[The Korea Industry Post (kipost.net)] 세계 첫 10세대급 유기발광다이오드(OLED) 설비 투자를 추진 중인 LG디스플레이가 전면발광(Top Emission) 기술 개발을 놓고 절치부심 중이다. 전면발광은 OLED의 빛이 박막트랜지스터(TFT) 반대 반향으로 분출하는 방식으로, 현재의 배면발광(Bottom Emission) 대비 고화질 패널 제작에 유리하다.

LG디스플레이는 현재 TV용 OLED를 100% 배면발광 방식으로 생산하고 있다.

22일 업계에 따르면 LG디스플레이는 경기도 파주에 건설 중인 P10에 전면발광 방식의 TV용 OLED 라인 구축을 추진 중이다. 이를 위해 이번달을 전후로 파일럿 생산 장비를 발주할 예정이다. 파일럿 장비로 양산성이 검증되면 연말쯤 정식 장비를 발주하는 방안을 검토 중이다.

전면발광은 TFT를 등지고 빛이 나아가는 방식이다. 현재의 배면발광은 빛이 TFT 방향으로 발산하는데, TFT를 통과하면서 휘도(밝기)가 낮아진다. 기껏 만들어 낸 빛이 TFT에 가려 나오지 못하는 탓에 소비전력을 높이는 원인이 된다. 이는 패널 내 유기재료 수명도 단축시키는 원인이다. 

배면발광의 가장 큰 단점은 해상도를 높이는 데 한계가 있다는 것이다. TFT가 위치한 부분에는 화소(픽셀)를 배치할 수 없기 때문에 고화질 TV용 패널을 만드는데 제약이 크다. 

LG디스플레이는 현재 배면발광 방식으로 UHD(3840X2160)급 OLED 패널을 생산 중이다. 최근 중국 업체들이 이보다 2배 선명한 8K급 LCD 개발을 추진 중이어서 LG디스플레이 역시 화질 수준을 더 높일 필요가 있다. 특히 P10의 본격적인 생산은 2년 뒤인 2019년부터라는 점을 감안하면 현재의 UHD급으로는 프리미엄 타이틀을 유지하기 어렵다. 업계는 2019년부터 8K TV가 본격 판매될 것으로 보고 있다. 

▲배면발광 구조 OLED(왼쪽)와 전면발광 OLED의 수직구조. 전면발광은 음극 외에 앞을 가리는 층이 없는 이상적 구조다. /LG디스플레이 블로그 제공

정호균 성균관대 석좌교수는 “배면발광 방식으로 만든 OLED TV는 4K(일반 UHD)급 해상도가 한계일 것으로 추정한다”며 “8K로 나아가기 위해서는 전면발광 기술 개발이 반드시 필요하다”고 설명했다.

문제는 전면발광 OLED 패널 생산이 배면발광 대비 극히 어렵다는 점이다. OLED는 양극(Anode)에서 음극(Cathode)쪽으로 전류가 흐르면서 빛이 난다. 전면발광 OLED를 생산하려면 전류가 잘 통하면서도 육안으로 보이지 않을 정도로 얇고 투명한 전극이 필요하다. 

그러나 음극을 육안으로 보이지 않게 만들기 위해 얇게 형성하면 저항값이 올라가 전류가 잘 흐르지 못한다. 싱크대 배수구를 좁게 만들면 물이 잘 흘러나가지 못하고 넘치는 것과 비슷하다. 그렇다고 전류를 잘 흘려보내고자 음극을 두껍게 만들면 눈에 보이는 단점이 있다.

LG디스플레이는 버스전극(bus electrode)를 형성하는 방법으로 대면적 전면발광 OLED 패널 생산을 추진 중이다. 버스전극이란 투명전극의 전체 저항을 줄이기 위해 수직 방향을 따라서 직접 연결된 높은 전도율을 가진 전극을 뜻한다.  

버스라인을 TFT 쪽에 두껍게 깔고, 이를 음극과 연결시키면 음극 자체의 저항을 낮출 수 있다. 정 교수는 “버스라인을 형성하는 컨셉트 자체는 이미 모든 패널 업체들이 연구하고 있는 방향”이라며 “그러나 이를 공정상으로 구현하기가 쉽지 않다”고 말했다.