가치관제작소

https://youtu.be/xm4-Ps1TwXg?list=PLgj4bZIcsGWjTO2X1pDwQGeZEbSQ6SYNE

• 한: 안녕하십니까. 디일렉 한주엽입니다. 오늘 이충훈 유비리서치 대표님 모시고 디스플레이 얘기를 한번 해보도록 하겠습니다. 안녕하십니까.

• 이: 반갑습니다. 두 달만에 찾아뵙습니다.

• 한: 세미나는 잘 됐습니까?

• 이: 덕분에 굉장히 호응이 좋게 잘 끝났습니다.

• 한: ‘QNED’와 관련해서는 되게 관심이 많았던 것 같아요. 저희 쪽에서 말씀해주신 영상도 조회수가 굉장히 많이 나왔고 리포트 관련해서도 문의가 많았던 걸로 보이는데. 다음번 버전도 준비중이시라면서요?

• 이: 그렇죠. 그동안에 우리가 지난 상반기에 찾았던 특허수는 40개 정도였었는데. 최근에 저희가 확인해보니까 공개된 특허수가 120건까지 늘었던 것으로 저희가 파악을 하고 있습니다. 그래서 연말쯤에 10일쯤에 한번 그동안 나와있는 특허, 조금더 많아지겠죠? 아무래도. 다시 한번 더 분석을 해서 조금 더 실제적으로 삼성이 하고 있는 쪽에 대한 기술의 방향성을 볼 수 있는 리포트를 준비하려고 하고 있습니다.

• 한: 준비가 돼서 나중에 추가로 나오는 게 있으면 저희 쪽에 나오셔서 맛보기라도 해주셨으면 좋겠습니다.

• 이: 그렇게 하도록 하겠습니다.

• 한: 오늘은 소형 OLED 기술변화에 대해서 저희가 그전에도 몇 번 다룬적이 있는데. ‘LTPO’라는 기술. 애플이 애플워치에 적용했던 패널 기술인데. 얼마 전에 갤럭시노트 신제품이 나오면서 삼성디스플레이도 LTPO 백플레인 기술을 적용한 OLED 패널을 공급한 것 같아요. 그래서 자료도 내고 한 것 같은데. 일단 저희가 궁금한 것은 LTPO라는 것은 기존에 LTPS와 다른 점이 무엇인지 설명을 해주세요.

• 이: 기본적으로 LTPS를 사용하고 있는 스마트폰에서는 TFT가 7~9개 정도를 사용하고 있습니다. 그중에서 우리가 넘버를 임의적으로 메기는데 OLED와 직접 연결이 되는 걸 우리가 ‘드라이빙TFT’ 라고해서 1번이라고 그러고 두 번째 드라이빙TFT부터는 ‘스위칭TFT’라고 합니다. 그리고 그다음에 나머지TFT는 보상을 하기 위해서 사용하는 것들인데. 이전에 LTPS라는 것은 모든 걸 다 LTPS존에서만은 폴리실리콘만을 사용했었고 우리가 LTPO라고 하는 것은 여기 있는 TFT 중에서 한 개만 2번 스위칭소자를 옥사이드TFT를 사용하는 겁니다. ‘LTPS+옥사이드TFT’라고 이름을 해서 ‘LTPO’라고 하지만 최근에 ‘하이브리드’라는 이름도 사용을 하고 있죠.

• 한: ‘드라이빙TFT’라는 것은 저희가 OLED 같은 경우는 전류를 흘리면 그게 빛이 나는 거잖아요? 전류를 흘리는 걸 드라이빙TFT라고 얘기하는 겁니까?

• 이: 기능적으로보면 어떻게 보시냐면 아까 드라이빙TFT라는 것은 화소하고 연결이 되기 때문에 직접 전류를 공급을 하는 거죠. 직렬로 연결이 되어 있기 때문에. 여기는 전류량만큼 OLED 화소가 켜지는 건데. 일종에 ‘물탱크’라고 보시면 되요.

• 한: 물탱크.

• 이: 물탱크에 들어있는만큼 물이 빠져나가는거죠. 바로바로. 물을 공급을 하는 TFT가 필요한거에요. 얘를 스위칭TFT라고 그래요.

• 한: 수도꼭지 같은 역할.

• 이: 스위칭TFT는 물탱크의 일정한 양이 되도록 틀었다 잠궜다라고 하는데. 여기 해당되는 것만 옥사이드를 쓰고. 얘가 2번 TFT인데 스위칭TFT라고 얘기를 합니다.

• 한: 스위칭TFT를 옥사이드를 쓰는 이유는 뭡니까?

