FMM리스 OLED 패터닝 특허 분석

FMM 없이 OLED 화소를 색마다 그리는 공정은 두 질문으로 갈립니다. 필요 없는 유기물을 틀째 떼어 내느냐(리프트오프) 위에서 깎느냐(식각), 그리고 화소 사이를 끊는 오버행이 패널에 남느냐입니다. 오버행이 남으면 나중에 올리는 공통 음극도 끊기므로, 오버행 방식은 색마다 음극까지 올리고 오버행으로 잇는 것으로 읽힙니다. 원리를 먼저 적은 것은 패널사가 아니라 미국 대학과 스타트업, 장비사, 연구소였습니다. 출원으로 보면 한국 두 회사는 리프트오프 쪽에 있고, 오버행 쪽의 JDI는 그 특허를 운전자금을 마련하려고 지배주주 쪽에 넘겼습니다.

1. 개요

1.1 FLiPP가 남긴 질문

2026년 8월 19일 LG디스플레이가 FLiPP를 공개했다. 파인메탈마스크(FMM) 없이 적·녹·청 화소를 그리는 공정이다. 회사 발표는 공정을 「RGB 화소를 차례로 도포해 정확한 자리에 고정하고, 포토리소그래피를 결합해 정밀한 UV 식각으로 필요 없는 부분을 지운다」고만 설명했다. 개구율과 수명 숫자가 어디서 왔는지는 데스크의 LG디스플레이 FLiPP: FMM 없는 8.5세대 마스크리스 패터닝이 풀었다.

남은 질문이 하나 있다. OLED 유기층은 두께가 100나노미터 안팎이고 용매와 현상액에 약하다. FMM 없이 감광막과 식각으로 색마다 화소를 그리려면, 먼저 그린 색을 다음 공정의 액체와 가스로부터 지켜야 한다. 어떻게 지키는가.

특허를 모아 보면 답은 두 질문으로 정리된다. 결론부터 적는다.

첫째 질문은 필요 없는 유기물을 어떻게 걷어 내느냐다. 이 편이 읽은 특허에서 답은 둘이다. 틀을 먼저 만들고 유기물을 올린 뒤 틀째 떼어 내는 리프트오프와, 유기물을 위에서 깎아 내는 식각이다. 둘째 질문은 화소 사이를 끊는 구조물이 패널에 남느냐다. 리프트오프는 막을 끊는 틀을 걷어 낸다. 틀과 별개로 남는 오버행을 함께 쓰는 조합도 원리상 막혀 있지 않지만, 이 편이 읽은 리프트오프 특허에는 없었다. 식각은 남는 오버행을 세우는 쪽(오버행 방식)과 세우지 않는 쪽(전면 식각)으로 갈린다. 오버행 방식의 세 회사 특허는 모두 색마다 유기층, 상부전극, 봉지를 차례로 올린 뒤 식각하고, 화소마다 떨어진 상부전극을 오버행 쪽 도체로 잇는 구조를 적었다(비전옥스는 선택 실시예). 오버행이 패널에 남아 나중에 올리는 공통 음극까지 끊기 때문으로 읽힌다. 원리를 먼저 적은 것은 패널사가 아니었다. 리프트오프는 미국 Princeton대(1997)가, 감광막을 마스크로 쓰는 식각은 코넬대와 스타트업 Orthogonal(2010)이, 오버행 방식은 장비사 AMAT(2020)가 먼저 적었고, 오버행 없는 식각을 무기 하드마스크로 다듬은 것은 연구소 SEL(2020)이다. 출원으로 보면 한국 두 회사는 리프트오프 쪽에 있다. 삼성디스플레이는 2015년부터 자기 이름으로 출원했고, 2024년에는 Orthogonal의 2014년 계열 미국 특허 5건을 사들였다. LG디스플레이는 2021년 같은 원리를 출원했다. 다만 삼성디스플레이는 AMAT가 오버행 방식으로 만든 MAX OLED의 평가용 알파 장비를 공급받기로 했다(2024년 11월 AMAT 발표). 2026년 10월에는 삼성디스플레이가 어플라이드 계열 AKT의 증착기로 비FMM 기술을 평가했으나 개발 로드맵과 맞지 않았고, 자체 방식과 잉크젯을 따로 추진한다는 보도가 나왔다. 오버행 쪽의 JDI는 그 특허를 운전자금을 마련하려고 지배주주 쪽에 넘겼다.

1.2 분석 범위

1.3 용어

2. 두 질문으로 나눈다

리프트오프, 오버행 방식, 전면 식각은 같은 층위의 셋이 아니다. 유기물을 걷는 방법은 리프트오프와 식각 둘이고, 오버행 방식도 유기물은 식각으로 걷는다. 오버행 방식을 따로 세우는 것은 화소 가장자리를 끊는 처마가 패널에 남기 때문이다. 언더컷 처마는 리프트오프 틀에도 있으므로, 둘을 가르는 것은 처마가 남느냐 걷히느냐다.

두 질문은 상부전극을 언제 올리느냐와 맞물린다. 처마가 걷히거나 없으면 상부전극을 세 색이 끝난 뒤 한 번만 올릴 수 있다. LG디스플레이 2021의 리프트오프와 SEL의 희생막 식각이 그렇다. 처마가 남으면 나중에 올리는 공통 음극도 처마에서 끊긴다. 그래서 오버행 방식은 색마다 음극까지 올린다(6장). 그림 1은 첫 색을 화소 A에만 남기는 순간을 갈래별로 그렸다.

