42. 갤럭시S11에 도입될 소재로 본 OLED 재료 국산화 현황

 

 

삼성 갤럭시의 아몰레드는 매년 업그레이드 된다. 'M'에 울고웃는 기업들 : 유튜브로 보기

M9, M10. 뭐야 이게? 일반 소비자들에게는 매우 생소한 이름일 것이고, 사실 알 이유도 없습니다. 그러나 OLED 업계에서는 이 'M' 때문에 울고 웃고, 회사의 미래가 걸리기도 합니다.

 

이번 포스팅은 완전히 OLED의 문외한인 대다수의 일반인들을 기준으로 작성해보려 합니다. 최근 일본 수출규제와 관련하여 디스플레이 소재에 관하여 관심이 높아진 상태이고, 이에 따라 OLED 소재의 국산화 수준에 대해서도 궁금해 하시는 분들이 많아지는 것 같습니다.

 

그러나 OLED는 일반소비자들이 이해하기에는 조금 어려운 기술용어, 원리 상의 장벽이 있기 때문에 많은 소비자들의 관심에 비해 깊게 알기 어려운 분야이기도 합니다.

 

그러나 우리나라가 세계 시장에서 갖는 OLED 기술, 점유율 면에서의 위상 덕분에 그래도 이름은 들어보신 분들이 많아지고 있는 것을 그나마 다행이라 생각합니다. 일반 소비자분들은 핸드폰 화면이 이미지와 동영상을 구현하는 것이 너무나 당연하다고 생각합니다.

 

이 핸드폰 화면. 즉, 디스플레이가 이미지를 구현하기 위해 얼마나 높은 수준의 기술과 기반 산업들이 갖추어져야 하는지 대부분 잘 모르는 것 같습니다. OLED는 Organic Light Emitting Diode의 약자로 풀어서 해석해보면 '빛을 내는 유기 다이오드'라고 해석이 되지만 유기물에 대한 개념과 다이오드에 대한 개념이 또 어렵기 때문에 쉽게 말해서 '빛을 내는 탄소덩어리'라고 생각하시면 됩니다.

 

 

탄소는 우리몸을 구성하는 뼈대입니다. 나무를 구성하는 뼈대이기도 하고, 휘발유도 탄소로 이루어져 있으며, 플라스틱도 탄소로 이루어져 있습니다. 탄소는 이렇듯 다양한 형태로 합성하고, 변형해서 여러 형태와 특성을 지닌 재료로 재탄생시킬 수 있습니다. 이렇게 탄소로 이루어진 탄소화합물을 우리는 유기물(Organic)이라 부릅니다.

 

그런데 탄소화합물, 즉 유기물들은 빛을 내기는 커녕 전기적 특성이 좋지 못한 재료들입니다. 

 

그래서 이 유기물에 전기를 가해서 빛을 내는 것 자체를 불과 30년 전까지만 해도 불가능하다고 생각했으나, 이스트만 코닥에서 연구원으로 근무하던 C.W Tang 박사에 의해 유기물을 극도로 얇게 전극위에 증착시키면 전기가 흐른다기 보다는 통과해버린다는 느낌으로 전기적 특성을 지니게 되고, 또한 재료가 가진 에너지의 크기에 따라 빛을 내는 것을 확인합니다.

 

혹시 더 궁금하시다면 블로그에 아래 포스팅부터 해서 순차적으로 잘 정리 되어 있으니 참고바랍니다.

[OLED 이야기/OLED 알아봅시다] - 3. OLED란?? (1) - 정의

 

그 후 다양한 연구적 성과들에 의해 디스플레이 제품에 응용가능한 수준으로 발전하게 되었고, 핸드폰에는 최초로 손담비의 아몰레드폰에 적용되었고, 스마트폰에는 갤럭시S1에 2009년에 적용되어 올해가 스마트폰에 OLED가 적용된지 10년째 되는 해입니다.

 

초창기의 OLED는 갤래기, 푸르딩딩폰, 펜타일 픽셀, 극심한 번인(Burn in) 등 성능에 대한 혹평도 많았지만 제가 볼때에는 갤럭시 S3를 기점으로 상당히 높은 수준으로 올라왔으며(물론 번인은 매우 심각한 수준이었다), 현재의 OLED는 LCD만 고집하던 애플마저도 상위 플레그쉽 모델에 삼성의 OLED 패널을 적용하는 등 번인을 제외하면 현재 화질 및 여러 특성은 견줄만한 제품이 없는 수준에 올라왔습니다.

 

갤럭시 아몰레드의 역사는 'M'의 역사

삼성에서 말하는 M이란 Material의 약자가 아닐까 생각합니다만 확실하진 않습니다 ^^;; 바로 아몰레드 디스플레이에 들어가는 유기재료 세트를 말합니다. OLED는 한가지 색에 10개 내외의 기능층들로 구성되어 있어서 이 유기재료들의 조합이 성능을 결정하게 됩니다. 

따라서 이 유기재료 조합세트는 매우 중요하고 모두 같은 회사가 제조, 납품하기는 사실상 불가능하므로 다양한 재료회사들이 참여하게 됩니다. 이에 따라 이 M에 들어가기 위해 치열한 성능 경쟁을 펼치게 되는 것이죠. 

