대형 OLED 청백전…삼성 ‘블루’·LG ‘화이트’ 발광원 채택

김도현 2019.12.06 14:14:31

[디지털데일리 김도현기자] 국내 디스플레이 양대산맥이 대형 유기발광다이오드(OLED) 분야에서 청백전을 펼친다. 삼성디스플레이는 퀀텀닷(QD·양자점)디스플레이 투자한다. QD디스플레이는 청색 유기발광다이오드(OLED)를 발광원으로 삼는다. LG디스플레이의 경우 백색 OLED 발광원을 채택, 대형 OLED 1위 업체로 거듭났다. 중국발 액정표시장치(LCD) 공세에 밀린 양사가 다른 발광원으로 탈출구를 마련한다.

6일 업계에 따르면 삼성디스플레이는 충남 아산캠퍼스 8.5세대 액정표시장치(LCD) 라인 철거 마무리 단계에 돌입했다. 이곳에는 QD디스플레이를 생산하는 신규 라인(Q1)이 들어선다.

QD디스플레이는 2~10나노미터(nm) 크기 반도체 입자인 양자점 물질을 활용한다. 백라이트유닛(BLU) 없이 자발광한다. 기존 삼성전자의 QLED TV는 백라이트가 필요한 LCD 기반 제품이었다. QD디스플레이는 청색(B)을 광원으로 쓰고, 적색(R)과 녹색(G)의 QD컬러필터를 올리는 방식으로 구현된다.

삼성디스플레이가 청색 발광원을 선택한 이유는 에너지 차이다. 빛은 자외선(B)으로 갈수록 에너지가 많다. QD는 파장 길이에 따라 다른 색깔을 가진다. 6nm 이상은 빨강, 3~5nm는 초록, 2nm는 파랑이다. 적외선(R)에서 자외선으로 가는 흐름이다. QD는 자기보다 높은 에너지를 받으면, 본연의 색상을 드러낸다. 따라서 청색 발광원을 사용하면 모든 색을 방출할 수 있게 된다.

반면 LG디스플레이는 백색 발광원 기반 WOLED를 공급한다. WOLED는 RGB를 수직으로 적층한 이중접합(Tandem) 발광 구조다. 백색 OLED가 빛을 비추면, RGB 컬러필터를 거쳐 다양한 색이 재현된다. 언뜻보면 LCD와 비슷한 구조지만, OLED 자체 빛을 활용하기 때문에 빛샘 현상이 없다. 덕분에 검은색 구현에 유리하다.

LG디스플레이가 백색 발광원을 채택한 이유는 현실적인 결정이었다. WOLED도 OLED가 맞지만, 사실 RGB OLED를 진정한 OLED라 부를 수 있다. 별도의 컬러필터가 필요 없고, 3가지 발광원이 조화를 이뤄 색을 낸다. 이미 중소형 OLED에서는 RGB 방식을 사용하고 있다. 다만 대형 OLED는 상황이 다르다.

OLED 소자를 새기는 증착 공정의 핵심인 파인메탈마스크(FMM)가 차이를 만들었다. FMM는 RGB 픽셀을 증착하는 과정에서 ‘모양 자’ 역할을 한다. 각 픽셀들이 섞이지 않고, 자기 자리에 증착될 수 있게 한다. FMM에는 미세한 구멍들이 뚫려있다. 마스크와 기판이 닿는 면적이 작을수록 왜곡 없이 유기물이 증착된다. 따라서 마스크 두께가 매우 얇아야 한다. 문제는 여기서 발생한다. 얇은 금속을 마스크를 제작, 면적이 넓어지면 무게 때문에 축 늘어진다. 이 때문에 대형 패널에서는 FMM을 사용하기 어렵다.

WOLED는 컬러필터를 미리 만들어 놓고 유기물을 증착한다. 백색 OLED 소자만 증착하면 된다. 덕분에 WOLED는 대형으로 구현하기 용이하다.

디스플레이 업계 관계자는 “양사의 대형 OLED는 발광원과 컬러필터가 다른 점”이라며 “최종 목표는 별도의 컬러필터가 없는 OLED다. 기술 개발 속도에 따라 대형 OLED 전략이 달라질 것”이라고 분석했다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr