UDC "청색 인광 적용하면 OLED 전력소모 25% 감소"

마이크 핵 UDC 부사장, ≪디일렉≫ 인터뷰서 밝혀 "청색 인광 OLED 2024년 양산 준비, 계획대로 진행" "청색 인광 첫번째 적용처는 고객사가 결정할 문제" "마이크로 LED, 흥미로운 기술이지만 경쟁력 부족"

2023-08-23 이기종 기자

마이크

마이크 핵 UDC 부사장이 청색 인광 소자를 적용하면 전체 OLED 디스플레이 패널의 전력소모를 25% 줄일 수 있다고 밝혔다. 그는 2024년 청색 인광 OLED 양산 준비를 마치겠다는 계획은 변함없다고 강조했다. 핵 부사장 인터뷰는 올해 K-디스플레이 행사 첫날인 지난 16일 오후 서울 용산에서 진행됐다. 미국 유기발광다이오드(OLED) 재료업체 UDC의 마이크 핵 부사장은 최근 《디일렉》과의 인터뷰에서 "2024년까지 청색 인광 소자를 상용화할 준비를 마치겠다는 계획은 변함없다"고 밝혔다. 핵 부사장은 지난해 8월과 지난 4월에 이어, 이번에 진행한 세 차례 인터뷰에서 UDC는 청색 인광 OLED 소자 상용화 준비를 2024년 마치겠다는 입장을 반복하고 있다. 이번에 핵 부사장은 "2024년 청색 인광 OLED 소자를 양산할 수 있는 준비를 마치겠다는 계획은 순조롭게 진행 중"이라며 "업데이트라면 계획대로 진행 중이란 점"이라고 덧붙였다. 핵 부사장은 "1세대 청색 인광 소자를 적용하면 OLED 디스플레이 전체의 전력소모를 24~25% 줄일 수 있다"고 밝혔다. 현재 OLED는 적색 인광과 녹색 인광, 그리고 청색 형광을 적용 중인데, 청색 형광을 청색 인광으로 대체할 경우 OLED 전체 전력소모가 최대 25% 줄어든다는 의미다. 그는 "패널 재료비에서 청색 인광이 차지하는 비중은 매우 작기 때문에 (청색 인광을 적용해도) 비용 효율적일 것"이라고 기대했다. 청색 인광 소자가 초기에 높은 가격에 판매돼도 디스플레이 패널에서 나타나는 장점을 고려하면 가격 인상분은 상쇄될 것이란 의미다. 청색 인광의 첫번째 응용처에 대해 핵 부사장은 "고객사별로 청색 인광을 적용하기 위한 각자 계획이 있다"며 "UDC에서 구체적으로 밝힐 수 있는 부분은 없다"고 답했다. 이어 "전력소모를 25% 줄일 수 있다는 점은 배터리 수명을 늘리고, 디스플레이를 밝게 만들 수 있으며, 다른 디스플레이 기술보다 OLED 경쟁력을 높일 수 있다는 의미"라고 설명했다. 청색 인광 소자 수익성에 대해 핵 부사장은 "청색 인광 소자는 장기적으로 본다"고 답했다. 그는 "IT 제품(노트북·태블릿 등)과 증강현실(AR)·가상현실(VR) 기기의 OLED 도입이 빠르게 늘어날 것으로 예상한다"며 "향후 10년간 OLED 수요와 시장은 빠르게 성장하고, OLED가 지배적 디스플레이 기술 지위를 이어갈 것"이라고 전망했다. 애플이 지난 6월 공개한 비전프로에 대해 핵 부사장은 "(애플이 비전프로에 적용한) 마이크로 OLED(올레도스)는 향후 수년간 큰 폭으로 성장할 것으로 기대한다"며 "아직 마이크로 OLED 헤드셋은 초기 단계에 있지만, 마이크로 OLED를 헤드셋에 적용하려는 업체가 많아질 것"이라고 기대했다. 그는 비전프로에 적용된 화이트(W)-OLED+컬러필터(CF) 방식 마이크로 OLED에서도 청색 인광이 적용될 수 있다고 밝혔다. 핵 부사장은 "청색 인광은 WOLED+CF 방식 마이크로 OLED에도 적용될 수 있다"며 "WOLED+CF 방식에서는 패널 업체가 스택(발광층)을 어떻게 구성하느냐에 따라 결정될 것"이라고 설명했다. 마이크로 LED에 대해 핵 부사장은 "흥미로운 기술이지만 OLED 대비 경쟁력을 갖추긴 매우 어려울 것"이라고 평가했다. 그는 "마이크로 LED는 대부분 아직 연구개발(R&D) 단계에 있다"며 "현재 마이크로 LED를 적용한 제품은 일부에 불과하고, 상용화하기에는 걸림돌이 있다"고 밝혔다. 이어 "고해상도 디스플레이 구현에 필요한 성능과 효율, 소형 크기 다이 등 문제가 있고, 적(R)녹(G)청(B) 방식 마이크로 LED를 만들기 위한 생산수율도 문제"라며 "마이크로 LED 기술이 대부분의 제품에 상용화하기엔 준비가 되지 않았고, 현재로선 마이크로 LED가 마이크로 OLED 대비 경쟁력을 갖추긴 매우 어려울 것이라고 생각한다"고 답했다.

