[딜사이트 한보라 기자] 삼성디스플레이가 확장현실(XR)용 마이크로 유기발광다이오드(OLEDoS, 올레도스) 패널 개발에 속도를 내고 있다. 모회사인 삼성전자가 연내 XR기기 출시를 예고한 만큼 올레도스 상용화에 힘쓰는 모습이다. 장기적으로는 애플 XR기기 비전 프로(Vison Pro) 패널 납품사 지위까지 노리고 있는 만큼 경쟁사 대비 차별화된 기술력을 확보하는 것을 목표로 삼고 있다. 

삼성디스플레이는 충청남도 소재 천안사업장과 아산사업장에서 올레도스 개발을 진행하고 있다. 천안사업장 A1 라인에서는 삼원색(RGB) 방식, 아산사업장 A2 라인에서는 일본 소니가 선점한 화이트(W)-RGB 방식을 주축으로 올레도스 사업이 이뤄지고 있다. 

일단 연내 출시 예정인 삼성전자 XR기기 '삼성 글라스(가칭)'에는 W-RGB 올레도스가 탑재될 가능성이 높다. 삼성전자가 아산사업장 A2 라인에서 개발 중인 W-RGB 올레도스는 전량 삼성전자향 제품인 것으로 전해졌다. 

그러나 삼성디스플레이가 중장기적으로는 RGB 올레도스 상용화에 무게를 두고 있다는 게 업계 진단이다. 현실 세계 위에 가상 이미지를 덧입혀야 하는 XR기기 특성상 가장 중요한 건 디스플레이의 휘도(화면 밝기)다. 이질감 없이 가상 콘텐츠를 누리기 위해서다.

W-RGB 방식은 백색 필터(CF)를 거쳐 이미지가 구현되기 때문에 RGB 방식과 비교해 휘도가 3분의 1 수준으로 낮다. 반면 RGB 올레도스는 실리콘 기판에 바로 발광 유기물을 증착하기 때문에 픽셀 밀도(PPI)를 높이는 대로 휘도도 좋아진다.  

삼성디스플레이는 RGB 올레도스 구현 방식으로 이매진(eMagin)과 포토리소(Photolitho) 기술을 고민하고 있다. 두 기술의 차이는 증착 공정이다. 증착이란 구멍이 뚫린 섀도 마스크를 가지고 정해진 양의 발광 유기물이 정확한 위치에 부착될 수 있도록 하는 공정이다. 이때 섀도 마스크에 뚫린 구멍의 크기와 간격이 일정할수록 패널 화질이 좋아진다.

소위 '다이렉트 패터닝(dpd)'으로 대표되는 이매진 기술은 질화규소(실리콘 나이트레이드) 웨이퍼를 섀도 마스크로 사용한다. 반도체 노광 공정으로 실리콘 웨이퍼에 촘촘히 구멍을 뚫어 픽셀 집적도를 높이는 기술이다. 이론상으로 이매진 기술을 적용하면 올레도스 휘도를 3000~4000PPI까지 끌어 올릴 수 있다.

포토리소 기술은 적색(R)부터 차례로 RGB 서브픽셀을 도포한 뒤 필요 없는 부분은 에칭(식각)으로 지우며 필요한 위치에 발광 유기물을 남기는 증착 방식이다. 일본 재팬 디스플레이(JDI)가 선보인 'e립(eLEAP)'이 포토리소 기술을 적용한 대표적인 사례다. 

문제는 높은 원가다. 이매진과 포토리소 기술 모두 상용화하기엔 양산성이 떨어진다. 최근 애플이 출시한 XR기기 비전 프로의 가격이 500만원 상당으로 높게 형성된 이유도 소니의 WRGB 올레도스 때문이다. 상대적으로 수월하다는 WRGB 올레도스조차도 수율이 낮은 탓에 완제품 원가를 높게 형성하는 주범으로 꼽히고 있다. 

업계 한 관계자는 "우선 이매진 기술은 8~12인치 실리콘 웨이퍼에다 1인치 내외 섀도 마스크를 만든다는 게 물리적으로 쉽지 않다"며 "원가를 낮추려면 섀도 마스크를 여러 번 사용할 수 있어야 하는데 현재 기술로는 어렵다"고 말했다. 이어 "RGB 방식이 WRGB 방식 대비 발광 면적이 50% 이하인 것도 극복해야 할 문제"라고 덧붙였다.

다만 업계는 이제껏 삼성디스플레이의 행보를 고려했을 때 충분한 시간만 주어진다면 기술력 확보에는 문제가 없을 것으로 내다보고 있다. 애플은 2027년 출시할 2세대 비전 프로에 RGB 올레도스를 탑재할 예정이다. 

복수의 업계 관계자는 "일반적으로 패널 제조사 입장에서는 수율이 50~60%는 나와줘야 양산성이 있다고 생각한다"며 "2027년까지 시간이 주어진다고 쳤을 때 삼성디스플레이 정도라면 앞선 문제들을 해결하기 어렵진 않겠다"고 설명했다. 이어 "관건은 애플에서 차세대 비전 프로 패널에게 원하는 휘도가 4000PPI이냐 5000PPI 수준이냐의 차이일 것"이라고 했다.