OLED(Organic Light Emitting Diode)는 차세대 전자 디바이스로 연구개발을 진행하고 있는 가운데 작게 접을 수 있는 스마트폰, 둥글게 말아서 옮길 수 있는 대형 TV, 빛나면서도 눈이 부시지 않는 화장용 조명을 개발하고 있다.
글로벌 수요가 매년 증가하는 가운데 디스플레이 분야의 시장규모가 10조원 수준까지 확대될 것으로 예상된다.
특히, 한국은 삼성의 스마트폰 <갤럭시> 등으로 대표되듯 상품화 속도가 빨라 글로벌 시장점유율이 높으며 일본은 기술·소재 개발에서 앞서 있는 것으로 파악되고 있다.

한국 상품화에 일본 소재 개발 앞서
한국산은 삼성전자가 <갤럭시> 출시를 확대함으로써 디스플레이 수요 가운데 대부분을 차지하고 있으나 최근 LG가 대형 TV로 점차 수요를 확대하고 있어 글로벌 시장이 새로운 국면을 맞이하고 있다.
소재 생산기업들은 코스트 감축을 당면과제로 인식하고 있으며 더불어 고휘도에 수명이 긴 장수명제품 연구에 매진하고 있는 가운데 청색인광과 도포방법에 따른 제조 프로세스 확립에 힘쓰고 있다.
발광소재로는 인광소재와 형광소재가 있으며 인광소재는 이론상 전기에너지가 100% 빛으로 전환되나 형광소재는 25%만 빛으로 전환되고 나머지는 열로 방출되는 특성이 있다.
인광소재는 형광소재보다 내구성 향상이 어렵고, 청색은 발광할 때 에너지 소비가 많기 때문에 개발이 어려운 것으로 인식되고 있다.
RGB 3원색 가운데 적색과 녹색은 인광화가 실현되고 있어 소재기업들은 2018년까지 청색 인광소재 실용화를 목표로 하고 있으며 실현되면 고휘도화, 고에너지 효율 달성이 동시에 가능할 것으로 기대되고 있다.
도포방법에 따른 제조 프로세스 확립도 요구되고 있다.
현재 디스플레이 제조 프로세스는 크게 2가지 방법으로 구분되고 있다. 증착방식은 공통으로 하되 3색을 따로 도포하는 방법과 컬러필터를 이용하는 방법이 있다.
3색 개별도포는 스마트폰 등 양산기술로 활용되고 있고 발광효율이 뛰어나지만 대형화가 어려워 TV에는 적용이 어렵고 효율이 떨어지는 단점이 있다.
컬러필터는 양산기술이 확립돼 대형화가 비교적 쉬워 TV용 생산에 응용되고 있으나 컬러필터를 통해 RGB를 내보내기 때문에 효율 저하가 단점으로 나타나고 있다.
연구개발 단계에 있으며 대형 잉크젯 프린터로 RGB 발광 소재와 주변 소재를 필요한 부분에 필요한 양만큼 도포하는 방법은 소재 효율이 비약적으로 향상되고 제조공정의 간소화를 달성할 수 있다는 장점이 있으나 현재 대응할 소재 개발이 늦어지고 있어 프로세스가 아직 확립되지 않고 있다.
고분자 소재로 기술을 확립하는 것이 이상적이지만 소재 생산기업들은 저분자 소재를 통한 실현을 목표로 하고 있다.
한국은 스마트폰, TV 상품화에서 선두를 달리고 있으나 일본도 2015년 1월 소니(Sony)와 파나소닉(Panasonic)이 OLED 개발부문을 통합해 JOLED를 설립하면서 활기를 띌 것으로 예상된다.
JOLED는 태블릿, 모니터, 노트북 등 10-30인치 전자제품군을 대상으로 이르면 2018년 양산을 시작할 계획이다.

SCC, 한국산 등장으로 증착형부터 투입…
Sumitomo Chemical(SCC)은 고분자·도포형 소재를 통해 OLED 시장 개척을 강화하고 있다.
인쇄 분야에서 보유하고 있는 주력기술을 활용해 코스트다운을 추진함으로써 조명과 디스플레이용 보급에 힘쓰고 있다.
조명은 소재 개발 뿐만 아니라 패널도 공급해 다운스트림까지 폭넓은 전개를 추진하고 있으며 디스플레이는 대형화하기 쉬운 소재 특성을 살려 TV용 개발에 주력하고 있다.
조명용 소재는 빛의 오브제와 2색 동시발광을 통한 후지산 등 작품을 각종 전시회에 출품해 면 발광소재인 OLED만의 획기적인 디자인 조명을 선보이고 있으며 유럽에서도 시장개척에 박차를 가하고 있다.
아시아 시장의 선호도가 높은 백색 계열과 유럽에서 인기가 높은 난색 계열 등 라인업을 확충해 글로벌 시장 개척을 적극화할 방침이다.
조명 사업부에서는 패널 생산을 병행함으로써 주택 등 범용제품의 OLED 시장 크기를 확대하기 위해 노력하고 있다.
SCC는 경쟁소재인 저분자·증착형 소재에 비해 사용효율이 월등히 높은 고분자·도포형 소재를 통해 코스트경쟁력을 확보할 방침이다.
발광효율 50lm/w, 수명 2만 시간 달성이 목표이며 앞으로 70-100lm/w, 수명 4만 시간 패널 개발을 계획하고 있는 것으로 알려졌다.
디스플레이용 소재는 한국기업들이 대형 TV용으로 대량 투입·개발하고 있어 경쟁이 치열해지고 있으며 중국 패널 생산기업들도 중소형 등에서 투자를 촉진하고 있기 때문에 일본기업들은 증착형을 먼저 투입하고 앞으로 도포형으로 차차 이행할 것으로 예상되고 있다.
소니·파나소닉 합작기업인 JOLED가 도포형 소재를 통해 중형 패널 개발을 진행하고 있는 가운데 파나소닉과 OLED를 공동개발해온 SCC는 일본 수요를 확보하는데 있어 우위를 점할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