미국

아래는 지난 16일 서울 용산에서 진행한 인터뷰, 그리고 이후 추가로 진행한 서면 인터뷰를 종합한 질의응답이다.

Q. 지난 4월 인터뷰에서 'UDC 차원에서 2024년 청색 인광 OLED 양산이 가능하도록 모든 준비를 마치겠다'고 밝혔다. 이러한 계획은 변함 없는지 궁금하다.

A. 2024년 청색 인광을 양산 적용할 수 있는 준비를 마치겠다는 계획은 순조롭게 진행 중이다. 업데이트라면 계획대로 진행되고 있다는 점이다.

Q. 청색 형광을 청색 인광으로 대체할 때 특성 변화를 수치로 알려달라.

A. 1세대 청색 인광을 추가 적용하면 OLED 디스플레이 전체로 볼 때 전력소모를 24~25% 줄일 수 있다.

Q. 지난 4월 인터뷰에서 청색 인광 가격은 합리적 수준에서 결정될 것이라고 밝혔다.

A. 전체 디스플레이 패널 재료비에서 청색 인광이 차지하는 비중은 매우 작을 것이기 때문에, 비용 효율적일 것이다.

Q. 2024년에 청색 인광 상용화를 위한 신뢰성 문제가 추가로 발생하지 않을 수 있는지 궁금하다.

A. 청색 인광 수명이 이슈가 되긴 했는데, UDC는 고객사들과 청색 인광 제품수명을 개선하기 위해 노력해왔고, 우리의 2024년 상용화 계획은 고객사가 원하는 수명에 대한 조건을 충족할 것이라고 생각하며, 이는 신뢰성도 우수하다는 방증이라고 판단한다.

Q. 현재 기준으로 청색 인광 첫번째 응용처는 어떤 제품이 제일 유력한가?

A. 고객사별로 청색 인광을 적용하기 위한 각자 계획이 있다. UDC에서 구체적으로 밝힐 수 있는 부분은 없다. 전력소모를 25% 줄일 수 있다는 것은 배터리 수명을 늘리고, 디스플레이를 밝게 만들 수 있으며, 다른 디스플레이 기술과 비교해 OLED 제품 경쟁력을 높일 수 있다는 점을 뜻한다.

Q. 응용처별로 OLED 침투율이 현재 스마트폰 40~50%, TV와 IT 제품 3~5% 수준에서 크게 변하지 않는다고 가정할 때, UDC 입장에서 청색 인광이 어느 정도 침투해야(청색 형광을 대체해야) 수익을 남길 수 있는 것인지 궁금하다.

A. 구체적으로 답변하기는 어려운 질문이다. UDC는 청색 인광 소재를 장기적으로 보고 있다. 인광은 2003년 적색 인광을 시작으로, 10여년 뒤인 2013년께 녹색 인광이 상용화되기 시작했다. 우린 앞으로 10년간에도 OLED가 지배적 디스플레이 기술 지위를 이어갈 것이라고 생각한다. IT 제품과 AR·VR 기기의 OLED 도입이 빠르게 증가할 것으로 예상하기 때문에, 향후 10년간 OLED 수요와 시장은 빠르게 성장할 것이다. 이러한 장기 흐름을 보고, 청색 인광 채용 확대를 기대한다. UDC는 언제 어떤 제품에 청색 인광을 적용할지를 결정할 수는 없다. 하지만 장기적으로 청색 인광은 UDC 매출에 기여할 것이라고 전망한다. 또한 청색 인광은 다른 디스플레이 기술과 비교한 OLED 경쟁력을 개선할 것이고, 시장 성장 면에서도 중요하다. 상용화된 OLED 제품에 RGB 모두 인광 재료를 적용하는 것은 UDC와 OLED 산업 모두에 중요하다.

Q. 애플이 6월 비전프로 공개했는데, 어떻게 봤는지 궁금하다.

A. 애플이 헤드셋에 VR을 결합한 것을 흥미롭게 봤다. 마이크로 OLED는 향후 수년간 큰 폭으로 성장할 것이라고 기대한다. 아직 마이크로 OLED 헤드셋 제품은 초기 단계에 있지만, 애플이 마이크로 OLED를 적용한 것은 중요하다고 생각한다. 다른 업체들도 마이크로 OLED를 헤드셋에 적용하는 사례가 많아질 것이라고 기대한다.

