한국기계연구원은 ㈜지제이엠과 공동으로 종이처럼 부드럽게 휘어지는 유기발광다이오드(OLED)를 만들 수 있는 300㎜급 롤투롤 생산 기술을 개발했다. OLED는 유기 화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 자체발광현상을 이용해 만든 디스플레이 소자로 반응속도가 LCD 대비 1000배 이상 빠르고 박막 공정이 가능해 차세대 플렉서블 디스플레이 소자로 주목받고 있다.

기계연 첨단생산장비연구본부 인쇄전자연구실은 기존 롤투롤 인쇄전자 기술을 OLED 생산 과정에 적용하는 데 성공했다. 롤투롤 진공증착 장비를 이용하면 롤 형태의 필름에 OLED 발광 유기층과 금속 전극층을 차례대로 증착하면서 하나의 진공 용기 안에서 유연한 OLED를 생산할 수 있다. 이 방법으로 1~수백 나노미터(㎚=10억 분의 1m) 수준의 매우 얇은 다층의 유기, 무기 박막으로 구성되며 각 층은 진공 열증착 공정을 거친 OLED를 생산할 수 있다.

기존에는 유연한 OLED 디스플레이를 만들기 위해 복잡한 공정을 거쳐야 했다. 유리판에 필름을 붙인 다음 그 위에 증착과정을 거치며 OLED를 만들고 다시 그 유리판에서 필름을 분리하는 방식을 이용해 이는 여러 개의 증착장비가 추가로 필요할 뿐 아니라 필름을 부착하고 분리하는 추가 공정이 필요하다는 단점이 있다.

이번에 개발된 기술을 적용하면 진공상태의 진공 용기 안에 롤 형태로 감겨있는 필름을 흐르게 한 뒤 그 위에 원하는 유기층과 무기층을 연속적으로 증착시키는 ‘다층 증착’ 공정으로 OLED를 제작할 수 있어 제작에 필요한 시간과 설비가 대폭 줄일 수 있다. 또 생산된 OLED는 기존 LED와 달리 점이 아닌 면 단위의 제작이 가능하고 유연한 성질로 원하는 모양을 만들 수 있다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com