그림 1. 첫 색(빨강)을 화소 A에만 남기는 순간. 왼쪽부터 리프트오프, 식각 가운데 오버행을 남기는 방식, 오버행 없이 하드마스크로 깎는 전면 식각이다. 모두 화소정의층(PDL)이 애노드 가장자리를 덮고, 오버행은 그 위에 선다. 크기는 비례가 아니다

리프트오프에서는 유기물이 틀 위에 올라앉았다가 틀과 함께 떠난다. Orthogonal 2014·삼성디스플레이 2016·LG디스플레이 특허에서는 감광막이 유기물에 직접 닿지 않는다. 앞서 만든 색 위에도 불소계 층이 먼저 깔리고 패턴은 그 위에 선다. 삼성디스플레이 2018은 보호막을 덮은 뒤 그 위에 감광층을 올린다(3.3절). 오버행 방식에서는 유기물 위에 음극과 봉지막이 먼저 덮이고, 그 위에서 감광막과 식각을 쓴다. 전면 식각에서는 유기물 위에 하드마스크를 얹고 나머지 유기물을 직접 깎는다.

이 가운데 리프트오프 두 갈래와 오버행 방식(AMAT)이 빨강, 초록, 파랑을 차례로 그리는 전 과정을 3차원 모형으로 옮겼다. 유기층, 상부전극, 봉지는 증착을 따로 하므로 단계도 따로 나눴다.

3. 리프트오프: 틀째 걷어 낸다

3.1 코넬대와 Orthogonal, 녹지 않는 용매

불소계 감광막의 뿌리는 미국 코넬대와 스타트업 Orthogonal이 함께 낸 US8871545B2다. 2010년 4월 27일 우선일로 「다색 OLED 소자를 만드는 방법」을 청구했다. 불소계 용매에 녹인 불소계 감광막을 쓰는데, 일반 용매와 달리 유기층을 녹이지 않아 앞서 만든 색 위에 그대로 감광막을 올릴 수 있다. 실시예는 둘이다. 감광막 패턴 위로 발광층을 증착한 뒤 감광막째 걷어 내는 리프트오프와, 발광층을 먼저 깔고 감광막 패턴을 마스크로 O₂ 플라즈마 식각하는 방식이다. 리프트오프와 5장의 전면 식각이 한 특허에 함께 들어 있는 셈이다. 이 특허의 권리자는 지금도 코넬대와 Orthogonal이다.

리프트오프로 색마다 화소를 그리는 원리는 그보다 앞선다. Princeton대의 US6013538A(1997년 11월 24일 우선)는 언더컷을 가진 감광막 패터닝 구조로 유기물을 증착하고 같은 구조로 보호캡을 덮은 뒤 감광막을 걷어 내는 공정을 적었고, 명세서는 이 단계를 「리프트오프」라 불렀다. 보호캡은 리프트오프 동안 유기층이 용매에 닿지 않게 막는다. 같은 명세서는 이 공정을 되풀이해 색이 다른 소자를 나란히 만들 수 있다고 적었다. 코넬대·Orthogonal 2010의 몫은 유기층을 녹이지 않는 불소계 감광막으로 리프트오프와 식각을 함께 적은 데 있다.

Orthogonal은 2014년 8월 1일 미국 가출원으로 이를 다색 디스플레이 공정으로 다듬었다. 2010년 출원의 공개본은 이 계열의 인용 문헌에도 올라 있다. 계열 특허 US10468637B2는 언더컷 리프트오프 구조를 세우고, 유기층을 건드리지 않는 불소계 용매로 희생층을 걷어 낸다. 희생층이 말려 올라가 떠내려가도록 밀도를 설계한 대목은 데스크 기사가 다뤘다. 이 특허의 현재 권리자는 삼성디스플레이다.

명세서의 FIG. 3은 세 색을 만드는 전 과정을 열한 장면으로 그렸다.

그림 2. Orthogonal US10468637B2 FIG. 3B~3J. 세 줄씩 한 색이다. 첫 색은 리프트오프 구조(211)를 세우고(3B), 증착하고(3C), 걷어 낸다(3D). 둘째 색(3E~3G)과 셋째 색(3H~3J)은 앞서 만든 화소를 새 리프트오프 구조로 덮고 같은 과정을 되풀이한다

새 리프트오프 구조(221, 231)가 앞서 만든 화소를 덮은 채 다음 자리만 연다. 앞선 색은 매번 틀 밑에 숨었다가 틀이 걷힐 때 다시 드러난다.

3.2 삼성디스플레이 2016, 자기 이름으로

삼성디스플레이는 Orthogonal 특허를 사기 8년 전인 2016년, 불소계 리프트오프층으로 같은 갈래를 출원했다. 2016년 2월 2일 한국 우선일의 US10243175B2다. 더 이른 삼성디스플레이 출원은 6.3절에 적었다.

