임정한 코닝 총괄 “커지는 8K 시대, 아스트라 글래스가 대세”

8K 디스플레이의 ‘고성능·수율 향상’에 최적합…10.5세대 대응도 가능

“코닝은 수년 전부터 8K 시장에 대비해왔다. 아스트라 글래스는 8K 옥사이드 TFT 백플레인에 최적화된 제품이다. 수요가 있는 모든 시장에 적극적으로 참여하겠다.” - 임정한 코닝 고성능 디스플레이 사업부 총괄.

코닝이 8K 디스플레이에 최적화된 기판 유리 ‘아스트라 글래스’를 출시하고, 본격적인 고객사 확보에 나섰다. 최근 삼성전자와 LG전자를 포함한 주요 글로벌 TV 업체들이 8K 해상도(7680×4320)를 갖춘 프리미엄 TV로 잇따라 내놓으며 경쟁을 벌이고 있기 때문이다.

8K 디스플레이는 기존 4K 디스플레이보다 두 배 많은 3천300만개의 픽셀을 제어해야한다. 그만큼 제조공정의 단순화와 디스플레이의 성능 향상이 요구된다.

임정한 코닝 고성능 디스플레이 사업부 총괄. (사진=코닝)

디스플레이 업계에서는 이에 수년간 8K 디스플레이 양산을 위해 옥사이드(Oxide·산화물) 박막트랜지스터(TFT) 기술에 대한 연구개발을 진행해왔다. 옥사이드 TFT는 기존의 주류 기술인 비정질 실리콘(a-Si)보다 전자 이동수가 10배가량 빠르면서 저온폴리실리콘(LTPS) 대비 공정 단계 수가 적어 경제성이 높은 게 특징이다.

간단히 말해 비정질 실리콘과 저온폴리실리콘의 간편성과 경제성, 대면적으로의 확장성을 갖춘 것이 옥사이드 TFT 기술이다.

코닝의 아스트라 글래스는 옥사이드 TFT에 최적화된 기판 유리다. 코닝은 수년간 글로벌 디스플레이 기업들과 협력해 옥사이드 TFT에 최적화된 8K 디스플레이용 유리 기판 연구개발을 해왔다.

임정한 코닝 고성능 디스플레이 사업부 총괄은 “패널 업체는 고성능 제품을 만들면서 이에 효과적으로 대응할 수 있는 다양한 고민을 하고 있다”며 “8K TV, OLED(유기발광다이오드) TV, 태블릿PC, 게이밍 모니터 등 고성능 기기에 대한 수요가 늘어나면서 새로운 방향으로 백플레인을 도입하는 것이 늘어나고 있다. 그 중 하나가 옥사이드이고, 코닝은 고객사와 논의해 옥사이드에 가장 최적화한 제품으로 아스트라를 내놓았다”고 설명했다.

옥사이드 TFT 백플레인은 8K 시장의 개화와 함께 지속적인 수요증가가 예상된다. 실제로 유리 기판 시장 성장을 주도하는 TV의 경우, 8K 개화로 인해 55인치 이상 대형 제품이 늘어나는 추세를 보인다.

시장조사업체 IHS 마킷에 따르면 8K TV 시장은 올해부터 빠른 성장세를 보일 전망이다. 8K TV 출하량은 지난해 1만9천대에서 올해 30만9천대로 급증할 것으로 예상된다. 2020년에는 142만8천대, 2021년에는 346만1천대, 2022년 504만6천대로 늘어날 전망이다.

임정한 총괄은 “패널 업체들은 고성능의 8K 디스플레이를 만들면서 효과적으로 대응할 수 있는 다양한 고민을 하고 있다. 이에 대한 해법으로 옥사이드 TFT 백플레인이 주목받고 있다”며 “아스트라 글래스는 고온 옥사이드까지 대응할 수 있도록 설계된 최적의 기판 유리다. 옥사이드는 앞으로 지속성장이 예상된다. 코닝은 시장의 수요가 있는 모든 곳에 적극적으로 참가할 계획이다. 어떤 세대이든 대응할 준비가 돼 있다"고 자신감을 내비쳤다.

