UNIST 박장웅 교수, 투명전극의 현재와 미래에 대해 논하다.

11월 26일 개최된 ‘2015 국제 신소재 및 응용기술전참관 및 그래핀 투명전극 소재 별 기술 개발 동향 및 발전방향 세미나’에서 울산과학기술대학교 박장웅 교수는 ‘그래핀과 Ag nano wire의 복합체를 이용한 고기능 유연투명전극 기술 개발동향 및 발전방향’이라는 주제로 투명전극에 대한 신기술과 개발 성과 등에 대한 심도 있는 강연을 했다.

투명전극은 통상 80% 이상의 고투명도와 면저항 500Ω/ㅁ 이하의 전도도를 가지는 전자 부품으로 LCD 전면 전극, OLED 전극 등 디스플레이, 터치스크린, 태양전지, 광전자 소자 등 전자분야에 광범위하게 사용되는 기술이다.

박교수는 투명전극의 주된 시장은 디스플레이와 터치스크린이라고 설명하며 2015년 US$3,400million 규모인 투명전극 시장이 2020년에는 US$4,800million까지 성장할 것으로 전망된다고 발표했다.

현재 주로 채용되고 있는 전극재료는 증착법이나 sputtering에 의해 제조되는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름이다. ITO는 면저항이 낮아 전기전도성이 우수하고 대량생산에 적합하다는 장점이 있다. 하지만 주원료인 인듐이 중국에서 독점하고 있는 희소성이 있는 물질이며, 공정온도가 높다는 단점이 있어 대체물질을 찾기 위한 연구가 지속되고 있다.

이런 연구를 통해 그래핀과 CNT(Carbon Nano Tube), Ag nano wire, metal mesh 등이 ITO를 대체할 수 있는 물질로 각광받고 있다. 하지만 박교수는 현재 개발되고 있는 투명전극들은 전기적 광학적 특성 등에서 ITO를 넘어서기 힘들다고 강조했다. 대신 디스플레이의 형태가 변화됨에 따라 ITO가 사용될 수 없는 형태의 디스플레이에 대체 물질이 쓰일 수 있을 것이라고 설명했다.

현재 ITO는 평면 디스플레이의 주요 전극 재료로 쓰이고 있다. 하지만 mechanical stress에 취약하기 때문에 유연성에 한계가 있어 플렉서블 디스플레이에 적용되기 힘들 것이라는 시각이 있었다. 이와 관련해 박교수는 “디스플레이의 곡률반경에는 ITO의 특성보다 기판의 두께가 더 중요한 요소이기 때문에 기판의 두께가 얇아진다면 플렉서블 뿐만 아니라 폴더블 디스플레이에도 ITO가 충분히 적용될 수 있을 것이다.”라며 “구부려지는 것은 상관없지만 문제는 잡아당길 때 특성이 파괴되기 때문에 stretchable 디스플레이가 불가능하다.”고 밝혔다.

박교수는 smartwatch를 포함한 wearable 디스플레이 시장이 성장하기 위해서는 사용자가 느끼는 착용감이 중요하다고 강조하며 “사람의 인체는 곡률반경이 정해져 있지 않기 때문에 기존 wearable 디스플레이의 착용감을 높이기 위해 다양한 축의 구부림이 가능한 stretchable 패널 적용이 필수적이며 이를 위해서 ITO를 대체할 수 있는 투명전극이 필요하다.”고 발표했다.

예를 들어, 시계 형태의 애플리케이션은 손목을 감는 스트랩 부분까지 stretchable 디스플레이로 대체할 수 있으며, 안경 형태의 애플리케이션은 렌즈와 같은 곡면 부위에도 stretchable 디스플레이를 적용할 수 있다. 또한 섬유산업에서도 스마트 섬유라는 개념으로 전자회로화 할 수 있는 연구가 속속 선보이고 있다.

박교수는 ITO를 대체하는 투명전극에 대한 연구결과로 그래핀과 Ag nano wire의 복합 구조체를 제시하였다. Ag nano wire는 그래핀의 높은 면저항을 낮추어주는 역할을 하고 그래핀은 Ag nano wire의 산화를 막는 역할을 하기 때문에 서로 상호보완적인 관계가 될 수 있다고 설명했다. 또한 박교수는 연구를 통해 90%이상의 투과율과 30Ω/ㅁ이하의 면저항을 달성했다고 밝히면서 “특히 stretchability를 100%까지 높였기 때문에 stretchable 디스플레이에 적용하기 적절하다.”고 강조했다.

박교수는 해당 투명 전극은 디스플레이뿐만 아니라 투명 stretchable 센서와 투명 TFT 등에도 적용할 수 있다고 밝히며 이와 관련된 연구도 지속하고 있다고 하며 발표를 마쳤다.

 

유비산업리서치 “2015 OLED 결산 세미나” 개최

LCD에 대한 중국 디스플레이 기업들의 공격적인 투자에 대응하기 위해 삼성디스플레이와 LG디스플레이는 flexible OLED와 TV용 대형 OLED 패널을 주축으로 OLED 사업에 대한 투자를 늘리고 있다.

LG 디스플레이는 ‘OLED 알리기’를 통한 공격적인 마케팅을 지속하고 있으며 삼성 디스플레이는 본격적으로 외부 업체 공급 활성화에 나서고 있다. 애플도 차기 제품에 OLED를 적용할 것으로 예상되면서 디스플레이 산업에서 OLED 시장이 크게 확대될 것으로 기대를 모으고 있다.

다가올 2016년의 OLED 사업의 동향과 방향제시를 위해 유비산업리서치(대표 이충훈)는 오는 12월 4일 서울 강남구 HJ컨벤션센터에서 『2015 OLED 결산 세미나』를 개최한다고 밝혔다.

이 자리에서 유비산업리서치 이충훈 대표이사는 한국기업을 중심으로 한 OLED 산업의 현재 현황을 분석하여 2016년의 OLED 사업 판도를 전망할 예정이다.