도면은 세 색을 차례로 그렸고(FIG. 4~6), 그림 3은 그중 두 색이다. 명세서는 세 색을 다 만든 뒤 음극을 공통층으로 올리는 것을 기본으로 적었고, 색마다 유기층 위에 보조 음극(181)을 이어 증착한 뒤 리프트오프하는 변형도 적었다.

그림 3. 삼성디스플레이 US10243175B2. 윗줄이 첫 색(FIG. 4A·4C·4E), 아랫줄이 두 번째 색(FIG. 5A·5C·5E)이다. 120은 리프트오프층, 130은 패턴층, UC는 언더컷, 151·152는 색별 유기층

첫 색(151)을 만든 뒤 리프트오프층(120)을 다시 깔면 첫 색은 그 아래에 덮인다. 두 번째 색 자리에만 언더컷(UC2)을 열고 증착한 뒤 걷어 낸다. 앞서 만든 색은 매번 새 리프트오프층 밑에 숨는다.

3.3 삼성디스플레이 2018, 보호막까지 덮고 걷어 낸다

삼성디스플레이는 2018년 리프트오프에 한 단계를 더했다. 2018년 11월 19일 한국 우선일의 US11925071B2다. 배경기술은 「감광막 패턴으로 발광층을 만든 뒤 리프트오프로 감광막 패턴을 없애는」 방식을 짚고, 리프트오프가 대기에 노출된 채 진행돼 대기 중 산소와 수분에서 발광층을 지킬 보호막이 필요하다고 적었다.

그림 4. 삼성디스플레이 US11925071B2 FIG. 11B·11D·11E·11F·11H·11I(왼쪽 위에서 오른쪽 아래 순). 윗 패턴층(SPL2)에 개구를 열고(11B), 언더컷 안에 발광층·전극·보호막을 증착한다(11D). 감광층(SL3)을 전면에 덮었다가 개구 안에만 남긴다(11E·11F). 패턴 위 더미층과 윗 패턴층을 걷어 내고(11H), 아래 패턴층(SPL1)까지 걷으면 발광소자 패턴(EDP2)만 남는다(11I)

명세서의 순서는 이렇다. 불소계 수지를 포함한 첫 층 위에 패턴층을 올려 언더컷을 만들고, 그 안에 발광층과 전극을 증착한 뒤 보호막을 덮는다. 다시 감광층을 올려 개구 안을 덮고, 패턴층 위에 쌓인 더미층을 먼저 식각한다. 마지막으로 패턴층을 걷어 낸다. 걷어 내기 전에 유기층을 보호막으로 감싸 두는 것이 2016년 출원과 다르다. 등록 청구항 1도 발광층을 덮는 전극과 그 위 보호층이 화소마다 섬처럼 떨어진 구조를 묶었다.

3.4 LG디스플레이 2021, 같은 원리

LG디스플레이의 2021년 12월 28일 출원 KR20230099873A(한국·미국·유럽·일본·중국·대만)는 같은 갈래다. 청구항 1은 뱅크 위 서브픽셀 패턴의 모양(이웃 쪽으로 얇아지는 가장자리와 뱅크홀 위 트렌치)을 묶었고, 명세서는 만드는 법을 이렇게 적었다.

보호층에 대해서는 물과 기름 어느 쪽과도 친하지 않은 「직교(orthogonal) 특성」 때문에 유기용매가 든 현상액의 영향을 덜 받는다고 적었다. 배경기술은 FMM이 처짐 때문에 대면적에 쓰기 어렵다는 점을 들었다.

공정은 도면 4~19가 단계별로 그렸다. 먼저 하부전극(122)을 깔고, 그 가장자리를 덮는 뱅크(124)를 세운다(도면 4). 색마다 불소계 보호층과 감광막을 깔고 감광막에 그 색 자리를 연 다음, 불소계 용매로 보호층을 더 파 언더컷을 만든다(도면 5~7). 유기 발광층을 증착하면 언더컷 밑으로 들어간 화소 패턴이 뱅크 윗면까지 번지고, 가장자리로 갈수록 얇아진다(도면 9·10). 이어 불소계 용매로 전면 리프트오프를 하면 그 색의 유기층만 남는다(도면 11). 명세서는 유기 재료가 불소계 용매에 견뎌 앞서 만든 색이 손상되지 않는다고 적었다. 둘째 색(도면 12~16)과 셋째 색(도면 17·18)도 같은 순서를 밟는다. 음극(190)은 세 색을 다 만든 뒤 전면에 형성하고, 그 위에 봉지층(197)을 올린다(도면 19). 3.1절의 Orthogonal은 주 실시예에서 색마다 상부전극까지 올린 뒤 걷어 낸다. 2장의 시뮬레이션에서 두 순서를 나란히 볼 수 있다.

그림 5. LG디스플레이 KR20230099873A 도면 4·9·11·18·19. 하부전극(122) 위에 뱅크(124)를 세우고(4), 언더컷 구조(UC1)를 통해 첫 색을 증착한다(9). 리프트오프하면 첫 색 패턴(145a)만 남는다(11). 세 색을 다 만든 뒤에도 음극은 없고(18), 음극(190)과 봉지(197)는 마지막에 올린다(19)

이 출원이 FLiPP의 실제 공정이라는 근거는 없다. 이 편이 말하는 것은 LG디스플레이가 2021년에 리프트오프 갈래의 출원을 냈다는 데까지다.