• 이: 우리가 조금전에 수도꼭지를 말씀드렸는데. LTPS인 경우에는 잠궈도 조금씩 리키지(누설전류)가 있어요. 온오프로 예시로 하는게 있어요. 근데 재료라는 것이 우리가 완전히 차단을 시켰음에도 불구하고 LTPS는 전기 전도도가 굉장히 빠른 TFT이다보니까 아주 미세하게 전류가 흘러요.

• 한: 폴리실리콘 같은 경우에는.

• 이: 폴리실리콘은 전류가 흐릅니다. 오프상태일때도. 이전에 우리가 OLED를 만드는 제조에 불량이 생기면 꺼졌는데도 컬러가 나온다라던가 파란색을 켰는데 초록색이 묻어나온다던가 그럴 경우에 초록색이 있는 TFT에서 전류가 흐르는 거거든요. 불량이라는거죠. 이건 2번 스위칭TFT가 문제가 있어요. 사실 TFT가 7~9개라고 그랬는데 그중에서 스위칭TFT가 가장 작아요. 가장 작은 TFT인데 이 TFT에서 누설전류가 있게되면 전류가 흘러서 우리가 사용을 하지 않는데도 불구하고 전류가 소모가 되요.

• 한: 배터리 사용량이 그만큼 줄어든다는 얘기로군요.

• 이: 그렇죠. 근데 이걸 옥사이드TFT를 쓰면 옥사이드TFT는 기본적으로 밴드갭이 큰 TFT재료에요. 그러다보니까 수도꼭지를 잠그면 완전히 잠겨진다는 거에요.

• 한: 완전히 잠겨진다.

• 이: 그래서 누설전류가 없으니까 배터리가 사용을 하지 않을 때도 방전이 되고 전류가 흐르는 것을 막아주니까 배터리 사용량이 조금더 오래갈 수 있다는 거죠.

• 한: 그렇군요. LTPO 백플레인 기술을 적용한 패널은 특정 환경에서 기존 LTPS 백플레인 OLED 패널보다는 전력소모량이 더 작겠네요.

• 이: 이렇게 보시면 되요. 우리가 휴대폰을 사용하고 있잖아요. 화면이 다 켜져있어요. 이때는 사실 LTPO가 있어도 옥사이드TFT가 큰 역할을 할 수는 없어요. 근데 우리가 애플워치를 보게되면 우리가 항상 시계가 보이도록 되어 있죠?

• 한: Always On Display.

• 이: ‘Always On Display’라고 하잖아요. LCD인 경우에는 백라이트를 쓰니까 전체 화면이 다 켜져있기 때문에 이걸 사용할 수는 없지만. OLED는 내가 원하는대만 켜놓을 수가 있잖아요. 나머지는 다 꺼져있어야죠. 그런데 꺼져있는대도 꺼져있는 곳까지도 전력이 흐르는 문제가 발생을 하죠.

• 한: 기존에 LTPS일 경우에.

• 이: 원치않는 전력이 소모가 되는데 비하면 그래서 우리가 Always On Display 기능을 쓸 때 거기에 많은 전력이 소모가 되고 나머지는 완전히 차단이 되니까. 항상 24시간 켜져있다는 개념을 본다고 하면 LTPO를 사용하게되면 전력소모량을 그만큼 줄일 수 있는거죠.

• 한: 어떤 환경에서 많이 줄일 수 있다는 거죠?

• 이: 그렇죠.

• 한: 전체 패널에서 소모량이 10~20%라고 얘기를 하는데. 전체 패널에서는 아니고 TFT 안에서만.

• 이: 우리가 구동을 할 때, 드라이빙을 할 때만 줄여주는건데. 우리가 알려져 있기로는 20~30% 정도.

• 한: 구동 전력을.

• 이: 패널 전력은 사실은 OLED가 켜지면 전류를 소모하기 때문에 여기는 사용환경에 따라 다르고. 하지만 TFT는 관계없이 움직이는 거니까 드라이빙을 할 때는 이론적으로 맥시멈 30% 정도. 그리고 이번에 새로 나온 갤럭시노트20는 22%라고 알려져 있죠.

• 한: 22%라고 삼성디스플레이가 공식 발표를 했죠. 근데 거기서 얘기한 건 또 다른 어떤 기술중에 하나는 '어댑티브 프리퀀시(Adaptive Frequency)' 우리가 초당 화면주사율이 게임을 할 때는 120hz 정도면 1초에 120번 정도 화면이 바뀌면 화면이 부드럽게 움직이고 영화는 60hz 그리고 일반적인 텍스트를 확인할 때는 30hz 그리고 정지화면은 10hz라고 해서 약간 가변적으로 주사율을 바꿀 수 있는 것도 이런 LTPO하고 연관이 있는 것이죠?

