"2024년 말까지 청색 인광 OLED 소자 양산 준비를 마치겠다"고 밝혀온 UDC 계획 실현 여부가 불투명해졌다. 2분기 초에 들어선 지금까지도 청색 인광 OLED 소자 성능이 안정적이지 않고, 적용 시기와 응용처 등이 아직 결정되지 않은 것으로 알려졌다. 오히려 업계에선 기존 청색 형광 OLED 소자에서 일반 수소를 중수소로 치환한 방식이 대안으로 부상 중이란 관측이 나온다.

11일 업계에 따르면 미국 UDC가 개발 중인 청색 인광 유기발광다이오드(OLED) 소자 양산 적용 시점이 여전히 불분명한 것으로 파악됐다.

OLED 소자는 적색과 녹색, 청색 등 빛의 3원색으로 구성되는데, 현재까지 적색과 녹색은 내부발광효율이 100%인 인광 OLED 소자를 적용 중이고, 청색은 내부발광효율이 25%인 형광 OLED 소자를 사용하고 있다. 청색 OLED 소자를 형광 방식에서 인광 방식으로 바꾸면 제품 특성 개선을 기대할 수 있다.

UDC는 2년 전인 지난 2022년 초부터 "2024년 청색 인광 OLED 상용화가 목표"란 입장을 반복해왔다. 지난달 하순 서울에서 열린 시장조사업체 유비리서치 행사에 참석한 마이크 핵 UDC 부사장도 "2024년 말까지 청색 인광 OLED 소자 상용화 준비를 마칠 계획"이라고 밝혔다.

업계 복수 관계자에 따르면 UDC가 개발 중인 청색 인광 OLED 소자 성능이 안정적이지 않고, 적용 시기와 응용처 등이 아직 결정되지 않은 것으로 알려졌다. UDC가 개발 중인 청색 인광 OLED 소자에선, 청색 중에서도 녹색 느낌이 나는 '사이언'(cyan)에 가까운 색이 나오는 것으로 파악됐다.

최근 업계에선 청색 형광 OLED 소자에서 일반 수소를 중수소로 치환하는 중수소 블루가 대안으로 부상하고 있다. 중수소 블루는 '딥블루'(deep blue) 구현이 가능한 것으로 알려졌다. 중수소를 사용한 소자는 물리적으로 안정하고 강해, 화면을 밝게 만들어도 높은 효율을 유지하고 장기간 안정적으로 작동한다.

LG디스플레이는 수년째 대형 OLED에 중수소 블루를 적용하고 있다. LG디스플레이는 중수소 블루 적용으로 휘도(밝기)가 30% 향상됐다고 밝힌 바 있다. 중수소 블루 재료는 일본 이데미츠코산과 미국 듀폰 등이 만든다.

올해도 이미 2분기 초에 들어섰기 때문에 UDC가 개발 중인 청색 인광 OLED 소자 특성이 연말께 목표에 부합하더라도, 스마트폰을 비롯한 완제품 양산 적용을 위한 개발기간 등을 고려하면 청색 인광 OLED 소자를 적용한 제품 출시는 올해는 어려울 것으로 예상된다.

앞서, 지난 2022년 초 UDC는 "2024년이면 적색·녹색·청색 모두를 인광 소자로 구성한 OLED 디스플레이를 상용화할 수 있을 것"이라며 "세 색상을 모두 인광 소자로 상용화하면 고효율·고성능 OLED 응용처에서 다양한 기회 창출이 가능할 것"이라고 밝힌 바 있다.

지난해 8월 마이크 핵 UDC 부사장은 "청색 인광 소자를 적용하면 전체 OLED 패널의 전력소모를 25% 줄일 수 있다"며 "전력소모를 25% 줄이면 배터리 수명을 늘리고, 디스플레이를 밝게 만들 수 있다"고 밝혔다. 청색 인광의 첫번째 응용처에 대해 그는 "고객사별로 청색 인광을 적용하기 위한 각자 계획이 있다"며 "UDC가 구체적으로 밝힐 수 있는 부분은 없다"고 덧붙였다.

한편, OLED 발광 방식은 크게 인광 방식과 형광 방식으로 나뉜다. 인광 방식은 발광(들뜬 상태→바닥 상태) 에너지의 25%인 '단일항 여기자'(singlet exciton)와, 나머지 75%인 '삼중항 여기자'(triplet exciton)를 모두 활용하기 때문에 내부발광효율이 최대 100%에 이른다. 이와 달리 형광 방식은 단일항 여기자만 활용해 내부발광효율이 25%에 그친다. 청색 인광 소자는 색상 순도와 수명 등에서 약점을 노출해왔고, 이 때문에 상용화된 OLED에선 청색 형광 소자를 사용 중이다.

청색 인광을 가진 PhOLED TV는 더 지연되어 2026 년까지 출시되지 않을 것입니다.

2025년에는 이 기술이 적용된 TV 가 출시하지 않을 것입니다.

