LG디스플레이의 'WRGB OLED'는 어떤 기술?

[박계현기자] LG전자가 지난 2일 OLED TV를 출시하며 가장 빨리 3세대 TV 신제품을 소비자들에게 선보였다.

아직 경쟁사의 제품은 시장에 나오지 않은 상황이다. 3세대 TV 시장의 링 위에 가장 먼저 오른 신제품 55인치 OLED TV(모델명 55EM9700)의 출시 가격은 1천100만원이다. 비슷한 크기의 LCD TV보다 서너 배 높은 가격이 책정됐다.

업계에선 LG전자에 OLED TV용 패널을 공급하는 LG디스플레이의 OLED TV용 패널 양산 수율이 50~60% 대로 추정하고 있다. 향후 이를 얼마나 끌어올려 LCD TV를 얼마나 빠른 속도로 대체해 나갈 수 있느냐가 관건이다.

LG디스플레이 관계자는 "패널 가격의 경우, 원가 재료비·투자비·수율을 종합적으로 고려해 책정했다"며 "OLED TV가 LCD TV와 비교해 얼마나 빨리 적정 가격 수준에 도달해 프리미엄 제품으로 자리매김 할 수 있을지가 3세대 TV의 대체 속도를 결정해 나갈 것"이라고 말했다.

당초부터 LG디스플레이는 "TV향 OLED의 경우, LCD 대비 원가가 20~30% 범위 내에 들어올 때 의미있는 규모의 시장확대와 수익개선이 가능하다"고 보고 있었다.

◆"산화물 TFT+WRGB로 증착·전력구동 문제 해결"

일단 '시장주도자'로서 제품 수명과 신뢰성 등 제품을 구동하는데 필요한 기술적 난관은 모두 극복한 상태이다.

LG디스플레이가 공급하는 패널은 'WRGB OLED(White Red Green Blue Organic Light Emitting Diode)' 방식을 채택했다. 이는 기존 적색·녹색·청색 각각의 빛을 내는 유기발광물질들이 서로 분리·구분돼 각각의 발광소자에서 빛을 내는 방식에 백색(White)광을 추가한 것이다. 백색광이 RGB칼라필터를 거치면서 RGB칼라가 구현되는 구조를 갖췄다.

그간 LG디스플레이는 WRGB OLED 패널의 수명과 수율에 가장 신경을 기울였다. 마케팅 활동에 나설 수 있을 만한 제품의 수명이 최소 2만시간은 돼야 한다고 기준을 설정했다.

LG디스플레이 관계자는 "자발광소자의 경우, 화소가 작아지려면 전압구동(커런트)이 세진다. 전압구동이 세지 않으면 똑같은 휘도를 낼 수 없는데 이를 세게 하다 보면 결국 수명이 문제가 된다"고 전했다.

또 다른 난관은 옥사이드(산화물) TFT가 유기소재를 사용하면서 조금만 잘못 만들어도 거의 다 불량 판정을 받을 정도로 민감한 소재라는 것이다.

LG디스플레이 관계자는 "오가닉 쪽은 습기와 수분 관리를 정말 잘해줘야 한다. 전체 공정의 균질도를 굉장히 잘 관리해줘야 한다"고 설명했다.

이 관계자는 "OLED 쪽은 적색·녹색·청색을 일일이 개별 증착할 경우, 메탈 마스크 방식으로 대형 패널에 대응하는 것은 불가능에 가깝다"며 "OLED 소자를 패터닝하는 방법이 정 없다면 OLED는 전면 증착을 하고, 기존에 가지고 있던 칼라필터를 활용해서 하는 것이 맞겠다는 방침을 세운 것"이라고 덧붙였다.

옥사이드 TFT는 55인치 TV용 패널 6장을 생산할 수 있는 8세대 공정에서 OLED를 구동할 수 있는 유일한 해결책이었다. LG디스플레이가 구미 공장에서 추진하고 있는 6세대 LTPS(저온폴리실리콘) 공정 전환은 아직 8세대에는 적합하지 않은 방식이다.

증착 공정의 어려움 때문에 칼라필터를 도입한 것은 결과적으로 자연스러운 청색을 구현하거나 전력구동 문제를 해결하는 실마리로 작용하기도 했다.

청색 발광소자의 경우, 아직 현존하는 재료가 자연스러운 청색을 구현할 수 있는 수준에 도달하지 못했다. 그러나 칼라필터를 이용하면 이를 보완할 수 있다는 것.

LG디스플레이 관계자는 "발광소자는 원재료 성능이 굉장히 많이 좌우한다. LCD의 경우 광원·칼라필터의 색정표를 조정하면서 상호보완할 수 있지만, 자발광소자는 원재료에 의존하기 때문에 이러한 방식이 어렵다. WRGB 방식을 통해 자연스러운 청색을 구현할 수 있다는 장점이 생겼다"고 말했다.