[발언] OLED가 10년은 디스플레이 시장을 주도한다?

[이군배]

부제 : 삼성D·LGD가 OLED에 집중할 수밖에 없는 이유

어제(13일) 한국디스플레이협회 주관으로 '디스플레이 비즈니스포럼 2024'가 열렸다. 이 자리에서 삼성D는 OLED에 대한 장점만을 부각한 반면, LGD는 Micro LED의 허들을 지적하며, 향후 10년간은 OLED가 디스플레이 시장을 주도한다고 밝혔다.
 
문제는 LGD의 윤 부사장이 지적한 Micro LED가 잠재력은 있지만, 색 재현, 효율성, 전송 기술 측면에서 어려움을 겪고 있어, 향후 10년간은 OLED가 디스플레이 시장을 주도한다고 밝힌 부분이다. 우선 LGD가 주장한 Micro LED 디스플레이의 허들은 대다수 소형에 해당이 된다는 점이다.
 
하지만, 소형의 경우도 LGD가 지적한 난제들은 대다수 해소가 되어, 향후 1~2년 내로 양산체계를 갖출 것으로 보인다. 해서 OLED가 디스플레이 시장을 10년을 주도한다는 지적은 설득력이 떨어진다.

사실 LGD가 Micro LED의 허들을 지적하였지만, OLED도 허들은 있었고, 그 허들을 지금까지 극복하지 못한 채, OLED를 상용화 하였다. 즉, OLED는, 2007년 11월 소니가 R/G/B 3색의 OLED 소자(960x540)를 적용해서 출시한 11인치 OLED TV(XEL-1)가 세계 최초 OLED 제품이었다.

하지만, OLED TV는 내구성(번인현상/밝기저하) 문제와 비싼 가격으로 인해 더 이상 진척이 안 되다가, 2010년 삼성이 스마트폰에, 2014년에 LG가 TV에 적용을 하면서 본격화 되었다. 해서 소형에서 그것도 대다수 극복이 된 Micro LED의 허들 문제로, OLED가 향후 10년간 디스플레이 시장을 주도한다는 것은, Micro LED의 허들을 부풀려서, OLED를 지속하겠다는 꼼수의 주장밖에 안된다.

그럼 왜 LGD만 유독 이러한 주장을 하고 있는 것일까? 이유는 간단하다. Micro LED 디스플레이가 대중화 되면(대형 2~3년, 소형 4~5년 내로 OLED 가격 수준), OLED는 사실상 단종에 들어갈 수밖에 없기 때문이다. 특히 2년째 적자를 내고 있는 LGD로서는 지푸라기라도 잡고 싶은 심정일 것이다.

현재 Micro LED 디스플레이의 최내 난제는 가격이다. 지난 3월에 애플이 워치(초소형)에 적용하려다가, 가격이 비싸 Micro LED 디스플레이를 포기한다고 하였는데, 이러한 비싼 가격을 극복하려면, 소형은 4~5년이 걸릴 것으로 보인다.
 
하지만, 대형은 소형과 다르다. 삼성전자는 이미 수년전부터 Micro LED TV를 상용화하기 시작하였다. 반면 LG전자는 삼성전자보다 1세대 뒤진 사이니지 제품을 주문 형식으로 2~3배 비싸게 판매하고 있다. 이런 연유로 LG전자는 지난 6월 12일~14일까지 열린 'InfoComm 2024'에서 자회사를 비롯하여 국내 업체들과 협력해서 삼성전자 수준의 136" 4K Micro LED 사이니저 제품을 선보이고, 올해 말 출시를 한다고 밝혔다.
 
LG전자의 2024년형 136" 4K Micro LED 사이니저 제품의 가장 큰 특징은, 삼성전자보다 2배 가까이 큰 22.3" LTPS 모듈(패널/백플레인)을 사용하여, 조합이 간단해져, 삼성전자보다 2~3배 비싼 가격을 낮출 수 있을 것으로 보인다. 다만, 삼성전자든 LG전자는 아직은 Micro LED 디스플레이(TV/사이니저)에 사용되는 모듈(패널)이  대량 생산 되지 않아. 1억원대라는 점은 대중화와는 아직 거리가 멀다.
 
해서 삼성전자는 지난 7월 4일, Micro LED TV 가격을 인하하기 위한 프로젝트에 착수했다. 즉, 삼성전자는 삼성D를 제외한 국내외 협력사들과 Micro LED TV 가격을 2~3년 내에 생산 단가를 현재의 10분의 1로(OLED TV 수준) 낮추는 목표를 세우고, Micro LED TV 원가 혁신 프로젝트 에 들어갔다.
 
