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<자막 원문>

  • 진행: 한주엽 디일렉 대표
  • 출연: 황창훈 단국대학교 교수

-오늘 단국대학교의 황창훈 교수님이자 ‘올레드온’이라는 벤처 기업의 대표이사이신 황창훈 대표님이라고 부르는 게 편합니까? 아니면 교수님이라고 부르는 게 편합니까?

“지금 강의하고 주로 학교 산학 업무를 하고 있어서.”

-그럼 박사님이라고 부를까요?

“네. 감사합니다.”

-지금 핸드폰 뭐 쓰세요?

“갤럭시 사용하고 있습니다.”

-갤럭시 쓰고 있습니까? 갤럭시도 그렇고 아이폰도 그렇고 다 OLED 패널을 사용하고 있지 않습니까? 해상도가 그래도 꽤 많이 올라왔죠?

“해상도는 제가 파악한 바로는 5년째 550PPI(Pixels Per Inch) 수준에서 멈춰있는 것으로 확인이 되고 있습니다.”

-머물러 있다. 5년째. 지금도 그냥 쓸만하지 않습니까?

“지금도 꽤 쓸 만은 하지만, 갈수록 반도체 메모리의 집적도가 자꾸 좋아지듯이 디스플레이도 기존의 30년 역사를 보면 꾸준히 해상도가 좋아져 왔었습니다. 그래서 앞으로도 무조건 좋아져야 한다고 생각이 들고요. 특히 요새 마이크로 OLED가 여러 나라에서 그런 차원에서 개발되고 있는 것으로 알고 있습니다.”

-마이크로 OLED라는 것은 해상도가 높다는 의미인 겁니까?

“네. 무조건 해상도가 지금보다는 5배가 좋아져야 상품성이 있을 것으로 생각이 됩니다.”

-5년째 근데 지금 답보 상태인데 어떻게 5배를 올리죠?

“그것은 기존에 개발, 생산되고 있는 증착 기술의 한계점이라고 볼 수가 있습니다.”

-저희가 예전에 한 번 유비리서치의 이충훈 박사니 모시고도 FMM에 관한 얘기를 한 적도 있고 증착에 대해서 꿈 얘기했었는데 현재의 증착 같은 경우는 기판이 있고 밑에 FMM(Fine Metal Mask) 마스크가 있고 밑에서 유기물을 기화시켜서 FMM 마스크 구멍을 뚫고 들어가서 화소가 형성되는 이 방식을 쓰고 있는데 저는 그냥 영상이나 얘기로만 들어서 실제로 본 거는 아닌데 어떻습니까? 그 방식이 좀 바뀌어야 합니까?

“네. 일단은 리니어(선형) 소스에서 기화, 기체가 분사될 때 퍼지는 성질을 저희가 물리적으로 막을 수가 없고요. 또 마스크도 wet etching(습식 식각) 방법으로 만들었을 때 해상도의 한계가 있어서 두 가지 면에서 기술적 개혁이 일어나야 한다고 생각하고 있습니다.”

-리니어 소스라는 것은 자기가 수직으로 움직이면서 기화를 한다는 얘기입니까?

“리니어 소스는 길쭉하다는 뜻이죠. 길쭉해서 기체가 선형적으로 분출이 된다는 뜻이 일차적이고요. 만약에 이 리니어 소스를 세울 수도 있겠죠. 세울 수도 있어서 소스가 스캔할 수도 있지만, 기판이 주로 스캐닝한다고 볼 수가 있겠죠.”

-그게 무슨 말이죠? 그니까 선으로 이렇게 가는데 얘가 밑에서 움직인다는 얘기입니까? 지금은?

“세웠을 때는 vertical linear source라고 하는데 이럴 때는 일반적으로 기판이 움직이죠.”

-기판이 움직이고. 그럼 밑에서 위로 올리는 거는.

“지금은 리니어 소스가 이렇게 누워있고 마스크와 기판이 움직이면 안 됩니다. 왜냐면 움직이면 기판하고 마스크가 틀어지기 때문에 지금은 리니어 소스가 스캐닝하면서 증착을 하고 있죠.”

-그러면 소스에 대한 문제, 마스크에 대한 문제 두 가지가 있습니까?

“동시에 있습니다.”

-동시에 있다. 마스크에 그럼 더 미세하게 구멍을 많이 뚫어야 한다는 얘기입니까?

“그렇죠.”

-마스크는 그렇고 밑에 소스는 어떻습니까?

“증발원은 섀도 현상을 줄이려면 퍼짐을 무조건 방지하는 수직 증발형의 parallel(평행) 빛 증발원이 꼭 필요하다고 보입니다.”

-섀도 현상 말씀하셨는데 그거는 왜 생기는 거죠?

