▣ 최근 차세대 대형 디스플레이로 각광 받아


OLED는 최근 디스플레이 영역에서 넘어 조명으로까지 다양한 분야로 사용될 예정이다.

기존 TFT-LCD가 강세를 보이고 있지만 차세대 디스플레이로 충분한 발전 가능성을 보이고 있다.© 한국LED산업신문

LED에 대한 공격적인 마케팅이 국내 대기업을 중심으로 진행되면서 LED, OLED에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근에는 휴대폰 분야에서 쓰이는 AMOLED까지 떠오르면서 많은 관심을 모으고 있다. 이처럼 LED가 차세대 광원으로서 빠른 상용화의 길을 가고 있지만, 용어에 대해서 많이 모르고 쓰는 경우가 있다.


예를 들면 LED 텔레비전의 경우, 기존 TFT-LCD에 BLU만 CCFL에서 LED로 바뀌었을 뿐이다. 그런데 아직 대형 전광판이나 사인물처럼 각각의 LED TV도 LED에서 자체적인 색발광을 하는 것으로 아는 사람이 많다. 또한 AMOLED같은 경우에는 ‘AMOLED의 액정은 어때?’라기도 한다. 이것은 잘못된 표현으로 자체 발광하는 AMOLED의 경우 LCD에 쓰이는 액정과는 무관하다.


TV 디스플레이에서는 LED 광원을 백라이트로 쓴 LCD-LED 텔레비전 마케팅이 강화되고 있다. 한편으로 핸드폰 디스플레이 분야에서는 AMOLED가 대두하고 있다. TV 백라이트와 핸드폰 디스플레이에서 삼성이 제안하고 있고 업계를 선두해나가고 있다.


AMOLED는 Active Matrix Organic LED의 약자로 OLED의 한 종류이다. 픽셀 하나 하나에 트랜지스터가 장착이 되어 있는 OLED의 한 종류로 이와 상대되는 개념의 OLED 디스플레이가 Passive Matrix Organic LED이다. PMOLED로는 대형 디스플레이를 꾸미기 힘들고 풀칼라 재연성에 있어서 떨어지기 때문에 초기 OLED 시장에서 1인치, 2인치 이하의 단색을 표현하는 디스플레이에 사용되었다. 2003년 PMOLED 시장에서 삼성이 OLED 개발 역사에 있어 후발주자였지만, 세계 시장 점유율 1위에 올랐다.


TV는 물론 휴대폰의 디스플레이까지 TFT-LCD가 장악하고 있는 가운데 AMOLED를 필두로 차세대 디스플레이로 기대를 받고 있다. AMOLED는 천연색에 가까운 색재연성, 그리고 180도에 이르는 시인성으로 TFT-LCD보다 우수한 성능을 보인다. 현재는 유리와 같은 하드한 소재에 OLED를 입혀 디스플레이로 사용하고 있지만, 필름과 같은 Flexible 한 소재로 패널을 사용한다면 구부러지고 얇은 디스플레이를 구현할 수 있다. 펜이나 핸드폰에 둘둘 말았다가 펼쳐서 볼 수 있는 디스플레이의 시대가 머지않아 볼 수 있게 된 것이다.


◆OLED의 역사


OLED는 organic LED로 일반 LED와 발광원리는 동일하다. 다른 점은 LED는 GaN과 같은 금속 소재의 무기물 반도체 소자가 재료가 된다면 Organic LED는 유기물을 썼다는 것이 다르다.


여기서 유기물과 무기물에 대한 구분이 필요하게 된다. 20세기 전까지 유기물과 무기물의 구분은 단순했다. 즉 살아 있는 생물에게서 나온 것은 유기물, 그렇지 않은 것은 무기물로 나누었던 것이다. 이런 이분법적인 구분은 19세기 후반 석유가 발견되고, 플라스틱 가공 제품 등 인간이 화학적으로 물질을 합성할 수 있는 방법을 발견하게 되면서 바뀌게 된다. 곧 유기물과 무기물의 구분은 탄소를 포함하는가 그렇지 않은가로 바뀌게 된다. 대개의 식음료, 생물체의 분자구조에는 탄소가 함유되어 있다.


일반적으로 무기물과 달리 유기물은 전기가 통하지 않는 것으로 알려져 있었다. 그러나 1940~50년대에 유기물도 반도체로서 전류가 통할 수 있음이 이론적으로 발견되게 된다. 전기가 통하는 물질들을 발견하고 그것을 상용화 하는데 약 20년 넘게 걸리게 된다. 1978년 결국 전류가 통하는 유기물질을 접합시켜 발광시키는 구조를 만들고 상용화의 길에 들어서게 된다. 그러나 이때의 광효율은 매우 낮아서 투입된 전자의 수 대비 광량이 만분의 일밖에 안되었다.


OLED의 역사는 광효율을 높일 수 있는 유기물 소재의 발견 역사와 궤를 같이 한다. P형 반도체와 유일한 성질을 붙이는 유기물과 N형 반도체의 성질을 보이는 유기물을 접합시켜 정공과 자유전자의 만남으로 빛을 내는 것으로 일반 LED와 똑같은 원리를 보인다. 이때 빛의 파장은 각 물질마다 갖고 있는 ‘밴드갭’에 따라서 결정된다. 이 ‘밴드갭’은 전기가 차 있는 에너지와 전기가 비어있는 에너지 공간이다.


사실 유기물로 PN 접합을 만들기란 쉽지 않다고 한다. 유기물 중에서 전자와 정공이 있는 반도체적 성질을 가진 유기물을 찾기 힘들고, 이런 물질들을 접합시켜 효율을 높이는 것이 어렵기 때문이다. OLED는 P형 반도체적 성질을 가진 유기물과 N형 반도체 성질을 가진 유기물을 층을 주어 적층시키고 가운데에 가장 발광 효율이 좋은 물질을 접합시켜 놓는다. 이것을 EL이라고 하는데 그 물질에 정공과 전자가 이동하여 만나서 빛에너지가 나게 된다.


<출처>한국LED산업신문, 2009/08/25

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Posted by TopARA

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