• 이: 그렇죠. LTPO를 사용함으로서 그런 쪽까지 응용범위를 넓혀서 쓸 수 있다는 겁니다.

• 한: 그래서 정확하게 얘기해야 될 것은 아무튼 패널의 전력이 아니고 패널의 구동전력을 최대 22% 낮출 수 있다라고 얘기한 것이 정확한 표현이죠.

• 이: 그렇죠. 이번에 갤럭시노트20은 구동전력이 22%로 알려져 있습니다.

• 한: 전체 전력이 20％ 줄어드는게 아니고 구동 전력만.

• 이: 그렇지만 실질적으로 사용환경을 보게 되면 소비자가 느끼는 것은 굉장히 다를 수 있습니다. 우리가 평소에 화면이 꺼져있잖아요? 그래서 시계를 보려고 하면 버튼을 눌러야 되는 문제가 있죠. 그렇지만 얘는 버튼을 누르지 않아도.

• 한: 시계가 항상 켜져있죠.

• 이: 그러니까 그런 차원에서 본다고한다면 내가 항상 원하는 특정 정보. 전체 화면이 다 켜져있는 정보 같은 경우에는 옥사이드TFT를 쓴 LTPO가 큰 도움이 안될 수 있겠지만 특정한 시간이라든가 아주 일부분의 화면만 사용하는 그런 기능에서는 LTPO를 쓰게 되면 24시간 항상 내가 볼 수가 있으니까. 사용자 측면에서는 굉장히 도움이 되죠.

• 한: 이게 지금 스마트폰에 LTPO 패널이 적용된 건 갤럭시노트가 최초로 된 것으로 제가 알고 있고. 다른 웨어러블 기기에는 애플워치에.

• 이: 애플워치에 사용되고 있죠.

• 한: 내년에 나올 애플 아이폰에도 이 기술이 들어갈 것으로 예상이 되는 걸로.

• 이: 일단 내년에 들어가는 것으로 저희가 알고 있습니다.

• 한: 올해 모델이 아니고 내년 모델에.

• 이: 그렇죠. 내년 모델이죠. 그래서 삼성디스플레이가 기존 A3 라인에 있던 애플 전용라인 15K(월 1만5000장) 7대가 애플 전용라인으로 처음에 설치가 됐었는데.

• 한: 15K라는게 라인을 얘기하는 겁니까?

• 이: 근래 투입기준으로 월 1만5000장(15K)이 들어갈 수 있는 그런 라인이 7개가 있는데 이 라인들을 LTPO 라인으로 개조가 지금 되고 있죠.

• 한: 그럼 그게 원래 몇 개였어요?

• 이: 개조가 되게 되면 2라인이 줄어요.

• 한: 그럼 5개 라인이 되는 거예요?

• 이: 그렇죠. 5개 라인이 됩니다. 그중에서 4개 라인은 애플용으로 사용이 되고 1개 라인은 삼성전자 갤럭시노트를 만드는 이쪽 라인으로 사용이 되는 것으로 알고 있습니다.

• 한: 2개 라인이 줄어든다는 것은 왜 그런 겁니까? 아까 옥사이드 공정이 추가가 되기 때문에 뭐가 더 들어와야 되서 그런겁니까?

• 이: 기본적으로 우리가 LTPS라고 하더라도 회사마다 만드는 과정이 다를 수 있죠. 기본적으로 최소 아홉 마스크 공정이 필요하다고.

• 한: 아홉 마스크라는 건 작업을 아홉 번을 해야된다는 건가요?

• 이: 노광공정. 우리가 PR(포토레지스트)를 코팅을 하고 노광을 하고 디벨롭하고 그 안에 다양한 박막이 올라가겠죠. 스퍼터링해서 올리는 막도 있고 CVD를 해서 올리는 막도 있고 여러 가지 막이 있는데. 이런걸 만들었다가 벗겨내고 모양을 만들어내는 부분이 총 아홉 번을 들어가는데. 우리가 일반적으로 노광기를 사용하는 횟수를 가지고 이야기를 해요. 그래서 마스크가 9장이라 그러면 노광기를 사용하는 공정이 아홉 번이 있다는 거예요. 근데 LTPO를 하게 되면 여기서 추가로 1개에 옥사이드TFT를 만들기 위해서 네 번의 마스크가 더 추가가 되야 되요 기본적으로.

• 한: 9개 중에 4개면 거의 50%에 준하는.

• 이: 9개 + 4개가 되니까 13개의 공정이 되는 거죠.

• 한: 증가량이 엄청난 거네요.

