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국내 연구진과 산업계가 힘을 모아 디스플레이용 저온 포토레지스트 공정기술을 개발하고 제품까지 상용화하는데 성공했다. 2019년 일본의 수출제한 조치 이후 소·부·장(소재·부품·장비) 분야 자립에 성공한 대표적 사례라고 평가받고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI) 실감디스플레이연구실과 SKC 하이테크앤마케팅, 동진쎄미켐 공동연구팀은 100도 이하의 공정온도에서 픽셀 크기가 3㎛(마이크로미터) 이하로 만들 수 있는 소재기술을 개발하고 이를 OLED 마이크로디스플레이에 적용하는데 처음으로 성공했다고 9일 밝혔다.

컴퓨터나 스마트폰 등에 쓰이는 디스플레이는 빛을 받으면 화학적 특성이 달라지는 포토레지스트라는 소재로 얇은 막에 세밀한 픽셀을 형성시켜 화면을 표시한다. 포토레지스트는 디스플레이 제조에 반드시 필요하지만 공정이 까다로와 그동안 수입제품에 의존해왔다. 2019년 7월 일본이 소재, 부품, 장비분야에서 수출규제를 시작하면서 어려움을 겪자 연구팀은 고해상도 컬러 포토레지스트 소재 개발에 나섰다.

기존에는 200~300도 이상의 고온에서 포토레지스트 소재 공정이 진행됐다. 기존의 LCD는 유리막 때문에 고온 공정이 가능했지만 OLED는 고온에서는 발광다이오드에 문제가 생길 수 있기 때문에 저온 공정이 필요했다.

연구팀은 빛의 삼원색인 빨강, 파랑, 초록색을 가진 포토레지스트 핵심원료 밀베이스를 국산화하고 이를 적절히 배합하면서 100도 이하 저온에서도 색이 균일하게 도포되는 포토레지스트 소재를 만들었다. 이는 일본 기업에서도 개발하지 못한 기술이다.

연구팀은 이렇게 만들어진 포토레지스트 소재를 웨어러블 기기에 적합한 0.7인치 크기의 마이크로디스플레이 OLED에 적용했다. 한 픽셀당 크기는 3㎛ 이하로 1인치 당 2300개 픽셀을 밀집시켜 초고해상도 패널을 만드는데 성공했다.

연구팀은 추가 연구를 통해 1인치당 3000개 이상의 픽셀이 들어갈 수 있는 초고해상도 패널을 개발 중에 있다.

연구를 이끈 조남성 ETRI 책임연구원은 “이번 기술은 정부의 지원 하에 기업과 국가연구기관이 함께 연구를 진행해 원천소재의 국산화를 이루는데 성공했다는데 큰 의미가 있다”라며 “이번 저온 포토레지스트 기술로 한국이 디스플레이 산업 종주국의 지위를 유지하는 한편 소부장 자립에 도움이 되길 바란다”고 말했다.
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