애플 아이패드 OLED, '유리기판+박막봉지' 방식 적용

켐트로닉스, 셀 절단 동시 진행하는 식각 기술력 확보

6세대 이어 IT용 8세대 OLED 식각 기술도 개발 추정

켐트로닉스가 삼성디스플레이 공급망에서 애플 아이패드 OLED 후공정 식각 공정을 단독 수행한다. 내년 출시가 유력한 OLED 아이패드 2종은 애플이 OLED를 적용하는 첫번째 IT 제품이다. 켐트로닉스가 삼성디스플레이 공급망에서 아이패드 OLED 후공정 식각 공정을 단독 수행하면서 향후 IT용 8세대 OLED 시장에서도 기회를 선점할 것으로 예상된다.

24일 업계에 따르면 켐트로닉스는 삼성디스플레이가 만드는 애플 아이패드용 유기발광다이오드(OLED) 패널에서 유리기판을 얇게 만드는 후공정 식각 공정을 단독 수행할 예정인 것으로 파악됐다. 애플이 내년에 처음 출시할 것으로 예상되는 OLED 아이패드 2종의 패널은 삼성디스플레이와 LG디스플레이 두 곳이 6세대 OLED 라인에서 만든다.

애플이 삼성디스플레이 등에 요청해 개발 중인 아이패드 OLED는 '하이브리드 OLED'를 사용한다. 기존 리지드 OLED에 썼던 유리기판에, 플렉시블 OLED에 사용했던 박막봉지(TFE)를 결합한다. 현재 아이폰 OLED는 전량 폴리이미드(PI) 기판과 박막봉지를 적용하는 플렉시블 OLED를 쓰고 있다.

켐트로닉스는 삼성디스플레이가 애플 아이패드용 OLED 증착과 봉지(OLED를 수분·산소에서 보호) 공정을 진행한 뒤, 패널 아래 유리기판을 얇게 만드는 식각을 수행한다. 삼성디스플레이와 LG디스플레이는 하이브리드 OLED에 사용하기 위해 0.5T(mm) 두께 유리를 0.2T 두께의 '울트라신(UT) 기판'으로 얇게 만들어야 한다. 여기에 필요한 식각을 켐트로닉스가 맡는다.

켐트로닉스는 유리기판을 식각할 때, 패널을 셀 단위로 절단(스크라이빙)하는 공정이 함께 진행되는 기술을 개발한 것으로 알려졌다. 식각을 진행할 때 셀 단위 절단이 가능하도록 레이저 기술을 사용한 것으로 추정된다.

해당 기술은 유리기판 두께가 0.2T로 얇아진 패널을 셀 단위 절단을 위해 옮기는 과정에서 깨지는 현상을 막으려 개발됐다. 기존 리지드 OLED에서는 OLED 증착에 필요한 유리기판 하판과, 유리봉지용 유리기판 상판이 들어갔다. 하지만 하이브리드 OLED에서는 유리봉지를 필름 형태 박막봉지로 대체하기 때문에 유리기판 상판이 없어지고 유리기판 하판만 남는다.

유리기판 상판이 없는 패널의 유리기판 하판을 얇게 만들면 이동 과정에서 쉽게 깨질 수 있기 때문에, 셀 단위 절단 공정을 식각과 함께 진행하는 방법을 택한 것으로 보인다. 대신 유리기판 상판이 없어서 발생하는 내구성 문제를 보완하기 위해 코팅 공정을 추가했을 가능성이 크다.

또 아이패드 OLED는 화면이 10인치 초반대로, 6인치대의 아이폰 OLED보다 크다. 기존 아이폰 OLED보다 화면이 커진 OLED에서는 식각 후 유리기판 두께 편차를 최소화해야 한다. 켐트로닉스가 이들 난제를 해소하면서 삼성디스플레이의 하이브리드 OLED 후공정 식각을 단독 진행하는 것으로 보인다. 기존 삼성디스플레이의 5.5세대 리지드 OLED용 후공정 식각은 켐트로닉스와 솔브레인 두 곳이 절반씩 진행하고 있다.

켐트로닉스는 지난 6일 "6세대 OLED 식각 관련 신규시설에 242억원을 투자한다"고 밝힌 바 있다. 삼성디스플레이에서 OLED 증착·봉지 공정을 마친 뒤에, 켐트로닉스 사업장에서 해당 식각 공정을 진행하기 때문에 양산 장비를 삼성디스플레이에 납품하진 않는다. 투자기간은 8월 31일까지다.

켐트로닉스가 당장은 삼성디스플레이 6세대 라인에서 만드는 하이브리드 OLED용 후공정 식각에 대응하지만, IT용 8세대 OLED에서도 후공정 식각을 진행할 가능성이 있다. 8세대 유리기판 크기가 6세대 유리기판보다 크기 때문에 다루기가 더 어려워진다. 애플은 맥북에도 하이브리드 OLED를 적용할 계획이다. 맥북용 OLED부터 IT용 8세대 OLED 라인에서 제작될 가능성이 크다.

한편, 애플은 현재 아이폰에 사용 중인 플렉시블 OLED는 제품이 커지면 화면 일부가 사용자 눈에 우글쭈글해 보일 수 있다는 점을 꺼린 것으로 알려졌다. 아이폰 OLED는 화면이 6인치대여서 잘 드러나지 않지만 10~20인치 중형 IT 제품에선 이 특성이 상대적으로 두드러진다.

업계 일각에선 플렉시블 OLED에서 나타나는 이러한 특성 원인을 PI 기판 형성 후 진행하는 레이저 리프트 오프(LLO) 공정에서 찾는다. 플렉시블 OLED는 유리기판 위에 액체 상태 PI 바니시를 올린 뒤, PI 바니시가 굳어서(열경화) PI 기판이 되면 유리기판을 레이저로 제거하는 LLO 공정을 거친다. LLO 공정에서 유리기판을 떼어내는 과정에서 PI 기판 가장자리가 뒤틀리면 해당 부분에서 구현되는 OLED 화면이 사용자 눈에는 우글쭈글하게 보일 수 있다.