OLED 이야기, 11) 기술 및 제조 공정의 진화

2-10 OLED 제조 공정의 진화 - YouTube

 

 

 

 

Q) 앞으로 OLED 기술이 어떻게 발전되어갈지, 전망을 고려하여 제조 공정의 진화를 설명해 주시겠어요?

A) 참으로 넓고 먼 주제입니다만 가까이 보이는 기술로부터 시작할께요. 먼저 유연성입니다. 휘고 접고 말 수 있는 모바일 기기나 TV에서의 핵심은 디스플레이, 특히 OLED입니다. 성능과 얇고 휨, 그리고 가격을 고려할 때 플라스틱 기판 위에 유기 소자를 백플레인으로 하고, 박막으로 봉지가 되며, 용액 공정을 이용한 두루마리 방식으로 제작되는 것이 가장 이상적입니다. 물론 각각의 기술들에는 난제들이 있으며, 이를 풀어가는 과정이 수반되고 있죠.

Q) 먼저, 요즘 가장 이슈인 폴더블 폰과 롤러블 TV, 즉 접을 수 있는 스마트폰과 돌돌 말 수 있는 TV부터 이야기해볼까요? 앞으로 계속 발전할 기술과 제품인데

A) 맞네요. 유연함(flexibility)이죠. 유연함은 딱딱함에서 형상을 따라감으로 이어지는 중간 단계입니다. 즉, 모양은 바꿀 수 있으나 크기를 바꿀 수는 없죠. 그리고 유연함의 정도는 구부리거나 접었을 때 경계면을 따라가는 원의 반지름, 곡률 반경(RoC)으로 나타냅니다. 예를 들어 접을 수 있는(foldable) 경우에는 1mm까지를 요구합니다. 그리고 수만 번, 수십만 번 이상의 반복적인 휨에 견뎌야 하고. 이를 위해서는 열에 약하고 휘어지는 플라스틱 기판 위에 OLED를 제조하는 기술, 휘거나 구부러져도 투명도와 전기 전도도에 변화가 없는 전극 형성 기술, 더 얇고 휨에 강한 봉지 기술 등이 꼭 개발되어야 하죠.

Q) 그리고, 또 용액 공정, 롤 투 롤 공정… 이런 용어들이 종종 등장하는데, 무슨 뜻일까요.

A) 용액 공정과 롤 투 롤, 즉 두루마리 공정은 말 그대로, 용액을 이용하여 두루마리처럼 둘둘 말리는 기판 위에 OLED를 제작함을 의미합니다. 용액 공정을 이용하면 기존의 증착, 반도체 공정에 비해 재료의 소모량도 줄이고, 넓은 면적을 빨리 생산할 수 있어서 생산성도 높일 수 있어요. 특히 두루마리형으로 생산을 할 경우, OLED 제조를 위한 공간과 시설의 비용을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 다만, 용액 공정을 위해서는 상온, 상압에서도 안정적이고 OLED 소재로서의 신뢰성도 있는 용액 소재, 잉크류가 개발되어야 하는데 아직은 미흡한 편입니다. 요즘은 특히 소재 개발과 함께 잉크젯 프린팅 기술이 많은 주목을 받고 있죠.

Q) 잉크젯 프린팅이 주목을 받는 이유는 어디에 있을까요?

A) 잉크젯과 같은 노즐을 이용하는 인쇄법은 컴퓨터 지원 설계나 제조(CAD, CAM) 기법을 적용, 설계에서 공정까지 일괄적으로 이어지고, 기판과 공정 기구가 실제로 닿지 않는 비접촉 방식이며, 별도의 패터닝을 필요로 하지 않아 재료의 소비가 적다는 점 등의 특징과 장점이 있죠.

 

Q) 그리고, 최근에 이슈가 되고 있는 양자점 디스플레이를 뺄 수가 없는데요. 이 기술에 대한 설명을 부탁드릴께요

A) 양자점(QD) 디스플레이는 기술 개발 단계에 따라 QD-LCD, QD-OLED 그리고 QD-LED로 발전해 가는데요. 지금 이슈가 되고 있는 QD-OLED는 QD-LCD로부터 QD-LED까지에 이르는 간이역입니다. 물론 QD-OLED가 성능과 생산성, 가격에서 만족도가 높을 경우, 매우 오래도록 머무는 간이역, 나아가서는 QD 디스플레이의 종착역이 될 수도 있겠습니다만. 여하튼 최근에 대규모 투자가 시작되고 있는 신기술, 그리고 특히 TV 영역에서 새로운 장르를 열어갈 기술임에는 틀림이 없습니다.

Q) 어떤 특징들이 있을까요?

A) 특히, 청색 OLED에 적색과 녹색의 QD 화소, 색 변환층를 적용하는 방식에 무게가 실리고 있습니다. 상당 부분 기존 기술들을 활용할 수 있기 때문에, 지금으로써는 빠른 시간에 제품을 생산할 수 있는 접근법이죠. 다만, 이 또한 전계 발광이 아닌 광 발광으로, 기존의 백색 OLED에 RGB 컬러 필터를 적용한 대형 OLED 기술의 연장선, 혹은 진화로도 볼 수 있습니다. 즉, 청색 OLED가 초록과 빨강 양자점을 자극하여 3원색을 만들어내는 방식이며, 산화물 TFT와 박막 봉지 기술이 적용될 가능성이 높죠. 그리고 양자점은 잉크젯 방식으로 형성될 듯 합니다. 즉, 기존 기술에 앞서 설명한 진화되는 공정들이 접목되어 생산으로 이어집니다. 흥미롭죠.

 

# 다양한 참고자료들을 사용하였기에 일일이 인용을 명시하지 못하였음을 양해바랍니다.