“섀도 현상은 기본적으로 우리가 주전자에 물을 끓여서 기화된 기체가 무조건 퍼지면서 나오거든요. 왜냐면 안에서 충돌을 충분히 하고 나와서 퍼질 수밖에 없는데 그 퍼짐 현상 때문에 마스크의 두께만큼의 그림자 영역이 생기는 건데.”

-기판에 증착됐을 때.

“그래서 증착이 미처 안 되는 그림자 현상이 생기는 건데 그것을 물리적으로 막을 수는 없어 보입니다.”

-기화시키면 구멍 안으로 일자로 들어가는 게 아니고 옆으로 약간 비스듬하게 들어간다는 얘기입니까?

“기체는 무조건 비스듬하게 들어갑니다.”

-무조건 비스듬하게 들어갑니까?

“네. 비스듬한 각도가 45도 정도 되는데 그 각도만큼 마스크 두께에 가려지는 거죠. 그래서 그걸 섀도 현상이라고 합니다.”

-그걸 줄이려면 퍼지는 걸 막든지 더 얇게 만들든지 해야 합니까?

“좋은 말씀이신데 마스크의 두께를 인바(Invar) 시트를 얇게 하는데도 물리적인 한계가 있고요.”

-지금 몇 마이크로 정도 됩니까?

“지금 사용하는 게 20μm 수준인데 섀도 현상에 기여하는 부분은 불과 2~3μm거든요. 그러니까 이미 2~3μm 두께의 마스크를 만들기는 어렵기도 하고 물리적으로 불가능하지 않을까. 이렇게 생각합니다.”

-불가능하다는 건데 그럼 어떻게 해야 합니까?

“무조건 기체 빔을 수직 증발시키면 문제가 다 해결되는 거죠.”

-근데 왜 물리적으로 불가능하다면서요.

“그래서 제가 개발하고 있는 것이 면 소스 또 parallel 빔 소스 증착 기술입니다.”

-그건 어떤 기술인지 설명을 좀 해주시죠.

“이거는 주전자를 생각하시면 되는데요. 물 분자들이 주전자 안에서 압력에 의해서 충분히 충돌하면서 나올 때는 확 퍼지면서 나오거든요. 유기물도 똑같습니다. 무조건 퍼지기 때문에 섀도가 만들어지는데 이것을 첫째, 충돌이 없게 출발하게 만들어 주면 되거든요. 그래서 가만히 앉아 있다가 가열에 의해서 증발하게 또는 비행하게 만들어 주면 퍼지지 않게 할 수가 있습니다.”

-그거는 어떤 원리로 그렇게 되는지 설명을 좀 해주실 수 있습니까?

“이미 많은 과학자가 수십 년 동안 연구한 데이터들이 있는데요. 고체 크리스탈에 물질들을 우리가 흡착했을 때 그것을 다시 가열에 의해서 탈착하는 용도로 많이 해왔는데 그 연구 내용을 보면 주로 탈착되는 기체들이 표면에 수직성 있게 탈착된다는 거를 실험적으로 많이 확인한 결과들이 있습니다.”

-그냥 끓여서 이렇게 올리는 게 아니고 어디 하나 붙였다가 떼어냈을 때는 수직으로 올라간다.

“그니까 시작점을 충돌하던 것을 내뿜게 하는 게 아니라 가만히 앉아있던 것을 바로 탈착시킨 거죠.”

-그래서 올레드온이라는 스타트업에서 하는 기술 자체가 면 소스 증착 기술이라고 말씀하셨는데 면이라고 하면 기판이 있고 마스크가 있고 그 밑에 동일한 크기의 면을.

“실제로는 기판보다는 좀 작습니다. 작은 면 메탈 플레이트(metal plate)가 놓이는 거죠.”

-놓인다. 그럼 그 밑에서 한 번 일단. 그때를 한 번 기화해서 증착시킨 다음에 뒤집어서 다시 올리는 겁니까?

“맞습니다. 그래서 그 메탈에다가 유기 박막을 먼저 한 번 증착한 다음에 유리 밑에 갖고 와서 재증발을 하게 되는 거죠.”

-그러면 거의 일자로 올라가니까 섀도 현상도.

“거의 제로에 가깝죠.”

-거의 제로에 가깝다.

“그래서 제가 얻은 최고의 데이터는 0.18μm. 이건 거의 섀도가 없는 수준까지 제가 실험했습니다.”

-지금 사용하고 있는 거에서의 섀도는 얼마나.

“현재 에칭 마스크의 섀도가 4μm 정도 나오거든요.”

-근데 지금 얼마나 나왔다고요?

“0.18. 그럼 20배 정도.”

-그니까 섀도 현상이 20분의 1 정도로 줄어든다는 얘기인 거에요? 그렇게 줄어들면 해상도는 그냥 올릴 수 있는 거에요?

