원플러스 노드 AMOLED 디스플레이 녹색 틴트 [설명]

원플러스 노드는 지금까지 가장 화제가 된 스마트폰 중 하나일 뿐만 아니라 플라스틱 프레임, 평균적인 카메라, 그리고 가장 과장된 녹색 틴트 “문제”로 비판을 받기도 했습니다. 원플러스 노드의 디스플레이는 가격을 고려할 때 실제로 매우 좋은 패널입니다. 90Hz 주사율을 가진 1080P AMOLED 디스플레이로, 듀얼 펀치홀 카메라와 HDR 10 인증을 갖추고 있습니다.

디스플레이 사양은 괜찮지만, 많은 사람들의 마음에 우려를 불러일으키는 것은 어두운 환경에서 전화의 밝기가 10-15% 이하로 설정되고 화면에 회색 배경이 있을 때, 디스플레이의 일부 영역이 실제 색상인 회색 대신 녹색으로 보인다는 사실입니다. 이 현상은 낮은 밝기 수준에서만 발생하므로 밝기를 높이거나 배경 색상이 다른 경우에는 이 틴트 효과가 사라지고 색상이 정상적으로 보입니다.

실제 시나리오에서, 위에서 언급한 조건으로 이 녹색 틴트를 재현하는 것은 드물게 발생하며, 실제로 찾지 않는 한 그리 뚜렷하지 않습니다. 원플러스 노드를 약 2주 동안 사용하면서 모든 조명이 꺼진 방에서 전화기를 사용하더라도 화면에서 틴트를 발견하지 못했습니다. 소셜 미디어에서 보고서를 보고 이를 재현해 보려고 했을 때, 가까이에서 살펴보니 발견할 수 있었습니다.

이제, 대부분의 사용자에게는 문제가 되지 않아야 하지만, 유효한 주장은 모든 사람이 좋은 금액을 지불할 때 완벽한 스마트폰을 원한다는 것입니다. 결함이 있는 디스플레이나 문제가 있는 전화기를 원하지 않습니다. 하지만 여기서 질문은, 이것이 실제로 문제인가요? 우리는 OLED 디스플레이의 제조 과정에 대해 더 깊이 파고들어 개별 LED까지 조사하고, 틴트 현상을 설명하기 위해 우리의 발견을 문서화하기로 했습니다.

여기서 논의할 몇 가지 개념은 반도체와 그 작동 방식에 대한 기본적인 이해가 필요하다는 점을 언급할 가치가 있습니다. 우리는 더 나은 이해를 위해 기본으로 나누어 설명하려고 합니다.

반도체의 작동

먼저 반도체와 그 기본 속성을 이해하는 것부터 시작하겠습니다. 반도체는 이름에서 알 수 있듯이 완전히 전도성이거나 완전한 절연체가 아닌 물질입니다. 실리콘과 게르마늄과 같은 반도체 재료는 정상 조건에서 절연체처럼 행동하지만 열 에너지를 받으면, 즉 재료의 온도가 증가하면 전도성 특성을 나타내기 시작합니다.

이러한 재료의 높은 온도에서의 전도성은 전자와 홀이라고 불리는 하전 입자 때문입니다. 전자는 음전하를 가지고 있고 홀은 본질적으로 양전하를 가진 빈 공간입니다. 이제, 고등학교 화학을 기억한다면, 주기율표의 모든 원소는 원자 번호를 가지고 있습니다. 전하가 없는 원자의 경우, 원자 번호는 원자가 가지고 있는 전자의 수를 나타냅니다. 예를 들어, 실리콘은 원자 번호 14를 가지고 있으며, 이는 하나의 실리콘 원자에 14개의 전자가 있음을 나타냅니다.

이 전자는 원자의 중심(핵) 주위의 원형 궤도에 존재합니다. 각 궤도(밴드)는 고정된 수의 전자만 수용할 수 있기 때문에 핵 주위에는 여러 개의 궤도가 있습니다. 첫 번째 밴드는 두 개를 수용할 수 있고, 다음 밴드는 각각 여덟 개를 수용할 수 있습니다. 우리가 고려한 예에서 실리콘은 14개의 전자를 가지고 있으며, 그 중 두 개는 첫 번째 밴드를 차지하고, 다음 여덟 개는 두 번째 밴드를 차지하며, 나머지 네 개는 마지막 밴드를 차지합니다. 우리는 최종 밴드인 원자가 밴드에만 관심이 있으며, 원자가 밴드에 있는 전자는 원자가 전자라고 합니다.