3.5 삼성디스플레이의 Orthogonal 특허 매입

삼성디스플레이는 2024년 6월 10일 Orthogonal로부터 미국 특허 5건을 사들였다. 디일렉 보도에 따르면 4건은 「유기 전자소자의 포토리소그래피 패터닝」, 1건은 「더 큰 개구율의 컬러 OLED 디스플레이」(US10468637B2)이고, 보도 시점에 한국 패밀리 특허의 권리자는 바뀌지 않았다. US10468637B2 등본의 현재 권리자도 삼성디스플레이다. 2016년에 자기 이름으로 같은 갈래를 출원한 회사가 8년 뒤 Orthogonal의 2014년 계열 특허까지 사들인 것이다. 3.1절의 2010년 코넬대·Orthogonal 특허(US8871545B2)는 이 매입 목록에 없다.

4. 식각 ①, 오버행을 남긴다: 끊어 놓고 봉지한 뒤 깎는다

4.1 AMAT 2020, 리프트오프의 입자 문제

오버행 격벽 자체는 오래됐다. 파이오니어는 1994년 US5701055A에서 화소 사이 절연 격벽에 옆으로 튀어나온 오버행을 둔 유기 EL 표시패널을 청구했다. FMM 없이 오버행과 화소별 봉지와 식각을 묶어 색마다 화소를 그린 것은, 이 편이 찾은 범위에서 장비사 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)가 먼저다. 2020년 9월 4일 우선일의 US11476313B2(공개 US20220077257A1)는 배경기술에서 리프트오프를 거부했다.

대신 화소정의층 위에 무기물 오버행을 세운다. 공개본(US20220077257A1) 청구항 1은 그 오버행이 증착 각도를 정해, 유기물은 오버행 밑까지 들어가고 음극은 유기물 가장자리를 넘어 오버행에 닿게 한다고 적었다. 끊긴 음극을 처마 쪽 도체로 잇는 구조다(6.3절).

색을 바꿔 가는 순서도 그렸다.

그림 6. AMAT US20220077257A1 FIG. 4C·4D·4F·4H·4J·4N(왼쪽 위에서 오른쪽 아래 순). 첫 서브픽셀(108a) 자리만 열어 오버행을 만들고, 증착하고, 나머지를 식각한다. 레지스트(412)가 첫 화소를 덮은 채 두 번째 자리(108b)를 열고 같은 과정을 되풀이한다

핵심은 오버행을 처음부터 다 만들지 않는다는 점이다. 오버행 재료층을 전면에 깔고 첫 서브픽셀 자리만 연다. 첫 색과 음극, 봉지를 증착하고 첫 화소 우물에 레지스트를 둔 뒤 나머지를 습식 식각한다. 두 번째 색은 레지스트가 첫 서브픽셀을 덮은 상태에서 두 번째 자리만 열어 같은 과정을 밟는다. 아직 열지 않은 자리는 오버행 재료층이, 이미 끝난 화소는 레지스트가 덮는다(플러그 배열에서는 보호막 414를 더한다). 명세서는 「추가 서브픽셀마다 같은 단계를 반복한다」고 적었다.

AMAT는 2021년 4월 23일 우선일의 WO2022225657A1에서 오버행 구조 자체를 따로 청구했다. 청구항 1은 오버행을 조성이 다른 금속 세 층(바닥·몸통·윗부분)으로 쌓았고, 제목의 전도성 산화물은 바닥층 재료로 종속항에 나온다. 같은 배경기술 문장이 다시 들어 있다.

이 갈래는 특허에서 끝나지 않았다. AMAT는 2024년 11월 21일 「MAX OLED」를 발표하고, 6세대에서 8세대 원장으로 넓히는 것을 쉽게 한다고 밝혔다. 평가용 알파 장비는 삼성디스플레이에 공급한다고 했다. AMAT가 SID 2025에 낸 초청논문은 MAX OLED를 오버행 구조, 각도를 제어한 증착, 화소마다 덮는 박막봉지의 묶음으로 설명한다. 저자 명단에는 위 두 특허의 발명자 여섯 명이 들어 있다.

그 뒤의 행보는 회사가 밝히지 않았고 보도로만 전해진다. 디일렉은 2026년 10월 19일, 삼성디스플레이가 2025년 9월 아산 A2 라인에 어플라이드 계열 AKT의 5.5세대 쿼터급 수직 증착기를 들여와 비FMM 기술을 평가했지만 기존 중소형·중대형 개발 로드맵과 맞지 않았다고 보도했다. 기사는 이 장비를 MAX OLED라고 부르지는 않았다. 같은 기사에 따르면 삼성디스플레이의 자체 기술 MPO(Micro Patterned OLED) 개발은 2026년 초까지 사실상 보류 상태였다가 2026년 3월부터는 7인치급 엔지니어링 샘플을 목표로 프로젝트가 진행되고 있다. 같은 날 전자신문은 삼성디스플레이가 협력사와 잉크젯 OLED 파일럿 라인 구축 논의에 착수했다고 보도했고, 업계 관계자의 말을 빌려 비FMM 기술 가운데 잉크젯을 낙점했다고 전했다.

