아이폰향 삼성디스플레이 유기발광다이오드(OLED) 패널의 재료 구성 결정을 앞두고 대다수 소재 업체가 긴장 상태에 들어갔다. 미세한 조정으로 수명과 효율을 높이는 OLED 재료 특성상 멀티벤더 운영이 힘들기 때문이다. 소재 업체 관계자는 “탈락과 선정 기로에서 살얼음판을 걷는 기분”이라고 표현했다.
25일 업계에 따르면 아이폰에 들어갈 OLED 패널의 재료 구성은 9~10월에 윤곽이 드러날 것으로 보인다. 삼성디스플레이 관계자는 “개발 일정은 일반적으로 고객사 요구에 따라 앞당겨지거나 늦춰질 수 있다”면서 “디스플레이 패널 스펙은 부품으로 들어갈 완제품 출시 시기에 맞춰 결정된다”고 설명했다.
애플의 아이폰4S는 2011년 10월에 출시됐다. 이후 후속 전략 모델과 파생 제품을 출시한 달은 모두 9월이었다. 올해 3월에 선보인 아이폰5SE는 보급형 모델이다. 6S를 잇는 아이폰7(가칭)은 올해 9월 출시가 유력하다. OLED 패널을 탑재한 신형 아이폰도 그동안의 출시 주기를 벗어나지 않을 것으로 업계는 보고 있다.
소재 업체 관계자는 “연구원들이 올 여름휴가도 반납하고 샘플 대응에 매진했다”면서 “재료는 한 번 시험해 보고 나서 끝이 아니라 여러 번 테스트를 거친다”고 전했다. OLED 재료 구성은 발광층(EML)과 공통층 간 최적의 재료 궁합을 찾는 일이다. 빛을 내는 발광층을 공통층이 샌드위치처럼 위아래로 감싸 발광층 효율과 수명을 극대화한다.
지난 19일부터 판매되고 있는 삼성전자 갤럭시노트7에 적용된 OLED 패널 재료 구성은 전작인 갤럭시S7, 갤럭시S6와 같다. 발광층 인광 레드 호스트(host)는 미국 다우케미칼, 인광 그린 호스트는 삼성SDI, 형광 블루 호스트는 일본 이데미쯔코산에서 각각 공급했다.
인광 도판트 특허를 다수 보유한 미국 UDC가 인광 레드, 그린 도판트를 담당했다. 블루는 형광 도판트를 사용했다. 일본 이데미쯔코산이 형광 블루 도판트 재료를 공급했다. 도판트는 호스트에 미량 주입돼 발광 효율을 높이고 색을 조절하는 소재다. 호스트에 빗대 게스트(guest)로도 불린다.
발광 재료는 전기에너지의 전이로 빛을 낸다. 발광층을 사이에 두고, 전자(electron)가 이동하는 층과 정공(hole)을 나르는 층이 각각 음극(Cathode)과 양극(Anode)으로 연결된다.
보통 전자와 정공이 발광층에서 만나 빛이 발생한다고 표현된다. 빈 공간(정공)이 지속 발생해 전기에너지를 띤 전자가 발광층에 도착한다는 의미다. 정공은 전자가 빠진 공간을 지칭하는 화학 모델을 말한다.
빛으로 전이되는 에너지의 양이 발광색을 결정한다. 레드, 그린, 블루 순으로 빛 파장은 길어진다. 파장이 짧을수록 보유한 에너지가 크다. 블루 발광 재료는 레드보다 빛으로 방출되는 에너지 값인 밴드갭(band-gap)이 크다. 밴드갭 에너지를 조절, 빛깔의 농도를 결정한다.
삼성디스플레이는 갤럭시S 시리즈에 OLED 패널을 납품하면서 특정 색을 진하게 하거나 엷게 하는 등 재료 구성을 달리했다. 붉은색을 선호하는 중국 시장을 염두에 두고 레드를 강조하는 것도 가능하다.
소재에 정통한 삼성 출신의 업계 관계자는 “OLED 소재를 생산하는 업체는 단일층이 아닌 발광층, 공통층에 걸친 거의 모든 소재를 취급한다”면서 “삼성디스플레이가 소재 선정에 탈락한 업체에 외주 제작을 맡겨 물량을 나누기도 한다”고 말했다.
덕산네오룩스는 인광 레드 호스트, 삼성이 지분 투자한 비상장사 SFC는 형광 청색 재료에 각각 강하다. 지난해 사명을 바꾼 MBK(옛 씨에스엘솔라)는 두산전자를 통해 삼성디스플레이에 정공수송층(HTL)을 공급했다. 인광 그린, 형광 청색 재료 개발에도 힘쓰고 있다. 독일 머크는 지난해 5월 700만유로(88억원)를 투자, `OLED 애플리케이션 센터`를 지었다.
이종준기자 1964winter@etnews.com
