○삼성, 올해 QD-OLED 생산능력 30% 확대, 내년 77인치 추가
- 삼성디스플레이가 올해 안에 QD-OLED 생산능력을 30% 확대하고 내년에는 77인치 QD-OLED를 추가해 대형 TV 시장 수요를 만족시킬 계획이라고 한국 매체에서 보도했음.
- 하지만 업계에서 보는 QD-OLED 시장전망은 그다지 밝지 않음. OLED 업계에서 일하는 엔지니어 딩위안(가명)은 이 시장에 대해 “색 표현이 우수한 강점이 있으나 높은 원재료 비용과 전력소모, 제한적인 해상도, 광학 누화(crosstalk) 등 문제가 있고, 또한 OLED는 대형 TV에 적합한데 TV 패널은 가격에 민감해 시장경쟁력이 없다”며 “과도기적 기술에 그칠 것”이라고 말했음.
- QD-OLED는 삼성디스플레이가 대형 RGB OLED로 가는 교량이 될 가능성이 큼. 어쨌든 적어도 TV에는 적용될 수 있으며 만약 기술이 더 발전할 경우 대형 RGB OLED 기술 노선으로 이어질 수 있음.
- 딩위안에 따르면 삼성 8.5세대 하프컷 수평증착 QD-OLED 생산라인의 1분기 월산은 고작 15K이며 생산 확대도 하지 않아 수평증착 8.5세대 RGB OLED 생산라인의 가이드 라인인 것으로 보임. 현재 QD-OLED의 하프컷 수평증착 기술은 그 전자전송층, 전자주입층 등에 모두 유기발광 재료를 채택해 삼성디스플레이 풀컷 수평증착 RGB OLED 양산 기술 개발에 기여하기 때문.
○중력하수 극복, 수직증착기술의 새 방향
- 8.5세대 OLED용 FMM은 풀컷 수평증착 시 ‘중력’ 방해를 받게 됨.
- FMM은 초박형의 금속마스크로 수평으로 놓일 때 중력 작용으로 FMM 중간과 가장자리에 일정 부분이 한쪽으로 밀려나는 현상이 발생할 수 있음. FMM 사이즈가 클수록 밀려나는 폭도 더 커짐. 이는 OLED의 PPI 향상에 불리하고 혼색 문제로 수율을 떨어뜨려 OLED 생산원가가 대폭 높아질 수 있음.
- 이러한 가운데 하프컷 수평증착이 FMM이 아래로 처지는 정도를 해소해 OLED 양산을 가속화할 수 있는 주요 증착방법이 되고 있음.
- 삼성 협력업체 종사하는 왕잉(가명)에 따르면 하프컷 수평증착 6세대 OLED 생산라인은 자기 척과 유압장망기를 통해 하수 정도를 감소시킬 수 있으나, 8.5세대 OLED 생산라인의 FMM는 크기가 커서 하프컷 수평증착 공정을 사용해도 기존의 자성 척과 유압장망기가 그 생산 요구사항을 만족시킬 수 없음. 업체는 FMM 두 장을 용접하는 방법을 선택할 수 있으나 용접 수율이 높지 않고 DNP FMM 생산능력도 불충분함.
○수직증착 기술이 중력 하수 문제 해결 방법이나 아직 양산 사례는 없어
- 수직증착 기술로 수평증착 공정 FMM의 ‘중력 하수’ 문제를 피할 수 있음. FMM를 수직으로 놓아 FMM과 유리기판의 변형을 줄이고 증착 균일도를 높일 수 있으며, PPA(Pixel Processor Array)가 더 높고 혼색이 줄어드는 동시에 해상도 향상, 전력소모 및 원가를 낮춰 중요한 증착기술 공정 뱡항이 되고 있음.
- 알박, 어플라이드머티리얼즈는 수직증착 장비 개발을 지속해왔음. 한국 증착장비 업계인사에 따르면 수직증착 방식은 지금까지 양산이 불가능한 기술로 여겨져 와 어플라이드머티리얼즈는 몇 년 전 거의 무상으로 수직증착 demo 장비를 JDI에 양도했음.
- 하지만 어플라이드머티리얼즈의 디스플레이 담당자 펑탕(가명)는 JDI 와치용 OLED가 애플 테스트 인증을 거친 후 어플라이드머티리얼즈로부터 양산용 수직증착 장비를 대량으로 사들인 것이라고 폭로.
