LG디스플레이가 유기발광다이오드(OLED) TV 패널에서 오랫동안 사용해온 황색(Y) 소재 구조 대신 단일 녹색(G) 소재를 도입하는 방안을 추진 중이다. 하지만 아직 녹색 소재 효율성을 충분히 확보하지 못해 어려움을 겪고 있다. 국내외 소재 기업이 LG디스플레이에 녹색 소재를 공급하기 위해 경쟁하고 있어 새로운 기술 도약을 이룰지 주목된다.
14일 업계에 따르면 LG디스플레이는 OLED TV 패널에 황색 소재 대신 녹색 소재를 적용하는 방안을 추진 중이다.
일반적으로 OLED는 적·녹·청(R·G·B) 유기소재를 사용한다. 하지만 LG디스플레이는 대형 OLED에서 RGB 방식을 사용하면 휘도가 감소하는 등의 문제가 발생하는 것을 감안, 화이트(W) 방식으로 대형 OLED(WOLED)를 양산 중이다.
WOLED는 상대적으로 수명이 짧은 청색 형광소재 단점을 보완하기 위해 각 발광 재료와 전자수송층(ETL), 발광층(EML), 정공수송층(HTL), 정공주입층(HIL)을 단일 유닛으로 구현한 총 3층 수직 탠덤(Vertical Tandem) 구조다.
또 백색을 구현하기 위해 적색과 녹색을 섞은 황색(Y) 재료를 사용하고 있다. 청-황녹(B-YG)과 적-청(R-B) 순서로 적층한다. 황녹층을 사용하면 백색 색순도와 전체 색 선명도를 높일 수 있는 게 강점이다. 백색 순도를 더 높이기 위해 YG 층에 적색을 추가한 구조도 적용했다.
무엇보다 황녹층은 기존 단일 녹색 소재를 사용한 것보다 수명이 약 2.5배 긴 것으로 알려졌다. 스마트폰 등 중소형 패널을 채택하는 디바이스 사용 주기가 2~3년에 불과하지만 TV는 10년 안팎임을 감안하면 효율성과 수명이 높은 소재 구조를 채택할 수밖에 없다. LG디스플레이가 대형 WOLED 패널 양산에 성공한 후 지금까지 황색 소재를 사용해온 이유다.
하지만 색순도를 끌어올리려면 황색 대신 단일 녹색 소재를 적용하는 게 유리하다. 단일 녹색 소재를 적용하면 백색 순도가 높아져 전체 색 선명도가 향상된다. 이는 OLED TV 세대교체를 이룰만한 변화라는 게 전문가들의 평가다.
그런데 문제는 녹색 재료 수명이다. 상대적으로 수명주기가 짧은 중소형 OLED에서는 별 문제없이 녹색 소재를 사용하지만 대형 OLED에서는 아직 적용이 불가능한 수준이다.
이에 LG디스플레이는 OLED TV 색 선명도를 더 끌어올리기 위해 녹색 소재 개발에 속도를 내고 있다.
LG화학, 희성전자, 삼성SDI, 일본제철주금화학(NSCC) 등 기존 녹색 OLED 소재 기술을 보유한 기업이 협력 대상이다.
이들 소재 기업들은 대형 OLED 시장 진출의 기회로 여겨 LG디스플레이와 협력하고 있다. 하지만 필요한 성능 확보에 어려움을 겪는 분위기다.
이준엽 성균관대 교수는 “황색보다는 RGB 단일 재료를 사용하는 게 색 선명도를 높이는데 가장 좋다”며 “현재 녹색 인광 재료를 대형에 적용하기에는 수명 문제 때문에 적합하지 않아 상당히 시간이 걸릴 것”이라고 설명했다.
업계 한 관계자는 “황녹색(YG) 소재가 단일 녹색소재보다 수명이 두 배 이상 높아 당장 전환이 쉽지 않다”며 “여러 재료 기업이 개발에 도전하고 있지만 연내 대체하기에는 쉽지 않을 것으로 본다”고 말했다.
배옥진 디스플레이 전문기자 withok@etnews.com
