디스플레이 – SK hynix Newsroom

차세대 디스플레이에 적용될 TFT 반도체! 과연 어떠한 기술일까?

영하이라이터 — Wed, 28 Oct 2015 20:00:00 +0000

평소 영화 속에서만 볼 수 있었던 다양한 형태의 디스플레이 모습들. 이처럼 발전된 형태의 디스플레이에는 지금과는 다른 TFT 반도체가 사용 되어야 할 것만 같은데요! 과연 TFT 반도체는 어떠한 기능을 하는 것일까요? 지금부터 투명하고, 휘어지는 디스플레이에 적용되기 위한 TFT 반도체의 준비과정을 살펴보도록 하겠습니다!

▲ 디스플레이의 빛 투과도 모습

일반 디스플레이의 경우에는 여러 층을 통과하면서 투과율이 저하되는데요. 특히 TFT가 존재하고 있는 TFT Backplane과 음극 층인 Cathode 전극 층에서 투과도가 확 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 때문에 첫 번째로 50%밖에 빛을 투과시키지 못하는 TFT 층을 새로운 물질로 개선하고, 두 번째로 60%밖에 빛을 투과시키지 못하는 Cathode 음극 층을 투명하게 개선시키는 기술이 필요한 것이죠!

하나. 투명 TFT의 새로운 물질 변화

그 첫 번째 방법이 바로 TFT의 물질을 변화하여, 투명한 TFT를 만들고 그만큼 더 빛을 투과시키는 방법인데요. TFT 반도체 자체가 투명하게 되면, 불투명한 TFT 때문에 가로막혔던 빛들이 그만큼 더 통과할 수 있겠죠?

▲ IGZO와 ITO로 물질을 바꾼 투명 TFT

투명 TFT를 만드는 첫 번째 변화는 바로 물질 변화입니다. 위의 왼쪽 사진을 보시면 일반적인 TFT 반도체의 구조인데요. 특히 채널(Channel)의 물질을 기존의 실리콘에서 ZnO라는 물질로 바꿔주면 투과도가 1% 향상됩니다. 뿐만 아니라 게이트(Gate) 물질을 바꿔 준 경우 3%의 빛 투과율이 추가로 개선되며 양쪽의 Source/ Drain 영역의 물질을 바꿔줄 경우 7%의 투과율이 증가합니다. 정리해 보면, 투명 TFT 적용 시 투명 TFT Backplane에는 총 7%의 투명도가 향상되는 것이지요!

그렇다면 여기서 ZnO와 GIZO는 어떤 물질일까요? 먼저 ZnO는 산화알루미늄아연으로 투명 전도막 외에 타이어 제조, 화장품 등에 쓰이는 물질인데요. 밴드갭이라 불리는 에너지 크기의 정도가 3.3eV이기 때문에 대부분의 가시광선을 투과하는 원리랍니다. 다음으로 GIZO라는 물질은 현재 투명 TFT 제작에 필요한 새로운 물질로 주목받고 있는데요! 이그조라고도 불리는 이 물질은 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 산화물(O)로 만든 디스플레이의 재료입니다.

▲ IGZO을 이루고 있는 물질의 조성 별 물성변화 모습 / 출처: Wikipedia

특히 비정질 다원계 산화물 반도체 소재인 IGZO는 비교적 저온에서 대면적으로 제조가 가능하기 때문에 더욱 더 투명한 디스플레이 TFT 재료로 각광받고 있는데요. 이 물질은 물질조성과 공정조건에 따라 전기적 특성(전하농도, 이동도)를 손쉽게 제어할 수도 있고 위의 사진처럼 구성원소의 조성비 조절을 통해 TFT 소자특성을 제어할 수 있다는 것도 큰 특징입니다. 즉 개인의 필요에 따라 인듐(In)과 갈륨(Ga), 아연(Zn), 산화물(O)의 조성비를 바꾸어 TFT를 제작하게 되면, 투명도 등을 개선시키는 것과 같이 다양한 사용이 가능해지는 것이죠!

