2018년 12월 5일부터 7일까지 일본 Makuhari Messe에서 열리는 28^th FINETECH JAPAN에서 Denso의 Hiroyuki Hara manager는 OLED가 다양한 장점으로 인해 미래의 자동차용 디스플레이로 중용될 것이라고 의견을 밝혔다.

Hara manager는 자동차용 디스플레이의 최신 트렌드로 터치 패널을 포함한 대형 화면을 언급하며 현재는 LCD가 많이 쓰이고 있지만 전장 업체와 운전자들이 고화질의 디스플레이를 요구하는 만큼 OLED가 해를 거듭할수록 자동차 내부에서 쓰임새가 많아질 것으로 예상했다.

이어서 Hara manager는 자동차용 디스플레이의 중요한 요소로 높은 명암비와 넓은 시야각, 디자인 자율성, 경량화, 저반사, 신뢰성 등을 언급하며 이 모두를 아우를 수 있는 디스플레이는 OLED라고 강조했다. 또한, 명암비나 시야각 등 화질에 관련 된 요소는 운전자에게 바로 안전과 직결되는 요소이기 때문에 OLED가 더욱 더 많이 사용될 수 밖에 없는 상황이라 밝혔다.

 마지막으로, Hara manager는 자동차용 OLED의 요구 사항을 언급하며 온도 변화에 따른 휘도 저하 절감이나 높은 습도에 의한 OLED의 훼손 방지 등의 신뢰성 향상이 자동차용 디스플레이 시장 진입을 위한 OLED의 중요한 열쇠가 될 것이라 언급하며 발표를 마쳤다.

자동차용 디스플레이 시장은 모바일 기기와 TV에 이어 차세대 디스플레이 시장으로 주목받는 대표적인 시장으로써 LG 디스플레이와 삼성 디스플레이 뿐만 아니라 BOE나 Visionox 등 다양한 OLED 패널업체들이 국내외 전시회에서 자동차용 디스플레이를 선보이고 있다. Denso 또한 한국 패널 업체들과 경쟁을 위해 2018년 초 JOLED에 300억엔을 투자한 바 있다.

한편, UBI Research에서 최근 발간한 “자동차용 OLED 디스플레이 보고서”에 의하면 삼성 디스플레이와 LG 디스플레이가 이끄는 자동차용 OLED 디스플레이 시장은 2023년에는 5.4억달러 시장으로 성장할 전망이다.

 

최근 삼성디스플레이의 프리미엄 TV 패널용 QD-OLED 개발이 디스플레이 산업의 화두가 되고 있다. 현재 TV 용 OLED 패널을 단독 공급하고 있는 LG 디스플레이는 White OLED(WOLED) 방식을 사용하고 있으며 RGB 효율을 지속적으로 개선시켜 나가야 하는 것을 목표로 하고 있다.

 

위 그림은 LG디스플레이의 WOLED의 Spectrum이다.
일반적으로 Blue OLED는 낮은 수명과 효율과 휘도의 문제를 가지고 있다고 알려져 있다. Blue는 휘도에 기여도는 낮지만 에너지로서 강하다. 마치 우리 눈에 보이지 않지만 강한 에너지를 가지는 UV와 같다고 할 수 있다. Blue광원에 적절한 형광체를 사용한다면 충분히 휘도를 얻을 수 있다.

 

위의 Graph를 기준으로 단순한 Simulation을 해 볼 수 있다.
만약 Blue의 에너지가 100%일 경우 Blue와 Green의 파장 차이는 13%를 반영할 경우 Blue Quantum의 개수는 Green의 약105% 이다. 여기에 이론적인 QD의EQE 85%를 계산하면 약 89% 휘도를 얻을 수 있다. 그러나 실제는 여러가지 변수가 있기 때문에 실제의 휘도는 약 70% 수준으로 예상된다.

결론적으로 400nit를 구현하기 필요한 Blue의 에너지로 약 300nit의 빛을 낼 수 있을 것으로 예상된다. 물론 이 수치는 만족할 수준의 수치가 아니다. 다시 말하면 색 재현성 혹은 색온도를 높이기 위해 WOLED는 QD-OLED 보다 더 많은 에너지가 필요하다.

