마이크로 디스플레이 업계, 연내 원자현미경 도입…수율 향상 총력

국내 주요 전자업체, LEDoS 개발 위해 AFM 장비 발주

국내 주요 전자업체가 올해 초 웨어러블 기기용 LEDoS(LED on silicon; 레도스) 개발을 위한 AFM(원자현미경) 장비를 첫 발주한 것으로 파악됐다.

AFM은 나노미터 수준까지 분석할 수 있는 계측 기술이다. 기존에는 대면적 패널의 샘플을 검사하는 데 쓰여 온 장비로, 올해부터는 국내 마이크로 디스플레이의 개발 가속화에도 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

23일 업계에 따르면 국내 주요 전자업체는 레도스 기술 개발을 위해 올 하반기 AFM 장비를 도입할 계획이다.

적용 기술별 마이크로 디스플레이 패널 구조(사진=삼성디스플레이 뉴스룸)

레도스는 OLED의 뒤를 이을 차세대 디스플레이로 주목받는 '마이크로 디스플레이'의 한 종류로 분류된다. 마이크로 디스플레이는 1인치(2.54cm) 내외의 작은 크기에 수천 PPI(인치 당 픽셀 수) 수준의 높은 픽셀 집적도를 갖춘 초고해상도 디스플레이를 통칭하는 용어다.

레도스는 무기물인 발광다이오드(LED)를 기존 유리기판이 아닌 실리콘 기판 위에 증착하는 것이 가장 큰 특징이다. 실리콘 기판은 유리 대비 회로의 전자 이동 속도가 빠르다. 덕분에 패널의 응답속도를 높이거나 화질을 더 선명하게 구현하는 데 유리하다.

다만 레도스는 기판 변경 및 픽셀 집적도 향상에 따른 개발 난이도가 높다. 현재 수율 관리는 물론, 웨어러블 기기가 요구하는 고휘도 패널 구현에도 어려움을 겪고 있는 것으로 알려졌다.

이에 국내 주요 전자업체는 올해 초 레도스 패널 개발 라인에 들일 AFM 장비를 주문했다. AR(증강현실)·XR(확장현실) 등 웨어러블 기기용 패널 개발을 겨냥한 투자다. 해당 장비는 올해 하반기 중으로 설치가 완료될 예정이다.

AFM은 탐침을 시료 표면에 원자 단위까지 접근시키고, 탐침과 표면 간의 상호작용을 통해 시료를 계측하는 장비다. 기존에 쓰이던 전자현미경(SEM) 대비 매우 정밀한 수 나노미터(nm) 수준의 계측이 가능하다.

그간 AFM은 국내 주요 디스플레이 제조업체들이 생산하는 대형 디스플레이 샘플의 거칠기, 단차 등을 계측하는 데 활용돼 왔다. 레도스용 라인을 위한 발주는 올해가 처음인 것으로 알려졌다.

디스플레이 업계 관계자는 "레도스, 올레도스 등 마이크로 디스플레이 개발이 당초 예상보다 어렵다보니 정밀한 계측에 대한 수요도 높아지는 추세"라며 "레도스용으로는 최소한 3천 PPI를 달성하기 위한 패널 검사에 AFM이 도입되는 것으로 안다"고 밝혔다.

한편 시장조사업체 옴디아에 따르면 AR디스플레이 시장에서 레도스 패널의 점유율은 23년 5.4%에서 24년 12.6%, 25년 27.1%, 26년 45.6%으로 급성장할 전망이다.