한국표준과학연구원, 고해상도 OLED 개발 기술 성공
고해상도의 대형 유기발광다이오드(OLED)를 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 추가 생산라인을 구축할 필요 없이 기존 디스플레이 공정을 그대로 이용할 수 있어 산업현장에서 초고해상도(UHD) OLED TV와 OLED 조명 양산체계를 빠르게 갖출 수 있도록 활용될 전망이다.
한국표준과학연구원은 나노측정센터 이주인 박사팀이 8세대 이상 대형 OLED 생산에 적용되는 ‘하향식 증발증착기술’의 유기물질 분사방식을 하향식 점 형태에서 ‘직선형’으로 바꾸는 공정을 개발하는 데 성공했다.
하향식 증발증착기술은 기판을 아래에 두고 증발원인 유기물질을 위에서 증발·증착시키는 OLED 공정방식이다. 유기물질을 가열하는 증발원의 형태가 하향식 직선형으로 바뀌면 기존 상향식에서 발생하는 마스크와 기판의 휨 현상, 생산수율 저하 문제 등을 해결해 적은 비용으로 대형 OLED 패널을 제작할 수 있다. 이 박사팀은 지난 2013년 유기물질 분사 방식이 점 형태인 하향식 증발증착기술을 개발했는데, 산업체의 OLED 디스플레이 생산라인은 모두 상향식 직선형으로 돼 있어 이를 적용하기 어려웠다. 점 형태는 각 증발원을 동작하기 위해 모듈이 별도로 있어야 하고, 유기물 증착 공정이 어렵고 제작비용도 비싼 단점이 있다. 반면 직선 형태는 다수의 증발원 노즐을 한 번에 조작할 수 있어 증착공정이 쉽고 생산수율을 높여 공정단가를 낮출 수 있다.
이 박사팀은 산업체 요구를 받아들여 증발원 형태를 직선형으로 만들어 많은 증발원 노즐을 보다 쉽게 조절할 수 있도록 구현했다. 또한 광산란과 광반사기술을 적용해 증기의 분사 각도를 조정할 수 있도록 했다. 이를 통해 기판에 수직으로 분사되는 면적당 비율을 점 형태에 비해 5배 증가시켜 UHD와 같은 고해상도 OLED 패널을 제작할 수 있다. 유기물질의 사용효율도 80% 이상 높여 경제성을 높였다. 특히 하향식 기술임에도 산업체 공정라인인 상향식에 적용·호환할 수 있도록 모듈을 설계·제작했다. 아울러 고주파 유도 가열방식을 이용해 기존 열선 가열에서 발생하는 노즐막힘 현상과 기판오염 문제를 해결했다.
이주인 박사는 “하향식 증발증착기술은 점차 커지는 OLED 시장에서 가장 각광 받는 생산기술로, 상향식의 기존 생산라인을 바꾸지 않고도 적용할 수 있다는 점에서 활용 효과가 매우 크다”고 말했다.
