미국 애플이 APS홀딩스에 VR 기기용 FMM 샘플을 요청했다. 현재 APS홀딩스는 레이저 방식의 FMM 국책과제를 진행 중이다. 이번에 공급하는 FMM 샘플 테스트 이후 양산 적용이 가시화될 경우 APS홀딩스는 초대형 고객사를 확보할 수 있을 전망이다.
14일 업계에 따르면 애플은 APS홀딩스에 가상현실(VR) 기기에 사용할 수 있는 레이저 패터닝 방식의 파인메탈마스크(FMM) 샘플을 요청한 것으로 알려졌다. 애플이 요구한 FMM 샘플 해상도는 3000PPI(Pixels Per Inch)다.
애플은 당장의 생산성과 무관하게 사양을 만족하는 샘플을 보내줄 것을 APS홀딩스에 요청한 것으로 파악됐다. 애플은 FMM 샘플 테스트 후 양산 적용 가능성을 검토하고 제품 개발 계획을 구체화할 것으로 보인다.
FMM은 적(R)녹(G)청(B) 유기발광다이오드(OLED) 유기물을 증착할 때 사용하는 얇은 금속 마스크다. 현재 중소형 6세대(1500x1850mm) 유리원장에서 스마트폰 패널 등에 유기물을 증착할 때 FMM을 사용한다. 유기물 증착에 필요한 미세한 구멍은 습식 식각(웻 에칭) 방식으로 만든다. 이 방식에서 구현할 수 있는 해상도는 600PPI 수준이다.
애플이 APS홀딩스에 레이저 패터닝 방식의 3000PPI급 FMM을 요청한 것도 이 때문으로 보인다. 3000PPI급 FMM을 만들려면 레이저 드릴링 방식이 유일하다는 게 업계 평가다.
APS홀딩스는 레이저 패터닝 방식으로 마이크로 OLED용 FMM 기술을 개발 중이다. 마이크로 OLED는 OLED를 기존 유리 기판이 아닌 실리콘 기판(반도체 웨이퍼)에 증착해 더 정밀한 고해상도를 구현하는 기술이다. 휴대폰·TV에 사용하는 OLED 패널 화소 크기는 40~300마이크로미터(μm)지만, 마이크로 OLED 패널 화소 크기는 이보다 10배 작은 4~20μm 수준이다. 마이크로 OLED는 응답 시간이 마이크로초 수준으로 짧고 이미지 품질이 좋아 증강현실(AR)·VR 기기에 사용될 가능성이 있다.
APS홀딩스는 지난 5월 산업통상자원부가 주관하는 'AR용 고휘도와 고해상도를 갖는 자발광 OLED용 마이크로 디스플레이(마이크로 OLED) 기술 개발' 국책과제 주관기관에 선정됐다. 2024년까지 4000PPI급 AR 글래스 시제품 제작이 이번 국책과제의 목표다. 당시 APS홀딩스는 "기존 습식 식각으로 구현하기 힘든 고해상도 FMM 제작을 레이저 패터닝 방식으로 극복할 계획"이라며 "레이저 방식은 홀(구멍)을 정밀 가공할 수 있어 고해상도 FMM 제작이 수월하다"고 밝혔다.
이번 애플의 VR 기기용 FMM 샘플 테스트 결과에 따라 APS홀딩스의 레이저 방식 FMM 연구개발에도 탄력이 붙을 전망이다. 다만 레이저 패터닝 방식을 통한 FMM 제작의 생산성이 떨어지는 게 관건이다.
기존 AR·VR 기기는 실리콘 기판 위에 화이트 OLED(W-OLED)와 컬러 필터 기술을 활용한다. 컬러 필터를 사용하기 때문에 휘도에 제한이 있다. APS홀딩스는 "AR·VR 기기 고휘도 구현 대안은 컬러 필터가 없는 RGB OLED 증착 방식이 유력하다"며 "RGB OLED는 높은 휘도와 낮은 전력소모, 저발열, 고속응답 등 장점이 많지만 증착에 필요한 고해상도 FMM 제작이 어려워 활용하지 못하고 있다"고 밝혀왔다. 레이저 패터닝 방식으로 극복하겠다는 의미다.
한편, APS홀딩스는 마이크로 OLED용 FMM 국책과제 외에 6세대 FMM 국책과제도 수행 중이다. APS홀딩스는 6세대에서도 레이저 패터닝 방식으로 2023년까지 6세대 하프 기판 크기용 600PPI급 FMM 스틱 제조 기술, 열변형이 적은 인바(Invar·니켈-철 특수합금) 소재를 활용한 FMM 제조 공정 등을 개발할 계획이다. 이 과제는 지난해 11월 APS홀딩스에서 FMM 사업 부문을 물적분할해 신설한 APS머티리얼즈가 순천대 박용범 교수 연구팀과 수행 중이다.
현재 6세대 FMM은 일본 다이니폰프린팅(DNP), FMM의 소재 인바는 일본 히타치메탈이 독점하고 있다. 삼성디스플레이와 LG디스플레이 등 국내외 주요 패널 업체는 모두 6세대 유리원장에서 DNP의 습식 식각 방식 FMM을 활용해 중소형 OLED 패널을 만든다.
