"플렉시블 OLED 핵심기술 봉지막, 삼성·LG가 세계 최고”

삼성 "다른 나라 기업도 연구 중지만 한국이 앞선 상황”

“플렉시블(flexible, 유연한) 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 핵심은 봉지(encapsulation, 유기 소자를 불순물로부터 보호하는 공정) 기술이다. 봉지 기술력은 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 세계 최고 수준이다.”

권정현 삼성디스플레이 책임연구원은 18일 서울 양재구 소재 aT센터에서 열린 ‘2019년 미래형 디스플레이 구현을 위한 신소재 신기술 개발 및 고기능 필름 활용 기술 세미나’에서 이 같이 말했다.

봉지 기술은 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 유기 소자를 대기 중 산소, 수분으로부터 보호하는 기술이다. 전류가 흐르면 자체 발광하는 OLED 유기 소자는 산소, 수분과 만나면 산화막, 수소 기포가 발생해 빛을 내지 못한다. 디스플레이에 어두운 부분(암전)이 발생하는 원인이기도 하다.

권정현 삼성디스플레이 책임연구원이 18일 열린 미래형 디스플레이 신소재 신기술 세미나에서 봉지막 기술에 대해 설명하고 있다.(사진=지디넷코리아)

전통적인 리지드(rigid, 딱딱한) OLED 디스플레이는 딱딱한 유리 소재의 봉지 기술을 활용해왔다. 그러나 플렉시블 OLED 디스플레이 시장이 점차 확대되고 봉지 소재도 유연성이 중요해지면서 굽힐 수 있는 얇은 필름 형태의 봉지막(Thin Film Encapsulation) 기술이 부상하고 있다. 문제는 외부 충격으로부터 유기 소자를 안전하게 보호하면서 접혔다가 다시 펴졌을 때 금(crack)이 발생하지 않는 탄탄하면서도 유연한 봉지막을 개발하는 것이 쉽지 않다는 점이다.

삼성디스플레이와 LG디스플레이는 각각 폴더블(foldable) OLED 패널, 롤러블(rollable) OLED 패널을 공개하면서 세계 최고 수준의 봉지막 기술력을 증명했다고 권 책임연구원은 설명했다. 삼성디스플레이의 폴더블 OLED 패널이 들어간 삼성전자의 폴더블 스마트폰 ‘갤럭시 폴드’는 오는 4월 출시도 앞두고 있다.

권 책임연구원은 “폴더블 스마트폰이 출시될 정도로 삼성디스플레이의 봉지막 기술력은 확보됐으며 세계 최고 수준이다. (중국 등) 다른 나라 기업들도 봉지막 기술을 연구하고 있지만 한국이 앞선 상황”이라고 말했다.

봉지막 기술은 스트레쳐블(stretchable), 웨어러블 전자기기 디스플레이로 이어지는 핵심 기반 기술이기도 하다. 세계 OLED 관련 기업, 학계는 잡아 늘리는 힘이나 심지어 세탁, 드라이클리닝 등 충격에도 버틸 수 있는 봉지막 기술을 선점하기 위해 집중 연구 중이다.

삼성디스플레이 역시 봉지막을 이루는 소재 종류와 소재별 두께, 소재 적층 방법, 적층 공정의 온도 등 여러 변수에 고려하며 봉지막 기술을 연구 개발 중이다. 권 책임연구원은 산소, 수분 외의 유기 소자 수명에 영향을 끼치는 자외선(UV)과 열도 차단하는 DBR(Distributed Bragg Reflecter) 필터도 개발 중이라고 밝혔다.

권 책임연구원은 “광학적 기능도 포함한 봉지막을 연구하다 DBR 필터를 개발했다. DBR 필터는 특정 파장대 빛을 반사할 수 있다”며 “실험해본 결과 기존 봉지막보다 DBR 필터를 포함한 봉지막이 우수한 (유기 소자의) 산화 방지 특성을 보였다. 물에 담가도 여전히 우수한 산화 방지 특성이 확인했다”고 강조했다.

이어 “업계에서는 차세대 봉지막 기술을 확보하기 위해 소재 연구도 활발하게 진행 중”이라며 “유기 소자가 예민한 만큼 기술 개발 과정에서 제약이 많지만 봉지막 기술 고도화에 성공해야 차세대 플렉시블 OLED 디스플레이 기술도 확보할 수 있다”고 덧붙였다.