ETRI, '유리기판 1개로 줄인' QD-OLED 구조 소개
권병화 ETRI 책임연구원, 지난 25일 IMID서 발표
'유리기판 상판 제거+블랙뱅크 저온경화'가 핵심
"상업용 프린팅 헤드 사용...65인치 8K 구현 가능"
2023-08-28 이기종 기자
한국전자통신연구원(ETRI)이 새로운 QD-OLED 구조와 공정을 소개했다. 현재 삼성디스플레이가 양산 중인 QD-OLED와 달리 유리기판이 2개에서 1개로 줄어들고, QD 색변환층 사이에 필요한 블랙뱅크를 저온에서 경화한 것이 핵심이다. ETRI는 상업용 장비를 사용해서 연구를 진행했다고 밝혔다.
권병화 ETRI 책임연구원은 지난 25일 부산 벡스코에서 열린 IMID에서 새로운 퀀텀닷(QD)-유기발광다이오드(OLED) 구조와 공정을 소개했다. 권병화 연구원은 지난해 IMID에서 삼성디스플레이의 QD-OLED의 유리기판을 하나 제거하는 방식에 대해서 간단히 소개한 바 있다. 이번에는 새로운 QD-OLED 구조와 함께, 이를 만들기 위한 공정과 제품 사양 등을 공개했다.
권 연구원이 공개한 새로운 적층형(Stacked) QD-OLED는 기존과 달리 유리기판 상판을 빼고, QD 색변환층 사이의 블랙뱅크를 저온경화 방식을 통해 형성한다. 새로운 방식에선 박막트랜지스터(TFT)용 유리기판 하판 위에 OLED 발광층을 쌓아올린 뒤 박막봉지(TFE)를 만들고, 이후 QD 색변환층을 잉크젯 프린팅 방법으로 연속 적층하기 때문에 이러한 이름이 붙었다.
QD-OLED 구조에서 유리기판 상판을 제거하면, 청색 OLED(청색 3개층+녹색 1개층) 위에 잉크젯 프린팅으로 형성한 박막봉지(TFE) 위에 블랙뱅크를 형성해야 한다. 블랙뱅크를 형성하는 과정에서 OLED에 손상을 주지 않으려면 저온경화 공정이 요구된다. 현재 삼성디스플레이가 양산 중인 QD-OLED는 유리기판 상판 쪽에 QD 색변환층을 형성하는데, 유리기판 상판에는 OLED가 없기 때문에 고온경화 공정을 사용해 블랙뱅크를 형성하고 있다.
삼성디스플레이도 자체적으로 유리기판 상판을 빼는 방식을 연구하고 있다. 삼성디스플레이가 유리기판 상판을 빼는 구조 개발에 성공하고 양산에 적용하면 제조원가를 낮출 수 있다. 현재 삼성디스플레이 QD-OLED 제조원가는 LG디스플레이의 화이트(W)-OLED의 1.5배 수준이다.
권병화 연구원은 새로운 QD-OLED 방식을 적용할 경우 65인치 8K TV와 비슷한 수준까지 구현할 수 있다고 밝혔다. 현재 삼성디스플레이가 양산 중인 QD-OLED는 8K 제품이 없다. 권 연구원은 "6인치 기판에 새로운 QD-OLED 방식을 적용하면 화소밀도 최대 150PPI(Pixels Per Inch), 화소크기 160x180제곱마이크로미터(µm2), 픽셀어레이 330x140, 서브픽셀 개수 18만4800개 등을 형성할 수 있다"며 "이는 65인치 8K TV와 비슷한 수준"이라고 설명했다.
ETRI의 적층형 QD-OLED 연구에 필요한 블랙뱅크는 덕산네오룩스가 공급했다. 잉크젯 프린팅 시스템은 고산테크, QD 재료는 켐이가 납품했다. ETRI의 적층형 QD-OLED 연구는 지난해 12월 종료됐다.
한편, 삼성디스플레이가 현재 양산 중인 QD-OLED에는 박막트랜지스터(TFT)용 유리기판과, QD 색변환층용 유리기판 등 유리기판이 2개 필요하다. TFT용 유리기판은 하판, QD 색변환층용 유리기판은 상판이라고 부른다.
디일렉=이기종 기자 gjgj@bestwatersport.com
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