APS홀딩스가 화소밀도 3000PPI(Pixels Per Inch) 수준 적(R)녹(G)청(B) 올레도스(OLEDoS:OLED on Silicon)를 20일 공개했다. 상반기 1000PPI 수준 FMM을 개발했던 APS홀딩스는 연내에 3000PPI 수준 FMM을 개발하겠다는 목표를 세운 바 있다.
올레도스는 실리콘 기판 위에 유기발광다이오드(OLED)를 증착하는 기술이다. 초고해상도 화면이 필요한 증강현실(AR)·가상현실(VR) 기기에 사용할 수 있다. 올레도스는 크게 화이트(W)-OLED 위에 RGB 컬러필터를 형성하는 방식과, RGB OLED 소자를 같은 층에 인접 증착하는 방식으로 나뉜다. APS홀딩스가 이번에 공개한 올레도스는 RGB OLED 방식 제품이다.
APS홀딩스는 올레도스 구현에 필요한 초고해상도 파인메탈마스크(FMM) 개발에 주력하고 있다. APS홀딩스에서 FMM 사업을 전담하는 APS머티리얼즈가 충남 천안에 있는 올레도스용 FMM 연구개발(R&D) 라인에서 유기물 증착과 봉지(OLED를 수분·산소에서 보호) 공정도 직접 진행한다. 해당 R&D 라인 구축 이전에는 증착과 봉지 공정 등은 외부 업체에 맡겨왔다.
APS홀딩스는 초고해상도 FMM용 홀 가공을 위해 기존 중소형 OLED에 주로 사용하는 식각(에칭) 방식 대신, 레이저 패터닝 방식을 택하고 있다. APS홀딩스는 "현재 FMM 주력 기술인 식각은 600PPI 이상 초정밀 홀 가공에 한계가 있다"며 "레이저 패터닝 기술이 초고해상도 화면 구현에 유리하다"고 밝혔다.
APS홀딩스는 "초고해상도 FMM 핵심은 홀 가공 기술과 초박막 인바(Invar·니켈-철 특수합금)"라며 "머리카락 두께보다 얇게 인바를 가공하면서 두께 편차와 물성을 유지해야 한다"고 설명했다. 이어 "2018년부터 자체 초박막 인바 가공 라인을 운영 중"이라며 "3000PPI 수준 FMM용 인바도 자체 기술을 적용한 8마이크로미터(um) 두께 제품"이라고 설명했다. 현재 QHD 스마트폰 OLED에 사용 중인 FMM용 인바 두께는 18um다. APS홀딩스는 "일본이 아닌 해외 철강사에서 인바를 공급받기 때문에 수급 문제에서 자유롭다"고 덧붙였다.
APS홀딩스 차원의 최종 목표는 4000PPI다. APS홀딩스가 주관기관으로 수행 중인 올레도스 국책과제 목표도 2024년까지 4000PPI AR 글래스 시제품 제작이다. 산업통상자원부가 주관하는 이 국책과제 이름은 '증강현실용 고휘도와 고해상도를 갖는 자발광 OLED용 마이크로 디스플레이 기술 개발'이다.
APS홀딩스는 "3000PPI 수준 FMM 개발을 위해 기존 레이저 가공기를 최대 4000PPI 이상 지원 가능하도록 개선했다"고 밝혔다. 이어 "FMM을 바탕으로 증착, 봉지 공정 기술도 개발해 RGB 방식 올레도스 디스플레이 패널까지 제작할 수 있다"며 "자체 기술로 만든 샘플을 국내외 패널, 기기 업체에 제공하며 기술 협력·사업화를 논의하고 있다"고 덧붙였다.
APS홀딩스는 올레도스용 FMM 국책과제 외에도 레이저 패터닝 방식을 활용한 6세대 하프 기판 크기용 600PPI급 FMM 스틱 제조 기술, 열변형이 적은 인바 소재를 활용한 FMM 제조 공정 등이 포함된 국책과제도 2023년까지 수행한다.
한편, 현재 FMM과 FMM 소재인 인바는 각각 일본 다이니폰프린팅(DNP)과 일본 히타치메탈이 독점 공급하고 있다. DNP는 습식 식각 방식으로 FMM을 생산한다. APS머티리얼즈의 주력 기술인 레이저 패터닝과는 다른 방식이다.
또 당장 올레도스는 W-OLED 방식이 주력이다. W-OLED 방식은 백색 빛이 컬러필터를 통과하면서 빛의 밝기가 약해지는 단점이 있다. 빛의 밝기는 명암비와 연결돼 화질 표현력 차이로 이어진다.
디일렉=이기종 기자 gjgj@thelec.kr
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