• 이: 그렇죠. 그러니까 LTPO를 하려면 추가적으로 그 라인이 필요한데 삼성디스플레이가 이미 라인이 다 있으니까 그중에 2개 라인을 해체하고 거기서 사용하던 다양한 마스크 공정에 사용되는 장비를 5개 라인에 옮겨서 사용하는 거죠.

• 한: 2개를 없애버리고. 그러면 이제 LTPS보다는 LTPO가 공정 시간도 더 길고 그렇겠네요.

• 이: 그렇죠.

• 한: 공간도 더 차지하고.

• 이: 아무래도 그렇겠죠. TFT쪽에서는 많이 차지하죠.

• 한: 가격도 오를 수 밖에 없겠네요?

• 이: 상황에 따라 다른데 우리가 신규 라인 같은 경우는 그만큼 추가를 해야 되니까 공장도 커져야되고 투자비가 많아지는 문제가 있죠. 하지만 삼성디스플레이에서는 기존 라인을 해체를 하니까. 이미 투자된 장비이기 때문에 투자비는 안 올라갈 수도 있죠. 우리가 제조비용. TFT를 만드는 재료비를 본다고 하면 전체 디스플레이를 만드는, TFT를 만드는 재료비는 아주 적어요. 그래서 옥사이드 공정이 추가된다고 그러면 저희가 봤을 때 2% 정도.

• 한: 재료비만 봤을 때.

• 이: 올라가기 때문에 전체 2%면 0.5달러 이하가 될 거에요.

• 한: 근데 그러면 재료비뿐만 아니라 예를 들어서 공정이 길어짐으로서 생기는 시간의 문제, 생산성의 문제. 문제라고 해야됩니까? 아니면 생산성이 좀 떨어지는 것과 수율에 대한 것과 다 포함하는 가격을.

• 이: 기본적으로 15K 라인이라고 그러면 어차피 월 1만5000장이 들어가기 때문에. 여기에 시간이 걸리는 거에 대해 생산성이 떨어지는 건 아니예요. 라인은 다 만들어져 있으니까. 단 하나 TFT라인이 길어지면 길어질수록 그만큼 수율은 영향을 당연히 받을 수밖에 없겠죠. 그래서 가격상승 요인이 있다고 한다면 아까 재료비 차원에서는 한 개당 0.5달러 정도. 아주 미비한 금액이죠. 수율이 오히려 크게 차지할 수가 있겠죠. 수율 관리가 아무래도 바뀌게 되면 많이 좌우하죠. 한 10불씩 떨어지게 되면 가격이 굉장히 큰 영향을 주니까 오히려 수율관리가 더 중요하다고 볼 수가 있습니다.

• 한: 삼성이 지금 갤럭시노트에 이 패널을 적용했던 이유가 있겠죠. 사전에 모르겠습니다. 삼성전자 무선사업부 쪽에서 요구를 했으니까 줬을 수도 있고 아니면 미리 워밍업을 하는 의미인건지. 그렇게 얘기하면 누군가는 기분 나빠할 수도 있는데. 삼성은 어쨌든 성공적으로 양산을 해서 제품이 나왔단 말이죠.

• 출처 : 전자부품 전문 미디어 디일렉(http://www.thelec.kr)

https://youtu.be/FC73gGowcVg

https://youtu.be/FC73gGowcVg

TFT란 뭘 말하나

"TFT는 'Thin Film Transistor' 줄임말이다. 디스플레이용 유리 기판 위에 박막 형태로 만들기 때문에 TFT라고 부른다. 반도체 소자는 웨이퍼 기판에서 메모리·비메모리 반도체, 트랜지스터 등을 만든다. 디스플레이는 유리 기판이나 투명 기판에서 만들기 때문에 웨이퍼를 사용하지 않는다.

TFT는 LCD, OLED, 마이크로 발광다이오드(LED) 등의 핵심 기술이다. TFT는 모든 종류의 디스플레이 패널은 물론 전자종이에도 필요하다. TFT는 청정룸(클린룸)에서 만들기 때문에 투자가 많이 필요하고 쉽게 만들 수 있는 것도 아니다. 지금은 아시아 회사들만 만들고 있다."

TFT-LCD, AM-OLED에서 'TFT'와 'AM'은 무엇을 의미하나

"디스플레이 구동에 필요한 요소를 말한다. 과거에는 TFT-LCD라고 했지만 요즘은 TFT를 생략하고 LCD만 표기한다. AM-OLED에서 AM은 'Active Matrix'(능동형)라는 TFT를 뜻한다. 예전에 있던 PM(Passive Matrix:수동형)-OLED와 구별하기 위해 사용한다. PM-OLED는 TFT가 필요 없고 싸게 만들 수 있는 제품이다. PM-OLED는 더 이상 사용하지 않기 때문에 'AM' 없이 'OLED'만 사용해도 의미가 통한다."

