[Beyond E-Materials] TV 속 OLED, LCD보다 재활용이나 폐기에 더 유리할까

[Beyond E-Materials] TV 속 OLED, LCD보다 재활용이나 폐기에 더 유리할까

대학생신재생에너지기자단 29기 송유빈

LCD에서 OLED로의 전환, 무슨 차이점이 있을까

OLED TV와 LCD TV. 한 번쯤은 들어봤지만 두 기술의 차이를 정확히 알고 있는 사람은 많지 않다. 두 디스플레이의 가장 큰 차이는 빛을 만들어내는 방식에 있다. 먼저, LCD(Liquid Crystal Display)는 스스로 빛을 내지 못한다. 따라서 화면 뒤에 위치한 백라이트가 빛을 비추고, 액정이 그 빛의 통과량을 조절해 영상을 표현한다. 두 장의 편광판 사이에 위치한 액정은 전압에 따라 배열이 달라지며 빛의 진행 방향을 조절한다. 수백만 개의 픽셀에 서로 다른 전압을 가하면 각 액정이 개별적으로 움직여 다양한 색과 밝기를 구현하는 방식이다. 

반면 OLED(Organic Light Emitting Diode)는 구조 자체가 다르다. 유기발광층에 전류가 흐르면 양극에서 공급된 정공과 음극에서 공급된 전자가 만나면서 빛을 방출한다. 즉, 각각의 픽셀이 직접 빛을 내기 때문에 별도의 백라이트가 필요 없다. 이러한 구조 덕분에 OLED는 LCD보다 부품 수가 적어 더 얇고 가벼운 디스플레이를 구현할 수 있다. 이러한 LCD에서 OLED로의 전환은 단순히 화질 향상에 그치지 않고, 향후 재활용 가능성까지 디스플레이 산업 전반에 변화를 가져오고 있다. 그렇다면 OLED는 LCD보다 정말 재활용과 폐기에 더 유리한 디스플레이일까?

[자료 1. TV]

출처 : pixabay

OLED가 재활용 가능율이 더 높을까?

LCD에서 OLED로의 전환은 화면 구조 자체를 단순화한 변화처럼 보이지만, 폐기와 재활용까지 고려하면 이야기는 달라진다. OLED는 유기물과 금속, 화학물질이 여러 층으로 맞물린 구조라 분리배출과 자원 회수가 쉽지 않다. 국내 디스플레이 업계는 이 약점을 줄이기 위해 재활용 기술을 공정 안으로 끌어들이고 있다. 특히, LG디스플레이는 지난해 폐기물 재활용률 97.7%를 기록했고, OLED 유기물 회수율도 90% 이상으로 끌어올렸다고 밝혔다. 또한, 65인치 OLED TV 모듈의 재활용 가능율은 92.7%로, LCD TV 모듈의 79.1%보다 높다. 따라서, OLED가 재활용 가능율이 더 높다고 볼 수 있다.

LCD보다 얇지만, 폐기 단계는 더 복잡하다

하지만 이 재활용 가능 수치가 곧바로 폐기하기 쉬운 제품임을 뜻하지는 않는다. OLED는 증착 과정에서 고가의 유기재료가 설비 내부와 기판에 함께 남고, 유기 용매인 NMP 같은 세정액과 각종 화학물질도 함께 쓰인다. 결국 제품을 버릴 때는 단순한 플라스틱 회수보다, 공정에서 쌓인 화학물질까지 함께 생각해야 한다. 문제는 OLED가 여러 유기층이 촘촘히 결합된 구조라는 데 있다. 화면 성능을 높이기 위해 층을 세밀하게 쌓을수록, 폐기 후에는 다시 층을 분리해 재사용하기가 더 까다로워진다. 실제로 많은 기사들이 OLED 공정에서 사용된 유기물, 식각액, 세정액을 회수 및 정제하는 기술이 재활용 경쟁력의 핵심이라고 짚고 있다.

