[디지털데일리 한주엽기자] 미국 벤처 업체의 잉크젯 프린팅 증착 장비가 삼성디스플레이의 플렉시블 유기발광다이오드(OLED) 밀봉(Encapsulation 봉지) 공정 라인에 대량으로 도입된다.

19일 미국 카티바(Kateeva)는 자사 잉크젯 프린팅용 증착 장비인 ‘일드젯 플렉스(YIELDjet FLEX) : 박막봉지(Thin Film Encapsulation, TFE)’가 이달 말 아시아의 한 기업으로 출하될 예정이라고 밝혔다. 회사는 고객사 이름을 밝히진 않았으나 이 장비는 삼성디스플레이의 충남 아산시 탕정면 소재 신축 6세대(1500×1850㎜) A3 공장에 설치될 예정이다(관련기사). 카티바는 지난 9월 삼성벤처투자로부터 투자를 받은 바 있다.

봉지는 플렉시블 OLED 양산의 핵심 공정이다. OLED의 주 재료인 유기EL은 산소나 수분에 노출되면 제 기능을 잃어버린다. 기존 휘지않는(rigid) OLED 패널은 봉지 재료로 유리를 사용했지만, 휘어지는 플렉시블 디스플레이를 구현하려면 유리가 아닌 유연한 소재를 사용해야 한다. 삼성디스플레이는 지난 2010년 9월 미국 바이텍스사로부터 플렉시블 OLED 패널에 활용되는 박막봉지 기술인 TFE 특허를 매입한 바 있다. TFE는 플라스틱 기반 박막트랜지스터(TFT) 기판 위로 유기EL을 증착한 뒤 무기물(Inorganic)과 유기물(Organic)을 교차(7층)로 얹어 산소나 수분으로부터 유기EL을 보호하는 기술이다. 1미크론(micron, 1mm의 1000분의 1) 이하 두께의 무기물 층은 실질적 보호 역할을, 1~16미크론 두께의 유기물 층은 무기물 층을 평탄화해 봉지 층이 고르게 증착될 수 있도록 돕는 역할을 한다. 기존 TFE는 유기물을 완벽하게 보호해 주지만 층(layer)을 여러겹 얹어야하는 만큼 공정 시간이 오래 걸리는 것이 단점이었다. 특히 여러 층 중에 어디에라도 미세먼지가 들어가면 결함이 발생하고 증착되는 박막이 균일하지 못하면 화면 이미지를 왜곡시킨다. 이 때문에 삼성디스플레이는 박막 봉지 층을 줄이는 연구를 계속해왔다.

카티바의 일드젯 플렉스 : TFE는 잉크젯 프린팅 기법을 활용, 유기물 층을 균일하면서도 빠르게 증착한다. 진공 증착이 아닌 아닌 질소 챔버 안에서 작업을 진행하므로 공정 진행 시 발생할 수 있는 미세먼지 수준을 10분의 1로 줄였다는 것이 회사 측의 설명이다. 이 장비는 8세대 기판 크기까지 확장할 수 있는 것도 특징이다. 대면적 플렉시블 OLED 패널을 생산할 때도 이 장비가 활용될 수 있다는 의미다. 코너 매디건 카티바 공동창업자는 “상상 속의 플렉시블 OLED 패널을 저렴한 비용으로 대량 생산할 수 있도록 돕는 장비”라고 일드젯 플렉스 : TFE를 소개했다. 카티바는 19일(현지시각)부터 20일까지 미국 산타클라라에서 열리는 프린티드 일렉트로닉스 USA 2014에서 해당 장비의 주요 사양을 소개할 예정이다.

삼성디스플레이는 카티바의 일드젯 플렉스 : TFE를 유기물 봉지 증착에, 어플라이드머티어리얼즈의 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 장비를 무기물 봉지 증착에 활용한다. 잉크젯 프린팅과 CVD 증착을 동시에 활용한다는 점에서 하이브리드 봉지 방식이라 불린다. 기존 7개의 층을 무기-유기-무기-유기-무기 5개 층으로 줄였다. 7개였던 층수가 5층으로 줄어든데다 각 장비의 성능도 크게 향상돼 생산성이 상당히 개선됐을 것으로 전문가들은 관측하고 있다. 이는 원가 절감을 의미하는 것이다.

삼성디스플레이는 무기물 봉지 증착 장비로 CVD 대신 원자층증착(Atomic Layer Deposition ALD) 기술도 고려하고 있다. 미국 비코가 관련 테스트 장비를 이미 공급했다. 비코는 작년 10월 ALD 업체인 시노스(Synos)를 인수하며 관련 기술을 확보한 바 있다. 비코의 패스트-ALD는 경쟁사 제품 대비 10배 빠른 속도를 갖추면서도 100도씨 아래의 비교적 낮은 온도에서도 증착이 가능한 장점을 보유하고 있다.

<한주엽 기자>powerusr@ddaily.co.kr