LG디스플레이 김정현 단장은 디스플레이 산업 시장 전망과 신시장 창출의 필요성과 미래 성장동력인 투명 플렉서블 디스플레이의 미래와 개발 동향에 대해 발표한다.

덕산네오룩스 강성기 전무는 Display의 개발 이력을 살펴보고, AMOLED용 유기재료에 대한 기술 개발에 대한 과거와 현재, 미래를 공유하고 산업계의 SCM및 기타 시장 정보에 대해 논의하고자 한다.

그 밖에도 △OLED 제조 기술 동향(순천향대학교, 문대규 교수) △OLED용 산화물 TFT 기술 동향(한양대학교, 박진성 교수) △ (고려대학교, 홍문표 교수) 대해 다뤄질 예정이다.

LG디스플레이, 차세대 OLED 투자 본격화

 

LG디스플레이가 미래 디스플레이 선도를 통한 확실한 시장우위를 점하기 위해 OLED 투자를 본격화한다.

 

LG디스플레이는 지난 26일 이사회를 열어 세계 최대 규모로 OLED 중심의 P10 공장 건설 등에 총 1조 8,400억원 규모의 투자를 결정했다고 밝혔다.

LG디스플레이는 지난 8월 17일, 2018년까지 대형 및 플렉서블 OLED를 중심으로 프리미엄 LCD 분야까지 10조원 이상의 투자를 공표했고 경상북도 구미공장에 1조 500억 규모의 6세대 플렉서블 OLED 신규라인 투자를 결정한바 있다. 6세대 라인은 월 7,500장 생산규모(원장기판 투입기준)로 2017년 상반기 중 양산에 들어갈 계획이다.

 

특히 이번 P10 공장 건설을 결정하며 차세대 OLED 투자를 본격화할 수 있는 데에는 대형 OLED 생산 시대를 개막한 LG디스플레이만의 화이트 OLED 기술이 있었기에 가능했다.

 

WRGB방식으로 알려진 화이트 OLED는 기존의 소형 OLED생산에 머무른 RGB방식의 고정관념을 탈피해 혁신에 혁신을 거듭함으로써 8세대 이상의 대형 OLED 생산을 가능하게 한 LG디스플레이의 차별화 기술이다.

 

또한 OLED에 대한 투자 확대는 LG디스플레이가 대형은 물론 플렉서블 OLED에서도 시장을 선도하겠다는 의지가 반영된 것으로 풀이된다.

 

따라서 LG디스플레이는 2~3년내 도래할 폭발적 OLED 수요에 선제적으로 대응하고 고객 니즈에 맞추기 위해 우선 이사회에서 결의된 1조 8,400억원을 P10 공장 건설과 이를 위한 용수 및 전력 인프라 구축, 그리고 최첨단 클린룸 기반 구축 등에 사용키로 했다.

 

LG디스플레이는 대형 및 플렉서블 OLED와 투명과 같은 미래형 제품이 중심이 될 P10 공장에 10조원 이상 투자될 것으로 예상하고 있다.

 

이는 100조원 이상의 생산유발과 직/간접인원 35만여명의 고용창출 등 경제 파급효과는 물론 세트뿐 아니라 재료부품 및 장비와 같은 전후방 산업의 발전을 통한 국가 경제활성화에도 크게 기여할 것으로 보인다.

※ 참고: 한국은행 산업연관표, 생산유발/고용유발 계수 기준

 

P10 공장은 9세대 이상 초대형 OLED 생산라인과 플렉서블 OLED라인으로 구성된 OLED 중심 공장으로 운영될 계획이며, 연내 공장 착공을 추진해 2018년 상반기 첫 생산라인 가동을 목표로 하고 있다.

 

 

■ 세계 OLED 산업의 중추가 될 P10…정부도 적극적 지원나서

 

대한민국이 미래 디스플레이 시장을 선도하는데 중추가 될 P10 공장은 OLED를 통해 미래 성장동력으로 육성되는 만큼 장기적인 관점에서 전략적 투자가 이루어진다.

 

공장부지는 직전 공장인 P9보다 1.5배 큰 382m×265m 규모(축구장 14개 크기)의 부지에 100m이상 높이로 건설될 계획이다.

 

이를 통해 LG디스플레이는 모바일과 IT용과 같은 중소형부터 초대형 혁신 제품은 물론, 플렉서블과 투명 디스플레이와 같은 미래 제품을 망라한 전영역에 걸친 OLED 제품을 생산한다는 복안이다.

 

한편 LG디스플레이는 OLED 산업의 미래가 달려있는 만큼 고객 수요 및 시장상황에 대한 면밀한 예측과 검토를 통해 단계적으로 구체적인 생산라인 규모와 규격을 결정키로 했다.

 

정부 역시 P10이 대한민국의 미래 디스플레이 시장 주도권을 확보하기 위한 선제적 투자인 만큼 대승적 차원에서 중앙정부와 지방정부가 협력해 범정부 차원의 지원을 아끼지 않을 방침이다.

 

특히 대규모 투자와 함께 적기 생산능력 확보에 필수적인 전력, 공업용수, 폐수종말처리장 등의 산업 인프라 구축에 있어 신속한 행정 서비스가 이뤄질 수 있도록 중앙정부, 지방정부, 한전 및 수자원 공사 등이 참여하는 범정부 합동지원반 TF를 구성해 적극적으로 지원하기로 했다.

 

정부는 지난 7월 OLED를 차세대 수출 유망품목으로 선정, 선제적 투자를 통한 차별화된 경쟁력 확보를 위해 ‘OLED 제조장비 할당관세 지원’, ‘AMOLED 원천기술 R&D 세액공제 일몰연장’등의 정책과 내수진작을 위한 ‘OLED TV 개별소비세 폐지’등으로 적극적인 지원을 아끼지 않고 있다.