OLED의 재료와 Device관점에서 보면 Blue의 성능은 Red와 Green에 비해 뒤떨어져 있다. RG는 이미 인광재료를 채용해 효율의 한계치에 근접해 있는 반면 Blue는 아직도 형광재료에 묶여 있고 휘도 문제로 여전히 효율과 수명 제약이 있다.

몇 년전부터 Blue 재료의 개선을 위한 방법 중 하나로 삼성과 엘지에서 TADF 기술에 관심을 보이고 투자를 해왔다. TADF는 지금 당장은 아직 완벽한 기술은 아니다. 그러나 인광재료처럼 산업적 요구가 강해지고 투자되는 Infra가 커지면 산업화는 앞당겨 질 수 있다. 그러나 현실적으로 Blue의 기여도가 낮으면 그 속도는 더디겠지만 그 요구가 명확하고 그에 따는 투자가 강화된다면 Blue 재료 개선을 위해 한가지 해결책이 될 수 있을 것이라는 것이 업계 종사자들의 예상이다.

그렇다면, Blue 재료의 개선만 있으면 QD-OLED는 현재 WOLED TV보다 월등한 제품을 만들 수 있는 기술인가?

먼저 QD와 CF를 같이 만드는 경우라면EQE는 예상보다 나쁘다.
PL 현상과 CF는 원리상 양립한다는 것은 모순이 되기 때문에 결과적으로 CF와 QD층은 분층이 되어야 한다
QD는 가능한 많은Blue 광원이 입사하거나 입사된 광원이 가능한 많은 QD particle과 만나야 EQE는 증가할 것인데, CF는 반대로 Blue광원을 차단하는 성질이 있기 때문에 두께는 올리는데 한계가 있을 수 있다. 실제로 QD+CF(6㎛ 두께 기준) 에서PL의 EQE는 약 25% 전후이다.
QD입장에서 적절한 QD을 통과해서 충분히 광변환을 한 후 잉여의 Blue 광원을 CF를 통해서 차단하는 것이 가장 효율이 높을 것으로 예상된다
현재 사용하는 QD film에서 QD 층의 두께는 대략 100㎛이고 QD의 Volume Density는 약 1%이다. 이 상태에서 EQE는 85% 정도라고 알려져 있습니다. 그래서 실제로는 아래와 같은 구조가 되는 것이 더 효율적이다.

 

이 구조의 핵심적인 아이디어는 3가지이다. 첫번째는QD와 CF를 분리한다는 것, 두번째는 QD재료는 R,G를 분리한다는 것, 마지막은 1%의 Volume Density를 5%로 높인다는 것이다. 이렇게 되면 아마도 EQE는 80%수준에 근접해서 휘도 저하는 크지 않을 것이다.
위 구조를 실현하기 위해서 몇 가지 공정이 추가적으로 개발되어야 한다.
BM격벽을 높게 형성하여 되는데 이것은 PDP에서 이미 개발된 공정이 있어서 차용이 가능할 것이다. 두번째는 20㎛ 두께의 QD의 선택적 증착인데 이는 장Nozzle Printing을 통해 극복이 가능할 것으로 보인다.

현재 가장 큰 개발 이슈는 QD의 PL의 파장과 Blue OLED의 발광 파장이 차이가 있다는 것이다.

 

 

QD의 경우는 UV로 갈수록 PL을 일으키는 흡수율이 증가한다.
반면에 Blue OLED는 발광의 중심이 465nm 이상에 있기 때문에 실제로 PL을 통한 System전체의 발광 효율은 낮게 나온다. QD CF의 흡수파장을 좀 더 높이는 구조나 혹은 OLED의 발광파장을 낮추는 개선이 필요하다.