특히 위의 오른쪽 사진을 보면, 각 IGZO 물질의 조성 별 물성변화에 따른 전자이동도의 차이를 알 수 있는데요. 먼저 삼각형 그림 안의 색깔이 빨간색으로 갈수록 전자이동도가 100에 가깝게 커지고 보라색으로 갈수록 0에 가까운 전자이동도를 갖게 됩니다. 여기서 전자이동도란 반도체 속 전자의 이동도를 뜻하는 것으로 속도를 의미한답니다. 또한 삼각형 세 곳의 꼭지점으로 향할 수록 해당 물질의 퍼센트가 100%가 되는 것이죠! 그렇게 규정해 놓고 그림을 다시 바라보면, 각각 물질의 퍼센트에 따라 성질이 달라지는 것을 눈으로 직접 확인할 수 있답니다.

둘. 투명전극 사용으로 더욱 더 투명하게!

▲ 투명전극 사용 후 투명도 향상 모습 / 출처: 제작/권장연 교수_연세대 2014 발표자료 참고

투명한 디스플레이를 제작하기 위한 다음 방법으로는 투명 전극 적용 효과가 있는데요. 투명전극 사용 시 투명도 11%가 향상되는 효과를 볼 수 있답니다. (7인치 VGA 기준) 뿐만 아니라 투명 Backplane을 적용하면 적용 대비 18%의 투명도 또한 향상될 수 있죠.

이외에도 투명한 디스플레이를 제작하기 위해서는 TFT 기판이 녹지 않도록 200℃ 이하의 낮은 온도 공정과 높은 해상도의 픽셀 디자인, IGZO와 같은 투명한 물질 사용, 투명한 유리기판 사용 등의 기술들이 필요한데요. 이러한 기술에 더불어 높은 신뢰성을 갖는 TFT 공정법과 새로운 소자 개발이 합쳐진다면 빠른 시일 내에 더욱 성능이 뛰어난 디스플레이를 만나 볼 수 있겠죠? 이러한 투명 디스플레이가 앞으로 자동차, 증강 현실, 패션, 광고 등에 활용 가능한 미래의 핵심 디스플레이로 기여하기를 기대해봅니다!

투명 디스플레이에 이어 미래의 차세대 디스플레이 대표주자로 불리는 것이 바로 휘어지는 디스플레이, 플렉서블 디스플레이이죠. 이하 플렉서블 디스플레이에 사용되는 TFT 반도체는 일반 디스플레이 TFT 반도체와 어떤 점들이 다를까요?

하나. 플라스틱 기판에 적용 가능한 TFT 반도체의 공정 온도

휘어지는 플렉서블 디스플레이를 제작하기 위해서는 디스플레이의 기초 지지대, 기판이라 불리는 것이 중요한데요. 기존의 일반 디스플레이에서는 유리 기판을 많이 사용했지만, 휘어지게 하기 위해서는 다른 물질이 필요했답니다. 유리는 휘어질 수 없으니까요! 그래서 나온 기판의 재료가 바로 ‘플라스틱’이랍니다.

▲ 플렉서블 디스플레이 모습 / 출처: Wikipedia

그런데 ‘플라스틱 기판과 TFT 반도체가 무슨 연관이 있지?’라고 생각하실 수도 있을 텐데요. TFT와 함께 공정을 할 때에 유리는 높은 온도를 견디지만 플라스틱은 높은 온도를 견딜 수 없기 때문에 TFT 반도체의 공정 온도 또한 플렉서블 디스플레이를 만드는 데에 중요한 것입니다! 때문에 비정질 실리콘으로 만들어진 a-Si TFT와 폴리 실리콘 TFT, Oranic(유기물) TFT, Oxide(산화물) TFT 중에서도 낮은 온도 공정이 가능한 Organic TFT와 Oxide TFT가 가능한 것이지요. (공정온도: a-Si TFT 350℃, P-Si TFT 450℃, Oranic TFT 200℃, OxIde TFT 300℃)

둘. 저 응력, 고 신뢰성 구조를 위한 TFT 봉지 기술

이외에도 디바이스가 휘어지게 되면 그에 따른 신뢰성 또한 변화하기 때문에 추가로 저응력 및 고 신뢰성 구조를 갖기 위해서 다양한 TFT 봉지 방법들이 개발되고 있는데요. 봉지 방법이란 TFT 보호를 위해 위에 포장을 하는 형식의 공정 방법이랍니다. 봉지 방법뿐만 아니라, 판이 휘어지게 되면서 증가하는 응력 등의 스트레스를 감소시키고 Crack과 같은 금들을 위해 유연한 재료로 TFT를 제작하는 것도 중요한 점이겠죠!