또 “사실상 하이엔드 TV 시장 공략을 노리는 업체들은 모두 옥사이드를 채택하고 있다. 아스트라는 10.5세대까지 충분히 대응할 수 있는 제품”이라며 “유리 기판 시장을 주도하는 TV는 갈수록 대형인치와 되면서 기판 시장도 성장세에 있다. 65인치 이상 프리미엄 시장의 평균 성장률은 연간 20% 이상에 달한다. TV 사이즈는 2008년 45인치가 대세였지만, 2020년이 되면 50인치대가 대세를 이룰 것”이라고 전망했다.

나아가 “코닝의 아스트라 글래스는 치수 안정성과 열적 안정성, 무결점 표면 등 완성도 높은 8K 디스플레이의 요건을 만족시키는 제품이다. 6세대부터 8세대, 10.5세대까지 모두 대응할 수 있고, 이미 글로벌 패널 업체와 양산을 진행 중”이라며 “아스트라 글래스는 생산 수율을 개선하는 동시에 (패널 업체가 원하는) 목표 해상도를 달성할 수 있다. 현재는 TV뿐이지만 모니터도 충분히 가능한 이야기다. 아스트라 글래스의 타깃은 고성능 태블릿, 노트북까지 포함된다. 코닝은 어느 한쪽에 치중하지 않고 모든 수요에 대응할 준비가 돼 있다”고 강조했다.

코닝은 8K 시대를 맞아 아스트라 글래스의 성공을 확신했다. 업계 유일의 ▲낮은 총 피치 변동성(TPV) ▲총 두께 변동성(TTV) ▲유리 처짐(sag) 등의 강점을 갖춘 덕분이다.

낮은 총 피치 변동성이란 기판 유리가 TFT 백플레인 공정을 거치는 동안 발생하는 형태와 크기 변화를 의미한다. 기판 유리가 최적의 총 피치 변동성을 갖추기 위해서는 탄성 변형, 스트레스 이완, 수축 등의 변형 요인에 저항할 수 있는 물리적 속성 간의 균형을 갖춰야 한다.

총 두께 변동성은 특정 부위의 두께 변화를 의미한다. 기판 유리의 총 두께 변동성이 높으면 공정과정에서 디스플레이의 수율에 악영향을 줄 수 있다. 코닝은 독자적인 퓨전 공법을 통해 업계 최저 수준의 낮은 총 두께 변동성을 갖춘 유리를 제조한다.

고주현 코닝 글래스 테크놀로지스 디렉터는 이에 “코닝은 수년 전부터 8K 시장이 올 것이라고 판단해 고객사들과 이에 대응하기 위한 연구개발을 진행해왔다”며 “옥사이드에 대한 수요가 커진다는 것에 착안해 낮은 총 피치 변동성과 총 두께 변동성, 유리 처짐 향상을 이뤄냈다. 8K 양산에 존재하는 이슈(문제)를 적극적으로 반영해 고객이 원하는 것을 빠르게 출시할 수 있도록 만든 최적의 제품이 아스트라다”라고 강조했다.

고주현 코닝 글래스 테크놀로지스 디렉터가 아스트라 글래스의 장점을 설명하고 있다. (사진=코닝)

또 “패널사 입장에서는 얼마나 공정의 안정성을 유지하느냐가 중요한데 핵심은 총 피치 변동성의 컨트롤이다. 하나의 피치가 얼마나 일정하게 변화하느냐가 관건”이라며 “또 디스플레이의 해상도가 풀HD에서 4K로, 4K에서 8K로 갈 때 픽셀(화소의 최소 단위) 사이즈가 줄어든다. 각각의 픽셀을 알맞은 위치에 배치하기 위해서는 기판 유리의 두께 변동성이 중요해진다. 두께가 일정해야한다는 뜻이다. 두께 변동성이 좋지 않으면 최악의 경우, 픽셀이 섞이는 사태가 생길수도 있다"고 아스트라 글래스의 중요성을 설명했다.

아울러 “아스트라 글래스는 대형 인치에서 발생하는 처짐 현상도 방지할 수 있다. 디스플레이 공정이 6세대, 8세대, 10.5세대로 커지면 유리 기판의 크기가 커져 기판의 처짐에 대한 패널사의 관심이 높아진다. 패널사 입장에서는 처짐 방지를 위한 지지대의 구조를 정확히 바꿔주는 것도 중요하다”며 “(패널사는) 소재 업체에 처짐을 방지할 수 있는 소재를 요구한다. 아스트라 글래스는 이를 고려한 제품이다. 코닝은 소재의 밀도를 낮추고, 영률 또한 8K 디스플레이 최적화된 수준으로 맞췄다"고 자신했다.