한국머크, OLED 수명 2배 늘리는 '중수소 치환 기술' 선봬

중수소 도입으로 발광 성능 유지하며 수명 극대화…안정적 공급망도 확보

한국머크가 OLED(유기발광다이오드) 수명 연장 기술에서 강한 자신감을 드러냈다.

한국머크는 7일 ‘K-디스플레이 2025’에서 기자들과 만나 OLED에 활용된 중수소 치환 기술에 대해 설명했다.

윤용국 한국머크 사업부장이 회사의 방향성에 대해 설명하고 있다.(사진=전화평 기자)

이 기술은 기존 OLED에 주로 활용되는 경수소를 중수소로 바꾸는 기술이다. OLED는 유리 화합물을 이용해 전기를 빛으로 변환하는데, 이 때 유기 화합물 중에는 경수소가 있다. 이 경수소는 자연에서 구하기 쉬운 대신 안정성이 낮다. OLED 패널 수명이 낮은 원인 중 하나다.

반면 안정성이 높은 중수소를 사용할 경우 OLED 패널의 수명은 2배 가량 늘어난다. 중수소가 경수소보다 무겁고 결합이 더 강해, 열과 전기 자극에 더 잘 견디기 때문이다. 시간이 지나도 발광 성능이 쉽게 저하되지 않는 이유다.

김준호 한국머크 OLED 제품 개발 담당은 “중수소 치환 기술은 오래전부터 연구된 기술이지만 OLED에 해당 기술을 사용한 건 비교적 최근”이라며 “중수소를 사용해서 소자를 만들면 경수소와 비교했을 때 효율, 전압 등 특성은 유지되면서 수명만 향상된다”고 말했다.

이어 “주로 발광층과 발광층 주변 층에 많이 사용하고 있다”고 덧붙였다.

중수소 치환 기술이 사용된 대표적인 제품이 LG디스플레이의 ‘OLED.EX’ 패널이다. LG디스플레이는 지난 2021년 말부터 중수소를 자사 OLED 청색 패널에 적용해왔다. 청색 소자가 빛의 삼원색인 RGB(적색, 녹색, 청색) 중 가장 빨리 열화되기 때문이다. LG디스플레이는 주로 프리미엄 제품군에 해당 패널을 적용하고 있다.

한국머크에서 전시한 중수소 모형.(사진=전화평 기자)

문제는 중수소 수급이 쉽지 않다는 점이다. 자연에 존재하는 수소의 비율은 경수소가 99.98%, 중수소사 0.02%에 불과하다. 디스플레이에 탑재되는 품질 높은 중수소의 경우 양산이 상당히 까다로운 것으로 전해진다.

김 담당은 “머크는 전자 외에도 생명과학이나 제약 쪽도 함께 사업을 하고 있어서 서플라이체인이 잘 구축됐다”며 “안정적으로 중수소에 필요한 원재료를 공급 받을 수가 있고 이를 바탕으로 자체적으로 중수소 기술 양산 기술 그리고 품질 검증 기술을 확보해서 고객사에 제공하고 있다”고 설명했다.

아울러 중수소 쇼티지(부족) 우려에 대해서는 “중수소 원재료를 보통 인도나 중국에서 많이 조달하는데 머크는 전 세계에 서플라이체인을 갖고 있다”고 말했다.