日 독점한 섀도마스크와 달리 국내 업체 영향력 커
대형 OLED 투자 늘면서 시장도 성장 전망

유기발광다이오드(OLED) 증착 공정에는 두 종류의 마스크가 동시에 사용된다. 마이크로미터(μm) 단위의 미세 구멍이 뚫린 섀도마스크와 개별 패널 형태의 큼직한 구멍이 뚫린 오픈마스크다. 섀도마스크는 아직 일본 2개 업체가 국내외 시장을 잠식하고 있지만, 오픈마스크는 국내 3개사가 국내는 물론 중국 시장까지 점유하고 있다.

특히 오픈마스크는 중소형 OLED 보다 TV용 대형 OLED 생산에 더 많이 쓰인다는 점에서 향후 성장성도 주목된다.

OLED TV가 전시된 영국 런던 해롯백화점 1층 쇼윈도. /사진=LG디스플레이
오픈마스크는 스마트폰용 중소형 OLED보다 TV용 대형 OLED 생산에 더 많이 사용된다. OLED TV가 전시된 영국 런던 해롯백화점 1층 쇼윈도. /사진=LG디스플레이

오픈마스크, 중소형 OLED에서 대형으로 확장

 

오픈마스크는 원래 중소형 OLED 생산시 공통층(HIL⋅HTL⋅ETL⋅EIL 등)과 메탈 증착에 사용됐다. 스마트폰 패널과 패널 사이 모서리 부분까지 공통층 물질과 메탈이 증착되면 안 되기 때문에 이 부분을 가리기 위해 오픈마스크를 유리기판에 덧씌운다. 높은 열에 기화된 공통층 물질은 오픈마스크 가운데 구멍이 뚫린 부분을 통해 유리기판에 달라 붙는다. 

그러나 LG디스플레이가 지난 2013년 화이트OLED(WOLED) 기술을 이용해 TV용 패널을 생산하면서 오픈마스크의 쓰임이 늘기 시작했다. WOLED는 적색⋅녹색⋅청색 발광층을 수평이 아닌 수직으로 쌓는다. 이 때문에 섀도마스크가 전혀 필요하지 않다. 대신 오픈마크스를 씌운 채 공통층과 적색⋅녹색⋅청색 발광층을 차례대로 증착해주면 된다. 증착 공정 처음부터 끝까지 오픈마스크만 필요하다.

최근 삼성디스플레이가 QD디스플레이(QD-OLED) 투자를 공식화하면서 향후 오픈마스크 시장은 더 성장할 전망이다. QD-OLED의 발광을 담당하는 청색 OLED가 오픈마스크 증착을 통해 생산되기 때문이다. 물론 QD-OLED의 공통층과 메탈 증착에도 오픈마스크가 사용된다.

섀도마스크 증착(왼쪽)과 오픈마스크 증착(오른쪽) 비교. 마이크로미터 단위의 구멍이 뚫린 섀도마스크와 달리, 오픈마스크는 가운데 큰 구멍이 뚤려 있어 비교적 증착 난이도가 낮다.
섀도마스크 증착(왼쪽)과 오픈마스크 증착(오른쪽) 비교. 마이크로미터 단위의 구멍이 뚫린 섀도마스크와 달리, 오픈마스크는 가운데 큰 구멍이 뚤려 있어 비교적 증착 난이도가 낮다.

오픈마스크 역시 섀도마스크와 마찬가지로 수차례 사용하면 폐기해야 하는 소모품이다. 증착장비 내 고열과 인장(잡아당김) 작업 탓에 뒤틀림이 발생하기 때문이다. 통상 기판 5000장 당 한번은 새것으로 교체해야 하는 것으로 알려졌다. 

중소형 OLED 표준 규격인 6세대(1500㎜ X 1850㎜) 증착 라인은 한 달에 최대 1만5000장의 기판이 투입된다. 라인을 풀가동하고 있다면 한달에 총 3세트의 오픈마스크가 필요하다. TV용 8.5세대(2200㎜ X 2500㎜) 라인은 통상 월 3만장의 기판이 투입되는데, 이를 감안하면 1개월에 최대 6세트의 오픈마스크가 소요되는 셈이다.

 

풍원정밀⋅세우⋅핌스가 점유한 오픈마스크 시장

 

일본 다이니폰프린팅(DNP)과 도판프린팅이 과점하고 있는 섀도마스크 시장과 달리 오픈마스크는 국내 3개 회사가 점유하고 있다. 삼성디스플레이의 경우 풍원정밀과 세우인코퍼레이션에서, LG디스플레이는 핌스에서 각각 오픈마스크를 구매한다. 

μm 단위의 구멍을 정밀하게 뚫어야 하는 섀도마스크와 달리, 오픈마스크는 스마트폰 혹은 TV 크기의 구멍을 뚫는 만큼 비교적 난이도가 낮은 것으로 치부된다. 그러나 오픈마스크 역시 열팽창을 제어하고, 인장했을 때 정렬(얼라인먼트)위한 ‘얼라인 홀(Align Hole)’을 생성하는데 노하우가 뒤따른다. 

LG디스플레이에 오픈마스크를 공급하는 핌스는 하이브리드 제조 방식을 통해 최근 중국 시장까지 확장하고 있다. 하이브리드 제조는 가운데 패널 부분은 에칭(식각)으로, 네 귀퉁이의 얼라인 홀은 레이저로 뚫는 방식을 뜻한다. 에칭과 레이저를 동시에 사용한다는 의미에서 하이브리드라는 이름이 붙었다. 

풍원정밀이 생산한 오픈마스크(왼쪽)와 세우인코퍼레이션의 오픈마스크. /사진=각 사 홈페이지
풍원정밀이 생산한 오픈마스크(왼쪽)와 세우인코퍼레이션의 오픈마스크. /사진=각 사 홈페이지

하이브리드 방식은 오픈마스크를 인장한 상태에서 오차를 감안해 레이저로 얼라인 홀을 뚫기 때문에 실제 오픈마스크 사용환경과 동일한 조건에서 제조할 수 있다. 그만큼 정밀한 오픈마스크 정렬이 가능한 셈이다.  

지난해 기준 풍원정밀의 매출액은 연간 419억원, 세우인코퍼레이션 매출액은 791억원씩이다. 핌스는 지난해 122억원의 매출을 올렸다. 3개 회사 모두 오픈마스크 외에 다른 사업들도 영위하고 있기 때문에, 이들 회사 매출 합계를 오픈마스크 시장으로 추정할 수는 없다. 다만 3개 회사 모두 최근 2~3년 새 매출이 큰 폭으로 성장했다. 

삼성디스플레이가 QD-OLED 라인 투자를 공식화했고, LG디스플레이 역시 중국 광저우 OLED 가동률을 높이고 있기 때문에 향후 장기 성장성은 밝다. 중국에서는 LCD 업체인 HKC가 TV용 WOLED 양산 라인 투자를 발표했으며, BOE와 CSOT 역시 TV용 OLED 투자를 검토 중이다. 

업계 관계자는 “향후 오픈마스크 시장은 외형적으로 큰 폭의 성장이 예상된다”며 “국내 오픈마크스 업체들도 원판인 인바(Invar) 시트는 일본 히타치메탈 등에 의존하기 때문에 원재료 국산화에 대한 고민을 더 할 필요가 있다”고 말했다.

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