더피알 =최현준 기자｜인공지능(AI)과 디지털 전환(DX)이 전방위 산업을 관통하는 시대, 디스플레이는 출력 장치를 넘어 핵심 인터페이스로 진화하고 있다.
산업통상자원부가 주최한 'K-디스플레이 2025'와 함께, 삼성디스플레이·LG디스플레이가 AI 기반 차세대 OLED 기술을 대거 공개하며 디스플레이 산업의 '캐즘' 극복 전략을 제시했다.
여기에 국내 연구진이 공정 단순화와 성능 향상을 동시에 달성한 차세대 OLED 신소재를 개발하며 산업·기술·학계가 나란히 한 방향을 바라보고 있다.
산업부, K-디스플레이 2025 개최서 미래 기술 방향 제시
산업통상자원부는 8월 7일부터 9일까지 3일간 서울 코엑스에서 '2025 한국디스플레이산업전시회(K-Display 2025)'를 개최한다고 밝혔다. 올해로 24회를 맞는 K-디스플레이는 최신 디스플레이 기술과 제품을 볼 수 있는 국제인증 전시회다.
올해는 유기발광다이오드(OLED) 분야를 선도하는 국내 양대 패널 기업과 국내·외 소부장 기업들이 참여해 미래 디스플레이 기술의 방향을 제시한다. 이번 행사는 전시회, 비즈니스 프로그램, 부대행사 등으로 구성했다.
전시회의 중앙 테마관에서는 무안경 3D 기술이 적용된 TV·태블릿과 홀로그램 전시를 볼 수 있다. 또 기업 간 협력과 해외 진출의 기회를 제공하기 위한 구매·기술·무역상담회 등 비즈니스 프로그램도 마련했다.
특히 올해 무역상담회는 11개국 32개 해외 구매기업(바이어)들이 참여해 국내 소부장 기업들의 글로벌 판로 확대를 적극 지원한다. 이밖에 기술 혁신에 기여한 기업에 대한 산업부 장관상이 수여될 예정이며, 산업계와 청년 인재를 연결하는 채용박람회 등이 개최될 예정이다.
산업부 관계자는 "디스플레이 산업은 우리 경제의 진짜 성장을 이끌어갈 전략 산업"이라며 "정부도 우리 기업들이 현장에서 체감할 수 있도록 R&D 투자, 소재·부품·장비 산업의 경쟁력 강화 등 정책적 지원을 아끼지 않겠다"고 말했다.
삼성·LGD, 차세대 OLED·AI 혁신 통해 디스플레이 '캐즘' 넘어 선다
삼성디스플레이와 LG디스플레이(034220)가 TV 시장의 ‘캐즘’(일시적 수요 정체)을 넘어설 수 있는 차세대 저전력·고화질 디스플레이 기술개발의 중요성을 강조했다. 디스플레이 업계는 인공지능(AI)과 디지털 전환(DX)을 가속화해 기술 혁신과 비용 절감 두 마리 토끼를 잡는 ‘투 트랙’ 전략을 펼칠 계획이다.
조성찬 삼성디스플레이 부사장은 6일 서울 강남구 코엑스에서 열린 ‘디스플레이 비즈니스 포럼 2025’ 연사에서 ‘AI와 함께하는 디스플레이 패러다임 변화’를 주제로 발표했다. 조 부사장은 “AI 변화에 따라 디스플레이 기술도 바뀌고 있다”며 “모든 기능이 하나의 기기에 통합되는 만큼, 범용적으로 적용될 수 있는 디스플레이가 필요하다”고 언급했다.
조 부사장은 저전력·고화질 기술 중요성이 커졌다고 강조했다. 검은 화면의 픽셀이 켜지지 않도록 불필요한 전력 소모를 줄이는 ‘OPR’(On Pixel Ratio), 발광효율을 2배 이상 향상하는 탠덤 기술 등을 예로 들었다.
이어 조 부사장은 삼성디스플레이의 대표적인 저전력 OLED 기술인 멀티 프리퀀시 드라이빙(MFD) 기술을 언급하며 “스크린의 일정 구역이 주파수가 높으면 그만큼 전력이 더 필요한데, MFD를 통해 같은 화면에 여러 개의 주사율을 적용해 전력을 더 적게 소모할 수 있다”며 “이런 기술들을 통해 전력소비를 기존보다 50%가량 줄일 수 있다”고 전했다.