4.2 JDI 2022, 티타늄과 산화물 오버행

JDI는 2022년 5월 eLEAP을 발표했다. 그보다 석 달 반 앞선 2022년 1월 27일 일본 우선일의 US12520704B2가 오버행 구조를 청구했다.

그림 7. JDI US12520704B2(공개 US20230240117A1) FIG. 4·5. 리브(5) 위 격벽(6)의 상부(62)가 하부(61)보다 튀어나와 오버행을 이룬다

증착한 뒤 봉지까지 덮고 그 위에서 식각한다는 점은 AMAT와 같다. 다만 JDI는 격벽을 먼저 모두 세운다(FIG. 6~10). 그다음 유기층, 상부전극, 캡층, 봉지층을 전면에 증착하면 오버행이 유기층과 전극을 끊는다. 봉지층 위에 레지스트를 두고 드러난 부분을 건식 식각한다. 다만 JDI 도면은 첫 색까지만 그렸고, 나머지 색은 「비슷한 공정을 차례로 한다」고만 적었다. JDI 특허는 AMAT의 2021년 오버행 문헌을 인용했다.

식각 단계 자체를 청구한 출원도 있다. 그보다 보름 앞선 2022년 1월 13일 일본 우선일의 US12501819B2(공개 US20230225180A1)다.

그림 8. JDI US20230225180A1 FIG. 5·7·8·9·10·12. 흐름도(FIG. 5)의 「얇은 막 형성 → 레지스트 → 식각 → 레지스트 제거」를 단면으로 그렸다. 레지스트(30)가 첫 서브픽셀(SPα)을 덮은 채 이방성 식각(FIG. 9)으로 드러난 봉지층을 얇게 하고 등방성 식각(FIG. 10)으로 걷는다. 그 밑의 유기층과 상부전극은 셋째 식각(FIG. 11, 그림에 없음)에서 걷힌다

이 특허도 2025년 6월 27일 Magnolia White로 양도됐다.

4.3 비전옥스 2022, 남는 T자 격리부

비전옥스는 2023년 5월 ViP를 발표했다. 그보다 아홉 달 앞선 2022년 8월 2일 우선일의 CN117500332A(국제·한국·미국 출원)가 오버행 갈래의 구조와 순서를 적었다.

위가 넓고 아래가 좁은 받침층이 오버행이다. 도면은 세 색을 차례로 그렸다.

그림 9. 비전옥스 CN117500332A 도면 9~13(위에서 아래로). T자 격리부(310·320)를 세우고, 첫 색(411·봉지 501), 둘째 색(412·502), 셋째 색(413·503)을 차례로 만든 뒤 전체 봉지로 덮는다. 격리부는 끝까지 남는다

명세서는 색마다 발광 재료층과 전극 재료층과 봉지 서브층을 깔고 패터닝해 그 색의 발광 단위와 봉지 서브부를 만든다고 적었다. 색마다 봉지가 따로 덮이고, 마지막에 두 번째 봉지부가 전체를 덮는다.

2023년 3월 31일 중국 우선일의 WO2024198939A1은 변형이다. 금속 격리 구조 안에 발광층과 전극을 증착하고 봉지한 뒤, 격리 구조를 식각해 걷어 낸다. 명세서는 「정밀 마스크로 증착할 필요가 없어 공정을 단순화하고 해상도를 높일 수 있다」고 적었다.

5. 식각 ②, 오버행 없이: 통째로 깔고 하드마스크로 깎는다

전면 식각의 뿌리도 3.1절의 코넬대·Orthogonal 2010년 특허다. 그 둘째 실시예는 발광층을 전면에 깔고 불소계 감광막 패턴을 마스크로 O₂ 플라즈마 식각했다. 일본 반도체에너지연구소(SEL)는 유기물 위에 감광막 대신 무기 하드마스크를 얹는 방식을 적었다. 2020년 12월 7일 일본 우선일의 WO2022123382A1이다. 명세서는 메탈마스크나 FMM을 쓰지 않은 구조를 「MML(metal maskless) 구조」라 부른다. 다만 이 실시예는 대향전극을 메탈마스크(190)로 형성해, 명세서의 정의로는 MM 구조에 해당한다.

그림 10. SEL WO2022123382A1. 왼쪽 열이 첫 색(FIG. 2A~2D), 오른쪽 열이 두 번째 색(FIG. 3A~3D)이다. 190은 메탈마스크, 113은 EL층, 114는 대향전극, 115는 보호층. 대향전극과 보호층이 하드마스크가 된다

유기층을 전면에 깔고, 남길 화소 위에만 대향전극을 올려 그것을 하드마스크로 삼는다. 두 번째 색을 전면에 깔면 첫 화소 위에도 쌓이지만, 첫 화소의 대향전극이 그 아래를 지킨다. 틀도 오버행도 필요 없다. SEL의 다른 문헌(US12300126B2)은 EL막 위에 희생막을 덮고 레지스트로 유기층을 식각하는 방식도 적었다.

SEL은 같은 달 희생막으로 색을 차례로 깎는 방법을 청구했다. 2020년 12월 29일 우선일의 WO2022144666A1이다. 청구항 1은 두 색까지 적었고, 도면은 세 색을 그렸다.

