조관현 생기원 박사가 VR·AR용 기기의 디스플레이 해상도를 높이는 OLED 공정기술을 개발, 광학현미경으로 OLED 소자 패턴을 보여주고 있다.
생기원 제공
어둡고 선명도가 낮은 VR·AR(가상·증강현실) 기기의 디스플레이를 고해상도로 높일 수 있는 공정 기술이 개발됐다.
한국생산기술연구원은 조관현 박사 연구팀이 VR·AR용 OLED(유기발광다이오드) 화소를 유리 기판 위에서 제조, 세계 최고 수준인 1867 PPI 해상도를 구현하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.
가상·증강현실 기기의 디스플레이 화질을 높이려면 화소 집적도(PPI)를 향상시켜야 한다. 눈에 밀착해 착용하는 VR·AR 기기는 최소 1800 PPI가 돼야 한다. 이를 위해 스스로 빛을 내는 특성으로 화소 크기를 줄여도 광효율에 영향이 적고 색상 표현이 뛰어난 OLED가 적합하다.
연구팀은 빨강, 초록, 파랑 유기물질을 순서대로 증착하는 RGB 방식과 생산단가가 낮아 대형 디스플레이 제작에 유리한 유리 기판 방식의 장점을 살려 VR AR 기기에 적합한 고해상도 OLED 디스플레이 제조공정을 개발했다.
이 기술의 핵심은 OLED 용액을 13.6㎛ 간격으로 담을 수 있도록 여러 개의 마이크로 채널로 구성한 '특수용기'와 채널 속에만 용액이 달라붙게 만든 '선택적 표면처리 기법', 빛을 흡수해 열로 전환하는 '광열변환층' 등에 있다.
우선 특수 용기 위에 유리 기판을 놓은 다음, 그 아래에서 순간적으로 강한 빛을 내는 램프를 작동하면 광열변환층이 300도 이상의 열로 OLED 용액을 빠르게 기화시켜 정해진 간격대로 기판에 증착시킨다. 이 과정에서 기존 증착공정의 필수 소재인 '파인메탈마스크(FMM)'를 사용하지 않아도 된다. FMM은 미세한 구멍들이 촘촘히 뚫린 얇은 철판으로, 일본에서 100% 독점 생산하고 있다. 연구팀은 이런 공정기술을 토대로 OLED 디스플레이 해상도를 최대 1867 PPI를 달성했다고 설명했다.
조관현 생기원 박사는 "광열변환 연구경험과 노하우를 통해 유리기판에 RGB 방식의 OLED를 최적 조건으로 증착시킬 수 있었다"며 "앞으로 수 ㎛ 크기의 소자를 만들 수 있는 미세전자기계시스템(MEMS) 공정을 활용해 2000∼3000 PPI까지 해상도를 높이는 연구를 계속할 계획"이라고 말했다.
