언브레이커블 OLED, OLED 시장의 새로운 다크호스가 될 수 있을까?

삼성디스플레이에서 언브레이커블 OLED panel을 공개하여 주목받고 있다.

삼성디스플레이는 깨지지 않는 스마트폰용 패널을 개발해, 美 산업안전보건청 공인 시험기관인 UL(美 보험협회시험소, Underwriters Laboratories Inc.)로부터 인증을 받았다고 23일 밝혔다.

 

<삼성디스플레이의 언브레이커블 OLED, 삼성디스플레이>

 

삼성디스플레이는 플렉시블 OLED 패널에 플라스틱 소재의 커버 윈도우를 부착해, 기판과 윈도우 모두 깨지지 않는 완벽한 언브레이커블(Unbreakable) 패널을 완성했다.

현재 상용화된 플렉시블 디스플레이는 깨지지 않는 플라스틱 기판을 사용하지만, 유리 소재의 커버 윈도우를 부착해 강한 충격을 받을 경우 윈도우가 깨지는 문제가 발생한다.

UL에 따르면 삼성디스플레이가 개발한 언브레이커블 디스플레이는 美 국방부 군사 표준규격(US Military Standard)에 맞춰 실시한 내구성 테스트를 완벽하게 통과했다. 1.2미터 높이에서 26회 실시한 낙하 테스트에서 제품의 전면부, 측면부, 모서리 부분 모두 파손 없이 정상적으로 작동했으며, 극한의 저온(-32)/고온(71) 테스트에서도 문제 없이 작동했다.

특히 美 국방부 군사 표준규격보다 더 높은 1.8미터 높이에서 실시한 낙하 테스트에서도 삼성디스플레이의 언브레이커블 패널은 손상 없이 정상적으로 작동했다.

삼성디스플레이 관계자는최근 개발되고 있는 플라스틱 윈도우는 깨지지 않는 내구성에 유리와 흡사한 투과율과 경도를 갖추고 무게까지 가벼워 휴대용 전자기기에 특히 적합하다앞으로 언브레이커블 패널이 스마트폰은 물론 안전기준이 까다로운 차량용 디스플레이나 군사용 모바일 기기, 학습용 태블릿PC, 휴대용 게임기 등 다양한 전자제품에 활용될 것으로 기대하고 있다고 밝혔다.

삼성관계자의 말처럼 언브레이커블 OLED가 적용될 수 있는 분야는 다양할 것으로 기대되고 있다. 하지만 커버윈도우가 glass가 아닌 film인 만큼 이미 유리에 시각과 촉각이 적응 되어있는 소비자들에게 어떤 반응을 얻을지가 관건이다. 또한 스마트폰의 경우 2~3년 간격으로 주로 교체되고 있고 커버가 깨졌을 시 디스플레이를 교체해주는 등의 교체수요도 중요하다. 하지만 언브레이커블 OLED가 상용화가 된다면 이러한 교체수요는 감소될 수 있지만 다른 한편으로는 깨지지 않는 다는점이 소비자들의 구매욕을 끄는 큰 마케팅 포인트가 될 수 있다.

언브레이커블 OLED가 적용된 제품들이 실제 시장에서 얼마만큼의 성과를 거둘 수 있을지 향후 set 업체와 display업체들의 움직임이 기대된다.

 

 

작성 : 장현준 선임(hyunjun@ubiresearch.com)

 

 

LCD 스마트폰은 4K시대, OLED 스마트폰은?

지난 MWC 2017에서 소니가 세계 최초로 4K LCD를 탑재한 스마트폰을 공개한데 이어 오는 7월 4K LCD가 탑재된 Xperia XZ2 Premium을 출시할 예정으로 스마트폰에서도 4K 해상도 시장이 본격적으로 열릴 것으로 기대되고 있다.

<Sony의 Xperia XZ2 Premium, Source : theverge.com>

이미 TV시장에서는 4K를 넘어서 8K 시장으로 옮겨가고 있는 중이다. 삼성전자와 샤프는 상반기 8K 해상도의 TV 신제품을 공개하였으며, 소니도 8K TV를 하반기 출시 예정이다. LG Display에서도 88inch 8K OLED TV를 CES 2018에서 전시를 하였다. 이처럼 8K TV가 프리미엄 TV 시장에 진입을 하면서 스마트폰도 TV의 고해상도화에 대응하여 4K 해상도를 가진 제품 출시가 증가할 것으로 예상된다.

하지만 스마트폰에서 LCD는 4K를 구현했지만 아직 OLED는 4년째 QHD 해상도에 머물러있는 상황이다.

<삼성전자 갤럭시 시리즈의 해상도 변화, Source : UBI Research DB>

OLED제조에 적용되고 있는 FMM(fine metal mask) 기술에 제약이 많이 있기 때문이다. 현재 양산에 적용되고 있는 FMM의 두께는 약 20~30um 수준이며, 4K 제조를 위해서는 두께가 10um 수준으로 얇아져야 하지만 기존 FMM 제조방식으로는 어려움을 겪고 있는 상황이다.

이에 따라 고해상도 구현을 위한 FMM 대체기술들이 개발되고 있다. 대표적인 기술로는 레이져로 패터닝을 하는 laser FMM과 전주도금방식으로 제조하는 electroforming, 필름에 전주도금으로 프레임을 형성하고 레이져로 film을 패터닝하는 fine hybrid mask, 증착 입사각을 수직으로 하여 고해상도를 구현하는 면소스 등이 개발 중에 있다.

 

각종 전시회와 학회에서 고해상도 제조를 위한 증착기술들이 공개되고 있는 추세이며, 양산성 확보여부에 따라 앞으로 4K OLED 스마트폰, 더 나아가 RGB 방식의 고해상도 AR, VR 기기를 볼 수 있을 전망이다.

JOLED, 2020년 중형 solution process OLED 양산

JOLED가 2020년 자동차나 모니터용에 적용 가능한 중형 크기의 solution process OLED를 양산한다고 밝혔다.

6월 26일 Japan Display의 자회사 JOLED는 7월 1일 이시카와현 노미시에 ‘JOLED 노미 사업소’를 개설하고 2020년 가동을 목표로 하고 있다고 밝혔다.

JOLED 노미 사업장은 Japan Display의 기존 노미 공장 위치에 설립되어 기존 설비를 이용하는 것 외에도, solution process OLED 양산을 위한 추가 설비 등의 새로운 건물이 지어질 예정이다. 규모는 지상 5층에 부지 면적은 약 10 만 평방 미터로, 5.5세대 (1300mm × 1500mm) 유리 기판 기준으로 월 생산 약 2 만장의 생산 능력을 갖출 예정이다.

<JOLED 노미 사업소, Source: j-oled.com>

주력 생산 제품은 자동차나 하이 엔드 모니터용 중형 (10~32 인치) solution process OLED로 예상 된다. 지난 3월에 유비리서치가 개최 한 2018 OLED Korea conference에서 Toshiaki Arai chief technologist는 solution process OLED로 중형 OLED 시장을 공략할 것을 밝히기도 했다.

<2018 OLED Korea conference에서 밝힌 JOLED의 개발 로드맵>

Sony, UXGA 해상도의 0.5 inch micro OLED 상용화 발표

Sony는 UXGA 해상도의 0.5 inch OLED micro display인 ‘ECX339A’의 상용화를 발표하였다. Sony는이 제품이 세계에서 가장 작은 6.3 um 픽셀 피치(pixel pitch)를 달성하여 이전 제품인 ECX337A”(0.5 인치 QVGA (1280 × 960) 대비 1.6배의 고해상도 구현에 성공하였다고 밝혔다.

<Sony의 0.5 inch micro OLED ‘ECX339A’, Source: sony.co.jp>

또한, 기존 대비 50% 전압에서 동작하는 새로운 구동 회로가 적용되어 저전력 구동과 함께 dual-line progressive 구동 방식을 통해 240fps까지의 프레임 속도 지원도 가능하다고 언급했다.

<신 제품(좌)과 기존 제품(우) micro OLED 해상도 비교, Source: sony.co.jp>

Sony에 따르면, 기존의 micro display의 고해상도화는 픽셀 피치 축소에 따른 화질 저하와 시야각 특성 악화 등의 문제가 있었으나 Sony의 트랜지스터 레이아웃과 프로세스의 최적화, 보정 회로 적용을 통해 이를 개선하였다고 밝혔다. 또한, color filter를 직접 실리콘 기판에 형성하여 발광층과의 거리를 줄이고, color filter의 색 배치를 고안하여 시야각 특성을 향상하고 고해상도를 실현하였다고 설명했다.

<신 제품(좌)과 기존 제품(우)의 구조와 시야각 특성 이미지, Source: sony.co.jp>

ECX339A의 예정 양산시기는 2018년 11월이며 샘플 가격은 50,000엔(세금 별도)로 책정 되었다. Sony는 이번 제품이 화질 요구가 가장 많은 하이엔드 카메라와 가상현실용 HMD(head mounted display)에 적용 될 것으로 예상했다.

<ECX339A 주요 사양, Source: sony.co.jp>

LG디스플레이,‘CITE 2018’서 차세대 OLED 기술력 과시

LG디스플레이가 4월 9일부터 11일까지 중국 광둥성 선전에서 열리는 ‘제6회 중국정보기술엑스포(China Information Technology Expo) 2018’에 참가, 다양한 어플리케이션에 적용된 OLED를 선보인다.

 

올해로 6회째를 맞는 ‘CITE 2018’은 중국 공신부와 선전 지방정부가 주최하는 아시아 최대 정보/전자 전시회로, 매년 1,600여 업체가 참여하고 16만명의 방문객이 참관한다.

 

LG디스플레이는 ‘OLED가 이미 대세다’라는 슬로건을 바탕으로 화질뿐만 아니라 응용 범위와 디자인 측면에서도 가능성이 무궁무진한 OLED 제품을 전시한다.

 

OLED는 명암, 색정확도, 시야각 등 다방면에서 현존 최강 디스플레이로 평가 받고 있으며, 특히 LG디스플레이가 독보적으로 개발하고 있는 대형 OLED는 차원이 다른 화질과 새로운 디자인 잠재력으로 소비자의 다양한 니즈에 부합하며 프리미엄 시장에서 높은 인기를 얻고 있다.

 

LG디스플레이는 올해 초 공개한 세계 최초의 88인치 8K OLED를 전시해 관람객의 눈길을 끌었다. 이 제품은 현존하는 OLED TV 제품 중 가장 큰 사이즈로, UHD(3840×2160 해상도) 보다 4배(7680×4320 해상도) 더 선명한 화질을 구현한다. OLED는 자발광 디스플레이로서 개구율 감소로 인한 휘도 저하가 없기 때문에 8K 초고해상도 구현이 용이하다. 여기에 LG디스플레이만의 혁신적인 공정/설계 및 보상 기술이 더해져 진정한 8K을 구현함으로써 OLED가 초대형/초고해상도 시장을 지속적으로 선도할 것으로 기대된다.

<세계 최초의 8K OLED TV, 출처: LG디스플레이>

LG디스플레이는 스피커 기능을 탑재한 65인치 CSO(Crystal Sound OLED)도 전시해 가장 혁신적인 기술을 선보인 제품에게 주는 ‘CITE 2018 기술혁신 금상’을 수상했다. 이 제품은 사운드 시스템을 패널에 내재화해 화면에서 사운드가 직접 나오게 만든 혁신적인 제품이다. 별도의 스피커에서 나오는 소리를 듣는 것이 아니라 화면과 소리의 위치가 일치하기 때문에 현장감과 몰입도를 극대화 해준다.

<65인치 CSO(Crystal Sound OLED), 출처: LG디스플레이>

이 밖에도, 벽과 완전히 밀착시켜 거실의 인테리어 효과를 높일 수 있는 77인치 UHD 월페이퍼 OLED와 77인치 UHD OLED 6장으로 구성한 둥근 형태의 필라(Pillar, 기둥) 제품을 선보이며 OLED의 다양한 활용 가능성을 제시한다.

 

한편, 이번 전시회에서 LG디스플레이는 중국에서 최초로 OLED 조명을 선보였다. OLED 조명은 기존 광원보다 전력 소모와 발열이 적어 환경친화적이며, 자연광에 가까워 눈의 피로도를 최소화 시켜주는 프리미엄 광원이다. OLED 디스플레이와 같이 곡면 구현이 자유로울 뿐만 아니라 유일한 면광원으로 균일한 빛을 제공하며 광원 자체를 원형, 사각형 등 다양한 형태로 만들 수 있다.

 

LG디스플레이 여상덕 CMO(최고 마케팅 책임자)는 “다양한 어플리케이션으로 확장할 수 있는 잠재력을 가진 OLED가 소비자에게 차별화 된 가치를 제공할 것”이라며, “특히, 신기술과 신제품에 대한 수용도가 세계에서 가장 빠른 중국 시장에서 중국 고객과 함께 OLED 시장을 지속적으로 선도해 나갈 것”이라고 말했다.

 

한편, 유비리서치는 지난 2월 발간한 ‘2018 OLED Display 연간 산업 보고서’를 통해, OLED 시장은 2018년 357억 달러로 연평균 22%성장하여 2022년에는 782억 달러의 규모를 형성할 것이라 전망했다.

QD-OLED TV, 차세대 프리미엄 TV가 될 수 있을까

삼성전자는 현재 ‘PL-QD(photoluminescence quantum dot)기술’ 적용한 QD-LCD TV로 프리미엄 TV시장을 점유하고 있다. 이 기술은 외부 광에 의해 자극된 물질이 다시 빛을 내는 메커니즘을 갖는다.

이러한 QD-LCD TV를 관할하는 가전부문(CE)의 영업이익은 지난해 1조 이상 줄었으며, 영업 이익률은 3.6%에 그쳤다.

반면, LG전자의 HE사업본부는 OLED TV를 통해 영업이익 지난해 1조 5,667억원, 영업이익률 8.1%로 역대 최고치를 달성하였다. SONY 또한 OLED TV를 앞세워 빠르게 프리미엄 TV 시장을 점유함으로써 영업이익을 흑자로 전환시켰다.

OLED TV가 기업의 매출 상승을 이끄는 긍정적인 효과를 낳은 셈이다.

이에 삼성전자는 프리미엄 TV시장에서의 점유율을 높이고자 EL-QD(electroluminescence quantum dot) 기술을 적용한 진정한 의미의 EL-QLED를 개발에 박차고 있으나, 여전히 QLED의 재료인 quantum dot의 효율과 수명, 양산기술은 아직 확보되지 않은 것으로 알려졌다.

최근 blue OLED를 광원으로 사용하고 그 빛이 QDCF(quantum dot color filter)를 통과하여 red와 green 색을 구현하는 QD-OLED TV 기술이 주목받고 있다.

<예상되는 QD-OLED 구조, 출처:삼성디스플레이블로그>

QDCF를 이용하면 QD재료의 크기를 조절하여 원하는 색을 쉽게 만들 수 있으며, 색 재현율을 향상시킬 수 있다. 이는 색 영역을 BT2020까지 확대하여 자연색에 가까우며 더 선명하게 생생한 화질을 전달할 수 있을 것으로 보인다. 또한, QD-OLED TV는 전면 발광구조로 개구율 확보가 용이해 해상도와 화면 균일도를 향상시킬 수 있다.

그러나 QD-OLED TV에는 blue OLED의 수명과 효율, ink-jet printing 공정기술 확보 등 풀어나가야 할 여러가지 문제점들이 존재하고 있다. 이에 대해 관련 업계에서는 아직 사업 검토가 초기 국면임을 감안할 때, QD-OLED TV의 양산 시기는 2020년은 넘어야 할 것으로 전망하고 있다.

QD-OLED TV가 프리미엄 TV시장에 진입하여 어떠한 지각변동을 불어 일으킬 것인지 귀추가 주목된다.

V-technology, 차세대 OLED mask와 증착 기술 개발을 위한 자회사 설립과 OLED 조명 기업 Lumiotec 인수 결정 발표

V-technology는 2월 7일 OLED용 차세대 증착 마스크인 FHM(fine hybrid mask) 제조와 차세대 증착 기술 개발을 위해 야마가타현 요네자와시에 ‘유기 전자 사업화 실증 시설’을 설립하여 OLED 관련 제품을 개발하고 제조하기로 했다고 밝혔다. 설립 투자액은 2~3년간 약 50억엔으로 계획하고 있으며, 2018년 4월에 착공하여 8월에 완공, 10월부터 mask 샘플 출하를 목표로 하고 있다.

V-technology의 FHM은 기존 FMM 제조 방식과 다른 electroforming 방식과 non-tension 구조를 채택하여 마스크 무게를 기존 대비 1/10 수준까지 줄인 마스크이다. 무게가 감소한 만큼 자중에 의해 mask가 휘는 문제와 이에 따른 그림자 간섭 문제를 해결할 수 있다. V technology는 지난 2017년 4월에 열린 Finetech Japan 2017에서 738ppi의 UHD가 구현 가능한 FHM(Fine Hybrid Mask)를 공개한 바 있다.

<V technology의 non-tension 구조의 fine hybrid mask>

또한, V-technology는 조명용 OLED 패널 기업인 Lumiotec의 전체 주식 양도도 기본 합의 했다고 발표했다. Lumiotec은 일본의 조명용 OLED 패널 전문 기업으로써, 실내 조명 외에 집기용이나 전시용 등 다수의 OLED 조명을 공급하고 있다.

<Lumiotec의 라운지 조명, Source: Lumiotec>

V technology는 Lumiotec이 보유한 기술과 사업 노하우가 그룹 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 주식 양도는 4월로 예정되어 있으며 양도 가격 등의 정보는 공개되지 않았다.

Flexible OLED 2019년을 기점으로 OLED Panel 시장 주도

Flexible OLED 출하량이 2019년에는 rigid OLED의 출하량을 넘어설 것으로 전망됐다. 유비리서치가 발간한 ‘2017 Flexible OLED Annual Report’에 따르면, flexible OLED는 2019년에는 4억 8,000만개가 출하되어 4억 900만개의 rigid OLED 출하량을 넘어설 것으로 전망했다. 또한, Flexible OLED 출하량은 2018년부터 연평균 41% 성장하여 2022년에는 12억 8,500만개 규모를 형성하고 매출액은 594억 달러를 기록할 것으로 예상했다.

<2018~2022년 OLED 기판별 시장 점유율 전망, 출처: 유비리서치>

최근 Mobile 기기의 하드웨어 기술이 상향 평준화 되면서 premium 시장을 목표로 하는 set 업체들은 OLED를 채용하며 제품 차별화를 시도하고 있다. 특히, 같은 size의 mobile 기기에서도 더 넓은 화면을 원하는 소비자들의 니즈가 증가함에 따라 set 업체들은 full screen이 가능한 flexible OLED를 도입하기 시작하였다.

이에 따라 panel 업체들도 flexible OLED 양산을 위한 투자를 지속적으로 진행하고 있다. 특히, 2018년부터 BOE와 CSOT, Visionox 등 중국 panel 업체의 Gen6 flexible OLED 양산 투자가 본격적으로 시작될 것으로 예상됨에 따라, 중국의 flexible OLED 출하량은 연평균 59% 성장해 2022년에는 3억 5,400만개에 달할 것으로 전망됐다.

본 보고서에서는 rigid OLED와 flexible OLED의 구조와 공정을 비교하고 foldable OLED 구현을 위한 기술개발 동향을 layer별로 분석하였다. 또한, full screen OLED가 적용 된 mobile 기기를 출시한 Samsung Electronics와 Apple, LG Electronics의 flexible OLED 적용 기술을 비교하였으며 2018년부터 2022년까지의 flexible OLED 시장을 flexible type과 국가별, 세대별 등 다양한 관점에서 분류하여 전망하였다.

본 보고서에 따르면, flexible OLED 중 full screen OLED는 2018년 2억 6,500만개가 출하되어 82.1%의 시장 점유율을 차지하고 2022년에는 10억 2,200만개가 출하되어 79.5%의 점유율을 차지하며 flexible OLED 시장을 주도할 것으로 전망하였다. 또한, 최근 큰 주목을 받고 있는 foldable OLED는 2019년부터 500만개가 출하되고 2022년에는 5,300만개가 출하될 것으로 예상하였다.

