삼성디스플레이 에코스퀘어 정의와 원리 정리

 

 

 이전에는 디스플레이를 접는 게 마냥 먼 얘기인 줄 알았는데, 어느덧 갤럭시 플립과 폴드 3가 출시됐다. 신기할 따름.

 

 특히 최근 출시된 갤럭시 Z 폴드 3에는 소비전력을 낮춘 OLED를 최초로 적용하였다. 이걸 '에코스퀘어'라고도 부른다.

 

 소비전력을 낮춰준다는 것은 같은 전기를 먹었을 때 더 높은 밝기를 보여줄 수 있다는 것이고, 또한, 같은 밝기에서는 소모되는 전기가 적다는 것이다. 이는 번인 현상을 늦출 수 있다고도 한다.

 

삼성디스플레이, 소비전력 25% 낮춘 OLED 개발...편광판 제거 - 전자부품 전문 미디어 디일렉

 

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 우선 에코스퀘어 원리에 앞서 첫 번째로 OLED에 대한 원리를 보자. 원리는 이전에도 설명한 적이 있다.

 

• 2020.10.18 - [과학과 공학 이야기/반도체와 디스플레이] - OLED의 원리와 정의 간단 리뷰
• 2021.01.24 - [과학과 공학 이야기/반도체와 디스플레이] - WOLED와 RGB OLED의 차이와 원리. 배면발광과 전면발광, 미소공진효과란?

 

 다시 간단하게 얘기하자면 OLED는 전기를 가하면 빨간색, 녹색, 파란색 빛을 내는 발광 물질을 이용한다. 구조는 물질을 가운데에 두고, 양쪽에 양극과 음극이 있다. 이때 외부에서 전기를 가하면, 양극과 음극에서 정공과 전자가 만나 발광 물질에서 빛을 낼 수 있는 것이다.

 

 여기서 발생한 빛은 유리가 있는 위쪽으로만 가는 것이 아니고, 아래쪽으로도 갈 수 있다. 이 빛을 그냥 소모되는 게 아까우니까 이걸 다시 반사시켜서 위로 갈 수 있도록 양극을 만들어 설치한다.

 

 빛의 소모를 줄이기 위해선 양극에서 반사가 잘 될수록 좋은데, 너무 반사가 잘 될 경우 디스플레이는 정말 투명한 거울처럼 되기 때문에 우리가 사용하기에는 적합하지 않게 된다.

 

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 적절한 반사율과 소모되는 빛을 줄이기 위해 사용하는 것이 '편광판'이다. 마찬가지로 편광판에 대한 얘기는 이전에 설명한 적이 있다.

• 2020.09.23 - [과학과 공학 이야기/반도체와 디스플레이] - lCD? ISP패널? 많이 쓰였던 디스플레이의 원리

 편광판에 대해서 간단히 설명하자면, 빛의 경로를 지정할 수 있는 역할을 한다. 또한, 좀 더 간략하게 말하면 편광판으로 들어오는 빛은 빛의 절반이 날아간다. 그리고 두 번 지나가면 빛이 편광판 안에 갇힌다. 

 

 이 원리를 이용해 편광판을 음극 위에 설치하면, 위쪽으로 가는 빛은 그대로 절반이 날아가고, 양극에서 반사된 빛 역시 절반이 날아가며, 빛의 소모를 최소화할 수 있다. *밖에서 나오는 빛을 편광판을 두 번 거치기 때문에 안에 갇히게 된다.

 

source : LG디스플레이

 

 

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 하지만 에코스퀘어 기술에서는 이 편광판을 없애버렸다. 그리고 빛의 소모를 더욱 최소화하였고, 소비전력은 오히려 개선하였다. 원리는 아래와 같다.

 

 1. OLED는 RGB 소자를 이용한다. 이를 고려하여, OLED RGB 픽셀 위에(RGB 소자 위 음극 위에) 컬러필터를 설치한다. 컬러필터는 셀로판지와 같으며, 원하는 색만 들어오게 걸러주는 역할을 한다. 그러면 밖에 들어오는 빛은 RGB 소자에 맞는 색만 들어오게 된다.

 

 2. 그리고 안에서 밖으로 나가는 빛은 컬러필터를 통해 나가기 때문에 손실되는 빛이 없다.

 

 3. 이때, 간혹 컬러필터를 거치고도 살아남은 빛들이 반사되어 나가는 경우가 있는데, 그러면 반사율이 높아져서 디스플레이에 좋지 않다. *반사율이 높은 것은 명암비가 낮아짐을 의미하며 화질이 좋지 않아 진다.

 

 4. 그래서 양극을 덮고 있는 막을(PDL - Pixel Define Layer) 검은색 PDL로 바꿔버린다. 원래는 폴리이미드 기반의 투명 PDL을 사용하였다. *PDL은 RGB소자가 서로 간섭하지 않도록 구분을 해주는 역할을 한다.

 

 5. 이렇게 되면 들어오는 빛이 검은색 PDL에 의해 흡수하며, 빛의 반사를 막는 편광판 역할을 하게 된다.

 

 편광판은 꽤 두꺼운 편인데, 편광판을 없애서 두께를 줄일 수가 있었다. 그리고 편광판으로 인해 소모됐던 빛을 없앴으니, 밝기를 높였고, 같은 밝기에서 소모되는 전력은 줄일 수 있게 된 것이다.

 

 

source : 삼성디스플레이