반도체에 열이 가해지면, 원자가 밴드의 전자가 ‘흥분’되어 이동할 수 있게 되고 더 이상 핵의 힘에 의해 구속되지 않게 됩니다. 열 에너지와 이제 이동할 수 있게 된 사실로 인해 원자가 밴드의 전자는 전도 밴드로 점프합니다. 원자가 밴드에서 전도 밴드로의 전자의 이동이 반도체가 전도성을 가지게 하는 원인입니다.

순수 반도체, 즉 본질적인 반도체는 스스로는 그렇게 전도성이 높지 않으며 전자 용도로 사용할 수 없습니다. 따라서 이들은 도핑이라는 과정을 거쳐 외부 반도체로 변환됩니다. 도핑은 본질적으로 반도체에 불순물을 추가하여 더 전도성이 높게 만드는 것을 의미합니다. 물질을 더 전도성으로 만들기 위한 방법은 더 많은 하전 입자를 추가하는 것입니다. 즉, 더 많은 자유 전자나 홀을 추가하는 것입니다.

이로 인해 두 가지 유형의 반도체가 발생합니다. n형 반도체는 전자가 과잉이고, p형 반도체는 홀의 과잉이 있는 반도체입니다. n형 반도체는 인, 비소, 안티모니와 같은 원소로 도핑됩니다. p형 반도체는 붕소, 알루미늄, 갈륨과 같은 원소로 도핑됩니다. 이러한 전제 조건은 우리가 논의할 추가 개념을 이해하는 데 충분해야 합니다.

다이오드

다이오드는 전류의 흐름을 한 방향으로 제한하면서 반대 방향으로 전류의 흐름을 허용하는 반도체 장치입니다. 우리가 다이오드의 작동 방식을 이해하려고 하는 이유는 LED가 기본적으로 발광 다이오드이기 때문입니다. 다이오드는 p형 반도체와 n형 반도체가 융합되어 만들어집니다. 이는 다이오드의 양 끝에 전압이 공급될 때 재결합이라는 과정이 발생하는 고갈 영역을 생성합니다. 간단히 말해, 전자가 홀과 결합하여 에너지를 방출합니다. 이 재결합으로 방출되는 에너지는 LED에서 빛(광자)의 형태로 나타납니다.

일반적으로 LED는 실리콘으로 만들어지지 않습니다. 대신, 갈륨 나이트라이드라는 반도체를 사용합니다. OLED는 유기 화합물을 사용하여 빛을 생성하지만 기본 작동 원리는 동일합니다.

LED에서의 색상 재현

반도체의 작동 방식에 대해 이렇게 자세히 설명한 이유는 LED가 다양한 색상을 생성하는 방식을 이해하는 데 필요하기 때문입니다. 이제 이것은 두 가지 방법으로 이루어집니다. 디스플레이는 빛을 생성하는 픽셀로 구성되어 있으며, 따라서 여러 픽셀이 완전한 이미지를 생성하는 데 기여합니다. 픽셀은 개별적으로 다른 색상을 생성하는 서브 픽셀도 가지고 있습니다. 이러한 서브 픽셀은 다양한 패턴으로 배열될 수 있으며, 가장 일반적인 패턴은 RGGB입니다. 빨간 LED, 두 개의 녹색 LED, 그리고 파란 LED입니다. 먼저, 픽셀 내의 이러한 개별 LED가 색상을 생성하는 방식을 살펴보겠습니다.

여기서 고려해야 할 두 가지 변수가 있습니다. 반도체를 도핑하는 데 사용되는 도펀트와 반도체의 밴드갭으로, 이는 원자가 밴드와 전도 밴드 사이의 거리입니다. 이 두 가지 요소가 LED의 색상을 결정합니다. 예를 들어, 밴드갭이 작으면 결과 LED는 빨간색으로 빛날 수 있습니다. 밴드갭이 크면 결과 LED는 녹색으로 빛날 수 있습니다. 기본적으로, 서로 다른 밴드갭은 서로 다른 에너지를 방출합니다.

전압 변화 – 첫 번째 방법

이 LED가 다양한 색상의 빛을 방출하기 위해서는 전압이 공급되어야 합니다. 이 전압은 전화기의 배터리에서 제공되며, 전용 회로를 통해 조절됩니다. 또한 각 LED의 강도는 공급되는 전압에 정비례한다는 점도 중요합니다. 공급되는 전압이 높으면 LED는 더 높은 강도의 빛을 방출하며, 이것이 전화기의 밝기 슬라이더가 작동하는 방식입니다.