자원순환을 위한 공정 기술

LG디스플레이는 방착판에 붙은 OLED 유기물을 용매로 분리해 회수율을 90% 이상으로 높였고, 식각액, 폐액에서 은을 회수하는 기술도 양산 체제로 만들었다. 즉 OLED의 재활용성은 제품을 어떻게 설계했느냐보다, 공정을 얼마나 순환형으로 바꿨느냐에 달려 있다. 현재 국내 OLED 산업에서 가장 현실적인 해법은 소재를 한 번에 바꾸는 게 아니라 공정을 바꾸는 것이다. LG디스플레이는 고객에게 전달되지 않는 모든 자원을 재활용 대상으로 정의하고, 원료 입고부터 출하까지 전 공정에 친환경 기술을 적용하려 노력하고 있다. 대표적으로 NMP 사용량을 줄이고 대체 물질을 개발하는 한편, 유기물 및 은과 유해화학물질까지 회수 범위를 넓히고 있다. 아이티켐은 OLED 중수 재활용 설비를 확대해 연 9톤 규모까지 끌어올리겠다고 밝혔고, 국내 중수 수입량의 최대 22%를 자체 공급할 수 있다고 설명했다. 결국 재활용은 폐기물 처리 문제가 아니라, 원가와 공급망 안정성을 함께 좌우하는 산업 전략이 되고 있다.

성능에서 설계로

OLED의 진짜 과제는 더 밝고 얇게 만드는 데서 끝나지 않는다. 이제는 성능에만 집중하는 것이 아닌, 처음부터 분해와 회수를 고려한 설계로 넘어가야 한다. 유기필름을 더 강하게 붙일수록 폐기 후 분리는 어려워지고, 성능만을 위해 달려간다면 환경 부담은 뒤로 밀린다. OLED의 다음 경쟁력은 화질이 아니라, 얼마나 적은 폐기물로 얼마나 많이 다시 쓰느냐에 달려 있다.

반도체에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "[그린 디톡스] 반도체 편②: 웨이퍼만 좀 깎았을 뿐인데…공정 기체의 역설", 28기 정예빈, https://renewableenergyfollowers.org/etc/?idx=170396928&bmode=view

2. "물·전기 없인 가동 불가", 발목 잡힌 AI", 29기 송유빈, 조해나, https://renewableenergyfollowers.org/environmental-policy/?idx=171804452&bmode=view

참고문헌 

[LCD에서 OLED로의 전환, 무슨 차이점이 있을까]

1) LG Display Newsroom, “LCD와 비교를 통해 알아보는 OLED 구조의 차이”, 15.02.22,

https://news.lgdisplay.com/2015/02/lcd_oled2/

[OLED가 재활용 가능율이 더 높을까?]

1) 안시옥, 한경, “폐기물도 줄이고 원가도 낮추고…자원순환으로 두토끼 잡은 LGD”, 25.07.28,

https://www.hankyung.com/article/2025072745901

2) 한지연, 머니투데이, “환경잡은 LGD OLED, 93% 재활용한다”, 22.07.26, https://www.mt.co.kr/industry/2022/07/26/2022072610193265954

[LCD보다 얇지만, 폐기 단계는 더 복잡하다]

1) 안시옥, 한경, “폐기물도 줄이고 원가도 낮추고…자원순환으로 두토끼 잡은 LGD”, 25.07.28,

https://www.hankyung.com/article/2025072745901

2) 한지연, 머니투데이, “환경잡은 LGD OLED, 93% 재활용한다”, 22.07.26,

https://www.mt.co.kr/industry/2022/07/26/2022072610193265954

[자원순환을 위한 공정 기술]

1) 안하늘, 한국일보, "매년 수십억 개 쏟아지는 디스플레이…LGD가 생산부터 폐기까지 신경 쓸 수밖에 없는 이유 [ESG클린리더스]", 23.03.23, https://www.hankookilbo.com/news/article/A2023030811040003473