2스택 탠덤으로 회귀한 LG디스플레이의 보급형 WOLED 전략

OLED는 10년 넘게 층을 쌓는 쪽으로만 갔습니다. 삼성디스플레이는 올해 5층까지 올렸습니다. 그런데 LG디스플레이는 보급형에서 3층을 2층으로 덜어내고도 색재현율을 76.5%에서 82.5%로 올렸다고 발표했습니다. 어떻게 가능한지, 대신 무엇을 감췄는지 특허 도면으로 확인했습니다.

이 칼럼은 한 주간(월요일~일요일) 쏟아진 디스플레이 업계 기사를 취합해, 그중 가장 뜨거웠던 이슈 하나를 조금 더 깊이 파고드는 코너입니다.

8월 2주차, 언론이 다룬 이슈들

8월 10일부터 16일까지 업계 지면을 채운 소식은 크게 다섯 갈래였다.

첫째, 돈이 8.6세대로 몰렸다. 올해 글로벌 디스플레이 설비투자가 전년 대비 57% 급증한다는 전망이 주 초반부터 반복해서 실렸다. 삼성디스플레이·LG디스플레이·BOE의 8.6세대와 8.7세대 IT용 OLED 전용 라인이 그 돈을 빨아들이고 있다. 다만 같은 주 옴디아 집계로는 전 세계 생산능력 증설 자체는 1% 늘어나는 데 그치고 평균 가동률은 82%로 유지된다. 투자는 늘었는데 생산능력은 그대로라는 뜻이고, 답은 신규 증설이 아니라 기존 라인의 OLED 전환에 돈이 들어갔다는 데 있다. 발광재료를 대는 유니버설디스플레이(UDC)가 하반기 실적 모멘텀을 재확인한 것도 같은 흐름 위에 있다.

둘째, 부산이 준비됐다. 국내 최대 디스플레이 학술·전시 행사인 IMID 2026이 8월 18일부터 21일까지 벡스코에서 열린다는 예고가 주 후반 내내 나왔다. 8.6세대 IT 탠덤 OLED, 초미세 RGB OLEDoS, 스트레처블 패널, AI 기반 스마트팹까지 1,000여 편의 연구가 공개된다. 같은 장소에서 한국디스플레이산업협회가 국제표준 포럼과 국제디스플레이계측위원회(ICDM) 회의를 열어 폴더블 주름 측정법, 차량용 곡면·슬라이더블 광학 특성, XR 마이크로디스플레이 휘도 측정 기준을 논의한다. 표준을 먼저 쥐겠다는 움직임이다.

셋째, 폴더블은 소재 싸움으로 넘어갔다. 삼성디스플레이가 갤럭시 Z폴드8에 강화 티타늄 플레이트 지지 구조를 처음 넣어 두께를 4.1mm로 줄였다는 옴디아 보고가 주 중반에 걸쳐 반복됐다. 지난 호에서 다룬 소재다. 여기에 애플의 폴더블 진입 준비, 삼성의 롤러블 파이프라인 공식화가 붙었다.

넷째, 원가가 조여왔다. 삼성전자 반기보고서에서 상반기 원재료 매입액이 55.8조 원, 모바일용 메모리 가격이 211% 급등한 것으로 확인됐다. 세트 제조사의 원가 압박이 패널 선택을 어디로 밀지가 하반기 관전 포인트가 됐다.

다섯째, 사람과 공정을 챙겼다. LG디스플레이가 R&D·제조 노하우를 모은 사내 기술 아카데미를 가동했다. 8.6세대 라인의 양산 수율을 안정화할 인력을 안에서 키우겠다는 것이다.

그리고 이 다섯 갈래 어디에도 깔끔하게 들어가지 않으면서, 주 내내 한 번도 빠지지 않고 지면에 오른 소식이 하나 있었다.

8월 2주차 최고의 핫이슈는 “LG디스플레이의 2스택 WOLED”입니다.

