투명 디스플레이 제조에는 유리/플라스틱 기판 위에 50-100 nm 두께의 ITO 투명 전도성 필름(인듐 주석 산화물)을 증착해야 합니다. 이를 통해 전도성과 85% 이상의 투명도를 모두 확보합니다.
그 후, 미세 구조가 조정된 디스플레이 층(백라이트 차폐를 줄인 LCD 또는 자체 발광형 OLED 등)을 광학 접착제로 접착합니다.
일부 제품에는 2-5 μm 피치의 투명 터치 필름도 통합되어 있습니다.
진공 증착 및 포토리소그래피와 같은 공정을 통해 계면 반사가 제거되어 최종적으로 선명하고 투명한 디스플레이 효과가 실현됩니다.
기판과 전도층
투명 디스플레이의 기반은 기판과 전도층으로 구성되어 있습니다.
기판에는 일반적으로 500 μm 두께의 플로트 유리 또는 125 μm 두께의 PET 플라스틱(폴리에틸렌 테레프탈레이트)이 사용됩니다.
전자는 긁힘에 강하고, 후자는 구부릴 수 있습니다. 전도층은 진공 증착 또는 마그네트론 스퍼터링에 의해 코팅된 인듐 주석 산화물(ITO) 박막이며, 두께는 50-100 nm(사람 머리카락의 1/1000) 사이로 제어됩니다.
전도성과 광 투과율의 균형을 맞추면서 85%-90%의 투명도와 10-30 ohms/square의 면 저항을 충족해야 합니다.
화면의 ‘골격’
투명 디스플레이는 빛을 투과시키고 이미지를 표시할 수 있지만, 첫 번째 단계는 기판이 후속 전도층과 디스플레이 층을 지지하는 것에 달려 있으며, 화면이 단단할지 유연할지도 결정합니다.
잘못된 기판을 선택하면 모든 것이 엉망이 됩니다. 투명도가 너무 낮아 화면이 회색으로 보이거나, 너무 부서지기 쉬워 만지면 금이 가거나, 몇 번 구부리면 주름이 생길 수 있습니다.
시중에 나와 있는 일반적인 기판은 유리와 플라스틱의 두 가지 범주로 나뉘며, 두께는 수백 마이크로미터에서 밀리미터의 몇 분의 1 범위입니다.
표면은 거울보다 더 매끄럽게 연마되어야 하며, 모든 공정 단계는 엄격하게 정확한 데이터에 따라야 합니다.
재료 선택 방법
주요 기판 재료는 두 가지이며, 선택은 화면이 무엇에 사용될지에 전적으로 달려 있습니다.
플로트 유리가 가장 일반적이며, 보통 500 μm(0.5 mm) 두께로, 표준 창유리보다 더 균일합니다.
고유 투명도는 91%(코팅 없음)이며, 표면 경도는 모스 경도 6-7로, 열쇠로 긁어도 희미한 흰색 자국만 남습니다.
이는 상업용 투명 디스플레이에 가장 좋은 선택입니다.
예를 들어, 쇼핑몰 내 투명 광고 스크린에는 800 μm 플로트 유리 기판이 사용되어 매일 수천 명의 사람들이 보아도 견딜 수 있으며, 3년 후에도 표면 긁힘은 만져도 거의 느껴지지 않습니다.
PET 플라스틱은 더 가볍고, 더 부드러우며, 두께는 125-250 μm(0.125-0.25 mm)로, 유리의 1/3 미만의 무게입니다.
그 투명도는 89%(약간 낮지만 충분함)이며, 180도 곡선으로 구부릴 수 있어 전자 선반 라벨 및 접이식 장치에 적합합니다.
다만, 열에 민감하여 100℃를 초과하는 가공 온도는 변형을 일으킵니다.
따라서 PET 기판에는 먼저 이산화규소 버퍼 코팅층이 필요하며, 전도성 필름은 온도를 80℃ 미만으로 제어하여 증착해야 합니다. 그렇지 않으면 필름에 주름이 생깁니다.
두께 결정 방법
상업용 고정 스크린에는 종종 500-700 μm의 유리가 사용됩니다.
예를 들어, 공항의 항공편 정보 디스플레이에는 600 μm 두께의 기판이 사용됩니다.
1kg의 강철 공을 1미터 높이에서 떨어뜨려도 화면은 금이 가지 않습니다.
400 μm의 얇은 유리를 사용한 경우, 동일한 테스트에서 3개 중 1개에 금이 가고, 운송 중 진동에도 파손되기 쉽습니다.
유연한 디스플레이에는 125-175 μm의 PET가 필요합니다. 150 μm 두께의 기판을 갖춘 특정 접이식 투명 태블릿은 100,000번의 굽힘(5 mm 반경) 후에도 투명도가 2%만 감소했으며, 눈에 띄는 흐림은 거의 없었습니다.
200 μm 두께를 사용하면 굽힘 중에 높은 내부 응력이 발생하여 주름과 디스플레이 이미지에 물결 모양 패턴이 생깁니다.
표면 처리
기판 표면은 나노미터 수준까지 매끄러워야 하며, 그렇지 않으면 빛의 산란으로 인해 화면이 흐릿하게 보입니다.
처리는 두 단계로 나뉩니다.
연마: 플로트 유리는 화학 기계적 연마를 사용하며, 화학 용액과 연마 입자가 표면을 ‘연삭’합니다.
처리 후, 거칠기는 0.5 nm 미만(사람 머리카락의 100만분의 1)이 되며, 투명도는 91%에서 92%로 증가합니다.
이 1%를 얕보지 마십시오. 이 약간의 증가로 인해 몰 스크린의 이미지가 더 투명해지고 고객은 제품의 색상을 더 정확하게 볼 수 있습니다.
버퍼층 적용: PET 기판에는 50 nm 두께의 이산화규소 코팅이 필요합니다.
이 층은 표면 거칠기를 2 nm에서 0.8 nm로 줄일 뿐만 아니라, 후속 ITO 필름이 더 단단히 접착되도록 보장합니다.
환경 신뢰성 테스트
완성된 기판은 환경 검사를 통과해야 합니다. 실험실에서는 고온 다습 및 열 순환을 시뮬레이션합니다.
- 85℃, 85% 습도에서 1000시간: 유리 기판은 변화 없음. PET 기판은 약간의 수분을 흡수하여 투명도가 0.5% 감소하지만, 허용 범위 내입니다.
- -40℃에서 85℃까지 1시간마다 전환, 500사이클: 유리는 문제 없습니다. PET는 약간 수축하지만, 치수 변화는 0.1% 미만이며, 다른 층의 접착에 영향을 미치지 않습니다.
