초대형 OLED 형성 기술, 도전과 과제
초대형 OLED 형성 기술, 도전과 과제
  • 장현준 연구원
  • 승인 2018.12.16 16:41
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

상향식 증착, 수직형 면증착, 잉크젯 기술이 경합

프리미엄 TV 시장에서 65인치 제품 판매가 크게 증가하고 있다. 70~80인치급, 그 이상 크기 TV 출시도 본격화했다.

디스플레이 패널 업계 역시 55인치에 최적화된 8세대급 양산라인 투자를 멈추고 65인치에 최적화된 10세대급 라인 투자를 진행 중이다. 액정표시장치(LCD) 진영이 먼저 10세대 포문을 열었으나 유기발광다이오드(OLED) 역시 10세대 투자를 준비하고 있다. 그러나 10세대급 OLED 양산라인을 가동하려면 풀어야 할 숙제가 많다. 가장 큰 과제는 박막형성 기술이다.

현재 가능성이 가장 높은 기술은 기존 8세대에서 양산 적용 중인 상향식 증착방식이다. 상향식 증착방식은 증착 소스가 증착 챔버 하단에 위치하고 오픈마스크와 기판을 챔버 상부에 위치시켜 밑에서 위로 유기물을 증발, 기판에 OLED를 형성하는 방식이다. 하지만 기판을 상부에 위치시키기 때문에 기판 면적이 넓어질수록 휘어지는 문제가 발생해 증착 정확도가 떨어지고 기판 제어가 어렵다. 현재 대형 증착장비는 8세대 하프 사이즈에서 8세대 풀 사이즈까지 개발이 완료돼 양산라인에 적용 중에 있으며, 10.5세대 풀 사이즈용 증착장비는 개발 중에 있다. 

상향식 증착과 WOLED 구조
상향식 증착과 WOLED 구조

10세대급 OLED 형성 장비로 주목을 받는 다른 기술은 잉크젯 프린팅이다.

잉크젯 프린팅 기술은 잉크젯 헤드의 노즐을 이용해 각각의 R, G, B 픽셀에 솔벤트가 포함된 솔루블(soluble, 용액화) OLED 물질을 떨어뜨린 후 오븐에 건조하는 방식으로 OLED 화소를 형성한다.

현재는 주로 8세대 라인 용으로 개발 중에 있다. 잉크젯 헤드를 추가해 OLED 화소 형성 영역을 늘리기가 용이하다는 점과, 기판을 바닥에 놓고 잉크를 떨어뜨리기 때문에 기판 처짐 문제가 없다는 점 덕분에 10세대용 개발이 검토되고 있다.

또한 발광재료의 사용효율이 이론상 90% 이상으로 재료비 사용을 감소시켜 전체적인 OLED 패널 원가절감을 할 수 있는 장점이 있다. 하지만 솔루블 OLED 발광재료의 효율과 수명이 기존의 증착 재료보다 낮은 점은 현재 가장 큰 문제다. 

잉크젯 프린팅 개념도, LG 디스플레이 블로그.
잉크젯 프린팅 개념도, LG 디스플레이 블로그.

최근에는 대면적 OLED 증착 기술로 수직형 면증착 기술이 주목받고 있다. 수직형 면증착 기술은 메탈 플레이트에 기존의 상향식 증착 기술로 OLED 발광재료를 증발시켜 도너 필름(Donor Film)을 형성한 후 메탈 플레이트와 TFT 기판을 수직 방향으로 변경한 후 메탈 플레이트를 균일하게 가열하여 OLED 발광재료를 TFT 기판으로 증착시키는 기술이다.

수직형 공정으로 장비 대형화의 가장 큰 문제인 기판 처짐 문제를 없앨 수 있으며, 면소스를 적용하게 되면 선형소스를 적용하는 증착기술과는 달리 기판의 움직임이 없기 때문에 대면적에서도 균일한 증착이 가능하다는 장점도 있다.

따라서 현재 투자 중인 10세대뿐만 아니라 향후 대면적 디스플레이 개발 방향에 따라 10세대급 이상의 양산라인으로 확장되더라도 적용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 하지만 수직형 면증착 기술은 아직까지는 개발단계로 양산라인 적용을 위해서는 투자와 개발 시간이 필요할 것으로 예상된다.

수직형 면증착 개념도, OLEDON
수직형 면증착 개념도, OLEDON

이처럼 상향식 증착, 잉크젯 프린팅, 수직형 면증착 등 10세대 이상의 OLED 대면적 화소 형성 기술들이 본격적으로 개발이 진행되고 있으며, 아직까지는 상향식 증착이 기존 8세대급 양산 경험을 바탕으로 우위에 서는 분위기다. 향후 10세대급 이상의 대면적 OLED 양산라인 투자가 지속적으로 이루어질 것으로 기대되는 가운데 어떤 대면적 OLED 화소 형성 기술이 OLED 패널업체들의 선택을 받을 수 있을지 기대된다.

각 화소 형성 방식별 비교
각 화소 형성 방식별 비교

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 서울특별시 강서구 공항대로 213 (보타닉파크타워2) 816호
  • 대표전화 : 02-2658-4707
  • 팩스 : 02-2659-4707
  • 청소년보호책임자 : 이수환
  • 법인명 : 주식회사 디일렉
  • 제호 : 디일렉
  • 등록번호 : 서울, 아05435
  • 등록일 : 2018-10-15
  • 발행일 : 2018-10-15
  • 발행인 : 한주엽
  • 편집인 : 한주엽
  • 전자부품 전문 미디어 디일렉 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2019 전자부품 전문 미디어 디일렉. All rights reserved. mail to powerusr@thelec.kr
ND소프트