TFT 종류는 어떻게 되나

"TFT는 비정질 실리콘(a-Si:amorphous Silicon), 저온 폴리실리콘(LTPS), 옥사이드(산화물) 등 세 물질이 대표적이다.

트랜지스터를 구성하는 가장 중요한 박막 물질에 따라 TFT가 결정된다. 물질에 따라 트랜지스터 성능 차이도 크다.

세 물질은 전자이동도가 각기 다르다. 전자이동도는 트랜지스터에선 모빌리티라고 한다. 빠를수록 좋다. 비정질 실리콘이 0.5㎠/Vs(1초에 전자가 이동할 수 있는 면적), LTPS는 100㎠/Vs 정도다. 200배 빠르다. 옥사이드는 10㎠/Vs 정도다. 트랜지스터 이동도 빠르고 성능이 좋아 작게 만들 수 있다. 이동도가 빠르면 해상도가 높고 픽셀 사이즈도 작아진다."

중소형 OLED 디스플레이는 LTPS를 적용한다

"LTPS는 저온에서 고해상도 디스플레이를 위한 TFT를 만드는 공정을 말한다. LTPS는 'Low Temperature Polycrystalline Silicon' 약자다. 저온 다결정 실리콘을 뜻한다. OLED는 유리 기판이나 폴리이미드(PI) 기판을 사용하기 때문에 온도가 낮아야 한다.

LTPS는 450-500도다. 비정질 실리콘(a-Si)와 을 만드는 온도는 대략 300도, 옥사이드 반도체를 이용한 TFT는 300도다. LTPS가 나머지 둘보다 온도가 높은데 저온이라는 말이 붙은 것은 반도체와 비교하기 때문이다. 반도체에서는 600-700도에서 폴리실리콘을 만든다.

폴리실리콘은 1970년대부터 사용했다. 과거에는 반도체에만 폴리실리콘을 적용할 것으로 예상했다. 하지만 OLED 디스플레이 개발이 확대되면서 지금은 소형 고해상도 디스플레이에서 폴리실리콘이 없어서는 안 된다. 최근 기술인 옥사이드(산화물) TFT도 넘볼 수 없는 영역이다."

LTPS 공정 수행에 필요한 장비나 재료가 따로 있나

"기존 LCD 및 OLED처럼 증착, 세정, 포토 등이 모두 필요하다. 추가로 엑시머 레이저 어닐링(ELA:Eximer Laser Annealig) 설비가 필요하다. 반도체처럼 이온을 주입해야 한다.

포토 에칭도 기존 비정질 실리콘보다 훨씬 미세하게 할 수 있다. 포토 장비도 비정질 실리콘 대비 약간 고성능 장비가 필요하다. 공정 수가 소폭 늘어난다.

결정적 장점이자 단점도 있다. 트랜지스터를 만드는데 N형과 P형이 있다. LTPS는 N형도 되고 P형도 된다. N형과 P형 다 하는 것을 CMOS라고 하는데 CMOS가 유일하게 된다. 대신 공정이 더 많아진다. 포토마스크가 많아 지는 것이 단점이지만 고성능 디스플레이를 만들 수 있다."

장비를 사면 다할 수 있나

"그렇진 않다. 물론 장비를 사면 장비 안에 노하우가 있기 때문에 따라잡기는 쉬워진다.

삼성전자와 협력 중인 한 업체는 삼성과 함께 개발하고 레이저 소스는 미국에서 가져왔다. 엑시머 레이저는 유리 기판이 있으면 빔 사이즈가 중요하다. 삼성전자에는 초반 몇년은 다른 크기는 팔지 않는 것으로 했는데 다른 업체가 장비를 사고 시간이 지나면 가능할지도 모른다.

결정질이 아닌 것을 레이저를 이용해서 결정질로 바꿔 놓을 때 라인빔을 스캔한다. LTPS 라인은 6.5세대가 최대 크기인데 그것이 꼭 레이저 때문만은 아니다. 지금은 6.5세대가 최대인데 LTPS는 소형이다. 레이저빔이 길면 그만큼 택트 타임(제품 하나를 생산하는데 필요한 시간)을 줄일 수 있지만 그것 말고는 그렇게 중요한 것은 아니어서 스캔하면서 지나간다

레이저는 1초에 300~500번 발사된다. 순간 온도는 700도로 올라가지만 유리 기판은 멀쩡하다. 순간적인 펄스빔이어서 라인 스캔해서 가는 것인데 6.5세대가 최대다. 모바일이어서 큰 문제는 없다. 전자이동도는 대형용은 10㎠/Vs, LTPS는 100㎠/Vs이다."

