차세대 디스플레이 시장을 열고 있는 능동형 유기발광다이오드(AM OLED) 산업에서 소재는 말 그대로 핵심이다. 어떤 유기 물질들을 만들어 배합, 적용하느냐가 AM OLED의 양산성과 성능을 좌우하는 출발이다. AM OLED는 스스로 빛을 내는 유기물을 기초 소재로 활용한 디스플레이다. 유기물에 전류를 흘리면 전자와 정공이 결합하면서 빛이 발생하는 원리다. 이 때 발광층을 구성하는 유기 물질에 따라 빛의 색깔이 달라지고 빛의 삼원색인 적·녹·청색이 구현된다.

OLED의 기본 구조는 유기 박막 층을 양측에서 전극(양·음극)으로 에워 싼 샌드위치 형태를 띠고 있다. 좀 더 세분화하면 `양극(Anode)-정공주입층(HIL)-정공수송층(HTL)-발광층(EML)-전자수송층(ETL)-EIL(전자주입층)-음극(Cathode)`의 구조다. OLED는 전자와 정공의 결합으로 빛이 발생하기 때문에 각 층을 구성하는 소재들이 곧 핵심이다.

우선 양극에서 나온 정공이 정공수송층(HTL)을 통해 발광층에 도달한다. 전자도 전자수송층(ETL)을 통해 발광층에 전달되면 전자와 전공이 결합, 발광층에 있는 유기물질을 통해 빛의 색이 결정된다. 정공주입층(HIL)과 전자주입층(EIL)은 단어 그대로 정공과 전자 주입이 용이하도록 도와주는 층이다.

국내 최대 OLED 소재 업체인 덕산하이메탈은 정공주입층(HIL)과 정공수송층(HTL) 분야 전문이다. 덕산은 삼성디스플레이에 소재를 공급, 지난해 매출이 벌써 700억원을 넘어섰다. 전자수송층(ETL)과 전자주입층(EIL) 분야에선 다우케미칼과 LG화학이 주요 제조사로 꼽히며 발광층 형광 소재는 다우케미칼(레드 호스트), 두산전자(그린 호스트), SFC(블루 호스트) 등이 있다.

OLED 소재 시장에서 독점적 지위를 확보 중인 것으로 평가 받는 미국 UDC는 발광층 재료 중 인광재료에서 특히 강하다. UDC는 적색과 녹색 인광 도판트 재료들을 공급 중이다.

윤건일기자 benyun@etnews.com
전자신문 이티뉴스

* P: 인광재료. F: 형광재료 (양산에 적용 중이거나 예정인 업체 포함)

자료: 디스플레이뱅크