51. LTPO OLED란?? - 왜 애플 최상위 제품에만 들어갈까?

 

 

애플 팬들은 이미 익숙한 LTPO... 아닌가??

아이폰에 노치가 있던 말던, 충전기를 주던 말던, 소비자들은 별로 신경을 안 씁니다. 아이폰은 이제 믿음의 영역으로 들어왔고 스마트폰 교체주기가 되면 묻지도 따지지도 않고 신제품을 구매합니다.

 

충전기 안준다고 안 살 것도 아니고, 충전기 두 개 준다고 더 많이 팔릴 것도 아닙니다. 눈에 보이는 이러한 제품 구성의 변화도 신경을 안 쓰는데 일반 소비자분들이 스마트폰 화면에 어떤 기술이 적용됐는지는 더더욱 신경을 안 쓰겠죠? 

 

오버 테크놀로지에 가까운 최신 기술이고 제조비용이 매우 큰 비싼 기술이지만, 당장 눈에 띄지는 않는 LTPO 기술. 과연 어떤 기술이길래 애플 제품에서도 LTPO가 들어가는 급과 그렇지 않은 제품으로 급 나누기를 하고 있는 것일까요?

 

수많은 스펙 중에 강조된 몇 안되는 옵션, LTPO!! 애플도 그만큼 자랑하고 싶은 거다..

 

 

위 그림에서 보는바와 같이 애플 공식 홈페이지에서 공개된 애플워치 7의 수많은 스펙 중에 몇 개 없는 굵은 글씨체로 강조된 것이 바로 '레티나 LTPO OLED 디스플레이'입니다. 

 

레티나는 애플이 아이폰 4에서부터 육안으로 픽셀을 구분할 수 없는 고해상도 스마트폰 화면에 자기들끼리 붙이는 프리미엄 옵션 명칭이었으나 이제는 어느 제품이나 픽셀을 육안으로 구분할 수 없는 시대가 된 이후에도 붙이는 명칭으로 남은 것을 보면 그때 네이밍 센스의 파급력이 참 컸었나 봅니다. (실제로 당시 엄청난 이슈였다!)

 

그리고는 OLED도 뭔지 알겠고(모르시는 분들은 제 블로그 정독 추천!) 디스플레이도 알겠으니 남은 건 LTPO니 LTPO만 알면 왜 애플이 스펙에 이 레티나 LTPO OLED를 궁서체로 강조하고 있는지 알 수 있겠죠?

 

그럼 LTPO란 무엇인가??

LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide, 저온 다결정 산화물)의 약자로 비전공자들이 전혀 알 수 없는 단어의 나열을 보여줍니다. 걱정마시고 이번 글에서는 기술 1% 섞고 99% 예시로 LTPO란 무엇인지 이야기해보겠습니다.

 

LTPO는 반도체인 TFT(Thin Film Transistor, 박막 트랜지스터) 기술의 종류입니다. TFT는 우리가 보는 화면의 픽셀 한개를 켜고 끄는 스위치 역할을 합니다. 

 

조금 이해를 쉽게 하려면 스마트폰 화면이 어떻게 되어 있는지부터 확대해 봐야 합니다.

출처 : Transactions on Signal and Information Processing (10.1017/ATSIP.2012.3)

 

스마트폰 화면은 이렇듯 적색, 녹색, 청색(RGB) 삼원색의 서브픽셀(Sub-pixel)이 한 세트가 되어 한 개의 픽셀을 이룹니다.

(제조회사, 제품마다 픽셀구조가 다르고 서브픽셀 개수도 다르지만 원리적으로는 RGB가 한 세트가 된다)

 

이 세개의 서브픽셀이 모두 켜있으면 백색(white R255, G255, B255 *모니터상 보이는 색의 밝기를 255개 레벨로 나누어서 표현하고 세 가지 색 모두 255가 되면 1:1:1 이므로 백색이 된다.)
만약 R255, G100, B100 비율의 밝기로 픽셀들이 구성되어 있으면 이렇게 이쁜 분홍색을 띄게 됩니다.

 

그도 그럴것이 적색이 레벨 255 만땅이고, 나머지 색 비율들이 줄어들었으니 적색계열의 색이 되는 것은 조금만 생각해보아도 알 수 있습니다.