LG디스플레이는 ‘OLED TV: 캐즘을 넘어서’라는 주제로 OLED TV 시장 현황과 과제에 대해 발표했다. 황상근 LG디스플레이 상무는 이날 연사로 나서 “OLED TV 매출은 코로나19 이후 크게 성장하다가, 최근 몇 년간 정체되고 있다”며 “기술 혁신을 통해 프리미엄 가치를 유지하면서도 원가 혁신을 통해 대중화를 이루는 ‘투 트랙’ 접근법이 필요하다”고 말했다.
먼저 프리미엄 TV 시장의 성장을 돌파구로 삼을 수 있다고 내다봤다. 황 상무는 “올해 들어 5월까지 OLED TV는 전년 동기 대비 188% 이상의 성장세를 기록했다”며 “전체 TV 시장은 부진하지만, 프리미엄 시장은 성장이 예상돼 이 시장을 공략해야 한다”고 강조했다.
또한 액정표시장치(LCD) 대비 OLED의 장점을 극대화한다면 수요 정체를 극복할 수 있다고 전망했다. LG디스플레이는 독자 기술인 ‘프라이머리 RGB 탠덤’을 적용한 4세대 OLED 기술을 통해 기존 대비 최대화면 밝기(휘도)를 33%, 에너지 효율성을 20% 개선시켰다. 황 상무는 “향후 5세대 OLED 기술에서도 큰 개선이 있을 것”이라고 부연했다.
양사 모두 제조 과정에서 AI 기술을 도입하고 있다. 황 상무는 AI와 디지털 전환(DX)을 통한 비용 경쟁력을 혁신을 위해 “AI와 DX를 디스플레이 개발, 디자인, 제조 등 모든 분야에서 적용해 제품 효율성을 개선해야 한다”고 덧붙였다.
한편 고려대학교 화학과 최동훈 교수 연구팀이 OLED(유기발광다이오드) 제조 공정을 단순화하면서도 성능을 향상시킬 수 있는 '단일분자 엑시플렉스 호스트' 기반 차세대 신소재를 세계 최초로 개발했다고 6일 밝혔다.
기존 고성능 OLED 구현을 위해서는 도너, 억셉터, 발광체 세 가지를 정밀하게 조합한 엑시플렉스 기반 발광층이 필요했다. 이들을 동시에 혼합해 박막을 형성하고 각각의 농도를 정밀하게 조절해야 하는 복잡한 공정이 요구된다. 이러한 방식은 대량 생산이나 제품 간 성능 편차 등의 한계를 지닌다.
연구팀은 이를 극복하기 위해 도너와 억셉터의 역할을 하나의 분자 안에 통합한 ‘단일분자 엑시플렉스 호스트 소재(TIO, Two-in-One Host)’를 새롭게 설계했다. 이 분자를 사용하면 발광층 구성에 필요한 소재가 기존 3종에서 2종으로 줄어들어, 공정이 훨씬 간단해진다. 실제로 이 소재를 적용한 OLED 소자는 기존 대비 약 30% 향상된 성능을 기록하며, 구조의 단순화와 성능 개선을 동시에 달성했다.
연구팀은 이 분자의 작동 원리를 더욱 정확히 규명하기 위해 첨단 분자동역학 시뮬레이션과 정밀한 실험 분석을 병행했다. 실험 결과, 소자 간 성능 편차가 매우 작아 대량 생산에도 안정적인 품질유지가 가능함을 밝혀냈다.
최동훈 교수는 “이번 연구는 기존 OLED 제조 방식의 구조적 한계를 근본적으로 극복할 수 있는 기술적 돌파구를 제시한 것”이라며 “다층·다성분으로 구성된 기존 소자를 단순화할 수 있는 새로운 재료 설계 개념을 제안했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.
연구 성과는 재료과학 분야 학술지 'Advanced Functional Materials(IF=19.0, JCR 상위 4.5%)' 온라인에 지난 7월 28일 게재되며, 관련 기술은 올해 7월 대한민국 특허청에 출원됐다.