그림 11. SEL WO2022144666A1 FIG. 2C~2E(빨강) → FIG. 3A~3C(초록) → FIG. 4A~4C(파랑). 색마다 EL막 위에 희생막(141)과 레지스트(143)를 올려 식각하고, 남은 희생층(142)이 그 화소를 지킨다. 마지막에 희생층을 모두 걷는다. 일본어 그림 번호는 영어로 바꿔 적었다

앞서 만든 색은 다음 색을 식각하는 동안 자기 희생층(142a, 142b) 밑에 있다. 세 색이 끝난 뒤 희생층을 모두 습식 식각으로 걷는다.

6. 오버행은 왜 남고, 무엇을 잇는가

6.1 PDL로는 막을 끊을 수 없다

FMM이 없으면 유기물은 패널 전체에 깔린다. 색마다 따로 다루려면 화소 사이에서 막이 끊겨야 한다. PDL은 이 일을 하지 못한다. 옆면이 완만해 위에 쌓는 막이 끊기지 않고 넘어가기 때문이다. 그래서 PDL 위에 처마를 하나 더 세운다. AMAT 공개본(US20220077257A1)은 오버행이 증발 증착 때 그늘을 만들어 유기물과 음극의 증착 각도를 정한다고 적었다.

막을 끊는 처마는 새 발상이 아니다. 파이오니어의 1994년 출원(US5701055A)은 화소 사이 절연 격벽에 옆으로 튀어나온 오버행을 둔 유기 EL 표시패널을 청구했다. 이 격벽은 절연체이고 끊는 데서 일이 끝난다. 오버행 방식의 처마는 끊은 뒤 다시 잇는다.

6.2 처마가 남으면 상부전극도 색마다

처마가 패널에 남으면 세 색이 끝난 뒤 공통 음극을 올려도 처마에서 다시 끊긴다. 4장의 세 회사 특허는 모두 색마다 상부전극을 올린다. AMAT는 색마다 OLED 재료, 음극, 봉지를 증착한 뒤 나머지를 습식 식각한다. JDI는 유기층, 상부전극, 캡층, 봉지층을 깔고 레지스트 아래만 남긴다. 비전옥스는 색마다 발광 재료층, 전극 재료층, 봉지 서브층을 깔고 패터닝한다. 이 편이 읽은 오버행 특허 가운데 세 색이 끝난 뒤 상부전극을 올리는 것은 없었다.

처마가 남지 않는 쪽은 다르다. LG디스플레이 2021의 리프트오프는 음극(190)을 세 색이 끝난 뒤 한 번 올린다(3.4절). 같은 식각이라도 SEL의 희생막 방식(WO2022144666A1)은 희생층을 다 걷은 뒤 공통전극을 올린다. 상부전극을 색마다 올리지 않을 수 없게 만드는 것은 식각이 아니라 남는 처마다. 리프트오프에서는 색마다 올리는 것이 선택이다.

6.3 떨어진 상부전극을 무엇이 잇나

색마다 올린 상부전극은 화소마다 섬처럼 떨어진다. 세 회사 특허는 이것을 처마 쪽 도체로 잇는 구조를 적었다(비전옥스는 선택 실시예). AMAT 공개본 청구항 1은 음극이 처마 밑으로 들어가 유기물 가장자리를 넘어 처마에 닿는다고 적었다. 같은 명세서의 처마 구성 넷 가운데 둘은 처마 아랫부분이 도체이고, 나머지 둘은 아랫부분이 부도체인 대신 그 밑에 보조 음극을 둔다. AMAT의 2021년 출원(WO2022225657A1)은 이렇게 적었다.

JDI 청구항 1은 상부전극이 격벽과 접촉한다고 적었고, 명세서는 격벽 아랫부분(61)이 도체이며 화면 바깥에서 전원에 연결돼 각 화소의 상부전극에 공통 전압을 준다고 적었다. 비전옥스 명세서는 이웃한 발광 단위의 전극이 격리부를 통해 서로 이어질 수 있다고 적었고, 그 격리부를 금속으로 만드는 것은 선택 실시예로 두었다.

화소마다 떨어진 상부전극을 따로 잇는 일은 처마를 남기지 않는 리프트오프로도 할 수 있고, AMAT보다 앞서 삼성디스플레이 출원에 있다. US10038037B2(2015년 9월 3일 한국 우선)는 화소마다 떨어진 대향전극을 화소정의층 위의 연결 전극층으로 이었다. US10403853B2(2016년 6월 16일 한국 우선)는 섬 모양 대향전극 위에 그보다 넓은 섬 모양 보호층을 덮고, 그 위의 연결층으로 대향전극들을 이었다. 이 출원은 감광막 틀을 써서 화소마다 리프트오프한다. US10727433B2(2018년 4월 30일 한국 우선)는 무기 화소정의층 위의 보조전극으로 이웃 대향전극을 잇고, 그 보조전극을 화면 바깥 전원선에 연결했다. 색마다 전극과 보호막을 올리고 떨어진 전극을 잇는 구성은, 이 편이 찾은 범위에서 삼성디스플레이 출원이 AMAT보다 앞서 적었다. 삼성디스플레이 출원은 감광막 틀로 끊고 리프트오프로 걷었고, AMAT 2020은 패널에 남는 무기 오버행으로 끊고 식각으로 걷었다.

