첨단 디스플레이 소재가 다양한 영역으로 확장돼 진화하고 있다. 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 유기물 소재, 스마트폰 커버유리 소재가 태양전지, 자동차 시장에서 상용화됐거나 상용화를 앞뒀다. 기존 OLED 성능 한계를 극복한 열활성화지연형광(TADF) 소재의 성능과 시장 도입 시기에 대한 관심도 커졌다.
22일 서울 코엑스에서 열린 '2017 글로벌 소재테크페어'에서는 독일 소재기업 머크와 미국 코닝이 첨단 디스플레이 소재를 새로운 영역으로 확대 적용한 사례를 공유했다. 새로운 소재를 개발하는데 걸리는 시간을 최소화하고 효율성을 높이는 소프트웨어 기술도 소개됐다. 새로운 시장을 개척하고 기존 산업과 융·복합하는데 신소재 역할이 점점 더 중요해지는 만큼 신기술 개발 현황을 파악하고 아이디어를 도출하려는 업계 관심이 뜨겁다.
머크는 유기태양전지(OPV) 상용화 가능성을 제시했다. 기존 실리콘 태양전지는 태양광 발전, 항공우주 등 대규모 발전 위주로 적용됐다. 반면에 유기태양전지는 햇빛이 약하거나 일반 조명만 있는 환경에서도 빛을 에너지로 전환하는데다 작고 얇게 만들 수 있어 실리콘 태양전지가 진입하지 못한 분야에 응용할 수 있다.
머크는 관련 기업과 협업해 건축 시장을 중심으로 유기태양전지 확산에 나섰다.
데이비드 뮐러 머크 태양광 글로벌마케팅 총괄매니저는 “유기태양전지는 기존 태양전지보다 약 20~35% 에너지를 더 많이 수집한다”며 “색상을 입히거나 투명하게 만들 수 있어 건축, 자동차 등 기존 태양전지가 진입하지 못한 다양한 시장에 적용할 수 있다”고 말했다.
코닝은 스마트폰 디스플레이를 보호하는 강화 커버유리 기술을 응용해 자동차용 디스플레이로 구현한 사례를 소개했다. 앞유리의 헤드업디스플레이, 계기판, 중앙정보표시장치(CID) 등을 곡선으로 구현해 디자인 자유도를 높였다. 더 선명한 영상을 제공하면서 미려한 차량 내부 디자인을 실현했다. 기존 차량 앞면과 옆면 유리보다 더 강도가 높아 긁히거나 깨질 우려가 적다.
청색 인광소재를 대체하는 신소재 TADF 상용화도 가까워졌다. 독일 사이노라는 최근 LG디스플레이와 삼성디스플레이로부터 2500만유로 투자를 유치하고 제품 적용을 위한 협업 수위를 높였다. 시장 요구에 가까운 수준으로 성능을 높여 올 연말 TADF를 소량 생산할 계획이다.
사이노라는 지난달 기준으로 TADF 성능이 밝기 1000니트(nit)에서 외부양자효율(EQE) 14%, CIE 0.18을 달성했다.
국내 파트너사인 고창훈 이엠인덱스 대표는 “수명, 딥 블루 구현 등에서 고객사 요구 수준에 거의 근접했다”며 “올 연말 청색 TADF를 생산하고 2018년 녹색 TADF, 2019년 적색 TADF를 순차 양산하는게 목표”라고 말했다.
기존 소재 성능을 높이거나 신소재를 개발할 때 효율성을 높이고 시간을 최소화하는 소프트웨어 기술도 더욱 중요해질 전망이다. 화학 시뮬레이션 기술 기업 슈레딩거는 OLED와 폴리머 재료를 시뮬레이션하고 공정에 최적화한 사례를 소개했다.
매튜 할스 슈레딩거 부사장은 “신재료를 개발해 상용화하기까지 10~20년이 걸린다”며 “원자 수준의 시뮬레이션, 자동화, 머신러닝 기술로 개발 비용과 위험을 줄이고 재료 혁신 속도를 앞당길 수 있다”고 소개했다.
배옥진 디스플레이 전문기자 withok@etnews.com