 

 

■ OLED, 기술적 우수성 힘입어 수요 증가 중

 

LG디스플레이는 디스플레이 사업의 경쟁우위를 지속하기 위해 OLED를 시장의 판도를 바꿀 게임 체인저(Game Changer)로 선정, 미래 성장동력으로 육성하기로 하고 LG그룹 차원의 모든 역량을 집중해 나가기로 결정한바 있다.

 

OLED의 경우 투명과 플렉서블 등 미래 디스플레이 제품 구현에 최적의 기술로 평가 받고 있으며, 무한대의 명암비, 풍부하고 정확한 색표현력, 그리고 LCD보다 1,000배 빠른 응답속도 등 전반적인 화질과 디자인 측면에서 OLED는 최고의 디스플레이로 인정받고 있기 때문이다.

 

이러한 기술적 우수성에 힘입어 시장에서도 OLED에 대한 수요가 서서히 늘어나고 있는 추세다.

 

실제로 OLED TV의 경우, LG전자와 함께 중국의 스카이워스, 창홍, 콘카가 UHD OLED TV를 출시했으며 일본의 파나소닉도 UHD 해상도의 65인치 OLED TV를 유럽시장에 이어 내년부터는 일본 내수시장에서도 본격 선보일 예정인 것으로 알려지고 있다. 또한 일본과 유럽의 글로벌 가전사들이 OLED TV 시장 진출을 모색중이기도 하다.

 

이외에 웨어러블의 경우 이미 대다수의 글로벌 업체들이 LCD 보다는 디자인 자유도가 높은 OLED로 스마트워치와 같은 웨어러블 기기를 선보이고 있으며, 자동차용 디스플레이의 경우 조만간 OLED를 채택한 자동차가 선보일 것으로 기대되고 있다.

 

 

■ OLED로의 전환은 선택이 아닌 필연

 

이러한 OLED에 대한 고객의 관심과 함께 전체 시장측면에서 OLED로의 전환은 선택이 아닌 필연으로 다가오고 있다.

 

LCD 중심의 디스플레이 시장은 대형화와 고해상도, 폼팩터 및 부가기능 추가가 점점 한계에 봉착해 있는 상황속에서 남은 것은 OLED가 유일한 대안으로 부각되고 있는 추세다.

 

즉, OLED 고유의 독보적인 화질 우수성을 기반으로 한 디자인 유연성과 투명 및 플렉서블로의 미래 디스플레이 구현 가능성이 고객 가치를 지속적으로 실현하는데 최선의 선택임이 증명되고 있기 때문이다.

 

그래서 디스플레이 역사의 큰 흐름은 TV의 기본 기술이 CRT→PDP→LCD에 이어 OLED로 대체되어 가고 있는 것이다.

이에 OLED는 범용화 되어가는 LCD와 달리 프리미엄 제품으로의 입지를 확실히 굳혀가고 있어 차세대 디스플레이 시장을 선도하는데 매우 유리한 포지셔닝을 확보하고 있다.

 

LG디스플레이 CEO 한상범 사장은 “LG디스플레이의 P10 투자는 한국이 디스플레이 산업에서 OLED를 통해 경쟁국의 추격을 뿌리치고 지속적으로 시장을 선도하기 위한 역사적 투자”라며, “P10 건설에 따른 산업 인프라 구축에 정부가 적극적인 지원을 하기로 한 만큼 LG디스플레이는 P10을 반드시 세계 OLED 산업의 허브로 육성해 디스플레이 강국의 위상을 이끌어 나갈 것” 이라고 말했다.

OLED TV시장 개화, 이제부터다

LG전자와 LG디스플레이는 25일 남산 서울타워에 55인치 OLED 패널 250장을 사용한 터널형, 물결형, 원통형 등의 조형물을 공개하겠다고 발표하며 예술성을 갖춘 다양한 컨텐츠를 상영하며 OLED의 압도적인 화질을 알리는 동시에 이색적인 볼거리를 제공할 계획이라고 밝혔다.

이번 남산 서울 타워 OLED 조형물 설치는 LG전자가 일반인에게 공개한 두 번째 OLED 사이니지로 지난 19일 LG전자는 인천공항 두 곳에 각각 초대형 OLED 사이니지인 ‘OLED Moment’를 설치하고 19일 준공식을 열었었다.

LG전자는 OLED TV 가격 하락과 OLED 알리기라는 2가지의 전략으로 OLED TV 시장 선도라는 목표를 이루려고 하고 있다. 특히 지난 2분기 실적발표회에서 OLED 알리기를 전면에 내세우는 전략을 통해 공격적인 마케팅을 펼치겠다고 밝힌 바 있다. 잇따른 OLED 조형물 설치는 LG전자의 OLED 알리기 전략의 일환으로 볼 수 있다.

이런 전략은 현재 어느 정도 효과를 거두고 있는 것으로 분석된다. 지난 3일 LG전자에서 10월 판매량이 연초 대비 2배 이상 늘어난 4,500대를 돌파했다고 밝혔다. 동시에 OLED TV에 대한 가격하락도 지속적으로 이루어지고 있다. 아마존 기준 55inch UHD OLED TV는 9월 US$3,000의 가격대에서 현재 US$2,000의 가격대로 하락한 상태이다.

일본의 Panasonic은 UHD OLED TV를 2016년부터 본격적으로 일본에 판매할 계획을 밝혔으며, 중국의 Skyworth와 Changhong, Hisense, Konka 등도 OLED TV를 내놓거나 출시할 예정이다.

이와 같이 LG의 공격적인 OLED TV 마케팅과 LG 전자 이외의 OLED TV 판매업체가 늘어나고 있어 앞으로의 OLED TV 시장의 성장세에 업계의 관심이 쏠리고 있다.

한편 유비산업리서치에 따르면 OLED TV 시장은 2020년에 약 1,700만대의 규모로 성장할 것이라 밝혔다.

