기대감이 높아지고 있는 삼성전자 네트워크 사업 성과 

최근 글로벌 네트워크 장비 시장에서 삼성전자의 행보가 심상치 않다. 글로벌 LTE 시장 초기 삼성전자는 노키아, 에릭슨, 화웨이 등에 밀려 국내를 포함한 일부 국가에만 네트워크 장비를 납품했다. 하지만, 자체 기술력 향상과 급변하는 주변 경쟁 상황으로 인해 삼성전자는 이번 5G에 중대한 기회를 맞이했다. 과거 삼성전자와 LTE 장비 공급 계약을 체결한 통신사는 10개 사업자에 불과했지만, 5G 장비 공급을 시작한지 불과 1년이 지난 현재 삼성전자와 공급 계약을 체결한 통신사는 15개 사업자를 넘어섰다 

발광, 발색 및 TFT 특성에 따라 Flexible OLED, WOLED, QD-OLED로 분류 가능 

OLED 패널은 어떻게 빛을 비추고, 색을 재현하며, 어떤 종류의 TFT(Thin Film Transistor) 구조를 가지는지에 따라 크게 Flexible OLED, White OLED(WOLED), 그리고 현재 삼성디스플레이가 개발 중인 Quantum Dot OLED(QD-OLED)로 분류할 수 있다. Flexible OLED, WOLED, QD-OLED 모두 LCD와 달리 빛을 비출 때 Backlight Unit(BLU)을 사용하지 않고 OLED를 통해 자체 발광한다는 공통점이 있지만, 각각의 발광 방식에는 차이가 있다. 발색 또한 Flexible OLED는 OLED 유기재료층을 통해 색을 재현하는 반면, WOLED와 QD-OLED는 각각 컬러 필터, QDCF(Quantum Dot Color Filter)를 통해 색을 재현하는 등 모두 각기 다른 방식을 취하고 있으며, 각 방식에 따라 서로 다른 장단점을 가지고 있다.

TFT(Thin Film Transistor)란 디스플레이 구동 시 전류의 흐름을 담당하는 전기 스위치로 , 디스플레이 픽셀 화소 들의 빛을 조절한다 TFT 는 게이트 Gate) 게이트 절연막 Gate Insulator) 활성층 Active layer) 소스 Source) 드레인 Drain) 보호막 Passivation)’ 으로 구성된다 이 중 핵심은 활성층 으로 ,활성층을 이루는 재료에 따라 TFT 의 특성이 좌우된다 TFT 는 활성층에 적용된 재료에 따라 aSi(amorphous silicon), Oxide(IGZO), LTPS(Low Temperature Poly s ilicon) 로 구분되며 전류의 속도는 a Si < Oxide < LTPS 로 , LTPS 가 a Si 대비 최대 100 배 빠른 속도를 갖는다 . 이는 입자 배열의 차이에서 기인하는데 , LTPS TFT 에 적용되는 Poly silicon 은 입자 배열이 a Si( 비결정질 실리콘 대비 규칙적이기 때문에 전자 이동 속도가 상대적으로 빠른 것이다.

현재 Flexible OLED 에는 LTPS TFT , WOLED 는 Oxide TFT 가 적용되고 있으며 , QD OLED 패널 또한 Oxide TFT 를 적용할 것으로 전망된다

OLED: 전자가 여기 상태 → 기저 상태로 되돌아가며 에너지를 빛의 형태로 방출 

OLED(Organic Light-Emitting Diode)란 전기를 가해 빛을 내는 ‘전계 발광’을 기반으로 스스로 빛을 내는 ‘자체 발광형 유기물질’이다. OLED에 전류를 가하면, 빛을 내는 발광물질들로 이루어진 발광층(EML; emission material layer)이라는 곳에서 전자(electron)와 정공(hole)이 만나 빛을 낸다. 이 때 발광층에서 전자와 정공이 효과적으로 이동하여 잘 만날 수 있도록 도와주는 전자 수송층(ETL; electron transport layer)과 정공 수송층(HTL; hole transport layer) 등의 보조층들이 존재하는데,이 보조층들은 OLED의 발광 효율을 높이는 역할을 수행한다.

위 그림과 같이 전계를 인가하면 음극에서는 전자, 양극에서는 정공이 주입 되어 발광층에서 만나게 된다. 이 때 전자와 정공의 결합체를 여기자(exciton)이라고 하는데, 여기자는 이름 그대로 ‘여기 상태(excited state)’인 입자이다. 여기 상태란 ‘전자가 에너지를 흡수하여 기존의 상태 보다 들뜬 상태’라고 이해하면 된다. 그러나 여기 상태는 일시적으로 불안정한 상태로, 전자는 안정 상태를 찾아가려는 본능이 강하기 때문에 원래의 ‘기저 상태(ground state)’로 다시 되돌아간다. 전자가 여기 상태에서 기저 상태로 되돌아가며 에너지 준위가 원래 수준으로 다시 낮아지게 되는데, 이 때 줄어든 에너지가 빛의 형태로 방출되어 우리 눈으로 인지된다.

Apple 은 줄곧 iPhone 에 일체형 배터리만을 추구해왔고, 탑재된 배터리 용량도 경쟁사들의 플래그십 모델 대비 작은 편이다. Apple 의 배터리 문제는 자주 부각되었고, ‘17 년 말에는 ‘iPhone 배터리 게이트’ 사건으로 인해 위기에 처하며 전력 소모를 효율화 할 수 있는 방법에 대한 고민이 더 커져왔다. Apple 의 자체 기술인 LTPO(Low Temperature Poly-crystalline Oxide)는 고해상도와 소비 전력 감소의 장점을 모두 가질 수 있는 TFT(Thin Film Transistor)로, 애플워치 4, 5 시리즈에 적용되고 있다. 

스마트폰에는 2021 년 출시될 iPhone 부터 처음 적용될 것으로 전망된다. LTPO 는 전하 이동도가 우수한 LTPS 와 저전력 구동이 가능한 Oxide 가 가진 각각의 장점들을 혼합한 기술로, 현재 중소형 OLED 에 적용되고 있는 LTPS 대비 소비 전력을 최대 20%까지 절감할 수 있다. 이처럼 Apple 은 향후에도 ‘얇고 해상도가 높으며, 효율적인 전력 소모가 가능한 패널’을 위한 신기술 적용을 지속할 것으로 예상된다.