원플러스 노드의 녹색 틴트로 돌아가면, 밝기 슬라이더가 최소값으로 설정되었을 때, 일부 녹색 서브 픽셀(LED)에 공급되는 전압이 특정 영역에서 비례적으로 감소하지 않아 해당 특정 영역에서 더 높은 강도의 녹색 빛이 나타날 수 있습니다. 그러나 이것으로 끝나지 않습니다.

색상 마스킹/섀도우 마스크 패터닝 – 두 번째 방법

OLED가 색상을 표시할 수 있도록 하는 또 다른 방법은 섀도우 마스크 패터닝이라는 과정을 사용하는 것입니다. 이 방법은 각 흰색 픽셀에 RGB 방출 층을 증착하는 것을 포함합니다. 픽셀이 생성하는 흰색 빛은 화면에 표시될 색상에 따라 RGB 증착에 의해 필터링됩니다.

이것은 OLED 디스플레이의 각 픽셀에 빛을 방출하는 빨간색, 녹색 및 파란색 층을 배열하여 수행됩니다. 앞서 언급한 것처럼 픽셀 내의 서브 픽셀이 특정 패턴으로 배열되는 것처럼, 이러한 빛 방출 층도 특정 패턴으로 배열됩니다. 예를 들어, RGB. 즉, 각 서브 픽셀은 개별 색상을 가지고 있습니다.

왜 디스플레이 틴트가 발생하는가?

이 과정에서 원플러스 노드의 디스플레이에서 녹색 틴트로 이어지는 결함이 발생합니다. 이러한 색상 층은 색상 마스크라고 불리는 스텐실을 사용하여 LED에 증착됩니다. 마스크가 방해받거나 증착 중에 정확하게 배치되지 않으면 색상 증착의 간격에 오류가 발생하여 디스플레이에서 비균일한 색상 출력을 초래합니다.

이것은 반드시 녹색일 필요는 없습니다. 지난해 ROG 폰 2와 같은 일부 전화기에서는 디스플레이에 분홍색 틴트가 있는 경우도 있었습니다. 게다가 OLED TV에서도 틴팅이 관찰되는 경우가 있습니다.

이것이 정말 문제인가?

원래 질문으로 돌아가서, 이것이 정말 문제인가요? 스마트폰 제조업체는 다양한 공급업체로부터 디스플레이 패널을 조달합니다. 이러한 공급업체는 매우 대규모로 디스플레이를 제조하기 때문에, 우리가 언급한 결함은 일반적이며 피하기 쉽지 않습니다. OLED 디스플레이의 제조는 복잡한 과정이며 많은 정밀도가 필요합니다.

삼성이나 애플 또는 다른 제조업체의 장치에서 디스플레이 틴트가 없는 이유를 묻는다면, 아마도 이러한 OLED 패널에서 사용되는 제조 과정이 다르거나(색상 필터링 또는 전자 빔 사용과 같은 OLED 디스플레이 제조 방법이 다른 방법도 있음) 사용되는 방법이 더 정밀하여 인간의 오류를 제거하기 때문일 것입니다.

디스플레이 틴트가 제조 과정에서 발생하기 때문에 본질적으로 패널의 특성이 됩니다. 하나의 공급업체가 수백만 개의 디스플레이를 제조하기 때문에, 정상적으로 작동하는 경미한 결함이 있는 패널을 폐기하는 것은 현실적으로 불가능합니다. 따라서 이러한 디스플레이는 QC 테스트를 통과하며, 일반적인 시나리오에서는 틴트를 거의 알아차리지 못합니다.

디스플레이 틴트에도 불구하고 원플러스 노드를 구매해야 할까요?

원플러스 노드를 사용할 때 가끔 녹색 틴트를 발견하면 OCD가 발동할 것이라면, 이것은 당신에게 문제가 될 수 있습니다. 다른 모든 사람에게는, 녹색 틴트는 전화기를 정기적으로 사용하거나 디스플레이에서 콘텐츠를 소비할 때 보이지 않으므로 이것은 거래를 깨는 요소가 되지 않아야 합니다. 운이 좋다면, 원플러스 노드의 유닛은 정밀하게 제조되었기 때문에 틴트가 없을 수도 있습니다.

어쨌든, 우리는 전체 녹색 틴트 시나리오가 이제 당신에게 더 명확해졌고, 그것이 발생하는 실제 이유를 알게 되기를 바랍니다. 이것은 본질적으로 문제가 아니라 복잡한 제조 과정의 부산물일 뿐입니다.