 

남산타워에 설치될 LG의 OLED 터널, LG전자

남산타워에 설치될 LG의 OLED 터널, LG전자

디스플레이 정부 과제 지원 현황

대한민국 핵심 산업인 반도체와 디스플레이 관련 산업부의 산업원천 기술 개발 사업비의 최근 5년간 예산 현황을 조사하여 분석하였다.

전자 정보 디바이스 분야에는 반도체와 디스플레이, LED/광, 평가관리비로 구성되어 있다.

2011년에는 1,300억 원의 기술 개발 사업비 지원이 있었으나 해마다 금액이 감소하여 2015년은 950억이 되었으나 2016년은 2015년 대비 42% 줄은 550억 원에 불과할 예정이다.

 

2015년 반도체분야 지원금액은 총 548억원으로 전체 예산 950억원의 58%를 차지하고 있으며2016년은 356억원으로 줄어드나 전체 지원금액 중 65%를 차지할 예정이다.

디스플레이 분야의 2015년 지원 금액은 195억원으로 21%에 불과하다. 2016년에는17%로하락할예정이다.

한국 전자정보산업의 핵심인 디스플레이 분야의 정부지원금액은 LED/광과 유사하게 유지되고 있다.

디스플레이산업에 대한 정부지원금액이 현격히 줄어들고 있어 차기 디스플레이 사업에 막대한 지장을 초래할 것으로 예상된다.

삼성디스플레이와 LG디스플레이 2사로 유지되고 있는 한국 디스플레이 패널 시장은 2012년 62조원을 형성하였으나 2014년에는 52조원으로 하락하며 점차 시장지배력이 약화되고 있다.

LCD시장에 중국기업들의 진출이 활발해짐에 따라 저가형 패널 시장에서 한국기업들의 가격경쟁력이 약화되고 있기 때문이다.

2018년 BOE의 Gen10.5라인 가동이 시작되면 LCD시장에서는 한국 디스플레이 기업들의 시장지배력이 급격히 하락할 것으로 분석된다.

한국 디스플레이 산업이 다시 도약하기 위해서는 부가가치가 높은 OLED패널 개발에 정부의 지원이 절실한 시점이다.

 

AMOLED 스마트폰, 올해 2억대 넘긴다

AMOLED 디스플레이 패널이 적용된 스마트폰이 올해 2억대를 넘길 것으로 기대된다.

시장조사업체 유비산업리서치에 따르면 AMOLED 탑재 스마트폰의 올해 3분기 실적은 약 6천만대를 기록하였고, 올해 AMOLED를 탑재한 스마트폰은 약 2억대를 넘어설 것으로 전망했다. 전체 AMOLED panel의 시장규모는 올해 2억 2천만대로 예상했으며, 이는 2014년 실적 1억 6천만대 대비 약 40% 성장한 수치이다. 2015년 AMOLED 탑재 스마트폰의 출하 증가는 중저가형 스마트폰의 AMOLED 패널 적용과 생산되는 모델수의 증가가 기인한 것으로 분석된다.

 

전체 AMOLED 시장 규모 비교

한편 2015년 3분기 실적 6천만대는 QoQ 26%, YoY 80%로 빠르게 성장하고 있는 것으로 분석된다.

스마트폰용 AMOLED 시장 실적

ETRI, 그래핀을 적용한 OLED 조명 공개

11월 19일부터 21일까지 개최된 2015 대한민국 산업기술 R&D 대전에서 ETRI(한국전자통신연구원)은 OLED 조명과 그래핀과 관련된 연구 성과를 공개했다.

ETRI는 2013년부터 ‘그래핀 소재/부품 상용화 기술 사업’ 국책과제 중 세부 과제인 “그래핀 응용 OLED 소자/패널 기술개발”의 주관 기관으로 참여하고 있다. 이 과제의 최종 목표는 면저항 15Ω 이상이며 투과도 90% 이상, 두께 3nm, 면저항 균일도 5% 이하, 표면조도 5nm이하, 면적은 5.5세대 이상인 그래핀 전극 소재와 WVTR 10-6 g/m2이하, 면적은 5.5세대에 55인치 OLED 패널 적용 가능 수준인 그래핀 기반 방진막 소재, ITO 양극 OLED 대비 외부광자효율이 90%이상인 그래핀 양극 OLED, 그래핀이 적용된 대각 사이즈 1300mm 이상의 OLED 패널 시제품 개발이다.

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이번 전시회에서 ETRI는 그래핀을 전극으로 적용한 OLED 조명을 공개하였다. ETRI의 이정익 박사는 “최근 ITO전극을 대체하기 위해 그래핀 전극에 대한 관심이 높아지고 있다. 그래핀 전극을 적용하기 위해서는 광학적, 전기적, 공정적인 요소를 고려해야 한다.”며, “ITO 대신 그래핀을 OLED 전극으로 사용할 경우 광학적으로는 두께와 굴절률이 바뀌며, 전기적으로는 에너지 준위가 바뀌기 때문에 이를 고려해서 설계를 해줘야 한다. 또한 공정적으로는 전극 공정의 전후 공정과 맞추어 설계해야 한다.” 라고 강조하였다. 또한 현재 광학적, 전기적 문제들은 해결된 상태이며 공정적인 문제를 연구 중에 있고, 올해 안에 공정 문제 해결과 관련된 연구 결과를 공개할 예정이라고 밝혔다.

그래핀은 resistivity가 높기 때문에 flexible과 foldable에 유리한 차세대 전극 재료로 알려져 있다. 이정익 박사는 “그래핀이 resistivity가 높을 뿐만 아니라 투명전극으로 쓰일 때 ITO에 비해 시야각이 넓다는 것도 중요한 장점이며, 특히 백색광원은 시야각에 따라 spectrum이 바뀌면 안되기 때문에 그래핀이 적용되기 좋다.” 라고 밝혔다.

