삼성디스플레이, LG디스플레이가 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 패널 기술 고도화를 위한 신공정 도입에 연구개발(R&D) 역량을 집중하고 있다. OLED의 발광 효율과 전력효율성, 수명을 늘리기 위한 다양한 대안 공정을 검토하고, 일부 기술은 이미 생산라인에 적용 확대를 시작했다.
특히 글로벌 IT 업계에 전자기기의 전성비(전력 대비 성능비율)가 화두로 떠오르면서 애플, 삼성전자 역시 중장기적으로 더 높은 전력 효율성을 갖춘 OLED 패널을 선호하게 될 가능성이 높다. 액정표시장치(LCD)에 이어 OLED 분야에서도 한국 기업을 맹추격하고 있는 중국 기업들 대비 차별화된 기술적 포인트가 필요한 시점이기도 하다.
26일 업계에 따르면 삼성디스플레이는 기존에 사용하고 있는 '고굴절 CPL(Capping Layer)'을 이용한 OLED 개발에 '저굴절 CPL'을 추가하는 방안을 검토 중이다. CPL이란 OLED 발광 소자 위에 얹혀지는 얇은 층으로, 외부 광원에 의한 소자 내 유기물 손상을 최소화하고 자외선 흡수 특성과 적정 굴절률을 동시에 만족해 내부 또는 외부 발광 효율을 극대화할 수 있는 층을 말한다. 저굴절, 고굴절 CPL 기술을 함께 사용하면 OLED의 광효율 뿐만 아니라 전력효율, 제품 수명 등을 크게 높일 수 있다.
저굴절 CPL 기술을 추가할 경우 OLED 생산공정이 복잡해지고 비용이 증가한다는 단점이 있지만, 공정이 안정화될 경우 중국 디스플레이 기업과의 기술 격차를 벌리는 기폭제가 될 것이라는 관측도 나온다. CPL의 경우 한때 일본의 호도가야화학공업이 독점하던 분야지만, 최근 국내 디스플레이 소재·부품 기업들이 잇달아 해당 기술을 확보하며 삼성·LG디스플레이와 파트너십을 강화하고 있다.
LG디스플레이가 주도하고 있는 대형 OLED 분야에서도 발광 효율과 전력효율성을 높이려는 시도가 이어지고 있다. LG디스플레이의 경우 올해부터 그동안 내부적으로 개발해온 마이크로렌즈어레이(MLA:Micro Lens Array)를 적용한 '메타' 기술 적용 TV 비중을 늘려나가고 있다.
메타 기술은 마이크로 미터급의 올록볼록한 렌즈 패턴인 초미세 렌즈 위에 스스로 빛을 내는 유기물을 증착해 빛 방출을 극대화함으로써 획기적으로 밝은 화면을 구현했다. 동일 휘도 기준 기존 대비 에너지 효율을 약 22% 개선하는 등 소비전력 저감 효과도 거두는 데 성공했다. 또 휘도 강화 알고리즘 '메타 부스터'를 통해 영상의 각 신(Scene) 마다 밝기 정보를 정교하게 분석하고 실시간으로 조절해 화면의 밝기와 색 표현력을 높였다.
디스플레이업계 관계자는 "OLED의 경우 동일한 전력 조건에서 기존 LED 방식보다 휘도가 낮고 전력효율성이 떨어질 수밖에 없는 구조적 문제를 갖고 있었다"며 "OLED 기술이 본격적으로 상용화되기 시작한 2010년대 초반 이후 밝기나 수명, 광효율 문제가 일정 부분 개선됐지만 MLA와 같은 신기술이 등장해 더 발전할 수 있는 여지가 남아있다"라고 설명했다.
한편 차량용 OLED 분야에서도 휘도와 수명을 높이고, 소비전력을 기존 대비 약 40% 저감한 '2세대 탠덤 OLED' 개발이 진행되고 있다. 특히 LG디스플레이는 차량용 OLED의 대형화를 가속화하고 중장기적으로 슬라이더블·투명 OLED 등 새로운 폼팩터 디스플레이를 상용화한다는 계획이다.
LG디스플레이는 우선 30인치대 P-OLED 상용화를 시작으로 향후 대시보드 전면을 모두 채울 수 있는 50인치대까지 차량용 디스플레이 크기를 확대할 계획이다. 또 투명 OLED와 슬라이더블 OLED를 순차적으로 상용화할 수 있도록 준비해 프리미엄 차량용 디스플레이 시장 주도권을 높인다는 전략도 세웠다.