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Visionox와 칭화대학교 Lian Duan 교수팀은 ICDT 2026(International Conference on Display Technology)에서 ViP™(Visionox intelligent Pixelization) 기술로서 OLED 효율을 향상시킨 연구 성과를 표했다. 이번 발표는 ViP™ 공정 혁신을 주도해 온 Visionox와 pTSF(phosphor-assisted TADF-sensitized fluorescence) 메커니즘을 개발하고 양산에 기여한 칭화대 Lian Duan 교수팀이 처음으로 공동 논문을 제출했다는 점에서 주목할 만하다.

Fine metal mask (FMM) 방식으로 제작하는 OLED의 화소 개구율(APR, aperture ratio)은 20~30%이기 때문에, 좁은 발광면적으로 전류가 많이 흘러 효율 롤오프와 소재 열화가 가속되는 근본적인 문제가 있다. Gen8 이상의 대면적 기판에서는 마스크 처짐으로 인해 얼라인이 어려워, 400ppi 이상의 고해상도 OLED 패널 생산에서 수율 확보가 어렵다.

Visionox가 2023년 5월 공개한 ViP™ 기술은 포토리소그래피 방식으로 화소를 패터닝하여 APR을 50% 이상으로 만들 수 있으며, FMM에서는 불가능했던 R·G·B 각 서브픽셀의 공통층(HIL, HTL, EBL, ETL 등)을 완전히 독립적으로 설계하여 최적화할 수 있다.

이 연구팀은 소재, 두께, 발광 메커니즘의 세 축을 중심으로 ViP™ 기술의 효율 향상 효과를 체계적으로 규명했다. FMM 방식에서는 정공수송재(HTM)가 청색 소자의 성능에 따라 선택되었으나, ViP™ 방식에서는 각 서브 픽셀의 발광 특성에 맞게 독립적으로 공통층을 선택할 수 있다.

기존 FMM 방식의 Reference 기기에서 Phase 1, Phase 2로 넘어가며 RGB 각 서브픽셀의 공통층(CAT, CPL, ETL, EBL 등)이 독립적으로 최적화되는 구조 변화를 보여주는 ViP™ OLED 다이어그램

Visionox와 칭화대학교 연구팀이 공개한 ViP™ OLED 소자의 구조 최적화 단계. FMM의 한계를 극복하고 각 서브픽셀의 공통층을 독립적으로 설계하여 효율 향상 효과를 입증했다. (출처: Visionox & 칭화대학교)

동일한 HOMO 레벨(-5.2 eV)을 가진 HTM 소재 3종의 정공 이동도에 따른 특성을 비교한 결과, 고전계에서 정공 이동도 감소율이 현저히 낮은 HTM 기반 적색 소자는 고휘도에서의 효율 롤오프(G16/G255)가 101%로 사실상 제로에 수렴하고, 기준 소자 대비 LT95 수명이 48% 향상되었다.

두께 최적화와 관련해서는 SETFOS 광학 시뮬레이션을 통해 2단계 최적화 효과를 정량 검증했다. 1단계에서 음극(CAT)과 캡핑층(CPL) 두께를 R·B 소자에 맞게 개별 조정하는 것만으로도 백색 효율이 5% 향상됐고, 2단계에서 HTL·EBL·ETL 두께를 RGB 각각에 맞추어 최적화하여 녹색 9%, 적색 3%, 청색 2%씩 추가로 효율이 향상되었다. 두 단계를 합산한 백색 효율 개선폭은 7%를 초과하며, 이는 소재 혁신을 통한 연간 효율 향상분(5~10%)에 맞먹는 수준이다.

발광 메커니즘 측면에서는 ViP™ 방식은 각 발광 색상별로 소자 구조 최적화가 가능하다. pTSF 메커니즘 기반 청색 소자는 이론 효율이 TTA(삼중항-삼중항 소멸) 형광 소자 대비 1.6~2.5배에 달하며, pTSF 메커니즘을 백색 패널에 적용하면 전체 효율을 최대 55%까지 끌어 올릴 수 있다. 그러나 FMM 양산 라인에서 제작되는 OLED는 pTSF 녹색과 청색 화소의 HTM과 EBM의 HOMO/LUMO 에너지 레벨이 상충되어 단일 패널 내에서는 효율을 올리기 어렵다. ViP™는 이 장벽을 구조적으로 해결하여 pTSF 녹색 소자와 pTSF 청색 소자를 하나의 패널에 통합하는 경로를 열어준다.