얇고 가벼우며, 깨지지 않는 특징을 갖는 휘어지는 플렉서블 디스플레이. 다양한 디자인과 용도로 활용될 차세대 디스플레이임은 틀림없는데요. 앞으로 신뢰성 있는 TFT의 소재 개발, 경쟁력 있는 저가격 공정 기술, 봉지 기술 그리고 모듈 기술들이 더욱 더 발전된다면 새로운 개념의 혁신 제품이 탄생하리라 생각됩니다.

지금까지 투명하고 휘어지는 디스플레이에 사용되는 조금은 특별한 TFT 반도체에 대해 알아보았습니다. 앞으로는 영화 속에서만 보던 새로운 디스플레이들이 더욱 더 활발히 개발 될 것이라고 전문가들은 말하고 있는데요. 항공기 조종사용 디스플레이, 정보형 수족관 등 다양한 분야에서 만나게 될 다양한 모습의 디스플레이가 기대되는데요. 그 안에 존재되어 있는 TFT 반도체의 기술 발전 또한 기대해 보겠습니다!

디스플레이의 발전 속 TFT 반도체

영하이라이터 — Wed, 10 Jun 2015 20:00:00 +0000

우리 생활을 편리하고 윤택하게 해주는 IT 제품! 요즘 IT 제품들을 살펴보면 외형에서 차지하는 디스플레이 비중이 상당히 커졌음을 알 수 있는데요. LCD와 OLED 디스플레이의 개발과 크기 및 화질이 점점 개선되면서, 디스플레이는 이제 IT 제품을 얘기할 때면 빼놓을 수 없는 부분이 되었습니다. 최근에는 웨어러블 디바이스의 flexible 디스플레이까지 개발되면서 앞으로 디스플레이의 변신도 많은 기대를 모으고 있는데요. 이러한 눈부신 디스플레이의 발전이 가능할 수 있었던 이유는 무엇일까요? 바로 디스플레이 반도체 TFT의 발전 덕분이랍니다! 정보의 저장과 연산 작업에만 쓰일 줄 알았던 반도체가 디스플레이에도 들어간다니, 놀랍지 않으신가요? 지금부터 디스플레이 반도체인 TFT에 대해 함께 살펴볼까요?

출처 : (좌측부터) 금호라디오박물관 (www.gumho.net), 삼성 디스플레이(www.samsungdisplay.com), LG 디스플레이 (http://www.lgdisplay.com)

과학기술이 발전하면서 고품질의 영상 기록물을 남기고 싶은 인간의 욕구는 점점 커져갔습니다. 이는 디스플레이의 발전을 불러왔는데요. 최초의 디스플레이는 브라운관으로 알려진 CRT였습니다. 1950년부터 2000년 초까지 1세대 디스플레이로서 TV 대중문화의 발전에 큰 기여를 했죠.

하지만 CRT는 치명적인 단점을 가지고 있었습니다. 바로 부피가 크며 소비전력이 높다는 것인데요. 이를 극복하기 위해 2000년 초에는 LCD, FED, PDP가 개발되었습니다. 그 중에서 LCD는 낮은 소비전력과 제품 수명이 길다는 장점을 바탕으로 FED와 PDP와의 경쟁에서 앞서나가게 되는데요. 현재 LCD는 2세대 디스플레이의 대표 주자로 전체 디스플레이 점유율 약 95%에 육박하며 최고의 전성기를 누리고 있습니다.

이런 LCD도 단점은 있는 법! 바로 투명하고 휘어지는 특성을 가진 미래형 디스플레이로서는 부적합하다는 것인데요. 미래형 디스플레이가 되려면 투명하고 휘어지는 소자의 특성을 가져야 합니다. 하지만 LCD의 광원인 BLU은 투명해지고 휘어지는 데 한계가 있어 LCD의 미래형 디스플레이로의 변신은 한계에 맞닥뜨리게 됩니다. 그래서 BLU 대신 자체발광 유기물질을 이용한 OLED가 미래형 디스플레이로 기대를 받게 되는데요. 최근 핫한 웨어러블 디바이스와 소형 모바일부터 고화질 대형 TV 디스플레이까지 사용되며 차세대 디스플레이의 대명사로 자리잡기 위해 LCD와 경쟁을 벌이고 있죠. 이런 디스플레이의 비약적인 발전이 가능했던 이유는 무엇일까요? 바로 디스플레이 반도체 TFT 때문인데요. TFT의 반응속도가 빠르게 개선되면서 LCD, OLED 디스플레이의 대형화와 고화질 구현이 가능해졌습니다. 디스플레이에도 반도체가 쓰인다니 놀랍지 않으신가요? 이러한 디스플레이의 발전을 가능케 한 TFT! 지금부터 디스플레이 반도체 TFT가 무엇인지 알아볼까요?