그래핀은 응용범위가 넓은 핵심소재로서 전극 뿐만 아니라 OLED의 encapsulation등 다양한 분야로 개발되고 있다. 미래창조과학부는 2025년까지 국내 그래핀 시장이 19조까지 성장할 것으로 예측했으며, 이번 국책과제의 전담기관인 한국산업기술평가관리원은 그래핀을 통해 9개의 세계 1등 기술을 개발하고 17조원의 매출을 달성하겠다는 목표를 내세웠다. 이와 관련하여 이정익 박사는 “외국에 비해 국내의 그래핀에 대한 투자는 아직 적은 편이며, 국내 기업과 정부 기관이 고부가가치 산업에 좀더 관심을 기울일 때”라고 강조하였다.

[인물탐방] SAES 그룹 OLED/OLET 사업부의 Encapsulation 파트 개발자, Mauro Riva 박사

SAES 그룹의 OLED/OLET 사업부의 개발자인 Mauro Riva 박사는 10월27일부터 29일까지 개최된 OLEDs World Summit에서 ‘The Encapsulation Question’라는 제목의 발표와 OLEDNET과의 인터뷰를 통해 OLED에 대한 자신의 관점과 SAES 그룹의 기술에 대해 논했다.

Encapsulation은 습기와 산소를 차단해 전극물질과 발광층의 산화를 막고 기계적, 물리적 충격에서 디바이스를 보호하기 위해 필요한 공정이다. 기본적인 encapsulation 배열 방법은 glass-to-glass와 barrier film lamination, thin film encapsulation 방법, 이렇게 3가지로 나누어진다. Glass-to-glass 배열 방법은 소형 모바일 양산에 쓰이는 rigid AMOLED에 적용되며 barrier film lamination과 thin film encapsulation 배열 방법은 플렉시블 AMOLED에 사용된다. 그리고 barrier film lamination은 TV에 쓰이는 대면적 AMOLED 패널에 사용된다.

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Source: SAES Group, OLEDs World Summit 2015

Riva 박사에 따르면 OLED 재료가 산화제와 습기에 대해 민감해서 발생하는 문제들은 OLED 등장부터 encapsulation이 발전한 현재까지도 아직 완전하게 해결되지 않았다. 그는 OLED 물질이 열과 방사선에도 매우 민감할 수 있기 때문에 공정에 대한 많은 제약을 만들어낸다고 덧붙였다. Encapsulation 기술은 OLED 디바이스의 수명과 직접적으로 연관이 있다. Riva 박사는 OLED 수명과 관련된 기술을 둘러싼 현재 이슈들에 대한 문제를 제기했다. 그는 “현재 encapsulation 기술은 많은 진보를 이루었다. 하지만 OLED 구조와 재료, 환경, 어플리케이션 등에 따라 다양한 encapsulation 솔루션이 요구되며 통합된 한가지의 솔루션은 존재하지 않는다.”고 강조했다. 이와 같이, encapsulation 재료는 요구되는 배리어 특성을 만족하면서도 OLED 디바이스의 각각 다른 유형을 충족하도록 설계되어야 한다. 그래서 이 기술을 완벽하게 적용하는 것은 매우 도전적인 과제며, Riva 박사에 따르면 encapsulation 재료 공급 업체와 OLED 패널 제작 업체 사이에 깊은 협력이 요구된다.

Encapsulation 기술 진보를 위한 SAES 그룹의 역할에 대해서 Riva 박사는 측면 sealant와 active transparent filler, dispensable getter에 대한 대규모 포트폴리오를 공급하고 있다고 발표했다. 그는 해당 포트폴리오는 “특정 고객들을 위한 특수 OLED 디자인과 공정”이라는 주제이며 기능성 고분자 화합물(FPC : Functional Polymer Composites)에 대한 깊은 노하우에 대한 결과라고 설명했다. Riva 박사는 OLEDs World Summit에서의 발표 중 FPC에 대해서 논하며 이 포트폴리오에 관해 “수많은 다양성을 내포하고 있다.”고 강조했다.

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Source: SAES Group, OLEDs World Summit 2015

SAES 그룹의 FPC 제품들이 실제로 적용되는 방법과 관련해서 Riva 박사는 FPC 제품들은 screen printing과 blading, syringe, ink-jetting, ODF (one drop filling)으로 증착이 가능하다고 설명하며 특히 TFE 구조에 적용될 경우 더 간단하고 안정적으로 제작할 수 있다고 밝혔다. Riva 박사는 FPC가 encapsulation 공정을 좀 더 효과적으로 하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 믿으며 SAES 그룹이 getter와 정제 기술, 첨단 소재에 대한 전문적인 지식을 바탕으로 FPC를 기반으로 하는 완벽한 OLED encapsulation 솔루션을 제공할 수 있다고 밝혔다. SAES 그룹는 매 년 순 매출액의 11%를 대학, 연구기관과의 협동 연구에 할당하고 있다. SAES 그룹은 현재 많은 업체와 협력을 하고 있으며 OLED 조명과 공정장비, 전문식품포장, gas barrier film 같은 다양한 분야에 관심을 기울이고 있다. SAES 그룹은 좀 더 시장성이 있는 OLED 디바이스를 개발하는데 핵심 역할을 담당하기 위해서 이런 선제적이고 협력적인 R&D를 주도하고 있다.

[자동차용 디스플레이 세미나]자동차용 디스플레이, 투명 디스플레이 기술이 시급하다

지난 13일 여의도 전경련회관에서 한국미래기술교육연구원이 주최한 ‘자동차용 디스플레이 개발기술과 상용화 방안’ 세미나가 열렸다.
자동차부품연구원의 박선홍 박사는 “자동차용 디스플레이 시장이 커지면서 디스플레이의 시장 영역이 점점 확장되고 있다.”고 말하며, “주로 네비게이션 역할을 하는 중앙정보 디스플레이(CID)와 주행거리나 속도를 표시해줄 수 있는 Head up display(HUD)의 시장이 2008년부터 꾸준히 성장하고 있으며 앞으로도 크게 성장할 것으로 기대되고 있다.”라고 발표했다. 특히 CID는 7인치 이상의 디스플레이의 시장점유율이 높아지고 있으며 대형화가 진행되고 있다고 덧붙였다. 또한 운전 중 전방 주시 태만으로 인한 교통사고의 비율이 늘고 있어 정보를 운전하면서 확인할 수 있도록 전방 유리에 표시할 수 있는 HUD의 필요성에 대한 언급도 하였다. 하지만 아직 밝기나 반사에 의한 가독성 문제와 다른 표시 장치와의 조화 등의 기술적인 이슈가 해결되어야 한다고 말했다.