업계는 쌓는데, LG는 덜어냈다

이 발표가 왜 반전인지 보려면 지난 10년간 OLED가 어느 방향으로만 갔는지부터 봐야 한다. 답은 하나다. 위로.

LG디스플레이의 대형 WOLED는 2013년 양산을 시작할 때 발광층을 두 층 쌓은 구조였다. 이후 세 층이 됐고, 2025년 4세대에서는 네 층까지 올라갔다. 회사가 ‘프라이머리 RGB 탠덤’이라 부르는 이 4스택 구조는 최대 휘도를 4,000니트로, 직전 세대 대비 33% 끌어올렸다. CES 2026에서는 여기서 다시 4,500니트를 제시했다.

경쟁사도 같은 방향이다. 삼성디스플레이는 올해 QD-OLED의 발광 스택을 네 층에서 다섯 층으로 늘리고 ‘펜타 탠덤(Penta Tandem)‘이라는 이름을 붙였다. TV 패널 최대 4,500니트, 수명은 두 배라고 밝혔다.

그런데 LG디스플레이 김중근 연구위원이 디스플레이 비즈니스포럼에서 공개한 신규 구조는 정확히 반대편으로 갔다. 세 층을 두 층으로 줄였다. 그러고도 휘도와 색온도는 기존 3스택 수준을 지켰고, 색재현율은 오히려 더 나왔다고 밝혔다.

네 구조를 같은 축에 놓으면 신규 2스택만 아래로 내려간다. 삼성디스플레이 QD-OLED는 청색 광원에 퀀텀닷 색변환을 얹는 방식이라 스택 수만으로 WOLED와 직접 비교되지는 않는다. 자료: LG디스플레이 뉴스룸·삼성디스플레이 뉴스룸 발표 종합.

왜 굳이 쌓아왔나

덜어낸 쪽이 왜 이례적인지 알려면, 쌓는 일이 원래 무엇을 사주는 거래였는지를 봐야 한다.

탠덤은 발광층을 위아래로 겹쳐 쌓고 그 사이를 전하생성층(CGL)으로 잇는 구조다. 핵심은 이 층들이 전기적으로 직렬로 연결된다는 점이다. 같은 전류가 층을 차례로 통과하면서 각 층에서 빛을 한 번씩 낸다. 층이 두 개면 같은 전류로 빛이 두 몫 나오고, 네 개면 네 몫 나온다.

여기서 얻는 것이 두 가지다. 하나는 휘도다. 층마다 나온 빛이 더해지니 전체 밝기가 올라간다. 다른 하나는 수명이다. 한 층이 혼자 감당해야 할 전기적 스트레스가 층수만큼 나뉘어, 유기재료가 늙는 속도가 느려진다. 밝기와 수명을 동시에 사는 거래이니 프리미엄 패널이 계속 위로 간 것은 합리적이다.

문제는 값이다. 직렬로 이었으니 전압도 층수만큼 더해진다. 층 하나가 요구하는 구동전압이 그대로 누적된다. 여기에 층마다 값비싼 발광재료가 한 벌씩 더 들어가고, 층 사이를 잇는 전하생성층도 한 장 더 필요하며, 진공 증착 공정도 그만큼 길어진다. 쌓을수록 밝아지지만 쌓을수록 비싸지고 뜨거워진다.

프리미엄 TV에서는 이 값을 치를 만하다. 60만 원짜리 모니터에서는 그렇지 않다.

두 층인데 색이 더 넓어진 이유

그렇다면 층을 덜어냈는데 색재현율이 오른 것은 어떻게 설명되나. 여기가 이번 발표의 진짜 내용이다.

기존 3스택의 구성은 청색 - 황녹색 - 청색이었다. 청색 두 층 사이에 황녹색 한 층을 끼워 백색을 만든다. 대형 WOLED는 이렇게 만든 백색광을 컬러필터에 통과시켜 적·녹·청을 뽑아 쓴다.

