LTPO+ 적용 앞둔 아이폰 18, 패널업체 간 기술 각축전
아이폰 18에는 LTPO+로 불리는 새로운 형태의 OLED 백플레인 기술이 적용될 예정이다. 기존 LTPO가 스위칭 TFT에만 옥사이드(산화물) 반도체를 사용한 하이브리드 구조였다면, LTPO+는 스위칭 TFT와 구동 TFT 모두를 옥사이드 TFT로 전환한 것이 핵심이다. 이는 애플이 차세대 OLED 패널에서 전력 효율을 높이고, 장시간 사용 시 휘도 균일성과 이미지 잔상 문제를 개선하기 위한 전략으로 분석된다.
LTPO+ 보상 회로 특허 (출처: 애플)
기존 LTPS(저온 다결정 실리콘) 기반의 구동 TFT는 높은 이동도로 인해 고휘도 구동에는 유리하지만, 결정립 경계에 의한 트랩이 많아 히스테리시스가 크고 전류 특성이 불안정해 장시간 사용 시 계조 오차나 휘도 불균일이 발생하기 쉽다. 반면 옥사이드 TFT는 히스테리시스가 작고 전류 특성이 안정적이어서 동일한 게이트 전압 조건에서도 일정한 전류를 유지한다. 그 결과 픽셀 간 전류 편차가 줄어들어 휘도 균일성과 색상 안정성이 향상되고, 잔류 전하 축적이 억제되어 이미지 잔상(Image Retention) 현상도 감소한다.
이러한 장점에도 불구하고, 구동 TFT로 옥사이드를 적용하기 위해서는 해결해야 할 기술적 과제가 여전히 많다. 옥사이드 반도체의 이동도는 LTPS보다 낮기 때문에 충분한 구동 전류 확보가 어렵고, 고휘도·고주사율 구동 시 전류 응답 속도가 떨어질 수 있다. 또한 장시간 바이어스 및 열 스트레스 환경에서의 안정성 확보가 필수적이다. 구동 TFT가 장시간 구동될 때 전자 트랩 누적에 따른 전류 감소나 미세한 색상 변화가 생길 수 있기 때문이다.
한편, LTPO+ 구조에서도 일부 회로 소자는 여전히 LTPS로 구성되는데, 이들 LTPS는 구동 TFT와 같은 고성능 등급이 아니기 때문에 비용 효율적인 저가 LTPS 제조 기술 확보도 중요하다. 고품질 구동용 LTPS와 달리 주변 회로나 센싱 소자용 LTPS는 고이동도보다 수율·균일성·저비용 공정이 우선되며, 이러한 공정 단순화와 비용 절감 기술이 LTPO+ 대량 양산의 경쟁력을 높인다.
즉, LTPO+는 옥사이드와 LTPS 두 공정의 균형 위에서 완성되는 구조로, 한쪽은 고성능화(옥사이드), 다른 한쪽은 저비용화(LTPS)가 핵심 과제가 된다.
이러한 관점에서 옥사이드 구동 TFT의 핵심 과제는 네 가지로 정리된다.
첫째, Bias 및 Thermal Stress 신뢰성 확보 – 장시간 구동 중 전기적 열화를 억제하고 ΔVth(문턱전압 이동)을 최소화하는 기술.
둘째, 보상 회로(Compensation Circuit) 통합 – 산화물 소자의 특성 변동을 회로 레벨에서 보정하여 구동 안정성을 확보하는 설계.
셋째, 대면적 균일도(Large-Area Uniformity) 확보 – 기판 전체의 전류 편차를 줄여 휘도 균일성을 유지하는 기술.
넷째, 적정 SS(Subthreshold Swing) 제어 – SS가 지나치게 낮을 경우 문턱전압 편차와 시간 변화(ΔVth)에 민감해 전류 산포가 커질 수 있으므로, 전력 효율과 구동 안정성의 균형을 고려한 SS 최적화.
결국 LTPO+의 성공 여부는 옥사이드 구동 TFT의 성능 완성도뿐 아니라, 보조 LTPS 공정의 비용 경쟁력에도 달려 있다. 이동도, 신뢰성, 균일도, 그리고 제조 단가까지 목표 수준에 도달해야 애플이 아이폰 18에 LTPO+를 본격 채택할 수 있을 것이다. 업계에서는 옥사이드 TFT 성능 확보와 저비용 LTPS 공정 개발을 중심으로 기존 아이폰 패널 공급업체들 간의 기술 경쟁이 본격화될 것으로 전망되며, LTPO+는 차세대 모바일 OLED 시장에서 패널 기술력의 새로운 분기점이 될 것으로 평가된다.
유비리서치 한창욱 부사장/애널리스트(cwhan@ubiresearch.com)
소형 OLED 디스플레이 마켓 트래커