자동차부품연구원 박선홍 박사

한국전자통신연구원의 황치선 실장은 투명 디스플레이를 구현할 수 있는 디스플레이 기술에 대한 비교와 함께 자동차에 적용하기 위해 해결해야 할 기술 이슈에 대해 발표하였다. 황치선 실장은 “투명 디스플레이가 구현 가능한 디스플레이 기술로는 LCD, OLED, TFEL(Thin Film EL), HUD(Projection) 등이 있지만 해상도와 투명도를 고려했을 때 가장 적합한 디스플레이는 AMOLED이다.  LCD는 기술이 상용화 단계에 있긴 하지만 투명도가 높지 않아 운전자의 시야에 불편함을 줄 수 있다는 단점이 있다.” 라고 설명했다. 또한 “Poly Si TFT 기술은 특성이 좋지만 투명도가 한정되어있다는 단점이 있지만 Oxide TFT 기술은 투명도도 높고 특성도 점차 개선되고 있어 oxide TFT에 대한 개발이 보다 적극적으로 필요하다.”라고 발표했다. 자동차용 디스플레이로 적용되기 위해서는 운전자 시야에 적합한 위치와 자동차 부품이 되기 위한 온도, 원가, 밝기 등의 조건 등을 충족시켜야 하므로 일반적인 display보다 해결해야 할 기술 이슈들이 많다고 언급했다.

한국전자통신연구원 황치선 실장

Source:한국전자통신연구원 황치선 실장 발표자료

이처럼 자동차용 디스플레이에서 투명 디스플레이가 주목을 받고 있으며 자동차에 적용하기 위한 기술에도 관심이 커지고 있다. 자동차용 디스플레이 시장을 주도하기 위해서는 display 자체적인 특성뿐만 아니라 자동차 부품들의 특성을 이해함과 동시에 운전자에게 최적화 시키기 위한 다양한 이슈들을 파악하고 이를 해결하기 위한 노력이 필요할 것으로 예상된다.

[인물 탐방]OLEDWorks의 공동 설립자 DeJoy, OLED가 가져올 새로운 경험에 대하여 이야기하다.

OLEDWorks의 공동 설립자이자 회장이며 CEO를 맡고 있는 David DeJoy는 10월 27일부터 29일까지 진행된 OLEDs World Summit에서의 발표와 OLEDNET과의 인터뷰를 통해 OLEDWorks의 비전과 OLED 조명에 대한 견해를 밝혔다.

올해 4월에 OLEDWorks는 Philips의 OLED lighting 핵심 사업부와 관련된 생산시설, 지적 재산권을 인수한다고 발표해 큰 화제를 모았다. 인수는 이번 달 초에 완료되었다. OLED 조명산업에서 OLEDWorks는 상대적으로 규모가 작은 업체로 알려졌었지만 이번 인수로 제품 포트폴리오를 넓히고 미국과 독일에서 동시에 조명 패널을 양산하는 등 사업규모가 크게 확장되었다.

OLED 조명은 세계 최초의 면광원으로서 자연적으로 확산되는 성질을 가졌다. 또한 불빛이 균일하고 플리커 현상이 없기 때문에 눈부심이 없고 안구의 피로가 최소화되는 장점이 있다. OLED는 solid-state lighting이라는 점에서 LED와 유사하지만 발열이 거의 없으며 색온도를 쉽게 조정할 수 있다는 점에서 차이가 있다. 패널의 두께가 얇고 추가적인 설치공간이 필요하기 때문에 OLED 조명은 새로운 디자인과 적용 분야를 가지고 올 것으로 보인다. DeJoy는 OLED는 사용자에게 빛을 더 가깝게 전해줄 것이고 병원의 병실과 회복실, 소매점, 박물관 등 다양한 공간에서 향상된 조명 경험을 가져다 줄 것이라고 전망했다.

OLED 조명에 대한 고객들의 반응은 매우 긍정적이지만 DeJoy는 조명 시장 진입에는 많은 도전이 직면해있음을 인정했다. 그는 “4A(Awareness, Adaptability, Availability, Affordability) 전략”이라는 이름의 4가지 전략을 통해 이를 극복할 것이라고 밝혔다.

‘Awarness(인지)’는 OLED 조명 기술 신뢰성에 대한 자신감과 기술이 가지고 있는 장점에 대한 교육 등을 의미한다. OLED 조명에 대한 인식을 쌓는 것은 미국 에너지부(DOE)가 모금하는 Gateway 국책과제들이나 NYSERDA(New York State Energy Research and Development Authority)가 주관하는 국책과제들과 같은 정부기관과의 협약도 포함하는 것이다. 디자이너와 설계자들 또한 서서히 건축의 영감이나 건축에 쓰이는 원재료로서 OLED를 주목하고 있다.

위에서 언급한 OLED 조명에 대한 장점들은 두번째 A인 ‘Adaptability(적응성)’와 밀접하게 연관되어있다. 발열이 없으며 얇고, 추가적인 설치공간이 필요하지 않는다는 점은 OLED 조명이 벽면에 직접적으로 설치되는 것과 같이 쉽게 건축자재로서 적용 가능하다는 것을 의미한다.

‘Availability’라는 주제에서 DeJoy는 더 많은 조명과 완성품들이 각각의 개인들에게 더 용이해져야 한다고 강조하면서 많은 제품 개발이 이루어지고 있지만 결국 중요한 것은 이런 제품들이 최종 사용자에게 전달되는 것이라고 밝혔다.

