삼성 올레도스 (OLED-on-Silicon) 디스플레이가 애플 비전 프로에 최적인 이유

삼성디스플레이가 CES 2024에서 공개한 올레도스 (OLED-on-Silicon) 디스플레이

삼성디스플레이의 올레도스 디스플레이는 애플 비전프로에 최적화된 솔루션이 되고 있습니다. 이 기술은 실리콘 웨이퍼 위에 유기물을 증착하여 픽셀 크기를 수십 마이크로미터 수준으로 줄이면서도 4K 해상도를 달성할 수 있는 초고화질 디스플레이로, 이는 500원 동전 크기만큼 작은 패널에서도 가능합니다.

특히, 올레도스는 기존 화이트 OLED(WOLED) 대비 높은 휘도와 명암비, 색재현을 자랑합니다. 이는 XR 기기에서 중요한 요소인데, 사용자의 눈과 가까운 거리에서 사용되기 때문에 높은 화질과 밝기, 선명한 색상이 필수적입니다. 또한, 올레도스의 낮은 전력 소비는 배터리 수명을 개선하고, 경량화와 소형화로 인해 장시간 착용 시 사용자의 편안함을 증가시키는 효과가 있습니다.

삼성이 CES 2024에서 선보인 올레도스 디스플레이 (출처:삼성디스플레이)

애플과의 비즈니스 가능성도 높아 보입니다. 시장조사기관 옴디아에 따르면, 애플의 2세대 비전프로는 삼성디스플레이의 RGB 올레도스를 사용할 가능성이 크며, 이는 현재 RGB 올레도스를 공급할 수 있는 유일한 업체가 삼성디스플레이라는 점에서 기대를 모으고 있습니다.

올레도스의 중요성은 XR기기의 경우 스마트폰과 달리 가시거리가 매우 짧아 눈에 가까이 있어 높은 화소 밀도가 몰입감을 좌우한다는 점에서 비롯됩니다. 비전프로의 예상 가격은 3499달러(약 450만 원)로, 올레도스가 판매가격의 20%, 원가의 50%를 차지하는 것으로 알려져 있습니다.

대량생산을 통해 원가 절감과 수율 개선이 이루어진다면, 2세대 모델에서는 보다 대중적인 가격으로 출시될 수 있을 것으로 예상됩니다. 시장조사기관 DSCC는 2027년까지 올레도스 시장이 2022년 대비 100% 이상 성장할 것으로 전망하고 있어, 이 기술이 향후 XR 기기 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

애플의 비전프로에 RGB 올레도스 기술이 적용될 것.

애플은 2027년에 출시될 예정인 그들의 혼합현실(MR) 기기 ‘비전프로’에 RGB 올레도스(OLEDoS) 기술을 적용할 계획이라고 시장조사업체 옴디아가 보도하였습니다. 이 기술은 현재 사용되는 WOLED+CF (화이트 OLED에 컬러 필터 적용) 대신, RGB 서브픽셀에서 직접 빛과 색을 구현하는 방식으로, 휘도(밝기)와 색재현 면에서 뛰어난 성능을 제공합니다.

이 방식은 특히 컬러 필터를 사용하지 않기 때문에, WOLED+CF 방식보다 밝기가 더 높다는 장점이 있습니다. 현재 이매진(eMagin)은 군사용으로 RGB 올레도스를 생산하고 있으며, 삼성디스플레이가 이 회사를 인수함으로써 해당 기술에 대한 접근이 용이해졌습니다.

출처:삼성디스플레이

비전프로의 디스플레이 사양은 화면 크기 1.42인치, 해상도 3648×3144 (픽셀 수 1147만개), 화소 밀도 3391PPI로, 사용자에게 매우 높은 해상도와 선명한 이미지를 제공합니다. 애플은 이를 통해 양쪽 눈에 적용된 두 개의 디스플레이로 총 2300만개 픽셀을 제공한다고 밝혔습니다.

이러한 고화질과 고밀도 디스플레이는 MR 경험에서 사용자의 몰입감을 크게 높이는 요소입니다. 옴디아에 따르면, 비전프로의 출하량은 초기에 50만대 미만일 것으로 예상되며, 이는 소니의 올레도스 생산 능력의 제한과 낮은 생산 수율 때문입니다.

올레도스 (OLED on Silicon) 산업의 주요 기업들

이러한 기술적 진화와 함께, 올레도스 기술은 다양한 업체들 사이에서 경쟁 중입니다. BOE, 홍시, 시야와 같은 회사들이 이미 WOLED+CF 올레도스를 양산 중이며, 일본 캐논, 소니, 이매진(삼성디스플레이 인수) 또한 같은 기술을 사용하여 양산하고 있습니다.

이들의 생산 능력은 주로 12인치 공정에 초점을 맞추고 있으며, 마이크로디스플레이 기술의 일환으로 XR 기기에 1인치 내외의 디스플레이를 적용하는 방식입니다. 옴디아는 이러한 기술의 발전과 함께 올레도스 시장이 계속 성장할 것으로 예상하고 있으며, 이는 XR 기기에서의 활용 가능성을 더욱 확대시킬 것으로 보입니다.

삼성디스플레이는 현재 VR 및 AR 기기에 필요한 고화질 RGB 올레도스(OLEDoS) 개발에 주력하고 있습니다. 이들은 APS홀딩스와 협력하여 화소밀도 3500PPI 수준의 파인메탈마스크(FMM)를 개발 중인데, 이는 적(R)녹(G)청(B) 방식 올레도스와 밀접한 관련이 있습니다.