OLED와 QD를 광학적으로 하나의 System으로 구현하려는 시도는 이미 여러 특허에서 제안되었다. 가장 대표적인 방법은 현재의 White OLED 구조에 QD 변환층을 추가하는 구조가 있다. 관련 특허는 이미 여러 기업과 개인에 의해 제안되었다. 하지만 이경우 광효율의 증가는 일부 있을 수 있지만 색재현성에 대한 개선은 크지 않을 것이다. 대신 고가의 QD 재료를 추가로 사용하고 또한 추가적인 공정이 필요하기 때문에 현재까지 실제 제품에 적용된 사례는 없었다. 더구나 현재 양산중인 배면발광 구조에서는 더더욱 구현이 기술적으로 아주 어렵다.
가장 중요한 목표로 논의되는 부분은 효율을 개선하면서 동시에 소비자가 느끼는 화질측면에서 개선이 동시에 있어야 한다는 점이다. 이를 위해 또 다른 방식으로 R,G,B로 독자적인 Cavity 구조를 적용해 반치폭(FWHM)을 줄이는 방법이 개발중에 있다. 이 구조는 독일의 프라운호퍼 연구소에서 올 해 처음 소개한 구조인데 이 역시 공정의 복잡성 때문에 적용이 용이하지는 않다. 다만 큰 방향에서 FMM을 사용하지 않고 R,G,B각의 광학특성을 최대한 개선한다는 측면에서 의미가 있다.

 

만약 WOLED+QD_CF 구조에서R,G,B 개별 색깔의 광학적 특성을 개선하는 동시에 공정도 간단하고 또한 효율도 개선하는 기술이 가능하다면 지금의 Blue OLED + QD_CF의 Plan B로서 충분히 의미가 있다고 판단되며, 이 기술은 짧은 시기에 가시화 될 수 있을 것으로 예상된다.

삼성 개발자 컨퍼런스에서 세계 최초의 인폴딩 폴더블 갤럭시F가 공개되었다. 폴더블 OLED의 이름은 인피니티 플렉스 디스플레이다.
갤럭시F의 주요 특징은 하드웨어와 소프트웨어 관점으로 나눌 수 있다. 우선 하드웨어면에서 7.3인치 폰이 접으면 4.6인치로 변한다. 소형 태블릿PC와 그립감이 좋은 스마트폰을 동시에 경험할 수 있다. 휴대성과 정보 확장성을 동시에 만족시킨 제품이다.
디스플레이의 해상도는 1536 x 2152이며 420ppi이며 4.2:3 비율의 제품이다. 외부 창은 840×1960이며 21:9의 비율을 가지고 있다. 접었을 때 반경이 1.5mm의 디스플레이는 기존 플렉시블 OLED 제조 기술과 소재들로서는 만들 수 없다. 접고 폈을 때 필름들이 손상을 입어 화면에 줄이가는 불량 현상이 발생한다.

 

<출처: 폴더블 OLED 보고서, 유비리서치>

삼성디스플레이는 접고 폈을 때의 신뢰성 확보를 위해 폴더블 OLED를 구성하는 각종 필름류의 두께와 물성 최적화 과정을 5년간 거쳤다. 기존 펄렉스블 OLED 보다 두께를 대폭 낮추었다. 이런 과정을 통해서 만들어진 폴더블 OLED는 12월부터 양산이 시작된다.
소프트웨어 관점에서 보면 펄더블 폰을 열면 외부 디스플레이에서 보던 화면이 내부 화면에서 같이 커지는 기능이 있으며, 3개의 애플리케이션을 동시에 사용할 수 있는 멀티 태스킹이 가능한 점이다.
가격은 150만원에서 200만원 정도가 될 것으로 추정되고 있다. 삼성이 이제까지 판매하던 스마트폰보다는 가격이 비싸지만 스마트폰과 태블릿 PC 두대를 한 대 가격에 구입한다고 생각하면 합리적인 가격이다. 편리 휴대성까지 고려한 부가가치까지 고려하면 매우 적절한 가격이라고 판단된다.

