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OLED(Organic Light Emitting Diode)는 차세대 디스플레이로 주목받고 있으나 주력 용도가 급격히 바뀌어가고 있다.
특히, TV 등에 사용되는 대형 디스플레이와 스마트폰, 태블릿컴퓨터 등에 사용되는 중소형 디스플레이 사이에는 제조공법 및 기술 차이가 커 적극적 대응이 요구되고 있다.
대형 디스플레이는 구체적으로 사업화된 사례가 적은 편이지만 동그랗게 말거나 구부릴 수 있는 플렉서블(Flexible) TV 개발이 추진되고 있고 수명, 생산수율 등이 과제로 부상하고 있다.
LG디스플레이, 폭스콘의 샤프 인수로 “타격”
국내 OLED 시장은 LG디스플레이가 TV용 대형 패널, 삼성디스플레이가 스마트폰, 노트북, 태블릿PC 등 중소형 패널 생산에 집중하고 있다.
휴대폰 및 노트북 생산기업들이 OLED 패널 채용을 확대함에 따라 중소형 OLED가 LCD(Liquid Crystal Display)를 대체해 성장할 가능성이 높게 나타나고 있다.
하지만, 대형 OLED 패널은 OLED TV 수요가 줄어들면서 성장세가 둔화되고 있으며 LG디스플레이는 적자생산을 계속하고 있다.
LG디스플레이는 타이완 폭스콘(Foxconn)의 샤프(Sharp) 인수에 전방위적인 영향을 받을 것으로 우려되고 있다.
폭스콘은 2016년 3월 샤프 인수를 최종 결정했으며 샤프의 재정 재건에 총 4조2000억원을 투자하고 2조1500억원은 OLED 관련 투자에 투입할 방침이다.
샤프는 일본 반도체에너지연구소(SEL)와 협력해 OLED 디스플레이 개발을 추진해왔으며 2016년 육성할 신규사업으로도 설정하고 있다.
이에 따라 폭스콘은 앞으로 계열사인 Innolux의 양산 노하우를 접목시켜 샤프의 대형 LCD 패널 8세대, 10세대 생산라인에서 대형 OLED 디스플레이를 양산함으로써 조립 중심에서 브랜드 메이커로 변화를 시도할 것으로 예상되고 있다.
폭스콘이 10세대 생산라인의 가동률을 높여 60인치 이상의 대형 디스플레이를 양산하면 글로벌 시장에서 유일하게 TV용 대형 패널을 공급하고 있는 LG디스플레이가 큰 타격을 받을 것으로 예상된다.
스마트폰용 중소형 시장은 OLED로의 교체가 빠르게 진행되고 있다.
애플(Apple)은 아이폰(i-Phone)에 탑재하는 디스플레이로 LCD 패널을 고집해왔으나 2018년부터 OLED 패널도 적용할 것으로 알려졌다.
수년 전부터 관련소재 생산기업들에게 OLED, 터치패널과 관련된 프로젝트를 부여하고 있으며 LCD 관련 프로젝트는 줄여나가 패널 전환에 대한 의지를 강력하게 표명하고 있다.
글로벌 OLED 시장은 중국발 공급과잉의 영향이 가속화되고 있으며 한국과 중국의 대결로 경쟁이 심화되고 있다.
BOE 등 중국의 액정 생산기업들은 정부 지원에 힘입어 대규모 투자를 실시하고 있으며 OLED 패널도 상업화를 시도하고 있다.
국내기업들도 OLED 사업에 사활을 걸고 있다.
대형 TV패널은 제조코스트 개선 시급
LG디스플레이는 OLED 소재를 일본 Idemitsu Kosan으로부터 공급받고 있다.
OLED 패널을 탑재한 텔레비전은 LCD 패널 텔레비전과 달리 백라이트가 필요하지 않고 곡면·초박형 디스플레이로 구현할 수 있는 것이 특징이다.
Idemitsu Kosan은 1985년부터 OLED 관련연구를 시작했으며 발광소재, 전자수송재, 정공주입재 등 다양한 소재를 생산하고 있다.
보유하고 있는 특허만 1800건에 달하며 수명, 효율, 색 재현성을 향상시키기 위해 소재 개발에 총력을 기울이고 있다.
LG디스플레이는 OLED 텔레비전을 양산하고 있으나 LCD 텔레비전에 비해 가격이 높아 가까운 시일 내에 보급형 모델 투입을 계획하고 있다.
하지만, 보급형 가격도 LCD 텔레비전의 1.2배 가량 높게 형성될 것으로 예상됨에 따라 소비자에게 대량으로 확산되기까지는 상당한 시간이 필요한 것으로 파악되고 있다.
