UDC 기고 | ‘몇 초의 녹색 점’에서 시작된 OLED 이야기

우리 모두는 지식, 창의성, 영감, 혁신이 어우러져 새로운 개념이 탄생하는 '발견'의 순간을 상상하곤 한다. UDC의 창립자인 셔윈 셀릭손(Sherwin Seligsohn) 또한 마찬가지였다. 

셀릭손은 어느 날 프린스턴 대학교의 전기 공과대학을 방문하여 9볼트 배터리가 매달린 녹색 점이 몇 초 동안 발광하는 것을 보았고, 이 기술을 더욱 탐구하기로 결심했다. 이 작은 유기 녹색 점이 바로 디스플레이 기술의 미래인 에너지 효율적 OLED(유기 발광 다이오드)의 시작점이었던 셈이다.

오늘날 인광 OLED(PHOLED, 폴레드)는 전 세계 스마트폰, 스마트워치, 노트북 및 태블릿, TV를 포함해 AR/VR 기기, 자동차 등의 기기에 널리 사용되고 있다. 단순한 ‘녹색 점’의 단계에서부터 최신 OLED 디스플레이에 이르기까지, OLED는 수많은 기술 발전과 디스플레이 업계의 변화를 겪었다. '발견의 순간'은 짧았지만, 혁신을 위해서는 체계적인 연구 개발 노력이 필요했다.

단순한 아이디어에서 첫 프로토타입 제작까지
OLED가 시장에 출시되기 전에는 브라운관 TV가 대중적이고 지배적인 기술이었다. 전 세계에 OLED 디스플레이의 확산을 지원할 수 있는 생태계가 구축 되어있지 않았기 때문에 시장 진입 장벽은 높았다. 또한, 기존 디스플레이 제조업체들은 OLED를 전력 소비가 높은 형광 기술과 연관 지어 생각하곤 했다. OLED가 LCD 대비 경쟁력을 갖추지 못했다고 봤던 것이다. 이 같은 상황에서 전력 소비를 3~4배 줄일 수 있는 인광 OLED의 등장은 디스플레이 제조업체들의 이목을 끌 수 있었다. 

제조업체들은 채택이 용이하다는 점 때문에 인광 OLED 기술 사용에 점차 호의적인 태도를 보이기 시작했다. OLED가 구현하는 획기적인 폼팩터와 시각적 성능 또한 디스플레이 제조업체를 사로잡은 특징이다. LCD의 경우 일반적으로 유리의 강성에 의해 제한되는 반면, OLED는 유리, 플라스틱 또는 금속 호일 위에 증착 할 수 있는 얇은 필름 층으로 이루어져, 본질적으로 구부리거나 돌돌 말 수 있다. 

뿐만 아니라, OLED는 넓은 컬러 스펙트럼, 빠른 응답 시간, 어두운 조건에서 무한대에 가까운 명암비, 위에서 언급한 얇은 폼 팩터, 180도 시야각으로 인해 뛰어난 시각적 성능을 제공한다. 여기에 뛰어난 에너지 효율성까지 갖춰 제조업체들은 다양한 소비자 애플리케이션에서 OLED를 적용하기 시작했다.

OLED 기술 시장에 찾아온 황금기
OLED 시장 초기 주요 가전 제품은 휴대폰과 MP3 플레이어였다. 배터리 수명이 중요한 요소로 떠오르면서, OLED 기술 및 재료의 개선으로 OEM은 주류 디스플레이 기술이었던 LCD보다 더 효율적인 디스플레이를 제공할 수 있게 되었다. 폴레드(PHOLED) 기술을 활용한 최초의 상업용 디스플레이는 2003년 출시된 후지쯔(FUJITSU) 플립폰이었다. 해당 제품은 닫힌 휴대폰 전면의 작은 서브 디스플레이 일부로 빨간색 인광 OLED 소재를 사용하여 시간과 날짜를 볼 수 있도록 했다. 이로부터 불과 3년만에, 인광 OLED 소재는 최초의 상용 능동형(액티브 매트릭스, AM) OLED 디스플레이인 벤큐-지멘스(BenQ-Siemens) S88 휴대폰에 사용됐다. 

스마트폰의 확산과 함께 OLED는 더 큰 관심을 받게 됐다. 고품질 디스플레이와 성능을 가진 스마트폰의 등장과 함께 소비자들은 휴대폰을 단순한 전화와 문자를 위한 기기가 아닌 다목적 기기로 인식하게 되었다. 2010년, 삼성전자가 OLED 디스플레이를 탑재한 플래그십 스마트폰 갤럭시 S 모델을 공개해 업계의 주목을 받기도 했다. 

오늘날 시중 스마트폰의 절반가량이 OLED 화면을 탑재하고 있으며 OLED TV는 꾸준히 세계 최고 수준으로 평가받고 있다. OLED 시장이 지속 성장함에 따라 기업들이 현지 서비스를 확대함으로써 원활한 지원 또한 가능해지고 있다. UDC의 경우 2010년 서울에 사무실을 두고 2015년 판교 테크노밸리로 이전, 2020년 시설 확충과 함께 현지에서 디바이스 제작 및 테스트를 제공하는 실험실과 최첨단 인광 OLED 애플리케이션 센터를 설립하며 현지 지원을 강화했다.

OLED의 미래를 이끄는 키워드 ‘에너지 효율성’, ‘폴더블’
최근 에너지 효율의 중요성이 대두됨에 따라 OLED 기술을 연구하는 과학자와 엔지니어들은 한계를 뛰어넘기 위해 노력하고 있다. 현재 상업용 인광 OLED 포트폴리오에는 휴대폰, 태블릿 및 노트북에 사용되는 적색과 녹색과 특정 OLED TV에 사용되는 황녹색(특정 OLED TV에 사용)이 있다. 2024년에 UDC의 청색 인광 소재가 시장에 출시되면 OLED 디스플레이의 에너지 효율이 약 25% 향상되고 소비자 가전 시장 전반에서 제품의 성능 기능이 향상될 것으로 기대된다.

폴더블 디스플레이 또한 주목받고 있는 발전 분야 중 하나다. 실제로 일부 시장 분석가들은 폴더블 스마트폰 시장이 2025년까지 4배로 성장하여 5,500만 대에 이를 것으로 예상하고 있으며, 삼성, 오포, 비보, 샤오미, 구글과 같은 기업들은 이미 폴더블 디바이스를 제공하고 있다.

인광 OLED 기술의 발명부터 차세대 OLED 재료 및 기술의 발견, 개발, 제공에 이르기까지, 단순한 발견에 그칠 수 있었던 ‘녹색 점’의 혁신은 오늘날 OLED 기술의 발전과 미래를 지속적으로 구상하고, 구체화하며 산업 전반을 지원해 나가고 있다. OLED 기술의 연구 및 개발은 새로운 형태의 기기와 기술 응용으로 더욱 획기적인 변화를 가져올 것으로 기대되며, 이러한 다양성과 다재다능성은 OLED 기술이 앞으로 무한한 발전을 이루어 낼 수 있는 기반이 될 것으로 기대된다. 

* 저자 마이크 핵(Mike Hack)은 UDC의 비즈니스 개발 담당 부사장으로 1999년부터 UDC에서 고효율 OLED 제품의 개발과 상용화를 담당하고 있다. 미국 뉴저지에 기반을 둔 OLED 소재 전문 기업 UDC는, OLED 제조에서 핵심 요소로 인식되는 최첨단 유니버설폴레드(UniversalPHOLED) 기술 및 소재를 개발하고 공급하고 있다. ciokr@idg.co.kr