봉지는 그 끝을 감싼다. AMAT 공개본은 화소마다 덮는 국소 봉지(116)가 처마 밑으로 들어가 옆벽을 따라 올라간다고 적었다. 2021년 출원은 처마 밑까지 덮는 것을 기본으로 적고, 실시예에 따라 윗면까지 덮는다고 했다. 유기물과 음극의 가장자리가 처마 밑에서 끝나므로 그 끝을 봉지가 감싸는 구조다. 그 위로 전체 보호층(120)이 처마와 국소 봉지를 덮는다.

6.4 색마다 되풀이되는 막

색마다 다시 올리는 막은 갈래마다 다르다. LG디스플레이 2021의 리프트오프는 색마다 올리는 유기 발광층에 정공 수송층과 전자 수송층까지 넣었고, 명세서는 언더컷 깊이로 탠덤 구조의 전하 생성층을 끊어 누설을 막는다고 적었다. 공통층까지 색마다 다시 올리는 것은 리프트오프에도 있는 일이다. 오버행 방식은 읽은 세 회사 특허 모두 음극과 국소 봉지까지 색마다 올린다. 리프트오프에서는 이것이 선택이다(Orthogonal 주 실시예·삼성디스플레이 2018은 색마다, LG디스플레이 2021은 세 색 뒤). 오버행 방식은 세 색이면 음극과 국소 봉지를 세 번 올리고, 그때마다 다른 색 자리의 막을 식각해 걷어 낸다. 재료를 얼마나 더 쓰는지는 특허에 없고, 이 편도 확인하지 않았다.

7. 비교분석

7.1 세 갈래를 나란히

7.2 언제 누가

그림 12. 세 갈래의 우선일과 제품 발표 시점. 제품 발표일은 보도 기준이다. Princeton대 1997과 파이오니어 1994는 축 밖이다

원리는 1997년부터 2020년 사이에 패널사 밖에서 먼저 적혔다. 패널사의 출원은 그 뒤를 따랐고, 제품 발표는 다시 그 뒤에 왔다. FMM 없이 색을 나누는 출원으로 보면 패널사 가운데 가장 이른 것은 삼성디스플레이다. AMAT·SEL 출원보다 5년 앞선 2015년부터 리프트오프 출원을 자기 이름으로 냈다(6.3절).

7.3 Orthogonal 특허를 누가 뒤따랐나

Orthogonal의 US10468637B2를 인용한 문헌을 출원인별로 세었다.

그림 13. US10468637B2 피인용 125건(공보 기준). SEL은 이름 표기 다섯 가지를 합했다

절반이 넘는 69건이 SEL이다. 한 건을 빼면 모두 2020년 12월 이후 출원이다. 삼성디스플레이가 19건으로 뒤를 잇고, 가장 이른 것이 3.2절의 2016년 자기 출원이다. LG디스플레이는 0건이다. 3.4절의 LG 출원이 든 인용 문헌 19건도 모두 심사관이 붙인 것이고, 그 안에 Orthogonal 문헌은 없다.

8. 오버행 특허의 행방

4.2절의 JDI 특허 두 건(US12520704B2·US12501819B2)의 현재 권리자는 JDI가 아니다. 두 등본 모두 2025년 6월 27일 「MAGNOLIA WHITE CORPORATION」으로 양도됐다고 적었다.

JDI의 2025년 6월 26일 적시공시가 그 경위를 밝혔다. JDI와 자회사 JDI Design and Development는 2025년 5월 19일 지식재산 전담 자회사 세 곳(Magnolia Purple·White·Blue)을 세우고, 액정과 유기EL 디스플레이 특허 일부를 현물출자로 넘겼다. 그리고 세 회사의 주식 전부를 최대주주 Ichigo Trust 쪽에 양도하기로 했다. 공시에 따르면 Ichigo Trust는 JDI 의결권의 78.20%를 가진 지배주주이고, JDI는 이 펀드에서 650억 엔을 빌린 상태였다. 5월 15일 기본합의서는 이 주식과 모바라 공장 토지·건물을 함께 넘기고 그 대금으로 650억 엔을 갚기로 했다. 그러나 공시는 「우선 당장의 운전자금을 확보하기 위해」 주식 양도를 먼저 실행한다고 적었고, 공장 부동산 양도는 협의가 이어지고 있다고 했다. 7월 30일 공시는 Ichigo의 뜻에 따라 양수인을 Ichigo가 100% 출자한 회사의 100% 자회사 Magnolia Unitas로 바꾸고, 그날 양도를 마쳤다고 적었다. 양도가액은 밝히지 않았다.

JDI는 넘긴 특허에 대해 무상 실시권을 받았다. 신사업과 계속 생산하는 디스플레이에 관한 특허 일부는 JDI가 계속 갖는다고 공시는 적었다.

9. 반증 및 한계

LG디스플레이의 2021년 출원이 FLiPP의 실제 공정이라는 근거는 없다. LG는 FLiPP를 독자 기술이라고 밝혔고, 공정 상세를 공개하지 않았다. 이 편은 같은 갈래의 LG 출원이 있다는 사실까지만 적었다. 회사 발표는 「UV 식각으로 필요 없는 부분을 지운다」고 했고, 디일렉(2026-10-19)은 FLiPP가 유기물을 넓게 증착한 뒤 포토 공정과 식각으로 불필요한 부분을 걷어 내며 유기물을 끊는 격리 구조가 최종 제품에 남는다고 전했다. 이 보도대로라면 FLiPP는 2021년 LG 출원의 리프트오프가 아니라 오버행 쪽에 가깝다. 다만 이것도 보도이고 회사가 밝힌 공정이 아니다.

