환경데일리 - 머크, 미래지향적 디스플레이와 응용 소재 제시

[환경데일리 김영민 기자]선도적인 과학기술 기업인 머크가 오는 21~26일 LA에서 열리는 국제정보디스플레이학회(SID) 디스플레이 주간 2017에 참가해 새로운 디스플레이 기술과 선구적인 미래 프로젝트를 선보인다. 머크는 '퍼펙트 픽셀 – 디스플레이와 기타 응용 분야를 위한 첨단 소재(The Perfect Pixel –Advanced materials for displays and beyond)'를 주제로 자사의 광범위한 제품과 서비스 포트폴리오를 전시할 계획이다.

머크의 디스플레이 소재 사업 부문 총괄인 마이클 헤크마이어는 "우리는 고객과 가까운 곳에서 기존 디스플레이 기술을 점진적으로 강화하고 있으며, 품질, 신뢰성, 서비스 수준을 고도화하고 있다."며 "또한 디스플레이와 기타 응용 분야를 위한 신소재 개발을 지속해 역동적인 시장에서 현재의 선도적인 공급자 입지를 높이고 있다."고 말했다.

또 "생산 공정의 친환경성과 효율성을 강화하면 우리가 최종 소비자에게 더 나은 사용자 경험을 제공하는 것과 같게 된다. 우리는 이를 통해 모형을 자유롭게 만들 수 있는 프리 폼 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 색재현성, 명암비, 에너지 효율성이 뛰어난 디스플레이만 생각하는 게 아니라 액정 윈도(LCW) 모듈과 같은 획기적인 혁신 제품에 초점을 맞출 수 있다."고 말했다.

■고해상도와 자원 절감: 클래식 디스플레이의 최적화
머크는 IPS(in-plane switching)에서부터 PS-VA(polymer-stabilized vertical alignment)의 액정 모드까지 현재의 모든 액정 기술을 활용해 액정 단위체와 혼합물을 리크리스탈(licristal) 브랜드로 끊임없이 개발하고 상용화하고 있다. 한가지 초점은 광투과율, 명암비, 전압에 대한 민감도 및 명, 암의 전환 시간, 실외에서의 시인성을 향상시키는 것이다.

머크는 동시에 디자인 가능성을 확장하고 디스플레이 제조에서 비용 효율성을 높이는 데 주력하고 있다. 에너지를 절감하는 UB-FFS(ultra-brightness fringe field switching) 기술은 스마트폰과 태블릿 PC를 중심으로 시장 입지가 더욱 강화되고 있다. UB-FFS는 백라이팅을 더 효율적으로 사용하기 때문에 광투과율을 최적화하고 해상도를 더 높인 상태에서 더 얇은 디스플레이를 만들 수 있다. 현재 이 기술은 초고해상도와 에너지 소모가 적은 슬림형 LCD TV와 같은 모바일 이외의 응용 분야 개발을 심화하고 있다.

새로운 SA-VA(self-aligned vertical alignment) 액정 기술이 적용된 첫 상용 제품은 2017년 선보일 예정이다. SA-VA는 기존의 PS-VA 액정 기술과 유사해 고화질 TV, 공공 장소의 정보용 디스플레이 패널과 같은 대화면 디스플레이뿐만 아니라 자동차 애플리케이션에 주로 사용된다. 이러한 신기술은 에너지와 용매를 적게 소모하고, 디스플레이 생산 공정수가 줄어 친환경성과 자원 절감에 장점이 있다. 기존의 배향 막, 폴리이미드 층도 불필요하다. SA-VA 기술은 공정 온도를 더 낮출 수 있기 때문에 프리미엄 제품이나 플렉시블 디스플레이와 같은 미래 응용 제품 등에 쓰이는 민감한 소재에 적합하다.

■강건, 경량 제품, 구부릴 수 있는 제품: 새로운 LC 디스플레이 디자인
머크는 프리 폼 디스플레이 개발을 가속하기 위해 영국의 플렉스인에이블(FlexEnable)과 협력하고 있다. 이러한 협력은 플렉스인에이블이 플라스틱 기판에서 대형, 풀컬러, 적합한 화질의 유기 액정 디스플레이(유기 LCD)를 최근 개발한 뒤에 이뤄진 것이다. 굽힘 반경이 30mm 이하까지 가능한 유기 LCD는 얇고 편안하며, 디자인 응용성이 뛰어난 디스플레이가 필요한 자동차용 애플리케이션과 같은 새로운 분야에서 시장의 니즈를 만족시킬 수 있다.

가까운 미래에는 유기 LCD가 플렉스인에이블의 고성능 유기 박막 트랜지스터와 머크의 혁신적인 폴리머 월(polymer wall) LC 기술과 결합돼 더욱 복잡한 표면이나 형상을 따라 휘어지는 디자인이 가능하다. 이들 폴리머 월은 셀-갭을 동일 두께로 유지시키는 성능이 향상되는 동시에 우수한 디스플레이 성능을 구현할 수 있다. 유기 LCD는 기존의 생산 라인을 이용해 제조할 수 있다.

