8.6세대 투자 늦은 LG디스플레이, 마스크 없는 OLED 설비로 IT용 ‘승부수’

고가 FMM 없는 FLiPP 채택···개구율 높아 휘도·수명 등 개선
기존 8세대 OLED 생산 인프라 활용···“신규 투자 대비 효율적”
노트북 등 IT용 시장 우선 타겟···양산 시점은 향후 고객과 협의

LG디스플레이가 파인메탈마스크(FMM)를 사용하지 않는 차세대 유기발광다이오드(OLED) 기술 'FLiPP(플립)'의 양산 준비에 속도를 낸다. / 사진=LG디스플레이

[시사저널e=고명훈 기자] LG디스플레이가 파인메탈마스크(FMM)를 사용하지 않는 차세대 유기발광다이오드(OLED) 기술 'FLiPP(플립)'의 양산 준비에 속도를 낸다. 삼성디스플레이와 중국업체 중심으로 경쟁사들이 8.6세대 OLED 신규 생산라인을 앞세워 IT용 시장 선점에 나선 가운데, 관련 투자에서 한발 늦은 LG디스플레이는 마스크 없는 OLED 기술로 차별화한단 계획이다.

LG디스플레이의 FLiPP 채택은 기존 8.5세대 생산 인프라를 활용한단 게 핵심이다. 수조원을 들여 8.6세대 신규 생산라인을 구축하는 경쟁사와 달리 자체 개발한 FMM-less OLED 기술을 접목해 투자 효율과 생산 경쟁력을 동시에 확보한단 전략이다.

◇노트북·모니터 등 IT용 우선 공략···경쟁사 8.6세대 신규 투자 대비 비용 효율↑

11일 디스플레이업계에 따르면 LG디스플레이는 FMM-less 방식의 FLiPP을 차세대 OLED 시장 선점 전략의 핵심 기술로 지목했다. 향후 기술개발과 양산성 검증을 거쳐 노트북·모니터 등 IT OLED 시장 공략을 본격화할 계획이다.

FLiPP은 기존 OLED 생산 과정에서 RGB 화소를 형성할 때 사용하는 FMM을 없앤 것이 핵심이다. 기판 전체에 RGB(적·녹·청) 유기물을 순차적으로 증착한 뒤 포토리소그래피 공정을 통해 불필요한 부분을 제거하는 방식으로 화소를 만드는 방식이다. LG디스플레이는 FLiPP에 대해 8세대 원장을 사용하는 업계 유일한 차세대 RGB OLED 패터닝 공정이라며, 회사가 보유한 기존 8세대 인프라의 생산 경쟁력에 독자 OLED 기술력을 결합해 완성도를 확보했다고 전했다.

최영석 LG디스플레이 최고기술책임자(CTO, 부사장)은 지난 8일 온라인으로 개최한 테크 세미나에서 "FLiPP을 도입하면 우리가 가진 기존 인프라를 그대로 활용하면서 제품군 사이즈에 상관없이 생산이 가능하다"며, "8.6세대 신규 투자 대비해선 상대적으로 적은 비용을 투입해서도 큰 효과를 누릴 수 있다고 생각한다"고 말했다.

그러면서, "IT OLED 시장은 기술적인 측면도 있고, 소비자들이 구매할 때 가격 측면에서 어려움이 있다 보니 아직 성숙하지 않다고 생각하는데, 이는 기존의 FMM 방식으로는 해결하기 어렵다는 게 디스플레이업체들이 가진 고민이었다"며, "우리는 FLiPP으로 이에 대한 답변을 줄 수 있다고 보고 있다. FLiPP을 통해서 우리가 IT 시장을 열어가겠단 각오로 임하고 있다"고 강조했다.

LG디스플레이는 FLiPP의 우선 적용처를 IT용 OLED 시장으로 지목하고, 향후 적용 제품군을 확대한단 구상이다. FLiPP은 FMM을 제거해 패널 크기나 해상도의 제약이 사라진 상태에서 8세대 원장까지 사용하기 때문에 이론상 1인치대 웨어러블부터 100인치 이상 초대형 TV까지 하나의 원장에서 생산이 가능하단 설명이다. 일반 패널은 물론 VR·AR용 패널에도 접목할 수 있을 것으로 예상된다.

LG디스플레이는 고객사 수요에 따라 기존 주력 기술인 WOLED와 FLiPP 방식을 병행함으로써 생산운영 효율을 최적화할 계획이라고 밝혔다.

최 부사장은 "FLiPP은 중장기적으론 고객과 시장에 맞춰 타 응용처로도 확대 가능하다고 생각한다. 우리는 지금까지 WOLED로 대형 기반의 시장을 선도해오고 있으며, 다년 간의 양산 노하우를 통해 높은 수율과 가격 경쟁력을 쌓아온 자사의 핵심 생산라인을 잘 활용해야 한다"며, "FLiPP은 FMM을 사용하지 않으면서 개구율 향상이 가능한데 이를 어떻게 활용할지는 고객이 요구하는 방향에 따라 다를 것 같다. 향상된 개구율을 휘도, 또는 수명 측면에서 활용할 수 있을 텐데, 고객사가 자사 제품 컨셉과 맞는 쪽으로 선택할 수 있을 것"이라고 설명했다.

