국내 중소기업 웨이브일렉트로닉스가 중소형 유기발광다이오드176(OLED)용 섀도마스크(Shadow Mask) 국산화 개발 9부 능선을 넘었다. 조만간 디스플레이 생산라인에서 양산성을 검증해 생산 가능성을 타진한다. 일본 기업이 독식한 섀도마스크 시장에 처음으로 국내 기업이 진입할지 여부에 관심이 집중됐다.
웨이브일렉트로닉스(대표 박천석)는 6여년간 연구개발한 중소형 디스플레이용 섀도마스크 프로젝트 마무리 단계에 진입했다. 당초 작년에 개발을 마치고 올 상반기 양산을 시작하는 게 목표였으나 열팽창계수(CTE)를 더 낮추는 데 시간이 걸리면서 목표 시점보다 다소 늦게 양산성 검증을 하게 됐다.
중소형 OLED용 섀도마스크 시장은 일본 다이니폰프린팅(DNP)이 삼성디스플레이에 단독 공급해 세계시장을 독점하다시피 했다. 일본 토판프린팅이 LG디스플레이에 공급하며 경쟁하지만 아직 생산량이 많지 않다.
섀도마스크는 유기발광다이오드(OLED) 유기물질을 원하는 지점에 미세하게 증착시키는 소모성 핵심 부품이다. 종이보다 얇은 메탈 소재 판에 마이크로미터(㎛) 수준의 수많은 작은 구멍이 뚫려있다. 파인메탈마스크(FMM) 공정에서 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 유기물을 증착해 화소를 형성하는 데 사용한다.
워낙 구멍이 작은데다 기체화한 유기물을 기판에 증착할 때 섀도마스크 두께와 증착 방향 때문에 각이 생겨 유기물 패턴이 겹쳐 증착되는 구간(Shadow Distance)이 발생한다. 이 섀도 구간이 커질수록 전체 해상도가 낮아져 고해상도 패널을 구현하기 힘들어지는 문제가 생긴다. 섀도마스크 두께를 줄이면 문제를 완화할 수 있다. 워낙 기술 난도가 높아 국산 기술 제품으로 양산 라인에 적용된 사례가 없다.
웨이브일렉트로닉스는 기존 일본 경쟁사가 공급하는 스마트폰용 QHD 해상도 제품을 대체할 수 있는 섀도마스크를 개발했다. 열팽창계수(CTE)가 낮은 인바(Invar) 소재를 기판에 얇게 도금하는 핵심 기술을 보유했다.
증착 공정에서 가루로 된 유기물질을 기화시킬 때 높은 열이 필요하다. 이 과정에서 섀도마스크가 열로 인해 온도가 높아지면 팽창하게 되므로 패터닝 위치가 바뀌게 돼 정확한 위치에 증착시키기 힘들어진다. 웨이브일렉트로닉스는 열팽창계수를 낮춘 도금 인바 시트를 제작해 기존 제품보다 더 정확하게 패터닝할 수 있도록 구현했다.
웨이브일렉트로닉스 관계자는 “낮은 열팽창계수를 구현하는 데 집중했고 조만간 패널 제조사 생산라인에서 개발 결과를 검증할 예정”이라며 “연내 양산에 성공하는 게 목표”라고 말했다. 또 “플래그십 스마트폰 시장 진입을 목표로 QHD 해상도는 물론 UHD 해상도 제품도 꾸준히 개발하고 있다”며 “인바 도금 분야에서 세계 최고 기술력을 자부한다”고 덧붙였다.
시장조사업체 IHS마킷은 6세대 OLED 생산라인 투자가 늘고 있어 중소형 OLED용 섀도마스크 시장이 2016년 1억6500만달러에서 2019년 6억달러 규모로 성장할 것으로 내다봤다.
