한국기계연구원과 ㈜지제이엠 공동 연구팀은 종이처럼 휘어지는 유기발광다이오드(OLED)를 만들 수 있는 300mm급 롤투롤 생산기술을 개발했다고 30일 밝혔다.
OLED는 스스로 빛을 내는 자체 발광 디스플레이로, 반응 속도가 기존 액정표시장치(LCD)에 비해 1천배 이상 빠르고 박막 공정이 가능해 차세대 플렉서블 디스플레이용 소자로 주목받고 있다.
롤투롤(Roll-to-Roll) 공정은 종이·플라스틱 및 금박 등을 둘둘 마는 것처럼 연속적으로 인쇄해 대량생산이 가능한 기술이다.
롤투롤 인쇄전자 기술을 OLED 공정에 적용해 300mm 폭의 대면적으로 생산해 낸 것은 국내에서 이번이 처음이다.
연구팀은 롤투롤 진공증착 장비를 이용, 롤 형태의 필름에 OLED 발광 유기층과 금속 전극층을 차례로 증착해 유연한 OLED를 생산하는데 성공했다.
기존에는 유연한 OLED를 만들기 위해서는 유리판에 필름을 붙인 뒤 증착 과정을 거쳐 OLED를 만들고, 다시 유리판에서 필름과 OLED를 분리하는 등 복잡한 공정을 거쳐야 했다.
이번에 개발한 기술을 적용하면 챔버(진공 용기) 안에 롤 형태로 감겨있는 필름을 흐르게 한 뒤 그 안에 유기·무기층을 연속 증착시켜 OLED를 제작할 수 있다.
OLED 제작에 필요한 시간과 설비를 대폭 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
또 기존 LED와 달리 점이 아닌 면 단위의 제작이 가능하고, 유연한 성질로 원하는 모양을 만들 수 있어 조명산업에 우선 적용할 수 있다.
기계연 권신 선임연구원은 “레드·그린·블루 등 개별 화소를 제작할 수 있는 기술도 추가로 연구하고 있다”며 “완성되면 높은 해상도의 디스플레이에도 적용할 수 있을 것”이라고 기대했다.
OLED 분야 시장조사 전문기관인 ‘UBI 리서치’(2014)에 따르면 2020년 OLED 조명의 시장 규모는 45억 달러까지 성장할 것으로 전망됐다.
디스플레이 분야 시장조사 전문기관인 ‘IDTechEX’(2015)도 플렉서블 디스플레이 시장이 2020년 160억 달러(16조원)에 이를 것으로 내다봤다.