IK, 분자 설계부터 소자 평가까지 일관체제
Idemitsu Kosan은 1985년 OLED 연구개발을 시작해 발광소재를 비롯한 전자수송소재, 정공수송소재, 정공주입소재 등 주변 소재 대부분을 생산하고 있다.
LG디스플레이와 TV용 소재에서 협력관계를 맺고 있으며 수요기업과의 공동개발을 통해 차별화를 추진하고 있다.
앞으로 열활성화 지연형광(TADF)을 활용한 청색 발광소재 및 인광소재 실용화를 서둘러 경쟁력을 강화할 방침이다.
주력 분야는 청색, 녹색 발광계 인광소재와 청색 형광소재로 호스트 소재를 비롯해 주변소재도 제조하고 있기 때문에 복수의 소재 조합이 가능한 장점이 있다.
또 분자설계, 합성 테스트, 발광소자 제조, 사내 소자평가까지 일괄 평가체제를 갖추고 있어 수요처들의 니즈에 대응할 수 있는 것으로 알려졌다.
보유특허가 풍부한 것도 강점이다.
Idemitsu Kosan이 보유한 소재 관련 특허는 약 1800건에 달하며 특허기술을 통해 새로운 소개 개발을 추진하고 있다. TTF(Triplet Triplet Fusion) 타입의 형광계 청색 발광소재가 대표적인 사례로 꼽히고 있다.
형광소재는 전기에너지에서 빛으로 전환되는 비율이 25%밖에 되지 않아 에너지효율이 떨어지는 반면 인광 소재는 전환율이 100%에 가까워 에너지효율이 우수한 특징이 있으며 적색, 녹색 인광소재는 실용화가 끝난 상태이다. 그러나 청색은 아직 실용화가 진행되지 않아 2018년까지 청색 인광소재, TADF 소재의 실용화를 목표로 하고 있다.
OLED는 Chiba, Sizuoka에서 생산하고 있으며 파주에 위치한 자회사에서 대량 생산하고 있다.
중국산 원료를 활용함으로써 코스트경쟁력을 높일 방침이며 현재는 저분자·증착형이 메인이지만 도포형 프로세스에도 적용 가능한 저분자 소재를 개발하고 있다.

NSSC, 세계최초 청색 인광소재 실용화
Nippon Steel & Sumikin Chemical(NSSC)은 인광 발광소재 개발의 외길을 걷고 있다.
세계 최초로 청색 인광소재 실용화에 성공해 2018년 생산제품을 투입할 예정이며 원천특허를 보유한 미국 UDC와 공동개발을 추진하고 있다.
NSSC는 인광소재를 중심으로 사업을 전개하고 있으며 제휴를 통해 다른 소재와 융합에 성공함으로써 글로벌 시장에서 존재감을 강화하고 있다.
녹색 인광소재를 세계 최초로 도입하고 양산에 성공하는 등 기술개발의 선구자로서 다양한 개발실적을 축적해왔다.
현재 녹색, 적색을 생산하고 있으며 스마트폰용을 중심으로 국내 전기·전자기기 메이저에 공급하고 있다.
인광소재는 전기에너지의 빛 전환율이 100%이나 내구성이 문제점으로 지적되고 있고 청색은 발광 시 에너지가 높아 개발이 어려운 것으로 알려져 있으나 NSSC가 조기에 청색 인광소재 실용화를 앞두고 있어 이목을 끌고 있다.
NSSC는 TADF를 활용한 청색 발광소재에도 주목해 인광소재와 TADF를 모두 염두에 두고 연구개발을 추진함으로써 니즈에 대응할 방침이다.
최대 소비국이 한국이지만 최근 중국의 패널 생산기업들이 OLED 설비투자를 확대함에 따라 중국 수요가 늘어날 것으로 기대하고 있다.
주력분야는 저분자 증착소재이지만 미래에 도포 프로세스 보급을 목표로 저분자로도 도포방법에 대응할 수 있는 소재 개발에 나서고 있다.
중국산 원료를 통해 코스트경쟁력을 확보함으로써 OLED 뿐만 아니라 조명 및 어플리케이션 보급 확대까지 추진할 방침이다.