4. LCD와 OLED의 ppi, 어디까지 왔나?(2) : OLED
OLED의 ppi, 불리하게 작용하는 이유
약 150년이 넘은 역사를 가지고 있는 LCD에 비해 처음 발견 된지 60년이 채 되지 않은 OLED는 최근에 들어서야 본격적인 연구가
이뤄지고 있으며 특히 AM OLED를 양산하게 된 것은 그리 오래되지 않았다.
그만큼 OLED가 적용된 제품 또한 많지 않은데, 대표적으로 OLED를 사용한 제품들로는 삼성 햅틱 아몰레드와 갤럭시S 및
갤럭시S2, 그리고 구글 레퍼런스폰인 넥서스원과 HTC DESIRE, 팬텍 베가(VEGA) 초기 시리즈가 있다.
넥서스원은 S-LCD(VA) 패널을 적용시켜 재 출시 되었고 현재 OLED 진영을
대표할만한 플래그십 성격의 제품은 삼성 갤럭시S2의 Super AMOLED Plus라고 할 수 있는데, 이러한 Super AMOLED Plus를
기준으로 OLED에 대해 이야기한다.
OLED에게 고(高) ppi는 오르지 못할 산이다?
비발광형인 LCD와 달리 격벽으로 둘러싸인 셀(Cell)안에 격리된 발광소자가 직접 빛을 발하는 형태의 OLED는 픽셀을 구분하는 것이 바로 각
소자를 가두는 격벽이라고 할 수 있다. OLED의 ppi 구현에는 이러한 셀 형태의 유기물레이어(Organic Layer)에 의한 제약을 많이
받게 되는데, 발광형인 OLED이기에 받을 수 밖에 없는 ppi의 제약의 원인은 다음과 같다.
OLED의 유기물레이어(Organic Layer) 구조
OLED의 경우 픽셀을 구현할 때 이를 구성하는 유기물레이어(Organic Layer)는 위의
그림과 같은 구조의 직사각형 칸막이형태 격벽으로 구성되어 있으며, 이러한 격벽으로 구성된 셀(Cell)안에 유기발광소자를 증착시켜 각 소자를
격리시키는 구조를 띄고 있다.
발광소자를 증착 시키는 방법으로 자주 사용되는 두 가지 방법에는 얇은 철판에 수백만개의
미세한 구멍을 뚫어 R/G/B 3색을 순서대로 입히는 마스크(Mask)를 사용하는 '진공증착'법과, 레이저 빔을 이용해 유리기판 위에 R/G/B
3색의 유기물을 배치시키는 '레이저 전사법'이 있다.
진공증착법에 사용되는 얇은 철판 재질의 마스크(Mask)
이 때 ppi를 향상시키기 위해서는 일정 공간 안에 더 많은 소자를 집어넣어야 하므로 보다
조밀한 공간을 만들고 그 위에 발광소자를 증착시켜야 하는데, 진공증착법의 경우에는 픽셀의 크기가 미세해질수록 마스크가 얇고 작아야 하므로 일정
수준 이상에서는 마스크가 녹거나 휘게 되어 높은 ppi 구현이 어렵다.
또한 삼성모바일디스플레이에서 사용하는 레이저 전사법 역시 현재의 기술로는 일정 수준 이상으로 미세한 공정의 구현이 어려운 실정이며,
만들어 낸다 하더라도 같은 수준의 LCD에 비해 수율이 낮을 수 밖에 없어 개당 가격이 상승하게 되는 문제점이 있다.
또한 OLED는 서브픽셀 한 개당 6~7개의 트랜지스터와 1~2개의 캐패시터가 사용되어 이에
따라 서브픽셀의 미세화에 제약이 생기므로, 현재 수준 이상의 정밀 기술이 개발 되거나 현재 사용되는 트랜지스터와 캐패시터의 개수를
줄이는 방향으로 개선이 필요하다.
개선은 했지만.. 갈 길이 먼 OLED
이러한 이유로, 갤럭시S 출시 당시에는 4인치 화면에 Real RGB WVGA(800x480)
해상도를 구현할 수 있는 공정의 수율이 낮았고, 제품 양산을 할 수 있는 수준에 미치지 못해 Pentile 이라는 우회적인 방법을 사용할 수 밖에 없었다.
삼성 갤럭시S와 Google 넥서스원에 사용된 Pentile 방식 AM OLED
하지만 OLED의 기술 진화로 이러한 수율 문제는 1년이 지나서 출시된 갤럭시S2를 통해서 다소 완화
되었음을 보여주었는데, 갤럭시S가 4인치 화면에서 Pentile WVGA(800x480)해상도를 지원하여 153ppi를 구현하는 반면, 갤럭시S2의
Super AMOLED Plus는
4.3인치 화면에서 Real RGB WVGA(800x480)해상도를 지원하여 217ppi를 구현할 수 있게 되었다.
이는 약 1년의 시간 동안 70ppi 정도 상승하며 기존 Pentile 방식의 Super
AMOLED가 가지고 있던 수율에 대한 문제를 완화시킴으로 보다 높은 ppi의 OLED 디스플레이를 양산할 수 있게 되었다는 데에 의미가 있다.
그러나 현 시점에서 OLED의 ppi 상승은 표면상의 기술적 진화에 불과하며, 실제로
삼성은 이러한 OLED의 기술적 한계를 보완하기 위해 갤럭시S2에서는 패널의 크기를 크게 만듦으로 글자 자체를 키웠기 때문에 실제 ppi가
상승한 것 이상의 효과를 가져올 수 있었다.
따라서 차후
OLED 진영에서는 해상도(Resolution)을 높이기 위해 패널의 크기를 크게 만들거나 또다시 Pentile 방식으로 구현할 수 밖에 없다는 한계가
있다.
OLED를 채택한 갤럭시 S2와 LCD를 채택한 다른 스마트폰들
단적인 예로 최근 출시되는 스마트폰을 살펴보면, Super AMOLED Plus가 적용된 삼성
갤럭시S2의 경우 4.3인치 화면에서 WVGA(800x480) 해상도를 지원하는데 반해, LCD 패널을 사용한 테이크 야누스와 HTC EVO
4G+는 같은 4.3인치 화면에서 qHD(960x540)해상도를 지원하며, 모토로라 아트릭스는 4인치 화면에 qHD해상도를 지원한다.
따라서 갤럭시S2는 217ppi, 테이크 야누스와 HTC EVO 4G+는 이보다 높은
256ppi, 그리고 모토로라 아트릭스는 273ppi를 구현한다. 이는 물론 각 제품에서 사용되는 런처에 따라 차이가 생기기도 하며 일반적인
안드로이드 기반의 앱들이 800x480 해상도에 맞춰서 제작되는 것도 영향을 줄 수 있지만, 현재 OLED가 217ppi 이상의 수준을 구현하기
위해서는 가격상승의 문제와 양산의 어려움이 있다는 것을 말해준다.
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