- 삼성디스플레이 2024년 목표…BOE, 하프컷 도입

[디지털데일리 김도현 기자] 유기발광다이오드(OLED) 산업이 기지개를 켰다. 스마트폰에 이어 노트북, 태블릿, 자동차 등으로 OLED 응용처가 확대된 덕분이다. 디스플레이 제조사들은 수요 증대에 맞춰 생산성 향상 작업을 진행 중이다. 유리 원장을 6세대(1500x1850mm)에서 8세대(2200x2500mm)로 전환하는 것이 대표적이다.

18일 업계에 따르면 삼성디스플레이와 LG디스플레이, 중국 BOE 등 OLED ‘빅3’ 업체는 8세대 정보기술(IT)용 OLED 라인 구축에 돌입한 상태다.

그동안 OLED는 중소형과 대형으로 구분됐다. 두 제품의 가장 큰 차이는 각각 파인메탈마스크(FMM), 오픈메탈마스크(OMM)를 사용한다는 점이다.

우선 FMM은 미세한 구멍이 뚫린 마스크다. 적색·녹색·청색(RGB) 유기물을 가열해 증발시켜 입힐(증착) 때 ‘모양 자’ 역할을 한다. 주전자에 물을 끓이면 뚜껑에 수증기가 맺히는데 뚜껑 아래 FMM을 부착해 물방울이 섞이지 않도록 하는 방식이다. 이렇게 하면 말 그대로 RGB OLED를 구현할 수 있다.
다만 FMM이 워낙 얇아 일정 크기가 넘어가면 처짐 현상이 발생한다. 최대치가 6세대였고 해당 기술은 스마트폰용 OLED 정도에만 사용됐다. 7세대(1870x2200mm) 이상 원장에서 생산된 OLED용는 FMM을 쓸 수 없어 OMM을 활용했다. 액자 형태 OMM는 테두리만 가리고 중앙 부분은 뚫린 마스크다. LG디스플레이의 경우 RGB를 수직으로 쌓아 백색(W)이 나오도록 만들고 컬러필터를 덧대 색을 내는 방식으로 대형 OLED를 만들고 있다. 이를 WOLED라 부르는 이유다.

분야가 확실히 구분됐으나 앞서 언급한 대로 OLED 시장이 급성장하면서 RGB OLED 원장 확장을 통해 채산성을 높이기로 했다. 가령 8세대에서는 34인치 12장, 32인치 6장을 뽑아낼 수 있는데 6세대 대비 약 1.6배 면취율이 높다. 면취율은 원장을 잘랐을 때 쓸 수 있는 면적의 비율을 일컫는다.

업계에서는 더 큰 FMM을 활용하기 위해 공정 전환을 고려하고 있다. 처지지 않도록 FMM을 세워 수직 증착을 시도 중이다. 현재 삼성디스플레이는 일본 알박과 해당 설비를 개발해오고 있다. 옆으로 증착하기 위해 더 높은 온도가 필요하고 기존 매커니즘 수정이 필요하다. FMM을 평평하게 당겨주는 인장기 기술도 따라와줘야 한다. 이에 난항을 겪었으나 어느 정도 진척을 이뤄 초도 설비 계약까지 마친 것으로 알려졌다.

삼성디스플레이는 이르면 올해 안으로 8세대 관련 장비 발주에 돌입할 예정이다. 증착기 외에 다른 장비 협력사들도 일정을 맞추기 위해 고군분투하고 있다는 후문이다. 내년부터 장비 투입되고 이듬해부터 양산 개시가 예상 시간표다. 지난 최주선 삼성디스플레이 사장은 8세대 IT용 투자를 공식화하면서 “2024년 가동 목표로 글로벌 고객사와 협력해 IT와 자동차용 패널 사업을 키울 것”이라고 말했다.
경쟁사는 하프컷 방식으로 8세대 라인 꾸리기에 나선다. 하프컷은 원장을 반으로 잘라 유기물을 증착하는 기술로 6세대에서도 쓰인 바 있다. BOE는 일본 캐논도키, LG디스플레이는 선익시스템과 손잡았다.

자르는 등 추가 공정이 수반돼야 하나 기존에 활용된 공법인 만큼 수직 증착보다는 조기 구현에 유리하다는 평가를 받는다. 이미 BOE는 캐논도키로부터 8세대 하프컷 증착기를 주문한 것으로 전해졌다. 삼성디스플레이보다 이른 시점에 전용라인이 마련될 수 있다는 의미다. 하프컷은 풀컷 대비 면취율이 떨어지기 때문에 장기적으로는 BOE도 수직 증착에 도전할 것으로 보인다.

LG디스플레이는 유기물층을 2개로 쌓는 ‘투 스택 탠덤’ 구조 8세대 OLED를 준비 중이다. 시간이 좀 걸리더라도 애플이 선호하는 투 스택을 고수하겠다는 입장이다. 삼성디스플레이 역시 하프컷과 투 스택 등을 적용하는 방안도 고려 중이다. 실제로 캐논도키와 장비 관련 논의가 진행되고 있기도 하다.

한편 애플은 2024년부터 아이패드 등에 OLED를 탑재할 전망이다. 디스플레이 제조사는 초기에는 6세대 라인을 통해 대응하고 8세대 라인이 안정화하는 대로 생산 체제를 전환할 방침이다.