[이슈분석]플렉시블 디스플레이 어떻게 만드나

플렉시블 디스플레이로는 플렉시블 LCD와 플렉시블 OLED가 모두 개발되고 있지만, 시장에 먼저 나올 제품들은 플렉시블 OLED다.

플렉시블 OLED는 OLED를 제조하는 기본 공정에 플라스틱 기판을 만들기 위한 공정이 추가된다. 플라스틱을 사용하기 위해 봉지 공정도 다소 달라진다.

플라스틱 기판에 박막트랜지스터(TFT)를 형성하기 위해서는 완전히 다른 구조의 TFT 공정이 필요하다. TFT 공정은 열처리를 해야 하지만 플라스틱이 열에 약하기 때문이다. 기존 유리 공정을 응용하는 것이 새로운 소재와 TFT 공정이 개발되기까지 대안으로 활용되고 있다. 플라스틱 원료인 폴리이미드(PI) 용액을 유리 위에 코팅한 후에 TFT를 성형, 그 후 유리를 떼어내는 방식이 일반적이다. 유리를 떼어내는 데에는 레이저가 일반적으로 사용되고 있다.

기판 외에도 기존 OLED에 유리가 사용된 공정이 있다. 봉지 공정이다. OLED는 수분과 산소에 약해 이들로부터 보호해야 한다. OLED 발광 소재를 증착한 후 이를 밀봉하는 봉지 공정을 거치는 이유다. 주로 유리를 밀봉하는 방식이 채택됐지만, 플렉시블 OLED는 봉지 유리를 대체해야 한다. 삼성디스플레이는 유리 봉지를 대신해 바이텍스라는 유기물과 무기물을 층층이 쌓아 수분과 물의 침투를 막는 방식을 사용하고 있다. LG디스플레이는 별도의 에폭시 필름 층을 넣어 봉지 문제를 해결했다.

언브레이커블과 벤더블을 넘어 롤러블과 폴더블의 단계가 되기 위해서는 플라스틱 기판이 되는 폴리이미드(PI)의 복원력이 높아져야 한다. 또한 구부리거나 접어도 수분과 산소가 침투되지 않아야 한다.

전자부품연구원 한철종 플렉시블디스플레이연구센터장은 “과거에는 PI를 떼어내기 위해 냉동실에 넣었다가 분리할 정도였지만 이제는 자동 분리할 수 있는 기술들이 많이 개발됐다”며 “여전히 해결해야 할 과제가 많지만 기술 진전도 빠르게 이뤄지고 있다”고 말했다.

글라스 위에 폴리이미드(PI) 용액 코팅->PI 열경화(400~45℃)->TFT->OLED 증착 -> 봉지 ->유리 제거

글라스 -> TFT -> OLED 증착 -> 봉지

문보경기자 okmun@etnews.com