한 브랜드는 유리 기판 투명 스크린을 해변에 2년 동안 매달아 두는 야외 테스트를 수행했습니다. 기판은 황변되지 않았으며, 투명도는 89%를 유지했으며, 염무로 인한 작은 구멍의 부식도 없었습니다.
전도층
투명 디스플레이는 빛을 차단하지 않고 픽셀을 활성화하기 위해 전류를 전도해야 하는 눈에 보이지 않는 전도성 필름 덕분에 켜지고 이미지를 표시할 수 있습니다.
이 필름은 인듐 주석 산화물(ITO)이라고 불리며, 그 두께는 사람 머리카락의 1000분의 1에 불과합니다.
기판 위에 ‘그리는’ 방법
필름 증착에는 주로 두 가지 방법이 있습니다.
- 진공 증착: ITO 재료를 800℃ 이상으로 가열하여 기화시킨 후, 기판 표면에 응축시켜 필름을 형성합니다. 장치는 저렴하고 소량 생산에 적합하지만, 필름 두께가 불균일할 수 있습니다. 예를 들어, 500 μm 두께의 유리 기판에서는 모서리와 중앙의 필름 두께가 5 nm 다를 수 있으며, 이는 투명도의 불균일을 초래합니다.
- 마그네트론 스퍼터링: 아르곤 이온이 ITO 타겟(손톱만한 금속 조각)에 충돌하여 타겟 원자를 ‘두드려 내보내고’, 이것이 기판 위에 퇴적되어 필름을 형성합니다. 필름 두께는 ±2 nm 이내로 제어될 수 있으며, 완전히 펼쳐진 팬케이크처럼 균일합니다. 다만, 장치가 고가이며, 공정이 진공 챔버 내에서 이루어져야 하므로 대량 생산에 적합합니다.
한 패널 제조업체가 테스트한 결과, 마그네트론 스퍼터링으로 만든 ITO 필름은 증착으로 만든 것보다 투명도가 1.5% 더 높았는데, 이는 필름이 더 균일하고 빛의 산란이 적기 때문입니다.
ITO 필름의 두께
ITO 필름의 두께는 엄격하게 제어됩니다.
너무 얇으면(예: 40 nm) 필름이 금이 가기 쉽습니다.
40 nm 필름은 두 번 구부리면 여러 조각으로 깨집니다.
너무 두꺼우면(120 nm) 투명도가 88%에서 80% 미만으로 떨어져 화면이 흐릿하게 보입니다.
업계 표준은 70-80 nm입니다. 한 브랜드의 투명 스크린은 80 nm ITO 필름을 사용하고 있으며, 투명도는 88%, 면 저항(전도율 척도)은 15 ohms/square입니다.
낮은 저항은 전류가 빠르게 흐르고 화면 응답이 빠르다는 것을 의미하며, 터치 지연 시간은 일반 휴대폰 화면과 마찬가지로 10밀리초 이내로 제어할 수 있습니다.
전도층의 측정 기준
전도층에는 화면 성능을 직접 결정하는 두 가지 중요한 측정 기준이 있습니다.
- 투명도: ITO 자체는 일부 빛을 흡수합니다. 고품질 필름은 85%-90%의 투명도를 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 500 μm 유리 기판은 코팅 없이 91%의 투명도를 가집니다. 80 nm ITO로 코팅한 후, 전체 투명도는 88%입니다. 3% 감소이지만, 화면이 ‘투명’하게 보이는 데 충분합니다.
- 면 저항 균일성: 필름 전체의 면 저항 오차는 5% 미만이어야 합니다. 예를 들어, 목표가 15 ohms/square인 경우, 가장 얇은 영역은 15.75를 초과해서는 안 되며, 가장 두꺼운 영역은 14.25 미만이어야 합니다.
ITO의 단점
ITO는 유용하지만, 큰 단점이 있습니다. 필름이 부서지기 쉽다는 것입니다.
반복적인 굽힘으로 인해 금이 발생합니다. 100,000번의 굽힘(5 mm 반경) 후, ITO 필름에는 미세한 금이 발생하여 투명도가 1% 감소하고 면 저항이 2 ohms 증가합니다.
한 제조업체가 비교한 결과, ITO를 사용한 유연한 스크린은 100,000번의 굽힘 후에도 정상적인 디스플레이를 보였지만,
은 나노와이어를 사용한 스크린은 50,000사이클 후에 밝은 점(파단된 은선이 단락)을 보이기 시작했습니다.
따라서 현재 대부분의 투명 디스플레이는 여전히 ITO에 ‘부하를 지게 하는’ 것에 의존하고 있습니다.
투명성과 전도성의 균형
투명 디스플레이는 투명성과 전도성의 균형을 맞춤으로써 ‘투명하게 보임’과 ‘선명한 이미지 표시’를 동시에 실현할 수 있습니다.
이 두 가지 측정 기준은 시소와 같아서, 한쪽이 높으면 다른 쪽이 낮아집니다.
과제는 둘 다 사용하기에 충분히 좋은 최적의 지점을 찾는 것입니다.
투명도
일반 유리의 투명도는 91%입니다. 투명 디스플레이가 실용적이려면 85%-90%를 달성해야 합니다. 85% 미만에서는 화면이 회색으로 보이고 뒤에 있는 전시물이나 장면이 불분명해집니다.
예를 들어, 미술관에서 뒤에 전시물이 있는 투명 스크린은 관객이 전시물의 세부 사항을 명확하게 볼 수 있도록 최소 88%의 투명도가 필요합니다.
투명도가 85%인 경우, 전시물의 색상이 10% 어두워지고 세부 사항이 흐릿해집니다.
90%에서는 색상 재현이 육안으로 보는 것과 비슷해집니다.
면 저항
면 저항은 전도율을 측정하기 위한 측정 기준이며, ohms/square(Ω/□)로 측정됩니다.
값이 낮을수록 전류 흐름이 원활합니다.
투명 스크린(ITO 필름 등)의 전도층은 10-30Ω/□가 필요합니다. 너무 낮으면(예: 5Ω/□) 재료 비용이 높아집니다.
너무 높으면(40Ω/□ 초과) 전류가 효과적으로 흐르지 않아 화면이 ‘응답이 느려지고’, 터치 지연 시간이나 디스플레이 잔상이 발생합니다.
예를 들어, 15Ω/□ ITO 필름을 사용한 투명 광고 스크린은 전류가 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이동하는 데 0.1밀리초가 걸리며, 터치 응답은 0.05초입니다.
