접었다 폈다 스마트폰 시대 오나…에스엔텍, 폴더블 디스플레이 핵심공정기술 개발

↑ 자료 제공 = NH투자증권

자유롭게 접었다 펼 수 있는 '폴더블(Folderable) 스마트폰'에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 에스엔텍이 폴더블 디스플레이 관련 핵심공정기술 개발을 마친 것으로 알려졌다. 에스엔텍이 확보한 기술은 원가 절감뿐 아니라 수율을 높일 수 있는 것으로 전해진다.
18일 에스엔텍에 따르면 회사는 지난 2015년 6월부터 이달 말까지 3년 간 '플렉시블 디스플레이용 유기소자 Passivation(절연막) 기술 개발' 국책과제를 수행하며 폴더블 디스플레이 제조 공정에 적용 가능한 '저온 플라즈마 박막 증착기술'을 개발했다. 박막증착은 반도체 제조공정 중 하나다. 가스를 사용해 얇은 필름(박막)을 실리콘 기판인 웨이퍼에 입히는 것을 의미한다.
폴더블 디스플레이 생산기술의 핵심은 유연성을 보유하면서 고온에서 공정수행이 가능한 기판 소재를 확보하는 것이다. 이 때문에 디스플레이 기판 재질은 유리가 아닌 플라스틱이 될 수밖에 없다.
폴더블 디스플레이의 기판소재로 다양한 플라스틱 소재가 거론돼왔으나 현재는 내열성이 뛰어난 폴리이미드(PI)가 기판 소재로 채택돼 사용되고 있다. 생산에는 진공 증착·노광·식각 등 다양한 공정이 진행되는데, 그 중 300℃ 이상의 고온 공정이 있어 내열성이 낮은 소재는 사용 자체가 불가능하기 때문이다.
실제 폴리이미드의 장점은 수만 번 접었다 펴도 파손되지 않으며 고온의 생산공정에서도 견딜 수 있다는 데에 있다. 다만 소재 특성 상 노란빛을 띠어 투과율이 낮고 비싸다는 단점도 상존한다.
반면 저온 플라즈마 증착기술을 이용하면 이야기가 달라진다. 폴리이미드 대비 상대적으로 저렴하고 별도 공정을 거치지 않아도 투명도가 높은 페트(PET) 플라스틱 재질로 기판 대체가 가능하다. 향후 상용화할 경우 폴더블 디스플레이 공정의 핵심 기술로 자리매김할 것이라는 얘기다.
실제 저온에서 공정을 진행하면 재료비뿐 아니라 생산원가도 줄고, 수율은 높일 수 있다. 단적인 예로 고온환경 조성을 위해서는 전기히터가 사용되고 고온 환경에서 원활한 장비동작을 위해 냉각수가 많이 소모된다. 저온에서는 이 같은 수고를 덜 수 있다.
수율도 향상된다. 고온 공정에서 플라스틱 필름은 유리전이 현상이 발생한다. 유리전이는 고온에서 고체와 액체의 중간인 고무상태로 바뀌어 불량이 되는 현상이다. 저온에서 공정을 진행할 경우 유리전이 현상이 줄어든다. 아울러 증착 속도가 빠르기 때문에 생산속도 또한 높일 수 있다.
에스엔텍 관계자는 "해당 과제는 지난 2015년에 시작해 이제 마무리 단계에 접어들고 있으며 최근에는 새로운 국책과제도 수행하고 있다"면서 "반도체 공정 상태 진단을 위한 센서 시스템을 개발하고 있으며 이는 향후 미래 유망 산업으로 각광받고 있는 웨어러블 센서, 자동차, 태양전지 생산시스템까지 적용 가능해 기술 파급효과가 큰 원천 기술"이라고 강조했다.
[디지털뉴스국 김경택 기자]