OLED의 미래, 생산방식부터 폼팩터까지 진화한다

[이뉴스투데이 여용준 기자] 디스플레이 시장에서 중국을 중심으로 한 LCD 공급과잉과 가격 하락이 이어지면서 국내 디스플레이 기업들이 유기발광다이오드(OLED)로 전환을 가속화하고 있다. OLED 디스플레이 신기술 관심도 높아졌다.

OLED(Organic Light Emitting Diodes)는 백라이트를 사용하지 않고 자체 발광하는 형광성 유기물질을 증착시켜 빛을 내는 디스플레이다.

OLED의 신기술은 제조단계에서부터 폼팩터 구성까지 이어지고 있으며 앞으로 구현 방식에서도 변화가 있을 것으로 예상된다.

◇ 생산 방식의 변화, 비용 줄이고 더 선명한 화면 구현 =3일 업계에 따르면 LG화학은 2일 미국 듀폰과 솔루블 OLED 재료기술 이전 협약을 체결했다. 인수 범위는 듀폰의 솔루블 OLED 재료기술과 노하우 등 물질·공정 특허 540여건을 포함한 무형자산과 연구 및 생산설비를 포함한 유형자산 일체다.

‘솔루블 OLED 디스플레이’는 용액 형태 재료를 잉크젯 프린팅 기술로 패널에 얹어 만드는 방식으로 기존 ‘증착형 OLED’보다 재료 손실을 줄이면서 색재현율을 극대화할 수 있다.

‘증착형 OLED’는 재료를 진공상태에서 가열한 후 증발한 상태로 OLED 패널에 붙이는 방식으로 현재 OLED 제조기업이 주로 사용하는 방식이다.

LG화학은 세계 주요 디스플레이 기업이 앞으로 5년 안에 ‘솔루블 OLED’ 양산에 본격적으로 뛰어들 것으로 내다봤다.

디스플레이 업계 관계자는 “솔루블 OLED에 대해서는 충분히 인식하고 있으며 생산 공정 적용을 검토하고 있다. 다만 현재 구체적인 계획이 마련된 것은 없다”고 설명했다.

생산 방식 자체에 변화를 주는 것인 만큼 설비 구축비용 부담이 예상되기 때문이다. 다만 재료 손실을 줄일 수 있고 색재현율을 높여 더욱 선명한 화면을 구현할 수 있다는 점을 감안한다면 빠른 시일 안에 도입이 이뤄질 것으로 예상된다.

◇ 세트의 진화와 함께 찾아온 폼팩터 변화 =OLED 디스플레이는 생산 방식 뿐 아니라 폼팩터 변화도 촉진할 전망이다. 이 같은 변화는 TV나 스마트폰 등 세트의 변화와 맞물려 진행될 것으로 보인다.

삼성전자는 이달 말부터 미국을 시작으로 글로벌 시장에 폴더블폰을 내놓는다. LG전자는 올해 초 CES에서 롤러블 디스플레이를 적용한 LG시그니처 올레드 TV R을 선보였다. 이 제품은 하반기 국내에서 구입할 수 있다.

이들 스마트폰과 TV는 기존 평면의 형태에서 변화를 준 제품으로 이를 구현하기 위해서는 디스플레이 폼팩터의 변화가 가장 중요하다.

한동안 중소형 OLED 디스플레이 시장에서는 ‘구부러지는’ 플렉시블 디스플레이가 대세를 이뤘다. 최근 세계 시장을 중심으로 ‘접히는’ 폴더블로 진화했다. 업계에서는 폴더블 이후 ‘돌돌 말리는’ 롤러블 디스플레이를 거쳐 ‘신축성 있는’ 스트레처블 디스플레이로 진화할 것으로 보고 있다.

이밖에 LG디스플레이는 자체 개발한 투명 플렉시블 OLED를 바탕으로 상업용 디스플레이 시장에서도 역량을 확대하고 있다.

강인병 LG디스플레이 최고기술책임자(CTO)는 “접거나 말거나 디스플레이에서는 두께가 얇아야 한다. TV에서는 OLED를 글라스로 시작해 플라스틱을 적용했다. 접거나 말거나의 어려움은 플라스틱을 바꿔야 한다는 점에서 똑같다. 얼마나 얇은 플라스틱 기판을 쓸 수 있느냐는 경쟁력이 될 것”이라고 말했다.

현재 삼성과 LG 등 디스플레이 기업들은 스트레처블 디스플레이 개발에 한창이다. 삼성디스플레이는 2017년 미국에서 스트레처블 디스플레이를 공개한 바 있다. 이 제품은 20~30% 정도 늘어나는 수준으로 시장 요구에 따라 더 늘어나게 개발될 것으로 보인다.

이정익 한국전자통신연구원 실감소자연구본부장은 “폴더블 디스플레이가 개발되고 상용화되기까지 약 8년의 시간이 걸렸다. 스트레처블도 그 정도 걸릴 것”이라고 전망했다.

◇ OLED 디스플레이의 미래는 QD-OLED? =OLED 디스플레이의 미래 기술로 언급되는 것 중 하나는 QD-OLED다. 이는 기존 OLED의 RGB 방식에서 청색 OLED는 그대로 두고 적색과 녹색에 퀀텀닷(QD)을 적용한 별도의 컬러필터를 제작해 청색 OLED 위에 배치하는 방식이다. 말 그대로 QD와 OLED가 혼합되는 방식이다.

이상현 메리츠종금증권 연구원은 “삼성디스플레이가 대형 QD-OLED 라인에 투자를 가시화하고 A3라인 공정을 전환할 것”이라고 전망했다. 현재 삼성디스플레이는 6인치 QD-OLED 디스플레이 개발에 성공했으며 2020년 하반기 양산에 돌입해 2021년 QD-OLED TV를 출시할 것으로 업계에서는 전망하고 있다.

다만 이에 대해 LG디스플레이 관계자는 “삼성이 준비하고 있는 QD-OLED는 결국 OLED”라며 반박했다. 현재 LG디스플레이는 화이트 OLED 방식을 채택하고 있다. 이 때문에 LG디스플레이의 OLED가 디스플레이 기술의 최고 우위라는 설명이다.

한편, LG디스플레이는 TV 시장이 8K 고화질에 접어들면서 OLED의 기술적 우위가 더 드러날 것으로 내다봤다.

강인병 CTO는 “TV가 8K로 고화질화 할수록 OLED에 유리하다. 백라이트 유닛을 활용하는 것이 아닌 자발광 유닛을 쓰기 때문에 3300만개 작은 화소로 화질을 제어할 수 있다”고 설명했다. 강 CTO는 또 “OLED는 고해상도로 가더라도 소비전력이 동일하기 때문에 LCD와 격차를 줄이고 뒤집을 수 있다”고 강조했다.