30Ω/□ 필름으로 전환하면 이동 시간은 0.2밀리초, 터치 지연 시간은 0.1초이며, 허용 범위 내이지만 약간 열악한 경험을 제공합니다.
두께와 공정
투명성과 전도성의 균형은 주로 ITO 필름의 두께와 제조 공정을 조정함으로써 달성됩니다.
두께가 핵심입니다: ITO 필름이 얇을수록 투명도는 높아지지만, 전도율은 낮아집니다.
50 nm 두께의 ITO 필름은 투명도가 90%, 면 저항이 40Ω/□입니다.
100 nm 두께는 투명도가 88%, 면 저항이 15Ω/□입니다. 150 nm 두께는 투명도가 85%, 면 저항이 8Ω/□입니다.
업계는 80-100 nm를 선택합니다. 이 두께에서 투명도는 88% 이상이며, 면 저항은 약 15Ω/□로 대부분의 응용 요구 사항을 충족하기 때문입니다.
공정이 균일성에 영향을 미칩니다: 마그네트론 스퍼터링은 진공 증착보다 더 균일합니다.
한 제조업체의 테스트에서는 마그네트론 스퍼터링으로 만든 ITO 필름은 두께 오차가 ±2 nm, 투명도 변동이 0.5% 미만이었습니다.
진공 증착은 오차가 ±5 nm, 투명도 변동이 1%-2%입니다.
세 가지 테스트
균형의 유효성은 테스트를 통해 검증되어야 합니다.
투명도 테스트: 분광 광도계를 사용하여 400-700 nm 파장 범위(인간의 눈에 민감한 빛의 세그먼트)에서 측정되며, 투명도 ≥85%가 필요합니다.
한 브랜드의 투명 스크린은 88%로 테스트되어 기준을 충족합니다.
면 저항 균일성 테스트: 사점 탐침을 사용하여 필름 전체를 스캔하고, 면적의 95%에서 면 저항 오차가 <5%여야 합니다.
예를 들어, 목표가 15Ω/□인 경우, 최대 면적의 5%가 15.75Ω/□를 초과할 수 있습니다.
노화 테스트: 스크린을 고온 다습(85℃/85% 습도)에 1000시간 동안 배치하고, 투명도 감소가 1% 이하, 면 저항 증가가 2Ω/□ 이하이어야 합니다.
한 스크린은 투명도가 88%에서 87%로 감소하고, 면 저항이 15Ω/□에서 17Ω/□로 증가했지만, 허용 범위 내였습니다.
은 나노와이어와 그래핀
ITO는 좋은 균형을 제공하지만, 부서지기 쉽고 인듐은 비쌉니다.
은 나노와이어(AgNWs)는 89%의 투명도(ITO보다 우수)를 가지고 있지만, 면 저항은 20Ω/□(ITO와 유사)입니다.
문제는 은선이 산화되기 쉬워 6개월 후에는 투명도가 85%로 떨어지고 화면이 노랗게 보인다는 것입니다.
그래핀은 더 이상적입니다. 투명도 90%, 면 저항 10Ω/□(더 나은 전도성)이지만, 대량 생산이 어렵습니다. 대면적 필름 형성이 불균일하며, 비용은 ITO의 5배입니다.
전극의 투명 재료로 대체
기존 디스플레이에서는 빛을 완전히 차단하는 금속 전극(알루미늄 등, 두께 약 100 nm)이 사용됩니다.
투명 디스플레이에서는 이것들을 투명 전도층으로 대체해야 합니다.
주류 선택은 인듐 주석 산화물(ITO)이며, 가시광 투명도는 90%-95%, 두께는 50-150 nm, 면 저항은 10-30 ohms/square(픽셀을 구동하기에 충분한 전도성)입니다.
이를 통해 전류를 전달하는 능력을 유지하면서 주변광의 약 40%-70%를 스크린을 통과시킬 수 있어 ‘이미지와 배경 보기’라는 효과를 실현합니다.
ITO를 선택하는 이유
기존 스크린이 투명해지기 위한 첫 번째 단계는 금속 전극을 투명 전도층으로 대체하는 것입니다.
불소 도핑 산화 주석(FTO), 그래핀, 은 나노와이어 등 여러 재료가 연구되었지만, 업계는 대부분 인듐 주석 산화물(ITO)에 정착했습니다.
충분한 투명도
ITO의 가시광 스펙트럼(400-700 nm 파장, 인간의 눈에 가장 민감한 빛)에서의 평균 투명도는 일반 창유리의 투명도(약 92%)에 가까운 90%-95%에 도달할 수 있습니다.
이는 빛이 ITO 층을 통과할 때 흡수되거나 반사되는 것은 불과 5%-10%임을 의미합니다.
대부분이 원활하게 통과합니다.
비교하면, FTO는 유사한 투명도 약 90%를 가지지만, 적외선 투명도가 높아(적외선이 지배적일 경우 더 많은 열로 이어질 수 있음),
그래핀의 이론적 투명도는 97%에 도달할 수 있지만, 실제 대량 생산에서는 필름 두께의 불균일성으로 인해 투명도는 불과 92%-94%이며, 표면 결함으로 인해 광 산란이 발생하기 쉽습니다.
은 나노와이어는 더욱 과장되어, 실험실 투명도는 98%에 도달할 수 있지만, 선 사이의 연결 지점이 산화되기 쉬워 시간이 지남에 따라 투명도가 90% 미만으로 떨어지고 안정성이 낮습니다.
안정적인 전도성
투명도만으로는 충분하지 않으며, 전도 능력도 따라잡아야 합니다.
전도성의 측정 기준은 ‘면 저항'(단위 면적당 저항, 값이 낮을수록 전도성이 좋음)입니다.
ITO의 면 저항은 일반적으로 10-30 ohms/square이며, 디스플레이의 요구 사항에 딱 맞습니다. 예를 들어, ITO 전극을 사용한 55인치 투명 OLED 스크린에서는 픽셀 응답 속도를 마이크로초 수준으로 유지할 수 있어 모션 블러 없는 부드러운 이미지를 얻을 수 있습니다.
다른 재료를 보면, FTO의 면 저항은 ITO와 유사한 10-25 ohms/square이지만, 더 높은 증착 온도(350-400℃)가 필요하여 유연한 기판(플라스틱 등)을 변형시키기 쉬워 적합하지 않습니다.
그래핀의 면 저항은 1-5 ohms/square로 낮아 ITO보다 우수한 전도성을 가지고 있지만, 대량 생산에서 대면적의 균일성을 달성하기 어렵습니다.