불과 4 개월 전에 청색 인광 (PhOLED라고 함)이있는 OLED가 2025 년까지 현실이 될 것이라고 말씀 드렸습니다. 오늘 우리는 이것이 사실이 아니며 소비자 TV에서 대량 구현이 새로운 지연을 겪고 있다는 것을 알게되었습니다. 이 기사에서 볼 수 있듯이 이 기술은 아마도 TV 환경을 완전히 혁신할 것이라는 점을 기억할 가치가 있습니다.

이 소재를 발명한 회사는 유니버설 디스플레이로, 이 기술은 이미 출시 직전에 이르렀고 TADF와 같은 다른 경쟁사보다 훨씬 우수하며 훨씬 더 효율적이고 안정적이며 밝고 환경에 미치는 영향이 적은 청색 이미터에 형광을 사용하는 것을 기반으로한다는 점에서 강세를 보이고있었습니다. 이 기술은 PHOLED(인광 유기 발광 디스플레이)로 명명되었습니다.

새로운 지연으로 인해 청색 인광을 사용하는 PhOLED TV는 2025년까지 출시되지 못할 것입니다.

2024년 말까지 청색 인광 OLED 소자 양산을 시작한다고 발표했던 UDC의 계획이 실현될지 여부는 불투명합니다. 2분기 초에도 청색 인광 OLED 기기의 성능이 안정적이지 않고 아직 해결책을 찾지 못했다는 보도가 있었습니다.

업계에 따르면 미국 UDC가 개발 중인 청색 인광 유기발광다이오드(OLED) 기기의 양산 시기는 2025년이라는 약속과는 이미 멀어졌다. UDC는 2022년 초부터 2024년 청색 인광 OLED 상용화를 목표로 하고 있다고 거듭 밝혔지만, 이후 검증을 거쳐 2025년으로 미뤄졌고, 이마저도 쉽지 않을 것으로 보입니다.

OLED 기기는 빨강, 녹색, 파랑의 세 가지 기본 색상으로 구성됩니다. 현재까지 인광 OLED 기기는 적색과 녹색의 경우 내부 발광 효율이 100%에 달하지만 청색은 25%의 효율만 달성합니다. 이 기술(그래서 PhOLED라는 이름도 붙었습니다)은 이 문제를 해결합니다. 청색 OLED 이미터를 새로운 인광 OLED 이미터로 교체하면 현재 TV 및 스마트폰용 OLED 패널의 25%에 비해 효율이 90% 이상으로 높아집니다.

이러한 놀라운 효율 향상은 향후 OLED TV의 성능(또는 비용) 개선으로 이어질 수 있으며 두 가지 유형의 패널 모두에 적용될 수 있습니다. 현재 LG디스플레이는 여러 층의 OLED 재료로 WOLED를 생산하고, 삼성디스플레이는 청색 형광 OLED와 적색 및 녹색용 퀀텀닷으로 QD-OLED를 생산하고 있습니다. 두 패널 모두 형광으로 전환하면 많은 이점을 얻을 수 있습니다... 안정적이라면 말입니다.

중수소는 형광을 절약하는 열쇠가 될 수 있습니다.

앞서 언급했듯이 UDC가 개발중인 인광 청색 OLED 이미 터의 성능은 안정적이지 않으며 문제를 해결하는 방법은 아직 명확하지 않습니다. 회사가 수행 한 첫 번째 시각적 테스트에서이 새로운 인광 청색 OLED 이미 터는 청록색에 더 가까운 색상을 생성하고 파란색 중에서도 녹색 느낌을주는 것으로 알려져 있습니다. 여기서 중수소가 가능한 해결책으로 떠오른 것입니다.

중수소를 사용하여 생성되는 파란색 음영은 "딥 블루"로 알려져 있습니다. 중수소를 사용하는 장치는 물리적으로 안정적이고 강하며, 매우 높은 밝기로 고효율을 유지하고 오랜 시간 동안 안정적으로 작동합니다. 따라서 개발자들은 인광 청색 발광체에 중수소를 적용하는 것이 하나의 가능성이 될 수 있다고 보고합니다.

LG디스플레이는 수년 전부터 대형 OLED에 중수소를 적용해 온 이 분야의 선구자입니다. LG디스플레이는 중수소를 적용하여 휘도를 30% 향상시켰다고 발표했습니다. LG가 사용하는 중수소 청색 이미터 재료는 일본의 이데미츠코(이미 개발 중인 다른 기술에 대해 언급했음)와 미국의 듀폰에서 제조합니다.

어쨌든 청색 인광 OLED 이미터에 중수소를 추가하는 것이 해결책이고 연말까지 완료하더라도 완제품 양산 개발 기간을 고려할 때 대량 구현은 최소 2026 년이 될 것입니다. 그 후 스마트폰과 태블릿에 먼저 적용될 예정입니다.

청색 인광 소자를 적용하면 전체 OLED 패널의 소비전력을 25%까지 줄일 수 있습니다. 전력 소비를 25% 줄임으로써 수명을 연장하고 디스플레이를 더 밝게 만들 수 있습니다. 따라서 전력 소비는 낮추고 수명은 훨씬 더 길면서 훨씬 더 밝고 효율적인 OLED 디스플레이를 구현하는 데 이상적입니다. 몇 년 후에 그 모습을 볼 수 있기를 기대해 보겠습니다.