▲ 디스플레이 화면 속 픽셀 / 출처 : 위키백과 (http://ko.wikipedia.org/wiki)

디스플레이 반도체인 TFT는 Thin Film Transistor의 약자로, 얇은 박막이 쌓여있는 트랜지스터입니다. TFT는 반도체의 일종으로 전기적 신호를 제어하여 빛을 키고 꺼서 디스플레이를 하는 전자∙전기소자를 말하죠.

▲ RGB 속 TFT / 출처 : 위키백과 (http://ko.wikipedia.org/wiki)

디스플레이는 위 그림과 같이 다수의 픽셀로 구성되어있습니다. 또한 하나의 픽셀은 RGB(빨간, 초록, 파랑) 픽셀로 구성되어있습니다. TFT는 바로 이 RGB(빨간, 초록, 파랑) 픽셀 안에서 빛의 밝기를 조절하는 전기적 스위치 역할을 하게 되는데요. 즉 RGB 픽셀에서 나오는 빛의 유무를 TFT가 ON/OFF하여 발광 제어를 하는 것입니다. 만약 RGB 픽셀이 모두 켜지면 RGB 색이 모두 합쳐지게 되어 빛의 삼원색의 원리에 의해 흰색이 됩니다. 반대로 모두 꺼지면 빛이 나오지 않아 검은 색이 되어 픽셀에서는 빛이 나오지 않겠죠! 그런데 TFT는 어떻게 만들어 졌길래 전기적 스위치 역할을 하는 것일까요? 이는 TFT의 구조를 살펴보면 알 수 있습니다.

TFT는 전기적 스위치 역할을 위해 만들어졌기 때문에 트렌지스터의 한 종류인 MOSFET(모스펫)의 구조와 동작 원리가 매우 닮았습니다. 따라서 TFT의 구조와 동작원리를 이해하려면 먼저 MOSFET의 구조와 동작원리를 살펴 보아야 하는데요. 모스펫은 소스, 게이트, 드레인, 옥시드의 4가지 단자로 이루어져 있고, 모스펫의 단자 용어는 물의 흐름에서부터 나온 것인데요. 이때 물은 전자라고 생각하면 쉽게 이해할 수 있죠! 모스펫은 한마디로 전압이 스위치 역할을 하는 소자를 말한답니다.

아래 그림은 TFT의 종류 중 하나인 a-Si TFT의 구조입니다. 얇은 박막이 층층이 쌓여져 있는 것을 볼 수 있는데요. 모스펫과 구조가 매우 닮았죠?

▲ (좌측부터) a-Si TFT 구조 (게이트 전압 인가 시), MOSFET (NMOS) 구조

구조가 같은 만큼 같은 동작원리를 가지고 있어 TFT도 모스펫 처럼 전기적 스위치 역할을 담당하고 있습니다. 즉 디스플레이 구성 요소인 픽셀의 On/Off 스위치로 전기적 신호를 제어하죠.

그런데 왜 디스플레이에서는 모스펫 대신 TFT를 쓸까요? 그건 바로 구조의 최하단부에 위치한 기판의 차이 때문입니다. 실리콘 기판 위에 만들어진 모스펫은 빛이 통과해야 하는 디스플레이에 적합하지 않았습니다. 그래서 Glass 기판 위에 만들어지는 디스플레이에 사용할 모스펫을 만들었는데 그것이 TFT가 된 것이죠. 즉 TFT는 Glass 기판 위에 만들어져 빛의 투과율이 높아 모스펫 대신 디스플레이 반도체로 TFT를 쓰는 것이랍니다!

요즘 디스플레이 광고를 보면 ‘UHD’, ‘65인치 이상 대형 디스플레이’라는 단어를 쉽게 접할 수 있습니다. 이처럼 디스플레이 기술은 점점 고해상도와 대형화 방향으로 발전하였는데요. 따라서 픽셀 개수가 증가하였고 그만큼 표현해야 할 정보처리 양이 많아 문제가 되었습니다. 하지만 이는 TFT의 발전으로 인하여 해결될 수 있었는데요. 소형 LCD에 쓰이는 a-Si TFT부터 대형 디스플레이에 쓰이는 Oxide TFT까지! 지금부터 TFT에 대해 살펴봅시다!

아래 그림은 a-Si TFT의 구조입니다. 녹색 산화물 층의 형성 물질에 따라 TFT의 종류를 나눌 수 있고 어떤 물질을 쓰느냐에 따라 Source에서 Drain으로 가는 전자의 이동 속도가 결정되는데요. 비정질 실리콘을 사용한 a-Si TFT, 다결정 실리콘을 사용한 LTPS TFT, 산화물질인 IGZO를 사용한 Oxide TFT 등으로 구분할 수 있습니다.

▲ a-Si TFT 구조의 산화물 층

첫째, 비정질 실리콘으로 만들어진 a-Si TFT입니다. a-Si TFT는 공정 자체도 복잡하지 않고, 수율도 높아 초기 LCD에 사용되었습니다. 하지만 태생적인 한계가 있었으니 바로 낮은 전자 이동도였습니다. 앞에서 TFT는 전기적 스위치라고 설명드렸는데요. 스위치의 생명은 무엇일까요? 바로 빠른 반응속도죠! 집에서 형광등을 스위치로 켜고 끄는 데 2~3분씩 기다려야 한다면 무척 불편할 텐데요. 초기 LCD는 소형과 화질이 낮아 디스플레이에 표시할 신호 처리량이 많지 않았습니다. 그래서 전자의 이동속도가 다소 느린 a-Si TFT로도 충분했죠. 하지만 과학기술이 발전하면서 사용자들은 조금 더 크고 조금 더 선명한 디스플레이를 원했습니다.

▲ a-Si TFT를 사용한 LCD / 출처 : LG전자 (www.lge.co.kr)

그래서 a-Si TFT보다 빠른 전자 이동속도를 가진 TFT가 개발되었는데 이것이 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) TFT입니다. 이는 a-Si TFT의 비정질 실리콘에 특수 레이저 공정을 더하여 실리콘 분자들을 결정 형태로 만들어 전자 이동도를 높인 것인데요. 덕분에 빠른 반응속도를 갖게 되었고 많은 신호처리를 신속하게 처리할 수 있게 되었습니다. 하지만 고온의 특수 레이저 공정은 이전 공정단계에 좋지 않은 영향을 끼치며 대형화에 적용할 때 이를 제어할 수 있는 기술 역시 상당한 난이도가 요구됩니다. 따라서 LTPS TFT는 신호 처리량이 많고 빨라야 하는 고해상도 디스플레이에 쓰이고 있습니다.

▲ (좌측부터) LTPS TFT를 사용한 LCD, Oxide TFT를 사용한 OLED / 출처 : 삼성전자 (http://www.samsung.com), LG전자 (www.lge.co.kr)

a-Si TFT의 단점을 보완하기 위해 만들어진 것이 LTPS TFT였으나 LTPS TFT 역시 제조 단가의 문제로 범용화 되지 못하고 있는 실정인데요. 그래서 개발된 것이 Oxide TFT입니다. Oxide TFT는 2가지 특성을 가졌습니다. 첫 번째는 a-Si TFT 처럼 가격이 저렴하다는 것과 두 번째로는 LTPS TFT 처럼 빠른 전자 이동도를 가졌다는 것입니다. Oxide TFT는 반도체 물질에 실리콘 대신 Oxide(산화물), 즉 In(인듐)+Ga(갈륨)+Zn(아연)+O(산소)가 결합된 IGZO라는 산화물을 이용하는데요. IGZO는 LTPS TFT의 재료가 되는 다결정 실리콘보다는 전자의 이동속도가 빠르지 않지만 a-Si 보다는 10배나 빠르다는 장점을 가지고 있습니다. 그리고 Oxide TFT는 a-Si와 비슷한 공정 프로세스를 가지고 있어 기존의 설비를 활용하기 때문에 무척 저렴하죠. 또한, 공정 기술 측면에서 대형 패널을 만드는 한계를 가진 LTPS TFT를 대신해서 대형 디스플레이 TFT의 대안으로 떠오르고 있기도 합니다. 이러한 장점들 덕분에 신호 처리량이 많고 빨라야 하는 중 대형 디스플레이에 쓰이고 있죠.

디스플레이 발전의 주역 TFT! 디스플레이 반도체 TFT의 역할과 종류가 무척이나 흥미롭지 않으신가요?