이 구조의 약점이 황녹색 한 층이 적색과 녹색을 겸한다는 데 있다. 황녹색 발광층의 스펙트럼은 넓고 뭉툭하다. 여기서 순수한 적색과 녹색을 얻으려면 컬러필터로 양옆을 크게 깎아내야 한다. 깎아낸 만큼 빛은 버려지고, 남은 색의 순도에도 한계가 생긴다. 4세대에서 층을 하나 더 쌓아 적색과 녹색을 분리한 이유가 여기에 있다.

신규 2스택은 층을 더 쌓지 않고 같은 문제를 풀었다. 청색 한 층을 덜어내고, 그 대신 황녹색 한 층을 적색과 녹색 두 개의 발광층으로 쪼개 하나의 스택 안에 함께 넣었다. 스택 수는 셋에서 둘로 줄었지만 발광색의 종류는 오히려 늘어난 셈이다. 적색과 녹색이 각자 좁은 피크를 갖게 되니 컬러필터가 깎아낼 몫이 줄고, 색순도는 올라간다.

이 설명이 실제로 성립하는지는 스펙트럼을 컬러필터에 통과시켜 보면 확인된다. 아래에서 두 구조를 바꿔가며 컬러필터의 대역폭을 조절해볼 수 있다.

두 가지가 눈에 들어온다. 첫째, 적색 채널로 살아남는 빛의 양이 다르다. 3스택에서는 적색 필터가 황녹색 발광층의 긴 파장 쪽 꼬리를 긁어내는 형태라 통과 광량이 적다. 둘째, 그렇게 긁어낸 적색의 중심파장이 짧다. 필터의 중심은 620나노미터에 있는데 실제로 통과한 빛의 무게중심은 그보다 앞쪽, 주황에 가까운 자리에 놓인다. 적색 발광층을 따로 둔 구조에서는 이 무게중심이 필터 중심 쪽으로 옮겨간다. 같은 필터를 쓰고도 더 깊은 빨강이 나오는 이유다.

필터 대역폭을 좁혀보면 3스택도 중심파장이 깊어진다. 다만 그 대가로 통과 광량이 급격히 떨어진다. 색을 얻으려면 밝기를 내주는 이 교환이, 발광층을 나누기 전까지 3스택이 갇혀 있던 자리다.

숫자로는 BT.2020 색공간 기준 82.5%로, 기존 3스택의 76.5%보다 6%포인트 앞선다. 백색 화면의 색온도는 약 6,700K로 올라갔고, 6,500K와 10,000K 두 조건 모두에서 3스택에 준하는 성능이 나왔다. 여기에 발광층의 광학적 위치를 다시 잡아 화면을 비스듬히 볼 때 생기는 색편차도 줄였다고 밝혔다.

4V가 말해주는 것

이번 발표에서 가장 정직한 숫자는 색재현율이 아니라 전압이다. 구동전압이 기존 대비 4V 이상 낮아졌다.

이 수치는 앞의 설명과 정확히 맞물린다. 탠덤 스택은 직렬 연결이므로 스택 하나가 대략 자기 몫의 구동전압을 요구한다. 세 층에서 두 층으로 내려가면 딱 한 층 몫이 빠진다. 4V는 그 한 층의 몫이다.

전압이 내려가면 따라 내려가는 것이 줄줄이 있다. 소비전력이 줄고, 발열이 줄고, 전원부와 방열 설계의 부담이 줄어 세트 제조사의 원가까지 내려간다. 패널 자체에서도 값비싼 발광재료 한 벌과 전하생성층 한 장이 빠지고, 증착 공정 단계가 줄어든다.

LG디스플레이가 올해 상용화한 보급형 SE 패널이 기존 대비 제조원가를 20%가량 낮췄다는 점을 감안하면, 이번 2스택은 그 원가 절감 노선의 다음 수순에 해당한다. 겨냥하는 자리도 분명하다. 프리미엄이 아니라 중급형 TV와 보급형 모니터, 즉 미니LED LCD와 정면으로 가격을 겨루는 구간이다.

