[서울=뉴스핌] 이승우 기자 = LG디스플레이가 차세대 유기발광다이오드(OLED) 기술인 'FLiPP(플립, FMM-Less innovative Pixel Patterning)'을 기반으로 시장을 주도하겠다고 밝혔다. 중소형과 대형으로 나뉘어 있던 OLED 제조 방식의 장점을 합쳐 경쟁사가 따라오기 어려운 기술 장벽을 쌓겠다는 전략이다.

LG디스플레이는 플립을 8세대 원장(Mother Glass)을 사용하는 세계 최초이자 유일한 차세대 RGB OLED 패터닝 공정으로 내세우고 있다. 4조원대 신규 투자를 단행해 8.6세대 IT OLED 시장을 겨냥한 경쟁사와 달리 기존 8세대 인프라의 생산 경쟁력에 독자적으로 구현한 OLED 기술력을 결합하겠다는 각오다.

최영석 LG디스플레이 최고기술책임자(CTO)는 8일 온라인 테크세미나를 통해 "차세대 OLED 패터닝 기술 플립은 현존하는 8세대 최고 공정 혁신으로 디스플레이 업계가 도전하기 어렵고 두려움을 느끼게 할 해자(垓子) 역할을 해 줄 것"이라고 말했다.

◆ FMM·OMM 장점만 채택..."크고 좋은 OLED, 싸게 만든다"

디스플레이 업계에 따르면, 현재 OLED 공적 방식은 크게 두가지로 나뉜다. 중소형 OLED는 마스크 위에 유기물을 증착하는 FMM(Fine Metal Mask) 방식으로, 대형 OLED는 기판 전체에 유기물을 증착하는 OMM(Open Metal Mask) 방식으로 만든다.

FMM은 적·녹·청(RGB)을 각각 따로 구현해 소비전력 등에서 유리하지만 대형화에 한계가 있다. OMM은 대면적에 유리하지만 RGB를 독립적으로 구현하지 못해 컬러필터의 도움을 받아야 한다.

노트북·태블릿용 IT OLED는 두 영역 사이에 있다. 현재 업계는 IT OLED도 FMM 방식으로 생산하고 있지만 FMM은 크기가 커질수록 금속판이 처져 원장을 반으로 잘라 써야 하고, 마스크 제작·관리 비용과 불량 부담도 크다. FMM은 제작, 관리비와 불량으로 인한 품질비용이 한 모델당 연간 수백억원의 비용이 발생한다.

플립은 FMM 없이 기판 전체에 유기물을 증착한 뒤 포토리소그래피 공정으로 필요한 부분만 남겨 RGB 픽셀을 만드는 기술이다. LG디스플레이는 수분에 민감한 OLED를 보호하면서 픽셀마다 전원을 따로 공급하고, 필요한 부분만 정밀하게 식각하는 기술을 확보했다.

조흥열 LG디스플레이 차세대디스플레이담당 상무는 "대면적의 제약도 없고 성능도 올릴 수 있는 두 장점을 조합하고 융합한 플랫폼"이라고 설명했다.

FMM을 없앤 플립 공정의 효과는 성능에서 나타난다. 픽셀 사이 금속판이 차지하던 공간이 줄어들어 개구율(빛을 내는 면적)이 42%에서 65%로 넓어진다. FMM 대시 휘도를 1.6배 높이고, 수명을 2.4배 늘리면서 소비전력은 13% 줄일 수 있다.

생산 효율도 높아진다. 8세대 원장을 반으로 잘라야 했다. 플립은 원장을 통째로 사용할 수 잇어서 면취 효율이 75%에서 93%로, 재료 효율은 40%에서 74%로 높아진다.

◆ 수조원 투자는 없다..."기존 인프라에 플립 기술 더한다"

경쟁사들은 IT OLED 시장을 겨냥해 8.6세대 전용 라인 투자에 나섰다. 삼성디스플레이는 2023년부터 4조1000억원을 투입해 충남 아산에 8.6세대 IT OLED 라인을 구축했고, 지난 7월 양산에 들어갔다. 중국 BOE와 비전옥스 등도 8.6세대 라인 구축에 속도를 내고 있다.

반면 LG디스플레이는 대규모 인프라 투자 대신 기술 우위를 내세워 IT OLED 시장에서 경쟁하겠다는 방침이다. 삼성디스플레이는 8.6세대 IT OLED 생산라인 구축에 4조1000억원을 투자한 것과 대비된다.

LG디스플레이는 2013년 세계 최초로 양산한 WOLED 생산 라인을 활용한다는 계획이다. TV용 WOLED 라인의 인라인 증착 방식을 그대로 활용해 증착 공정 시간도 40% 줄어든다. 이론상 1인치대 웨어러블부터 100인치 이상 TV까지 하나의 원장에서 생산할 수 있다. 

WOLED와 플립을 병행 생산하면 운영 효율을 최적화할 수 있다는 구상이다. 최 CTO는 "제품 사이즈, 인치, 애플리케이션에 상관없이 생산이 가능하다"며 "8.6세대 신규 투자 대비 상대적으로 적은 비용을 투입해서도 큰 효과를 누릴 수 있다"고 말했다.

이어 조 상무는 "향후 1년간은 그대로 쓰는 설비, 개조해야 하는 설비, 어쩔 수 없이 사야 하는 설비를 구분하는 작업이 이뤄질 것"이라고 밝혔다.

◆ "TV·스마트폰 모두 해본 회사만 가능"…IT OLED 진입장벽 구축 

LG디스플레이는 플립 구현의 배경으로 TV와 스마트폰 두 분야를 모두 경험한 점을 내세웠다. OLED TV에서는 OMM 방식을, 스마트폰에서는 FMM 방식을 다뤘다. 박막트랜지스터(TFT)도 옥사이드와 저온다결정실리콘(LTPS)을 모두 경험했다. 탠덤 기술 등 화이트·RGB OLED 소자 역량도 갖췄다. 조 상무는 "왼손과 오른손의 기술을 모두 축적한 경험을 바탕으로 플립의 노하우가 빠르게 쌓이고 있다"고 말했다.

LG디스플레이는 태블릿과 노트북 등 IT용 패널에 플립을 먼저 적용한 뒤 웨어러블부터 TV까지 확장한다는 계획이다. 조 상무는 "이러한 핵심 역량을 바탕으로 IT OLED 시장에서 진입장벽을 구축하고 기술 리더십을 확보하겠다"고 밝혔다.

다만 현재 플립은 기술 개발 단계로, 양산 시기를 정하기 전 제품 개발과 고객사 확보가 우선해야 한다. 최 CTO는 "양산은 향후 몇 년 후에야 가능할 것 같다"며 "기술 개발 단계에 있고, 고객사도 아직 미정인 상태"라고 했다. 

raul1649@newspim.com