내년부터 도입되는 5G 통신 기술은 실시간 스트리밍 서비스 외에도 VR 등 더 높은 화질과 대용량 컨텐츠들을 더욱 더 빠른 속도로 처리할 수 있다. 통신 속도가 빨라지는 만큼 그래픽이 정밀한 고해상도와 대화면을 요구하는 컨텐츠가 출시될 전망이다.
현재의 스마트폰은 6인치까지 커지고 있으나 5G 통신시대의 4K 해상도를 담기에는 역부족이다. 7인치 이상의 디스플레이는 4K 해상도가 가능하기 때문에 5G 통신 시대의 가장 적합한 제품이 될 것이다. 폴더블 스마트폰은 7인치 이상의 디스플레이를 사용하지만 휴대성을 극대화시킨 차세대 모바일 기기로서 스마트폰과 태블릿 PC의 기능을 함께 할 수 있는 디지털 융합제품이다.
폴더블 스마트폰이 가능해진 것은 폴더블 OLED가 있기 때문이다. 삼성디스플레이를 포함하여 전세계 OLED 디스플레이 업체는 차세대 제품 시장을 선점하기 위해 막대한 개발비를 투입하여 왔고 이제 폴더블 OLED가 나오기 시작하고 있다.
OLED 스마트폰 시장을 이끌고 있는 삼성전자는 인폴딩 방식의 폴더블 폰을 세계 최초로 내년부터 출시한다. 이에 맞추어 삼성디스플레이는 1.5R가지 접을 수 있는 폴더블 OLED를 준비하고 있다. 갤럭시 S 시리즈의 판매가 정체되어 있는 삼성전자에 있어서는 폴더블 폰은 반드시 성공시켜야하는 수퍼프리미엄 제품이다.

 

<삼성전자 인폴딩 폴더블 OLED폰 예상 구조>
촐처: 폴더블 OLED 보고서, 유비리서치

OLED 전문 리서치 기관인 유비리서치(대표 이충훈)가 폴더블 OLED 보고서를 출간했다. 이 보고서에 따르면 2019년 폴더블 OLED 시장은 4.8억달러 규모에 불과하지만 2023년에는 246억달러까지 성장할 것으로 예상하고 있다.

이충훈대표는 “폴더블 OLED 시장의 빠른 성장은 5G 통신 시대는 4K 해상도를 지원할 수 있는 7인치 이상의 스마트폰이 필수품”이 될 것으로 판단하고 있으며, OLED 패널 업체는 폴더블 OLED 생산 성공 여부에 따라 기업의 가치가 결정될 것이라고 언급했다.

 

<폴더블 OLED 시장 전망>
출처: 폴더블 OLED 보고서, 유비리서치

 

하지만 폴더블 OLED를 누구나 생산할 수 있는 제품은 아니다. 기존 플렉시블 OLED 보다 더 복잡한 모듈 구조를 가지고 있기 때문에 접었을 때 발생하는 다양한 패널 특성 변화를 극복할 수 있는 기술이 필요하다.  특히 인폴딩 폴더블 OLED는 TFT 저항 변화를 극복할 수 있는 보상 회로 기술과 화면을 접고 폇을 때 요구되는 복원력등이 대표적인 기술 난제들이다. 20만회 이상 접고 폇을 때도 디스플레이 화질과 표면에 이상이 없는 신뢰성도 요구된다.
유비리서치가 발간한 “폴더블 OLED 보고서”는 폴더블 OLED의 신뢰성을 결정하는 주요 필름의 개발 이슈와 패널 업체들의 개발 동향을 분석하여 수록하고 있다.

OLED TV로 프미리엄 TV 사업을 성공적으로 부활시킨 소니가 모바일에도 OLED를 탑재했다. 기존의 Xperia 시리즈와 유사한 살짝 굴곡있는 유리 뒷면과 6인치 디스플레이를 채택했다. 뒷커버의 디자인을 두고 소니는 삼성과 애플등과 비교했을 때 손에 잡기 쉽도록 했다고 발표했다. 최근 iPhone의 M자형 디자인과 유사한 디자인의 스마트폰이 출시되고 있는 것과 비교, 소니는 뒤쪽 하단에 작은 홈을 만들었다. 이 홈의 기능에 대해서는 아직 알려진 바가 없으나 디자인 차별성의 의미로 해석해 본다.

경쟁사의 OLED 채택 스마트폰 출시에 비해 많이 늦었지만 스크린 사이즈를 최대한으로 키우고, 가장 경쟁력 있다고 할 수 있는 부분인 색감, 색재현율 등에서 많은 노력을 하였다. 19메가 픽셀 센서 카메라에는 최근의 트렌드를 반영하며 AI 기능을 더했고 사용자의 편리성을 위해 물리적 버튼도 동기화 했다. Xperia XZ3의 마케팅 포인트 중 하나는 점점 디스플레이 사이즈가 커짐에 따라 한손으로 동작하기 불편함에 대해 “한손으로 동작가능한 디자인”으로 보인다. 디스플레이의 끝 부분에 두번 탭을 통해 바로가기 메뉴등을 실행할 수 있도록 했다. Xperia XZ3은 2018년 9월 말부터 한국을 제외하고 다양한 국가 및 지역에서 출시될 예정이다.