LG디스플레이는 증착방식을 통해 대형 OLED 디스플레이를 제조하고 있다.
증착방식은 제조공정 환경을 진공으로 만들기 위한 대형설비가 필요 없고 패널의 필요한 부분에만 막을 형성하기 위해 마스크를 사용한다.
LG디스플레이가 채용한 백색 컬러필터 증착방식은 고밀도의 마스크를 필요로 하지 않기 때문에 대형 디스플레이 양산에 적합한 것으로 평가되고 있으나 백색소자의 구성이 복잡하고 컬러필터 때문에 소재를 과잉 사용하게 돼 최종제품 가격을 상승시키는 요인이 되고 있다.
증착방식의 문제점을 해결하기 위해서는 도포방식이 주목되고 있다.
대형 인젝트 프린터를 사용해 RGB 3원색 발광소재를 필요한 부분에만 필요한 만큼 도포하는 것으로 소재의 이용효율, 생산성을 비약적으로 높임으로써 대형 생산에 최적화된 것으로 각광받고 있다.
그러나 아직 연구개발 단계이며 청색은 증착소재에 비해 효율이 크게 떨어지는 것으로 알려졌다.
Idemitsu Kosan은 도포방식의 생산성을 증착방식과 같은 수준으로 올려놓는 것이 중요하다고 판단하고 청색 개발에 집중하고 있다.
최근 저분자를 활용한 도포 소재 개발에 주력하고 있으며 패널 생산기업들에게 제안을 강화하고 있다.
패널 생산기업의 니즈에 신속하게 대응할 수 있도록 국내외 사업소 강화에도 총력을 기울이고 있다.
국내에는 LG와 공동으로 평가 설비를 구축할 예정이며, Shanghai 사업소를 통해서는 중국의 디스플레이 생산기업을 파악하는 작업을 추진하고 있다.
타이완에도 신규 사업소를 설치하는 등 해외 사업체계를 재구축하고 있다.
Sumikin, 청색 인광소재 실용화 연구 추진
애플은 2018년경 출시할 예정인 아이폰8부터 OLED 패널을 탑재하며 패널은 삼성디스플레이로부터 구입할 예정인 것으로 알려졌다.
애플은 웨어러블(Wearable) 스마트워치인 「애플워치」에만 OLED 디스플레이를 채용하고 있고 스마트폰은 아이폰3G부터 최신모델인 아이폰6S에 이르기까지 LCD 레티나(Retina) 패널만을 고집해왔으나 하드웨어 스펙에서 AM-OLED (Active Matrix-OLED)를 채용한 삼성전자의 「갤럭시」 시리즈에 밀렸다는 평가를 받아왔다.
스마트폰용 중소형 OLED 디스플레이는 LG디스플레이도 생산하고 있으나 삼성디스플레이가 삼성전자의 갤럭시 시리즈를 앞세워 시장을 독점해 왔다.
시장에서는 갤럭시 시리즈의 수요에는 한계가 있다는 지적을 제기했으나 애플이 아이폰에 OLED 패널을 탑재하기로 결정함에 따라 시장 확대가 기대되고 있다.
삼성디스플레이는 베트남 북부 BacNinh의 스마트폰용 디스플레이 생산시설 투자규모를 10억달러에서 30억달러로 늘리기로 하고 베트남 정부의 승인을 받았으며 그동안 소형 AM-OLED 시장에서 경쟁력을 확보한 만큼 애플이 AM-OLED 디스플레이를 채택하면 해당 시장을 선점할 것으로 기대하고 있다.
LG디스플레이도 파주 OLED 라인에 1조8000억원 투자를 결정하고 앞으로 대화면 OLED와 함께 스마트폰용 플래스틱 OLED를 양산할 계획이다.
또 투자의 중심을 LCD에서 OLED로 전환하겠다는 방침에 따라 구미 6세대 라인에 1조500억원을 투자하고 5.5인치 OLED 생산을 검토하고 있다.
국내기업들은 애플 공급용 패널에도 증착방식을 채용할 계획이며 텔레비전 등 대형 패널에만 고효율 도포방식을 도입할 것으로 파악되고 있다.
한때 삼성디스플레이가 증착방식으로 텔레비전용 대형 패널 제조를 시도했으나 적합하지 않다는 판단 아래 단념했던 것으로 알려졌다.
Nippon Steel & Sumikin Chemical은 국내 디스플레이 생산기업들에게 발광소재를 공급하고 있으며, 녹색과 적색 소재는 인광 발광소재를 생산하는 Pioneer를 통해 양산하고 있다. ▶ 다음호에 계속
<강윤화 기자: kyh@chemlocus.com>
<화학저널 2016년 7월 25일>
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