언더디스플레이 센서

Micro-LED는 나노초 단위로 켜고 끌 수 있어 화면이 통신과 거리측정을 겸할 수 있다고 여겨집니다. 스트래스클라이드대·에든버러대 연구진이 128×128 디스플레이로 그것을 해 봤습니다. 같은 화소 빛으로 초당 0.68기가비트를 보내며 80센티미터 앞 거리를 4센티미터 오차로 쟀고, 두 기능은 서로를 거의 깎지 않았습니다. 상한을 정한 것은 광학이 아니라 구동칩 배선이었습니다.

음향 임피던스는 밀도와 굳기의 기하평균입니다. 유리와 접착제는 밀도가 2.2배 차이인데 굳기는 34배 차이라, 임피던스가 8.6배로 갈립니다. 커버글라스 700마이크로미터를 지나며 잃는 것은 사실상 없는데, 그 아래 20마이크로미터짜리 접착층 하나가 편도 투과를 9 %까지 떨어뜨립니다. 산업이 쓸 수 있는 길은 둘뿐입니다. 없는 것처럼 얇게 만들거나, 입자를 도핑해 굳기를 끌어올리거나.

융선은 커버글라스에 닿고 골은 닿지 않습니다. 그 차이가 만드는 반사율 4.07 %p가 지문 이미지의 대비 전부입니다. 100 가운데 4를 가지고 그림을 그리는 셈입니다. 게다가 광원이 따로 없어 OLED 화소가 조명이고, 결상 렌즈를 세울 두께가 없어 개구로 각도를 잘라야 합니다. 해상력을 4배 올리려고 빛의 15배를 버리는 교환입니다.

지문·조도·근접센서가 차례로 화면 아래로 내려가는 동안 페이스 ID만 9년째 화면 위에 남았습니다. 3만 개의 점을 만들어내는 회절이 패널을 만나는 순간 같은 원리로 그 점들을 복제해 무너뜨리기 때문입니다. 산업이 내놓은 답은 점을 더 늘리는 것이 아니라 열 배 넘게 줄이는 것이었습니다. 3D 센싱을 패널 아래로 넣어야 하는 광학·센서 설계 엔지니어를 위해 동작원리부터 해법 세 갈래까지 정리했습니다.

OLED 아래로 숨은 조도센서가 자기 발광 빛과 외부광을 구분하지 못하면, 화면 밝기 제어가 통째로 흔들립니다. 편광판을 없애는 최근 트렌드가 이 문제를 오히려 키우는 이유와, 센서·패널 설계팀이 실제로 마주치는 크로스토크 보정 방법을 정리했습니다.

근접센서 신호가 OLED를 두 번 통과하면 세기는 거리의 제곱(T²)으로 줄어듭니다. 신호 마진을 확보하려 발광을 키우면 이번엔 TFT 광열화라는 신뢰성 리스크가 따라옵니다. 언더디스플레이 센서를 설계하는 엔지니어가 이 트레이드오프를 어떻게 풀어야 하는지 정리했습니다.