Q. 애플의 이번 비전프로는 WOLED+CF 방식이었다, WOLED+CF 방식 마이크로 OLED에도 청색 인광 적용 가능한가?

A. 청색 인광이 상용화되면 WOLED+CF 방식 마이크로 OLED와, RGB 방식 마이크로 OLED 모두에 적용할 수 있다. WOLED+CF 방식의 경우에는 패널 제조사가 스택을 어떻게 구성하느냐에 따라 결정될 것이다.

Q. 마이크로 LED 얘기가 계속 나온다. 청색 인광이 적용되는 OLED가 상용화되면 마이크로 LED에 대한 관심을 떨어뜨릴 수 있는 효과가 있을지 궁금하다.

A. 마이크로 LED는 매우 흥미로운 기술이지만, 대부분 아직 R&D 단계에 있다. 현재 마이크로 LED를 적용한 제품은 일부에 불과하고, 상용화하려면 일부 걸림돌이 있다. 고해상도 디스플레이 구현에 필요한 성능과 효율, 소형 크기 다이 등의 문제가 있고, RGB 방식으로 마이크로 LED 디스플레이를 만들기 위한 생산수율도 문제다. 마이크로 LED 기술은 개선되고 있지만, 아직 대부분의 제품에 상용화하기엔 준비가 되진 않았다. 현재로선 마이크로 LED가 마이크로 OLED 대비 경쟁력을 갖추긴 매우 어려울 것이라고 생각한다. 마이크로 OLED가 효율적이고 가격도 저렴하다.

Q. UDC는 청색 인광에서 도판트와 호스트만 하고 프라임은 하지 않겠다는 계획은 변함없는지 궁금하다.

A. 도판트와 호스트에 집중하고 있다. 현재까지 인광 기술에 많은 자원과 비용을 투자해왔다. 수송층 등은 하지 않고 있다.

Q. 내년에 계획대로 청색 인광 양산한 뒤에, UDC가 집중 연구할 분야는 어디인지 알려달라.

A. 첫번째는, 플라스모닉(Plasmonic) OLED다. 플라스모닉 PHOLED(Plasmonic PHOLED)는 새로운 OLED 소자 아키텍처다. 플라스모닉 PHOLED는 에너지 효율을 2배로, 디스플레이 수명을 10배까지 향상시킬 수 있다.

기존 OLED는 엑시톤(excitons) 형성과 이에 따른 빛 발광을 OLED 스택의 중간에서 처리해서 음극에서 발생되는 퀀칭(quenching)을 방지한다. 플라스모닉 PHOLED는 엑시톤을 효율적으로 관리하고 빠르게 소멸시켜 은(Ag) 음극에서 플라즈몬(Plasmons)으로 변환한 다음, 음극 위에 배치된 특수 입자 배열을 통해 다시 광자로 변환해 소자 안정성을 향상시키도록 설계됐다. 플라스모닉(Plasmonics)이란 물리 현상을 활용해, 디바이스는 엑시톤의 에너지를 흡수하고 다시 빛으로 변환하는 과정을 최적화하고, 디바이스 수명을 향상시킨다. 두번째는, 유기기상제트프린팅(OVJP:Organic Vapor Jet printing)이다. OVJP는 마스크 세트나 용제(솔벤트) 없이도 RGB 분자 물질을 기판에 직접 인쇄할 수 있다. OLED TV에 우선 적용할 수 있을 것으로 기대한다. FMM이 필요없고, OLED 재료도 기존에 증착했던 재료를 그대로 사용할 수 있기 때문에 TV 같은 대형 패널용 RGB 기술로 이상적이다. OLED TV 제조를 위한 새로운 공정과 장비 기술 플랫폼을 개발하고 있다. OVJP는 OLED 발광층의 비(non)-마스크 드라이 프린팅 공정으로, RGB 픽셀 레이아웃을 나란히 증착하고 패터닝하는 방식이다. OVJP는 대형 디스플레이 제작에 적합하지 않은 미세 메탈 섀도마스크(FMM)를 사용하는 기존 진공 열증착(VTE) 장비 한계를 해결하는데 도움이 된다. OVJP는 기존 VTE에 사용되는 것과 비슷한 성능(효율·수명)을 가진 동일한 PHOLED 소재를 사용해 VTE 방식으로는 불가능한 고성능 OLED 구조와 아키텍처를 제조할 수 있다. 최근 세계 최초로 VTE와 유사한 성능의 고해상도 RGB가 나란히 배치된 PHOLED 스택 프린팅을 선보였다. 빠르고 공간 제약이 작으며, 비용 효율적인 OLED TV 제조 플랫폼 생산이 우리 목표다.

디일렉=이기종 기자 gjgj@bestwatersport.com
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