제주대-펨스, OLED 디스플레이 공정 신기술 개발...수율 100% 세계 첫 달성

최경현 제주대 교수 연구팀 학생들이 리페어 프린팅 시스템을 이용해 디스플레이 전극 리페어 실험을 하고 있다.
최경현 제주대 교수 연구팀 학생들이 리페어 프린팅 시스템을 이용해 디스플레이 전극 리페어 실험을 하고 있다.

국내 대학과 기업이 손잡고 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 공정 수율을 100%로 끌어올리는 데 성공했다.

최경현 제주대학교 교수 연구팀(AMM연구실)과 펨스(대표 곽종갑)는 국내 처음으로 EHD(Electrohydrodynamic) 프린팅 기술을 이용한 선폭 3㎛급 디스플레이 전극 리페어 기술 개발에 성공했다고 14일 밝혔다.

이 기술을 이용하면 최첨단 OLED 디스플레이 수율을 100%까지 끌어올릴 수 있다.

최경현 교수는 “현재 OLED 디스플레이 최고 수율이 70% 정도”라며 “우리가 개발한 기술을 쓰면 나머지 30% 제품 불량도 복구(리페어)할 수 있어 궁극적으로 OLED 디스플레이 생산 수율을 100%로 끌어올릴 수 있다”고 밝혔다.

최 교수와 펨스는 기존 EHD 프린팅 기술에 새로운 공정 기술을 접목해 이 같은 성과를 얻었다.

EHD 프린팅은 잉크젯 프린팅 한 분야로 나노와 마이크론급 패턴을 프린팅하는 기술이다. 기존 잉크젯 방식보다 미세 선폭 패턴 구현에 유리하다. 폴리머 계열 등 다양한 소재에 적용이 가능해 기존 정량 토출과 미세패턴 제작기술 한계를 넘어설 수 있는 장점이 있다.

디스플레이 제조 공정 중 일부인 전극 리페어는 단락된 패턴을 이어주는 기술이다. 전극 패턴 결함 부분만 국부적으로 수리하기 때문에 디스플레이 생산 측면에서 보면 엄청난 고부가 기술이다.

최 교수는 “비접촉식 프린팅 공정을 이용한 선폭 3㎛ 이하 전극 리페어 기술을 개발한 것은 국내 처음이자 세계 처음”이라면서 “상온과 상압 환경에서 프린팅 시설구축이 가능할 뿐 아니라 초기 투자비용이 낮고 공정 전후 발생하는 유해물질이 하나도 없는 친환경 공정기술이기도 하다”고 덧붙였다.

최 교수가 개발한 기술은 전극 패턴 수율이 높지 않아 고민하고 있는 40인치 이상 대형 및 고성능 디스플레이 업계에 희소식이 될 전망이다.

디스플레이 분야 쌍두마차인 TFT LCD와 OLED는 제조 시 리페어 공정이 요구된다. TFT LCD 디스플레이는 TFT 어레이 제조 공정과 컬러필터 공정, 셀 공정 등 각 공정 마지막 단계에서 패턴 검사를 하고 불량 패턴은 리페어를 시행한다.

OLED 디스플레이 역시 셀 상태와 부품 조립을 마친 모듈 상태에서 리페어를 실시한다. 디스플레이 크기가 5인치 이하는 낮은 수율이 나오면 모듈을 폐기하는 것이 리페어보다 비용이 더 적게 들어간다.

5인치 이상은 리페어가 더 경제적이어서 5인치 이상 디스플레이에서 리페어 필요성이 높아지고 있다. 또 OLED 디스플레이는 육안으로 식별이 불가능한 5㎛ 이하 전극 선폭을 요구하는데 이번 제주대와 펨스가 공동 개발한 것은 3㎛ 이하 전극 리페어 기술이어서 OLED 디스플레이 제조 공정에 적합하다는 평가다.

최 교수와 펨스는 산업통상자원부 주관 2014년 기술료지원사업 지원을 받아 이 기술을 개발했다. 상용화는 펨스가 담당한다.

방은주기자 ejbang@etnews.com