그리고 지난 8월 12일, 국내 중소 업체인 서울 반도체는 200x200μm(1화소) 크기의 수직형(Vertical) Micro LED 소자(칩)를 2개 나라로 수출하기 위한 승인을 받았다고 밝혔다. 해서 서울 반도체는 년말부터 수직형(적층형) Micro LED 소자(칩)를 양산한다고 밝혔다. 수직형(Vertical) Micro LED 소자(칩)는 삼성·LG전자가 상용화하고 있는 수평형(Lateral) 보다 한수위의 기술로 평가 받고 있다.
 
즉, 수평형은 R/G/B 3색 소자(3개 칩)를 옆으로(수평) 배열해서 1개의 화소를 구현하지만, 수직형은 R/G/B 3색 소자를 쌓아서(적층) 1개의 칩으로 1개의 화소를 구현하는 것이다. 해서 크기도 1/3로 작아질 수 있어, XR/MR 해드셋용 디스플레이에 적용할 수 있을 것으로 보인다.

선다이오드사는 2023년 6월에 수직형(적층형)으로 1화소 크기를 4μm까지 구현하는 시제품을 선보였다. 이는 현재 삼성D가 이메진까지 인수하며 개발 중인 RGB-OLEDoS를 훨씬 넘어선다.

침고로 대만 AUO는 이미 2023년부터, 중국 티얀마는 2024년 8월부터 Micro LED 패널(모듈)을 생산하기 시작하였다. 물론 이들 패널 제조사들이 아직은 대량으로 Micro LED 패널(모듈)을 생산하는 것은 아니지만, Micro LED 디스플레이는 생각보다 빠르게 안착이 되고 있다.

이렇듯 Micro LED 디스플레이는, 2~3년 내로 대형이 먼저 대중화 되고, 4~5년 후엔 소형이 대중화 될 수 있을 것으로 보인다. 해서 Micro LED 디스플레이가 허들이 있어, OLED가 디스플레이 시장을 10년간 주도한다는 주장은, OLED밖에 없는 K-디스플레이 업체들이 OLED를 장기화하기 위한 꼼수의 주장밖에 안 된다고 본다.

▶삼성D·LGD가 OLED에 집중할 수밖에 없는 이유
①삼성D와 LGD가 LCD를 종료함으로서, 당장 실적을 낼 수 있는 것은 OLED밖에 없기 때문이다. 또한 삼성D와 LGD는 LCD를 종료하고, 지금까지 OLED에만 투자를 하여 왔고, 현재도 상당수 OLED에만 투자를 하고 있기 때문에, 삼성D와 LGD는 OLED에만 집중할 수밖에 없는 것이다. 

이런 연유로 삼성D와 LGD에겐 Micro LED 디스플레이의 대중화는, OLED의 종말밖에 없기 때문에, Micro LED 디스플레이가 아무리 좋아도 갈 수가 없는 것이다. 해서 삼성D와 LGD는 OLED에 집중할 수밖에 없고, 앞으로도 OLED 시장 자체가 불안해도 OLED에만 투자를 할 수밖에 없는 것이다. 하지만, 삼성D·LGD가 OLED에 집중할 수밖에 없는 진짜 이유는, ②번의 영향이 더욱 크다 할 것이다.
 
②Micro LED 디스플레이는 기존 LCD와 OLED와는 다른 영역
LCD와 OLED 대다수 증착을 통해 대량 생산이 가능하다. 물론 LCD가 LED(1000개 내외) 또는 Mini LED(1~3만개) 소자를 외부에서 들여와 생산을 하지만, 단색이고, 소자 수량이 많지 않아, 증착을 통해 대량 생산이 가능하다. 또한 OLED도 4K의 경우 약 830만개, 8K의 경우는 무려 3,300만개 넘는 OLED소자를 사용하지만, 단색이기 때문에, 이 또한 증착을 통해 대량 생산이 가능하다.
 
반면 Micro LED는, R/G/B 3색의 Micro LED 소자가, 소자 색상별로 특성이 다 다르기 때문에, LCD나 OLED처럼 한 번에 증착을 할 수가 없다. 해서 Micro LED 디스플레이는, R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 만들어서 일일이 이식(전사-접합)해서 만들어야 한다. 이런 연유로 Micro LED 디스플레이는 제조 원가가 비싼 것이다.
 
고로 삼성D나 LGD가, Micro LED 디스플레이를 만들기 위해서는 원가의 대부분을 차지하는 R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 생산할 수 있는 시설과 기술을 가지고 있어야 하는데, 생산시설은 고사하고 기술조차 제대로 없다보니, 결국 R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 외부에서 들여와야 하는데, 그렇게 되면 이문이 거의 없게 된다.

설령 삼성D와 LGD가, R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 생산할 수 있는 시설과 기술이 있다고 해도, R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 이식(전사-접합)할 수 있는 시설(모듈 생산)을 갖추어야 하는데, 모듈을 만들기 위한 시설을 모두 새로이 구축해야 하다 보니(2중의 투자), 삼성D와 LGD는, "비싸다는 이유로 애플도 포기한 Micro LED 디스플레이를 왜 굳이 자신들이 만들어야 하는가?"라며 Micro LED 디스플레이는 가고 싶어도 가지 못하고 있는 것이다. 이런 연유로 삼성D와 LGD는 단색의 OLED소자로 증착이 가능한 OLED에 집중하는 것이다.