1제곱미터의 그래핀 필름의 면 저항은 1 ohm/square에서 10 ohms/square로 급증할 수 있어 화면상의 국부적인 조광 또는 점등 불능을 유발합니다.
은 나노와이어의 면 저항은 약 5-15 ohms/square이며, 언뜻보기에 좋지만, 선 사이의 접촉 지점에서 저항이 급격히 증가하기 쉬워 전반적인 전도 안정성이 낮습니다.
대량 생산과 비용
ITO의 제조 공정은 수십 년 동안 성숙해 왔으며, ‘마그네트론 스퍼터링’이 주류 방법입니다. 진공 챔버 내에서 아르곤 이온이 인듐 주석 합금 타겟(인듐 90%, 주석 10%)에 충돌하여 타겟 원자가 기판 위에 퇴적되어 박막을 형성합니다.
이 장치에는 많은 글로벌 공급업체(Applied Materials, Tokyo Electron 등)가 있으며, 중고 장치도 고가인 것은 아닙니다.
생산 라인에 대한 투자는 약 5,000만 USD이며, 연간 300만 대의 55인치 투명 스크린을 생산할 수 있습니다.
다른 재료에는 더 많은 문제가 있습니다. FTO에는 화학 기상 증착법(CVD)이 필요하며, 장치 투자가 30% 높고, 타겟에 불소가 포함되어 있어 폐가스 처리 비용이 증가합니다.
그래핀에는 CVD 또는 기계적 박리가 필요합니다. 전자는 수율이 불과 60%-70%(ITO는 90% 이상)로 낮고, 후자는 소면적 샘플만 생산할 수 있습니다.
은 나노와이어에는 용액 코팅이 필요하며, 건조 중에 응집되기 쉬워 수율이 50% 미만으로 떨어집니다.
또한, 은의 원자재 가격은 크게 변동합니다(은 가격이 온스당 15 USD에서 30 USD로 상승하면 비용이 직접 2배가 됨).
전반적으로, ITO의 포괄적인 제조 비용은 FTO보다 15%-20% 낮고, 그래핀보다 30% 이상 낮습니다.
실용적인 성능
성능과 비용을 넘어, 실제 사용 효과가 가장 웅변적입니다.
한 브랜드의 투명 OLED TV는 ITO 전극을 사용하고 있으며, 측정 데이터는 다음과 같습니다.
- 전체 투명도 58%(주변광에서 뒤쪽 선반에 있는 책의 제목이 선명하게 보임).
- 픽셀 밝기 균일성 95%(같은 이미지의 왼쪽 상단 모서리와 오른쪽 하단 모서리의 밝기 차이가 5% 미만).
- 1000시간 연속 작동 후, 면 저항 변화가 2% 미만(양호한 전도 안정성, 이미지가 시간이 지나도 어두워지지 않음).
그래핀 전극이 사용된 경우, 동일한 테스트에서 다음이 나타났습니다.
- 초기 투명도 92%가 100시간 후 88%로 감소(산화 때문).
- 픽셀 밝기 균일성 85%(국부적인 면 저항 변동이 높음).
- 500시간 연속 작동 후, 눈에 띄는 어두운 점이 출현(접촉 지점에서 저항 급증).
ITO의 ‘장착’
스크린의 전극을 투명한 ITO로 대체한 후, 다음 단계는 이 나노미터 수준의 투명 전도성 필름을 기판에 ‘장착’하는 것입니다.
이는 일반적인 ‘테이프 붙이기’가 아니라, 고에너지 입자를 사용하여 진공 환경에서 인듐 원자와 주석 원자를 유리 또는 유연한 필름에 ‘충돌’시켜 균일하고 완벽한 박막을 형성하는 것을 포함합니다.
가장 일반적인 공장 방법은 마그네트론 스퍼터링입니다. 전체 공정은 화면에 ‘보이지 않는 전도성 안개 층을 도금하는’ 것과 같으며, 모든 세부 사항은 매개변수 안에 숨겨져 있습니다.
인듐 주석 합금 타겟
ITO 필름의 원재료는 인듐 주석 합금 타겟이며, 중요한 조성 비율은 인듐 90%, 주석 10%입니다.
타겟은 고순도(순도 99.99% 이상)이어야 하며, 그렇지 않으면 불순물이 박막에 혼입되어 투명도 저하 또는 국부적인 비전도성을 초래합니다.
하나의 타겟 무게는 약 5-20 kg이며, 50-100제곱미터의 기판을 스퍼터 코팅할 수 있습니다.
다 사용하면 교체해야 하며, 그 비용은 전체 공정의 약 30%를 차지합니다.
진공 챔버로 진입
스퍼터링 전에 기판은 마그네트론 스퍼터링 기계의 진공 챔버에 배치됩니다.
챔버는 10⁻³ Pa 미만의 진공 수준(지구 대기압의 100억분의 1에 해당)까지 배기해야 하며, 병원 수술실보다 100배 깨끗합니다.
이 단계는 공기 중의 산소, 수증기, 먼지를 배출하기 위함입니다.
직경 0.1 μm의 단일 먼지 입자조차도 박막에 ‘구멍’을 만들어 국부적인 단락 또는 불균일한 투명도를 유발할 수 있습니다.
진공을 달성한 후, 소량의 아르곤 가스(순도 99.999%)가 챔버에 도입되며, 압력은 0.1-1 Pa로 제어됩니다.
스퍼터링 공정
아르곤 이온이 타겟에 충돌하면 타겟 표면에서 인듐 원자와 주석 원자를 ‘두드려 내보냅니다’.
이 활성화된 원자들이 기판을 향해 비행하여 퇴적되어 ITO 박막을 형성합니다.
전체 공정의 매개변수는 필름의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.
- 스퍼터링 파워: 파워가 너무 낮으면 원자의 비행이 느려지고 필름 성장이 느리며 밀도가 낮아집니다. 파워가 너무 높으면 타겟이 ‘타버릴’ 수 있습니다(‘타겟 중독’으로 알려짐). 공장에서는 일반적으로 파워를 1-3 kW(단일 타겟 기계용)로 설정하여 타겟을 손상시키지 않고 증착 속도(시간당 50-100 nm)를 확보합니다.
- 기판 온도: 기판은 200-300℃로 가열되어야 합니다. 저온에서는 인듐 원자와 주석 원자가 기판에 ‘잘 정착하지 못하고’, 무질서한 구조를 형성하기 쉬워 필름의 투명도가 85% 미만으로 떨어집니다. 고온에서는 원자가 더 밀집하게 배열되어 투명도는 90% 이상으로 안정될 수 있지만, 온도가 너무 높으면(350℃ 초과) 유연한 기판(PET 플라스틱 등)이 변형됩니다.