 

일반 소비자들은 갤럭시S1, 3, 5, 10 등의 모델명으로 구분하지만 삼성의 아몰레드 자체는 M 시리즈 숫자로 구분 됩니다. 대표적인 삼성 스마트폰 라인업은 갤럭시S, 갤럭시 노트, 갤럭시 A 등이 있습니다만 각 제품에 들어가는 아몰레드를 따로 개발해서 사용하지는 않고 비슷한 시기에 나오는 제품에는 같은 M 시리즈를 적용해서 사용했습니다.

 

예를 들어 M8 유기재료 세트로 출시된 제품은 갤럭시S8, 갤럭시 S9, 노트8이 있으며, M9은 갤럭시 S10, 노트10에 적용되었습니다. M 시리즈는 대략 1년주기로 갱신됩니다.

 

따라서 이번에 발표된 'M10' 유기재료 세트는 갤럭시S11(가칭)과 이후에 나올 플래그쉽 모델에 적용될 것이라고 예상할 수 있습니다. 특히나 이번 M10은 차세대 아이폰에도 적용될 예정이어서 더 주목을 받을 수 밖에 없는 것 같습니다.

 

애플 제품에 적용되는 OLED패널은 삼성에서 제조하긴 하지만 소자구조, 재료는 애플에서 연구해서 지정한 LT(Long Time) 시리즈가 적용되었기 때문에 삼성은 이 구조로 생산만 대행하는 역할을 해왔습니다.

 

그러나 애플이 LT 시리즈를 더 개선해나가는 것보다 삼성의 M10 시리즈를 적용하는 방향으로 선회하면서 M10에 재료를 납품하는 업체들의 사장님들의 미소가 조커수준으로 번질 것으로 보입니다.

 

M10으로 보는 OLED 재료 국산화 현황

아몰레드 디스플레이는 적색, 녹색, 청색 3가지 색상의 픽셀로 구성되어 있고, 각 색상마다 재료가 다릅니다. 물론 공통적인 기능층들이 있지만 색을 구현하는 핵심층들은 전혀 다른 재료를 사용하고 있습니다. 3가지 픽셀을 구현하기 위해 들어가는 총 재료의 개수는 대략 20가지 내외 입니다. 

 

이번에 M10 재료로 언론에 대놓고 공개된 재료는 9가지로 색상과 관련된 발광층관련 재료가 대부분 입니다. 공개된 재료의 면면을 살펴보면 아래와 같습니다.

 

 

위 표에 노란색 기업들이 한국기업들입니다. M9 재료를 보면 한국 혹은 한국에 지분이 있는 기업이 납품하는 재료는 2개에 불과했습니다. 사실상 SFC는 연구진, 회사 모두 국내에 있는 기업이긴 하지만 지분구조가 일본 호도가야 화학 지분을 과반수 이상 가지고 있어서 어느나라 기업이라고 부르기가 참 애매한 면이 있습니다. 

 

그래서 한국, 일본 둘다 카운트를 해보겠습니다. 어쨋든 간에 위에 제시된 표만 보더라도 한국기업의 점유율이 상당히 올라갔음을 볼 수 있습니다. 표에 제시된 재료 외에도 상당히 많은 재료들이 있지만 위 표에 제시된 재료들의 단가가 높은편이기 때문에 위 재료들의 국산화 수준이 많이 개선되었다는 것은 전체 재료 금액기준으로 볼때 국산화수준이 나쁘지 않음을 알 수 있습니다.

 

미국의 UDC는 참 재미있는 회사인데요 사실상 대체 불가능한 수준의 기술을 갖고 있습니다. 발광 도판트라는 발광재료를 10년이 넘게 완전 독점하고 있는 기업이기 때문이죠. 그러나 내년이면 UDC의 원천특허가 만료되므로 내년부터 발광 도판트의 납품 경쟁은 엄청날 것으로 보입니다. 왜냐하면 발광 도판트는 이리듐(Ir)이라는 고가의 희귀금속이 필요하기 때문에 단가가 매우 높습니다.

 

결론적으로 위 재료들을 포함한 전체 재료를 모두 따져보면 언론에 따라 조금씩 수치는 다르지만 M9에 OLED 재료의 국산화 비율은 10%에 불과했지만 50~70%수준까지 재료 국산화를 이루어졌다고 합니다.

 

M10의 재료 테스트는 일본 수출규제 사건 이전부터 진행되어 오고 있었기 때문에 일본 문제가 아니었더라도 OLED 재료 국산화가 상당한 수준으로 이루어지고 있었다고 보아야합니다. 물론 최종 결정 시기에 일본 문제가 터졌기 때문에 비슷한 수준의 재료가 경쟁 중 이었다면 우리나라 업체 재료가 채택에 유리할 수도 있었겠지만 이 또한 일본에 비슷한 수준 혹은 그 이상으로 재료 기술 수준이 올라와야만 경쟁이 가능한 것이기 때문에 어느쪽으로 보아도 긍정적인 것 같습니다.

 

OLED가 시장에 본격적으로 등장한지 10년... 10년이라는 세월이 지나고 이제야 우리기업들이 빛을 보는 것 같습니다. 앞으로도 업계 종사자 모두가 합심해서 OLED의 생산, 재료 연구 모든 분야에서 세계정상의 자리를 오랬동안 지켜냈으면 바래봅니다.