<2018~2022년 Foldable OLED 출하량 전망, 출처: 유비리서치>

 

RGB ink-jet 프린팅 중소형 OLED 에도 적용되나

지난 12월 7일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘OLED/디스플레이 결산세미나’에서 Unijet의 김석순 대표는 ink-jet 프린팅 기술로 550 ppi 이상의 RGB pixel 형성이 가능하다며 중소형 OLED 공정에서도 ink-jet 프린팅이 적용 가능하다고 발표하였다.

 

현재 양산 되고 있는 5.5 inch mobile 기기의 QHD 해상도는 550ppi 수준으로서 pentile 구조임을 감안하면 실제로는 400ppi 수준이다. 반면 RGB pixel을 형성하기 위한 ink-jet 프린팅 기술은 현재 150~200ppi 수준으로 이는 55 inch 이상의 OLED에서 8K 해상도까지 구현 가능하나 중소형 OLED 공정에 적용하기에는 부족하다. 김 대표 발표대로 중소형 OLED 공정에 550ppi가 형성 가능한 ink-jet 프린팅 기술이 적용 된다면 5.5 inch에서 pentile 구조 기준으로 UHD 해상도까지 구현이 가능하다.

<Size와 해상도에 따른 ppi>

김 대표는 “2012년 single droplet measurement 기술은 2.5% 수준의 토출량 오차로 RGB 프린팅에는 부족한 기술이었다”라고 언급하며 “2017년 laser droplet measurement 기술로 0.1 um 이하로 토출량 제어가 가능하게 되었고 또한 실시간으로 내부 압력 조절을 통해 0.1% 이하의 오차를 보였다”라고 언급했다. 이를 통해 김 대표는 pixel 구조와 관계 없이 550 ppi 이상의 RGB pixel 형성이 가능하다고 설명했다.

마지막으로 김 대표는 OLED RGB pixel용 ink는 solvent의 순도가 매우 중요하다고 언급하며 “panel 업체가 만족할 수 있는 ink 재료가 먼저 개발이 되야 ink-jet 프린터가 상용화 될 수 있을 것”이라며 “2020년 이후 본격적으로 양산라인에 적용이 될 수 있을 것”이라 전망하였다.

[IMID 2017] JOLED, printing 방식의 OLED 개발 동향과 미래 로드맵 발표

지난 18일부터 19일까지 서울 코엑스에서 열린 ‘IMID 2017 Business Forum’에서 JOLED의 Toshiaki Arai chief technologist는 JOLED의 printing 기술과 향후 로드맵 등을 발표하였다.

<JOLED의 Toshiaki Arai chief technologist>

Toshiaki Arai chief technologist는 현재 220 ppi 수준에서 안정적인 jetting 기술을 확보하였다고 밝히며, Gen 8.5에서 300 ppi 이상의 고해상도 OLED도 개발하고 있으나 jetting 정확도와 안정성 등의 이슈가 있다고 언급했다. 이어서 printing OLED에 적용 될 TG-TAOS(top gate-transparent amorphous oxide semiconductor) TFT를 소개하며 낮은 가격으로 충분한 성능을 발휘하기 때문에 OLED 원가 절감에 기여할 것이라고 밝혔다.

이어서 Toshiaki Arai chief technologist는 JOLED의 미래 전략을 소개하며 한국 기업이 주도하고 있는 소형과 대형 OLED 대신 200 ppi 이상의 tablet과 monitor용 중형 OLED에 먼저 집중할 것을 밝혔다. JOLED는 OLED panel 업체 중 유일하게 2017년에 printing 공정을 이용하여 21.6 inch 4K RGB OLED를 공개하였으며 이를 시험 출하 하기도 하였다.

<Printing 방식을 적용한 JOLED의 21.6 inch 4K OLED>

초고화질 해상도(UHD)의 OLED 스마트폰 시대 열릴까

최근 스마트폰 기기를 통한 VR 컨텐츠 체험이 증가하는 추세로 인해 고해상도 스마트폰이 요구되고 있으나, 2014년 Galaxy Note4에 최초로 QHD OLED가 적용된 이후 3년 동안 OLED 스마트폰의 해상도는 여전히 QHD급에 머물고 있다.

OLED 스마트폰의 해상도를 결정하는 핵심은 발광층의 증착 공정이다. 현재 적용 되고 있는 상향식 증착 방식은 기판과 FMM(fine metal mask)를 수평으로 하여 증착 장비 상부에 배치한 뒤 하부의 리니어 소스에서 유기물을 증발시켜 RGB 발광층을 형성하는 방식이다.

UHD급 이상의 고해상도 OLED를 제조하기 위해서는 15um 두께 이하의 얇은 FMM이 필요하나 FMM이 얇아질수록 patterning, 인장, 용접등의 기술적인 이슈가 발생하여 양산적용이 어렵다.

이러한 문제들을 극복하기 위해 수직형 증착과 면소스 증착, 다양한 metal mask patterning 기술들이 개발되고 있다.

기판과 FMM를 수직으로 배치하는 수직형 증착기는 일본의 Hitachi에서 최초로 개발하였으며,  Canon tokki도 Finetech Japan 2013에서 6세대 수직 증착 방식의 장비를 공개한바 있으나 현재 양산에 적용되고 있진 않다.

 

<Finetech Japan 2013에서 공개 된 Canon tokki의 Gen6 vertical type evaporator>

하지만 최근 전자신문에 따르면 Applied Materials에서 6세대 flexible OLED용 수직 증착 방식의 증착 장비를 개발했다고 밝혔으며, 일본의 Japan Display에서 test 중이라고 언급한바 있다.

리니어소스가 아닌 면소스를 이용한 증착 방식도 검토되고 있다. 면소스 증착 방식은 유기물을 금속면에 1차로 증착하여 면소스를 만든 후, 이를 재증발시켜 기판에 유기물 박막을 형성하는 원리로써 지난 iMiD 2017에서 OLEDON의 황창훈 대표는 면소스 증착 방식을 통해 2250 ppi의 고해상도 OLED 구현이 가능하다고 언급하였다.

Metal Mask patterning 기술로는 전주도금(electro forming)과 laser patterning 기술이 주로 거론되고 있다. 전주도금 방식은 Wave Electornics와 TGO Technology, Athene등의 업체에서 개발하고 있으며, laser patterning 기술은 AP Systems에서 개발중에 있다.

이처럼 다양한 관점에서 진행되고 있는 고해상도 OLED 구현을 위한 개발이 현재의 문제를 극복하고 OLED 스마트폰의 UHD 해상도 구현에 기여할 수 있을지 많은 관심이 집중되고 있다.

<OLEDON사가 개발한 면소스 증착 기술 원리>

Cynora, TADF는 OLED 기기의 고해상도 구현과 panel 원가 절감에 기여할 것

지난 9월 22일 코엑스에서 열린 Global Materials Tech Fair 2017에서 Cynora의 한국 파트너인 EM Index 고창훈 대표는 Cynora에서 현재 개발 중인 blue TADF(thermally activated delayed fluorescence) 개발 동향을 발표했다.

 

<EM Index의 고창훈 대표>

 

일반적으로 blue 발광 재료는 red와 green에 비해 수명과 효율이 부족하다. 이 때문에 모바일 기기용 OLED panel에서는 blue 화소 크기를 다른 화소들에 비해 비교적 크게 제작하며 TV용 OLED panel에서는 blue 발광층을 2번 적층하고 있다. 이러한 blue 발광 재료가 가진 한계를 극복하기 위해 개발 되고 있는 재료가 blue TADF다.

고창훈 대표는 “blue TADF를 적용하면 수명과 효율이 증가하여 화소 사이즈를 크게 만들 필요가 없어 고해상도 구현에 유리하다”고 언급하며 “모바일 기기에서는 고해상도 구현과 함께 전력 소지 절감에 유리할 것이며 TV에서는 blue 발광층을 한 층만 형성하면 되기 때문에 panel 원가 절감에 유리할 것”이라고 강조였다.

이어서 최근 Samsung Venture Investment와 LG Display로부터 2,500만 유로의 투자를 유치한 내용을 언급하며 blue TADF가 높은 관심을 받고 있다는 방증이라고 설명했다.

또한, 주요 OLED panel 업체에서 요구하고 있는 blue TADF의 효율과 수명, 색 순도에 많이 근접했다고 밝히며 2017년 말이면 이러한 요구사항을 만족 할 수 있을 것으로 전망했다.

 

<Cynora의 blue TADF 개발 진행 상황>

 

마지막으로 2018년 말까지 green TADF, 2019년 말까지 red TADF의 개발 로드맵을 밝히며 TADF가 OLED 제품의 고해상도 구현과 panel 원가 절감에 크게 이바지 할 것이라고 강조하며 발표를 마쳤다.

<Cynora의 TADF 제품 개발 로드맵>

 

AUO, Touch Taiwan 2017에서 스마트워치용 원형 OLED와 foldable OLED 전시

AUO는 20일 개최된 Touch Taiwan 2017에서 스마트워치용 원형 OLED 3종(1.2 inch, 1.3 inch, 1.4 inch)과 접을 수 있는 OLED를 공개하였다.

AUO의 1.2 inch와 1.4 inch 원형 OLED는 326ppi를 가지며, 기존 양산제품 대비 소비전력을 30%나 줄였다. 또한, AUO는 원형 OLED 2종이 밝은 태양광 아래에서도 디스플레이 화면이 정확하게 보일 수 있도록, 밝기조절모드(brightness increase mode)를 내장하여 야외시인성을 향상시켰다.

어린이용 스마트워치를 타겟으로 한 1.3 inch OLED는 가볍고, 절전모드와 직관적인 터치 인터페이스를 탑재하여 사용성을 강화시켰다.

AUO는 접거나 돌돌 말 수 있는 2가지 형태의 5 inch foldable OLED를 전시했다. 5 inch foldable OLED 2종에는 plastic기판과 자체 개발한 구조(special structural layer)가 적용되었다.

 

<AUO, 5 inch foldable OLED touch panel 출처: AUO>

 

접을 수 있는 5 inch foldable OLED에는 독자적으로 개발한 유연한 터치스크린 센서가 내장되어 있다. AUO는 “접히는 부분의 곡률 반경이 4 mm 이하 일 때에도 우수한 화질을 제공한다”고 말했다.

5 inch rollable OLED에 대해 AUO는 “패널의 두께가 0.1 mm에 불과하며 무게는 5 g이다.”며 “4 mm의 rolling 반경을 가지는 이 제품은 넓은 색영역을 제공한다”고 설명했다.

한편, 지난 SID 2017에서 AUO는 5 inch foldable OLED가 folding시 인장이나 압축 강도를 견딜 수 있도록, TFT(thin film transistor)와 TFE(thin film encapsulation)를 neutral axis에 위치시키는 구조를 적용하였다고 발표한 바 있다.

머티어리얼사이언스, OLED용 청색 도판트 개발 성공…OLED 효율⋅수명↑

국내 한 벤처기업이 일본 업체가 특허를 독점하고 있는 유기발광다이오드(OLED)용 청색도판트(dopant)를 개발하는 데 성공했다. 도판트는 OLED 내에서 실제로 색을 내는 호스트(host)에 섞어 효율⋅수명을 개선해주는 소재다.

그동안 OLED용 호스트를 개발한 국내 재료 업체는 많았지만, 도판트를 대기업의 지원을 받지 않은 벤처회사가 독자적으로 상용화 수준까지 개발한 사례는 처음이라는 점에서 개가로 평가된다.

OLED용 유기재료 개발업체 머티어리얼사이언스(대표 이순창)는 일본 I사 청색 도판트 특허를 대체할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 지난 2014년 설립된 머티어리얼사이언스는 국내외 OLED 패널 업체에 정공수송층(HTL)·전자수송층(ETL) 등을 공급하고 있다. 총 50여명 임직원 중 절반이 연구개발 인력이다. 지난해 매출은 66억원, 올해는 100억원을 돌파할 것으로 예상된다.

이번에 머티어리얼사이언스가 청색 도판트를 개발함에 따라 OLED 패널 업체들은 I사 외에 청색 호스트 및 도판트를 공급해 줄 수 있는 대안을 갖게 됐다.

일본 I사는 지난 1995년부터 청색 도판트를 개발해왔다. 현재 총 30건 이상(일본 출원 기준)의 청색 관련 특허를 보유하고 있으며, 이 중 8개의 주요 특허는 오는 2034년까지 유효하다.

특히 안트라센(벤젠 고리 세 개가 차례로 접합된 화합물) 구조로 된 청색 호스트와 파이렌을 포함하는 청색 도판트가 조합하는 방식에 대한 특허를 독점하고 있다. 이 때문에 I사 청색 도판트를 구매하는 패널 업체는 반드시 호스트까지 I사 재료를 구매해야만 한다. I사 청색 도판트에 다른 업체 호스트를 섞어 쓸 경우 호스트 물질이 안트라센 골격이면 특허 침해가 불가피하다.

삼성⋅LG디스플레이 모두 I사 청색 도판트 및 호스트를 사용하여 왔다.

머티어리얼사이언스가 개발한 청색 도판트는 I사 조합특허를 완전히 벗어나도록 분자를 설계하였다. 기존에는 OLED의 효율⋅수명을 개선하며 진청색을 얻기 위하여 강력한 전자 받개(electron acceptor)를 분자에 적용하는 방식을 사용하여 왔다.

머티어리얼사이언스는 반대로 전자 주개(electron donor)를 분자에 도입하여 효율과 수명을 개선하면서 진청색 구현을 실현하였다. 이 도판트는 주위의 극성에 따른 발광 파장이 변화되는 용매의존발색현상(solvatochromism)을 크게 감소 시킴으로 호스트의 극성에 따라 발광 파장이 변화하는 현상도 크게 줄었다.

정재호 머티어리얼사이언스 연구원은 “새로운 구조 및 합성 방법을 개발해 기존 도판트와 차별화된 제품을 생산했다”며 “패널 업체들이 다양한 종류의 청색 호스트를 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 머티어리얼사이언스는 최근 OLED 패널 업체들이 청색 형광체 수명을 늘리기 위해 도입을 추진 중인 열활성화지연형광(TADF) 기술도 개발하고 있다.

<발광재료 시장 전망, 유비리서치>

유비리서치에 따르면 OLED 유기재료 시장은 2021년까지 33억6000만달러(약 3조8000억원) 규모로 성장할 전망이다. 이 중 청색 재료의 매출 비중은 11.5%를 차지한다.

[iMiD 2017] Samsung Display, OLED를 이용한 application 대거 공개

Samsung Display는 지난 8월 28일부터 31일까지 부산 벡스코에서 열린 iMiD 2017에서 VR과 light field display 등 OLED를 이용한 다수의 application을 대거 공개하며 큰 주목을 받았다.

 

<Samsung Display 부스>

 

먼저, Samsung Display는 가상현실용 460ppi 해상도의 3.5 inch OLED와 806ppi 3.2 inch OLED를 비교 전시하였다. 업체 관계자는 “ppi가 높을수록 더 향상 된 현실감과 몰입감을 체험할 수 있다.”며, “현재 더 높은 해상도의 OLED가 개발 중이다”고 언급했다.

 

<3.5 inch 460 ppi OLED와 3.2 inch 806 ppi 비교>

 

또한, Samsung Display는 future display zone에서 OLED light field display를 전시하였으며, AMOLED zone 에서는 관람객들이 LCD와 OLED를 직접 비교할 수 있는 자리를 마련하였다.

업체 관계자는 light field display에 대해 “패널 위에 광학 렌즈를 적용하여 3D를 구현한 기술로서 빛의 간섭효과를 이용한 홀로그램과는 조금 다른 방식”이라고 설명하였다. 또한,  “30° 보다 더 넓은 viewing angle 개발 중”이라며 “현재 pixel과 렌즈 정렬 문제와 광학 설계 등의 이슈가 있다”고 밝혔다.

 

<OLED light field display 설명과 사양>

 

AMOLED zone에서는 LCD와 OLED의 명암비를 직접 비교 체험할 수 있도록 패널들을 전시하였다. OLED의 명암비와 색표현력은 LCD 대비 명백한 차이를 보였으며, 업체 관계자는 “이러한 차이가 Galaxy 시리즈에 OLED가 사용 되고 있는 이유”라고 언급했다.

 

<OLED(좌)와 LCD(우) 화질 비교>

 

Samsung Display는 그 외에도 1.3 inch circle OLED와 12 inch FHD OLED 등을 선보이며 전시회 기간 동안 관람객들의 큰 관심을 이끌었다.

[iMiD 2017] LG Display, 77 inch 투명 플렉시블 OLED 개발 박차

LG Display의 권세열 책임은 8월 30일 부산 벡스코에서 개최중인 IMID 2017에서 지난 6월 선보인 77 inch 투명 플렉시블 OLED를 소개하며 이를 구현하기 위해 적용 된 기술들을 발표하였다.

 

 

권세열 책임은 “OLED는 자발광이라 back light unit이 필요 없어 얇은 두께로 제작이 가능하며, 두께가 얇을 수록 유연성이 향상 되기 때문에 OLED는 플렉시블 디스플레이를 구현하기 용이하다”고 언급하며 “추후 사이니지와 스마트 책상 등 여러 분야에서 적용이 될 수 있을 것”이라 전망했다.

 

 

 

이번에 공개 된 77 inch 투명 플렉시블 OLED는 휘도 향상을 위한 전면 발광방식으로, 기존의 OLED TV나 대형 플렉시블 OLED와는 다르게 투명박막 봉지층이 적용되었으며 polyimide 기판이 2장 사용 되었다.

권세열 책임은 “전면 발광방식을 위해 기존의 금속 봉지층 대신 투명 박막 봉지층을 적용하였다”고 밝히며 “2장의 polyimide 기판에 각각 white OLED 발광층과 칼라필터층을 형성하여 합착 하였다. polyimide 기판 상하부에는 수분과 산소 침투를 방지하기 위해 barrier film과 multi barrier가 적용 되었다”라고 설명했다.

 

이어서 권세열 책임은 “패널의 휨 강성(flexural rigidity)는 주로 편광판과 봉지층 두께의 영향을 받기 때문에 유연성을 향상시키기 위해서는 두께를 줄이는 것이 필수”라며 “봉지층의 두께를 100um에서 20um까지 줄이면 유연성 향상과 함께 OLED 모듈에 가해지는 변형율(strain)도 0.36%에서 0.21%까지 저감할 수 있을 것”이라 강조하였다.

그 밖에 polyimide 복굴절 현상으로 인한 표면반사이슈와 LLO(laser lift off) 공정 시 polyimide 성질에 따른 laser의 파장 선택, 유연성을 가지는 OLED 모듈 사용 등의 주요 이슈를 다루며 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있다고 언급했다.

한편, LG Display는 국책과제의 일환으로써 UHD(3840 × 2160) 해상도와 투과율 40%, 곡률반경 80R을 가지는 77 inch 투명 플렉시블 OLED를 세계 최초로 개발한 바 있다.

[iMiD 2017] OLEDON, 2250ppi OLED제조용 면소스 FMM 증착 원리 공개

28일 개최한 iMiD 2017에서 단국대학교의 실험실 벤처 OLEDON사 대표 황창훈 교수는 2250ppi를 구현할 수 있는 면소스 FMM 증착 기술에 대해 발표하였다.

황창훈 교수의 발표에 따르면, OLEDON에서 개발한 면소스 증착 기술은 기존 유기물 증착 방식과 다르다. 면소스 FMM 증착 기술은 유기물을 금속면에 1차로 증착하여 도너 박막을 형성하고 면소스를 만든 후, 이를 재 증발시켜 기판에 유기물 박막을 형성하는 원리이다. 이 기술을 적용하면 유기물은 면증발로 인해 수직성 기체빔을 형성하게 된다. (원천특허:1012061620000 대한민국)

OLEDON사가 개발한 면소스로 유기물을 증착 했을 때의 섀도우 거리는 0.38 um – 0.59 um이다. 이는 4 um의 패턴 사이즈를 가지는 2250ppi 소자를 제작할 수 있는 수준이다.