이어 "현재로선 굳이 스마트폰까지 FMM-less 디스플레이를 사용할 필요는 없다고 생각하지만, FLiPP은 이론적으로 개구율 자체가 FMM보다 훨씬 더 유리해서 스마트폰 적용도 가능하다"며, 해상도에선 도전적으로 1000PPI까지 보고 있기 때문에 향후 기술 검증을 통해서 고려해볼 수 있다고 생각한다. 당분간 스마트폰에선 FMM 방식을 유지할 예정"이라고 덧붙였다.

LG디스플레이는 현재 IT·차량용 OLED에서 주력 중인 탠덤 기술 또한 FLiPP을 통해 구현하는 방안을 검토할 것으로 보인다. 탠덤 OLED는 유기발광층을 2개 이상의 발광층을 직렬로 쌓아 올린 구조로, 기존 단층 구조와 비교해 디스플레이 수명을 2배 이상 늘리는 동시에 소비전력을 크게 절감할 수 있다.

조흥렬 LG디스플레이 차세대 디스플레이담당 상무는 "FLiPP은 탠덤뿐 아니라 터치 등 여러 센서 기능 내장이 모두 가능하다. 성능으로 비교한다면 FLiPP의 싱글스택이 FMM의 탠덤 구조와 비슷하다고 할 수 있는데, 이에 FLiPP에 탠덤을 장착한다면 그 차이는 상당할 것으로 예상된다"며, "이를 당장 구현하느냐에 대해선 제품 성능에 맞게, 그리고 경쟁 디바이스 대비 차별화 관점에서 우리 선택의 문제라고 생각한다"고 말했다.

◇기존 FMM 방식 대비 면취·재료 효율↑···최초 8세대 원장으로 구현

FLiPP은 FMM을 씀으로써 비용 부담이 커지는 기존 방식 대비 높은 비용 효율이 가능하단 장점이 있다.

김응용 LG디스플레이 FLiPP 전문위원은 "FMM이라는 고가의 마스크를 사용하지 않기 때문에 마스크 제작과 관리, 수리 비용 등이 절감되는 부분이 있다"며, "FMM을 쓰면서 발생하는 고질적인 문제들로만 모델 하나당 연간 수백억원의 비용들이 들어간다"고 설명했다.

LG디스플레이가 지난 8월 부산 IMID 2026에서 처음 공개한 FLiPP / 사진=고명훈 기자

아울러, 8세대 FMM 인프라의 경우 마스크 중앙부 처짐 현상 등을 피하기 위해 원장을 반으로 절단하는 하프컷(Half-cut) 공정이 필수인데, FLiPP은 하프컷 과정 없이 8세대 원장을 그대로 사용하면서 유리 한장에서 더 많은 패널을 생산할 수 있게 된다.

LG디스플레이에 따르면 8세대 생산 시설에서 23.5인치 패널을 생산한다고 가정할 때, 하프 컷을 하는 FMM 방식은 면취 효율이 약 75%지만, 원장을 그대로 활용하는 FLiPP은 93% 이상의 면취 효율을 확보할 수 있어 생산성이 약 24% 높다.

원장을 자르지 않기 때문에 재료비 측면에서도 유리하다. 8세대 기준 FMM 방식은 하프컷으로 인해 낭비되는 재료들이 생겨 증착 효율이 약 40%인 반면, FLiPP은 FMM 방식 대비 1.9배 높은 약 74%의 증착 효율을 보인다.

LG디스플레이는 FLiPP 양산 과정에서 기존 대형 OLED 생산 인프라를 최대한 활용한단 계획이다. 업계에선 파주 8.5세대 대형 OLED 라인에 FLiPP 관련 신규 장비를 투입하는 동시에 기존 유휴 장비를 개조·재활용하는 방식이 거론된다. 이는 경쟁사들이 IT OLED 시장을 겨냥해 8.6세대 신규 생산라인을 구축하는 것과 차별화되는 전략이다.

다만 실제 양산까지는 수율 확보가 최대 과제로 꼽힌다. FMM-less 방식 OLED는 일본 JDI와 중국 비전옥스 등도 개발해왔지만 대면적 기판에서 안정적인 양산성을 확보하는 것이 쉽지 않은 것으로 전해진다.

조 상무는 "다른 회사들은 8세대 OLED 등 투자할 때 신규 설비를 통해서 하고 있는데, 우리는 LCD와 WOLED에 있던 설비들을 기존에 많이 보유하고 있어서 이를 적극 활용할 것"이라며, "향후 1년간 그 활용에 대한 비중을 구분하는 작업이 있을 예정이고, 우리는 기존 설비를 최대한 활용해서 비용 측면의 장점을 가지고 시장 침투를 확대하려고 한다"고 말했다.

그러면서 "비전옥스 ViP 등 경쟁사 (FMM-less 방식과) 큰 개념에선 유사할 수 있어도 성능과 잠재성 측면에서 큰 차이가 있다"며, "그간 우리가 쌓아온 공정·장비·재료·설계·소자적 관점에서 이런 부분의 차이는 현저하게 드러날 것이며, 외형적인 측면에서 보면 8세대 원장으로 FLiPP을 구현한 회사는 LG디스플레이가 유일하다"고 강조했다.

최 부사장은 "FLiPP은 현재 기술개발 중인 단계로, 실제 양산 적용한 시기를 결정하기엔 아직은 이르다"며, "양산하기 위해선 고객사가 정해져야 하는데 향후 적용 시점 등 고객사와 협의를 통해 결정할 예정"이라고 전했다.