▲ 표준연 이주인 박사와 김정형 박사가 소형 하향식 증발증착 장비를 통해 관련 실험데이터를 점검하고 있다. .

차세대 고화질 디스플레이로 각광받고 있는 OLED(유기발광다이오드)가 TV 등에 본격 적용되고 있는 가운데 제작비용을 획기적으로 낮춰 대면적으로 대량생산이 가능한 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국표준과학연구원(원장 강대임)은 나노측정센터 이주인, 진공기술센터 김정형 박사팀이 8세대(2,200mm X 2,500mm)이상 크기의 OLED 대량생산이 가능한 하향식 증발증착 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구개발은 미래창조과학부(장관 최문기) ‘신기술융합성장동력사업’의 지원을 받았다.

5.5세대 이하 OLED 기판은 진공 챔버 위에 두고 유기물질을 아래서 증발·증착시키는 상향식 방법을 채택해왔다. 그러나 기판이 대형화되면서 진공 챔버 위쪽에 고정하기 힘들고 기판을 올렸을 때 큰 크기로 인해 가운데로 휘는 현상이 발생해 수율이 매우 낮은 문제점이 있었다.

반대로 기판을 아래에 두고 유기물질을 위에서 증발·증착시키는 하향식 증발증착기술은 이러한 문제점들을 해결할 수 있으나 유기물질이 아래로 이동하지 못하는 현상과 유기물질을 분출하는 출구가 막혀버리는 현상 등이 발생해 업계의 고민이 컸다.

이에 이주인, 김정형 박사팀은 광산란 및 광반사 기술을 하향식 증발증착기술에 적용해 증발된 고분자 유기물질을 원하는 기판 위치로 이동시키고 분말입자의 낙하를 막는 기술을 개발했다. 또한 고주파 유도가열 방식을 적용하여 노즐에 유기물질이 증착되는 현상을 예방할 수 있음을 실험을 통해 입증했다. 또한 고온 가열을 필요로 하는 금속의 하향식 증착 기술도 개발했다.

이번에 개발된 기술을 통해 8세대 이상의 OLED의 기판 제작이 가능해짐에 따라 OLED 디스플레이의 대형화와 관련 제작공정의 효율성이 획기적으로 높아질 수 있게 됐다. 또한 고가의 원료인 유기고분자 물질 사용효율을 50% 이상 높일 수 있어 제품원가 및 가격 하락이 기대되고 있다.

이주인 박사는 “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.

한편 OLED 패널은 스마트폰을 시작으로 태블릿 PC, 노트북, TV 등에 적용되면서 대면적에 대한 수요가 늘고 있다. OLED TV 세계 수요(55인치 기준)는 2015년까지 연평균 388 % 급증해 약 26조원의 시장을 형성할 것으로 추정되고 있다.