황창훈 교수는 ‘면소스 증착 기술을 적용하면 유기물 기체의 입사각이 줄어들어 마스크에 의한 섀도우 현상을 획기적으로 줄일 수 있다’고 설명했다. 또한, ‘면소스는 수직성 유기물 기체빔이 완전 제로 입사각을 형성할 수 있어 이론적으로 섀도우 거리가 제로 um도 가능하다’고 덧붙였다.

 

<OLEDON사가 개발한 면소스 증착 기술 원리>

 

또한, 이번 발표에서 황창훈 교수는 ‘면소스 증착기술은 고해상도용 섀도우마스크의 제작에도 필수적’이라 강조했다.

현재 양산에 적용중인 리니어 소스 FMM의 경우 섀도우 마스크의 오프닝간 거리는 80um이다. 이로 인해 유기물 기체빔의 입사각은 커질 수 밖에 없어 고밀도 패턴을 가지는 섀도우 마스크 제작이 어려운 실정이다.

황창훈 교수는 ‘면소스 증착 기술을 이용하면 섀도우 마스크의 테이핑 각도는 80° 수준이다’며 ‘오프닝간 거리를 20 um미만까지 줄일 수 있어 면소스 증착 기술은 리니어 소스가 가지는 마스크 패턴 밀도 문제를 해결할 수 있다’고 설명했다.

OLEDON사는 면소스 증착 기술로 완전 shadow-free 패터닝 조건에 도전하고 있으며, 단국대학교의 진병두교수팀과 공동으로 11K급 마이크로 OLED 소자의 제조가 가능한 면소스 FMM 증착기를 단국대학교내에 개발 설치할 계획이다. (참고:OLEDON사의 홈페이지 www.oledon.co.kr)

 

<면소스 FMM 증착기술을 사용시 섀도우마스크의 오프닝밀도 변화>

 

한편, OLEDON사은 양산용 면소스 FMM 증착기에 대한 13건의 등록특허를 보유하고 있다. 최근 연구 결과를 토대로 양산장비 신규특허 7건을 국내출원 하였으며, 3건을 PCT 국제출원 중이다.

[iMiD 2017] AP Systems, USPL을 통해 FMM의 해답을 찾다

28일 부산 BEXCO에서 개최된 iMiD 2017에서 AP Systems는 USPL(ultra-short pulse laser)로 1000ppi FMM개발에 성공했다고 발표하였다.

FMM은 화소와 RGB 유기물을 증착하는 역할을 하기 때문에 FMM은 OLED의 해상도와 수율을 결정짓는 요소로서 작용된다. 현재 FMM은 주로 전주(etching) 방식으로 제작되고 있다. 이 방식은 미세 패턴의 정밀도와 두께, 무게에 의한 섀도우 현상이 발생하는 문제가 있어, 이를 해결하기 위해 laser 가공, 전해주조(electro-forming)등 다양한 FMM 제조 공정이 개발되고 있다.

이 중 laser 가공 방식은 laser 조사 시 발생하는 열(thermal effect)로 인해 pin-hole 주변에 burr가 형성되는 이슈가 있다. 이러한 burr는 FMM의 섀도우 구간을 증가, RGB 유기물 증착 시 패턴이 겹치는 현상을 야기시킴으로써 OLED의 해상도를 저하시킨다.

AP Systems는 이러한 점을 착안해 burr 현상이 없고, 나아가 taper angle을 제어하는 burr-free laser process을 개발하였다.

Burr-free laser process는 단방향 펄스를 일정 횟수로 나누어 짧게 조사하는 방식으로 연속적으로 laser를 조사하지 않기 때문에 축적되는 열 에너지가 최소화 되어 burr 형성을 막는다. 또한, laser의 energy를 제어함으로써 energy 축적하여 taper를 형성하는 방식이다.

AP Systems는 이 방법을 통해 ‘1170ppi의 FMM 뿐만 아니라 미세 pin-hole의 모양이 사각형 또는 다이아몬드, 다각형 등 다양한 형태를 갖는 FMM도 제작하였다’며 ‘USPL 방식이 적용된 대면적 FMM 제조 장비도 개발하였다’고 설명하였다.

또한, AP Systems는 FMM 제조 장비에 대해 ‘multi-beam과 USPL이 장착되어 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, UHD를 구현할 수 있다’고 덧붙였다.

14년 Galaxy Note4 출시 이후부터 아직까지 OLED의 해상도는 QHD 급에 머물고 있다. 고해상도(UHD급 이상)를 가지는 OLED를 제조하기 위해서는 FMM이 기술적으로 직면하고 있는 다양한 문제를 해결해야 되는 실정이다. 이에 따라 AP Systems의 USPL 기술이 향후 OLED 시장에 어떠한 영향을 미칠지 앞으로의 귀추가 주목된다.

<AP Systems가 제작한 1000ppi FMM>

 

<다양한 형태의 FMM>

[iMiD 2017] TCL, Solution process OLED와 QLED에 개발 집중

TCL의 Xiaolin Yan CTO는 29일 부산 벡스코에서 열린 iMiD 2017 기조연설에서 white OLED TV 이후의 premium TV로 solution process OLED TV와 자발광 QLED TV를 언급했다.

 

 

Yan CTO는 현재 premium TV 시장을 주도하고 있는 white OLED TV는 QD LCD TV 대비 뛰어난 화질과 디자인 차별화, 고해상도 구현, 자연 친화적인 특성으로 premium TV의 모든 요구 조건을 충족하고 있다고 언급했다.

또한, 현재 QD LCD TV보다 높게 책정 되어 있는 가격도 solution process를 적용하면 극복이 가능할 것으로 예상하며 2019년에 대량 생산도 가능할 것으로 전망했다.

Yan CTO는 “solution process 공정은 원장 분할 없이 공정 진행이 가능하기 때문에 Gen 10.5에서 75 inch 패널 생산이 용이할 것”이라며 “뿐만 아니라 전면 발광 방식의 RGB OLED TV 생산도 가능할 것”이라 예측했다. 다만, 이를 위해서는 재료와 장비의 궁합과 잉크 형성 공정 기술 개발 등이 이루어져야 한다고 강조했다.

 

 

이어서 자발광 QLED TV를 언급하며 “QLED 구조는 OLED 구조와 매우 흡사하기 때문에 진입 장벽이 낮아 기술 적용이 용이할 것”라며 “현재 OLED 대비 blue 발광층의 수명과 효율이 매우 낮은점과 카드뮴 사용 없이 성능이 확보되어야 한다”고 언급했다.

마지막으로 solution process OLED TV와 자발광 QLED TV의 상용화를 촉진하기 위한 광동 JUHUA에 printing technology 설립을 언급하며 차세대 프리미엄 TV 개발을 위해서는 재료와 장비 업체, 패널 업체들의 협력이 필요하다고 강조했다.

스트레처블(stretchable) OLED 상용화 앞당겨진다.

삼성전자와 LG전자는 2013년부터 플렉시블(flexible) OLED를 적용한 스마트폰과 스마트워치를 꾸준히 출시하고 있으며, 중국의 가전업체에서도 이를 적용한 제품들을 하나 둘 내놓기 시작했다. 특히 스마트폰 업계의 선두 주자인 Apple도 플렉시블 OLED를 적용한 iPhone 출시를 눈앞에 두고 있어 플렉시블 OLED 시장은 더욱 커질 전망이다.

플렉시블 OLED의 형태는 향후 벤더블(bendable)을 지나 폴더블(foldable), 롤러블(rollable)로 변화될 것으로 예상되었다. 그러나 최근 디스플레이 업계가 이를 뛰어넘고 스트레처블(stretchable) OLED 개발에 나서고 있어 소비자의 관심이 집중되고 있다.

 

<OLED 개발 로드맵, 출처: 유비리서치>

 

스트레처블 OLED는 플렉시블 OLED가 최종적으로 진화한 형태로서 고무줄처럼 신축성을 가지는 OLED를 의미한다.

삼성디스플레이는 이러한 스트레처블 OLED를 SID 2017에서 공개하였다. 삼성디스플레이의 스트레처블 OLED는 9.1 inch로 convex와 concave 형태 모두 구현이 가능하다. 당시 삼성디스플레이는 concave 형태에서 최대 12 mm로 화면이 늘어나면서도 기존의 화질은 그대로 유지하는 기술을 세계 최초로 구현했다고 밝힌 바 있다.

 

<삼성디스플레이가 전시한 9.1 inch stretchable OLED, 출처: 삼성디스플레이>

 

LG디스플레이도 스트레처블 OLED를 개발할 예정이다. LG디스플레이는 지난 6일고려대와의 컨소시엄을 통해 20% 이상 신축성을 갖는 백플레인과 발광 화소용 소재, 소자, 공정 원천기술을 총 4년동안 개발할 예정이라 발표하였다.

뿐만 아니라 LG디스플레이는 신축성 플라스틱 기판 소재, 신축성 배선금속과 투명전극 소재, 신축성 유기발광 소재, 신축성 봉지 소재 등을 개발하고, 저온 공정이 가능한 TFT(thin film transistor)와 공정 구조(process architecture) 등을 포함하는 필수 공정기술도 함께 확보할 예정이라 덧붙였다.

현재 스트레처블 관련 기술은 아직 양산에 적용하기 어렵거나 연신율이 5% 남짓에 불과하고 반복 스트레칭 횟수도 제한되어 있다. 또한, 원천 기술은 대부분 해외에 있어 삼성디스플레이와 LG디스플레이의 이러한 행보는 후발주자와의 기술격차를 확고히 다지는 계기가 될 것으로 예상된다.

스트레처블 OLED는 형태의 제약이 없어 상용화 될 시 기존의 스마트폰이나 태블릿 의류, 인간의 피부 등 다양한 분야에 적용되어 기존과는 새로운 영역의 application을 창출해 낼 것으로 기대되고 있다.

Truly, 2018년 ‘flexible OLCD’ 양산 시작

 

 

지난 7월 31일, Flexible display와 sensor용 유기 전자 장치의 개발 회사인 FlexEnable과 중국의 디스플레이 제조 업체인 Truly가 기술 이전과 라이센스 계약을 체결했다고 발표했다. 이번 계약은 FlexEnable의 flexible OLCD(organic liquid crystal display) 기술을 2018년까지 Truly의 대량 생산에 적용하는 것을 목표로 한다.

OLCD는 장수명과 고휘도, 저비용 제작 공정으로 대면적 디스플레이 구현이 가능한 디스플레이 기술로 주목받고 있다. 또한, Flexible display 적용 시 곡률 반경이 20mm 수준으로 구현이 가능하여 소비자용 전자 기기와 스마트 기기, 자동차, 디지털 사이니지 등 다양한 분야에 적용 될 것으로 기대를 모으고 있다.

FlexEnable은 OLCD는 FlexEnable의 유연한 저온 유기 박막 트랜지스터(OTFT)를 바탕으로 TAC와 PET 등 저비용 플라스틱 기판을 사용하여 기존의 TFT LCD 생산라인에서 제조가 가능하다고 밝혔다. 또한 OTFT는 비정질 실리콘보다 우수한 전기적 성능을 가지고 있으며, plastic LCD는 glass-based LCD와 동일한 품질과 신뢰성을 제공하면서 얇고 가벼우며 기판이 깨지지 않는 비산 방지 특성을 갖췄다고 언급했다.

Truly는 세계 최초로 OLCD 양산을 시도하게 됐으며 기존의 중국 Shanwei의 생산라인에서 제조 공정을 구축할 것으로 알려졌다. Truly는 첫 번째 제품 샘플이 2018년 초에 선보이게 될 것으로 예상되고 있으며, 2018년 말에는 대량 생산이 가능 할 것으로 전망하고 있다.

Truly의 R&D 센터 총괄 책임자인 KK Ho는 “FlexEnable의 OLCD 기술은 TFT-LCD 산업에서 획기적인 제품으로서 얇고 가벼우면서 내구성이 뛰어나 혁신적인 디자인 개발이 가능하다”고 밝히며 “Truly는 현재 고객사들로부터 flexible display, 특히 웨어러블 기기와 스마트 가전, 전기 자동차, 자율주행 자동차 등의 문의를 받고 있다. OLCD는 매우 흥미로운 기술로서 잠재적으로 상당한 시장 규모가 있다고 생각한다”라고 언급했다.

최적의 자동차용 디스플레이는 OLED

지난 7월 14일 서울 코엑스에서 유비리서치 주최 ‘최신 디스플레이 및 차량용 디스플레이 기술 동향’을 주제로 차세대 디스플레이 최신 기술 현황 분석 세미나가 개최됐다.

 

 

이 세미나에서 자동차부품연구원의 박선홍 선임연구원은 “시각적 정보 제공의 중요성으로 인해 디스플레이의 관심이 높아지고 있다”며 “OLED는 유연한 설계가 가능하고 투명 디스플레이 구현이 용이하기 때문에 채용이 점차 증가할 것”이라 전망했다.

또한, 자동차의 디지털화가 계속 진행 될 것이라 언급하며 “특히 중국이 2020년 전세계 자동차 소비 시장의 50% 이상을 차지 할 것으로 예상되고 화려한 디자인을 선호하는 중국인의 특성 상 OLED를 포함한 디스플레이 채용이 증가할 것”으로 전망했다.

최근 이슈가 된 사이드미러 없는 자동차를 소개하며 “응답속도가 빠르고 시야각이 넓은 OLED가 채용 가능성이 높다. 신뢰성만 극복한다면 OLED는 최적의 자동차용 디스플레이가 될 것”이라 언급했다.

한편, 유비리서치에서 발간한 “Automotive Display Report – application & market trend analysis and the market forecast”에 따르면, OLED panel은 2018년부터 자동차의 cluster나 CID에 본격적으로 적용될 수 있을 것으로 예상했으며, 자동차용 display 시장은 연평균 약 17%로 성장하여 2022년까지 약 US$ 25,000 million의 규모가 될 것으로 내다봤으며, 이 중 AMOLED panel 시장은 약 20%를 차지할 것으로 전망했다.

 

<Automotive display 시장 디스플레이별 점유율 전망 2017~2022>

OLED 제조 시간 1/10로 줄인다

신속하게 OLED를 만들 수 있는 기술이 개발되었다.

한국연구재단은 한밭대 윤홍석 교수 연구팀이 고압의 에어젯 분사를 통해 여러 층의 OLED 박막을 원하는 곳으로 효과적으로 한 번에 옮길 수 있는 고속전사 기술을 최초로 개발했다고 밝혔다.

OLED 전사는 여러 층의 박막을 기판에서 한 번에 떼어 내 다른 박막과 결합시켜 소자를 만든다. 이 때 박막이 찢어지거나 주름이 생기고, 모서리가 뜯기기도 하여 대량 생산에는 어려움이 있었다.

<에어젯을 이용한 고분자 OLED 다층박막의 전사원리 개념도, 출처: 한국연구재단>

 

연구팀은 신기술인 에어젯을 이용한 고속 박리기법을 고안하여 박막과 기판 사이의 결합에너지를 효과적으로 조절하는 원리를 이용하였다. 음속에 가까운 에어젯을 기판과 OLED 박막 사이에 분사하여 기판과의 결합력을 효과적으로 줄여 박막의 손상 없이 전사할 수 있었다. 에어젯을 통한 고속 전사기법은 OLED를 전사하는 시간만 필요하므로 공정시간이 기존 OLED에 비해 1/10정도만 소요된다. OLED 박막들을 용액으로 코팅하여 저가로 제조할 수 있다.

윤홍석 교수는“이 연구는 OLED 박막을 에어젯을 활용하여 손상 없이 한 번에 효과적으로 전사할 수 있어 OLED 소자를 신속하게 제조할 수 있는 기술을 개발한 것이다. OLED 조명, 광고, 디스플레이 등 다양한 분야에 쓰이는 OLED 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있다. 향후 태양전지, 반도체 소자 등의 기초 전자소자에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.” 라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구 성과는 미래부•한국연구재단 기초연구지원사업 신진연구자 지원사업의 지원으로 수행되었다. 나노소재응용 분야 국제학술지 나노스케일 (Nanoscale) 6월 9자에 게재되었다.

OLED TV는 화질 뿐만 아니라 디자인과 음질 등 전영역을 아우르는 차별화 된 TV

“기존의 OLED TV가 화질 중심으로 진행 됐다면 현재의 OLED TV는 화질 뿐만 아니라 디자인과 음질 등 전 영역을 아우르는 TV다.”

지난 5일 강원도 횡성에서 열린 ‘제 12회 디스플레이 국가연구개발사업 총괄 워크샵’ 기조 연설에서 LG Display의 윤수영 상무는 명암과 색 표현력을 포함한 우수한 화질과 자유로운 디자인 설계, 음질 항샹 등 OLED TV의 장점을 소개하였다.

 

 

윤수영 상무는 “LCD와 다르게 OLED는 자발광으로 픽셀 단위로 제어가 가능해 완전한 black을 표현하고 무한대의 명암비를 구현할 수 있어 표현의 범위가 넓다”며, “밤하늘의 별이나 밝은 달을 표현하는 최적의 디스플레이는 OLED”라고 언급하였다. 또한 “OLED TV는 정확한 색 표현력으로 중간 계조 표현이 자유로워 실제와 같은 생생한 컬러를 구현할 있다”고 OLED TV의 우수한 화질을 강조했다.

이어서 지난 CES 2017에서 많은 관심을 끌었던 wall paper와 CSO(crystal sound OLED)를 소개하며 “기존의 OLED TV가 화질 중심의 TV였다면 현재의 OLED TV는 화질 뿐만 아니라 디자인과 음질 등 전 영역을 아우르는 TV다”라고 밝혔다. 특히 스피커를 내장하는 방식은 “디자인 개선의 효과와 더불어 입의 위치와 사운드의 위치를 일치시켜 몰입감 있는 화면 구현이 가능하다”고 강조했다.

또한 윤수영 상무는 상용화를 목적으로 개발 된 77 inch UHD 해상도, 투과율 40%, 곡률반경 80R을 구현하는 투명 flexible OLED를 소개하며 투명 디스플레이와 flexible 디스플레이가 미래의 디스플레이가 될 것임을 언급하였다. 더불어 solution process용 장비와 재료를 개발하고 있으며, 새로운 형태의 application과 form factor 발굴이 필요하다고 밝혔다

마지막으로 파주의 P10 공장을 언급하며 “올해 말 완공이 예상되는 P10은 많은 준비를 해서 궁극적으로 새로운 OLED TV를 생산할 수 있을 것”으로 기대했다.

 

 

 

유비리서치 “차세대 차량용 디스플레이 및 최신 기술 동향 세미나”

■ 차세대 디스플레이 기술 마이크로 LED, 양자점(Quantum Dot)관련 최신 기술 현황

■ 투명 디스플레이, 디지털 홀로 그래피 등 차량용 디스플레이 적용 기술 동향

 

시장조사 전문 기관인 유비리서치에서 “최신 디스플레이 및 차량용 디스플레이 기술 동향”이라는 주제하에 차세대 디스플레이인 마이크로 LED, 양자점(Quantum Dots) 등 기술 전문가를 모시고 최신 기술 현황에 대하여 분석하는 세미나를 오는 7월 14일(금) 서울 코엑스 컨퍼런스홀에서 개최한다.

또한 최근 자동차에 탑재되는 IT기기가 늘어나면서 유기발광다이오드(OLED) 패널이 2018년부터 차량용 디스플레이에도 본격적으로 적용될 전망이어서 이번 세미나에서는 투명 디스플레이, 디지털 홀로 그래피 등 차량용 디스플레이에 관한 연구 및 주요 기술 동향 등의 내용도 다룰 예정이다.