■고대조비와 유연성: 급성장 중인 OLED 소재
OLED는 30년전에 발견됐다. 머크는 SID 디스플레이 주간 행사에서 OLED 발견 30주년을 기념해 열리는 심포지엄을 후원한다. 오늘날 OLED 소재는 특히 스마트폰과 고사양 TV를 중심으로 그 중요성이 날로 증가하고 있다.

디스플레이의 경우 OLED는 밝은 색상, 어느 각도에서도 선명한 이미지, 높은 대조비, 완벽한 암 상태로 시선을 모은다. 또한 OLED는 얇고 유연하며 에너지 효율성이 높은 제품을 만들 수 있다. OLED는 광원을 확산시키기 때문에 자동차 라이트의 디자인에도 혁명을 일으키고 있다.

미래에는 OLED가 건물의 천장이나 벽면을 정보를 제공하는 패널로 바꿀 수도 있다. 머크는 이러한 비전을 실현하기 위해 진공 증착 또는 인쇄 공정을 위한 고효율 OLED 소재를 리비룩스(livilux) 브랜드로 개발하고 있다. 머크는 SID 컨퍼런스에서 인쇄용 잉크 개발의 진행 상황을 발표한다. 인쇄 방식으로 만든 레드 층과 그린 층은 처음으로 진공 증착 기술로 만든 것과 동일한 효율성을 보이고 있다.

이를 이용하면 미래에는 자동차 응용 제품이나 대형 디스플레이와 같은 플렉시블 또는 둘둘 말 수 있는 스크린을 개발할 수 있다. 머크는 계속해서 OLED 기술에 많은 투자를 하고 있으며 현재의 포지셔닝 또한 우수하다. 대표적으로 머크는 2016년 독일 담스타트에 OLED 소재 생산 공장을 신설했다. 새로운 시설은 생산 능력을 5배까지 확장할 수 있다.

한국에 있는 OELD 응용 연구소의 능력도 2017년에 2배로 늘릴 예정이다. 머크는 디스플레이 이외의 새로운 응용 분야를 위한 인쇄 기술을 더욱 앞당기기 위해 다수의 파트너 기업과 협력하고 있다. 독일 벤처 기업인 이누루(Inuru)와의 협업이 대표적인 예다. 특수 인쇄 공정을 통해 친환경 OLED가 생산되며 초기 응용 분야는 낙관적이다. 특히 인쇄용 광고와 패키징 분야는 전망이 밝다.

■혁신과 고품질: 완전한 포트폴리오
머크는 디스플레이 업계에 광범위한 소재 포트폴리오를 제공하며 가장 엄격한 품질 요건을 충족하고 있다. 리크리뷰(licrivue) 브랜드로 출시되는 반응성 메조겐이 적용된 디스플레이에서는 보는 각도에 관계없이 완벽하게 검은 색상을 구현하는 높은 대조비를 달성할 수 있다.

고도화된 포토레지스트는 LC와 OLED 디스플레이의 박막 트랜지스터 생산을 단순화한다. 이들 제품은 실리콘 기반 소재로 강화된다. 폴리실록산은 평탄화와 전기 절연 성질이 우수해 광투과율을 향상시킨다.

머크는 최근에 카드뮴이 없는 퀀텀닷을 리비룩스(livilux) 브랜드로 홍보하기 시작했다. 이러한 퀀텀닷소재는 높은 색재현율, 낮은 전력 소모 외에 친환경성으로 주목받고 있다. 고품질 인광(phosphor)은 액정 디스플레이 백라이팅에 사용된다. 바이올렛 칩이 사용된 LED를 위한 풀 스펙트럼 인광은 이지포어(isiphor) 브랜드 제품군에 새롭게 추가됐다. 이들 인광은 매우 밝으며 자연광에 가까운 높은 연색성과 스펙트럼을 구현한다.

■선구적이며 인상적인 프로젝트: 디스플레이 이외의 응용 분야
액정의 새로운 응용 가능성 개발은 머크가 추진하는 LC 2021 전략 프로젝트에서 초점을 두는 분야다. 여기에는 우선적으로 액정 윈도 기술 개발이 포함된다. 이들 LCW는 태양 복사를 막기 위해 매우 짧은 순간에 밝은 상태와 어두운 상태의 전환을 연속적으로 할 수 있으며, 경쟁적인 기술과 비교해 무채색 표현이 우수하다. 이를 응용한 프라이버시 제품은 투명 상태를 불투명 상태로 전환한 제품이다.

리크리비전(licrivision) 브랜드로 시판되는 이러한 소재의 응용 분야는 건축물과 차량 등이다. 또한 자동차 업계에서 요구되는 스마트 안테나도 순조롭게 개발 중이며 2017년 시판 가능 단계에 돌입할 전망이다. 이러한 안테나는 액정의 얇은 기능층 덕분에 위성에 대한 안테나의 방향을 기계적이 아닌 전자적으로 조절할 수 있다.

한편 SID 디스플레이 주간 행사 동안 열리는 국제 심포지엄에서 머크는 아래처럼 다양한 형태의 강연을 통해 최신 연구 개발 결과를 발표할 예정이다.

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