고비용·저효율 해결이 숙제
삼성디스플레이가 준비 중인 퀀텀닷(QD) 컬러필터(CF) 기반 대형 유기발광다이오드(OLED)와 LG디스플레이 화이트OLED(WOLED) 패널 중 원가 경쟁력이 높은 기술은 무엇일까.
삼성이 수율 70% 이상을 달성하면 우위를 차지할 것이란 분석이 나왔다. 그 반대 상황에선 LG 제품 원가경쟁력이 높은 것으로 추정됐다. 대형 OLED 분야에선 추격자인 삼성이 LG디스플레이와 동등 경쟁을 펼치려면 빠른 시간 내 수율 70%를 달성해야 한다는 의미로 해석된다.
18일 조사업체 IHS마킷 자료에 따르면 QD OLED 패널 초기 원가는 55인치 4K 해상도 기준으로 1000달러(약 113만원) 초반대로 예상됐다. 같은 사양 WOLED 패널 원가는 400달러(약 45만원) 초반대다. 가격 차이가 두 배다. 수율 기준은 삼성이 30%, LG가 70%로 가정됐다. LG디스플레이 현재 수율은 70% 이상인 것으로 업계에선 추정한다.
수율이 각각 70%로 같다는 가정에선 QD OLED가 WOLED보다 70달러(약 8만원) 저렴할 것으로 예상됐다. 재료비 자체가 적게 들기 때문이다.
LG는 WOLED 기술을 구현하기 위해(백색을 만들기 위해) 황색, 청색, 적색 발광 재료를 기판 위에 얹어 세 가지 색을 섞는다. 백색은 CF를 거쳐 적록청(RGB) 빛의 삼원색을 이룬다. QD OLED는 청색만 쓴다. 빛이 닿으면 발광(PL:Photo Luminescence)하고, 파장에 따라 다른 색을 내는 QD의 특성을 OLED CF에 적용해 적록(RG) 색상을 만들어낸다.
업계 전문가는 "같은 3단 적층 발광 구조라도 인광(phosphorescence, 燐光)이 섞인 WOLED보다 형광(fluorescence, 螢光)을 사용하는 QD OLED가 더 유리한 원가구조를 가져갈 수 있다"면서 "물론 이는 이론적인 것"이라고 말했다. 그는 "QD OLED는 CF를 만들기 위해 재료를 절약할 수 있는 잉크젯 프린팅 기술도 사용할 것으로 전망된다"고 설명했다.
인광 재료는 형광 재료보다 에너지를 빛으로 변환하는 효율이 4배가 높다. 그러나 값이 비싸다. QD OLED에 사용하는 청색은 형광만 존재한다. 수율 30%에서 QD OLED 재료비는 200달러(약 22만원), 수율 70%에서 150달러(약 16만원) 내외로 분석됐다. 수율 70%대의 WOLED 재료비는 250달러(약 28만원) 이하다.
LG디스플레이는 2013년 WOLED 양산 이후 흑자전환에 5년이 걸렸다. 삼성디스플레이는 QD OLED의 낮은 수율을 빠르게 극복하는데 역량을 집중할 것으로 보인다. 이제혁 디스플레이서플라이체인컨설턴트(DSCC)한국 지사장은 "QD OLED는 8K가 기본이고 OLED와 다른 기술이라는 점을 강조하게 될 것"이라고 말했다.
삼성디스플레이는 현재 충청남도 아산시 탕정 8세대 액정표시장치(LCD) 생산라인인 L8-1에 QD OLED 파일럿 라인 운용을 준비 중이다. 내년 4월까지 개발, 양산성 검증, 투자 방향성을 결정한다. 이재용 삼성전자 부회장도 올해 여러 차례 삼성디스플레이 사업장에 방문할 정도로 관심이 많은 것으로 전해졌다.
