인간에 대한 예의 (항금리 문학 창간호)

탄성(stretchability), 즉 신축성이 있는 OLED, 아직 요소 기술에 관한 개념도 구체적인 응용 분야도 제시되지 못하고 있는 상태이지만, 연구, 개발의 로드 맵에는 적시가 되어 있습니다. 즉, 깨어지지 않음(rigid)에서 고정된 휨(fixed curvature), 가장자리를 구부린 모양(edge-type), 그리고 말 수 있고(rollable)과 접을 수 있는(foldable) 디스플레이 폼 팩터를 거친 다음이 신축성 있는(stretchable) 디스플레이죠. 임의의 형상에 대응할 수 있고, 신체 부착용 시스템에서의 응용 가능성을 타진할 수 있죠. 삼성과 애플 등 정보 통신 기기의 선두 업체들은 신축성 있는 디스플레이와 응용 기기에 관한 특허를 확보하고 있으며, 궁극적으로는 피부 전자 공학..

유연 OLED를 위한 유연 투명 전극은 전기적 저항이 낮고, 가시광 투과도가 높으며 반복적인 휨에 대해서도 특성을 유지하여야 합니다. 광 투과도와 전기 전도도가 높아야 하는데, 불행하게도 두 값은 반대로 움직입니다. 이를 이율배반(trade-off)이라고 하죠. 따라서 적정선에서 두 값을 최적화시켜 타협을 하게 됩니다. 이와 함께 가격과 생산성도 중요하죠. 현재까지 개발된 바, 기존의 무기물 투명 전극인 ITO를 더욱 얇게 형성하고 여기에 버퍼층을 적용하는 방식이 적용되고 있지만 반복적인 휨과 꺾임에 의한 크랙 발생, 내구성이 여전히 불안합니다. 당장으로는 금속 격자(metal mesh) 구조와 은 나노선을 블랜딩한 유기물 전극이 앞서갑니다. 은 나노선을 기반으로 하는 전극 개발의 예를 들어봅니다. 용액..

유연성을 구현할 수 있는 디스플레이(flexible display)로는 OLED, LCD, 그리고 EPD 등이 있습니다. 다만, 얇음과 구부러지는 정도, 그리고 화질과 성능 등을 따져보면 플라스틱 기판 위의 OLED가 압도적으로 유리합니다. 앞서 언급하였듯이 유연 디스플레이는 두루마리 공정으로 제작되며, 플라스틱 필름 기판 위에 유기 TFT를 백플레인으로 하고, 디스플레이는 용액형 OLED, 봉지 구조는 박막 방식을 적용하는 경우가 가장 이상적입니다. 그리고 이의 시작인 플라스틱 OLED, 유연 OLED에서는 여전히 개발이 더 필요한 여러 기술들이 있죠. 유연함(flexibility)이 대세를 향하고 있죠. 유연함은 딱딱함(rigid)에서 형상을 따라감(conformable)으로 이어지는 중간 단계입니다..

디스플레이들 중에서도 OLED에서는 소재의 의존도가 매우 큽니다. 특히, OLED 소자 내에서의 유기층 소재들이 그러하죠. 기업의 자체 개발 노력도 중요하지만, 일본과의 수출입 규제 갈등을 통하여 소재, 부품의 국산화의 절실함이 더욱 강조되는 현실입니다. OLED에 적용되는 소재로는 기판으로 유리와 플라스틱이 있고, 양극과 음극의 전극 재료가 있습니다. 이에 더하여 유기물들로 이루어진 전자와 정공의 주입층, 수송층, 발광층, 그리고 차단층 등이 있으며, 소자 위에는 봉지 재료가 필요하게 되죠. 경우에 따라서는 컬러 포토 레지스트와 필터용 소재가 필요하기도 합니다. OLED의 윗 부분에는 편광판, 그리고 커버 유리나 플라스틱이 설치됩니다. 물론 나노 셀이나 양자점과 같은 다소 간접적인 관련 소재들도 있습니..

여기에서는 지금까지 OLED를 공부한 내용에 더하여서 조금 더 깊은 내용의 설명과 이해, 그리고 현재와 앞으로의 OLED 기술 발전을 위한 기술적 이슈들을 다루고자 합니다. 이를 위하여 소재, 폼 팩터(유연, 탄성 등), 공정, 그리고 생산과 관련된 내용으로 구분, 설명을 이어가고자 하며, 뒤를 이어서 성능 향상과 관련된 내용들이 더해질 것입니다. # 참고로 하고 있는 여러 자료들의 제공에 감사를 표하며, 계속 업그레이드 됩니다. # 의견과 조언, 수정과 요청은 늘 환영합니다. 댓글이나 전자메일로~ bkju@korea.ac.kr # 저작자, 본 사이트를 반드시 표시, 비영리적으로만 사용할 수 있고, 내용 변경은 금지합니다. # 더! 생각해보기 a. 이 외에도 OLED의 기술 이슈들은 실로 다양한데, 특히..