굳이 작은 기판에서 이동도가 100㎠/Vs인 것을 사용할 필요가 있나

"이동도가 높으면 LCD나 OLED를 만들 때 설계나 자유도가 높아진다. 학회에서 산화물 연구도 하기 때문에 10배 이상 좋은 것이 필요하다. 최근 휴대폰에서 중요한 것은 베젤리스, 풀스크린이다. 이것은 LTPS 아니면 어렵다. 트랜지스터를 1마이크로미터(㎛) 크기로 작게 만든다. 증강현실(AR), 가상현실(VR)은 더 작다. 2000ppi 이상이다.

애플 기존 LCD 아이폰은 LTPS를 적용한다. 삼성전자 OLED 갤럭시 스마트폰도 LTPS를 사용한다. 모바일 고해상도에서는 옥사이드 침투가 어렵다. LTPS는 휴대폰에서 노트북, 모니터로 확장하는 추세다. OLED를 탑재한 노트북 나오고 있다.

LG는 옥사이드를 사용하고 있다. 굳이 대형에서 LTPS를 쓸 필요는 없다.

LTPS는 추가 공정, 레이저가 필요하다. 지금은 10세대 이상 대형에서는 LTPS는 어려워졌다. LG가 옥사이드는 굉장히 잘하고 있다. 양산한지 7~8년 됐다."

LTPO라는 기술도 있던데

"휴대폰과 노트북, 태블릿을 만드는 유명 미국 기업에서 주도하고 있다. 해당 기업이 자사 휴대폰에 적용할 목적으로 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide)를 제안했다. LTPO라는 것은 LTPS와 옥사이드를 같이 하는 것이다.

LTPO는 최근 주목받는 기술이다. 반도체나 디스플레이 공정은 마스크 수와 공정이 많아지면 수율이 낮아지고 어려워진다. 때문에 마스크 수를 줄이려고 하는데 옥사이드와 폴리실리콘을 함께 한다는 얘기는 (마스크가 늘어나기 때문에) 충격이었다. 미국 업체는 강하게 추진했고 우리나라 패널 업체는 따를 수밖에 없었다.

이미 미국 업체의 워치 제품에 상용화 됐다. 휴대폰은 조만간 가능할 것으로 본다. LTPO 기술이 휴대폰까지 적용되면 영향이 클 것이다. 디스플레이 업계나 학계에서 주목해야 할 기술이다. 세계를 이끄는 국내 두 패널 업체도 개발하고 있다. 하지만 두 업체는 LTPO가 아니라 다른 기술명으로 개발 중이다.

LTPS 패러다임이 많이 변하고 있다. 마스크는 특성이 중요하다. 이 기술을 써서 디스플레이 특성이 좋아지면 쓴다. 지금 해당 업체에서 말하는 LTPO, 즉 LTPS와 옥사이드를 합친 TFT가 워치 제품에 들어가면 좋아지는 특성이 있다.

옥사이드 TFT의 모빌리티가 10㎠/Vs밖에 안 되지만 제품을 껐을 때 결정적 장점이 발휘된다. 트랜지스터를 껐을 때 전류가 엄청나게 낮다. 디램이나 플래시 반도체를 연구하는 이들도 옥사이드 반도체를 주목하고 있다.

트랜지스터를 끄면 전류가 안 흘러야 하는데 굉장히 낮다. 워치에서 디스플레이 크기를 30% 키웠는데 배터리 수명이 같았다. 일반인들은 배터리 불만이 많기 때문에 중요한 시사점이다.

모든 스크린의 정지 화면은 1초에 데이터를 60번 사용한다. 옥사이드는 소비전력이 낮고 1초에 데이터를 60번씩 쓰지 않는다. 일본의 한 업체는 1초에 한 번씩 쓴다. 일반인은 화면 깜빡임을 못 느낀다."

추가로 들어가야 할 장비는 무엇이 있나

"LTPO로 한다는 얘기는 LTPS와 옥사이드를 다 한다는 얘기다. 두 가지를 만드는 설비가 다 있어야 한다. TFT 쪽에 장비를 넣었던 업체에는 나쁘지 않은 소식이다."

중국 업체 추격이 거세다

"LCD보다 OLED는 따라잡기 어렵다. LCD는 마스크 숫자도 많지 않다. 패널 회사에서 팹-인부터 팹-아웃까지 약 1주일 걸린다. OLED는 2주는 필요하다. 디램 공정은 석 달 이상이다."