순천향대학교 문대규 교수▲ 마이크로 LED 디스플레이의 기술 이슈와 시장 현황, 한국과학기술연구원 황도경 박사 ▲ 양자점 및 저차원 나노 소재 기반 차세대 디스플레이 기술, 한국과학기술연구원 배완기 박사 ▲ 양자점 광소재 및 디스플레이 응용 소개(Structurally Engineered Nanocrystal Quantum Dots for Light-Emitting Applications), 한국자동차부품연구원 박선홍 박사 ▲ 차량내 디스플레이 기술개발 동향 및 현안, 한국전자부품연구원 강훈종 팀장 ▲ 디지털 홀로그래피를 이용한 디스플레이 개발과 적용 – VR/AR, 자동차, 한국광기술원 주재영 센터장 ▲ 자동차 디스플레이 및 조명 광학계 기술 동향 등의 주제로 최신 디스플레이 및 차량용 디스플레이 기술 동향에 대해 발표할 예정이다.

이번 세미나에서는 산업계 및 학계의 핵심 전문가와 함께 다양한 양질의 정보 및 인맥 교류의 장으로 차세대 디스플레이 기술 이슈 및 현황을 전망하는 자리가 될 것이다.

 

컨벤션팀(이슬지 대리)/ 전화: 02-577-4903 /이메일: sjlee@ubiresearch.com

 

 

OLED 광효율 개선을 위한 새로운 접근방법, 고 편광 OLED

지난 6월에 개최된 유비산업리서치의 상반기 결산세미나 ‘OLED 시장 분석과 최신기술’에서 한양대학교 김재훈 교수는 고분자 OLED 발광층에 소량의 카이럴 분자를 첨가, 발광하는 빛의 편광을 조절하는 방법을 통해 광효율을 60%까지 향상되었다고 밝혔다.

 

 

LCD에 직교된 형태로 적용된 2장의 선형 편광판은 back light unit으로부터의 빛을 액정의 움직임을 통해 투과 또는 차단하는 역할로 사용되는 반면, OLED의 원형 편광판 1장은 외부광 반사를 방지함으로써 야외 시인성을 높이기 위한 역할로 적용되고 있다.

그간 디스플레이 관련 업체는 편광판으로 인해 50% 이상 소실되는 발광 빛을 보상하기 위해 소자구조 및 광추출 기술과 소재개발, 발광 메커니즘 위주의 개발에만 집중하였다. 이에 대해 김재훈 교수는 ‘보다 새로운 관점에서의 접근방법이 필요하다’며 편광을 이용하여 OLED의 광효율을 향상시키는 방법과 연구결과를 선보였다.

 

<카이럴 분자가 첨가된 OLED 구조 시뮬레이션 그림>

 

김재훈 교수는 ‘OLED의 고분자 재료들은 일반적으로 액정성을 갖기 때문에 높은 선형 편광 빛을 생성하고, 이 빛이 카이럴 분자가 첨가 된 발광층을 통과하게 되면 원형 편광성이 높은 빛이 된다’고 설명했다. 또 ‘이론적으로는 광효율을 100%까지 끌어올릴 수 있다’며 ‘이를 통해 낮은 소비전력으로 더 밝은 OLED를 구현할 수 있다’고 덧붙였다.

실제 이러한 원리를 적용하여 김재훈 교수 연구팀은 기존 OLED보다 광효율이 60% 향상 된 OLED를 개발하였으며, 저분자 재료를 기반으로 하는 원형 편광에 대한 연구는 추후 진행될 예정이라 밝혔다.

한편, 이번 연구는 ‘미래 디스플레이 핵심기술 개발’ 사업 지원으로 이뤄졌으며, 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 최근호에 게재되었다.

OLEDON, AMOLED의 미래를 면소스 FMM에서 발견하다!

2014년 Galaxy Note4에 최초로 QHD (약 515 ppi) OLED가 적용된 이후 3년이 흘렀지만 OLED의 해상도는 아직 QHD급에 머물고 있다. UHD 이상의 고해상도 OLED 제조를 위해서는 15um 이하의 FMM이 필요하지만 다양한 기술적인 이슈로 양산에 적용되고 있지 못한 상황이다.

 

6월 30일 여의도 전경련 회관에서 개최된 유비산업리서치의 “상반기 결산세미나 : OLED 시장분석과 최신기술”에서 단국대학교의 실험실 벤처 OLEDON 대표인 황창훈 교수는 plane source FMM 증착기술이 UHD 이상의 고해상도 OLED 제조를 위한 유일한 해법이라고 제시하였다.

 

황창훈 교수는 “AMOLED의 해상도를 향상하려면, 유기물 분자의 비행각도를 10도 미만으로 줄여야하고, TFT 소자의 종횡비(Aspect Ratio)를 1.0수준으로 유지해야 한다.” 라며, “현재 알려진 리니어소스의 증발각도(입사각)는 약 40도이며, 이에 따른 셰도우 거리는 약 3um로 SUHD수준의 AMOLED 패터닝 공정시 패턴폭과 셰도우거리의 비율, aspect ratio가 증가할 수 밖에 없다. 결국 현재의 패터닝 기술로는 박막의 평판도를 잃게 된다.” 라고 설명했다.

 

또한, 황창훈 교수는 “리니어소스 증착기술로는 QHD 이상의 해상도 구현에 한계가 있으며, plane source FMM 증착기술 개발만이 2000ppi 이상의 OLED를 제조할 수 있는 유일한 해법이다”고 강조하였다.

 

<황창훈 교수가 발표한 2250ppi AMOLED 기술적 문제점, 출처 : UBI 상반기 결산세미나>

 

 

OLEDON사의 plane source FMM 증착기술로 측정한 셰도우거리는 0.68~1.05um, 입사각은 13~19도를 얻을 수 었으며, 이 결과를 해상도로 환산하면 최대 1500ppi 소자 제작이 가능하다. 한편, 새로 개발된 Xplane source로는 셰도우거리 0.38~0.56um, 입사각은 7.2~8.0도를 얻을 수 있었으며, 이를 해상도로 환산하면 최대 3300ppi 소자 제작이 가능하다. 지난 SID2017에서도, 진병두교수와 황창훈 교수팀은 plane source 패터닝 증착기술을 사용하여 세계최초로 측정한 서브마이크론 스케일의 셰도우거리 결과를 소개하였으며, 향후 스케일업 개발을 통하여 대면적 OLED 디스플레이 생산산업에 응용될 경우 11K급 (2250ppi) 이상의 수퍼울트라(SUHD) 해상도를 가지는 마이크로 AMOLED소자의 제조가 가능하다고 발표한바 있다. (논문제목: Plane source evaporation techniques for Super ultra high resolution flexible AMOLED)

 

<plane source FMM 증착기술로 얻은 sub-micron 셰도우 데이터와 입사각 데이터 , 출처 : UBI 상반기 결산세미나>

 

한편, OLEDON사는 이번 개발결과를 토대로, plane source 증착기술을 활용한 초고해상도 마이크로 OLED 소자의 제조가 가능한 연구용 plane source FMM 증착기를 단국대학교내에 개발 설치할 계획이라고 밝혔다. (참고:OLEDON사의 홈페이지 www.oledon.co.kr)

유비리서치 상반기 결산세미나 “OLED 시장 분석과 최신기술”

■ 17년 상반기 OLED 산업에서의 기술적 이슈와 시장을 종합적으로 되짚어보는 자리 마련

■ 상반기 이슈 분석을 통한 하반기 시장 전망과 변화 포인트 예측

 

유비리서치는 2017년 상반기 OLED 시장 이슈를 결산하고 2017년 하반기 시장을 전망하는 상반기 결산 세미나: OLED 시장 분석과 최신기술을 오는 6월 30일(금) 여의도 전경련회관 컨퍼런스 센터에서 개최한다.

 

이번 세미나에서는 주요 패널 업체들의 투자 동향과 미래를 전망하고 TADF와 이리듐계 인광 소재등의 발광물질 개발 현황, flexible OLED의 기술적 과제, 고해상도를 위한 면소스 패터닝 증착 기술 등 OLED 시장 동향과 최신기술을 살펴보고 OLED 시장과 기술이 어떻게 변화할 것인지 미리 확인 할 수 있는 자리가 될 것이다.

 

이 세미나에서 권성률 동부증권 산업분석팀 팀장은 스마트폰과 TV, 사이니지 등에서의 OLED 비중 변화와 국가별 주요 OLED 패널 공급업체의 양극화 전망, 주요 OLED 장비와 재료 시장 예측, foldable display 가능성과 기술적 난관 등을 발표한다.

 

이어서 장정훈 삼성증권 테크팀 책임연구위원은 삼성의 라인 증설과 중국 OLED 패널 업체의 현 상황 분석, OLED 장비 업체와 재료 업체 value chain 분석, Apple iPhone의 OLED 적용에 따른 supply chain 변화, 중소형 OLED panel의 수요 전망을 투자자 관점에서 다룬다.

다음으로 이준엽 성균관대학교 교수는 TADF OLED의 발전 과정과 TADF 도판트의 기술적 이슈, TADF OLED의 기술적 이슈, hyperfluorescence의 현 상황 등을 언급한다.

 

김재훈 한양대학교 교수는 OLED의 광효율을 향상시키기 위해 원편광 기술을 적용하여 기존 OLED 대비 광효율을 60% 향상시킨 실험 결과를 공개한다.

 

이충훈 유비산업리서치 대표는 주요 OLED 기업의 투자 전망과 투자 동향, OLED 제조용 전체 장비 시장 전망, OLED 발광재료 시장 전망, OLED 전체 시장 전망, 시장에 공급 가능한 패널 출하량과 매출 전망을 설명한다.

 

진성호 부산대학교 교수는 용액 공정이 가능한 OLED용 이디듐계 인광소재 개발과 전자전달 특성을 갖는 기능성 치환기를 적색 이리듐계 인광재료에 도입해 OLED의 구조를 단순화하면서 높은 발광효율을 보인 실험 결과를 발표한다.

 

이기용 한양대학교 교수는 디스플레이의 트렌드와 flexible OLED의 구성 요소 별 기술 과제, flexible display의 컨셉 디자인 등을 설명한다.

 

마지막으로 황창훈 단국대학교 겸임 교수 겸 OLEDON의 대표는 0.38 um의 shadow distance(SD)를 구현하여 OLED의 해상도를 기존보다 약 8배 향상시킬 수 있는 면소스 패터닝 증착 기술을 설명한다.

 

 

컨벤션팀(이슬지 대리)/ 전화: 02-577-4903 /이메일: sjlee@ubiresearch.com

LG Display, 세계 최초 77 inch 투명 플렉시블 OLED 디스플레이 개발 성공

 

<출처 : LG Display>

 

LG Display는 22일 ‘대형 투명 플렉시블 디스플레이 R&D 성과보고회’에서 정부 주도하에 세계 최초로 77 inch UHD 투명 플렉시블 OLED 디스플레이 개발에 성공했다고 발표했다. LG Display가 개발한 77 inch 투명 플렉시블 OLED 디스플레이는 UHD(3840 x 2160)해상도를 가지며, 투과율 40%, 곡률반경 80 mm(반지름 80 mm인 원통형태로 변형 가능)을 구현한다. 이는 당초 목표였던 60 inch 이상, 곡률반경 100mm를 상회하는 성과이다.

LG Display는 77 inch 투명 플렉시블 OLED 디스플레이 뿐만 아니라 투명 모드와 투명성을 차단 할수 있는 optical shutter film이 부가된 55 inch 투명 디스플레이를 선보였다.

이러한 성과에 대해 이인호 산업통상자원부 제1차관은 ‘우리나라가 1위를 지키고 있는 OLED 분야의 투명 플렉시블 기술개발로, 그간 스마트폰, 텔레비전(TV)에만 머물러 있던 OLED 패널의 활용처를 건축, 자동차, 의료 분야 등으로 크게 확대시킬 것으로 기대된다.’며 ‘이는 경쟁국과의 격차를 확고히 하는 기반이 될 것’이라 강조했다.

LG Display CTO 강인병 전무는 ‘이번 국책과제 수행을 통해 대면적 OLED의 기술력을 제고하는 동시에 OLED 진영 확대 및 신시장 확대에 기여할 것으로 기대한다’며 ‘앞으로도 미래 디스플레이 시장을 리딩하는 기업으로서 보다 더 높은 가치를 제공하기 위해 힘쓰겠다’고 말했다.

한편, 투명 플렉시블 디스플레이 국책과제는 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원 주관으로 디스플레이 산업의 지속적인 발전과 세계 1위의 국가 경쟁력 확보를 지원하기 위해 마련된 사업이다. 이에 따라 LG Display는 2014년에 18 inch 투명 플렉시블 OLED 디스플레이를, 2015년에 곡률반경 30 mm을 가지는 18 inch 롤러블 디스플레이, 2016년에 투명도 40%를 가지는 55 inch 디스플레이 등을 개발해 왔다.

 

LG Display , 일본 디스플레이학회에서 OLED TV 개발로 ‘업적상’ 수상

LG Display

LG디스플레이는 도쿄 NHK 기술 연구소에서 열린 제 24회 유기EL토론회에서 대형 OLED TV 생산을 가능케 한 WRGB 기술력의 우위성과 대형 OLED TV 시장의 개척 공로를 인정받아 해외 기업 최초로 ‘업적상’을 받았다고 16일 밝혔다.

 

LG디스플레이가 CES 2017에서 공개한 55인치 투명 OLED, 출처 : LG디스플레이

 

유기EL토론회는 일본의 동경대와 규슈대, 소니, JDI, JOLED 등 OLED와 관련된 일본 주요 업계와 학계의 전문가들이 모여 학술, 응용연구, 실용화 방안을 발표하고 토론하는 학회이다.

유기EL토론회에 따르면, LG디스플레이는 대형 OLED TV 생산을 가능케 한 기술력과 대형 OLED TV 시장을 개척 대한 공로를 인정받아 해외 기업 최초로 업적상을 수상했다.

LG디스플레이가 업적을 인정받은 WRGB 기술은 TFT(Thin film transistor) 기판 위에 R, G, B 유기물을 ‘수평’으로 배열하는 RGB방식이 아닌 R, G, B의 유기물을 TFT 기판 위에 각각 수직으로 쌓아 올리고 white 소자를 추가해 4개가 하나의 sub pixel을 이루는 것이다.

LG디스플레이는 이 기술을 적용해 2013년 1월 세계 최초로 OLED TV 패널을 양산함과 동시에 대형 OLED TV 시장을 개척하였다.

LG디스플레이는 이번 수상이 “평판 디스플레이의 종주국인 일본에서 대형 OLED 패널을 생산하고 있는 LG디스플레이의 기술력을 인정했다는 점에서 그 의의가 크다”고 강조했다.

오창호 LG디스플레이 OLED TV 개발 그룹 전무는 이번 수상에 대해 “LG디스플레이가 업계 최고의 전문가들로부터 OLED 기술력에 대해 인정받았다는 점을 매우 영광스럽게 생각한다”며, “앞으로 차별화된 OLED 제품 개발로 디스플레이 산업 발전에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

한편, LG디스플레이는 SID 2017에서 65inch UHD Wallpaper OLED 패널로 뛰어난 화질 구현뿐만 아니라 응용 범위와 디자인 측면에서도 디스플레이의 새로운 가능성을 제시한 혁신적인 제품이란 평가로 올해의 디스플레이상(Display of the Year)를 받은 바 있다.

CYNORA, 새로운 고효율 blue OLED emitter의 성능 공개

Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter Blue OLED emitter

 

TADF(thermally activated delayed fluorescence)재료의 대표적인 선도 기업 CYNORA는 최근 개발된 blue emitter의 성능을 공개했다. CYNORA는 이번 성과를 토대로 2017년 말을 목표로 하는 최초의 TADF 제품 상용화 타이틀에 가까워졌다.

 

OLED 패널 제조업체에 있어 고효율 blue emitter는 저전력과 높은 해상도를 구현하는데 있어 필수적인 재료이다. 이로 인해 고효율 blue emitter 요구는 지속적으로 증가하고 있으나, 이를 대응할 수 있는 업체를 찾긴 힘들었다.

 

지난 SID 2017에서 CYNORA는 OLED 패널 제조업체가 요구하는 수준과 근접한 성능의 blue emitter를 공개하여 관람객의 눈길을 사로잡은 바 있다. 당시 공개된 blue emitter는 TADF 기술이 적용되었으며, 디바이스 레벨에서 470 nm이하 emission peak, 90시간 이상의 수명(LT97@700 cd/m2), 15%(@1000 cd/m2) EQE를 갖는다.

 

CYNORA의 CSO인 Thomas Baumann은 “CYNORA의 고효율 blue emitter는 고객이 요구하는 범위의 성능을 가지며, 그간 발표됐던 blue emitter 중 가장 우수한 결과를 나타내고 있다”며, “emission peak를 460 nm에 근접하게 하는 것이 목표이다”라고 앞으로의 연구방향을 언급했다.

 

한편, CYNORA의 CMO, Andreas Haldi는 “이번 연구 성과를 통해 올해 말 고효율 blue emitter를 계획대로 판매할 수 있다는 확신을 얻게 되었으며, TADF의 선도 기업으로서 자리매김 하기위해 모든 color emitter를 공급하는 것을 목표로 하고있다”며 “2017년 blue emitter를 시작으로 2018년에는 green emitter를, 2019년에는 red emitter를 출시할 예정이다”고 추후 계획을 밝혔다.

4세대 발광재료 hyperfluorescence

형광재료로서도 인광재료로서도 부족한 OLED 발광재료 특성을 보완하기 위해 개발중인 지연형광(TADF, thermally activated delayed fluorescence) 역시 현 단계에서는 상용화에 시간이 걸리고 있다. TADF 기술에서 가장 앞서 있는 기업으로 평가 받고 있는 Kyulux에서도 디스플레이에 적합한 TADF dopant 상용화에 도달하지 못하고 있기 때문이다.

Kyulux의 CTO인 Adachi씨에 의하면 TADF 상용화에 걸림돌은 TADF 전용 호스트 재료가 아직 준비되어 있지 않아 발광피크의 반가폭이 넓어 디스플레이에 적합하지 않기 때문이라고 언급했다. Kyulux가 이러한 문제점을 해결하여 TADF 재료 상용화에 돌입하기 위해 개발중인 재료가 4세대 발광재료인 hyperfluorescence이다.

 

<Kyulux CTO Adachi>

 

Hyperfluorescence 재료는 기존 형광재료 호스트와 도판트에 TADF 도판트를 첨가하여 형광재료로서 인광재료의 효과를 발휘하는 것을 목표로 하고 있다.

 

<Hyperfluorescence 효과>

 

이 효과는 상기 그림에서처럼 TADF가 가진 넓은 반가폭과 형광 재료의 낮은 휘도를 동시에 해결할 수 있는 구조임을 Adachi씨는 강조했다.

 

<Hyperfluorescence와 일반 fluorescence 특성>

 

Kyulux에서 일반적인 녹색 형광재료를 사용하여 제작한 OLED와 이 재료에 TADF를 첨가하여 hyperfluorescence 구조로 만든 OLED를 동일 기판에 만든 상기 사진에서 확연히 두가지 종류와의 발광 차이점은 나타났다.

Kyulux의 hyperfluorescence 재료 상용화 목표는 2017년 내로 설정하고 있다. 타겟은 PMOLED이다.

[SID 2017] OLEDON, 단국대학교와 공동으로 차세대 초고해상도 패터닝 증착기술 개발 성공

OLEDON

지난 SID 2017에서 단국대학교의 진병두 교수와 단국대학교 겸임 교수이자 OLEDON의 대표인 황창훈 박사는 0.38 um의 shadow distance(SD) 구현이 가능한 면소스 패터닝 증착 기술 개발에 성공했다고 발표했다.

황창훈 대표는 과거 2016 IMID Business forum에서 면소스 패터닝 증착 기술과 100 um두께의 shadow mask로 1.1 um의 shadow distance 구현에 성공했다고 발표한 바 있다. 당시 황창훈 대표는 ‘Step height를 3 um까지 줄인다면 이론상 shadow distance를 0.38 um까지 구현할 수 있어 OLED panel의 해상도는 2250ppi이상 가능해질 것이다’고 설명한 바 있다.