3월 14일, 알버트 아인슈타인의 생일 그리고 '파이 데이'와 '화이트 데이'란다 동그라미와 하얀색 마쉬멜로우의 날 모든 이들이 동그랗고 하얀 마음으로 그렇게 살아가기를 다짐하는 날? ㆍ ㆍ 3월 14일 파이 데이 동그라미의 날 모두가 동그란 마음으로 살아가면 되는 날? 화이트 데이 하얀색의 날 모두가 하얀 마음으로 살아가면 되는 날? 동그랗고 하얀 마음으로 365일을 살아가기를 기원하고 약속하는 날? Pi Day; is an annual celebration of the mathematical constant π (pi).

전공정과 후공정으로 구분할 때, LCD는 백플레인(TFT) 기판과 컬러 필터 기판을 각각 제조하는 과정이 전공정, 그리고 두 기판을 합착한 뒤 여기에 모듈화 공정까지 더해지는 것을 후공정으로 정의합니다. OLED에서는 TFT 백플레인 제조가 전공정, 그리고 이 위에 OLED 소자를 제조하고 모듈화 공정까지를 후공정으로 구분하죠. 따라서 후공정까지 거치면 모듈이 완성됩니다. OLED의 모듈화 공정에서는 BLU 연결은 필요하지 않으며, 단지 편광판 부착, 그리고 구동용 집적 IC(Integrated Circuit)와 회로가 하이브리드 구성된 유연 인쇄 회로 기판(Flexible-Printed Circuit Board, F-PCB)를 연결시키면 OLED 모듈이 완성됩니다. 물론 세부적으로 살펴보면 응용 제품과..

OLED의 봉지 후에는 성능과 특성을 평가하여야 합니다. 물론, 산소와 습기의 투과 정도가 가장 중요한 평가 지표이겠지만, 디스플레이에 활용하기 위해서는 가시광선 투과도, 혼탁도(haze) 등의 측정도 중요합니다. 만일, 유연 디스플레이를 위하여 하이브리드 봉지나 박막 봉지가 적용된 경우에는 곡률 반경과 반복 휨에 대한 내구성의 정도와 함께 필름 점착력, 열 안정성 평가도 필요하며, 생산성과 가격에 관한 요소도 무시할 수 없습니다. 가장 중요한 측정은 산소와 수분의 투과 정도입니다. 이는 산소 혹은 수분 투과율(Oxygen or Water Vapor Transmission Ratio, OTR or WVTR)로 표시되죠. 단위는 각각 cm^3(STP)/m^2-day나 g/m^2-day로 표기되는데, 분자는..

OLED는 박막 봉지 기술을 적용함으로써 한 장의 기판으로 만들 수 있는 최초의 디스플레이 패널로 자리매김을 하였습니다. 여기에 플라스틱 기판을 적용할 경우, 0.1mm 두께의 패널이 가능하죠. 디스플레이가 찢어질 수도 있는 시대입니다. 물론, 플라스틱 기판의 유연 디스플레이를 성능은 물론 내구성, 생산성과 가격까지 충족을 시키려면 여전히 남은 기술이 적지 않습니다. 가장 간편하고 생산성이 높은 제조 공정은 두루마리(Roll-to-Roll, R2R) 공정이며, 기판은 기존의 유리 기판 위의 폴리이미드 투명 도포제(polyimide varnish)가 아닌 투명 플라스틱 기판이 최적이고, 백플레인은 유기 TFT, 화면은 용액 공정에 기반한 OLED, 그리고 봉지는 단층 박막이나 용액 기반의 후막이 이상적이겠..

OLED의 다층 박막 봉지 방식은 캔 방식이나 하이브리드 방식과는 달리 별도의 봉지 구조물을 필요로 하지 않습니다. 즉, 음극까지 증착한 후, 이 위에 연이어서 무기층과 유기층을 번갈아 증착을 하여 다층 박막을 형성하는 방식이죠. 따라서, 별도의 봉지용 공정 라인에 대한 부담이 적고 택트 타임이 짧아지며, 다층 박막 봉지가 적용된 OLED는 전면 발광이 가능하며, 두께와 무게가 최소화되며, 특히 플라스틱 기판에 적용될 경우 유연성 측면에서도 가장 유리합니다. 이러한 다층 박막 구조는 기본적으로 무기층과 유기층이 번갈아서 증착, 형성이 되는데 실제로 산소나 수분을 막아주는 것은 무기층의 역할입니다. 따라서 산소와 수분의 누설(leakage)을 막으려면 나노 크기의 핀 홀이 없어야 하며, 또한 침투(perm..