중국 CSOT가 최근 출시한 패널은 홀 디스플레이, 곡면(커브드), 터치 일체형을 적용했다

"우리나라 두 업체가 기술 이끌고 있고 아직 격차(리드 타임)가 있다. 경쟁사가 역설계(Reverse Engineering) 등을 통해 성분 분석 등을 진행해도 기술 속성을 다 알기는 쉽지 않다. CSOT가 따라오는 것은 피할 수 없지만 그만큼 한국 업체가 더 도망갈 것 같다.

'앞으로 시간이 더 지나면 OLED도 LCD 같은 결과가 나오지 않겠느냐'는 시각도 있지만, 아직 우리나라 업체 잘하고 있다. 기술력이 압도적으로 앞서 있다. CSOT보다 BOE가 물량 등에서 더 위협적이다. 그래도 OLED 수준은 따라오기 힘들다."

삼성전자가 폴더블폰처럼 새로운 폼팩터 제품 내놓고 있다

"(늘어나거나 형태가 자유롭게 변하는) 스트레처블이나 투명으로 가려면 TFT도 많이 바뀌어야 한다. 도전 과제도 많다. 접히는 부분에서 특성 변화가 없어야 하고 TFT 외에도 힌지, 커버윈도도 중요하다.

(삼성전자가) 그런 것을 잘하는 것 같다. TFT 성능이 달라지면 디스플레이 특성이 달라진다. 물리적으로 다양하게 펼치고 접었을 때 원래 수준으로 복귀해야 한다.

국내 패널 업체도 대비하고 있다. 하지만 일반인이 생각하듯 급진적 수준의 기술 발전은 시간이 걸릴 것이다.

휴대폰은 우리나라 업체가 잘 이끌고 있다. 중국이 쫓아온 만큼 빨리 도망가면 된다. 우리나라가 반도체는 물론 디스플레이도 1위다. LCD에서는 중국 업체가 추격해왔지만 OLED에서는 한국이 보유한 기술이 압도적으로 앞선다."

국가 지원 필요하지 않나

"전폭적인 국가 지원이 필요하다. 정부에서도 인지해서 예타 산업을 지난해부터 시작했다. 동시에 한국이 세계 시장을 주도하는 디스플레이 분야의 장비·재료 업체에도 학생들이 관심을 갖고 취업할 수 있는 풍토를 만들어야 한다."

마이크로 LED도 TFT가 필요하나

"마이크로 LED도 TFT가 필요하다. TFT가 필요 없을 수도 있지만 굉장히 제한적일 것이다. 미니 LED도 TFT가 들어가야 한다.

밝고 휘도가 높은 마이크로 LED는 어쩔 수 없이 고가가 될 확률이 높다. 아주 소형 아니면 아주 대형으로 활용할 가능성이 크다.

대형에는 한계가 있어 보인다. 지금도 100인치 이상 제품 가격은 1억원을 웃돈다. 물론 예전에 OLED TV가 처음 나왔을 때도 비싸다는 평가가 있었다. 하지만 마이크로 LED TV는 OLED TV보다 더 강력한 기술 혁신(Breakthrough)이 있어야 가정용 제품으로 확산할 수 있을 것이다. 현재로서는 디지털 사이니지나 색다른 애플리케이션에는 적용 가능하지만 일반인이 마이크로 LED TV를 사기는 어려울 것 같다. 마이크로 LED 전사(Transfer)가 특히 어렵다."

마이크로 LED TV 상용화가 가능해지면 디스플레이 판이 바뀔 수가 있나

"획기적 기술이 나온다면 디스플레이 판이 바뀔 가능성도 있다."

출처 : 전자부품 전문 미디어 디일렉(http://www.thelec.kr)

www.youtube.com/watch?v=1fdQ_8k1sLU&feature=youtu.be

- 도핑을 하기 전의 실리콘 상태는 자유전자가 없어, 전자가 안정적이라 전류가 없다.

- 1개의 전자를 더 갖을 수 있는 N형도핑을 실행하면 자유전자를 하나 더 갖을 수 있게 된다.

- 1개의 전자를 덜 갖는 P형도핑을 실행하면 자유전자 1개가 생성된다.

전고체 배터리란 무엇일까?LINK

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리튬이온 배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질로 구성됩니다. 현재 스마트폰이나 전동공구, 전기자전거, 전기자동차 등에 사용하는 리튬이온 배터리는 액체 상태의 전해질을 사용하고 있습니다. 이와 달리 전고체 배터리는 전해질이 액체가 아닌 고체 상태인 배터리입니다.