LG디스플레이 출원이 Orthogonal 문헌을 인용하지 않은 것은 사실이다. 그것이 무엇을 뜻하는지는 문서로 알 수 없다.

삼성디스플레이가 리프트오프로 양산하는지는 확인하지 않았다. 특허 출원과 매입은 사실이지만 실제 공정 선택은 공개되지 않았다. 4.1절의 MPO와 잉크젯 추진은 업계를 인용한 보도이고 회사가 밝힌 것이 아니다. 디일렉은 MPO가 격리 구조를 먼저 만들어 필요한 자리에만 유기물을 올리고, 유기층을 따로 식각하지 않으며, 그 구조를 제조 중에 걷어 낸다고 전했다. 이 설명은 이 편의 리프트오프와도, 격리 구조를 식각해 걷어 내는 비전옥스 2023년 출원과도 닮았다. 삼성디스플레이는 2015~2018년 색마다 대향전극을 올리고 떨어진 전극을 잇는 출원을 여럿 냈다(6.3절). 보도만으로 MPO가 어느 쪽인지 단정할 수는 없다.

두 질문으로 나눈 세 갈래는 이 편의 구분이다(2장). 실제 공정은 섞일 수 있다. 비전옥스의 2023년 출원처럼 구조물로 끊었다가 걷어 내는 방식도 있다.

6.2절의 「처마가 남아 공통 음극까지 끊기므로 상부전극을 색마다 올린다」는 이 편이 읽은 세 회사 오버행 특허의 공정 순서에서 끌어낸 해석이다. 특허가 그 이유를 그렇게 적은 것은 아니다.

공정 도면은 색을 바꿔 가는 순서를 그린 것을 주로 실었다. JDI 특허는 첫 색만 그렸고, 그 뒤의 색에서 앞 화소를 어떻게 지키는지는 적지 않았다. 그림 1은 세 갈래 모두 첫 색의 한 장면만 그렸다.

회사별 가장 이른 출원과 「먼저 적은 곳」은 이 편이 확인한 범위의 것이다. 감광막 언더컷 리프트오프(Princeton대 1997)와 오버행 격벽(파이오니어 1994)은 1990년대 문헌에 이미 있다.

10. 결론 및 시사점

FMM을 걷어 내는 기술은 두 질문으로 읽힌다. 유기물을 틀째 떼어 내느냐 깎느냐, 그리고 화소 사이를 끊는 처마를 남기느냐다. 오버행은 셋째 방법이 아니라 식각과 짝을 이루는 구조물이다. 처마가 남으면 공통 음극도 끊기므로 오버행 방식은 색마다 음극과 봉지까지 올리고, 떨어진 음극을 처마 쪽 도체로 잇는 구조를 적었다(비전옥스는 선택 실시예). 처마가 걷히는 리프트오프와 처마가 없는 희생막 식각은 상부전극을 세 색 뒤에 올릴 수 있다.

원리를 먼저 적은 것은 패널사가 아니었다. 리프트오프는 미국 Princeton대가 1997년에, 감광막을 마스크로 쓰는 식각은 코넬대와 스타트업 Orthogonal이 2010년에, 오버행 방식은 장비사 AMAT가 2020년에 먼저 적었고, 오버행 없는 식각을 무기 하드마스크로 다듬은 것은 연구소 SEL이었다. 패널사의 출원은 그 뒤에 나왔다. 출원으로 보면 한국 두 회사는 리프트오프 쪽에, JDI와 비전옥스는 오버행 쪽에 있다. 다만 삼성디스플레이는 AMAT의 오버행 방식 MAX OLED 알파 장비를 들이기로 했고, 2026년 10월에는 자체 방식 MPO 시제품과 잉크젯 파일럿 라인을 추진한다는 보도가 함께 나왔다. 실제 공정 선택은 아직 한쪽으로 닫히지 않았다.

어느 쪽이 이길지는 아직 양산이 말하지 않았다. 다만 특허 쪽에서는 이미 갈린 것이 있다. 리프트오프에서는 삼성디스플레이가 Orthogonal의 2014년 계열 특허를 사서 쥐었고, 오버행 쪽의 JDI는 운전자금을 마련하려고 자기 특허 일부를 지배주주 쪽에 넘기고 무상 실시권을 받았다.

앞으로 볼 것은 둘이다. 하나는 LG디스플레이 FLiPP의 공정이 특허로 어떻게 드러나는가다. LG의 2021년 출원은 리프트오프 쪽이지만, 회사 발표는 식각을 말했고 보도는 격리 구조가 남는다고 전했다(9장). 오버행 쪽이라면 AMAT·JDI·비전옥스의 청구항과 어디서 겹치는지가 다음 질문이 된다. 다른 하나는 SEL이다. Orthogonal 특허를 가장 많이 인용한 곳은 패널사가 아니라 연구소였다. 그 출원들이 어느 패널사의 공정으로 이어지는지가 두 번째 질문이다.