OLED TV에 이어 소니의 감성을 담은 스마트폰을 기다려온 소비자들에게는 신규제품에 대한 희소식이고, 디스플레이 산업에 또한 그동안 모바일 사업에서 부진을 겪어온 소니가 OLED 채용으로 TV사업에서와 같은 부활을 할 수 있을지 지켜 볼 수 있는 제품이 아닐까 생각한다.

유럽 최대 가전 전시회인 IFA의 엘지전자 TV 부스는 역시 OLED가 TV의 주력을 차지하였다. CES2018에는 전시되지 않았던 88인치 8K OLED TV가 공개상에서 최초로 모습을 드러내었다.
88인치 8K OLED TV는 OLED의 화려한 색상과 완벽한 블랙에 초고해상도가 더해져서 입체감이 한층 살아난 최상의 TV임을 보여주고 있다. 엘지전자 관계자에 의하면 프리미엄 TV 해상도가 4K를 넘어 이미 8K 시장으로 진입을 시작했기 때문에 OLED TV도 이에 대응할 수 있는 제품이 필요한 시기가 되었다고 언급했다.
LG디스플레이는 88인치 이외 75인치와 64인치 8K OLED 패널을 개발중에 있으며 내년에는 이들 제품들이 모두 시장에 나올 수 있을 것으로 기대된다. 현재 개발중인 8K OLED 패널은 모두 bottom emission 구조이다.

 

엘지전자는 CES2018에서 화질 프로세스 알파9으로 좋아진 OLED TV의 화질 소개에 중점을 두고많은 장소를 할애하였으나 88인치 8K OLED에 장소를 양보하고 간결하게 전시 공간을 꾸몄다.

OLED TV 성능 소개를 “Crisp and Smooth Motion”과 “Clean, Sharp, and Vibrant Images” 두 가지로 압축하였다. 이들 성능들은 화질 분야에서 최고로 인정받고 있는 소니와 경쟁할 수 있는 수준에 도달하였음을 나타내고 있다.

OLED TV 성능 소개를 “Crisp and Smooth Motion”과 “Clean, Sharp, and Vibrant Images” 두 가지로 압축하였다. 이들 성능들은 화질 분야에서 최고로 인정받고 있는 소니와 경쟁할 수 있는 수준에 도달하였음을 나타내고 있다.

김상돈 LG Display CFO는 25일에 주최한 컨퍼런스 콜에서 “2018년 상반기를 돌아보면 전통적인 비수기 시즌과 중국 발 디스플레이 공급 증가로 인해 판가 하락으로 어려운 시장 상황이었다. 작년 하반기부터 좋지 않던 시장 상황이 올해 상반기 안정될 것으로 예상하였으나 오히려 더 빠르고 가파르게 하락하였다.”고 말했다. 하지만, 2018년 하반기는 계절적 특수성과 고객의 재고 확충 맞물려 7월부터 가격이 상승하는 모습을 보이고 있다고 밝혔다. .

하반기에 진입하여 시장의 상황이 우호적으로 변경되고 있으나 예측 불확실성으로 과거 시장과는 차이가 있으며 더욱이 앞으로 디스플레이 시장의 공급과잉이랑 비대칭 경쟁 구도는 불가피한 상황임을 전했다. 이에 대해, 시장의 변동성 확대가 예상 됨에 따라 LG Display는 하반기에도 보수적인 전략을 유지할 것임을 밝혔다.

LG Display의 2018년 2분기 매출은 5조6112억원, 영업손실은 2281억원을 기록했다. 전년 동기 대비 매출은 15% 감소했고 영업이익은 8040억원에서 지난 분기에 이어 패널 출하의 예상 대비 하회 등의 어려운 시장 상황을 반영하여 계속적으로 큰 폭 적자를 면하지 못하였다. 출하 면적은 전분기 대비 2% 증가 하였지만 면적(m2)당 판가는 4% 감소하였다.