UHD와 같은 100인치 이상 고화질 대형 디스플레이를 가능케 한 것이 디스플레이 반도체 TFT 덕분이라니! 삶을 풍요롭게 해주는 반도체에 대해 다시 한번 감탄 할 수밖에 없었는데요. 현재 디스플레이 업계는 한 단계 더 도약하기 위해 flexible, transparent와 같은 특성을 가진 미래형 디스플레이를 개발 중입니다. 앞으로 꾸준히 진화를 거듭할 디스플레이의 핵심 소자 TFT의 발전을 기대해봅니다~!

BACK TO THE FUTURE 시간을 달리는 SK하이닉스

영하이라이터 — Sun, 10 May 2015 20:00:00 +0000

1993년, 2015년 그리고 다가올 2025년. 기술변화에 따라 달라진 대학생들의 삶 또한 달라질 텐데요. SK하이닉스 영하이라이터 불사조에서는 반도체를 기반으로 한 기술의 발전을 과거, 현재, 미래로 나누어 살펴보았습니다. 예를 들어 과거에는 공중전화로 연락을 하고, 직접 학교를 찾아가 합격자발표를 확인했었다면 지금은 인터넷상에서 합격 유무를 빠르게 확인을 할 수 있죠! 더 나아가 모든 것을 자동시스템으로 확인하게 될 미래의 모습까지 예측해보았는데요. 시간을 달리며 점점 더 편리해지고 언제 어디서나 쉽게 연락을 주고받게 된 오늘! 기술발전의 바탕인 반도체의 존재감과 중요성을 다시 한번 느낄 수 있었고 지금보다 훨씬 발전된 미래를 만들어갈 반도체를 꿈꿔 볼 수 있는 시간이었습니다. 저희 불사조가 직접 기획하고 촬영, 편집까지 진행한 ‘BACK TO THE FUTURE with SK하이닉스’ 함께 만나보실까요?

▲ SK하이닉스 영하이라이터 5기 4조 불사조의 ‘BACK TO THE FUTURE 시간을 달리는 SK하이닉스’ 영상

▲ 과거-현재-미래의 우리

시간이 지날수록 기술의 변화와 더불어 대학생의 삶의 변화도 일어나고 있습니다. 하루를 시작하는 것부터 친구를 만나고, 공부를 하고, 사진을 찍는 일까지 기술의 변화는 우리의 일상을 바꾸어 놓았는데요. 과연 어떻게 변화했는지 SK하이닉스 영하이라이터와 함께 살펴봅시다!

▲ 과거, 현재, 미래 대학생의 아침

과거의 우리는 알람시계의 울림과 어머님의 잔소리를 들으며 아침을 시작했습니다. 하지만 현재에는 5분 간격으로 울려대는 스마트폰의 알람 소리가 우리를 깨웁니다. 미래에는 어떨까요? 미래의 우리는 센서의 알람과 함께 기상하여 잔소리 대신 날짜와 시간, 날씨, 더 나아가 그날의 건강상태 등의 정보를 확인하며 아침을 맞이하게 됩니다.

▲ 과거와 현재, 미래의 친구와 약속을 잡는 모습

친구와 약속을 잡아야 할 때, 과거에는 공중전화와 삐삐로 애타게 연락을 했다면 현재는 스마트폰을 이용해 언제 어디서든 통화를 할 수 있고 더욱 편해진 메신저로 쉽게 약속을 잡을 수 있습니다. 미래에는 더 나아가 입체영상으로 마치 바로 앞의 상대방과 대화를 나누는 듯이 통화할 수 있게 되지 않을까요?

▲ (좌측부터) 90년대의 합격 대자보에서 확인하는 모습, 2015년 합격자 조회, 2025년 합격자 발표 홀로그램

90년대만 하더라도 대학교 합격자 발표날, 학교 벽에 붙은 대자보에서 직접 자기 이름을 일일이 찾아가며 결과를 확인해야 했습니다. 그 덕분에 지금보다 더 많은 사람들과 함께 기쁨을 나눌 수 있었는데요. 지금은 집에서 쉽고 빠르게 결과를 확인하고 가족들과 기쁨을 나누게 되었습니다. 미래에는 보다 편리하게 3D 입체 홀로그램으로 한눈에 결과를 확인하고 기다리는 시간이 역시 더욱 줄게 될 것입니다.