이 발표는 실제 plane source를 적용하여 SD를 0.38um까지 구현한 실질적인 결과이므로, 양산 적용 가능성을 한층 높인다는 점에서 이번 SID 2017에 참석한 업계 관계자들의 큰 관심을 모았다.

현재의 OLED panel 양산 기술은 약 3 um의 shadow로 인해 QHD(약 600ppi) 이상의 해상도를 구현하는데 한계가 있다. 3 um shadow는 UHD급(800ppi이상) AMOLED 패터닝 공정 시, 미세 인접 패턴들의 중첩을 발생시켜 미세패턴밀도를 향상을 저하시킨다. 이로 인해 현재 OLED panel은 QHD급만 생산되고 있다.

OLEDON이 개발한 면소스 패터닝 증착기술이 양산에 적용된다면 shadow 거리를 0.38~0.56 um까지 줄일 수 있어 해상도를 기존보다 약 8배 향상할 수 있다. 또한, 향후 스케일업 개발을 통해 대면적 OLED 디스플레이 생산산업에 응용된다면 3300ppi 이상의 초고해상도를 가지는, 수퍼울트라(SUHD) 해상도를 가지는 마이크로 AMOLED소자의 제조가 가능하다.

 

<면소스 증착기술로 얻은 세도우 데이터>

 

황창훈 대표는 ‘고 진공환경에서 금속면에 유기물을 1차 증발, 증착하여 유기분자박막을 형성한 후, 이를 재 증발하여 기판에 2차 코팅 증착하는 아이디어를 활용하여 유기물 분자빔의 증발각을 최소화하는 조건을 발견하게 되었다’라고 밝혔다.

 

<SID2017에서 황창훈 대표가 발표한 면소스의 원리>

 

최근 디스플레이의 해상도에 대해 많은 관심이 집중되고 있어, OLEDON의 연구결과는 업계에 큰 파장을 불러올 것으로 전망된다.

한편, 황창훈교수는 증착기 전문 업체를 거쳐 25년동안 신개념의 증착기술을 개발해오고 있으며, 면소스 증착기술의 원천특허(하향식 열적유도 증착에 의한 선형의 유기소자 양산장비: 등록번호 101206162000)를 보유하고 있다.

[SID 2017] BOE, 세계 최초 진정한 의미의 QLED 전시

BOE

BOE는 25일(현지시각) 미국 로스앤젤레스에서 열린 SID 2017에서 세계 최초로electroluminescence quantum dot 기술이 적용된 QLED 디스플레이 2종(5 inch, 14 inch)을 선보여 관람객의 큰 관심을 끌었다.

BOE의 5 inch QLED 디스플레이는 320 x 240 (80ppi) 해상도를 가지며 LTPS TFT가 적용되었다. 한편, 14 inch QLED 디스플레이의 해상도는 960 x 540 (80ppi)이며, oxide TFT가 적용되었다.

<BOE가 전시한 5 inch (좌), 14 inch (우) QLED 디스플레이>

 

이번에 공개된 BOE의 QLED 디스플레이가 특별한 까닭은 그간 삼성전자의 ‘photoluminescence quantum dot 기술’이 적용된 SUHD TV와는 달리, 백라이트가 없는 ‘electroluminescence quantum dot 기술’이 적용된 디스플레이기 때문이다.

일반적으로 quantum dot을 이용하는 디스플레이는 메커니즘은 2가지(photoluminescence quantum dot 기술과 electroluminescence quantum dot 기술)로 분류된다.

Photoluminescence quantum dot 기술은 외부 광에 의해 자극된 물질이 다시 빛을 내는 메커니즘을 갖는다. 삼성전자는 이 기술을 백라이트에서 나오는 청색 빛에 QD sheet를 붙인 형태로 활용하여 LCD TV에 적용하고 있다.

이에 반해 electroluminescence quantum dot 기술은 전기를 가했을 때 스스로 빛을 내는 메커니즘으로 빛을 내는 재료만 무기물이고 구조는 OLED와 흡사하다.

유비산업리서치 이충훈 대표는 과거 analyst column을 통해 ‘photoluminescence quantum dot 기술은 디스플레이의 색 재현율을 향상하기 위해 현재 LCD TV에 적용하고 있다’며, ‘LCD TV로서 최상의 제품임에 틀림없지만, electroluminescence quantum dot 기술이 적용된 것이야 말로 진정한 의미의 QLED 디스플레이다’라고 말한 바 있다.

BOE 관계자는 QLED 디스플레이에 대해 ‘기존의 OLED 구조에 유기물 대신 무기물을 사용하여 신뢰성을 향상시켰으며, 색재현율이 OLED 대비 넓은 것이 특징’이며, ‘100% 잉크젯 프린팅 방식으로 제작하는 QLED는 증착법으로 제작하는 OLED에 비해 제조 비용 절감과 대면적에 유리하다’고 설명했다.

그간 업계에서는 QLED 디스플레이가 양산에 적용되기까지는 최소 5년 이상 걸릴 것으로 예상하고 있기 때문에, BOE의 이러한 연구결과 electroluminescence quantum dot 기술이 적용된 QLED의 상용화를 얼마나 앞당길 수 있을지 또는 디스플레이 산업에 어떠한 영향을 미칠지 귀추가 주목된다.

JOLED, 세계 최초 잉크젯 프린팅 방식으로 21.6 inch OLED 생산

JOLED

JOLED는 RGB 잉크젯 프린팅 방식으로는 세계 최초로 21.6 inch 4K OLED 패널을 개발하고, 해당 시제품을 4월부터 출하했다고 지난 17일 밝혔다.

JOLED가 RGB 잉크젯 프린팅 방식으로 개발한 패널의 두께는 1.3mm이며, 무게 500g, 밝기 350cd/m2, 명암비는 1,000,000:1 수준이다. JOLED에 따르면 이 패널은 의료용 모니터에 적용됐다.

<JOLED가 개발한 21.6 inch OLED와 세부 스펙, 출처: JOLED>

 

JOLED는 ‘잉크젯 프린팅은 발광재료를 인쇄(도포)하여 형성하는 기술로써 생산공정이 단순하고 다양한 화면 크기로 확장이 용이하기 때문에 실용화에 앞장섰다’며, ‘OLED 패널의 광 추출 효율(top emission)과 시야각, 색 재현성을 향상 시킬 예정이다’고 말했다.

또한, JOLED는 ‘잉크젯 프린팅 방식의 중소형 OLED의 적용분야(게임용 모니터, 자동차 탑재 용도 등) 또는 공급처를 지속적을 확대할 것’이라며 앞으로의 계획을 밝혔다.

JOLED는 일본 민관 펀드인 산업혁신기구(INCJ)와 JDI, Sony, Panasonic 4개사가 설립한 회사로 잉크젯 프린팅 방식에 대해 적극적으로 개발하고 있으며, 패널 업체 중 유일하게 2016년 잉크젯 프린팅 방식으로 개발된 제품을 공개한 바 있다.

 

<JOLED가 2016년에 공개한 55inch 4K flexible AMOLED panel>

 

유비리서치의 ‘Solution process OLED 시장 진입가능성 분석 보고서’에 따르면 잉크젯 프린팅은 solution process의 공정 방법 중 하나로 ink-jet head를 이용하여 pixel 각각에 잉크를 떨어뜨리는 방식이다. 주요 패널 업체에서는 이러한 공정 방법으로 solution process를 개발하고 있어, 향후 JOLED의 행보에 귀추가 주목된다.

Solution process는 Gen8이상 원장에서 RGB pixel 구조의 대면적 OLED panel 구현이 가능하고, 재료사용효율이 높고 단순한 layer로 개발되고 있어 양산 성공 시 원가절감이 가능한 장점이 있다.

한편, 유비리서치의 이충훈 대표는 ‘대면적 OLED 시장은 WRGB 방식으로 프리미엄시장 공략의 전략을 펼치고 있지만, 추후 LCD를 OLED로 대체하기 위해서는 저비용/고생산 기술이 핵심이기 때문에 solution process가 OLED의 핵심 기술이 될 것’이라 말한 바 있다.

[SID 2017] 삼성디스플레이, 세계 최초 9.1inch Stretchable AMOLED 공개

삼성디스플레이  삼성디스플레이 삼성디스플레이

삼성디스플레이가 세계 최초로 터치를 포함한 9.1inch stretchable AMOLED를 SID 2017에서 공개하여 세계 최고의 AMOLED 기술력을 자랑하였다.

삼성디스플레이는 SID 2017 symposium에서 “9.1-in stretchable AMOLED display based on LTPS technology”라는 제목의 논문 발표와 더불어 삼성디스플레이의 전시장 부스에도 future display존에 실물을 전시하며 관람객들의 큰 관심을 모았다.

이번에 전시된 9.1 inch stretchable AMOLED는 수축이 가능한 film 기판위에 PI를 형성한 후 stretchable이 가능한 영역을 패터닝 하였다. 그리고 패터닝 된 PI위에 TFT와 OLED를 형성하는 구조로 제작되었으며, multi-touch sensor를 동시에 구현하였다.

 

<Samsung Display의 9.1inch stretchable AMOLED 구조>

또한 stretchable AMOLED는 convex와 concave 형태 모두 구현 가능하며, concave형태에서는 최대 12mm까지 늘어난다.

Stretchable display는 flexible display의 최종기술로서 형태에 제약을 전혀 받지 않기 때문에 의류나 인간의 피부 등 다양한 분야에 적용되어 기존과는 새로운 영역의 application을 창출해 낼 것으로 기대되고 있다.

이번 전시는 flexible AMOLED로 모바일 기기용 AMOLED 시장을 선도하고 있는 삼성디스플레이가 다시한번 후발주자와의 기술격차를 확고히 유지하는 계기가 될 것으로 예상되며, 빠른 속도로 AMOLED 기술을 추격중인 후발 업체들에게 어떠한 자극을 줄지 기대된다.

 

<Samsung Display의 9.1inch stretchable AMOLED이 전시된 부스 전경>

<Samsung Display의 9.1inch stretchable AMOLED 스펙>

<Samsung Display가 전시한 9.1inch stretchable AMOLED, 출처: 삼성디스플레이>

LG디스플레이, ‘SID 2017’에서 차세대 디스플레이 대거 공개

LG디스플레이 LG디스플레이 LG디스플레이 LG디스플레이

LG디스플레이가 5월 23일부터 26일까지 미국 로스앤젤레스 컨벤션센터(Los Angeles Convention Center)에서 진행되는 ‘SID 2017’ 전시회에 참가해 미래 디스플레이 제품들을 대거 선보인다. “Our Technology, Your Innovation”라는 주제로 별도의 부스를 마련하고 OLED TV, IT & Mobile, Automotive 등 3가지 Zone에서 LG디스플레이만의 차별화된 제품들을 전시한다.

먼저 종이처럼 얇은 혁신적인 디자인의 77인치 UHD Wallpaper TV를 선보인다. OLED 기술로 뛰어난 화질을 구현할 뿐 아니라 얇고 가벼워 벽에 완전히 밀착시킬 수 있어 디자인 효과도 극대화했다. 함께 선보이는 65인치 UHD Wallpaper TV 패널은 이번 SID에서 최고의 기술력을 가진 제품으로 인정받아 ‘올해의 디스플레이’로 선정된 바 있다.

<LG디스플레이의 65인치 UHD 해상도의 CSO(Crystal Sound OLED), 출처 : LG디스플레이 >

 

또한, 패널 자체에서 소리가 나올 수 있게 해 디스플레이의 새로운 기능을 제시한 65인치 UHD CSO(Crystal Sound OLED)와 자연스럽고 투명한 화면을 구현하는 55인치 FHD 투명 디스플레이도 선보여 LG디스플레이가 개발하고 있는 미래 디스플레이를 한 눈에 볼 수 있다.

LG디스플레이는 터치 센서를 패널에 내재화한 in-TOUCH 기술을 24인치급 모니터까지 확대 적용하는 한편, 대형 및 고해상도 제품으로 IT시장에서도 차별화된 가치를 제공한다. in-TOUCH 기술은 터치 커버 글라스(Touch Cover Glass)가 필요 없기 때문에, 얇고 가벼우면서 뛰어난 터치 성능을 구현할 뿐만 아니라 패널과 베젤의 두께를 줄여 더욱 세련된 디자인을 완성시킬 수 있다.
몰입감을 극대화한 세계 최대 사이즈의 37.5인치 21:9 곡면 모니터와 실제와 같은 고화질을 구현하는 31.5인치 8K 모니터 등 최첨단 IT제품도 선보인다.

<LG디스플레이의 12.3인치 자동차용 전면(아래), 투명(위) , 출처 : LG디스플레이 >

 

LG디스플레이는 급속히 성장하고 있는 자동차용 디스플레이 분야에서도 세련된 디자인과 뛰어난 화질의 OLED로 자동차의 미래를 제안한다. 12.3인치 전면 디스플레이와 투명 디스플레이를 다중 레이어로 구현함으로써 기존 아날로그 계기판(Cluster)과 유사한 입체감을 제공하는 디스플레이를 선보인다. 또한, 75%가 넘는 고반사율로 룸미러(Room Mirror)를 대체할 미러 디스플레이 등 다양한 디스플레이를 실제 자동차에서 사용하듯 경험할 수 있는 전시 공간을 준비했다.

LG디스플레이 CTO(최고기술책임자) 강인병 전무는 “LG디스플레이는 IPS, OLED TV 등 ‘세계 최초’의 디스플레이 역사를 써왔다”며 “앞으로도 지속적인 기술 개발로 차세대 디스플레이 시장을 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

 

삼성디스플레이, ‘SID 2017’에서 화면 늘어나는 디스플레이 등 첨단 제품 공개

삼성디스플레이

삼성디스플레이가 세계적 권위의 디스플레이 전문 학회 ‘SID(The Society for Information Display)’가 주최하는 ‘SID 2017’ 전시회에 참가해 최첨단 미래 디스플레이 제품들을 선보인다.

삼성디스플레이는 23일(현지시간) 미국 LA 컨벤션 센터에서 개막하는 이번 전시회에서 화면이 늘어나는(stretchable) 디스플레이를 비롯해 무안경 3D OLED 등 이제껏 공개한 적 없었던 첨단 미래 디스플레이 제품들을 전시한다.

삼성디스플레이는 이번 SID 2017에 참가하며 첨단 제품 공개 및 우수한 논문 발표를 통해 독보적인 디스플레이 기술 리더십과 자신감을 과시한다는 전략이다.

삼성디스플레이는 화면이 늘어나는 9.1형 스트레처블(stretchable) OLED 제품을 공개했다. 스트레처블 디스플레이는 화면이 탄력적으로 늘어나는 차세대 디스플레이 기술로 웨어러블, 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 차량용 디스플레이에 가장 적합한 미래 기술로 꼽힌다.

<출처 : 삼성디스플레이>

 

기존의 플렉시블 OLED가 화면을 구부리거나 접거나 두루마리처럼 감는 등 한 방향만으로만 변형이 가능한 것에 비해, 스트레처블 OLED는 두 방향 이상으로의 변형이 가능한 점이 특징이다.  구현 난이도가 훨씬 높은 기술로, 업계에서는 플렉시블 디스플레이 기술의 종착점으로 불린다.

이번에 전시된 제품은 화면을 위에서 누르면, 고무풍선을 누른 것처럼 화면이 움푹 들어갔다가 다시 제자리를 찾아가며 본래의 평평한 형태로 돌아온다.

반대로 아래에서 눌러도 화면이 위로 늘어났다 회복하는 신축성을 가졌다.

삼성디스플레이는 꾸준한 연구개발을 통해 디스플레이를 눌렀을 때 최대 12mm의 깊이로 화면이 늘어나면서도 기존의 화질은 그대로 유지하는 높은 수준의 스트레처블 기술을 세계 최초로 구현했다. 또한, 삼성디스플레이는 입체 영상 관련 미래 기술인 ‘무안경 3D OLED’ 제품을 전시한다. 5.09형 크기의 이 제품은 보는 사람의 위치에 따라 조금씩 다르게 보이는 실물의 모습을 디스플레이에서 구현해, 보다 현실감 있는 3차원 영상을 표현한다.

특히 OLED의 무한대에 가까운 명암비 특성 덕분에 LCD 제품보다 더욱 자연스러운 입체 영상을 보여준다. 이 기술은 앞으로 3D팝업북, 3D게임, VR 등 3차원 영상기술이 필요한 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

한편, 이번 전시에는 삼성디스플레이의 앞선 OLED 기술을 비교 체험할 수 있는 부스가 설치된다.  3.5형 크기에 858ppi로 VR 기기에 최적화된 제품을 비롯해 부드러운 화질을 위해 120Hz로 구동하는 제품과 웨어러블, 태블릿용 OLED 제품들이 전시된다.  또한 더욱 향상된 OLED의 화질과 HDR(High Dynamic Range), 저소비전력 기술 등 도 함께 확인 할 수 있다.
삼성디스플레이는 독보적인 플렉시블 OLED 기술이 스마트폰 디스플레이 디자인의 발전을 이끈 점을 소개한 ‘디자인 혁신’ 코너도 마련한다.

2013년 세계 최초로 플렉시블 OLED 양산에 성공한 후 처음 휴대폰에 적용된 라운드형 OLED부터, 최근 화질 평가기관인 디스플레이메이트로부터 ‘엑설런트 A+’의 최고 화질 등급을 획득한 풀스크린 OLED까지, 그동안 삼성디스플레이가 쌓아온 플렉시블 OLED 기술력을 한 눈에 볼 수 있도록 했다.
또한, 초저반사 POL(편광판)을 적용해 화면 반사를 최소화하고 색표현력 100%(DCI-P3 기준)를 달성한 고화질 65형 프레임리스(Frameless) LCD 커브드 TV를 비롯해, 정보 전달 효율을 극대화 한 화면비율 21:9의 34형 QHD+(3440X1440) LCD 커브드 모니터와 144Hz 고속 화면 구동이 가능한 27형 FHD(1920X1080) LCD 커브드 모니터도 혁신 기술을 구현한 제품으로 함께 전시된다.
한편 이번 학회에서 홍종호 삼성디스플레이 연구원의 ‘화면이 늘어나는 스트레처블 OLED 디스플레이’논문이 SID 2017 우수 논문(Distinguished Paper)으로 선정됐다.

TADF 원조 Adachi 선생을 만나다

2010년 Nature에 TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence) 논문을 최초로 개제한 Kyushu 대학의 Adachi 연구소를 방문했다. Adachi교수의 인상은 대학교수 보다는 대학원생 같은 수더분한 이미지다.

<Prof. Adachi , 출처 : OLEDNET>

 

Adachi 교수가 TADF 재료에 대해 열정을 가지고 있는 이유는 OLED 패널 제조 가격을 낮출 수 있는 최선의 재료라고 확신하고 있기 때문이다. 현재 사용중인 발광재료는 형광재료인 1세대 재료와 인광재료인 2세대 재료가 있다. 1세대 형광재료는 가격은 싸나 효율이 낮은 단점이 있으며, 2세대 인광재료는 효율은 높으나 가격이 비싼 단점이 있다. 희토류인 이리듐을 사용하기 때문이다. Adachi 교수가 주도하고 있는 3세대 발광재료 TADF는 1세대 재료의 구조로서 2세대 재료의 효율을 달성할 수 있는 장점을 보유하고 있다.

TADF 재료는 이론적으로 100% 내부 효율을 달성할 수 있으며 분자 설계가 매우 자유로운 특징이 있다. 즉 봉 형태의 분자 설계가 가능하여 배향성이 있는 재료를 만들 수 있어 외부 광효율을 40%까지 올릴 수 있다.

