TFT재료ㆍ유기물 증착기술 업체별 차별화…향후 희비 갈릴수도
고해상도 디스플레이의 무게 중심이 풀HD(FHDㆍ고화질)에서 울트라HD(UHDㆍ초고화질)로 이동하면서 이를 구현하기 위한 기술 경쟁이 더욱 치열해지고 있다.
10일 관련업계에 따르면 독일 베를린에서 열리고 있는 가전전시회 `IFA 2013'에서 국내외 업체들이 UHD 유기발광다이오드(OLED) TV를 선보이면서 디스플레이 패널 기술 경쟁도 더욱 심화될 전망이다.
최근 가장 경쟁이 부각되고 있는 것은 박막트랜지스터(TFT) 기술이다. 자체 발광 소재를 사용하고 전류량에 따라 밝기가 결정되는 OLED 패널의 특성상, 전류를 흘려 유기물이 빛을 낼 수 있도록 하는 TFT는 디스플레이의 성능을 좌우하는 핵심 요소다. LCD까지만 해도 단순한 공정으로 높은 수율이 가능한 비정질실리콘(a-Siㆍ아몰퍼스실리콘)이 TFT재료로 활용됐지만 반응속도가 상대적으로 늦어 OLED에서는 적합하지 않았다. 이 때문에 OLED에서는 옥사이드(Oxideㆍ산화물반도체)와 저온폴리실리콘(LTPS)이 부상하고 있다.
옥사이드는 여러 재료를 화합한 산화물 반도체로 가장 대표적인 것은 샤프가 처음으로 상용화에 성공한 이그조(IGZOㆍ인듐갈륨아연산화물)다. TFT 크기를 줄일 수 있고 저온폴리실리콘에 비해 공정단계가 적어 동일시간 대비 생산량이 많아 원가절감이 용이하다는 장점이 있다. 또 기존 비정질실리콘 장비를 대부분 활용할 수 있어 투자비용이 상대적으로 낮다는 장점으로 인해 현재 LG디스플레이를 비롯해 소니, 파나소닉, 대만 AU옵트로닉스(AUO) 등 다수 업체가 옥사이드를 채택하고 있다. 그러나 다양한 특성을 가진 재료가 들어가는 관계로 양산 수율을 확보하기가 쉽지 않다는 단점이 있다.
반면 LTPS는 전자 이동도가 옥사이드에 비해 높고 구동회로 집적화가 가능해 베젤을 얇게 만들 수 있으며 전력 소비도 낮다는 장점이 있다. 또 옥사이드에 비해 공정이 검증돼 안정적 수율을 확보할 수 있지만 높은 투자비용과 생산원가는 부담이 될 수밖에 없다. 대형 OLED 패널에서는 삼성디스플레이가 유일하다시피 한 이유도 바로 여기에 있다.
업계에서는 대형 UHD OLED 패널이 부상하면서 이들 양 TFT 기술간 경쟁도 치열해질 것으로 보고 있다. 시장조사기관 디스플레이서치에 따르면 3년 뒤인 오는 2016년에는 옥사이드 TFT 생산능력이 약 1900만㎡로 규모면에서 LTPS TFT(1800만㎡) 를 넘어설 것으로 보고 있다. 그동안은 LTPS가 옥사이드를 크게 압도해 왔으며 올해의 경우에도 LTPS 생산능력은 약 900만㎡로 옥사이드(350만㎡)보다 2.5배 가량 많다.
디스플레이서치는 "옥사이드 TFT는 안정적인 양산이라는 도전 과제가 남아 있으며 이를 위해서는 TFT 디자인의 최적화와 소재의 안정화 등이 요구되는 상황"이라면서도 "옥사이드가 OLED뿐만 아니라 LCD까지 폭 넓게 적용이 가능하다는 점을 감안하면 생산량에서는 결국 옥사이드가 LTPS를 능가하게 될 것"이라고 밝혔다.
유기물 증착 기술 경쟁도 보다 치열하게 전개될 전망이다. 올해 IFA에서 삼성전자와 LG전자가 나란히 곡면 UHD OLED TV를 선보이면서 삼성과 LG의 다른 유기물 증착 기술 경쟁이 주목받을 전망이다. 삼성디스플레이는 적색(R)ㆍ녹색(G)ㆍ청색(B) 유기물을 유리기판에 수평으로 증착하는 RGB 방식을, LG디스플레이는 적녹청색 유기물을 수직으로 쌓고 흰색(W)으로 발광하게 한 뒤 컬러필터로 색상을 표시하는 WRGB 방식을 각각 채택하고 있다.
RGB 방식은 스마트폰 등 소형 OLED 패널에서는 주를 이뤄왔으나 TV 등에 쓰이는 대형 패널에서는 불량률이 높아 양산에 어려움을 겪어 왔다. 이 때문에 LG는 WRGB방식으로 전환해 개발에 나섰으며 이를 바탕으로 올해 초 전 세계 최초로 55인치 OLED TV를 출시했다. 이후 대만 AUO와 중국 BOE도 WRGB 방식을 채택하는 등 현재까지만 놓고 보면 대형 패널에서는 WRGB가 더 큰 세력을 형성하고 있다. 업계에서는 이번 IFA를 계기로 UHD 등 초고해상도가 TV의 화두로 부각되면서 유기물 증착 방식의 경쟁도 보다 치열해질 것으로 보고 있다.
