머티어리얼사이언스, LGD 납품 목표 '탠덤 OLED CGL 국책과제' 돌입
머티어리얼사이언스가 LG디스플레이 납품을 목표로 탠덤 유기발광다이오드(OLED) 전하생성층(CGL) 국책과제를 시작했다. LG디스플레이는 머티어리얼사이언스 지분 7.9%를 보유한 3대 주주다. 12일 업계에 따르면 머티어리얼사이언스는 지난 7월부터 중소벤처기업부 투·융자연계기술개발사업 '탠덤 OLED 소자의 누설전류 분석 기술 및 소자 성능 향상 CGL 재료 개발' 국책과제를 시작했다. 전체 연구기간은 2029년 6월까지다. 과제관리기관은 중소기업기술정보진흥원이다. 탠덤 OLED는 발광층을 2개층 이상으로 쌓은 OLED를 말한다. 탠덤 OLED는 발광층이 1개층인 싱글 스택 OLED보다 휘도(밝기)를 높일 수 있고, 전력 효율과 소자 수명을 개선할 수 있다. 이들 발광층 사이에는 CGL이란 기능층이 있다. CGL은 전자(electron)를 생성하는 n-CGL(n형 전하생성층)과, 정공(hole)을 생성하는 p-CGL(p형 전하생성층)로 나뉜다. n-CGL과 p-CGL의 접합부(p-n 계면)에서 일어나는 전하 생성으로 각 발광층에 전자와 정공을 공급한다. 과제 최종목표는 "탠덤 OLED의 CGL에서 발생할 수 있는 수평 방향 누설전류(LLC)를 측정하고, CGL 구성층 박막 배향 특성을 활용해 누설전류를 조절하는 배향 제어 기반 p-n 접합 CGL 설계 기술 개발"이다. 머티어리얼사이언스는 "기존 탠덤 OLED용 CGL은 주로 수직 방향 전하 생성, 구동전압 저감, 전류효율 향상, 장수명 등에 초점을 맞췄다"며 "고해상도 OLED와 마이크로디스플레이처럼 화소 간격이 줄어들면 CGL 또는 도핑층을 따라 수평 방향 전류가 흐를 수 있고, 인접 화소 간 전기 간섭, 색순도 저하, 발광영역 확산, 소비전력 증가로 이어질 수 있다"고 설명했다. 이어 "CGL의 수직 방향 전하 생성 기능을 유지하면서 수평 방향 누설전류를 억제하는 분자 설계와 기술이 필요하다"며 과제 중요성을 부각했다. 머티어리얼사이언스는 "탠덤 OLED 소자용 전하생성층 n-CGL과 p-CGL 국산화로 국내와 중국 패널 업체의 TV, IT, 차량용 재료 출시가 목표"라며 "10년 이상 독점 지위를 가졌던 일본 도레이(n-CGL)와 독일 머크(p-CGL) 재료를 대체하겠다"고 밝혔다. 머티어리얼사이언스는 "과제로 개발한 누설전류 분석시스템에서 선별한 n-CGL과 p-CGL 재료는 LG디스플레이에 소개할 예정"이라며 "우선 IT OLED 소자에서 평가할 계획"이라고 밝혔다. 이어 "IT 소자 성능 검증 후, 고객사(LG디스플레이)에서 차세대 소자로 개발 중인 5스택 TV (OLED)와 2스택 모바일 (OLED) 소자에 순차 평가할 계획"이라며 "누설전류 분석시스템은 패널에서만 검증 가능했던 누설전류를 연구개발 단계인 단위 소자에서 분석해 개발 단계와 불필요한 공정비용을 줄일 수 있다"고 덧붙였다. 5스택 TV는 LG디스플레이가 개발 중인 5스택 대형 화이트(W)-OLED TV 패널을 가리킨다. LG디스플레이는 TV용 W-OLED를 현재 4스택 제품까지 양산 중이다. LG디스플레이와 삼성디스플레이가 지난 2024년부터 양산 중인 애플 OLED 아이패드가 투 탠덤(2스택) OLED를 사용한다. 애플 아이폰과 삼성전자 갤럭시는 아직 투 탠덤 OLED를 적용하지 않고 있다. 중국 스마트폰 업체 일부가 투 탠덤 OLED 방식 제품을 출시한 바 있다. 머티어리얼사이언스는 사업화 전략에 대해 "2024년에 신규 공장과 대량 합성·승화 설비를 구축했고, 생산인력과 생산 인허가를 확보했다"며 "우수재료를 도출하면 3개월 안에 자체 생산할 수 있는 역량을 갖췄다"고 자평했다. 이어 "LG디스플레이 제품 생산이 1차 목표이고, 이후 중국 패널업체로 사업을 확장할 계획"이라고 밝혔다. 최영석 LG디스플레이 최고기술책임자(CTO)는 지난 7월 '디스플레이 비즈니스 포럼 2026'에서 "탠덤 OLED를 기존 중·대형에서 스마트폰, 웨어러블 기기 등 모든 제품 카테고리에 적용할 계획"이라며 "향후에는 탠덤 아키텍처를 얼마나 빠르고 효율적으로 구축·양산하느냐에 따라 디스플레이 기업 경쟁력이 결정될 것"이라고 밝힌 바 있다.