특허가 5년 전부터 말하고 있었다

이 구조가 발표용 개념이 아니라는 근거는 특허에 있다.

LG디스플레이가 2020년 12월 24일 우선일로 출원해 2024년 10월 등록받은 미국특허 US12,108,618은 지금 발표된 구조를 그대로 담고 있다. 투명한 제1전극 쪽에 적색과 녹색 발광층을 함께 넣은 첫 번째 스택을 두고, 그 위에 전하생성층을 얹은 뒤, 반사형 제2전극 쪽에 청색 발광층만 있는 두 번째 스택을 배치하는 구성이다.

아래에서부터 애노드(110), 적색 발광층(141)과 녹색 발광층(142)이 함께 들어간 첫 번째 스택(S1), 전하생성층(160), 청색 발광층(150)만 있는 두 번째 스택(S2), 캐소드(120) 순이다. 발표된 “황녹색 대신 적·녹 분리” 구조가 도면 그대로다. 출처: US12,108,618, LG Display, USPTO 공개자료.

주목할 대목은 이 특허가 스스로 밝힌 목적이다. 시야각에 따른 휘도 변화를 막고, 색편차를 개선하며, 구동전압을 낮추는 것. 이번 포럼에서 성과로 제시된 세 가지와 정확히 겹친다. 특허는 이를 위해 발광층의 광학적 위치를 수치로 규정한다. 두 전극 사이의 전체 거리를 150나노미터에서 200나노미터로 잡고, 제1전극의 두께를 그 거리의 0.1배에서 0.26배 사이로 제한하는 방식이다. 발표에서 “발광층의 광학 위치를 조정했다”고 표현된 것의 실체가 이 수치 범위다.

같은 특허의 상세 도면. 오른쪽 d가 두 전극 사이 전체 거리, 오른쪽 아래 Ad가 애노드 두께다. 청구항이 제한하는 0.1배에서 0.26배라는 비율이 이 두 값의 관계다. 첫 번째 스택(S1)에 적색·녹색 발광층이, 두 번째 스택(S2)에 청색 발광층이 들어가고, 그 사이를 n형과 p형 전하생성층(161·162)이 잇는다. 출처: US12,108,618, LG Display, USPTO 공개자료.

발명자는 세 명이며, 그중 한 명의 로마자 표기(Jung Keun Kim)는 이번 포럼 발표자와 같다. 출원 우선일은 이번 발표보다 5년 반 앞선다. 갑자기 나온 원가 절감 아이디어가 아니라, 오래 준비해둔 설계를 시장이 필요로 하는 시점에 꺼낸 쪽에 가깝다.

청색 인광과 혼동하기 쉽다

이 발표를 같은 시기에 나온 청색 인광 소식과 한 덩어리로 묶어 읽기 쉽다. 그러나 둘은 다른 사안이고, 섞어 읽으면 결론이 어긋난다.

LG디스플레이는 2025년 5월 세계 최초로 양산라인에서 청색 인광 OLED 패널의 제품화 성능 검증에 성공했다고 발표한 바 있다. 이때 쓴 구조도 2스택 탠덤이지만 성격이 전혀 다르다. 아래층에 청색 형광, 위층에 청색 인광을 쌓아 형광의 안정성과 인광의 저전력을 함께 취하는 하이브리드 구조였고, 소비전력을 약 15% 낮췄으며, 대상은 스마트폰·태블릿·AI PC 같은 중소형 IT 패널이었다.

이번 2스택 WOLED는 대형 TV·모니터용이고, 발광층 구성도 다르다. 발표에서 언급된 것은 “새로운 청색 발광재료”이지 청색 인광이라고 명시된 바 없다.