이번 연구는 소재 공급사와 장비 제조사 간 생태계 협력이 강화될수록 ViP™ 기술의 효율 향상 효과가 더욱 가속화될 것임을 시사한다. 대형 IT 패널(모니터·노트북), AR/VR 헤드셋, 차량용 디스플레이 등 고해상도와 저전력 특성이 요구되는 차세대 응용 분야에서 ViP™-pTSF 기술 조합은 FMM 기반 양산 라인이 제공할 수 없는 차별적 경쟁력의 핵심 요소로 부상할 전망이다.

유비리서치 노창호 애널리스트(chnoh@ubiresearch.com)

2026 중대형 OLED Display 연간 보고서

2025 OLED 발광재료 보고서

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중국 디스플레이 산업이 생산량 1위를 넘어 핵심 소재 기술의 독립을 향한 이정표를 세웠다. 칭화대학교와 비전옥스(Visionox)는 7일 베이징 칭화대학교에서 공동 주최한 기술 포럼을 통해 4세대 OLED 발광 기술인 Phosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence (pTSF) 기술의 대량 생산 성공을 공식 선언하고, 이를 적용한 성과를 공개했다. 이번 발표는 그동안 학계의 가능성 영역에 머물렀던 차세대 소재 기술이 실제 양산 라인(Mass Production Line)에 성공적으로 도입되어 상용화 단계에 진입했음을 알리는 중요한 사건으로 평가받는다.

공동 연구팀이 개발한 Phosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence (pTSF) 기술은 고효율, 장수명, 고색순도라는 세 가지 요소를 동시에 만족시키기 어려웠던 기존 OLED의 ‘불가능한 삼각형(Impossible Triangle)’ 난제를 해결한 4세대 기술이다. 이 기술은 TADF 호스트, 인광 보조 도펀트(Sensitizer), 형광 발광체(Emitter)로 구성된 독창적인 3중 에너지 전달 체계를 구축하여, 내부 에너지를 손실 없이 포집하고 빠르게 발광체로 전달함으로써 효율과 수명을 극대화하는 원리로 작동한다.

특히 이번 포럼에서는 지난 5월 세계 최대 디스플레이 학회인 ‘SID 2025’에서 학계의 주목을 받았던 녹색(Green) Phosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence (pTSF) 소자의 양산 성능 데이터가 재확인되어 이목을 끌었다.

SID 2025에서 시연된 비전옥스의 저전력 특화 ‘Product A’(좌)와 초고화질 특화 ‘Product B’(우) pTSF OLED 패널 (출처: SID 2025)

비전옥스는 G6 양산 라인에서 제조된 두 가지 타입의 패널(Product A, Product B) 성능을 공개했는데, 저전력 특화 모델인 ‘Product A’는 기존 인광 OLED 제품 대비 소비전력을 12% 절감하고 수명(LT95)은 15% 이상 향상시킨 것으로 나타났다. 또한 초고화질 특화 모델인 ‘Product B’는 DCI-P3와 AdobeRGB 색역을 모두 99.5% 이상 충족하는 색재현율을 달성하며 화질 측면에서도 진일보한 성과를 보였다. 이는 연구팀이 독자 개발한 엑시플렉스(Exciplex) 호스트 적용과 소자 구조 최적화를 통해 에너지 전달 효율을 높이고, 고가 재료인 도펀트 사용량을 약 10% 절감해 낸 덕분이다.

이번에 공개된 기술은 Honor의 매직 시리즈나 Nubia의 최신 모델에 탑재될 것으로 추정된다. 아너와 누비아는 비전옥스의 오랜 핵심 파트너사로, 과거에도 비전옥스의 신기술(고주사율, UDC 등)을 가장 먼저 플래그십 라인업에 도입해 온 이력이 있어 이번 4세대 기술 역시 우선 공급받았을 가능성이 매우 높다.

칭화대학교와 비전옥스는 이번 녹색 소자의 양산 성공을 발판으로 삼아, 향후 적색(Red)과 청색(Blue) 소자 영역까지 Phosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence (pTSF) 기술을 확대 적용한다는 로드맵을 제시했다. 현재 연구팀은 기술적 난제로 꼽히는 적색 MR 발광체와 청색 보조 인광체의 안정성 확보에 주력하고 있으며, 이를 통해 OLED 전 영역에서 소재 기술의 완전한 독립을 달성하겠다는 계획이다. 중국 측은 이번 성과가 중국 디스플레이 산업이 추격자에서 기술 선도자로 전환되는 중요한 계기가 될 것이라는 분위기이다.

비전옥스 고효율 pTSF 적용 플렉시블 AMOLED 솔루션 전시 (출처: Visionox)

SID 2025 현장에서 전시된 비전옥스의 고효율 pTSF OLED 디바이스 (출처: Visionox)

유비리서치 노창호 애널리스트(chnoh@ubiresearch.com)

2025 OLED 발광재료 보고서 Sample

OLED Emitting Material Market Tracker Sample

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글

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