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“기존 장비를 그대로 이용하면서 새로운 공정 기술을 개발하는 것이 가장 어려웠던 것 같습니다. 여러 경쟁 기술도 빠르게 발전하는 만큼 SLS(Sequential Lateral Solidification) 기술이 보다 경쟁력을 가질 수 있도록 노력할 계획입니다.”
400여편의 논문이 제출된 IMID 2005의 최우수 논문인 기초원천기술상은 삼성SDI의 박혜향 전임 외 4명이 공동으로 작성한 ‘저온 다결정 실리콘의 SLS 결정화 방식의 균일성 개선(Uniformity Improvement of SLS Poly-Si TFT AMOLED)’이 수상했다.
이 논문은 능동형 OLED의 기판으로 사용되는 저온다결정 TFT(저온폴리) 결정화 기술 중 하나인 SLS의 특성을 개선한 결과물을 담은 것이다. 최근까지 능동형 OLED의 기판으로는 전자이동도가 높은 저온폴리 기판을 주로 사용해왔으며 저온폴리 기판은 아모퍼스 TFT를 레이저로 쏘거나 열을 가해 만들어진다.
SLS 기술은 아모퍼스 실리콘을 결정화하는 방법 중의 하나로 기존 방법에 비해 높은 전계 이동도를 가지고 대면적 프로세서가 가능하다는 장점을 갖고 있다. 그러나 SLS 방법은 장비상의 한계로 인해 레이저 빔 형상이 그대로 나타나고 기판 특성이 달라짐으로써 OLED도 결국 불균일한 특성을 낸다는 단점을 동시에 갖고 있었다.
박 전임은 “OLED는 저온폴리 LCD와 달리 불균일이 발생하면 성능에 치명적으로 작용한다”며 “이를 개선하기 위해 수많은 측정을 통해 SLS 결정화 과정에서 이러한 문제점이 발생하는 것을 알게 됐다”고 설명했다.
박 전임이 이를 개선하기 위해 찾은 방법은 마스크를 이용한 패터닝 기술과 보상회로를 적절히 이용하는 것. 이러한 기술을 적용해 SLS 결정화 방식에서 나타났던 40% 이상의 영상 불균일을 1.7%로 낮출 수 있었다. 또 TFT 특성의 불균일을 보상회로를 채택, 픽셀 간 휘도차를 상당부분 감소시킬 수 있게 됐다.
박 전임은 “SLS를 이용하면 디스플레이의 궁극적 목표인 SOG(System On Glass:LCD에 반도체까지 모두 내장하는 기술)에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 된다”며 “특히 4세대 이상의 대면적에서도 이 기술을 적용할 수 있어 AM OLED의 대형화에서 삼성SDI가 선도할 수 있는 기반이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
유형준기자@전자신문, hjyoo@