Adachi 교수는 TADF 재료 상용화 시점에 대해서는 갤럭시용 OLED 재료로서는 아직 특성이 미흡하지만 스펙이 다소 낮은 용도에는 내년부터 적용이 가능할 것이라고 언급했다. 특히 녹색이나 적색 도판트가 사용가능해 질 것으로 예상했다. 하지만 디스플레이에 사용되기 위한 궁극적인 TADF가 되기 위해서는 T1과 S1 밴드갭을 줄여 전자 전이 속도를 올리는 것이 필수적이라고 강조했다. 전자 전이 속도가 현재는 1μsec 정도이나 10-1 ~ 10-2 μsec까지 빨라지면 분자 열화가 줄어들어 수명도 확보된다고 언급했다. 또한 아직 TADF 도판트 효율을 충분히 발휘할 수 있는 전용 호스트 재료가 없는 것은 TADF 재료 개발에 지장이 되고 있어 발광재료 업체들의 적극적인 참여가 필요하다고 피력했다.

Adachi 교수는 최근 독일 저널인 Angewandte에 색좌표가 (0.148, 0.098)이며 외부 광효율이 19.2% 이상인 deep blue TADF 논문을 실었다.

International TADF Workshop 개최

<출처 : 2nd International TADF Workshop>

 

 

1세대 형광재료 기술과 2세대 인광재료 기술을 잇는 3세대 발광재료 기술인 지연형광 (TADF, Thermally Activated Delayed Fluorescence) 기술에 대한 International Workshop이 2017년 7월 19~21일 Kyushu대학에서 개최된다.

브라운관을 대체하여 현재 디스플레이 시장의 주력 제품으로 자리 잡은 LCD를 완전히 시장에서 밀어내기 위해서는 중저가 제품에도 사용될 수 있는 고효율의 저비용 OLED가 반드시 필요하다. 고효율과 저비용을 동시에 해결하기 위한 솔루션이 지연형광 재료 상용화에 달려 있다.

현재 생산되고 있는 발광재료는 적색과 녹색, 청색 호스트 재료와 각 색의 도판트 재료로 구분된다. 그리고 이들 재료 중에서 적색과 녹색은 내부 효율이 이론적으로 100%인 인광 재료를 사용하지만 청색 재료는 내부 효율이 25%에 불과한 형광재료를 아직 사용하고 있다. 청색 재료 효율 한계 때문에 TV용 대형 OLED 패널은 청색층이 2회 적층되는 구조를 가지고 있어 재료비가 매우 많이 소요된다.

현재의 OLED 발광재료가 가진 한계를 극복하기 위해 개발되고 있는 재료가 바로 TADF이다.

TADF 기술을 최초로 세상에 나오게 한 Kyushu 대학의 Adachi 교수가 회장을 맡고 있는 International TADF Workshop에는 전세계 3세대 OLED 발광재료 개발 전문가들이 모인다.  Adachi 교수는 Kyushu대학에서 2012년에 처음으로 TADF 논문을 발표하고 난 후 3년만인 2015년에는 전세계에 약120편이 발표되었으며 2016년에는 200편 이상의 논문이 나오고 있어 전세계에서 TADF에 관한 관심이 점점 뜨거워지고 있음을 시사했다.

Adachi교수는 이번 TADF Workshop 개최 의미는 현재 TADF의 도달점과 향후 어떻게 개발이 진행될지에 대해 전문가들과 토론하기 위함이라고 밝혔다.

머크, SID 2017에서 디스플레이를 위한 미래지향적인 소재 공개

머크는 21일 개최되는 SID Display Week 2017에서 새로운 디스플레이 기술과 향후 진행될 프로젝트를 공개할 예정이라 밝혔다.

이와 더불어 머크는 ‘The Perfect Pixel – Advanced materials for display and beyond’를 주제로 광범위한 제품 및 서비스 포트폴리오를 전시할 예정이다.

머크의 디스플레이 재료사업부 총괄 책임자인 Michael Heckmeier는 “우리는 고객과의 긴밀한 관계를 통해, 디스플레이의 기술뿐만 아니라 품질과 신뢰성, 서비스를 점차 향상시키고 있다”고 말했다.

또한, Michael Heckmeier 총괄 책임자는 “지속적인 개발을 통해 선도업체로의 입지를 더욱 확고히 할 것”이며, “환경 친화적이고 보다 더 효율적인 생산 프로세스를 개발함으로써 최종 소비자에게 보다 나은 경험을 제공 할 것”이라며 앞으로의 계획을 밝혔다.
이를 위해 머크는 “디자인의 제약이 없거나, 유연함, 또는 색재현성, 명암비, 에너지 효율이 높은 디스플레이 외에도 액정 윈도우(liquid crystal window, LCW) 모듈과 같은 혁신 제품에 초점을 맞출 수 있다”고 덧붙였다.

 

<OLED Display, 출처: Merck>

머크는 SID 컨퍼런스에서 ink-jet printing용 soluble 재료 개발 현황에 대해 발표할 예정이다.

머크에 따르면 ink-jet printing으로 만든 red와 green 층은 진공 증착 기술로 만든 것과 유사한 효율을 보이고 있다. Ink-jet printing 방식은 Gen8이상 원장에서 RGB pixel 구조의 대면적 OLED panel 구현이 가능하고, 재료사용효율이 높고 단순한 layer로 개발되고 있어 양산 성공 시 원가절감이 가능하다는 장점이 있기 때문에 이에 대한 귀추가 주목된다.

한편, 머크는 지난 OLED Korea Conference에서 soluble 재료에 대해, “Red는 16.4%의 발광효율과 LT95 2,000h의 수명을, green은 18.7%의 발광효율과 LT95 8,000h의 수명을, blue는 7.5%의 발광효율과 LT95 500h의 수명(1,000cd/m2 기준)을 보이고 있다” 며, “11% 이상의 발광 효율을 갖는 형광 blue dopant와 밝기가 20cd/A 수준으로 향상 된 인광 deep red dopant, 밝기가 80cd/A 수준으로 향상 되고 roll off를 갖는 인광 green dopant를 개발하는 것”이 목표라 말한 바 있다.

 

Fraunhofer FEP, OLED 마이크로 디스플레이를 이용한 고정밀 광학 지문 센서 개발 성공

Fraunhofer FEP는 지난 5월 4일 보도자료를 통해 OLED 마이크로 디스플레이를 이용한 고정밀 광학 지문 센서 개발에 성공하였다고 밝혔다. Fraunhofer FEP는 OLED-on-silicon 기술을 기반으로 다양한 용도에 적용할 수 있는 OLED 마이크로 디스플레이를 개발해 온 회사로, OLED-on-silicon 기술은 마이크로 칩에 OLED를 광원으로 하여 고정밀도로 설계가 가능하며, 포토 다이오드와 같은 추가적인 센서와 함께 통합이 가능하다.

이번에 Fraunhofer FEP가 개발한 지문 센서는 빛을 방출하고 탐지하는 양방향 기능(bidirectional functionality)을 사용하여, 손가락을 비추고 반사 된 빛을 감지하고 분석하는 방식이다.

Fraunhofer FEP의 OLED 마이크로 디스플레이와 센서 부서 차장인 Bernd Richter는 “이 지문 센서 칩에는 매우 얇은 봉지층을 적용하였다”며, “손가락과 이미지 센서 사이의 거리가 최소화되고 지문을 잘 캡쳐 할 수 있어, 이 응용 분야에는 추가적인 imaging optic이 필요하지 않다”고 말했다.

첫 번째 프로토 타입은 FBI에서 일반적으로 요구하는 해상도보다 3배 뛰어난 1600dpi의 기본 해상도를 가지고 있다. 이 높은 공간 분해능은 매우 작은 땀 구멍 까지 식별이 가능하여 보안을 강화하는 데 사용될 것으로 기대를 모으고 있다.

이 지문 센서는 일반적으로 사용 되는 정전용량식 지문 센서와 비교하여 높은 해상도로 식별이 가능하기 때문에, 소위 ‘spoofing’이라 불리는 거짓 지문에 덜 취약하여 모바일 장치에서 사용자 확인에 사용 될 것으로 전망된다. 또한, 브랜딩이나 로고, 알림을 표시하는 디스플레이에도 사용 될 것으로 전망된다.

Fraunhofer FEP가 개발한 이 지문센서는 이번 미국 LA에서 개최되는 SID Display Week 2017에서 공개 될 예정이다.

 

<고해상도 OLED-on-silicon 지문 센서, Source: Fraunhofer FEP>

Merck, EU Horizon 2020 프로젝트 ‘HyperOLED’ 착수

Merck

Merck가 지난 12일 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램에 의해 4백만 유로의 자금을 지원받는 HyperOLED 프로젝트를 착수하였다고 발표하였다. 이 프로젝트의 코디네이터 역할을 담당하는 Merck는 Microoled(프랑스), Fraunhofer-IOF(독일), Durham University(영국) 및 Intelligentsia Consultants(룩셈부르크) 등 4개의 유럽 컨소시엄과 긴밀하게 협력하게 된다.

 
HyperOLED 프로젝트는 향후 3년 동안 디스플레이 어플리케이션과 다이오드를 이용한 조명(solid state lighting)에 사용되는 고성능 초형광 유기 발광 다이오드(OLED)를 위한 소재와 디바이스 아키텍처를 개발하는 계획이다.

 
HyperOLED 프로젝트의 주요 목표는 열활성화 지연형광(TADF) 분자 호스트에 새롭고 특별하게 적용 된 차폐 형광 에미터를 결합하여 혁신적인 고성능 OLED를 개발하는 것으로, HyperOLED 프로젝트는 높은 성장 잠재력을 지닌 신흥 기술인 얇은 유기 대형 전자 제품 (thin organic and large area electronics, TOLAE)의 개발에 직접적으로 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 이 프로젝트는 기능이 향상되고 성능이 개선되며 수명이 연장되어 신뢰성 있는 TOLAE 지원 장치를 만드는 데 도움이 될 전망이다.

 
컨소시엄에 따르면 새로운 OLED는 현재의 기술에 비해 생산이 용이한 백색 OLED 스택 기반이기 때문에 제조 비용을 절감 할 수 있다고 말했다. 또한 OLED 스택의 레이어 수를 줄이고 유기 재료의 20-40 % 정도를 절약 할 수 있으며, 생산 소요 시간과 제조 장비를 줄일 수 있을 것으로 예상 했다.

 
이는 솔벤트, 유도체, 재료 합성 촉매, 승화 정제 및 OLED 생산의 에너지 절감을 포함하여 전체 가치 사슬(value chain) 전반에 걸쳐 상당한 절감 효과를 가져올 것으로 기대를 모으고 있다. 이 밖에도, TADF 분자 호스트와 새로운 차폐 형광 에미터의 특수한 특성으로 OLED 성능이 향상되어 이리듐과 백금 같은 희토류를 사용할 필요가 없어 환경 및 비용을 추가로 절감 할 수 있을 것으로 예상 된다.

[Finetech Japan 2017] SEL, 81inch 8K OLED Multidisplay 공개

SEL은 4월 5일부터 7일까지 일본 도쿄에서 개최된 Finetech JAPAN 2017에서 81inch 8K OLED multidisplay를 공개하였다.
SEL이 공개한 81inch 8K OLED multidisplay는 13.5inch 디스플레이 패널 36장(6×6)을 붙여 구현한 것이다.

<SEL의 81inch 8K OLED multidisplay>

<SEL의 81inch 8K OLED multidisplay에 적용된 13.5inch 디스플레이 패널>

 

SEL의 관계자는 “여러 장의 디스플레이를 이어 붙일 경우, joint parts(디스플레이가 겹치는 부분)의 단차, 밝기 차이 등으로 인해 하나의 화면이라는 느낌을 받기가 쉽지 않다”고 말했다. 또한, “이를 해결하고 완벽한 디스플레이(seamless image)를 만들기 위해 가장자리 부분을 투명하게 처리하고, deep learning 기술을 적용하였다”며, “81inch 8K OLED multidisplay에 적용된 deep learning 기술은 joint parts 부분과 이를 제외한 디스플레이 부분 이미지의 밝기를 비교하여 grayscale curve을 보정하는 역할을 한다”고 덧붙였다.
이 밖에도 SEL은 81inch 8K OLED multidisplay와 동일하게 가장자리 부분이 투명한 curved OLED multidisplay를 공개하였다.

<SEL의 13inch curved OLED 패널>

SEL의 관계자는 “curved OLED 패널은 100um로 얇기 때문에 5R의 곡률반경에서 100,000번 굽혔을 때에도(inward and outward bending) 우수한 특성(resistance to bending)을 갖는다”고 말했다. 또한, “curved OLED multidisplay의 design freedom 특성으로 인해 car-mounted와 digital signage 등 다양한 application으로서 디스플레이를 활용할 수 있다”고 언급했다.
SEL은 이번 Finetech Japan 2017에서 curved OLED multidisplay를 car-mounted(CID+cluster) 형태로 전시하였다. Car-mounted 디스플레이는 13.5inch 패널 3장을 붙인 것으로 HD(720 x 1028) 해상도를 가진다.

<Car-mounted 디스플레이>

SEL은 이 외에도 full-spec 8K OLED display, 시인성이 향상된 hybrid display 등을 공개해 관람객들의 큰 호응을 얻었다.

ETRI, 그래핀 투명전극으로 OLED 디스플레이 개발

국내 연구진이 기존 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 투명전극을 그래핀으로 만드는데 성공했다. 특히 연구진은 대면적 기판상에 정확한 치수와 형태로 그래핀 투명전극을 패터닝 하는 공정을 개발했다. 향후 유연성이 요구되는 스마트 와치 등에 적용이 예상된다.

 

ETRI(한국전자통신연구원)는 기존 OLED 디스플레이용 전극으로 많이 활용되던 인듐주석산화물(ITO) 대신 꿈의 신소재라 불리는 그래핀을 이용, 전극을 만들어 디스플레이 개발에 성공했다.

연구진이 개발에 성공한 디스플레이 기판의 크기는 19인치 모니터 크기 수준인 370mm x 470mm로 현존하는 세계 최대 크기다. 그래핀 전극의 두께는 5나노미터(nm)이하이다.

ETRI는 그래핀과 유연한 기판을 결합하면 얇고 유연한 디스플레이 구현이 가능할 것으로 내다보고 있다. 이는 나아가 옷이나 피부 등에 적용할 수 있는 웨어러블 기기 제작에 활용될 수 있는 원천기술이 될 수 있다.

일반적으로 OLED는 기판, ITO 투명전극, 빛을 내는 유기물층, 양극인 알루미늄 층으로 적층되어 있다. 연구진은 통상적으로 사용되고 있는 ITO를 그래핀으로 대체했다.

특히 기존 전극으로 활용하던 ITO 소재는 유리성질로 잘 깨지는 게 단점이었다. 그래핀 소재는 유연성을 가지고 있어 깨지지 않는다. 따라서 향후 본 기술로 디스플레이를 제작하면 투명전극이 깨지는 문제점을 해결할 수 있다.

ETRI는 본 연구를 한화테크윈과 공동으로 기판을 대면적화 해 그래핀 성장 기술과 OLED 투명전극으로 응용하기 위한 전사기술을 개발하였으며  OLED에 적용가능한 60Ω/m²수준의 면저항과 85%이상의 투과도를 갖는 그래핀 투명전극 가공 및 공정기술을 확보하였다. 특히 디스플레이 공정에 절대적으로 요구되는 미세 패터닝 공정을 세계 최초로 개발하였다.

ETRI는 본 기술을 활용, 그래핀 전극 OLED 패널로서는 세계 최대 사이즈인 370mm x 470mm급 패널 점등에 성공했다. 본 연구 결과는 지난 4월초 스페인 바로셀로나에서 개최된 그래핀 관련 세계 최대 학회인 『그래핀 2017』에서 논문발표 및 시연해 호평을 얻었다.

산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원의 지원으로 지난 2012년부터 4년여의 지원을 바탕으로 연구진은 OLED용 그래핀 투명전극 연구를 시작했다. 연구진은 2015년말 동전크기 수준인 7mm x 10mm를 시작으로 지난해 100mm x 100mm OLED 패널을 만드는데 성공하였고 최근 세계 최대 크기를 시연함으로써 그래핀 소재의 디스플레이 응용 가능성을 높이는 결과를 얻었다.

향후 연구진은 유리기판 대신 플래스틱 기판을 활용해 디스플레이를 개발할 것이라고 설명했다. 휠 수 있는 그래핀과 플래스틱 기판을 결합하면 웨어러블 OLED 소자의 제작이 가능하다고 ETRI 연구진은 설명했다.

ETRI 조남성 유연소자 연구그룹장은 “그래핀이 OLED 디스플레이에 적용될 수 있다는 일반적인 기대를 처음으로 현실화했다는 것에 매우 큰 의미를 부여할 수 있다. 향후 대면적 그래핀 필름 및 OLED 패널 기술과 플렉서블 OLED 패널 기술을 통해 상용화가 기대된다”고 말했다.

본 기술은 플렉서블 OLED 디스플레이의 수준을 한 단계 더 높일 수 있는 핵심기술로서 중국 등의 후발 추격자와의 기술 격차를 벌이는데 기여할 것으로 기대된다.

[Finetech Japan 2017] V-technology, 738 ppi의 UHD가 구현 가능한 FHM공개

<V-technology의 non-tenstion 구조의 fine hybrid mask>

 

5일에 개최된 Finetech Japan 2017에서 V-technology는 738 ppi의 UHD가 구현 가능한 FHM(Fine Hybrid Mask)를 공개하였다.

 
기존의 FMM(Fine Metal Mask)는 가장(架張)과 용접을 통해 만들어진다. 그러나 이러한 방식은 제조가 까다로울 뿐만 아니라, 패턴(구멍)과 자중에 의한 처짐 등과 같은 mask의 구조적인 한계로 인해 고해상도 구현이 어려웠다.

 
지난 Finetech Japan 2015에서 V-technology는 이러한 단점을 개선한 FMM의 컨셉을 공개한바 있다. 그러나 2년 후, 이번 2017에서는 컨셉을 넘어 양산 가능한 prototype의 FHM(Fine Hybrid Mask)를 공개하였다.

V-technology의 FHM은 기존 FMM 제조 방식과 다른 electroforming 방식과 nontension 구조를 채택했다. 해당 관계자는 이를 통해 FMM 무게를 기존 대비 1/10 수준까지 줄였으며, 자중에 의해 mask가 휘는 문제와 이에 따른 그림자 간섭 문제를 해결할 수 있었음을 언급하였다.

 

또한, 제조 공정 방식을 변경함으로써 FMM의 정밀도 향상시켜 738ppi의 UHD 구현이 가능해 졌음을 덧붙였다.

 

<V-technology의 수직형 증착 시스템(Vertical deposition system) 컨셉>

V-technology는 FHM와 더불어 FHM을 활용할 수 있는 수직형 증착 시스템(Vertical deposition system)의 컨셉을 선보였다. 이 시스템은 glass 기판과 FHM을 수직으로 반송 할 수 있으며, glass 기판과 FHM 각각 최대 2장까지 넣어 동시 증착이 가능하다.

 
또한, V-technology 관계자는 수직형 증착 시스템은 source와 FHM 사이의 간격을 줄여, 확산광으로 인한 step coverage와 uniformity 저하 문제를 개선하였다고 언급하였으며, 증착 장비가 수직형 타입이기 때문에 particle이 FHM 또는 glass 기판에 부착되기는 어려워 수율 향상이 가능하다고 말했다.

 

최근 소비자의 고해상도에 대한 니즈는 증가하고 있으며, 이를 충족시키기 위한 업계의 움직이 활발한 상태인 지금, V-technology의 FHM이 어떠한 해결책으로 작용될지 앞으로의 행보에 귀추가 주목된다.

 

[Finetech Japan 2017] 차세대 대면적 display는 Ink-jet printing OLED

Ink-jet printing OLED 가 차세대 대면적 디스플레이로 다시 한 번 주목 받고 있다.
5일부터 도쿄 빅사이트에서 열린 Finetech Japan 2017의 keynote session에서 중국의 CSOT에서는 차세대 대면적 display는 Ink-jet printing이 될 것으로 예상했다. CSOT의 CTO York Zhao씨는 신제품 가격이 기존제품 가격의 1.2~1.3배정도가 됐을 때가 신제품이 기존제품을 본격적으로 대체할 수 있는 타이밍이라며, LCD가 기존의 CRT, PDP 시장을 대체할 때에도 이법칙은 그대로 적용되었다.” 라고 언급하였다.