끝으로 삼성전자-LG전자-서울 반도체의 Micro LED 소자 및 완제품에 대한 기술적 비교와 삼성전자 Micro LED TV의 원가를 계산해 보았다.

▶국내 Micro LED '소자(칩) & 디스플레이' 생산 업체

제조사	삼성전자	LG전자	서울반도체
제품 형태	완제품 (TV)	완제품 (사이니저)	R/G/B 3색 Micro LED소자(칩) 생산
Micro LED 소자(칩) 방식	수평형(Lateral) R/G/B 3색 소자(3개 칩)를 옆으로(수평) 배열해서 1개 화소 구현		수직형(Vertical) R/G/B 3색 소자를 쌓아서(적층/수직) 1개의 칩으로 1개 화소 구현
Micro LED 소자(칩) 크기	34x85μm (개별크기)	20x40μm (16x27μm) (개별크기)	200x200μm (R/G/B 3색 크기)
화소 간 간격	0.5087mm (509μm)	0.784mm (784μm)	0.200mm (200μm)로 구현 가능
Micro LED 소자(칩) 생산	대만 PlayNitride사	Unikorn(칩) LG Innotek(특허)	서울바이오시스
Micro LED 소자(칩) 전사	Laser	Laser	-
모듈 (백플레인)	대만 AUO	LGD(?)	-
	12.7" LTPS 측면 배선	22.3" LTPS 측면 배선	-
	960x540(49.93PPI)	480x540(32.4PPI)	-
	76" 6x6=36개 조합 89" 7x7=49개 조합 101" 8x8=65개 조합 114" 9x9=81개 조합	136" 8x4=32개 조합	-
특기사항	주1)Micro LED 패널(모듈)을 만들어야 하는 삼성D와 LGD는, Micro LED 디스플레이가 비싸다며 사실상 포기 주2)삼성전자는 2~3년 내로 Micro LED TV가격을 지금의 10분 1수준(OLED TV수준)으로 낮추기 위해 협력사들과 협력 방안 모색 주3)LG전자는 업무용(사이니저)으로만 Micro LED 디스플레이를 상용화하고 있음→삼성전자보다 1세대 뒤쳐졌던 LG전자는 년말 출시하는 제품부터 신기술 대거 도입→삼성전자 수준 주4)서울반도체(서울바이오시스)는 LED소자 전문 생산 업체로서, 년내에 Micro LED 소자(칩)를 양산한다고 밝혔다. 주5)Micro LED 디스플레이는, R/G/B 3색의 Micro LED 소자(칩)를 작게 만든 것도 중요하지만, R/G/B 3색 Micro LED 소자(1화소)간 간격을 얼마만큼 작게 배열(전사-접합)해서 상용화 하는 것도 중요하다. 그런 점에서 서울반도체의 R/G/B 3색 소자를 쌓아서(적층/수직) 1개의 칩으로(1화소) 구현하는(200μm) 수직형(Vertical) 방식은 의미가 크다 할 것이다. 만일 화소간 간격을 200μm로 구현을 할 수만 있다면, 88" 8K Micro LED TV도 만들 수 있다. 현재 선다이오드사는 2023년 6월에 수직형(적층형)으로 1화소 크기를 4μm까지 구현하는 시제품을 만들었다.

▶삼성전자 Micro LED TV 제조 원가(추정)

화면 크기		76" (76.19")	89" (88.9")	101" (101.6")	114" (114.3")
LTPS (모듈)	크기	12.7"
		$70~80(12.7" LTPS 단가)
	LTPS조합 가격①	6x6=36개	7x7=49개	8x8=64개	9x9=81개
		$2,500 ~$3,000	$3,500 ~$4,000	$4,500 ~$5,000	$5,500 ~$6,000
R/G/B 3색 Micro LED 소자	모듈 화소	552x312화소
		$50내외(R/G/B 3색 Micro LED 소자 단가)
	모듈 조합 총 화소 (총 소자)	6x6=36개	7x7=49개	8x8=64개	9x9=81개
		3,312x1,872 (x3)= 18,600,192	3,864x2,184 (x3)= 25,316,928	4,416x2,496 (x3)= 33,067,008	4,968x2,808 (x3)= 41,850,432
	총 소자 가격②	$1800	$2450	$3200	$4050
이식 &  생산 가격③		~$3000	~$4000	~$5000	~$6000
제조원가 합계 (①+②+③)		~$7800	~$10,450	~$13,200	~$16,050
		~1,067만원	~1,430만원	~1,806만원	~2,200만원
		※최대치(실 원가는 더 낮아질 수 있음)
시판 가격		1억 2천만원	1억 3천만원	1억 5천만원	1억 8천만원