- 타겟과 기판의 거리: 이 거리는 5-10 cm로 유지되어야 합니다.
박막에는 핀홀이 없어야 합니다
스퍼터링이 완료된 후, ITO 박막의 품질을 확인해야 합니다.
가장 중요한 요인은 핀홀의 부재입니다. 직경 1 μm(사람 머리카락의 1/50)의 핀홀조차도 전류가 ‘누설’되는 원인이 되어 화면에 국부적인 어두운 점이 생깁니다.
공장에서는 광학 현미경(1000배) 또는 타원계를 사용하여 필름 전체를 스캔합니다.
출하에는 95% 이상의 합격률이 필요합니다.
기타 방법
마그네트론 스퍼터링 외에도 일부 공장에서는 용액 코팅도 시도하고 있습니다. ITO 나노 입자를 잉크로 만들어 기판에 코팅하고 구워서 필름을 형성합니다.
이 방법은 비용이 낮지만(장치 투자 30% 적음), 심각한 단점이 있습니다.
- 필름의 균일성이 낮아, 같은 배치 내 다른 위치에서 두께가 최대 10 nm 변동하여 면 저항 변동을 유발합니다.
- 건조 중 용매 증발로 인해 공극이 남기 쉬워 투명도는 88%-90%에만 도달합니다(마그네트론 스퍼터링보다 2%-4% 낮음).
또한, 전자빔 증착도 있습니다. 전자빔이 타겟에 충돌하여 인듐 원자와 주석 원자를 증발시킨 후 퇴적시킵니다. 다만, 전자빔 장치는 고가이며(유닛당 2,000만 USD), 증발 속도가 느려(시간당 불과 20 nm), 대규모 생산에는 적합하지 않습니다.
실제 생산 사례
일본 패널 제조업체의 투명 OLED 생산 라인에서는 ITO 전극에 마그네트론 스퍼터링을 사용하고 있습니다.
- 단일 기판 크기: G10.5세대 라인(2940×3370 mm).
- 스퍼터링 시간: 한 면당 약 45분(100 nm 필름 증착).
- 수율: 92%(주요 결함은 핀홀과 두께 불균일성).
- 최종 ITO 필름 성능: 두께 95±5 nm, 면 저항 18±2 ohms/square, 가시광 투명도 92%.
정밀 코팅 공정
투명 스크린의 전극을 ITO로 대체한 후, 진정한 과제는
이 나노미터 수준의 투명 전도성 필름을 기판에 ‘인쇄’하는 것입니다. 이는 잉크젯 인쇄와는 달리,
인듐 원자와 주석 원자를 유리 또는 유연한 필름에 정확하게 착지시켜 투명하고 균일한 전도성 필름을 형성하는 것입니다.
가장 일반적인 공장 방법은 마그네트론 스퍼터링이며, 원재료 준비부터 최종 필름 형성까지의 모든 단계가 밀리미터 또는 나노미터 수준의 매개변수로 정확하게 제어됩니다.
인듐과 주석의 비율
ITO 필름의 ‘원재료’는 인듐 주석 합금 타겟입니다.
이 품목은 직경 20-30 cm, 두께 5-8 cm의 큰 동전과 같으며, 무게는 5-20 kg입니다.
그 조성 비율은 필름의 성능을 직접 결정합니다. 인듐 90%, 주석 10%입니다.
주석이 약간 적으면 필름 저항이 급증합니다.
주석이 약간 많으면 투명도가 3%-5% 감소합니다.
타겟의 순도는 더욱 중요합니다.
99.99% 이상(4N 등급)이어야 합니다. 0.01%라도 불순물(철이나 구리 등)이 혼입되면 박막에 ‘어두운 점’을 형성하여 국부적인 투명도가 10% 이상 감소하는 원인이 됩니다.
하나의 타겟으로 몇 개의 기판을 스퍼터 코팅할 수 있습니까? G8.5세대 라인(2200×2500 mm)을 예로 들면, 하나의 타겟으로 약 300-400장의 기판을 코팅할 수 있으며, 그 후 교체해야 합니다.
타겟 비용은 코팅 공정 전체의 30%-40%를 차지하며, ITO 공정의 주요 비용 중 하나입니다.
진공 수준
스퍼터링 전에 기판은 마그네트론 스퍼터링 기계의 진공 챔버로 보내집니다.
챔버는 10⁻³ Pa 미만의 진공 수준(지구 대기압의 100억분의 1에 해당)까지 배기해야 하며, 병원의 클래스 100 수술실(10⁰ Pa)보다 100만 배 깨끗합니다.
이 단계는 15-30분이 걸리며, 분자 펌프와 기계식 펌프를 사용하여 공기 중의 산소, 수증기, 먼지를 제거합니다.
왜 이렇게 ‘깨끗해야’ 합니까? 공기 중의 산소는 인듐 원자와 주석 원자와 반응하여 산화 인듐 또는 산화 주석을 형성하여 필름을 부서지기 쉽게 만들고 투명도를 저하시키기 때문입니다.
먼지는 더욱 골치 아픕니다. 직경 0.1 μm(사람 머리카락의 1/500)의 먼지 입자는 박막에 구멍을 만들어 전류가 ‘누설’되는 원인이 되어 화면에 국부적인 검은 점이 생깁니다.
진공을 달성한 후, 고순도 아르곤 가스(99.999%)가 챔버에 도입되며, 유량은 50-100 표준 입방 센티미터/분(sccm)으로 제어되어 챔버 내의 저압 0.1-1 Pa를 유지합니다.
박막 확인
스퍼터링 후, ITO 박막의 품질이 검사됩니다.
가장 중요한 확인은 핀홀의 부재와 두께의 균일성입니다.
- 핀홀 감지에는 타원계를 사용하며, 0.1 μm 해상도로 필름 전체를 스캔합니다. 허용 기준은 1제곱미터당 핀홀이 10개 미만인 것입니다. 직경 1 μm의 핀홀조차도 국부적인 전류 밀도를 10% 증가시켜 픽셀을 어둡게 만드는 원인이 됩니다.
- 두께의 균일성은 ±5% 이내여야 합니다. 예를 들어, 목표 두께가 100 nm인 경우, 필름 전체의 두께는 95-105 nm 사이여야 합니다. 공장에서는 프로파일로미터를 사용하여 기판의 네 모서리와 중앙의 5점을 측정합니다. 5%를 초과하는 편차는 재작업이 필요합니다.
