카운터포인트리서치 이재호 연구위원
LG 디스플레이 (LGD)는 8월 19일 부산에서 열린 IMID에서 세계 최초로 G8.5에서 생산한 mask-less 27″ 패널을 전시했다. 야심차게 ‘World’s 1st FMM-less with G8.5 Full Glass’ 라는 표현을 쓴 건 의지의 표출이 아닐까 싶다. Visionox V5는 G8.7 full 사이즈가 아닌 half 사이즈로 공정을 진행한다.
Source : LG Display
삼성디스플레이 (SDC)에서 A6를 투자하기 전에 fine metal mask (FMM) 방식을 먼저 검토했던 것은 LGD이다. 당시 LGD는 증착기 메이커인 캐논 토키와 선익 시스템에 개발 요청했으며 세계 최초로 투자를 하려 했으나 코로나 이후 수익성 악화로 인해 결국 투자를 보류했다. 초기 기판 사이즈도 G8.6을 검토했으나 BOE가 최초로 G8.7로 지정 후 SDC도 동참하면서 조금 더 큰 G8.7이 시장의 기준이 되었다. (필자는 늘 G8.6과 G8.7은 구분해서 말하고 있다.)
8세대 IT OLED는 패널사별로 3가지 방식으로 투자를 결정했다. 현재 SDC A6와 BOE B16은 FMM 방식으로 양산중이며, Visionox V5는 LGD와 비슷한 mask-less 방식으로 올해 4월부터 설비가 반입중이다. 아울러 CSOT T8은 RGB inkjet 방식으로 올해 10월부터 설비가 반입될 예정이다.
그렇다면 LGD는 왜 mask-less를 선택해야만 했을까?
우선 기술적인 부분부터 짚어봐야 할 것 같다. LGD는 G8.5 RGB inkjet을 가장 먼저 도입하려고 했다. 실제로 지금은 사업을 철수했지만 TEL社의 inkjet 설비로 OLED를 TV를 검토했었다.
FMM 방식은 이미 검토는 했지만 투자비 부담으로 인해 재검토는 안 하고 있다.
그래서 남은 선택지 중에 하나가 mask-less 방식이다. LGD는 FMM-Less Innovation Pixel Patterning (FLiPP)으로 로고상표 출원까지 했다. LGD는 경쟁 패널사와는 달리 G8.5 기판 사이즈를 선택했다. 이유는 간단하다. 기존 파주 P8 공장의 LCD 설비를 최대한 활용하겠다는 것이다. 화소 형성을 하는 frontplane의 증착기나 봉지공정, 포토, dry etch 등은 신규 설비가 필요하지만 TFT 역할을 하는 backplane은 일부 개조 등으로 재활용할 수 있어 초기 투자비는 절감할 수 있다.
Source : LG Display
LGD가 mask-less 방식을 도입했을 때의 고려해야 할 사항을 몇 가지로 정리했다.
이번 전시회에서는 27″를 G8.5 full 사이즈 기준으로 24매 생산 가능하다고 홍보했다. 단순히 G8.5와 G8.7의 면취율을 비교하면 G8.7이 유리하지만, LGD는 G8.5 full 사이즈로 증착하기 때문에 G8.7 half 사이즈와 비교해 면취율에 대한 제약은 적을 것으로 보인다.
일본의 JDI에서 eLEAP이라는 기술로 개발했을 때 미국의 Applied Materials (AMAT)의 특허를 사용했었다. AMAT은 Visionox에 G6, G8.7에 증착기를 납품했으며, SDC의 G5.5 fab에도 개발기가 들어가 있다. 이에 비해 LGD는 대안으로 국내 야스社의 장비를 검토하고 있다. 야스는 WOLED의 오픈마스크 및 CSOT T8의 RGB inkjet의 공통층의 증착기를 담당하고 있다. 야스도 오랜기간동안 축적된 노하우가 있기 때문에 제조상 문제는 없어 보이지만, AMAT의 특허라는 리스크가 있어 이를 회피할 수 있는 방법을 검토했을 것이라 예상한다.
Mask-less는 증착시 메탈 마스크를 사용하지 않기 때문에 개구율이 좋아 휘도면에서 유리하다. 그러나 RGB OLED 형성을 위해 노광-식각-증착-봉지 공정이 수차례 반복되는 과정에서 패턴 형상이 변형될 수 있기 때문에 기술적으로 어려움이 많아 수율 측면에서는 불리할 수 있다.
그렇다면 LGD의 경쟁력과 차별화 포인트는 무엇일까?
보통 mask-less는 FMM에 비해 설비투자비가 저렴하다고 알려져 있다. FMM 증착기가 워낙 고가이며, 모델이 바뀔 때마다 새로운 FMM이 필요하며, 메탈 마스크 인장기, 마스크 세정기 등도 부가적으로 필요하다. 이에 비해 mask-less는 말그대로 마스크 없이 증착을 하기 때문에 증착기도 상대적으로 저렴하고 부대 설비도 필요가 없다. 하지만 노광으로 패턴을 구현 후 식각 (에칭)을 반복적으로 해야 하므로 이에 따르는 설비들이 필요하다.
또한 대부분의 패널사가 LTPS나 LTPO를 사용하지만 LGD는 oxide 방식을 검토하고 있다. LGD는 LCD 시절부터 Apple의 고이동도 패널을 양산한 노하우를 바탕으로 oxide에 대한 기술력과 이해도가 높다. 따라서 가변주사율을 활용하기 위해선 LTPO나 oxide를 고려해야 하는데 P8 설비의 활용 및 초기 투자비가 낮은 oxide가 최선의 선택이라고 볼 수 있다.
경쟁 패널사들의 G8.7 2027년 말 기준 총 생산능력은 75K sheet/월이 되어 모든 가동을 채울 순 없을 것이다. OLED IT 기기 시장은 점진적으로 확장되겠지만, LGD가 투자를 확정해서 양산까지 이르려면 2030년이 될 것으로 예상한다. 이미 양산중인 경쟁사와는 4년의 격차가 있겠지만, LCD IT 제품을 계속 생산하고 있는 LGD 입장에서는 자연스럽게 LCD에서 OLED로 전환을 도모하면 된다. 시장 분위기를 지속적으로 모니터링 할 수도 있으며 벤치마킹할 상황도 많을 것이다. 남은 기간동안 기술 난제해결 및 원가 경쟁력, 수익 창출을 위한 포트폴리오가 갖춰진다면 준비한 만큼 좋은 제품으로 경쟁을 펼칠 기회를 잡을 것으로 기대한다.
- Glass size
・G8.5 : 2200×2500 mm
・G8.6 : 2250×2600 mm
・G8.7 : 2290×2620 mm
약력
이재호 연구위원은 평판 디스플레이 분야에서 약 20년의 경력을 쌓았다. 2005년부터는 리소그래피 공급망에서 중요한 역할을 하는 선도적 광원·장비 기업인 우시오코리아(Ushio Korea)에 재직했다. 이 기간 동안 포토 및 증착 공정, FPD 기판 세정 공정에 사용되는 광원 및 관련 장비를 담당했다.
이후 DSCC에서는 디스플레이 장비 및 소재 부문 디렉터를 맡았으며, 현재 카운터포인트리서치에서 디스플레이, 디스플레이 장비투자(Capex), 디스플레이 기술 분야를 이끌고 있다.
- 본 기고문은 지디넷에 게재되었습니다. (링크)
