LG디스플레이, 8.6세대 투자 경쟁에 '기술 해자'로 맞선다

FMM 없앤 'FLiPP' 개발···휘도 1.6배·수명 2.4배 개선기존 8세대 설비 활용해 투자 부담 낮추고 생산성 높여노트북·모니터 우선 공략···"IT OLED 시장 직접 열 것"

LG디스플레이 관계자가 8일 FLiPP 테크 세미나에서 패터닝기술에 대해 설명하고 있다. 사진=고지혜 기자

LG디스플레이가 대규모 설비 투자 대신 독자적인 공정 기술을 앞세워 차세대 OLED 시장 공략에 나선다. 경쟁사들이 IT용 OLED 시장 선점을 위해 8.6세대 OLED 생산라인 구축에 막대한 자금을 투입하는 가운데, LG디스플레이는 기존 8세대 설비를 활용하면서도 성능과 생산성을 높일 수 있는 새로운 패터닝 기술을 개발했다.

신규 생산라인 투자 부담을 낮추는 동시에 아직 본격적으로 성장하지 않은 IT용 OLED 시장을 기술력으로 직접 확대하겠다는 전략이다.

LG디스플레이는 8일 'FLiPP(플립) 테크 세미나'를 열고 자체 개발한 차세대 OLED 패터닝 기술인 FLiPP의 경쟁력과 사업화 방향을 공개했다.

최영석 LG디스플레이 최고기술책임자(CTO)는 이날 "FLiPP은 현존하는 8세대 최고의 공정 혁신"이라며 "디스플레이 업체들이 도전하기 어렵고 두려움을 느끼게 할 기술적 해자 역할을 할 것"이라고 강조했다.

FLiPP은 OLED 제조 과정에서 사용하던 미세금속마스크(FMM)를 없애고 포토리소그래피 기술을 활용해 RGB 픽셀을 형성하는 새로운 공정 기술이다.

FMM은 RGB 발광재료를 원하는 위치에 증착하기 위해 사용하는 얇은 금속판으로, 그동안 OLED 생산에 널리 활용돼왔다. 하지만 기판 크기가 커질수록 마스크 중앙부가 처지는 문제가 발생해 대형 OLED 생산의 한계 요인으로 지적돼왔다. 마스크 제작과 관리, 불량 등에 따른 비용 부담도 크다. LG디스플레이에 따르면 제품 모델 하나당 연간 수백억원의 비용이 발생할 수 있다.

LG디스플레이는 FMM 대신 포토리소그래피 공정을 적용해 8세대 대형 유리 원장을 절반으로 자르지 않고 그대로 활용하는 RGB OLED 패터닝 공정을 구현했다. 회사 측은 이를 세계 최초이자 유일한 기술이라고 설명했다.

FMM을 제거함으로써 OLED의 성능과 생산성도 개선된다. 픽셀이 실제 빛을 내는 면적의 비율인 개구율은 기존 42%에서 65%로 높아진다. 같은 수준의 성능을 기준으로 하면 휘도를 1.6배 높이거나 수명을 2.4배 늘릴 수 있으며, 소비전력은 13% 줄일 수 있다.

생산 효율도 높아진다. 유리 원장을 절반으로 자를 필요가 없어 23.5인치 패널 기준 면취 효율은 기존 75%에서 93% 이상으로 개선된다. 재료 효율은 1.9배 높아지고 증착 공정 시간도 약 40% 단축할 수 있다.

FLiPP은 LG디스플레이가 경쟁사들의 8.6세대 OLED 투자 경쟁에 대응할 수 있는 새로운 선택지를 확보했다는 점에서도 의미가 있다.

삼성디스플레이 등 경쟁사들은 노트북과 태블릿 등 IT용 OLED 시장 선점을 위해 8.6세대 생산시설에 대규모 투자를 진행하고 있다. 반면 LG디스플레이는 IT용 OLED 시장이 아직 충분히 성숙하지 않았다는 판단 아래 신규 설비 투자에 신중한 입장을 유지해왔다.

LG디스플레이는 생산라인을 새로 짓는 대신 기존 설비에 독자 기술을 접목해 시장을 공략하는 방식을 택했다. 특히 기존에 축적한 화이트 OLED(WOLED) 생산 기술과 8세대 설비를 FLiPP에 활용할 수 있다는 점이 강점이다.

최 CTO는 "IT OLED 시장이 아직 성숙하지 않은 것은 기술과 가격 측면에서 어려움이 있었기 때문"이라며 "기존 FMM 방식으로 해결하기 어려웠던 문제에 FLiPP이 답을 줄 수 있을 것"이라고 말했다.

이어 "성숙된 시장에 들어가는 것이 아니라 FLiPP을 통해 IT 시장을 열어가겠다는 각오"라고 강조했다.

기존 생산 인프라를 활용할 수 있는 만큼 대규모 신규 투자 없이도 제품 경쟁력을 확보할 수 있다는 게 회사 측 설명이다.

최 CTO는 "기존 인프라를 그대로 활용하면서 제품 크기와 애플리케이션에 관계없이 생산이 가능하다"며 "8.6세대 신규 투자 대비 상대적으로 적은 비용을 투입해서도 큰 효과를 누릴 수 있다"고 말했다.

LG디스플레이가 우선 공략하는 시장은 노트북과 모니터 등 IT용 OLED다. 스마트폰과 TV용 OLED는 기존 생산방식을 유지하면서 FLiPP을 통해 IT용 제품의 성능과 가격 경쟁력을 높이는 데 집중할 방침이다.

특히 FMM을 사용하지 않으면서 마스크 제작과 관리 등에 들어가는 비용을 줄일 수 있어 원가 경쟁력 확보에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

조흥렬 LG디스플레이 차세대디스플레이 담당 상무는 "FMM보다는 확실히 싸다"고 자신했다.

다만 FLiPP이 곧바로 양산에 적용되는 것은 아니다. 현재는 기술 개발 단계로 실제 양산 적용 시점과 구체적인 투자 계획은 아직 확정되지 않았다.

최 CTO는 "현재는 기술 개발 단계로 실제 양산 적용 시기를 결정하기에는 이르다"며 "고객사가 원하는 시점 등을 협의해 결정할 예정"이라고 밝혔다.

LG디스플레이는 향후 수년 내 양산을 추진한다는 계획이다. 다만 기존 FMM 방식과 WOLED 공정, FLiPP이 제품별 경쟁력과 수요에 따라 일정 기간 공존할 가능성이 높다.

장기적으로는 FLiPP의 적용 범위를 IT 기기를 넘어 웨어러블, 초대형 TV, 가상현실(VR)·증강현실(AR) 기기 등으로 확대할 방침이다. 하나의 생산 플랫폼에서 다양한 크기와 용도의 OLED를 생산할 수 있는 체계를 구축해 제품별 수요 변화에 유연하게 대응한다는 구상이다.

최 CTO는 "FLiPP은 LG디스플레이가 OLED 연구를 시작한 이후 22년간 축적한 기술과 노하우가 응축된 기술"이라며 "전 세계 디스플레이 산업의 패러다임을 바꾸는 전환점이 될 것"이라고 말했다.