삼성디스플레이의 접근 방식은 RGB OLED 화소를 같은 층에 인접 증착하는 것으로, 이는 LG디스플레이가 개발 중인 WOLED+CF 방식과는 차별화됩니다.

WOLED+CF는 백색 빛이 RGB 컬러필터를 통과하면서 색을 구현하는 반면, 삼성의 RGB 방식은 별도의 컬러필터 없이 직접적인 색 구현이 가능합니다. 이로 인해 더 높은 휘도와 명암비를 달성할 수 있으며, 이는 가상현실과 증강현실 환경에서 사용자 경험을 크게 향상시킬 수 있습니다.

올레도스(OLED on Silicon) 디스플레이란

올레도스(OLED on Silicon)를 이해하기 위해선 먼저 OLED에 대한 기본 지식이 필요합니다. OLED는 유기 발광 다이오드로, 전기가 흐를 때 빛을 내는 유기 화합물로 구성되어 있습니다.

전통적인 발광 다이오드(LED)와 달리, OLED는 유연한 유기 물질을 사용하기 때문에 매우 얇고 가볍습니다. 또한, 각 픽셀이 독립적으로 빛을 내므로 더 높은 대비와 생생한 색상을 제공합니다.

실리콘의 역할

반도체 기술의 핵심 요소인 실리콘은 전자 장치에 없어서는 안 될 중요한 부분입니다. 실리콘 칩은 수백만 개의 트랜지스터와 다이오드로 이루어져 있어, 정밀한 전자 신호 처리가 가능합니다. 이러한 실리콘의 특성은 디스플레이 기술에도 중요한 역할을 합니다.

OLED와 실리콘의 결합

올레도스(OLED on Silicon)는 OLED 기술과 실리콘 기반 전자 장치의 결합을 의미합니다. 이 통합은 실리콘 웨이퍼에 OLED 층을 직접 통합함으로써 이루어집니다. 하지만 이 과정은 단순하지 않습니다. OLED의 광학적 특성과 실리콘 회로의 전기적 특성이 서로 영향을 주지 않도록 호환 가능한 제조 공정이 필요합니다.

올레도스 (OLED-on-Silicon) 의 장점

높은 픽셀 밀도: 올레도스는 전통적인 OLED 디스플레이보다 높은 픽셀 밀도를 달성할 수 있습니다. VR 헤드셋에서는 화면이 눈에 매우 가까워서 스크린 도어 효과를 피하고 고품질의 시각적 경험을 보장하기 위해 높은 픽셀 밀도가 필요합니다.

낮은 전력 소비: 일반적으로 OLED 디스플레이는 백라이트가 필요 없기 때문에 LCD보다 전력 효율이 더 높습니다. 실리콘에 직접 통합함으로써 이 효율성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이는 VR 헤드셋과 같이 배터리로 작동하는 장치에 매우 중요합니다.

더 작은 폼 팩터: 디스플레이 구성 요소를 실리콘에 직접 통합함으로써 더욱 컴팩트하고 가벼운 디자인이 가능합니다. 이는 VR 헤드셋에서 특히 중요한데, 더 작고 가벼운 디자인은 특히 장시간 사용 시 사용자의 편안함을 향상시키기 때문입니다.

향상된 성능: 올레도스는 더 빠른 반응 시간과 높은 재생 빈도를 제공할 수 있으며, 이는 VR에서 모션 블러와 지연 시간을 줄이는 데 중요합니다. 이는 편안하고 몰입감 있는 VR 경험에 필수적인 요소입니다.

도전 과제와 미래 전망

올레도스(OLED on Silicon)의 가장 큰 도전 과제 중 하나는 열 관리입니다. OLED는 열을 발생시키며, 이는 실리콘 회로에 영향을 줄 수 있습니다. 이를 해결하기 위한 방법으로 고급 냉각 기술과 내열성 재료가 연구되고 있습니다.

미래에는 AR/VR 헤드셋, 고해상도 의료 이미징 장치, 공간 및 전력 효율이 중요한 웨어러블 기술 등 다양한 분야에서 올레도스(OLED on Silicon)의 적용이 기대됩니다. 지속적인 연구와 개발을 통해, 우리는 이 흥미로운 기술 분야에서 더 많은 혁신을 목격할 수 있을 것입니다.

결론

올레도스(OLED on Silicon)는 디스플레이 및 센서 시스템 분야에서 중요한 발전을 나타내는 기술입니다. OLED의 효율적인 조명과 실리콘의 정밀한 전자 장치 기술이 결합된 이 혁신은 소비자 전자 제품부터 의료 기술에 이르기까지 광범위한 분야에 새로운 가능성을 제공합니다.

애플이 VR 제품에 OLEDoS 기술을 도입한다면, 분명 게임의 룰을 바꿀 것입니다. 더 선명한 화질, 배터리 효율성, 슬림한 디자인, 그리고 빠른 반응 속도는 VR 경험을 한층 업그레이드할 겁니다.

애플이 과거에 보여준 디스플레이 혁신을 볼 때, OLEDoS는 VR 시장에 새로운 바람을 불러올 핵심 요소로 자리 잡을 수 있습니다. 하지만, 애플의 공식 발표가 나오기 전까진, 우리 모두 조금 더 기다려야 할 것 같습니다.. 설렘 가득한 기대 속에서 말이죠!