美 UDC, `청색 인광 OLED` 선점한다…삼성D `기웃` [소부장디과장]

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美 UDC, '청색 인광 OLED' 선점한다…삼성D '기웃' [소부장디과장]

디지털데일리 발행일 2023-04-14 13:57:22

김도현

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- 마이크 핵 UDC 부사장 “우리 특허 피할 수 없을 것”

[디지털데일리 김도현 기자] 미국 유니버셜디스플레이(UDC)가 차세대 유기발광다이오드(OLED) 소재를 내년부터 상용화할 계획이다. 관건은 주요 고객인 삼성디스플레이와 LG디스플레이 적용 시점이다. 삼성디스플레이의 경우 내재화를 준비 중인 만큼 묘한 분위기가 형성될 가능성도 제기된다.

14일 마이크 핵 UDC 비즈니스 개발 담당(부사장)<사진>은 서울 중구 웨스틴 조선 호텔에서 열린 기자간담회에서 “지난해 청색 인광 OLED(PHOLED) 소재 내부 목표 사양을 충족했다. 2024년부터 생산을 목표로 관련 작업이 순조롭게 진행되고 있다”고 밝혔다.

OLED는 크게 ‘유리(또는 플라스틱 기판) - 유기 발광층 - 유리 덮개 - 편광판’으로 구성된다. 이중 유기 발광층은 적색·녹색·청색(RGB) 소자가 색을 내는 부분으로 다시 ‘양극(Anode) - 정공주입층(HIL) - 정공수송층(HTL) - 발광층(EML) - 전자수송층(ETL) - 전자주입층(EIL) - 음극(Cathode)’ 순으로 이뤄진다.

실제 빛을 뿜어내는 EML은 다시 도판트(발광체)·호스트(발광층)·프라임(보조층)으로 구분된다. RGB마다 3개씩으로 총 9개가 하나의 세트다. 도판트와 호스트가 발광, 프라임은 둘을 보조하는 역할은 한다. 예를 들어 적색 도판트와 적색 호스트가 붉은빛을 내면 적색 프라임이 발광 효율을 높인다. UDC의 경우 적색 및 그린 도판트를 독점하고 있다.

OLED 발광 방법으로는 대표적으로 형광과 인광이 있다. 발광이란 발광 물질 속 전자가 높은 에너지 상태에서 낮은 에너지 상태로 변화할 때 감소한 에너지가 빛의 형태로 방출되는 현상을 일컫는다. 형광이 에너지 전환 시 방출되는 빛을, 인광은 형광 방식에서 열·진동으로 버려지는 에너지를 발광원으로 활용한다. 통상 인광이 형광보다 고효율로 인식된다.

이에 디스플레이 업계는 수년 전부터 적색과 녹색 소재에 인광 방식을 도입하고 있다. 다만 청색 소재는 수명 이슈로 형광을 유지하고 있다. 참고로 청색 유기물은 상대적으로 수명이 짧아 LG디스플레이는 화이트(W)OLED 2개층, 삼성디스플레이는 퀀텀탓(QD)-OLED 3개층에 청색 형광 소재를 넣는다.

핵 부사장은 “청색 인광 OLED는 형광 대비 효율을 4배 높일 수 있다. 형광이 전기 에너지 25%를 빛으로 바꾼다면 인광은 100% 전환할 수 있기 때문”이라며 “소비전력은 20~25% 절감할 수 있다”고 설명했다.

UDC 로드맵과 별개로 디스플레이 제조사들은 아직 구체적인 일정을 공개하지 않았다. 애플 등 글로벌 기업들이 2024~2025년경 인광 기반 OLED 도입할 것으로 예상되면서 삼성디스플레이, LG디스플레이 등도 적절한 시점에 대응할 것으로 관측된다.

핵 부사장은 “(인광 기반) 청색 호스트와 도판트를 연구개발(R&D) 중”이라며 “기존 적색, 녹색 소재보다 수익성이 좋을 것”이라고 언급했다.

현재 삼성디스플레이도 청색 인광 소재를 연구개발(R&D)하고 있는 것으로 전해진다. 지난해 말 UDC와 삼성디스플레이가 소재 계약을 연장한 바 있다. 업계에서는 인광 제품이 양사 간 관계에 어떤 영향을 미칠지 주목하고 있다.

핵 부사장은 “다양한 고객들과 청색 인광 소재 관련 논의를 진행 중”이라면서도 “UDC 특허를 제외하고 상업화하기는 힘들 것”이라고 강조했다. 삼성디스플레이 역시 UDC 기술을 적용할 수밖에 없다는 의미가 내포된 발언으로 해석된다.

UDC는 중장기적인 관점에서 유기기상제트프린팅(OJVP), 플라스모닉 인광 OLED 솔루션 등도 준비 중이다.

OJVP는 유기 분자가 승화돼 캐리어 가스에 포집된 후 노출을 통해 표면에 인쇄하는 방식이다. 파인메탈마스크(FMM) 없이 증착할 수 있도록 해줄 것으로 기대된다. 이렇게 되면 OLED 비용 및 공정을 줄이고 다양한 사이즈를 자유롭게 구현할 수 있다.

플라스모닉은 새로운 OLED 소자 아키텍처로 에너지 효율을 2배, 디스플레이 수명을 10배 향상할 것으로 기대되는 기술이다. 핵 부사장은 “초기 R&D 단계여서 명확한 시점은 말하기 어렵다”고 전했다.