혼동을 정리해줄 근거는 소재사 쪽에 있다. 청색 인광 소재의 핵심 공급자인 유니버설디스플레이는 올해 2분기 실적발표에서 청색 인광의 상용화 시점을 여전히 제시하지 못했다. 고객사 로드맵에 달려 있다는 이유다. 같은 발표에서 재료 매출은 26% 감소했고, 연간 가이던스는 6.3억~6.7억 달러 구간의 하단으로 좁혀졌다. 청색 인광은 아직 대형 패널의 원가를 낮추는 단계에 들어와 있지 않다.

정리하면 이렇다. 이번 원가 절감은 새 발광재료가 만들어준 것이 아니라, 층의 배치를 다시 설계해 얻어낸 것이다.

무엇을 포기했나

여기까지가 발표된 내용이고, 발표되지 않은 것이 이 기술의 실제 값이다.

LG디스플레이는 이번 구조의 패널 수명, 번인 내성, 장기 내구성을 공개하지 않았다. 이는 사소한 누락이 아니다. 앞서 정리했듯 탠덤이 층을 쌓아 사들인 두 가지가 휘도와 수명이었고, 그중 수명은 전기적 스트레스를 층수로 나눠 갖는 데서 나온다. 세 층을 두 층으로 줄이면 남은 두 층이 나눠 갖던 몫을 더 크게 떠안는다. 새 청색 발광재료의 효율이 그만큼 올라 상쇄됐을 수도 있지만, 상쇄됐다는 수치는 아직 나오지 않았다.

최대 휘도도 마찬가지다. 이번 발표에서 반복된 표현은 “3스택에 준하는” 수준이지 그것을 넘어섰다는 말이 아니다. 4스택이 4,000니트, 경쟁사의 5스택이 4,500니트를 말하는 시점에 이 구조는 애초에 그 경기장의 물건이 아니다.

그래서 이 기술의 성격은 분명하다. 프리미엄을 따라잡는 기술이 아니라, 프리미엄을 포기하는 대신 미니LED LCD의 가격대까지 내려가겠다는 기술이다. LG디스플레이는 위쪽에서는 4스택으로 계속 올라가고 아래쪽에서는 2스택으로 내려가는, 한 회사 안에서 정반대 방향의 두 노선을 동시에 굴리는 셈이 된다.

전망

이 기술은 양산된다. 근거는 특허의 출원 시점과 겨냥한 시장이 둘 다 명확하다는 점이다. 5년 반 전에 출원해 이미 등록까지 마친 설계이고, 회사가 스스로 밝힌 목표 시장은 미니LED LCD와 경쟁하는 중급형 구간이다. OLED 모니터 시장에서 점유율을 늘리려면 프리미엄 위쪽이 아니라 이 구간을 열어야 하며, 이를 위한 원가 구조를 다른 방법으로 만들기 어렵다.

다만 어디에 먼저 들어갈지는 갈릴 것이다. 수명 데이터를 공개하지 않은 구조를 하루 종일 같은 화면을 띄우는 모니터에 먼저 넣기는 부담스럽다. TV 쪽이 먼저일 가능성이 높다고 본다.

이 판단이 맞았는지 틀렸는지는 두 가지를 보면 알 수 있다.

첫째, 이번 주 부산에서 열리는 IMID 2026에서 이 구조의 수명·번인 데이터가 공개되는가다. 논문 형태로 수명 수치가 함께 나온다면 양산 시점이 예상보다 이르다는 신호다. 끝까지 색재현율과 전압만 이야기하고 수명을 비워둔다면, 남은 과제가 바로 그것이라는 뜻이 된다.

둘째, 내년 초 CES에서 LG디스플레이가 이 패널에 별도 브랜드명을 붙이는가다. 회사는 이미 프리미엄에 ‘탠덤 WOLED’, 보급형에 ‘OLED SE’라는 이름을 붙여 계층을 나눠왔다. 2스택 구조에 세 번째 이름이 붙는 순간, 이것은 연구 성과가 아니라 판매할 제품이 된다.