삼성디스플레이 출신 유재진 교수는 "IT용 8.5세대 수직증착 기술은 OLED가 해결해야 할 중요과제"라며 "(8.5세대 OLED 수직증착 기술이) 어려움을 극복하고 양산에 들어갈 것"이라고 전망했다.
유재진 서울대 전기정보공학부 산학협력중점 교수는 6일 부산에서 열린 유비리서치 '2022 OLED 코리아 콘퍼런스' 튜토리얼에서 "IT용 유기발광다이오드(OLED) 적용을 목표로 8.5세대(2200x2500mm) 풀컷(Full Cut)·수직증착 기술 연구개발이 많이 이뤄지고 있다"며 "가까운 시일 내에 어려움을 극복하고 양산에 들어갈 것"이라고 밝혔다.
현재 IT용 8.5세대 OLED 분야에선 수직증착과 수평증착 기술이 경쟁하고 있다. 삼성디스플레이가 풀컷·수직증착 기술, LG디스플레이가 하프컷(Half Cut)·수평증착 기술을 개발하고 있다. 수직증착은 지면과 수직 방향으로 세운 유리기판 쪽으로 기화(기체로 변화)한 유기물을 보내 쌓는 방식이다.
6세대(1500x1850mm) OLED에서 주로 사용해온 수평증착은 지면과 수평한 방향으로 떠 있는 유리기판을 향해 기화된 유기물을 아래에서 위로 올려 증착한다. 이때 마스크 중앙 부위가 처지는데, 수직증착은 마스크가 처지는 현상을 줄일 수 있다. 이 때문에 수직증착은 박막트랜지스터(TFT) 공정 후 기판을 절반으로 잘라 유기물을 증착하는 하프컷 방식을 사용하지 않아도 된다. 풀컷 방식이 전체 공정도 짧게 만들 수 있다.
이러한 이점에도 풀컷·수직증착은 아직 양산적용 사례가 없어 기술 개발까지 시간이 많이 걸릴 것이란 관측이 업계에서 나오고 있다. 유 교수는 이러한 우려가 있지만 풀컷·수직증착 기술이 양산에 성공할 것이라고 본 것이다.
그는 또 IT용 OLED에 필요한 산화물 TFT 개발도 과제로 제시했다. 전자이동도가 빨라야 사용자에게 몰입감을 줄 수 있다.
유 교수는 저온다결정산화물(LTPO) TFT와 관련해서는 마스크 공정을 줄이는 것도 중요하다고 강조했다. LTPO TFT는 기본적으로 저온다결정실리콘(LTPS) TFT에 옥사이드 공정을 추가한 TFT다. 옥사이드 적용으로 누설전류를 줄이는 장점이 있지만, 공정 추가로 비용이 늘어나고 생산수율이 떨어지는 것은 단점이다.
그리고 청색 OLED 수명 확대를 위한 인광이나 열활성지연형광(TADF) 기술 개발, 증강현실(AR)과 가상현실(VR) 디스플레이용 1200PPI(Pixels Per Inch) 구현 등도 OLED 산업의 과제로 제시됐다.
유 교수는 "적색과 녹색 OLED도 효율을 올려야하지만 청색 OLED는 아직 형광 방식에서 벗어나지 못했다"며 "청색 OLED도 (적색·녹색 OLED과 같은) 인광 방식, 또는 TADF 기술을 개발해야 한다"고 설명했다.
OLED 발광 방식에서 인광은 발광(들뜬 상태→바닥 상태) 에너지의 25%인 '단일항 여기자'(singlet exciton)와, 나머지 75%인 '삼중항 여기자'(triplet exciton)를 모두 활용해 내부 발광효율이 최대 100%에 이른다. 이와 달리 형광 방식은 단일항 여기자만 활용해 내부 발광효율이 25%에 그친다. 청색 OLED 수명을 개선하면 OLED 침투율 확대에도 도움을 줄 수 있다.
유 교수는 "2025년 주요 산업 규모는 반도체 600조원 이상, 배터리 300조원으로 예상되지만, 디스플레이는 180조원(1467억달러)으로 추정된다"며 "디스플레이는 성장 모멘텀이 절대적으로 필요한 상황"이라고 밝혔다. 이어 "성장동력을 확보하기 위해 디스플레이 업계에서 노력을 경주해야 한다"고 덧붙였다.
이날 부산 신라스테이 해운대에서 열린 유비리서치 '2022 OLED 코리아 콘퍼런스'에는 100여명이 참석했다. 콘퍼런스는 8일까지 진행된다.