- 알박은 수직증착 기술에 1000억원 이상을 투자해 삼성디스플레이와 8.5세대 수직증착 장비를 공동개발했음.
- 디스플레이 업계 종사자 장밍(가명)은 Tokki 수평증착 장비와 달리 알박은 수직증착 장비 분야의 연구을 이미 십 수년했고 3년 전 핵심기술을 타파했으며 검사장비 업체와 수직증착 공정 검사장비 개발도 공동 추진 중이라고 밝혔음.
- 하지만 수직증착 장비는 각종 불확실성이 존재함. 장밍에 따르면 수직증착의 도전은 주로 증착 소스의 설계. 수직증착은 기화된 유기재료를 균일하게 유리기판에 깔아야 하며 고온환경에서 생산하는 증기압이 필요한데 이때 온도가 너무 높으면 유기발광재료의 수명, 전압 등 특성에 영향을 미침. 온도 영향을 감소시키기 위해 수직증착 과정에서 특정 기체를 매개체로 사용해야 함. 이밖에 2미터가 넘는 8.5세대 유리기판에 증착 공정을 반복하고 이를 손상 없이 이동시키는 물류 기술 확보도 쉬운 일이 아님.
- 리레이광(李雷广) JW인사이트 디스플레이 선임연구원은 현재까지 수직증착 양산 사례는 없으며 아직 기술검증이 더 필요하다고 말했음.
○8.5세대 수직증착기 구매···2024년 8.5세대 RGB OLED 라인 양산?
- 현재 JDI만 수직증착 공정 저세대 양산라인 1개를 보유하고 있음. 와치용 OLED 생산용. JDI에 따르면 수직 방식의 증착장비가 차지하는 면적이 기존의 수평방식 증착 장비보다 30% 작다고 함.
- 수직증착 공정이 고세대 생산라인에 양산한 사례가 아직 없는 상황에서 삼성디스플레이가 과감히 최초 시도에 도전하기로 결정한 것인데 한국 매체 보도에 따르면 삼성디스플레이는 6000억원에 알박의 8.5세대 수직증착기를 구매하는데 동의했음.
- 만약 삼성디스플레이와 알박의 최종협상이 체결되면 8.5세대 수직증착기 주문서가 연내 하달될 예정. 첫 반입 장비이기 때문에 증착기 성능 측정에 긴 시간이 걸릴 것으로 보임. 따라서 주문이 내년 초로 미뤄져 2024년 삼성디스플레이 수직증착 8.5세대 RGB OLED 라인 양산이 될 수도 있음.
○삼성 수직증착 8.5세대 RGB OLED 투자액 고작 3억원···테스트용
- 이 수직증착 가이드 라인을 통해 삼성디스플레이는 수직증착과 픽셀 관련 공정 창구 확인을 강화하고 나서 수직증착 크기를 키우고 보조전극을 늘려 풀컷 수직증착의 가능성을 탐색함으로써 투자 위험을 낮출 것으로 보임.
- 수직증착 8.5세대 RGB OLED 생산라인이 주로 노트북PC, 디스플레이 등 IT 패널에 쓰이기 때문에 삼성디스플레이는 하프컷 수직증착 공정 노선을 먼저 공략한다는 계획.
- 둥민(董敏) 중국전자영상산업혀회 부비서장에 따르면 하프컷 수직증착 면적이 더 작고 TV 패널 커팅이 비경제적이지만, 수율이 더 높아 IT 패널에 적합하고 6세대 생산효율이 더 높음.
- 가령 6세대 라인에서 13.3인치 패널 48장을 만든다면 8.5세대 라인에서는 96장을 만들 수 있고, 6세대 라인에서 15.6인치 패널 32장을 생산한다면 8.5세대 라인에서는 70장을 생산함. 따라서 경제효율이 더 높은 8.5세대 라인이 OLED의 IT 시장 침투율 확대에 기여할 전망.
○수직증착 8.5세대 RGB OLED 양산하면 IT 시장에서 LCD 시장 대체할 것
- IT 시장은 현재 삼성디스플레이의 주타겟 시장 중 한 곳. 최근 삼성은 6세대 라인 노트북PC 패널 커팅을 통한 출하가 계속 증가했음. 옴디아에 따르면 2021년 삼성 노트북PC OLED 출하량은 470만장으로 전년비 395% 증가했음.
