삼성D의 이매진 인수로 실리콘 기판 기반 마스크 관심↑
레이저 패터닝 방식으로 올레도스(OLEDoS)용 파인메탈마스크(FMM)를 개발 중인 APS가 실리콘 기판 기반 FMM 개발을 검토한다. 삼성디스플레이가 미국 RGB 올레도스 업체 이매진을 인수하면서 실리콘 기판 기반 마스크에 대한 관심이 커지자, APS도 여기에 대응하려는 의도로 풀이된다. 당분간 APS는 기존 레이저 패터닝 방식 FMM과 실리콘 기판 기반 FMM을 함께 개발할 가능성이 있다.
22일 업계에 따르면 APS가 확장현실(XR) 기기용 올레도스 구현에 사용할 수 있는 실리콘 기판 기반의 FMM 개발을 검토 중인 것으로 파악됐다. 올레도스는 실리콘 기판 위에 유기발광다이오드(OLED)를 증착하는 마이크로디스플레이 기술이다. 올레도스 중에서도 서브픽셀을 같은 층에 인접 증착하는 적(R)녹(G)청(B) 방식 올레도스를 구현하려면 FMM 같은 섀도마스크가 필요하다.
최근 APS는 기존에 개발해왔던 레이저 패터닝 방식 FMM 외에 실리콘 기판을 활용하는 FMM 개발을 검토 중인 것으로 알려졌다. APS 내부에서는 FDM(Fine Dry etching Mask)라고 부른다.
APS의 FDM은 실리콘 기판 위에 인바(Invar·니켈-철 특수합금)를 코팅하고, 노광 공정과 건식 식각 공정을 통해 패턴을 만든 다음, 후면 식각(Back Etch)으로 패턴이 형성된 부문에 있던 실리콘 기판을 깎아내는 기술이다. 이러한 FDM은 반도체 노광 공정을 사용하기 때문에 초고해상도 화면 구현에 필요한 마스크 구멍을 정교하게 뚫을 수 있다. 또, 증착 공정을 진행하기 위한 패턴(마스크 구멍) 아래에 있는 실리콘 기판을 제거하면 금속 재질의 인바가 남기 때문에 마스크 강성을 확보할 수 있다.
이론적으로 금속 재질 마스크는 반복 세정이 가능할 수 있지만 초고해상도 화면을 구현하려면 마스크 두께가 1~2마이크로미터(um) 수준으로 얇아져야 하기 때문에 금속 재질 마스크여도 반복 세정이 얼마나 가능할지는 현재로선 불확실하다.
APS가 실리콘 기판을 활용하는 FMM 개발을 검토하는 것은 지난 5월 삼성디스플레이가 미국 RGB 올레도스 업체 이매진(eMagin)을 2900억원에 인수한 것이 영향을 미친 것으로 보인다. 삼성디스플레이가 이매진을 인수하면서 이매진이 사용해온 실리콘 방식 마스크에 대한 관심이 커졌다.
이매진은 반도체 노광 공정을 사용하는 실리콘 기판 기반의 섀도마스크를 사용하고 있다. 이매진은 스마트폰 OLED 등에 사용 중인 금속 소재의 FMM을 사용하지 않는다고 밝혀왔는데, 이매진 방식에서는 금속 소재는 아니지만 실리콘 소재의 미세한 마스크(Fine Mask)가 필요하다. 이매진의 RGB 올레도스는 미국 국방부에 납품 중이다.
APS는 그간 레이저 패터닝 방식 FMM을 개발해왔다. 지난해 12월 APS는 화소밀도 3000PPI(Pixels Per Inch) 수준 RGB 방식 올레도스를 공개한 바 있다. 3000PPI급 RGB 올레도스 구현에 필요한 레이저 패터닝 방식 FMM을 개발했다는 점을 알리는 것이 목적이었다.
한편, 올레도스는 초고해상도 화면이 필요한 증강현실(AR)·가상현실(VR) 등 XR 기기에 사용할 수 있다. 올레도스는 크게 화이트(W)-OLED 위에 RGB 컬러필터(CF)를 형성하는 WOLED+CF 방식 올레도스와, 서브픽셀을 같은 층에 인접 증착하는 RGB 방식 올레도스로 나뉜다. 애플이 지난 6월 공개한 비전프로에는 소니가 만든 W-OLED+CF 방식 올레도스가 사용됐다. RGB 방식 올레도스는 양산까지 여러 해가 걸릴 것이란 전망이 우세하다.
디일렉=이기종 기자 [email protected]
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