄의 반응성 스퍼터는 수소를 사용하지 않는다. 따라서 Al2O3 게이트 절연체는 누설 전류 성능면에서 SiO2 또는 SiON 게이트 절연체보다 우수하다.

AMeTFT 기술은 좋은 성능과 제조 가능성에 대한 이점은 다음과 같다.

1) FAST

– 비정질 금속으로 전자 이동성 극적으로 증가시키기 위해서는 얇은 산화물 절연체가 필요하다.

– 무어의 법칙(Moore’s Low) : 높은 이동성 = 더 작고 빠른 TFT = 스마트 폰에서 TV 로의 240Hz 이미지 재생률

– 이동도가 향상된 AMeTFT는 고해상도 디스플레이용 실리콘 TFT보다 훨씬 비용의 적다

2) FLEXIBLE

– Flexible 애플리케이션에 사용 가능한 200ºC 이하의 처리에 유연한 재료 시스템

3) SIMPLE

– 기존 백플레인 박막 증착 장비와 호환가능

– AMeTFT는 스퍼터링으로 재료를 증착함. 현재 디스플레이 생산 라인에서 사용되는 동일한 습식 또는 건식 에칭을 사용

 

(출처: https://www.amorphyx.com)