“네. 일단은 물리적으로 FMM 마스크만 새로운 방법으로 만들게 된다면 최대 10,000PPI까지도 만들 수가 있어 보입니다.”

-지금 600PPI가 안된다고 했죠?

“네.”

-근데 10,000PPI까지 만들 수 있다고요?

“네. 믿기 어려운 건데 일단 저의 데이터가 그것을 반증해주고 있습니다.”

-근래 들어와서 몇 천PPI 정도의 초고해상도 OLED를 만드느니 마느니. 이런 뉴스 보도들 많이 나왔었던 적이 있던 걸로 제가 기억하는데 그거는 교수님이 얘기하신 그 방법을 사용한 거는 아니죠?

“전혀 아니고 일단 5,000PPI 급 마이크로 OLED는 White OLED로 만드는 겁니다.”

-그건 White OLED.

“그래서 그건 컬러 필터로 RGB를 구현한 거고요. 몇몇 회사에서는 실제로 FMM 방법으로 RGB 타입으로 만들고 있기도 한데 그때는 이런 여러 가지 면 소스가 아닌 다른 방법으로 많이 연구하고 계시는 거로 알고 있습니다. 근데 노력한 것이 어찌 됐건 퍼지는 기체 빔을 자꾸 수직화하기 위해서 중간에 멀티 노즐 장치를 더 사용하거나.”

-멀티 노즐이요? 그거를 사용하면 기화가 퍼지는 걸 줄일 수 있습니까?

“여러 구멍을 자꾸 통하니까 조금이라도 수직성이 좋아지는 현상도 있긴 한데 문제는 이런 멀티 노즐 장치가 금방 condensing(응축) 돼서 유기물질에 의해서 막혀버리거나 이것을 또 가열해줘야 하는데 가열해주다 보면 그 위에 있는 마스크에 열적 데미지를 줄 수가 있어서 연구용으로는 가치가 있으나 생산성은 좀 문제가 있는 기술이 아닐까 이렇게 생각을 해서.”

-재료 소모도 많겠는데요?

“네. 재료 소모도 굉장히 많죠.”

-재료 소모도 많고. 근데 교수님이 하고 계신 그 회사에서는 이런 면 소스 증착 기술. 이거는 특허 같은 것도 냈습니까?

“특허는 이미 10여 년 전부터 계속 특허를 내고 있고요. 지금까지도 계속 특허를 내고 있어서 40편 정도의 관련 특허를 제가 지금.”

-보유하고 있습니까?

“네. 가지고 있습니다.”

-언제 설립됐습니까? 이 회사는.

“회사는 2017년 1월에.”

-얼마 안 됐네요. 지금 4년.

“네. 4년 됐습니다.”

-4년 됐고요. 초기 투자를 조금 받으셨어요?

“네. 초기 투자는 블루포인트파트너스에서 초기 투자를 받아서 매칭 펀드로 중기청 팁스 과제를 하게 돼서 지금까지 10억여 원 개발비를 해서 기초 기술은 일차적으로는 다 끝났습니다.”

-일부 시장 비같은 게 좀 만들어진 게 있습니까?

“시장 비는 직접적인 시장 비 보다는 단국대학교에서 제가 연구를 하다 보니까 단국대학교에서 이 기술에 관심을 두고 작은 사이즈로 만들어 보자. 이런 말씀들을 해주셔서 자금적으로 도와주셔서 단국대학교 자산으로 현재 세계 최초로 100 by 100 면 소스 증착 장비가 단국대학교에 만들어져 있어서.”

-100 by 100이면 10cm, 10cm라는.

“네. 10cm, 10cm라서 아주 작은 연구용 장비가 만들어져 있습니다.”

-근데 증착기는 굉장히 비싸고 하는 회사도 몇 개 없지 않습니까. 일본에 토키라는 회사인가요. 거기서 엄청난 장비 가격을 받고 국내 패널 업체에도 팔고 중국 업체에도 팔고 하는데 또 일부 국내 업체가 큰 거 한 번. 야스인가요? 그 회사가 국책 과제를 해서 만들어서 공급했었던 거 같은데 스타트업에서 이거를 한다고 했을 때 지금 4년 정도 되셨으니까 어때요? 그쪽 대기업이나 이런 쪽에서 반응들이나 이런 것들은 어떻습니까?