기타 공정
일부 공장에서는 용액 코팅도 시도하고 있습니다. ITO 나노 입자를 분말로 분쇄하고 물/알코올과 혼합하여 잉크를 형성한 후, 롤투롤 코터를 사용하여 기판에 코팅한 후 오븐(150℃, 30분)에서 굽습니다.
이 방법은 장치가 저렴하지만(투자 30% 적음), 많은 문제가 있습니다.
- 필름의 균일성이 낮아, 같은 배치 내 다른 위치에서 두께가 최대 20 nm 변동하여 15%의 면 저항 변동을 유발합니다.
- 건조 중 용매 증발로 인해 공극이 남아 투명도는 88%-90%에만 도달합니다(마그네트론 스퍼터링보다 2%-4% 낮음).
- 수율이 낮아 불과 70%-80%입니다(마그네트론 스퍼터링의 수율은 90% 이상).
전자빔 증착법은 더욱 고가입니다. 전자빔이 타겟에 충돌하여 인듐 원자와 주석 원자를 증발시킨 후 퇴적시킵니다.
다만, 유닛당 비용은 2,000만 USD이며, 증발 속도가 느리고(시간당 불과 20 nm), 증발된 원자의 에너지가 낮아 필름의 밀착성이 낮아 박리되기 쉽습니다.
실제 생산 참조 데이터
한국 패널 제조업체의 투명 OLED 생산 라인에서는 ITO 전극에 마그네트론 스퍼터링을 사용하고 있습니다.
- 기판 크기: G10.5세대 라인(2940×3370 mm).
- 스퍼터링 시간: 한 면당 45분(100 nm 필름 증착).
- 수율: 92%(주요 결함은 핀홀과 두께 불균일성).
- 필름 성능: 두께 98±4 nm, 면 저항 17±1 ohms/square, 가시광 투명도 92%.
스크린 조립 및 디스플레이 조정
이 공정에서는 먼저 기판(예: 50 μm PET 패널)을 세척하고, 다음으로 투명 전극층(ITO, 두께 150 nm), 유기 발광층(2-3 μm), 및 봉지층(5 μm)을 순서대로 쌓아야 합니다. 이것들은 ±5 μm의 정렬 정확도로 광학 접착제(두께 25 μm)를 사용하여 접착됩니다.
완료 후, 투명도를 측정하고(목표 ≥80%), 레이저 교정기를 사용하여 픽셀을 조정하고, 발광 영역의 균일한 밝기(오차 <10%)와 투명 영역에서의 잔상이 없는지 확인합니다.
적층 재료
먼저, 50-100 μm 두께의 PET 플라스틱 기판을 깔고(슈퍼마켓 쇼핑백은 약 12 μm 두께입니다. 이 기판은 그보다 4-8배 얇습니다).
다음으로, 진공 증착 장치를 사용하여 100-200 nm 두께의 인듐 주석 산화물(ITO) 투명 전극이 증착됩니다.
다음으로, 2-3 μm의 유기 발광층이 펼쳐지고(재료는 고운 모래처럼 쌓입니다), 그 후 3-5 μm의 봉지층(방습용)과 20-30 μm의 OCA 광학 접착제가 이어집니다.
각 층의 정렬 정확도는 ±5 μm(사람 머리카락의 약 1/20)입니다.
위치 오차는 불균일한 발광 또는 투명 영역의 흐림을 유발할 수 있습니다.
기판 선택
일반적으로 사용되는 재료는 두 가지입니다. 하나는 50-100 μm 두께의 PET 플라스틱이며(이 기판은 쇼핑백(약 12 μm 두께)보다 4-8배 얇음), 다른 하나는 소다회 유리입니다(일반 창유리는 약 3 mm 두께이지만, 여기서는 그 두께의 1/30만 사용됨).
전극 적용
다음 층은 전류의 ‘고속도로’ 역할을 하는 인듐 주석 산화물(ITO) 투명 전극입니다.
두께는 100-200 nm(1 nm는 사람 머리카락의 1/50,000)로 제어되어야 합니다.
너무 얇으면(예: 90 nm) 저항이 증가하여 전류가 흐르지 않고 발광 영역이 어둡게 보입니다.
너무 두꺼우면(210 nm) 재료 자체가 불투명해져 뒤쪽의 빛을 차단합니다.
ITO는 ‘마그네트론 스퍼터링 기계’를 사용하여 코팅됩니다. 원리는 고속의 금속 입자를 사용하여 타겟(인듐 주석 산화물 블록)을 ‘두드려’, 입자가 기판 위에 스퍼터링되어 박막을 형성하는 것과 같습니다.
필름이 불균일하고 구멍투성이가 되는 것을 방지하기 위해 기계의 가스압(0.5 Pa)과 파워(3 kW)를 조정하여 입자 속도를 제어해야 합니다.
그렇지 않으면 필름이 불균일하고 구멍투성이가 됩니다.
코팅 후, 타원계가 두께를 측정합니다.
5 nm를 초과하는 오차는 재코팅이 필요합니다. 이는 달리기 트랙 위에서 수수 알갱이를 찾는 것에 해당합니다.
발광층 확산
발광층은 스크린의 ‘전구’이며, 유기 소분자 재료(Alq3 등) 또는 양자점(나노미터 크기의 반도체 입자)을 사용합니다.
이 층은 2-3 μm 두께로, 얇은 팬케이크처럼 균일하게 펼쳐야 합니다. 너무 두꺼우면(4 μm) 전류가 통과할 때 더 많은 열이 발생하여 수명이 단축됩니다.
너무 얇으면(1.5 μm) 광 출력이 불충분하여 화면이 회색으로 보입니다.
발광층은 ‘용액 스핀 코팅법’을 사용하여 코팅됩니다. 재료는 클로로벤젠 용매에 용해되어 ITO 전극 위에 떨어뜨려진 후, 2000회전/분으로 회전하는 턴테이블에 의해 균일하게 회전됩니다.
회전 속도가 너무 느리면(1500 rpm) 재료가 작은 산처럼 쌓입니다.
너무 빠르면(2500 rpm) 가장자리가 너무 얇아지고 중앙이 두꺼워집니다.
회전 후, 진공 오븐에서 10분 동안 구워 용매를 증발시키고 균일한 박막을 남깁니다.
초박형 방수 코팅
발광층은 습기에 민감하므로 즉시 봉지층으로 덮어야 합니다.
원자층 증착(ALD) 기술을 사용하여 산화 알루미늄(Al₂O₃) + 에폭시 수지의 3-5 μm 복합 필름으로 표면을 코팅합니다.
