삼성디스플레이, LG디스플레이가 최근 일본의 OLED 재료업체인 큐럭스(Kyulux)와 함께 4세대 OLED(유기발광다이오드) 재료로 알려진 하이퍼 플로우런스(Hyper Fluorescence)를 함께 개발 중인 것으로 알려졌다. 하이퍼 플로우런스는 기존의 OLED 발광소재의 단점을 대부분 개선한 기술로, 사실상 OLED 소재 기술의 '완전체'로 알려져 있다.
31일 업계에 따르면 삼성디스플레이와 LG디스플레이는 내년 상반기에 개발 완료를 목표로 일본 큐럭스와 함께 하이퍼 플로우런스 기술을 공동 개발 중이다. 큐럭스는 일본의 OLED 소재 전문 기업으로, 2016년부터 삼성, LG와 함께 3세대 OLED 재료인 열활성화지연형광(TADF) 기술을 개발해왔다.
OLED 디스플레이가 빛을 내는 원리는 흔히 전계발광(EL: Electroluminescent)이라고 통칭한다. 발광물질에 전기를 가해 빛을 내는 방식으로, 특히 OLED의 경우 전자와 정공이 서로 만날 때 발생하는 에너지가 빛의 형태로 방출되는 것이다.
기존 2세대 OLED 기술은 이처럼 전기를 발광물질에 주입하는 과정에서 평균 75% 수준의 전류(빛) 손실이 발생하고 있다. 반면 TADF는 형광 발광과 인광 발광을 모두 사용할 수 있어 내부양자효율이 100%인 형광을 구현할 수 있다. 이 과정에서 이리듐 등 희소 금속을 사용할 필요가 없어 생산단가도 크게 낮아진다.
하지만 TADF 개발 과정은 좀처럼 순조롭지 못했다. 특히 OLED 소재의 수명이 기대보다 짧았고, 높은 휘도에서 발광효율이 급격하게 떨어지는 문제(롤오프·Roll-Off 현상)도 발생하는 문제가 있었다. 또 색순도(colorimetric purity) 측면에서 기대 이하의 성능을 나타내는 것으로 전해졌다.
여기에 대안으로 떠오른 하이퍼 플로우런스 기술은 기본적인 구조는 TADF와 유사하지만 발광층에 증착되는 소재를 변형해 색순도, 수명 등 TADF의 고질적인 문제를 해결할 수 있다. TADF와 마찬가지로 이리듐 등 희귀 금속을 사용할 필요가 없어 OLED의 생산단가 역시 중장기적으로는 기존의 액정표시장치(LCD)만큼 낮출 수 있다.
큐럭스와 삼성디스플레이, LG디스플레이는 이 기술을 이르면 내년 중에 개발을 완료하고 상용화 준비에 돌입하는 것을 목표로 하고 있다. 특히 최근 들어 큐럭스가 하이퍼 플로우런스의 OLED 연구개발과 관련해 빠른 속도의 진전을 보이고 있다는 점도 이같은 기대를 뒷받침하게 한다.
디스플레이업계 관계자는 "삼성, LG가 지난 2016년부터 큐럭스와 함께 연구해온 TADF와 이번에 새롭게 공동개발을 시작한 하이퍼 플로우런스가 서로 다르다기보다는 TADF의 상용화를 가로막는 장애물을 하이퍼 플로우런스로 해결한다고 볼 수 있다"며 "다만 이 기술 역시 아직 실험적인 기술이기 때문에 개발이 완료된다고 해도 언제쯤 상용화가 가능할지는 알 수 없다"고 설명했다.