▲ 최경현 제주대 교수가 롤투롤 연속공정 기반 저온상압 패턴 증착 장비를 소개하고 있다.

제주대 등 국내 산학연이 공동으로 OLED 패널 성능 향상에 기여할 장비를 개발하는데 성공했다.

제주대학교 최경현 교수 연구팀은 LG전자, LG디스플레이, (주)토바, 한국생산기술연구원, 건국대, 경희, 한국디스플레이연구조합 등 공동연구개발을 통해 ‘롤투롤 연속공정 기반 저온·상압 패턴 증착 장비(ALD)’를 개발했다고 28일 밝혔다.

ALD는 원자층 증착법을 이용한 증착공정 기술로, ALD 금속을 포함한 원료와 반응 가스를 교차하며 주입해 원자 단위로 박막을 성장시키는 방식이다. 균일도가 높은 치밀한 박막을 넓은 면적으로 성장시킬 수 있어 기존의 CVD 방식보다 플렉서블 OLED 패널의 수명과 성능을 끌어올릴 수 있다.

현재까지 적용되고 있는 OLED 봉지공정은 PECVD를 이용한 진공상태에서의 무기물 박막 증착, 잉크젯 장비를 이용한 유기물 박막 증착을 반복적으로 3~5회 진행하는 Vitex社 방식이다. 플렉서블 OLED의 성능 향상과 공정단순화를 위한 롤투롤 방식의 ALD 기술 연구와 테스트가 지속되고 있으나, 진공 챔버 기반 고가의 대형 장비이며 필름 전면에 대한 박막 증착공정용 소자 제조를 위한 선택적 박막 패턴 형성을 구현할 수 없는 한계가 있다.

이에 제주대 연구팀은 저온·상압 환경에서의 고품질 및 고균일한 박막 패턴 제조가 가능한 원천 기술과 롤투롤 연속공정 상에서 고품질, 고균일성을 갖는 박막 패턴 원천 기술을 적용한 공정 장비를 개발했다.

유연성 필름소재에 증착 공정을 적용하기 위한 시간 분할 형태, 저온·상압 환경에서의 공정조건을 달성함으로서 OLED 봉지막 형성 공정방식에 새로운 가능성을 제시했으며, 용액소재 기반의 ±8um 이하의 위치정밀 마스킹 기술과 롤투롤 공정에서 선택적으로 마스킹을 제거하는 기술을 확보해 기존 ALD 기술의 단점을 개선했다.

이에 따라 봉지장비 시장의 변화가 예상되며, 기존 산업에서 활용하는 패턴 형성 기술뿐 아니라 스마트 센서, 유연소자, 웨어러블 소자 제작에 적용되는 유연성 필름에 나노급 고미세·고정밀 박막 패턴을 구현할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

최경현 제주대 교수는 “선택적 박막 패턴 증착 기술에 대한 원천기술을 확보함으로써 스마트 디바이스 산업 및 시장에서 새로운 공정 및 장비 산업을 창출하고 본 개발 장비로 대량 생산된 고품질의 스마트 디바이스는 선택적 박막 봉지, TFT, OLED 디스플레이, OPV 분야에 적용 가능한 유연소자로 기술시장 선점이 가능하여 산업적 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다”고 강조했다.

한편 이번 연구는 산업통상자원부의 산업원천기술개발사업을 통해 약 5년간 약 79억8천만원(정부출연금 62억원)이 투입됐다.