▲ 시대별 대학생의 공부하는 방식의 차이

과거에는 강의시간에 필기를 하지 않으면 수업을 따라가기 힘들었지만 지금은 PPT나 수업자료를 쉽게 인터넷에서 내려 받아 더욱 편하게 수업을 들을 수 있는데요. 미래에는 디스플레이 하나로 필기부터 세상의 모든 자료를 참고하고 공부 할 수 있는 환경이 구축될 것입니다.

▲ 과거, 현재, 미래의 추억 남기기

추억을 남기는 일은 과거, 현재, 미래 모두 중요한데요. 과거에는 필름카메라로 사진을 찍어 현상하고 인화하는 과정을 거쳐야만 했습니다. 그러나 현재는 DSLR 같은 디지털 카메라를 사용해 어떻게 찍혔는지 곧바로 확인하고 지울 수 있게 되었습니다. 미래에는 초소형 플렉서블 디스플레이를 활용하거나 증강현실과 같은 기술을 사용해 시야로 직접 찍는 일을 예상해봅니다.

이러한 기술의 발전 뒤에는 반도체라는 숨은 공신이 있고 SK하이닉스가 있습니다. SK하이닉스가 끊임없이 발전시켜온 DRAM과 Nand flash 메모리 없이는 컴퓨터부터 TV, 스마트폰 그리고 하다못해 라디오 조차도 제 기능을 하지 못할 텐데요. 기술 습득이 빠르고 변화에 민감한 대학생들은 이러한 기술 발전을 몸소 체험해오며 지속적으로 니즈를 발생시키고 이를 다시 기술발전에 연결시키는 역할을 해왔습니다.

과연 10년 뒤 대학생들은 어떤 생활을 하고 있을까요? 우리의 생활 속 모든 전자제품의 필수품인 반도체가 미래에 얼마나 더 발전하고 새로운 기술을 잉태할지 무척이나 궁금해지는데요. 이것이 대학생들의 삶에 어떤 혁신의 바람을 가져올지 SK하이닉스 영하이라이터와 함께 알아보겠습니다.

하나. 현실+확장판=증강현실’을 도와주는 홀로렌즈

▲ 증강현실을 이용한 오토바이 설계 / 출처: Microsoft 공식 사이트 (http://www.microsoft.com/)

현 시대의 대학생활의 도우미가 스마트폰이라면 미래의 대학생활의 도우미는 무엇이 될까요? 바로 증강현실의 실현을 도와주는 ‘홀로렌즈’이지 않을까요? 증강현실이란 현실에 3차원 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 기술입니다. 많은 사람들이 가상현실과 증강현실을 혼동하는데요. 가상현실은 배경, 환경 모두 현실이 아닌 가상의 이미지를 사용하지만, 증강현실의 경우에는 현실의 이미지나 배경에 3차원 가상 이미지를 추가시켜 보여주는 것이기 때문에 엄연히 다른 개념입니다. 가상현실은 하나부터 열까지 만들어진 허상이지만, 증강현실은 ‘현실+3차원’ 이미지 정보로 현실의 확장판이라 할 수 있습니다.

▲ Microsoft의 홀로렌즈 / 출처: Microsoft 공식 사이트 (http://www.microsoft.com/)

생활을 더욱 보조해줄 수 있는 증강현실 기술을 적용하기 위해서는 지리, 위치 정보를 송수신하는 GPS장치 및 중력센서, 이 정보에 따른 상세 정보가 저장된 위치정보시스템, 그 상세 정보를 수신하여 현실 배경에 표시하는 증강현실 어플리케이션, 디스플레이로 출력할 IT기기가 필요합니다. Microsoft 에서는 증강현실 실현을 위한 모든 기능이 담겨있는 기기를 개발했는데요. 이 모든 기능이 담겨있는 기기는 바로 홀로렌즈라는 증강현실 실현용 안경입니다.

홀로렌즈를 착용하는 순간 현실의 확장판, 증강현실이 실현되는데요. 당장 몇 년이 지나면 홀로렌즈는 지금의 스마트폰과 같이 대학생의 연락수단과 같은 생활적인 측면부터 과제, 수업과 같은 학업적 측면까지 영향을 미치는 필수품이 될 것 입니다. 나의 손짓 한 번에 궁금한 것에 대한 정보가 바로 눈 앞에 표시되고, 상상을 현실로 만들어내는 기술! 현재 개발 중에 있고 완성 단계에 있는 홀로렌즈가 우리의 상상을 현실로 실현시켜줄 것 같습니다.