이 층은 랩처럼 작동하여 발광층을 완전히 감쌉니다. 0.1 μm의 틈이 남아 있으면 습기가 침투하여 유기 재료가 흑화되어 3개월 이내에 고장납니다.
ALD 기계는 한 번에 0.1 nm만 퇴적할 수 있으며, 3 μm 두께를 달성하려면 30-50번 반복해야 합니다.
이 공정 중에 ‘수정 진동자 미세 저울’을 사용하여 두께를 모니터링하고, 각 층이 추가하는 무게를 측정하여 이를 두께로 변환해야 합니다.
이는 100장의 A4 용지를 전자 저울로 계량하고, 각 용지의 무게 차이가 0.01그램을 초과해서는 안 되는 것과 같습니다.
보호층 최종 접착
가장 위쪽 층은 층을 단단히 접착하고 빛의 굴절을 줄이는 역할을 하는 OCA 광학 접착제, 두께 20-30 μm로 덮여 있습니다.
접착 후, 현미경으로 검사됩니다. 1제곱센티미터당 기포 수가 3개를 초과하면 재작업이 필요합니다.
전체 적층 공정은 클래스 10,000 클린룸(공기 중 직경 >0.5 μm의 먼지 입자가 1세제곱미터당 ≤10,000개)에서 수행됩니다.
작업원은 완전한 방진복을 착용하고 폭발물 처리처럼 천천히 움직입니다.
각 조각이 적층된 후, ‘광학 정렬 장치’가 각 층의 위치를 확인합니다. ITO 전극과 발광층 사이의 정렬 오차가 ±5 μm(사람 머리카락의 1/20)를 초과하면 화면은 ‘음양면'(불균일한 밝기)을 보입니다.
예: 한 브랜드의 55인치 투명 스크린은 적층에서의 초회 합격률이 불과 70%였습니다.
주요 문제는 발광층의 불균일한 두께(30%)와 봉지층의 누출(25%)이었습니다.
공장을 떠나기 전에 투명도 테스트를 실시해야 합니다. 정상 상태에서는 ≥80%이어야 합니다.
그렇지 않으면 사용자는 배경을 반투명 유리로 덮인 것처럼 보게 됩니다.
투명도 및 픽셀 측정
적층 후, 투명 스크린은 두 가지 주요 매개변수의 조정이 필요합니다. 먼저, 분광 광도계를 사용하여 백색광을 조사하고 스크린의 전체 광 투과율을 계산하여 투명도를 측정합니다.
목표는 ≥80%이며, 그렇지 않으면 재작업, 연마 또는 재접착이 필요합니다.
다음으로, 교정기를 사용하여 픽셀을 교정하고, 화면을 스캔하여 각 픽셀의 전류를 조정하고, 발광 영역의 밝기 편차가 <10%이며 투명 영역에 잔상이 없는지 확인합니다.
투명도 측정
투명도는 백색광을 방출하고 스크린을 투과한 빛을 수신하여 비율을 계산하는 기계인 분광 광도계를 사용하여 측정됩니다.
장치의 렌즈는 스크린에서 20 cm 떨어져 있으며, 빛은 45도 각도로 조사됩니다(일반적인 시야각 시뮬레이션).
허용 기준은 정상 상태(검은 화면, 아무것도 표시되지 않은 상태)에서 투명도 ≥80%입니다.
측정값이 불과 75%인 경우, 문제는 어디에 있을 수 있습니까?
그것은 봉지층이 너무 두꺼울 수 있습니다. 설계된 3 μm 산화 알루미늄 필름이 0.5 μm 두껍게 스퍼터링되어 일부 빛을 차단하고 있습니다.
또한, OCA 접착제가 균일하게 압착되지 않아 충돌 시 빛을 산란시키고 투과를 방해하는 1 μm의 작은 기포를 포함하고 있을 수 있습니다.
이 경우, 스크린을 분해하고, 봉지층을 레이저로 0.5 μm 얇게 연마하거나(정확도는 ±0.1 μm로 제어), 접착제를 재코팅하고 롤러로 두 번 더 압착하여 기포를 짜내야 합니다.
43인치 투명 스크린의 디버깅 중, 투명도가 3배치 연속으로 78%에 머물렀습니다.
나중에, PET 기판이 작업장에 들어오기 전에 철저하게 세척되지 않아 눈에 보이지 않는 그리스 층이 표면에 부착되어 OCA 접착제와 기판 사이의 밀착을 방해하고 그 사이에 미크론 크기의 틈을 남겼다는 것이 밝혀졌습니다.
플라즈마 클리너를 사용하여 아르곤 가스를 5분 더 불어 그리스를 분해함으로써 문제가 해결되었고, 투명도가 즉시 82%로 상승했습니다.
픽셀 교정
첫 번째 단계는 밝기 균일성 조정이며, 코니카 미놀타 CS-2000 분광 방사계를 사용하여 스크린에 가까이 다가가 스캔하고 각 픽셀의 밝기를 측정합니다.
목표는 발광 영역에서의 밝기 편차가 <10%인 것입니다. 예를 들어, 중앙 픽셀이 300 nits인 경우, 가장 어두운 가장자리는 270 nits 미만으로 떨어져서는 안 됩니다.
픽셀이 어두운 경우, 밝기가 기준을 충족할 때까지 전류를 15마이크로암페어에서 16마이크로암페어로 증가시킵니다.
이것은 인내가 필요합니다. 55인치 스크린에는 1920×1080 픽셀이 있습니다. 엔지니어는 스크린을 육안으로 검사하거나 소프트웨어를 사용하여 그레이 스케일 이미지(검은색에서 흰색으로의 그라데이션 막대)를 생성하고 갑작스러운 밝거나 어두운 밴드가 없는지 확인해야 합니다.
두 번째 단계는 잔상 제거이며, ‘체크 무늬’를 사용합니다. 검은색과 흰색 사각형이 번갈아 표시되며 1시간 동안 표시됩니다.
다음으로, 흰색 사각형 옆에 옅은 회색 잔상이 없는지 스크린을 확인합니다.
업계 표준은 잔상 영역이 <0.1제곱밀리미터(핀 머리만한 크기)여야 합니다.
반복 조정
투명도 측정과 픽셀 교정은 상호 관련되어 있습니다. 투명도를 높이기 위해 봉지층을 얇게 하면 발광층이 습기에 민감해져 밝기 감쇠가 빨라질 수 있습니다.
픽셀을 교정하기 위해 역전류를 추가하면 투명도가 0.5% 감소할 수 있습니다.
따라서 디버깅은 일반적으로 ‘측정-조정-재측정’ 사이클입니다.
