2000년대 초반부터 본격적으로 능동형 유기발광다이오드(AM OLED) 연구 개발을 시작한 우리나라는 초기 생산을 주도한 일본을 제치고 AM OLED 초강국이 됐다. 삼성디스플레이는 지난 2006년부터 세계 처음 모바일 AM OLED를 양산했고, 작년에는 5.5세대 라인을 성공적으로 가동했다.
국내 업계는 최근 대형 AM OLED 양산 기술 확보에 매진하고 있다. 기술 장벽이 높아 시장 지배력을 대폭 늘릴 수 있기 때문이다. 삼성디스플레이와 LG디스플레이는 연내 세계에서 처음 8.5세대급 생산 라인을 가동해 시장을 주도할 계획이다. 대형 AM OLED는 투명 AM OLED와 플렉시블 AM OLED 개발을 가속화해 새로운 시장 창출에 원동력을 제공할 것이다.
대형 AM OLED의 성공은 가격과 성능에 달려있다. 저가격과 고성능을 확보하기 위해해서는 대면적 기판을 효율적으로 처리하는 공정장비 기술과 소재 기술 개발이 필수다. AM OLED 백플레인으로 사용되는 저온 다결정 실리콘 (LTPS) 박막트랜지스터는 제조 공정이 복잡하고 공정 단가가 높아 생산 수율 확보가 어렵다. 산화물 박막 트랜지스터도 제조 공정을 단순화할 수 있지만, 고가의 진공 공정과 패턴 형성 공정이 필요하다. 용액 공정을 이용한 프린팅 기술은 대면적 백플레인을 효율적으로 제작할 수 있으나 아직 공정 장비와 소재 기술이 미흡하다.
삼성디스플레이와 LG디스플레이는 대형 AM OLED에 적용할 수 있는 독자적인 RGB 혹은 백색 화소 형성 기술을 개발해 55인치 AM OLED TV를 구현했다. 하지만 이는 비싼 진공 증착 기술에서 만들어졌다. 생산 원가를 낮출 수 있는 용액 기반 OLED 화소 형성 기술 개발이 필요한 때다. 용액 기반 OLED 화소 형성 기술은 경쟁국과 기술 격차를 더 벌릴 수 있는 고난이도 기술이다. 박막 봉지 기술도 중요하다. 현재 개발된 박막 봉지는 구조상 수율이 낮아질 우려가 있어 저가격화를 위한 신기술 개발이 절실하다.
AM OLED는 LCD보다 박막트랜지스터 백플레인 구조가 복잡하고 OLED 두께가 얇아 불량이 많다. 중소형은 한 장의 기판에서 수백 개까지 패널을 생산할 수 있다. 반면 대형은 8.5세대 기판에서 고작 6개의 55인치 패널이 생산되기 때문에 불량이 단가에 미치는 영향은 크다. 양산 경쟁력을 확보하기 위해서는 제조 공정까지 불량을 검출해 수리하는 장비가 필수다.
우리나라는 해외 업체가 개발한 기술과 장비에 생산 기술을 접목해 중소형 AM OLED 시장 을 지배했다. 하지만 대형 AM OLED는 우리가 장비와 재료를 만들어야 한다. 전후방 산업 모두 한국에게 또 한번 큰 기회를 주고 있는 시점이다.
문대규 한국산업기술평가관리원 디스플레이 PD dgmoon@sch.ac.kr