- 삼성 수직증착 8.5세대 RGB OLED 생산라인 양산이 가능해지면 OLED는 IT 시장 보급이 가속화해 LCD를 점차 대체할 것으로 보임.
- 더욱 중요한 점은 애플 아이패드와 맥북이 2024년부터 OLED를 채택하기 시작한다는 것. 또 기타 IT 브랜드사도 이미 OLED를 도입하기 시작했음. 삼성만 수직증착 8.5세대 RGB OLED 생산라인 양산이 가능하면 주문은 따 놓은 당상.
○중소형 OLED에서의 능동적 전략전환 성공경험 대형에 적용하려면 RGB OLED 8.5세대로 업그레이드 해야
- 지금으로선 대형 RGB OLED 기술 노선은 확실하지 않음. 하프컷 수평증착 8.5세대 QD-OLED와 하프컷 수직증착 8.5세대 RGB OLED 생산라인 모두 삼성디스플레이가 풀컷 증착 8.5세대 RGB OLED 생산라인 양산 공정의 ‘시금석’.
- 후춘밍(胡春明) 중국광전자산업협회 LCD분회 부비서장은 삼성이 대형 RGB OLED 분야에서 중소형 RGB OLED 능동적 전략 전환의 성공경험을 똑같이 시도하려 한다고 분석.
- 삼성은 과거 능동적 전략 전환을 통해 중소형 RGB OLED 기술 선두를 실현했음. 또한 대규모 투자를 통한 생산능력 선두 및 시장이익에서도 선두를 실현했음.
- 현재 삼성은 중소형 RGB OLED 시장점유율을 후발주자에게 내주고 있지만, 중소형 RGB OLED 시장 1위 지위는 여전히 굳건함. DSCC 집계에 따르면 삼성디스플레이 2분기 OLED 출하량은 64%에 달함.
- 삼성디스플레이 8.5세대 RGB OLED는 사실상 중소형 RGB OLED의 연장선 상에 있음. 이미 중소형 응용시장에서 RGB OLED의 화질, 전력, 플렉시블, 무게 등 강점을 충분히 보여줬으며 스마트폰 시장 침투율은 이미 40%가 넘었음. 2022년 말에는 약 50%에 달할 전망.
- 하지만 6세대 RGB OLED의 IT, TV용 패널 커팅이 비경제적이기 때문에 LCD를 대체하려면 8.5세대 RGB OLED로의 업그레이드가 필요함.
- 삼성디스플레이는 이미 LCD 시장에서 철수해 8.5세대 RGB OLED에 올인하고 있음.
- OLED 업계 인사 정싱(가명)은 삼성은 충분한 자원을 가지고 있으며 하프컷 수평증착 8.5세대 QD-OLED 생산라인, 하프컷 수직증착 8.5세대 RGB OLED 생산라인 투자는 충분한 생산경험과 수율 수집을 위한 것이라고 분석이며 최적의 재료와 장비, 공법을 탐색해 최종적인 양산노선을 확정하기 위한 준비 과정이라고 지적.
- 만약 삼성이 8.5세대 RGB OLED 양산의 문턱을 넘을 경우 중소형 시장에서부터 먼저 LCD에 타격을 입힐 수 있음.
- 8.5세대는 TV 패널은 물론 중소형 IT 패널과 심지어 중소형 스마트폰 패널까지 생산이 가능한 융통성이 큰 라인. 삼성의 6세대 라인 경험에 따르면 8.5세대 RGB OLED 생산라인은 원가가 LCD에 계속 근접하면서 화질, 플렉시블, 무게, 절전 등 강점을 갖추기만 하면 중소형 시장에서 LCD 시장을 잠식할 수 있음.
- 물론 삼성은 8.5세대 RGB OLED를 통한 TV용 패널 시장 확대를 원함.
- 결국 삼성은 이미 스마트폰 시장에서는 OLED 보급화를 이뤘으나 6세대 이하 저세대 RGB OLED 생산라인은 중대형 패널 커팅 경제성이 떨어짐. 만약 중소형 때의 기술경험을 중대형 RGB OLED에서 활용하려면 8.5세대 RGB OLED 라인 양산으로 나아가야 함.