 

그리고 “대면적 OLED의 가격도 LCD 대비 1.2~1.3배로 떨어져야 본격적인 OLED 시대가 열릴 것이며 대면적 OLED의 가격하락을 위해서는 Ink-jet printing 기술이 최적이다.” 라고 발표하였다.

 

<Finetech Japan 2017에서 keynote를 강연중인 CSOT의 CTO, York Zhao>

CSOT는 2016년 Tianma와 함께 printing display alliance인 “Guangdong Juhua printing display technology”를 설립하였으며, kateeva와 DuPont, ULVAC, Merck, Jusung Engineering 등이 참여하고 있다.
CSOT의 발표에 이어서 JOLED 에서는 직접 Ink-jet printing을 적용하여 제작한 다양한 OLED panel 들을 소개하였다. 가장 관심을 끌었 던 것은 이시카와의 Gen4.5 라인에서 제작한 Ink-jet printing 21.6 inch 4K(3840 x 2160, 204 ppi) AMOLED panel 이었다. JOLED의 CTO Yoneharu Takubo 씨는 “JOLED 설립 이후로 ppi를 향상시키는 방향으로 개발을 진행해왔으며, 204 ppi의 해상도까지 안정적으로 제작할 수 있는 기술을 확보하였다.

 

현재 350 ppi를 목표로 개발 중이며, 중소형에서 대면적까지 제품군을 확대하여 Ink-jet printing AMOLED로 다양한 application을 확보할 것” 이라고 밝혔다.

 

<Finetech Japan 2017에서 keynote를 강연중인 JOLED의 CTO, Yoneharu Takubo>

Ink-jet printing 공정은 Gen8 이상의 양산라인에서 RGB 구조의 AMOLED panel을 원장 분할없이 제조할 수 있어 주요 panel 업체에서 지속적으로 개발 중에 있는 기술이다. 또한 재료사용효율이 이론상 100%에 가까워 OLED의 원가를 절감할 수 있다는 장점도 있다.

 

반면에 양산이 아직 검증되지 않았다는 점과 soluble 발광재료의 효율과 수명이 증착 재료 대비 낮다는 이슈가 있어 주요 발광재료, 장비, 패널업체에서 적극적인 개발이 이루어 지고 있는 상황이다.
이처럼 Ink-jet printing OLED가 차세대 디스플레이 기술로 주목 받고 있으며, 어느 시점에 상용화가 될 수 있을지 업계의 관심이 집중되고 있다.

종이처럼 부드럽게 휘어지는 OLED 조명, 롤투롤 생산기술 개발

<한국기계연구원 권신 선임연구원과 OLED 생산 롤투롤 생산 장비, source: 한국기계연구원>

 

미래창조과학부 산하 한국기계연구원(이하 기계연, 원장 박천홍)은 중소기업 ㈜지제이엠(대표 이문용)과 함께 간단한 공정으로 플렉서블(Flexible) OLED*를 만들 수 있는 300 ㎜급 롤투롤(Roll-to-Roll) 생산 기술을 국내 최초로 개발했다.

 

기계연 첨단생산장비연구본부 인쇄전자연구실은 기존의 롤투롤 인쇄전자 기술을 OLED 생산 과정에 적용하는 데 성공했다. 롤투롤 진공증착 장비를 이용하면 롤 형태의 필름에 OLED 발광 유기층과 금속 전극층을 차례대로 증착**하면서 하나의 챔버 안에서 유연한 OLED를 생산할 수 있다. 생산 가능한 OLED 제품은 1 ∼ 수 백 나노미터(㎚) 수준의 매우 얇은 다층의 유기, 무기 박막으로 구성되며 각 층은 진공 열증착 공정을 거치며 제조된다.

 

지금까지 유연한 OLED 디스플레이를 만들기 위해서는 복잡한 공정을 거쳐야 했다. 유리판에 필름을 붙인 다음 그 위에 증착과정을 거치며 OLED를 만들고 다시 그 유리판에서 필름을 분리하는 방식을 이용해왔다. 국내 대기업에서 출시한 스마트폰 중 화면의 한 쪽만 휘어진 디스플레이도 같은 방식으로 유리에 필름을 부착하거나 코팅한 다음 증착장비를 순환하며 OLED를 만들고 유리에서 다시 OLED를 분리하는 공정으로 만들었다. 필요한 단계에 따라 여러 개의 증착장비가 추가로 필요할 뿐 아니라 필름을 부착하고 분리하는 추가 공정이 필요하다는 단점이 있었다.

 

이번에 개발된 기술을 적용하면 진공상태의 챔버 안에 롤 형태로 감겨있는 필름을 흐르게 한 뒤 그 위에 원하는 유기층과 무기층을 연속적으로 증착시키는 ‘다층 증착’ 공정으로 OLED를 제작할 수 있다. 제작에 필요한 시간과 설비가 대폭 감소해 대기업 뿐 아니라 중소‧중견기업도 유연한 OLED를 제작할 수 있다.

 

이렇게 생산된 OLED는 기존 LED와 달리 점이 아닌 면 단위의 제작이 가능하고, 유연한 성질로 원하는 모양을 만들 수 있어 조명산업에 가장 먼저 활용될 것으로 전망된다.

 

기계연 권신 선임연구원은 “롤투롤 진공증착 장비를 이용하면 차세대 디스플레이로 주목받는 플렉서블 OLED를 간단한 공정으로 연속 생산할 수 있다”며 “특히 디스플레이 분야는 국내 연구개발이 정체되어 있고 중국의 추격이 가파른 만큼 기술격차를 확보하고 우위를 점하는데 기여할 수 있는 핵심기술”이라고 설명했다.

 

또 “실제 디스플레이 제품에 사용되는 Red/Green/Blue 개별 화소를 제작할 수 있는 미세 패턴 마스크 얼라인 기술도 개발 중”이라며 “완성되면 고해상도 디스플레이로의 적용도 가능할 뿐 아니라 유사한 기술을 개발하고 있는 독일 프라운호퍼 연구소나 일본 코니카 미놀타사와 차별화되는 강점 기술”이라고 덧붙였다.

 

이번 과제는 기계연 자체 기술사업화 지원 프로그램인 ‘ACE’*** 프로그램의 지원을 받아 선행연구를 진행했으며, 이어 2015년 10월부터 산업통상자원부 경제협력권 사업의 지원을 받아 ㈜지제이엠과 함께 수행하고 있다. ㈜지제이엠은 OLED 증착원 핵심기술을 보유한 강소기업으로 최근 대만, 일본, 중국 기업에 증착원을 납품하는 실적을 거뒀으며 본격적인 장비 상용화를 추진하고 있다.

 

한편 OLED 분야 시장조사 전문기관 UBI Research ‘2016 OLED Lighting Annual Report’에 따르면 조명용 OLED panel 시장은 2016년 약 US$ 114 million 규모를 형성하고 2020년에는 US$ 1,630 million을 형성할 것이라 전망했다. 또한 ‘2016 Flexible OLED Annual Report‘에 따르면 2017년에는 flexible AMOLED panel이 AMOLED 전체 시장의 약 50%를 차지할 것으로 전망하고 2020년에는 US$ 40,864 million의 시장을 형성할 것으로 전망 하는 등 관련 분야의 지속적인 성장이 예상되고 있다.

 

UDC, OLED 발광 재료의 수명과 효율이 저하되지 않는 Organic Vapor Jet Printing 소개

UDC 부사장인 Mike Hack은 유비산업리서치가 주최한 “제 3회 OLED KOREA CONFERENCE의 COLOR IS UNIVERSAL 세션에서 solution process 기술인 OVJP (Organic Vapor Jet Printing) technology를 소개하였다.

Mike Hack은 “OVJP technology는 기존의 ink-jet 방식의 solution process과는 달리 증착공정에서 사용하는 OLED 재료들을 그대로 사용할 수 있으며, FMM, solvent가 필요가 없다”고 강조했다.

이 외에도 UDC가 개발한 Novel BY Display Architecture를 소개했다.
발표에 따르면, 이 구조는 한 번에 2 pixel을 증착 하고자 mask opening size 증가시켰다. 또한, Novel BY Display Architecture는 기존 RGB방식 대신 blue와 yellow sub pixels을 번갈아 가며 증착하고, yellow sub pixel의 절반에는 red와 green CF를 상하 대칭 배열하는 것을 특징으로 한다.

Mike Hack은 “이 구조를 통해 blue와 yellow sub pixel의 fill factor를 최대로 증가시키고 OLED panel의 색재현율 증가와 효율, 수명을 극대화했다”고 말했다. 이 밖에 pixel 당 3data 미만의 라인을 이용, EML 증착(FMM이용)도 2단계로만 이루어져 제조 비용 절감이 가능한 장점이 있음을 언급했다.

마지막으로 UDC는 PH emitter와 host를 개발 및 상용화를 목표로 하고 있음을 덧붙이며 발표를 마쳤다.

한편, 유비산업리서치의 “Solution Process OLED 시장 진입가능성 분석 보고서”에 따르면 ink-jet solution process에 적용되는 발광재료는 증착 공정에 사용되는 발광재료를 다양한 solvent를 섞어 ink화 하는 방식이다. 이는 재료의 순도가 낮춰 발광 효율과 수명이 저하시키는 단점이 있었다. 그럼에도 solution process는 color filter를 사용하지 않고, 발광재료의 사용 효율을 증가시킬 수 있으며, 대면적 OLED panel을 Gen8 이상의 장비에서 원장 분할 없이 RGB pixel 구조로 제조할 수 있는 장점이 있어 주요 패널 업체에서 적극적인 개발과 상용화 선점 시도가 활발히 이루어지고 있다.

 

Cybernet, OLED display용 얼룩 보정 IC 개발

일본의 Cybernet system 주식회사는 OLED display용 얼룩 보정 기능 IP를 포함한 display driver IC를 반도체 제조 업체와 공동 개발 했다고 밝혔다.

<OLED와 Driver IC의 구조도 예, 출처 : cybernet.jp>

Cybernet이번 공동 개발을 통해, OLED panel 업체들이 향상 된 얼룩 보정 기능을 쉽게 적용 할 수 있으며, Cybernet이 제공하는 자동 얼룩 보정 장치 FPiS™ series를 동시에 사용함으로써 품질 향상과 수율 개선으로 안정적인 생산을 할 수 있다.” 라며, 이를 바탕으로 시장에 제품 출시가 가속화 될 것으로 기대하고 있다고 밝혔다.

이번에 개발 된 얼룩 보정 기능을 포함한 OLED displaydriver IC 2017 6월부터 범용 IC와 특정 고객을 위한 IC로 판매를 개시 할 예정으로, 상세한 최종 제품 사양과 판매처, 판매시기는 추후에 공지할 예정이라고 밝혔다.

<FPiS를 활용 한 자동 얼룩 보정 장치 시스템 개략도, 출처 : cybernet.jp>

 

초고화질 디스플레이 컬러필터 기술 개발

초고화질 선명도를 가지면서도 가격은 더욱 저렴한 차세대 TV 상용화를 앞당길 수 있는 컬러필터 기술이 개발되었다. 한국연구재단(이사장 조무제)은 주병권 교수(고려대) 연구팀이 선명하고 해상도가 높은 색을 나타낼 수 있는 상보형 플라즈몬 컬러 필터를 개발했다고 밝혔다. 현재 디스플레이 산업에서 주로 사용하는 컬러필터는 안료나 염료를 이용한 광흡수 방식이다. 이는 유기재료를 기반으로 하기 때문에 화학적 안정성이 낮고, RGB 필터를 각각 제조해야 하기 때문에 단가가 높다. 반면 무기재료를 사용하는 광간섭 방식의 플라즈몬 컬러필터는 저렴한 비용으로 다양한 색의 필터를 동시에 제조할 수는 있으나, 나노 구조물의 이차원 배열에서 발생하는 색의 간섭 현상 때문에 색 순도가 저하되는 문제점이 있다.

<Hole(음각) 패턴과 dot(양각) 패턴 구조의 개구 비율에 따른 투과 스펙트럼, 출처 : 한국연구재단>

연구팀은 음각 패턴에 양각 패턴을 조합하는 상보형 설계방법으로 기존의 정형화된 패턴 모양을 탈피하는 역발상을 적용했다. 양각 패턴은 기존의 음각 패턴을 반전시킨 형상으로 투과형 컬러필터에 응용하기 어렵다는 것이 학계의 일반적인 시각이었다. 그러나 연구팀은 특정 조건에서 양각패턴이 단파장의 누설을 효과적으로 차단함으로써 순도 높은 적색 추출이 가능함을 확인했다. 그 결과, 상보형으로 설계된 플라즈몬 컬러필터에서 색을 구현하는 영역이 이전보다 30% 이상 넓어지는 결과를 확인할 수 있었다.

 

<제작된 Hole(음각) 패턴과 dot(양각) 패턴 구조의 플라즈모닉 컬러필터, 출처 : 한국연구재단>

 

또한 상보형 플라즈몬 컬러필터는 나노 패턴의 기하학적 변수만 조절하면 적색, 녹색, 청색 등 다양한 색상 구현이 가능하다. 기존의 재료와 제조 방법을 그대로 사용할 수 있기 때문에 추가적인 비용 발생 없이 성능을 향상시킬 수 있다.

 

주병권 교수는“이 연구는 상보형 설계 방법을 통해 높은 색재현성의 플라즈몬 컬러필터를 개발한 것이다. 이 연구가 나노광학소자를 결합시킨 차세대 디스플레이의 개발을 앞당기는 계기가 될 것으로 기대된다.”라고 연구의 의의를 설명했다.

 

이 연구성과는 미래창조과학부 한국연구재단의 기초연구지원사업(개인연구), 교육부·한국연구재단의 BK21지원사업 등의 지원을 받아 수행되었다. 국제적인 학술지 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 1월 13일자에 게재되었다.

 

 

2017년 주목받고 있는 자율주행자동차와 OLED display

정보통신기술진흥센터는 2008년부터 매년 차년도 ICT (Information & Communication Technology) 10대 이슈를 선정 및 발표하고 있으며, 2017년에는 ICT 10대 이슈 중 1위로 자율주행 자동차와 Connected-Car 등 자동차 이슈를 선정하였다.

자율주행차란 스스로 주변 환경을 인지하고 상황을 판단하여 계획한 경로를 따라 주행이 가능한 자동차를 뜻하며, 커넥티드카는 자동차와 IT 기술을 융합하여 네트워크에 상시 연결 된 자동차로 AppleCarPlayGoogleAndroid Auto가 대표적이다.

현재 개발 되고 있는 자율주행차는 운전자와 자동차가 주고 받는 정보의 다양성과 복잡성이 증대되어 필요한 정보를 적시에 제공할 수 있는 display의 중요성이 부각되고 있으며, 부분 자율주행이 아닌 완전 자율주행 시대에는 내부 공간 활용도가 높아져, 운전자의 다양한 2차 활동을 뒷받침 할 수 있는 display의 활용도가 증대 될 것으로 기대를 모으고 있다.

또한, 스마트 기기와 네트워크 발전에 따라 앞으로의 커넥티드카는 내부의 CID(Center Information Display)와 같은 display를 통해 미디어 컨텐츠 스트리밍과 다양한 application 서비스 등을 활용하고, 무선통신서비스와 정보를 제공하는 display를 통해 운전자자동차집을 연결하는 connected device가 될 것으로 예측되고 있다.

이에 LG Display를 비롯하여 다수의 패널 업체들이 자동차용 display를 개발 하고 있으며, 완성차 업체에서도 다른 업체와의 차별성 및 상품성을 부각시키기 위하여 다수의 display를 적용하고 있다. 특히, clusterCID 등 곡면이 많아 flat display가 넓은 면적으로 적용되기 어려운 영역들에 대해 flexible display이 적극 검토되고 있으며, 이에 따라 디자인 활용도가 뛰어난 OLED display가 주목 받고 있다.

AMOLED panel은 빠른 응답속도와 넓은 시야각, 높은 색재현률과 명암비를 바탕으로 높은 시인성의 장점이 있으며, flexible 설계가 용이하여 위치에 구애 받지않고 적용가능 하다는 장점으로 완성차 업체들에서 큰 관심을 보이고 있다. 다만 현재 부족한 수명 확보에 대한 이슈가 남아있으며, 패널 업체들은 부족한 수명을 포함하여 사용 온도, 밝기 등 성능 향상을 위한 개발을 진행 중에 있다.

<Automotive display 시장 디스플레이별 점유율 전망 2017~2022>

한편, 유비산업리서치에서 발간한 “Automotive Display Report – application & market trend analysis and the market forecast”에 따르면, OLED panel 2018년부터 자동차의 cluster CID에 본격적으로 적용될 수 있을 것으로 예상했으며, 자동차용 display 시장은 연평균 약 17%로 성장하여 2022년까지 약 US$ 25,000 million의 규모가 될 것으로 내다봤으며, 이중 AMOLED panel 시장은 약 20%를 차지할 것으로 전망했다.

 

Premium TV 시장에서 curved TV는 사라질까

2013년 처음 선보인 curved TV는 한동안 미래형 TV로 주목 받았으며, CES 2016에서는 삼성전자와 중국의 Hisense, Haier, TCL 등 다수의 업체가 curved TV를 전시하였다. 또한 XiaomiLeTV 등 후발 업체들도 curved TV를 출시하였으며, 삼성전자는 2016 8 Hisense TCL 등 중국 TV 업체들과커브드 연맹을 결성하여 curved 시장의 확대를 위해 상호 협력 하기로 하는 등, curved TV 시장의 평가는 대체적으로 우호적이었다.

<CES 2016과 2017 삼성전자(좌)와 LG전자(우)의 booth 사진. 2016년에는 다수의 curved TV가 전시되었으나, 2017년에는 flat TV 위주로 전시되었다.>

하지만 CES 2017에서는 한국과 중국 등 일부 업체만 curved TV를 선보였으며, 유럽과 미국 등 다른 가전업체들은 flat TV만 전시하였다. 또한, 삼성전자는 2017flagship TV 모델인 Q9flat TV로만 출시하고 더 저렴한 모델인 Q7Q8 모델에만 curved TV 도입을 결정했으며, LG전자 관계자는 curved TV 시장의 하향세를 언급하며 앞으로 flat OLED TV에 집중 할 계획을 언급하는 등, 주요 세트 업체들의 curved TV에 대한 인식이 변화하기 시작하였다. 뿐만 아니라, 유럽의 가전 업체인 Vestel의 관계자는 시야각에 매우 민감한 curved TV의 단점을 언급하기도 했으며, TV 평가 매체인 Reviewed.com과 타 평가 업체에서도 curved TV에 대해 부정적인 의견을 내놓는 등, premium TV 시장에서 curved TV의 입지가 점차 좁아질 것으로 예상 된다.

이에 따라 premium TV 시장은 flat type을 바탕으로 화질 경쟁이 주를 이룰 것으로 보이며, curved TVpremium급에서 한 단계 낮은 TV 시장에서 중국 업체들과의 경쟁이 예상 된다. 다수의 중국 TV 메이커들의 curved TV 출시로 인해 더 이상 premium TV 시장에서 curved TV는 차별화 포인트가 될 수 없기 때문에, 세트 업체들은 소비자들의 눈길을 사로잡기 위한 새로운 전환점이 필요할 것으로 보인다.

 

화질은 충분, 이젠 사용자의 눈 건강을 위한 AMOLED가 대세

Smart phonePC, TV, 장시간 모니터와 smart phone 기기와 같은 전자 기기에 노출되는 시간이 많은 현대인은 blue light에 의해 피로와 안구건조증을 유발하여, 심한 경우 망막이나 수정체에 손상을 가져 올 수 있으며 특히, 멜라토닌(melatonin) 이라는 수면 유도 호르몬 분비에 영향을 주어 수면에 방해가 되기도 한다.

