대화면과 고해상도 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 제조에 적합한 신개념 파인메탈마스크(FMM) 기술이 국내에서 개발됐다. OLED 디스플레이 제조 과정에서 가장 까다롭다고 평가 받는 FMM 공정의 한계가 극복될 지 주목된다. FMM은 종이보다 얇은 금속판으로, OLED 디스플레이 제작 시 유기물질을 정확한 위치에 증착하는 핵심 부품이다.

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<오럼머티리얼 연구원들이 OLED 증착에 사용되는 파인메탈마스크를 살펴보고 있다.<사진=오럼머티리얼>>

오럼머티리얼은 단일 셀 형태의 FMM 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. '유닛 셀(unit cell) FMM'으로 불리는 이 기술은 각각의 패널마다 FMM을 배치하는 것이 골자다.

현재 OLED 제조에는 긴 띠 형태의 FMM 스틱(Stick)이 쓰이고 있다. 긴 금속판에 미세 구멍을 뚫어 한 번에 5~6개의 패널을 동시 증착하는 방식이다.

FMM 스틱은 정밀 제어가 필수다. FMM이 마이크로미터(㎛) 단위의 얇은 금속판인 데다, 길이가 길기 때문에 구겨지거나 손상을 입기 쉽다. 정확한 위치정밀도가 유지되도록 FMM을 인장하고 용접하는 기술이 요구된다. 오럼머티리얼은 이를 개선하기 위해 셀 개념을 고안했다. 타일을 하나씩 붙이는 것처럼 FMM을 프레임에 붙여 OLED 증착에 사용하는 것이다.

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<긴 띠 모양의 FMM 스틱. 현재 OLED 디스플레이 제조에 가장 많이 쓰이고 있다.<자료=오럼머티리얼>>
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<오럼머티리얼이 개발한 단일 셀 방식의 FMM.<자료=오럼머티리얼>>
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<OLED 디스플레이는 파인메탈마스크를 통해 각 픽셀들이 형성된다.<자료=삼성디스플레이>>

단일 셀 방식은 스틱 FMM처럼 한 번에 여러 개의 패널을 만드는 것이 아닌 개별 FMM을 통해 패널을 만드는 방식이지만 인장이 필요 없어 제조 시간과 불량 등을 획기적으로 줄일 수 있다고 설명했다. 이병일 오럼머티리얼 최고기술책임자(CTO)는 “고난도 인장을 하지 않고 짧은 시간에 FMM을 프레임에 용접하기 때문에 OLED 생산성을 높일 수 있다”고 말했다.

단일 셀은 고해상도를 구현하는데도 유리하다고 강조했다. 해상도를 높이기 위해서는 더 많은 미세 증착 구멍을 뚫어야 하고, 이를 위해 FMM이 얇아져야 하는데, 스틱 방식 FMM은 인장 문제로 20㎛가 한계인 반면에 오럼머티리얼의 단일 셀 방식은 10㎛까지 구현할 수 있다고 설명했다. 또 여러 개의 스틱을 붙일 필요 없이 면적이 넓은 FMM을 만들면 돼 폴더블이나 태블릿, 노트북 등 중대형 OLED 제조에 유리하다고 덧붙였다.

오럼머티리얼은 2세대(G), 4G, 5.5G에 대응할 수 있는 FMM 기술 개발을 완료했으며 6세대 대응 시제품도 완성했다고 밝혔다. 6세대 시제품은 QHD 해상도를 지원하는 폴더블용이며, 최종 양산 검증을 위한 해외 고객사 출하를 앞두고 있다고 밝혔다. 장택용 오럼머티리얼 대표는 “독창적 개념인 uc-FMM로 새로운 지평을 열어 OLED 제조 한계를 극복하겠다”고 말했다.

디스플레이 생산에 필수인 FMM 스틱은 현재 일본 DNP가 독점해 국산화가 시급한 품목으로 꼽힌다. 세계 시장 규모는 7000억~8000억원으로 추산된다.

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<오럼머티리얼이 개발한 폴더블용 풀마스크.<사진=오럼머티리얼>>

윤건일기자 benyun@etnews.com