긍정적인 지표로는 TV 패널 판가 하락이 컸으나 OLED 패널의 경쟁력 우위 포지션으로 인해 전채 패널 판가 하락은 1%에 그쳤다. 3분기에는 면적 기준 출하 큰 폭으로 증가, 업계의 재고 보충을 위해 주문 증가 예상 등 상반기 대비 시장상황이 긍정적일 것으로 보고 있다.

현재 LCD와 OLED 중소형과 대형 패널 사업 모두를 하고 있는 LG Display는 이번 컨퍼런스콜을 통해 “OLED 사업에 집중, LCD 사업은 고부가 가치에 집중” 이라는 하반기와 향후 LG Display의 전략적 방향에 대해 명확히 언급하였다.

현재 IT 산업이 역 장하고 있어 LCD 산업이 어렵지만, 좁은 베젤(Narrow Bezel) 혹은 베젤의 삭제(Borderless)등 차별화 기술을 통해 하이엔드 부분과 초대형 커머셜 고부가 가치 제품을 중심으로 사업을 진행할 것임을 전달했다.

OLED는 LG Display가 향후 현재 산업 1위 자리를 유지하고 성장하기위해 중요한 사업으로 3분기중 OLED TV는 흑자 전환을 예상하고 있으며 최근 승인이 확정된 중국 광저우의 생산라인과 파주 P10공장의 10.5세대 OLED 생산라인 투자를 앞당겨 OLED 대형 시장을 드라이브 할 것이라는 입장이다. 또한 직접적으로 시기와 특정 라인에 대한 언급은 없었지만 연내 LCD 합리화 계획을 진행하여 OLED 8.5세대 추가 생산 공장 증설 계획도 내비쳤다.

증가하는 수요에 대응해 생산 규모를 늘리고 있는 대형 OLED 사업에 비해, 힘든 시기를 겪고 있는 플라스틱 중소형 OLED 패널 사업에 대해서는 모바일과 자동차 시장을 강조하며 필요한 전략 기술로 미래 시장에 대한 준비를 진행하고 있음을 전달했다.

Apple향 생산공장으로 거론되어온 E6-1라인은 올해 4분기 양산을 시작할 것으로 언급한 것을 미루어 최근 2018년 iPhone OLED 모델에 디스플레이 공급과 관련한 사실 가능성을 짐작할 수 있는 것으로 드러났다. 또한 자동차 시장에서도 OLED 패널의 수요가 증가하고 있으며 내년 하반기 본격적인 비즈니스가 시작될 전망임을 밝혔으며 현재 수주 잔고에서 OLED 패널은 약 10% 후반 수준으로 이미 상당 부분 진행되고 있음을 확인 하였다.

마지막으로, LG Display의 미래 준비와 관련하여 경쟁사 대비 예산 부족과 펀딩 부족의 우려를 잘 알고 있으며 2020년까지 기존에 계획한 Capex에서 약 3조원 줄인 수준으로 진행할 계획이며 이 중 상당부분은 감가상각비와 내부 운전자본관리를 통해 가능하며 나머지는 차입할 계획임을 밝혔다. 시장에서 몇차례 언급된 유상증자는 검토하고 있지 않음을 확인하였으며 LG Display는 OLED의 다양한 포트폴리오를 철저히 준비하여 후발주자인 분야에서도 경쟁기업 대비 차별화를 통한 사업 성공의 의지를 밝혔다.

 

 

작성: Hana Oh (hanaoh@ubiresearch.com)

 

Idemitsu Kosan은 최근 보도자료를 통해 중국 쓰촨성 성도시 성도 하이테크 산업 개발구(Chengdu Hi-tech Industrial Development Zone) 정부와 계약을 맺고 현지 법인을 설립할 것을 보도했다.

Idemitsu Kosan은 최근 중국의 디스플레이 산업 진흥 정책에 따라 OLED 제조 설지 투자가 활발해 지고 있다며, 중국의 OLED 재료 수요 증가에 대비해 재료 공급 구조 및 기술 지원을 강화 할 것임을 밝혔다.

중국 자회사의 이름은 Idemitsu Electronic Materials (China) Co., Ltd. 이며, 약 13억엔의 자본금을 Idemitsu Kosan에서 모두 투자하는 것으로 알려졌다.

Idemitsu Kosan은 2019년에 시설을 완공하고 재료 생산을 시작할 계획이라 밝혔다.