[ 리튬이온 배터리(좌)와 전고체 배터리(우)의 구조 ]​

구조적으로 살펴보면 현재 사용하고 있는 대부분의 리튬이온 배터리는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이 위치하고 액체 전해질이 양극, 음극, 분리막과 함께 있지만, 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질이 포함되면서 고체 전해질이 분리막의 역할까지 대신하고 있습니다.
　
리튬이온 배터리를 사용함에 있어 사용자들이 가장 우려하는 부분은 바로 안전성입니다. 현재의 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 사용하다 보니 온도 변화로 인한 배터리의 팽창이나 외부 충격에 의한 누액 등 배터리 손상 시의 위험성이 존재합니다. 그래서 안전성을 높이기 위한 부품이나 장치들이 필요합니다.
　
이에 반해 전해질이 고체인 전고체 배터리는 구조적으로 단단해 안정적이며, 전해질이 훼손되더라도 형태를 유지할 수 있기 때문에 더욱 안전성을 높일 수 있습니다.

전고체 배터리를 개발해야 하는 이유

전고체 배터리가 필요한 이유는 무엇일까요? 그것은 바로 전기차용 배터리 용량을 높여야 하기 때문입니다.
　
많은 시장조사기관에서는 앞으로 전기차가 내연기관차를 대체해 자동차업계의 주류로 성장할 것이라고 예측하고 있습니다. 그리고 전기차가 확실한 대세가 되기 위해서는 현재의 내연기관차와 비슷한 수준의 주행거리를 구현해야 하고, 이를 위해 핵심부품인 전기차용 배터리 용량을 증가시키는 것이 무엇보다 중요합니다.
　
배터리의 용량을 늘리는 방법은 두가지가 있는데 첫번째는 배터리의 개수를 늘리는 것입니다. 하지만 이 경우는 배터리 가격 상승과 공간 효율성을 저해시키기 때문에 실현하기 어렵습니다.

전고체 배터리는 기존의 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 높습니다. 폭발이나 화재의 위험성이 사라지기 때문에 안전성과 관련된 부품들을 줄이고 그 자리에 배터리의 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채웠기 때문입니다.
　
전고체 배터리로 전기차 배터리 모듈, 팩 등의 시스템을 구성할 경우, 부품 수의 감소로 부피당 에너지 밀도를 높일 수 있어서 용량을 높여야 하는 전기차용 배터리로 안성맞춤입니다.

[리튬이온배터리(좌)에 비해 동일 용량에도 크기를 줄인 전고체 배터리(우)]​

전고체 배터리 개발 동향

삼성SDI는 전고체 배터리 개발에 집중하고 있습니다. 자체 개발 프로젝트 외에도 삼성전자 종합기술원, 일본연구소와 협력해 전고체 배터리 기술을 공동으로 개발하고 있습니다.
　
삼성SDI는 지난 2013년부터 모터쇼나 배터리 관련 전시회에서 중장기 전고체 배터리 기술들을 선보이고 있으며, 현재는 요소기술 개발단계로 상용화를 위해 개발에 매진하고 있습니다. 그리고 2분기 컨퍼런스콜에서 "검증된 소재 기술과 고체 전해질 등 독자적으로 개발한 신규 소재를 접목하여 고에너지밀도, 고안전성 전지 개발 가능성을 확인했다"며 차세대 배터리에 대한 자신감을 드러낸 바 있습니다.
　
한편 지난 3월 삼성전자 종합기술원은 1회 충전으로 주행거리 800km, 1,000회 이상 충방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 공개하기도 했습니다. 전고체 배터리의 수명과 안전성을 높이면서도 크기는 반으로 줄일 수 있는 원천 기술을 담고 있는 이 연구내용은 세계적인 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 게재되기도 했습니다.
　
전기차가 더 멀리, 안전하게 주행하기 위해서는 전고체 배터리 개발은 꼭 필요합니다. 아직은 개발 초기 단계로 상용화까지는 많은 시간과 난관이 있을 수 있지만 삼성SDI는 ‘초격차’ 기술 개발을 위해 최선을 다하겠습니다.

키워드

100% 벌어다줄 기업에만 투자 턴어라운드 종목 높은 자산 보유 경영인 주주에 관한 사항

코로나 이후좋게 생각하는 종목은

1. 삼성전자
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2. 여행주
3. 동 관련주
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투자 전략은?

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어떤 산업군을 픽하는지?

• 턴어라운드 종목(적자-> 흑자)
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  • PBR이 낮은 기업을 선호
• 신사업 진행 中인 종목

dart필독 요소

• 경영인
  • 대주주나이, 대학등
    • CEO의 파악을 통한 회사의 비즈니스 모델 파악
  • 전자공시 주주에 관한 사항 임직원에 관한 사항
• 감사의견