‘Affordability(경제성)’을 언급하며 DeJoy는 미국 에너지부에서 나온 OLED 패널 원가 시나리오를 인용했다. 이 시나리오에 따르면 패널의 원가는 2015년까지 1klm당 10$까지 떨어질 것이며 이는 1 m 2의 패널 면적당 100$에 해당한다. DeJoy는 OLED 조명의 경제성을 검토 할 때는 총 비용이 고려되어야 한다고 덧붙였다. 예를 들어 OLED 조명은 발열로 인한 에너지 손실이나 추가적인 설치비가 들어가지 않는다. 또한 OLED 조명이 적용되는 많은 제품들은 점광원이 아니기 때문에 높은 lumen 출력이 필요하지 않다. DeJoy는 이런 특성에 대해 설명하며 “1klm당 가격은 다른 조명들에 비해 상대적으로 높지만 이것이 전부는 아니다.”라고 강조했다.

OLED PANEL SCENARIO

Source: US Department of Energy

DeJoy는 OLEDWorks의 장기 목표가 OLED 조명의 적응성과 사용성을 높이는 것이며 조명이 파손되었을 때 교체하기 쉽게 사용자 친화적으로 제작할 것이라고 설명했다. 또한 “OLEDWorks가 Lumiblade를 포함한 제품 포트폴리오 확장을 지속하고 제품 가격 절감과 성능 향상, 다양한 형태의 조명을 제작할 것.”이라고 발표했다. 또한 “이것은 LED가 걸어온 길과 유사하며 미국 에너지부의 전망과 일치한다.” 라고 밝혔다.

Visionox, 604PPI의 고해상도 디스플레이 기술을 개발하다.

11월 12일 Visionox에 따르면 최근 FMM(Fine Metal Mask)을 사용한 증착기술을 통해 604PPI(약 4.85inch)의 고해상도 full color OLED 패널을 개발했다고 밝혔다.

Visionox Z-Type(Source : OLED-info)

Visionox는 2014년 Z-Type이라는 새롭게 개발한 픽셀구조로 570PPI의 RGB AMOLED 패널을 개발한 바 있다. Z-Type은 blue sub-pixel의 크기를 늘리고 green과 red sub-pixel을 그 옆에 배치한 pixel 구조이다. 이번에 발표한 패널은 이보다 35PPI가 더 높아진 604PPI이다. 이로써 Visionox의 고해상도 OLED 기술이 한 단계 더 발전한 것으로 보여진다.

 

이번에 개발된 패널은 자체 개발 pixel 레이아웃과 중국 업체들끼리 공동 개발을 한 FMM을 적용하였다. Pentile 방식이 아닌 real RGB 방식으로 제작되었으며, 해상도는 2,560 × 1,440 이다.

 

중국업체들의 고해상도 AMOLED 패널 기술개발이 빠르게 진행되고 있다. Everdisplay는 2015년 8월 734PPI의 6인치 패널을 공개 했으며 한국의 패널업체와의 기술격차는 현재 빠르게 줄어들고 있는 것으로 분석된다.

Visionox는 이번에 개발한 OLED 패널은 Visionox의 고해상도 OLED를 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있고, 현재의 연구성과를 잘 보여주는 것이라고 밝혔다. 또한 이번 기술 개발 발표를 통해 유비산업리서치는 고해상도 AMOLED 패널 양산이 한 층 앞당겨졌다고 분석했다.

604PPI High Resolution Display Panel (real RGB)(Source : Visionox)

 

[IWFPE 2015] ITO의 자리를 꿰찰 소재는?

지난 11월 4일부터 ‘2015 국제 인쇄전자 및 플렉서블 디스플레이 워크숍(IWFPE 2015)’가 전주 르윈호텔에서 열렸다. 이번 워크숍에서 OLED 디스플레이 관련 발표 중에는 ITO의 대체 소재에 대한 언급이 많았다.

미국의 리서치 업체 Touch Display Research의 CEO, Jennifer Colegrove박사는 2015-2016의 핫 트렌드를 발표했다.  Colegrove박사가 발표한 핫 트렌드는 고해상도화, 투명 디스플레이, 웨어러블 디바이스, 플렉서블 디스플레이 등이 포함되어 있다. 핫트렌드 중 특히 touch panel에 관련해서 ITO 대체 소재를 꼽았다. ITO를 대체할 수 있는 소재로는 메탈 메쉬, 실버 나노와이어, CNT, 그래핀 등을 언급했다. Colegrove박사는 ‘ITO를 대체할 수 있는 소재는 플렉서블 디스플레이에 맞출 수 있게 유연해야 하며, 효율이 좋은 재료가 필요하다’라고 덧붙였다.

한화테크윈의 조성민 연구원은 ITO보다 균일도가 높은 그래핀이 미래의 소재가 될 것이라고 발표했다. 특히 그래핀은 저항이 ITO 보다 낮아 좋은 특성을 보이지만, 제작 시 발생하는 파티클과 높은 비용은 해결해야 할 이슈라고 말했다. 때문에 중국에서는 그래핀에 관련된 국책과제들이 선정되어 기술 개발에 힘쓰고 있다고 덧붙였다.

ETRI의 이현구 책임연구원은 ETRI, 성균관대, KAIST에서 공동 개발한 다층 그래핀이 ITO를 대체할 수 있는 소재가 될 것이라고 발표했다. 특히 투과율이 높아 미래의 투명 디스플레이에 적합하고, 고해상도 top emission 구조에서 실버 나노와이어 소재와 비교해 디스플레이의 밝기가 더 높다는 결과를 소개했다.

앞으로 미래의 디스플레이 산업 발전을 위해 ITO의 대체 전극개발이 이슈이며, ITO 대체 전극의 하나로 그래핀에 대한 연구개발이 적극적으로 이루어질 것으로 예상된다.

[IWFPE 2015] AUO의 Bendable AMOLED

AUO가 전주에서 열린 IWFPE 2015에서 지난 8월에 공개한 bendable AMOLED의 컨셉과 기술에 대해 발표했다.

