8세대 이상 OLED 대량 생산의 길 열다 
- KRISS, 무결점 하향식 증발증착기술 개발 -

 

 
# 차세대 고화질 디스플레이로 각광받고 있는 OLED의 제작비용을 획기적으로 낮춰 대량생산이 가능한 하향식 증발증착기술이 개발되었다. OLED로 제작되는 TV 시장의 경우 매년 급성장하고 있으며 세계 TV 시장을 주도하고 있는 삼성, LG 등 주요 기업체에서도 OLED TV 판매를 경쟁적으로 서두르고 있는 실정이다.   
 
미래창조과학부(장관 최문기) ‘신기술융합성장동력사업’의 지원으로 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 강대임) 나노측정센터 이주인, 진공기술센터 김정형 박사팀은 8세대* 이상 크기의 OLED* 대량생산이 가능한 하향식 증발증착 기술을 개발했다.
 
○ 8세대 :　세대란 디스플레이를 만드는 유리 기판의 크기를 일컫는 용어로 회사마다 차이가 있긴 하지만 2200 mm X 2500 mm의 크기이다. 5.5 세대 크기에 비해 약 4배가 크다.
○ OLED(Organic Light Emitting Diodes) : 유기발광다이오드라고 부르며 유기화합물을
   사용해 자체 발광시키는 차세대 디스플레이다.
 
그동안 OLED 5.5세대 이하 크기의 경우 기판을 위에 두고 유기물질을 아래서 증발증착시키는 상향식 방법을 채택해왔다. 하지만 그것보다 더 큰 8세대 이상의 대형 기판을 제작할 경우에는 상향식 증발증착 방식이 적용되기 어려웠다.
 
대형기판의 경우 공정이 진행되는 진공 챔버 위쪽에 고정하기 힘들고 기판을 올렸을 때 큰 크기로 인해 가운데로 휘는 현상이 발생하기 때문이다. 이로 인해 제품의 완성품 비율인 수율이 매우 낮았다. 현재 시판되는 55인치 OLED TV 가격이 1,000만 원대로 높게 형성되는 이유가 바로 여기 있다.
 
하향식 증발증착기술은 상향식과는 반대로 기판을 아래에 두고 유기물질을 위에서 증발증착시키는 방식으로 대형 기판 이송이 쉽고 기판의 처짐 현상도 없을 뿐만 아니라 재료 사용효율이 높다는 특징을 가지고 있다.
 
그동안 하향식 증발증착기술은 ▲ 증발되는 유기물질이 아래 기판으로 이동하지 않고 챔버 위쪽에 증착되는 현상 ▲ 분말로 되어 있는 유기물질을 가열할 시 기판에 낙하하여 수율을 낮추는 현상 ▲ 유기물질이 분출되는 출구에 유기물질이 증착되어 막히는 현상 등의 문제점이 있어 활용에 어려움이 있었다.
 
KRISS 이주인, 김정형 박사팀은 광산란 및 광반사 기술을 하향식 증발증착기술에 적용하여 증발된 고분자 유기물질을 원하는 기판 위치로 이동시키고 분말입자의 낙하를 막는 기술을 개발했다. 또한 고주파 유도가열 방식을 적용하여 노즐에 유기물질이 증착되는 현상을 예방할 수 있는 것을 실험을 통해 입증했고, 고온 가열을 필요로 하는 금속의 하향식 증착 기술도 개발했다. 해당 기술을 국내 특허출원하고 해외 특허출원을 준비 중이다.
 
이번에 개발된 기술을 통해 8세대 이상의 OLED의 기판 제작이 가능해짐에 따라 OLED 디스플레이의 대형화와 관련 제작공정의 효율성이 획기적으로 높아질 수 있다. 8세대 대형 기판은 55인치 기판 6장이 합쳐진 크기로 산술적으로 한 번의 공정으로 6배의 효과를 누릴 수 있는 것이다.
 
또한 고가의 원료인 유기고분자 물질 사용효율을 50%이상 높일 수 있어 공정단가와 더블어 제품의 가격을 상당부분 낮출 수 있다.
 
KRISS 이주인 박사는 "이번 연구 성과는 관련 기존의 문제점을 모두 해결한 무결점의 하향식 증발증착기술로서 곧바로 제작 공정에 적용 가능하다."고 말하며 "전 세계의 TV 제작형태가 LCD에서 OLED 방식으로 넘어가고 있는 만큼 본 기술은 향후 디스플레이 시장의 일대 변화를 일으킬 수 있을 정도로 파급력이 크다."고 말했다.