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평판 디스플레이용 대면적 스퍼터 캐소드 플라스마 제어기술 동향

전문가 제언: ○ 플라스마 제어기술의 큰 발전으로 대형기판(작은 변 길이가 3m이상임)에 스퍼터 방법으로 코팅할 수 있게 되었다. 본 논문에서 FPD 제조공정에서 금속배선막과 투명전도막 등에 이용되는 스퍼터장치의 플라스마제어 방법은 최근 주목받는 투명산화물반도체에 적용되고 있다. 캐리어의 파티클의 방지를 위해서 기판만이 진공 쳄버로 들어가서 코팅되는 매엽식 스퍼터 장치는 정지상태의 기판에 코팅되며 넓게 이용된다.

○ 디스플레이의 화면이 크짐에 따라서 TFT 소자의 이동도가 10이상이 되어야 하는데 a-Si 재료의 이동도는 약 1정도로 한계가 있다. LTPS(low temperature polysilicon)방식은 이동도가 약100이상이지만 장비 가격이 대단히 비싸며 대형화가 어려운 것이 문제이다. 매엽식 스퍼터방식으로 TOS (transparent oxide semiconductor) 를 적용하면 이동도가 10이상으로 저렴하게 생산할 수 있으나 현재 OLED TV에 적용하기 위해서 청색의 수명이 짧은 것과 신뢰성이 확보되지 않은 문제가 있다.

○ 차세대 디스플레이인 OLED를 대형 TV에 활용을 위해서 TOS 재료제조기술이 필수적이며 8세대 TOS 장비용 스퍼터 장비기술이 필요하다. 이것은 종래와 달리 정지상태의 기판에 10개 ~ 12개의 캐소드가 왕복운동으로 산화물 반도체를 코팅하는 매엽식 방식이다. 이 장비시장은 일본의 ULVAC이 세계시장의 80%, 미국의 Applied Materials가 10%, 국내업체가 10%정도이다. 장비의 완성도를 높여 세계시장으로 진출하기 위해 수요업체(LG, SEC), 재료개발업체(나노신소재, KAISTRI 등) 등과 긴밀한 협력 체제로 장비업체의 시장점유의 향상이 요구된다.

○ 삼성과 LG, BOE(중국) 등은 TOS 타깃을 스퍼터 방식으로 8세대 글래스(2,200mmx2,500mm)를 사용해서 차세대 디스플레이인 OLED TV를 생산하고 샤프는 10세대 유리(2,900mmx3,100mm)를 사용해서 생산하며 선두경쟁이 치열하다. 현재는 삼성이 OLED 디스플레이 시장의 90%이상을 점유하며 주로 스마트폰 제품이다. 한국 디스플레이업체는 시판되는 55“ OLED TV는 가격이 LED TV의 3배 이상의 고가이므로 2배 이하의 가격으로 낮추고 안정한 청색컬러와 신뢰성을 갖는 TOS소재 개발로 세계 제일의 디스플레이 제조국가의 위상을 유지하여야 하겠다.

저자: Masaki TAKEI
자료유형: 학술정보