발표자인 AUO의 R&D manager Terence Lai는 “Bendable AMOLED는 display의 bending 특성을 활용하여 새로운 user interface를 구현할 수 있으며, 기존의 터치 인터페이스를 변화시키는 혁신이 될 수 있다.”라고 발표하였다.

AUO의 bendable AMOLED는 5인치, 295 PPI이며, LTPS TFT와 hybrid encapsulation을 적용했으며 top emission 구조이다. 두께는 0.2mm이며 file type의 bending sensor를 적용하여 bending의 방향에 따라 다양한 기능을 할 수 있다.

현재 Flexible AMOLED는 curved에서 bendable을 건너뛰고 foldable로 가는 트랜드로 주요 panel업체들과 연구소에서 foldable 위주의 개발이 진행되고 있다.

AUO가 공개한 bendable AMOLED panel이 foldable로 직행하는 flexible AMOLED 개발 트렌드에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대되며, bendable에 적합한 application과 bending 특성을 활용한 기능 개발이 이슈가 될 것으로 분석된다.

AUO's 5" bendable AMOLED prototype

AUO’s 5″ bendable AMOLED prototype

 

[Merck Display Insight 2015] Merck, soluble red, green 재료의 최신 성능 공개

Merck는 11월 5일 개최된 제 16회 Merck Display Insight 2015 세미나에서 soluble 재료의 개발성과를 공개했다.  발표한 soluble 재료는 red와 blue재료로, Merck는 이번 세미나에서 재료의 효율과 수명, 색좌표를 공개하였다.

 

현재 OLED 양산에는 UDC의 증착재료가 적용 중이며 홈페이지에 공개된 UDC의 증착재료 성능과 비교했을 때, Merck가 공개한 red 재료의 효율은 19.1cd/A, 수명은 5,900시간, 색좌표는 (0.66, 0.34)로 UDC 재료의 효율 29cd/A의 약 66%, 수명 23,000시간의 약 26%의 성능을 보였으며 색좌표는 동일했다.

 

Merck가 공개한 green 재료의 효율은 76.4cd/A, 수명은 5,200시간, 색좌표는 (0.32, 0.63)로 UDC의 증착재료 green의 효율 85cd/A의 약 89%, 수명 18,000시간의 약 29%의 성능을 보였으며 색좌표는 UDC 증착재료의 (0.31, 0.63)와 흡사했다.

 

공개된 재료들의 성능을 분석해보았을 때 효율은 증착 재료와 거의 근접한 수준까지 개발된 것으로 분석되지만 soluble 재료 수명은 개발이 필요할 것으로 보인다. Merck는 세미나를 통해 LT95에서 soluble 재료의 수명이 solution process OLED의 가장 핵심적인 도전이 될 것이라고 밝혔다.

 

또한, 포스터 세션에서 이루어진 질의 응답 시간에서는 3~4년내 full stack solution process OLED 제품 생산이 이루어질 것이라는 긍정적인 의견을 내비쳤다.

 

Merck는 OLED 재료 사업에서 현재 후발주자이지만 솔루션 재료 개발과 양산에 적용되는 OLED 재료의 판매에서 눈에 띄는 성과를 내고 있으며 올해 판매실적이 예상치를 뛰어넘을 것으로 기대되고 있다.

 

유비산업리서치에서 발간한 ‘2015 Solution Process OLED Annual Report’에 따르면 solution process OLED에서 가장 이슈가 되고 있는 부분은 soluble 발광재료의 성능으로, soluble Red와 green의 효율은 증착 재료와 거의 근접한 수준까지 개발된 것으로 나타났으나 수명은 LT95에서 증착재료의 약 30%이하의 수준으로 나타났다. 반면 soluble blue는 수명과 효율 모두 증착재료에 비해 부족한 것으로 분석되었기 때문에 solution process OLED는 red와 green은 printing 공정으로 형성하고 blue는 증착공정으로 형성하는 hybrid 구조로 첫 양산을 할 수 있을 것으로 전망된다.

LG OLED TV, 월간 판매량 최대치 경신

LG전자의 OLED TV 가격 하락과 OLED 알리기 전략이 성공적으로 진행되고 있는 것으로 보인다.

LG전자는 10월 판매량이 연초 대비 2배 이상 늘어난 4,500대를 돌파했다고 3일 밝혔다. 특히 10월 첫 주 판매량이 2,000대를 상회하면서 월 판매량 기록을 경신했다.

OLED TV는 9월 마지막 주부터 가격 하락폭이 커지면서 10월 첫 주에 높은 판매량을 기록한 것으로 보인다. 미국의 인터넷 소매 사이트인 아마존 기준에55인치 FHD curved OLED TV는 10월부터 $ 1,797로 8월 $ 2,499에 비해 약 28% 하락했다. 55인치 UHD curved OLED TV와 UHD flat OLED TV도 $ 2,000 대로 떨어져 UHD LCD TV와 $ 500 차이로 가격 경쟁력을 갖춰 판매량이 늘어난 것으로 분석된다.

공격적인 마케팅도 판매량 상승의 요인으로 꼽힌다. LG전자는 지난 9월 미국, 독일, 러시아 등 23개국 39개 주요 공항에 OLED TV를 설치하고 10월 말까지 200여 대의 OLED TV를 설치하겠다는 계획을 밝혔다. 또한 국내 지하철 역에서 OLED TV 광고를 쉽게 접할 수 있다. 이처럼 LG전자가 지난 2분기 실적발표회에서 밝힌 OLED 알리기 전략이 점점 성과를 내고 있는 것으로 보인다.

한편 LG전자는 OLED TV와 UHD TV의 제품 다양화를 통해 OLED=LG라는 이미지 구축에 더욱 힘을 주겠다고 발표해 OLED TV 시장의 선도하겠다는 목표를 밝힌 바 있다.

LG 55인치 OLED TV 가격 변화 추이