한 브랜드의 55인치 투명 스크린의 디버깅 기록에서는 처음 3일 동안 12번의 조정이 이루어져 투명도가 79%에서 81%로 증가했지만, 약간의 봉지층 조정으로 80.5%로 감소했습니다.
픽셀 밝기 편차는 15%에서 8%로 감소했지만, 잔상 영역은 0.08제곱밀리미터에서 0.12제곱밀리미터로 증가했습니다.
출하 전에 ‘장면 시뮬레이션 테스트’를 실시해야 합니다. 스크린을 어두운 상자에 넣고 1000 lux의 백색광(창밖의 맑은 풍경에 해당)을 점등하고, 투명도가 여전히 ≥70%인지 측정합니다(사용자가 배경을 명확하게 보기 위한 기본적인 요구 사항).
다음으로, 50 lux의 어두운 방에 넣고 화면 밝기를 300 nits로 조정하고 텍스트의 선명도를 확인합니다.
실제 시나리오 시뮬레이션
매개변수 디버깅 후, 투명 스크린은 시뮬레이션 박스 내에서 세 가지 조건으로 테스트됩니다. 강광 하(1000 lux, 창밖의 맑은 풍경과 같은)에서는 배경의 도시 장면이 명확한지 확인하기 위해 투명도가 ≥70%이어야 합니다.
약광 하(50 lux, 저녁 실내와 같은)에서는 발광 영역의 밝기가 300 nits를 초과해야 하며, 텍스트가 회색으로 보이지 않아야 합니다.
다음으로, 85℃ + 85% 습도 상자에 72시간 배치되어 물안개나 잔상이 없어야 합니다.
마지막으로, 1000시간 연속 비디오 재생으로 밝기 감쇠가 5%를 초과해서는 안 됩니다.
강광 하에서의 선명도
테스트의 첫 번째 단계는 ‘강광 노출’입니다. 스크린을 어두운 상자에 넣고 1000 lux의 백색광 시뮬레이터(한낮의 야외 밝기에 해당)를 점등합니다.
허용 임계값은 ≥70%입니다. 측정값이 불과 65%인 경우, 봉지층 또는 OCA 접착제가 너무 많은 빛을 차단하고 있음을 의미합니다.
문제는 봉지 중 산화 알루미늄 필름의 스퍼터링이 불균일하여 국부적인 두께가 5 μm를 초과하거나, OCA 접착제에서 기포가 완전히 짜내지지 않은 것일 수 있습니다.
한 브랜드에서는 야외 스크린 배치에서 강광 투명도가 68%에 머물렀던 적이 있습니다.
나중에, 선택된 PET 기판이 너무 얇아(50 μm),
고온 하에서 약간 변형되어 ITO 전극과 발광층의 위치가 0.1 mm 어긋나 일부 빛을 차단하고 있었음이 밝혀졌습니다.
100 μm 기판으로 전환함으로써 투명도가 73%로 상승하여 테스트에 합격했습니다.
고온 및 저온 스트레스
스크린은 에어컨이 설치된 방에서 직사광선 아래로 이동하거나 겨울에 야외에 놓일 수 있습니다.
테스트에는 ‘불과 얼음’이 포함됩니다. 온도 습도 챔버에 넣고, 먼저 온도를 60℃로 올려 24시간 유지하고 변형이나 박리가 없는지 확인합니다.
다음으로, 온도를 -20℃로 내려 24시간 동안 동결하고, 그 후 전원을 켜고 디스플레이 성능을 측정합니다.
초점은 고온 하에서의 습기 위험입니다. 발광층은 습기에 민감합니다.
봉지층에 미세한 금이 있는 경우, 챔버 내의 60℃, 90% 습도에서 습기가 침투합니다.
테스트 후, 스크린을 분해하여 검사합니다. 적외선 현미경으로 봉지층을 확인합니다.
0.1 μm보다 폭이 넓은 금은 고장으로 간주됩니다.
한 테스트 중에 특정 투명 스크린이 -20℃에서 전원을 켰을 때 디스플레이에 ‘눈 결정’을 보였습니다.
습한 환경에서의 밀봉
테스트에서는 30℃, 90% RH 습도 챔버를 72시간 사용합니다.
완료 후, 스크린을 분해하고 전자 현미경을 사용하여 발광층 표면에 직경 0.5 μm보다 큰 물방울 자국이 없는지 확인합니다.
방습은 봉지층과 접착제의 협력에 달려 있습니다.
산화 알루미늄 필름은 충분히 밀도가 높고(기공률 <1%), OCA 접착제는 소수성 재료(접촉각 >90도)로 만들어져야 합니다.
한 배치 스크린에서는 습도 테스트 후 발광 영역에 회색 테두리가 보였습니다.
현미경은 물방울 자국의 연결된 선을 보여주었고, 봉지층 가장자리에서의 불균일한 코팅을 나타내며 0.2 μm의 틈을 남겼습니다.
스퍼터링 기계의 노즐 각도를 조정하고 가장자리의 필름 두께를 2 μm에서 3 μm로 증가시킴으로써 문제가 해결되었습니다.
연속 작동
스크린은 세 가지 측정 기준을 측정하기 위해 1000시간 연속으로 비디오를 재생합니다(순수한 색상 이미지와 고대비 이미지 루프).
- 발광 영역의 밝기 감쇠는 >5%를 초과해서는 안 됩니다(예: 초기 300 nits, 1000시간 후 ≥285 nits).
- 투명 영역의 투명도 저하는 <3%를 초과해서는 안 됩니다(80%에서 ≥77.6%).
- 영구적인 잔상이 없어야 합니다(체크 무늬를 1000시간 표시한 후, 잔상 영역은 <0.05제곱밀리미터이어야 합니다).
발광층에 사용되는 Alq3 재료는 장기간의 전기 여기 후에 분해됩니다.
재료 수명을 연장하기 위해 피크 전류가 예를 들어 20마이크로암페어에서 18마이크로암페어로 감소되었습니다.
한 스크린 테스트 중에 1000시간 후 밝기가 6% 감쇠했습니다.
엔지니어는 픽셀 구동 파형을 조정하여 순간적인 전류의 영향을 줄이고 감쇠를 4%로 낮춰 기준을 충족했습니다.
모든 테스트에 합격한 후에만 출하
한 브랜드의 55인치 투명 스크린의 최종 검증 기록에서는 첫 번째 배치 100대 중 15대가 강광 투명도 테스트에 실패했고(기판 교체), 8대가 고온에서 물방울 자국을 보였으며(봉지 접착제 교체), 5대가 밝기 감쇠가 5%를 초과했습니다(구동 전류 조정).