업계 한 관계자는 "이번 전시회에서 삼성이 RGB 방식으로 개발한 제품을 공개하긴 했지만 결국 중요한 것은 안정적인 양산"라면서 "올 상반기 OLED TV 출시 경쟁에서와 마찬가지로 내년에 어떤 방식의 제품이 먼저 출시되느냐에 따라 경쟁적 우위를 판단할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
이홍석기자 redstone@
10일 관련업계에 따르면 독일 베를린에서 열리고 있는 가전전시회 `IFA 2013'에서 국내외 업체들이 UHD 유기발광다이오드(OLED) TV를 선보이면서 디스플레이 패널 기술 경쟁도 더욱 심화될 전망이다.
최근 가장 경쟁이 부각되고 있는 것은 박막트랜지스터(TFT) 기술이다. 자체 발광 소재를 사용하고 전류량에 따라 밝기가 결정되는 OLED 패널의 특성상, 전류를 흘려 유기물이 빛을 낼 수 있도록 하는 TFT는 디스플레이의 성능을 좌우하는 핵심 요소다. LCD까지만 해도 단순한 공정으로 높은 수율이 가능한 비정질실리콘(a-Siㆍ아몰퍼스실리콘)이 TFT재료로 활용됐지만 반응속도가 상대적으로 늦어 OLED에서는 적합하지 않았다. 이 때문에 OLED에서는 옥사이드(Oxideㆍ산화물반도체)와 저온폴리실리콘(LTPS)이 부상하고 있다.
옥사이드는 여러 재료를 화합한 산화물 반도체로 가장 대표적인 것은 샤프가 처음으로 상용화에 성공한 이그조(IGZOㆍ인듐갈륨아연산화물)다. TFT 크기를 줄일 수 있고 저온폴리실리콘에 비해 공정단계가 적어 동일시간 대비 생산량이 많아 원가절감이 용이하다는 장점이 있다. 또 기존 비정질실리콘 장비를 대부분 활용할 수 있어 투자비용이 상대적으로 낮다는 장점으로 인해 현재 LG디스플레이를 비롯해 소니, 파나소닉, 대만 AU옵트로닉스(AUO) 등 다수 업체가 옥사이드를 채택하고 있다. 그러나 다양한 특성을 가진 재료가 들어가는 관계로 양산 수율을 확보하기가 쉽지 않다는 단점이 있다.
반면 LTPS는 전자 이동도가 옥사이드에 비해 높고 구동회로 집적화가 가능해 베젤을 얇게 만들 수 있으며 전력 소비도 낮다는 장점이 있다. 또 옥사이드에 비해 공정이 검증돼 안정적 수율을 확보할 수 있지만 높은 투자비용과 생산원가는 부담이 될 수밖에 없다. 대형 OLED 패널에서는 삼성디스플레이가 유일하다시피 한 이유도 바로 여기에 있다.
업계에서는 대형 UHD OLED 패널이 부상하면서 이들 양 TFT 기술간 경쟁도 치열해질 것으로 보고 있다. 시장조사기관 디스플레이서치에 따르면 3년 뒤인 오는 2016년에는 옥사이드 TFT 생산능력이 약 1900만㎡로 규모면에서 LTPS TFT(1800만㎡) 를 넘어설 것으로 보고 있다. 그동안은 LTPS가 옥사이드를 크게 압도해 왔으며 올해의 경우에도 LTPS 생산능력은 약 900만㎡로 옥사이드(350만㎡)보다 2.5배 가량 많다.
디스플레이서치는 "옥사이드 TFT는 안정적인 양산이라는 도전 과제가 남아 있으며 이를 위해서는 TFT 디자인의 최적화와 소재의 안정화 등이 요구되는 상황"이라면서도 "옥사이드가 OLED뿐만 아니라 LCD까지 폭 넓게 적용이 가능하다는 점을 감안하면 생산량에서는 결국 옥사이드가 LTPS를 능가하게 될 것"이라고 밝혔다.
유기물 증착 기술 경쟁도 보다 치열하게 전개될 전망이다. 올해 IFA에서 삼성전자와 LG전자가 나란히 곡면 UHD OLED TV를 선보이면서 삼성과 LG의 다른 유기물 증착 기술 경쟁이 주목받을 전망이다. 삼성디스플레이는 적색(R)ㆍ녹색(G)ㆍ청색(B) 유기물을 유리기판에 수평으로 증착하는 RGB 방식을, LG디스플레이는 적녹청색 유기물을 수직으로 쌓고 흰색(W)으로 발광하게 한 뒤 컬러필터로 색상을 표시하는 WRGB 방식을 각각 채택하고 있다.
RGB 방식은 스마트폰 등 소형 OLED 패널에서는 주를 이뤄왔으나 TV 등에 쓰이는 대형 패널에서는 불량률이 높아 양산에 어려움을 겪어 왔다. 이 때문에 LG는 WRGB방식으로 전환해 개발에 나섰으며 이를 바탕으로 올해 초 전 세계 최초로 55인치 OLED TV를 출시했다. 이후 대만 AUO와 중국 BOE도 WRGB 방식을 채택하는 등 현재까지만 놓고 보면 대형 패널에서는 WRGB가 더 큰 세력을 형성하고 있다. 업계에서는 이번 IFA를 계기로 UHD 등 초고해상도가 TV의 화두로 부각되면서 유기물 증착 방식의 경쟁도 보다 치열해질 것으로 보고 있다.
업계 한 관계자는 "이번 전시회에서 삼성이 RGB 방식으로 개발한 제품을 공개하긴 했지만 결국 중요한 것은 안정적인 양산"라면서 "올 상반기 OLED TV 출시 경쟁에서와 마찬가지로 내년에 어떤 방식의 제품이 먼저 출시되느냐에 따라 경쟁적 우위를 판단할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
이홍석기자 redstone@
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