고분자, 저분자 OLED

 

고분자, 저분자 OLED

 

OLED 디스플레이를 만드는데 필요한, 유기 발광 물질을 재료를 고분자 OLED, 또는 저분자 OLED라고 한다. 이 구분은 일반적으로 10,000g/mol(그램/몰) 수준 이상의 많은 분자량(분자의 질량)을 가진 물질을 뜻한다. 

 

영국의 캠브리지 대학에서 1990년도에 처음으로 고분자 OLED 재료를 이용한 논문을 발표했다. 고분자 OLED는 말 그대로 저분자에 비해 무겁고 복잡한 특성 때문에, 앞서 배운 증착공정으로 OLED 디스플레이를 만들 수 없고, 잉크젯 방식(일반 잉크 프린터를 생각하면 된다)

 

현재 잉크젯 방식은 디스플레이 제조업체에서 'Soluble' 방식이라고 불리고 있다. Soluble 공정은 용액화, 토출, Dry 공정순으로 진행된다. 

 

먼저 고분자 OLED 유기재료를 각각의 디스플레이 픽셀로 만들기 위해서는 해당 재료를 프린팅 할 수 있는 상태로 만들어 주는 공정이 필요하다. 이것이 용액화 공정이라고 하며, Red, Green, Blue 빛을 재는 각각의 유기재료를 Solvent에 녹여서 용액화하는 과정이 필요하다. 그리고 용액화한 재료를 프린팅 설비에 담는 작업을 거친다.

 

 

 

잉크젯 설비

 

 

프린팅 설비는 고정밀도가 필수적으로 필요한데, 기판 위에 원하는 위치에 아주 작은 단위로 픽셀을 만들어야 하기 때문에, 떨어뜨리는 위치와, 떨어뜨리는 양, 떨어뜨리는 속도, 적절한 챔버의 온도, 이물질이 없는 상태에서 프린팅이 완료되어야 한다. 해당 기술도 초기에는 평탄도와 품질면에서 수율이 제대로 나오지 않아 많은 어려움을 겪었으나, 현재 디스플레이 업체 삼성과 엘지에서는 어느 정도 기술과 품질인 안정화된 상태로 파악된다. 

 

프린팅을 완료한 후에는 Dry 공정이 이루어지는데, 이 공정에서는 액체 상태인 유기재료를 건조해 박막 현태의 픽셀을 만들어 OLED 디스플레이를 제작하게 된다. 고분자 OLED 방식은 이처럼 프린팅 방식을 사용하기 때문의 저분자 방식의 OLED 공정에서 쓰이는 증착공정이 필요 없다. 그래서 진공 챔버를 사용할 필요가 없어, 공정면에서 조금 더 단순한 방식이라고 생각하면 된다.

 

하지만 아직 남겨진 숙제는 많다. 해당 설비도 100% 국내 기술로는 만들 수 없다. 초정밀도를 가진 프린팅 장비는 국내 설비 업체에서 제대로 만들 수 없기 때문이다. 해당 장비를 만든다고 해도, 프린팅 설비의 핵심 유닛인 노즐은 해외 업체 것을 사용하고 있다. 국내 제조업의 한계라고 생각할 수 있다. 앞으로 대기업뿐만 아니라 중견, 중소기업도 같이 키워 나가려면 국내 반도체나 디스플레이 설비 업체의 발전도 함께 이뤄나가야지만 국내 제조업 성장에 긍정적인 영향이 만들어질 것이라고 판단된다.