삼성디스플레이, 첨단 국산장비로 'ALD' 신공정 전환 본격 시동

기존 CVD 장비 대비 증착 성능↑…이르면 내년 초 신규 장비 설치 완료

(지디넷코리아=장경윤 기자)삼성전자가 미래 올레드(OLED) 기술력 강화를 위한 준비에 나선다. 기존 대비 더 정밀한 성능의 증착 공정을 적용하기 위해 주요 협력사인 AP시스템의 신규 ALD(원자층증착) 장비를 곧 반입할 것으로 파악됐다.

13일 업계에 따르면 삼성디스플레이는 이르면 올 4분기부터 공정 평가를 위한 최신 ALD 장비를 도입할 계획이다.

삼성디스플레이 아산사업장 (사진=삼성디스플레이)

ALD는 원자 수준(0.1나노미터)의 두께로 박막을 여러 겹 증착하는 기술이다. 기존 증착 방식인 CVD(화학기상증착) 대비 생산 속도는 떨어지지만, 미세화 공정에 적용하기에는 훨씬 용이하다. 덕분에 첨단 반도체 분야에서 이미 활발히 적용되고 있다.

삼성디스플레이는 ALD 장비를 OLED 패널 제조에 활용하기 위해 천안 소재의 A1 라인에 장비를 도입하기로 했다. A1 라인은 4.5세대(유리원판의 사이즈) 리지드 OLED를 생산해 온 곳이다. 비교적 구형 라인에 속하고, 가동률이 높지 않아 신규 공정을 테스트하기에 적합하다는 평가를 받는다.

ALD 장비 공급은 삼성디스플레이의 국내 주요 협력사인 AP시스템이 맡는다. 현재 관련 장비를 A1 라인에 설치하기 위한 준비에 분주한 것으로 알려졌다. 업계는 이르면 내년 상반기 내에 설치가 완료될 것으로 전망하고 있다.

삼성디스플레이가 AP시스템의 ALD 장비를 도입하려는 이유는 LTPO(저온다결정산화물) OLED 패널의 성능 향상에 있다.

AP시스템 사옥 전경.

디스플레이 패널에는 픽셀의 밝기를 조절하는 스위치 역할의 반도체 소자가 필요하다. 이를 TFT(박막트랜지스터)라고 부른다. TFT는 재료와 물성에 따라 실리콘 기반의 LTPS(저온폴리실리콘), 산화물(옥사이드) 기반의 LTPO 등으로 나뉜다.

기존 디스플레이 업계는 LTPS(저온폴리실리콘) TFT를 활용해왔으나, 스마트폰 등 모바일 기기를 중심으로 LTPO의 전환을 추진해 왔다. 삼성디스플레이의 주요 고객사인 애플 역시 아이폰 및 아이패드에 LTPO OLED 비중을 늘리는 추세다.

LTPO가 LTPS 대비 누설 전류량이 적기 때문이다. 또한 LTPS에서 쓰이던 레이저 장비가 필요하지 않아 생산단가를 줄일 수 있고, 패널 대형화에도 유리하다.

다만 LTPO는 LTPS 대비 전자 이동도가 낮아 높은 주사율(화면 전환 속도) 및 해상도 구현에 어려움을 겪고 있다. 이 때 ALD 장비를 활용하면 기존 CVD 대비 더 정밀한 증착이 가능해, LTPO TFT의 전기적 특성 및 신뢰성을 높일 수 있다.

ALD를 통한 옥사이드 TFT 공정 평가가 성공적으로 마무리될 경우, 삼성디스플레이는 이를 애플 등 주요 고객사의 OLED 패널에 본격 적용할 것으로 전망된다. AP시스템 역시 국책과제를 통해 8.6세대용 ALD 장비를 개발 중이다. 8.6세대 OLED는 삼성디스플레이가 애플의 하이엔드 IT용 OLED 패널 공급을 위해 업계 최초로 투자 중인 차세대 디스플레이 제조 공정이다.

장경윤 기자(jkyoon@zdnet.co.kr)