 

어쨌든 TFT는 이러한 서브픽셀 하나하나의 스위치(swich) 역할을 하며 온오프는 물론 밝기까지 조절하는 장치입니다. 마치 가습기의 원터치 다이얼 같은 역할을 하는 녀석임을 알 수 있죠.

이 TFT는 만드는 방법, 재료에 따라 여러 종류로 나뉘어지게 됩니다. 그중에 LTPO와 관련이 있고 실제 적용된 TFT는

- LTPS TFT (Low Temperature Polycrystalline Silicon, 저온 다결정 실리콘)

- Oxide TFT 

위 두가지 TFT로 위 두 가지 LTPO는 이 두 가지가 결합된 하이브리드 TFT입니다. 

 

LTPS TFT는 반도체 내부에서 흐르는 전자의 이동도가 매우 빠른 특징을 가진 반도체입니다. 전자가 빠르게 이동하면 할수록 TFT 내부에서 이동해 나갈 수 있으므로 더 작은 TFT를 만들 수 있게 되며 이는 같은 면적에 훨씬 더 많은 픽셀을 표현해야 하는 고해상도 제품을 만들 수 있게 합니다.

 

Oxide TFT의 특징은 스위치 역할을 하면서 생기는 전류의 누설을 최대한으로 막아준다는 것입니다. 우리가 지금 보고 있는 대부분의 화면은 초당 60번 화면이 깜빡이면서 이미지를 표현하는데 이를 60Hz(헤르츠)라 표현하고 이를 주사율(Refrech Rate)이라고 합니다. 

 

이 이야기는 1번 이미지로 신호를 주고 2번 이미지 신호를 줄때 0.1초의 시간 텀이 있다는 것을 의미합니다. 이 0.1초라는 짧은 시간 안에 기존의 TFT들은 TFT안에서 전류가 줄줄 새는 누설전류(Leakage Current)가 크게 발생합니다. 이 사실이 의미하는 것은 아무리 아무런 변화가 없는 사진 같은 이미지를 보더라도 실제로는 계속 초당 60번 새로운 신호를 주는 것이고 이때마다 전기를 잡아먹고 있다는 겁니다.

 

그런데 Oxide TFT는 이러한 누설전류가 굉장히 작아서 같은 이미지를 1초 동안 같은 이미지를 구현할 수 있는 수준입니다. 따라서 1초에 60번을 똑같은 신호를 주며 낭비됐던 전력를 1초에 한 번만(1Hz) 신호를 주면 되니 굉장히 절약할 수 있게 되는 것입니다. 

 

따라서 애플워치와 같은 스마트워치가 거의 항상 같은 화면을 유지하는 특징을 볼 때 이 Oxide TFT의 누설전류를 막는 특징이 굉장히 잘 들어맞는 것입니다. 

 

LTPO는 이 두가지두 가지 LTPS, Oxide TFT 두 가지를 결합해서 한 개의 TFT로 구현했기 때문에 이 두 가지 TFT의 장점을 그대로 가지고 있습니다. 

 

그래서 애플워치 같은 저전력이 필수인 기기에 필수적인 기술인 것이죠. 스마트폰에도 갤럭시 노트 20에 처음 적용된 이후 애플에서도 아이폰 13 이번에 출시될 아이폰 14까지도 최상위 라인인 프로, 프로맥스에만 적용되었습니다. 

 

최상위 라인에 적용될 수 밖에 없는 것이 두 가지 기술을 합쳐 놓다 보니 굉장히 제조비용이 올라가고 공급량 자체가 많이 않기 때문에 모든 제품에 적용할 수가 없는 것이죠. 

 

결론적으로,

"LTPO는 고해상도, 저전력 둘다 잡는 뛰어난 기술임에 분명하지만 제조비용 문제로 아직은 모든 제품에 적용될 수 없다."

가 되겠습니다. 

 

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네이버 프리미엄콘텐츠 채널인 남보르의 Allled.TV+ 에서는 LTPO에 관한 등장배경부터 상세한 공정과정까지 LTPO를 자세하게 이해하기 위한 포괄적인 내용을 모두 담은 자료들을 추가적으로 보실 수 있습니다. 

https://contents.premium.naver.com/allled/allledtv/contents/220921213225273hg

LTPO OLED란?? - 등장배경부터 제조공정까지