지난해 반짝 호황을 누렸던 디스플레이 산업은 올들어 급전직하를 경험하고 있다. 중국 디스플레이 패널 업체들의 과잉 투자 탓에 서플라이체인(SCM) 전반적으로 수익성이 저조하다.

24일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘국제정보디스플레이전시회(IMID) 2018’에는 디스플레이 산업 경쟁력을 높여 업황 부진을 만회하기 위한 위한 각종 신기술들이 전시됐다. TV용 디스플레이는 기존 4K UHD 대비 화소수가 4배 많은 8K UHD 기술이 주를 이뤘다. 모바일 디스플레이는 기존 화질의 한계를 뛰어 넘기 위한 기술들이 소개됐다. 이를 통해 양산 능력에서 이미 국내 패널 업체들을 압도한 중국 디스플레이 업체들을 제칠 대안이 제시될 지 주목된다.

▲삼성디스플레이가 전시한 8K UHD TV용 패널. /삼성디스플레이 제공

삼성디스플레이는 이날 IMID 2018에 82인치와 65인치 8K UHD LCD를 전시했다. 8K UHD는 가로 화소가 7690개, 세로 화소가 4320개다. 화면 전체의 화소는 3300만개로, 기존 4K UHD 대비 4배 많다. 그 만큼 더 많은 양의 정보를 담을 수 있고, 동일한 사이즈에서라면 더 미려한 화질을 구현한다.

특히 삼성디스플레이는 65인치 크기의 8K UHD LCD를 전시하면서 향후 8K UHD TV 대중화에 한발짝 다가섰다는 평가다. 8K UHD 규격은 동일한 면적에 워낙 많은 화소를 만들어야 하기 때문에 작은 사이즈를 만들기가 더 어렵다. 최근 프리미엄 TV 시장은 60인치 안팎이 대세다. 시장조사기관 IHS마킷에 따르면 내년부터 2020년까지 70인치 이상 TV 시장은 전체의 2% 정도에 그치는 반면, 60인치대는 9%, 50인치대는 25%를 차지할 것으로 예상된다.

삼성디스플레이는 이 밖에 지문인식 센서를 OLED에 내장한 디스플레이 일체형 지문센서(FoD) 기술도 전시했다. FoD는 센싱 방식에 따라 광학식과 초음파 방식으로 나뉘는데, IMID 2018에는 광학식을 전시했다. 광학식 FoD는 OLED 빛이 손가락 지문에 맞고 반사되는 형상을 읽어 사용자를 인증한다. FoD 기술이 적용된 OLED는 내년에 삼성전자 스마트폰에 탑재될 전망이다.

▲IMID 2018 머크 부스에 전시된 미러 디스플레이. /머크 제공

LG디스플레이는 플렉서블 OLED를 이용한 자동차용 디스플레이를 전시했다. 플렉서블 OLED는 LCD나 리지드(기판이 휘어지지 않는) OLED에 비해 디자인의 자유도가 높다. 덕분에 굴곡이 많은 자동차 대시보드에 일체형으로 매립할 수 있다. LG디스플레이는 12.3인치짜리 제품과 16.2인치 크기의 패널을 IMID 2018에 전시했다.

이 밖에 OLED TV 뒷면에 엑추에이터를 달아 스피커 없이 소리를 낼 수 있는 CSO(Crystal Sound OLED)도 전시했다. CSO는 얇은 OLED 패널의 특성을 이용한 것으로, 스피커가 따로 필요 없기 때문에 TV 디자인의 자유도가 높다.

독일 머크는 고성능 액정, OLED 소재, 퀀텀 소재, 포토레지스트(PR) 등 디스플레이 성능을 향상시킬 수 있는 다양한 재료들을 선보였다. 최근 새로 출시한 ‘엑스트라(Xtra)’ 시리즈 액정 3종(엑스트라브라이트⋅엑스트라브릴리언트⋅엑스트라부스트)은 종전 대비 광투과율⋅명암비⋅신뢰성을 각각 개선한 제품이다. 머크는 OLED 재료를 용액에 녹여 인쇄하듯 OLED를 제조할 수 있는 ‘솔루블 재료’도 선보였다.

솔루블 공정이 도입되면 가격이 비싼 진공 증착 장비가 필요 없고, 유기재료 사용량도 크게 줄어 현재보다 값싸게 OLED를 제조할 수 있다. 국내는 물론 해외 디스플레이 업체들도 OLED 솔루블 공정 도입을 위해 연구개발을 진행하고 있다.

▲신에츠가 개발한 마이크로 LED용 실리콘 스탬프. /KIPOST

일본 신에츠는 마이크로 발광다이오드(LED) 전사 공정에 사용할 수 있는 실리콘 스탬프를 선보였다. 마이크로 LED는 한 변의 길이가 100마이크로미터(μm) 이하인 LED를 의미한다. 워낙 크기가 작아 이를 적녹청(RGB) 화소로 전극 위에 실장하면, 하나의 디스플레이로 구성할 수 있다. 다만 숫자가 많고 크기가 작아 에피웨이퍼 상태에서 디스플레이로 전사(transfer)하는 기술이 까다롭다.

신에츠의 실리콘 스탬프는 끈적끈적한 성질을 가진 일종의 고무다. 이 스탬프를 4인치 에피웨이퍼에 찍으면, 한번에 3만개 정도의 마이크로 LED를 디스플레이로 이동시킬 수 있다. 실리콘 스탬프는 사용할수록 점도가 약해지는 게 단점인데, 신에츠 제품은 최대 2만번까지 사용할 수 있다. 대만 디스플레이 업체들은 정전기 헤드를 이용해 LED를 전사하는 방법도 연구했는데, 이는 정전기에 의해 LED 칩이 손상을 입는 게 약점이다.

신에츠 관계자는 “실리콘 스탬프는 LED 칩에 불량을 일으키지 않기 때문에 많은 디스플레이 업체들이 이 방식을 이용해 마이크로 LED 전사 공정을 연구하고 있다”고 설명했다.