둘. 돌돌 말아서 휴대하는 플렉서블 디스플레이

▲ 플렉서블 디스플레이 / 출처 : MELFAS (http://www.melfas.com/)

최근 스마트폰에서 웨어러블 디바이스로 모바일 기기시장이 확대됨에 따라 플렉서블 디스플레이에 대한 수요가 늘었는데요. 플렉서블 디스플레이란 기존 디스플레이의 유리기판을 자유자재로 휠 수 있는 플라스틱 종류의 기판을 사용하여 기존의 디스플레이와 다르게 얇고 가벼우며 깨지지 않는 차세대 디스플레이를 말합니다. 플렉서블 디스플레이의 4단계 개발단계를 함께 살펴보며 현재 개발이 어디까지 진행되고 있는지 알아볼까요?

1세대- Durable Display 기판만 유리에서 유연한 소재로 바꿨기 때문에 기존 휴대용 제품의 견고한 외곽은 그대로 사용하나 제품의 두께, 무게, 신뢰성을 혁신적으로 향상된 형태

2세대- Bendable &ConformableDisplay 자유로운 디자인이 가장 큰 핵심으로 휘어진 형태를 지속적으로 유지하고 디스플레이 외곽 디자인이 패셔너블한 디스플레이

3세대- Rollable& Foldable Display 두루마리처럼 자유롭게 말고 색종이처럼 자유롭게 접을 수 있는 디스플레이

4세대- Disposable Display 저가로 생산되어 유통되는 종이를 대신하는 디스플레이. 미래 기술을 기반으로 대량 생산을 거쳐 쉽게 사고, 임의로 폐기할 수 있는 디스플레이

종이를 돌돌 말아서 보관하는 것처럼 디스플레이를 완전히 동그랗게 구부릴 수 있는 롤러블 디스플레이와 한 단계 더 발전한 접었다가 펼 수 있는 폴더블 디스플레이가 현실화 된다면 휴대성도 뛰어나고 지금은 상상하기도 힘든 완전히 새로운 개념의 기기도 만들 수 있을 것 같습니다!

셋. 더욱 더 투명하게! 투명 디스플레이

▲ 투명 디스플레이 / 출처: LG디스플레이 (www.lgdisplay.com)

투명 디스플레이는 일정 이상의 투과도를 가진 투명 전자 소자를 이용하는 디스플레이입니다. 사용하지 않을 때는 유리처럼 투명한 상태를 유지하지만, 필요 시에는 투명한 형태의 디스플레이에 다양한 정보가 표시되는 제품인데요. 모니터, 스마트 창문, 자동차 앞 유리 등에 사용될 수 있습니다.

▲ (좌측부터) HMT, 투과형 디스플레이 / 출처 : SONY (www.sony.co.kr), TAT(http://www.tat.se)

이러한 투명 디스플레이에는 투사형 디스플레이와 투과형 디스플레이로 나눌 수 있는데요. 투사형 디스플레이는 다시 HUD(Head Up Display)와 HMD(Head Mount Display)로 나뉩니다. HUD는 비행기나 자동차 유리창과 같은 투명한 스크린에 빛을 투사하는 기술을 의미하며 HMD는 스크린이 아닌 사람의 눈에 직접 빛을 투사하는 방법으로 안경의 형태로 제작됩니다.

투과형 디스플레이는 크게 LCD와 OLED로 분류되며 LCD는 백라이트가 있고 투과도가 비교적 낮은 방법인 반면 OLED는 투과도가 높은 편이며 백라이트 없이 영상을 표시할 수 있기 때문에 많은 분야에 응용이 가능합니다. 또한 플렉서블 디스플레이와 투명 디스플레이가 융합된 ‘투명 플렉서블 디스플레이’가 개발단계에 있다고 하니 무척 기대가 되네요!

반도체와 함께 발전하는 기술과 그를 기반으로 한 과거, 현재, 미래의 변화상을 살펴보고 미래 일상의 필수품이 될 기술들까지 함께 알아보았는데요. 영상처럼 대학생의 삶의 변화와 함께 한 시간을 달리는 SK하이닉스! 현재에 머물지 않고 또 다른 기술 변화에 함께 하는 SK하이닉스가 되어, 변화에 적극적인 대학생들의 삶의 동반자로서 함께 발전해 나가는 그 날을 기대해봅니다!