“반응들은 사실 굉장히 좋습니다. 다만 저희가 스타트업이다 보니까 자금 부분이 약해서 대응을 많이 못 해드려서 항상 죄송하게 생각하고요. 다만 OLED 산업이 우리나라가 세계 최고인데 이렇게 AMOLED 양산 장비를 소문에 의하면 양산 장비 증착기가 한 대에 1,000억 원이 넘는다고 하는데 1,300억 뭐 이렇다고 하는데 그런 장비를 100% 다른 나라에서 수입해서 온다는 게 여러 가지 차원에서 개선돼야 하지 않나. 이런 차원에서 외산 장비보다 더 성능이 좋은 이런 신기술은 좀 국산화해서 작업할 수 있는 그런 규모가 돼야 하지 않나? 이런 차원에서 스타트업을 시작했는데 가는 길은 매우 험난한 건 사실입니다.”

-오늘 교수님 모셔서 저희랑 유튜브 영상 촬영하게 된 것은 저희 웨비나에서 면 소스 증착 기술의 특징, 장점, 기술과 시장 동향에 관해서 설명을 해주셔서 저희가 짧게 한 번 맛보기 차원으로 유튜브로 소개를 드리는 건데 여기 발표하시면서 자료의 10가지 면 소스 증착 기술에 관해서 설명해주시는 게. 제가 보니까 수직 증발. 아까 말씀하신 증발 가능하고 섀도 현상 거의 없고 액티브 에리어(Active Area:AA)가 두 배 커진다. 이건 무슨 얘기입니까?

“지금 섀도 현상 때문에 액티브 에리어가 비록 600PPI 수준이지만, 발광 영역을 키우는 데 한계가 있거든요. 근데 만약에 이걸 수직 증발을 하면 액티브 에리어가 두 배 커지는데 두 배 커지면 제 생각에 전기 소모도 두 배 향상되고 또 수명도.”

-전력 효율이 두 배 향상된다는 얘기죠?

“네. 그래서 저희가 갤럭시 같은 거 보면 배터리 수명이 예를 들어서 10시간이면 20시간도 갈 수 있지 않을까. 하는 기대를 해보고 있습니다.”

-FMM의 두께를 얇게 하지 않으면 아까 섀도 현상. 이게 결국은 수직 증발이 가능하므로 가능하다는 거고 초고해상도 아까 10,000PPI도 가능하다고 말씀하셨고 물질 사용률이 높아진다. 물질이 좀 적게 소모한다는 얘기인 거죠?

“그렇죠. AMOLED 소자의 원가에 15% 정도가 물질이 차지한다고 하는데 그것도 세 배가 좋아진다면 원가 절감에도 상당히 효과가 있으리라 생각을 하는 거죠.”

-제가 언뜻 생각할 때는 어쨌든 밑에 한 번 증착을 시킨 다음에 뒤집어서 다시 떼서. 다시 떼어낼 때도 열을 이용하는 겁니까?

“맞습니다.”

-열을 이용해서 다시 떼어낸다면 그 과정이 조금 중간에 추가가 되는 건데.

“그렇죠. 단점이라고 할 수 있지만, multiple 또는 두 번 증발, 증착 공정을 하는 불편함이 있는 건 사실입니다만 물질 사용률은 세 배 이상 좋아지기 때문에.”

-3분의 1만 써도 된다는 얘기인 거죠?

“그렇죠. 맞습니다.”

-물질 사용도 줄고 그만큼 해상도도 좋아지고.

“다만 장비가 조금 더 길어진다. 그런 단점도 있습니다.”

-공정 시간이 조금 더 길어질 수 있다는.

“하지만 택타임. 생산성의 바로 밑에 있는 택타임은 문제가 전혀 없죠.”

-지금 시드 투자는 받으셨고 4년 정도 흐르셨는데 지금 타이밍으로 봐선 제가 볼 땐 다음 투자 라운드가 필요할 거 같은데.

“그래서 그다음 계획으로는 12인치 웨이퍼 급의 마이크로 OLED 소자 제조용 클러스터 장비를 구상하고 있고 그거에 대한 필요 자금 30억 원 정도를 조달받으려고 노력하고 있습니다.”

-투자 조달을 하고 계신 거군요. 마이크로 OLED 아까 웨이퍼 기반에 올린다는 거는 실리콘 위에 OLED 올려서 하는 것은 AR이나 이런 것들 염두에 두고 하신 거예요? 기술에 대해서 궁금하신 분들은 저희 웨비나 참조해주시면 좋겠습니다. 1시간 가량 설명을 해주셨으니까 내용 들어보시면 좋을 거 같고요. 가끔 나오셔서 증착 기술이라든지 이런 동향에 대해서 한 번씩 말씀해주시면 좋겠습니다. 교수님.

“언제든 초대해 주시면 홍보도 매우 중요한 것이기도 하고 이제는 국산 기술이 충분히. 특히 디스플레이나 OLED 분야에서는 세계 최고이기 때문에 이런 핵심 기술도 얼마든지 국산화할 수 있는 그런 시대가 된 거 같습니다.”

-고맙습니다.

“감사합니다.”

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