Samsung Display는 블로그를 통해, 유해 파장인 415~455㎚부분의 발광을 줄이고, 근처의 안전한 파장을 발광 시켜 색감은 유지하면서도 유해한 blue light는 차단할 수 있는 자발광 AMOLED의 장점들을 소개하였다. 이러한 눈 건강에 대한 우수성으로, 2016년 독일의 인증기관인 VDE(Verband Deutscher Elektrotrchniker e.v)가 진행한 광 생물학적 안정성 검사에서 ‘Safety for Eyes’ 인증을 업계 최초로 획득 하였다.

또한, DCI-P3 기준에서 74% 수준을 표현하는 LCD에 비해 100%의 뛰어난 색재현율과 LCD 대비절반 이상의 얇은 두께, 낮은 소비 전력 등 다양한 장점들을 소개하였으며, 색약자들을 위해 원추세포의 기능저하 정도를 스스로 체크하여 부족하게 감지되는 색을 의도적으로 강하게 보이도록 보정하는 ‘Vision Aid’을 선보이는 등, 화질을 포함한 성능 뿐만 아니라 사용자들의 눈 건강을 위한 친인간적인 AMOLED만의 다양한 장점들을 블로그를 통해 홍보하였다.

한편, Samsung Displaydeep blue sub-pixel light blue sub-pixel이 적용된 pixel 구조를 적용한 Bioblue panelSID 2016IMID 2016에서 선보였다. Deep bluelight blue를 적용하여 light blue만으로 대체되는 AMOLED 패널의 색표현력 저하를 방지하였으며, AMOLEDblue light 비중을 LCD 25.1% 대비 절반 수준인 12.8%로 대폭 감소시켰다.

 

 

AUO, 내부와 외부 모두 180도로 구부릴 수 있는 bi-directional foldable AMOLED display 선보여

대만 AU Optronics(AUO)사는 지난 12 7일부터 9일 일본 후쿠오카에서 열린 IDW(International Display Workshops) 2016에서 내부와 외부 모두 180도로 구부릴 수 있는 bi-directional foldable AMOLED display를 발표하였다.

기존의 flexible AMOLED display는 플라스틱 기판 / OLED 소자 / 원형 편광판 / 터치 필름 순의 적층 구조가 주를 이루었으며, 이러한 구조는 상하 주요 재료의 물성치가 비대칭이 되기에 내부와 외부 모두 자유롭게 굽히기엔 한계가 있었다. 이에 대해 AUO사는 원형 편광판을 대체하는 10um 정도 두께의 color filter array를 패널 중심에 위치하게 하고, TFTTFE layerneutral axis에 위치하게 하여 인장이나 압축 강도를 견딜 수 있게 하는 구조를 통해, 4mm 곡률 반경에서 120만번 이상의 folding cycle를 견딜 수 있게 하였다. 전체 두께는 100um 정도이며, color filter array는 편광판을 없애고 반사광을 억제하는 목적으로 적용되었다.

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<Inward와 outward folding조건에서 folding time에 따른 luminance ratio의 변화, IDW 2016>

또한, AUO사는 color filter array를 적용한 5”foldable AMOLED panel의 성능을 공개하였다. Color filter array 적용 시, 원형 편광판을 적용한 패널보다 전력 소모가 1603 mW에서 824 mW로 약 50% 저감되었으며, 300 nits의 동일한 밝기에서 동작 수명이 3배로 향상 되었음을 밝혔다.

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<AUO의 5” foldable AMOLED display 성능, IDW 2016>

Kopin, 새로운 기술과 비즈니스 모델로 mobile VR과 AR용 OLED microdisplay 시장에 진입

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Mobile VRAR, wearable 기술 개발 업체인 Kopin은 현지시간으로 1221, 모바일 VR AR 어플리케이션을 위한 OLED microdisplay 시장에 진입 할 것이라고 발표했다. 이 회사의 첫 번째 OLED microdisplay는 다음 달에 열리는 CES 2017에서 시연 될 예정이다.

Kopindirect view 제품들의 크기나 무게, 전력의 제약 없이 고속 OLED-on-silicon microdisplay를 구현할 수 있는 새로운 실리콘 백플레인 구조를 개발했다고 밝혔다. microdisplay는 모바일 및 wearable 시스템에 뛰어난 user experience를 제공하는 초 고해상도, 저전력 및 소형 폼 팩터를 특징으로 한다.

KopinOLED-on-silicon microdisplay는 실리콘 백플레인과 OLED 방출 레이어라는 두 가지 핵심 요소로 구성 된다고 밝혔다. Kopin의 비즈니스 모델에 대한 독특한 점은 설계에 대한 전문 지식은 Kopin 내에 있는 반면, 두 제조 작업 모두 전용 파운드리에 아웃소싱 되는 최초의 full fab-less OLED microdisplay 비즈니스 모델이라는 점이다. Kopinfab-less에 뛰어든 가장 큰 이유는, VRAR, MR 시장이 성장할 때 OLED microdisplay에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 보고 있으며, OLED 파운더리에 대한 자본 투자는 부담이 있기에 다른 기업들의 투자를 활용하는 것이 시장을 대비할 수 있는 최선의 방법이라고 보고 있기 때문이다.

Kopin CEO 겸 창립자인 Dr. John C.C. Fan“Kopin 3 천만 개가 넘는 AMLCD LCOS 제품이 출하 된 microdisplay 시스템의 가장 크고 성공적인 공급 업체 중 하나다라고 말하며, “Kopin OLED microdisplay 및 모듈을 제품 포트폴리오에 추가함으로써, 고객에게 다양한 디스플레이 기술과 광학 기술을 제공하여 고객이 다양한 디자인을 평가하고, 이를 토대로 목표로 삼은 애플리케이션의 최적화 된 제품을 만들 수 있게 되었다.”라고 언급했다.

끝으로 Dr. Fan“Kopin OLED microdisplay는 가상과 증강, 혼합 현실 응용 분야의 향상되는 기술들을 잘 활용할 수 있도록 특별 제작되었다.”라고 말하며, “KopinOLED microdisplay 시장의 성장에서 좋은 portion을 차지하는 것을 목표로 하고 있다라고 밝혔다. eMaginSony등 경쟁 업체들 속에서, Kopin이 다음달에 열리는 CES 2017에 어떠한 새로운 OLED microdisplay panel을 선보일지 귀추가 주목되고 있다.

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<2016년 1월에 공개 된 Kopin의 세계에서 가장 작은 smart glass display, businesswire.com>

LG Display, IDW 2016에서 OLED TV 및 조명용 최신 WOLED 소자의 개발 동향에 대해 발표

LG Display는 지난 127일부터 9일 일본 후쿠오카에서 열린 IDW(International Display Workshops) 2016에서 OLED TV 및 조명용 최신 WOLED 소자의 개발 동향에 대해 발표하며, OLED TV용 최신 WOLED 소자의 색상 영역이 sRGB 대비 114%에서 129%, DCI 대비 90%에서 99%까지 확대 되었다고 밝혔다. 논문에서는 3 stack 구조가 적용 된 55” UHD OLED TVfull white screen에서 150cd/m2, peak white screen에서 500cd/m2의 휘도를 보이고 있으며, 2 stack 구조 대비 20% 절약 된 전력 소모 효율을 나타내었다.

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<LG Display의 2 stack과 3 stack WOLED 조명 구조, IDW 2016>

또한 조명용 WOLED를 소개하며, OLED TVWOLEDblue/yellow-green/blue3 tandem 구조인 반면, 조명용 WOLEDgreen-red/blue/green-red3tandem 구조임을 밝혔다. 반사율이 높은 Ag cathode light extraction film을 적용하여 90lm/w의 높은 효율을 보였으며, 색온도는 warm white range2,850K, CRI88의 특성을 보였다. OLED 조명은 20173분기부터 5세대 라인에서 생산을 시작한다고 밝혔다.

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<LG Display의 light extraction film을 적용한 2 stack과 3 stack WOLED 조명 구조, IDW 2016>

한편, LG Display는 지난 9월 미국 샌디에이고에서 열린 OLED summit 2016에서 800nit65” UHD OLED TV를 전시하며 65” curved QD-LCD TV와 화질을 비교해 큰 관심을 이끌어 냈으며, 내년에는 휘도가 더욱 더 개선 된 1,000 nits 이상의 OLED TV를 선보일 것으로 예상되고 있다.

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<65inch OLED TV(좌)와 65inch curved QD-LCD TV의 Black 표현력 비교, LG Display, OLED Summit 2016>

 

Solution Process OLED 도입 예상효과는?

Solution process OLED는 발광층 재료들을 solvent에 녹인 후 용액화 하여 printing으로 형성한 OLED이다. 일본의 JOLED LG Display에서 가장 적극적으로 개발하고 있으며, 중국의 BOE CSOT에서도 개발을 진행중이다.

Solution process Gen8이상 원장에서 RGB pixel 구조의 대면적 OLED panel 구현이 가능하고, 재료사용효율이 높고 단순한 layer로 개발되고 있어 양산 성공 시 원가절감이 가능하다는 장점이 있다.

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Solution Process OLED 도입 시 기대 효과, “Market Entry Analysis for Solution Process OLED -The Possibilities and Opportunities Report”, UBI Research

하지만 soluble OLED 발광 재료의 효율과 수명이 증착재료 대비 낮다는 점과, OLED 구조와 재료가격이 정해지지 않은 점 등등의 다양한 이슈들이 존재하고 있다.

현재 대면적 OLED 시장은 WRGB 방식으로 프리미엄시장 공략의 전략을 펼치고 있지만 추후 LCDOLED로 대체하기 위해서는 저비용/고생산 기술이 핵심 요소이며, solution process OLED가 핵심기술이 될 것으로 예상된다.

대면적 OLED가 프리미엄 TV 시장에서 멈출지, 프리미엄 TV 시장에서 벗어나 중저가 TV시장까지 진출하여 LCD와 경쟁을 할지는 solution process OLED의 성공여부에 결정될 것으로 예상된다.

 

선익시스템 1.1um shadow distance 데모 성공, 1500 ppi까지 구현 가능

선익시스템은 2016 IMID Business forum에서 plane source evaporation과 100um두께의 shadow mask로 1.1um의 shadow distance 구현에 성공했다고 발표했다. 1.1um의 shadow distance는 약 1000ppi~1500ppi의 고해상도 제작이 가능한 수치이다.

Plane source evaporation은 metal plate에 OLED 발광재료를 증착하고 뒤집은 후 metal plate에 열을 가함으로써 OLED 발광재료를 수직으로 증착시키는 기술이다. OLED 발광재료가 증착되는 shadow angle(Ф)이 90도가 되면 이론적으로 SD(Shadow distance, step hight / tanФ) 값이 0이 되기 때문에 FMM의 두께를 얇고 고해상도로 설계할 수 있어 고해상도 AMOLED panel 제조가 가능해 진다는 원리로서 지난 IMID 2016 학회에서 처음 발표되어 큰 관심을 끌었었다.

선익시스템의 황창훈 박사는 “이번 결과를 바탕으로 shadow mask 두께를 감소시켜 step height를 3um까지 감소시킨다면 0.37um의 shadow distance를 구현 가능하게 되고 이는 최대 2250ppi(11K)의 고해상도 AMOLED panel 제조가 가능해질 것” 이라며 0.37 shadow distance 구현을 위한 개발에 박차를 가할 것이라고 발표했다.

또한 이번 발표에서는 plane source에서는 불가능 할 것으로 예상됐던 host와 dopant의 co-evaporation을 급속가열(flashing evaporation)을 적용하여 해결 했다고 밝혔다. Donor film에 host와 dopant를 동시 증착한 후 donor film을 flashing evaporation을 하게 되면 host와 dopant를 동시에 증발시킬 수 있으며, donor film을 제작할 때 dopant ratio를 control 함으로써 color control을 쉽게 할 수 있음을 증명하였다.

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<Flasing evaporation을 적용한 color control 결과>

 

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<1.1um의 shadow distance를 구현한 결과>

LG디스플레이 OLED TV, 전문가 화질 평가서 ‘全분야 최고’

LG디스플레이의 OLED TV가 미국 디스플레이 전문가 그룹 디스플레이메이트(DisplayMate)로 부터 최고 화질이라는 극찬을 받았다.

4일(미국 동부시간 기준), 디스플레이메이트는 자사 홈페이지에 ‘최신 LG 올레드 TV 화질 평가(2016 LG OLED TV Display Technology Shoot-Out)’이라는 제목의 포스팅을 통해 UHD 해상도의 65인치 올레드 TV와 최신의 LCD TV 화질 비교 평가결과를 공개했다.

디스플레이메이트의 비교평가는 현재 시판되고 있는 UHD해상도의 65인치 올레드 TV(모델명: 65E6)와 최신의 LCD TV를 대상으로 ‘블랙 표현’, ‘HDR 구현’, ‘시야각’, ‘색/휘도 정확도’, ‘응답속도’ 및 ‘반사율’ 등 화질 평가 전부분에 걸쳐 이뤄졌다.

우선 ‘블랙 표현’ 평가에서 디스플레이메이트는 올레드 TV는 LCD TV와는 달리 픽셀 하나하나를 제어하기 때문에 빛샘 현상이 없어 완벽한 블랙을 표현해 냈다고 분석했다.

특히, ‘HDR(High Dynamic Range) 구현’ 항목에서 디스플레이메이트는 최신 LCD TV가 광원(Backlight)의 부분제어(Local Dimming) 기술을 적용했음에도 불구하고 인접한 광원에서 나오는 빛 때문에 블랙과 흰색을 동시에 만족시키지 못하는 한계를 가진 반면, 올레드 TV는 높음(High)을 넘어 극한(Infinite) 수준의 HDR을 구현한다고 극찬했다.

시야각 평가에서 디스플레이메이트는 LCD TV가 측면 시청 시 색재현율 저하, 색변화(Color Shift) 및 명암비 감소 현상이 일어나는 반면에, 올레드 TV는 측면에서 보더라도 색과 명암의 변화가 전혀 발생하지 않는다고 분석했다.

색과 휘도의 정확도 측면에서도 올레드 TV는 국제전기통신연합(ITU, International Telecommunication Union)이 정한 HDTV 기준(BT.709)과 디지털 시네마 표준(DCI, Digital Cinema Initiatives)으로 분석했을 때, 입력 데이터와 출력 영상에서 보여지는 색상 오차가 거의 없어, 최신 LCD TV 대비 확실한 비교우위가 있다고 분석했다.

응답속도의 경우, 역동적인 동영상(초당 2,544픽셀 이동)을 1/320초로 촬영한 이미지에서 최신 LCD TV에서는 겹침 화면(Ghost Image)이 나타난 반면, 올레드 TV는 잔영(Blur)이 전혀 없는 완벽한 영상을 보여줬다고 분석했다.

아울러 반사율(Reflection) 평가에서도 디스플레이메이트는 올레드 TV가 외부 조명에 대한 반사율이 1.1%에 불과해 조명과 태양광의 영향이 큰 가정환경에서도 빛 반사가 없는 선명한 화질을 구현하는 것으로 분석했다. 이는 반사율이 2.2%인 LCD TV 에 비해 2배 가량 우수한 결과다.

디스플레이메이트의 평가 결과로 LG디플레이의 올레드 TV는 ① 자발광으로 완벽한 블랙을 구현하고, ② HDR 구현에 있어 최적의 TV이며, ③ 어느 각도에서도 색 바램이 없는 동일한 컬러를 표현하고, ④ 정확한 색 표현으로 왜곡 없는 완벽한 화질을 자랑하며, ⑤ 빠른 응답속도로 끌림 없는 선명한 화면을 보여주며, ⑥ 반사율이 낮아 가정 TV 환경에 최적이라는 측면에서, LCD를 넘어선 차원이 다른 기술이라는 점이 다시 한번 입증되었다.

디스플레이메이트의 레이몬드 소네이라(Raymond M. Soneira)박사는 테스트 총평에서 “LG디스플레이의 OLED 패널을 채택한 UHD해상도의 65인치 OLED TV는 화질 측면에서 완벽에 가깝다((In terms of picture quality, the LG OLED TV is visually indistinguishable from perfect)”며,

“LG OLED TV는 지금까지 테스트한 TV 중 최고의 성능이라는 데에 의심의 여지가 없다(It is unquestionably the best performing TV that we have ever tested or watched)”고 극찬했다.

한편, 디스플레이메이트는 미국 디스플레이 전문가 집단이 운영하는 디스플레이 전문 미디어로, 테크 관련 기사 인용 횟수가 전세계 미디어 중 60위인 USA Today에 이어 61번째로 많을 정도로 그 영향력이 지대하며, 금번 평가를 진행한 소네이라 박사는 미 프린스톤 대학에서 이론물리학을 전공했으며, AT&T 벨(Bell) 연구소와 CBS 방송국 등을 거친 디스플레이 전문가로 현재 디스플레이메이트 대표를 맡고 있다.

사진제공, LG Display

[OLED summit 2016] LG Display, 반드시 개발 되어야할 pOLED의 core technology 발표

21(현지시간) 미국 샌디에이고에서 개최된 OLED summit 2016에서 LG Display의 임주수 부장은 “Going forward with pOLED & future challenges” 라는 주제로 pOLED에서 반드시 개발되어야 할 5가지 core technologynext pOLED에 대해 발표하였다.

pOLED 5가지 core technology로서 dream picture qualitydesign freedom, process simplication, cost innovation, a diversity of pOLED products를 꼽았다.

Dream picture quality에서는 고해상도에서의 HDR BT2020 적용을, design freedom에서는 low stress TFTmetal mesh등의 신규 TSP sensor개발, flexible window cover의 내구성 향상을 핵심 과제로 발표하였다.

또한 process simplication을 위한 저온 공정과 터치 일체화처럼 panel layer를 감소시킬 수 있는 공정 개발과, 이를 통한 cost innovation이 필요함을 강조하였다. 마지막으로 VRPC용 모니터, 차량용 등 diversity of pOLED products를 위해서 저전력을 위한 재료개발(인광블루, TADF 블루 등), 개구율을 높이기 위한 pixel design 변경을 제안하였다.

pOLED의 새로운 기회로서는 foldable automotive, VR 기기에 적용을 꼽았으며, next pOLED로서 transparent display를 언급하였다.

이번 LG Display의 발표는 지난 IMID 2016에서의 Samsung Display의 발표와 굉장히 유사하며, pOLED (flexible OLED)에 대한 두 회사의 개발 방향과 로드맵이 일치하고 있는 것으로 분석된다.

특히 mobile 기기용 AMOLED panel에서 BT2020 적용은 Samsung Display에서 올해 처음 언급한데 이어 LG Display에서도 언급하여, 모바일 기기의 BT2020 적용이 또 하나의 핵심 이슈가 될 것으로 예상된다.

<LG Display의 임주수 부장>

<Samsung Display 발표내용, IMID 2016>

대면적 OLED TV, FMM으로도 가능해진다. 다원시스, 주울 가열 하향식 증착 기술 개발

용액공정과 SMS(Small mask scanning)방식으로만 접근되었던 RGB 방식의 대면적 OLED panel용 화소형성 기술이 FMM으로도 가능해 질 것으로 기대된다.

 

다원시스는 대면적 디스플레이 패널 양산에 적용이 용이하고 재료사용효율을 기존 보다 2배 이상 향상시킨 주울 가열 증착 공정 방식의 하향식 증착 기술을 개발하였다.

 

주울 가열 증착 이란 도전성 박막에 전압을 가하면 저항으로 인하여 짧은 시간 안에 적은 에너지로 표면 온도만 빠르게 높여 도전성 박막 위에 형성된 organic material 막을 적은 에너지로 빠르게 증발 시킬 수 있는 기술이다.

 

다원시스에서 개발한 증착 기술 컨셉은 다음과 같다. 소스기판 위에 organic materials 박막을 형성하고 주울 가열을 사용하여 소스기판 표면의 organic materials을 전부 한번에 하부에 위치한 panel로 증착 시키는 방식이다.

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다원시스 관계자에 따르면 “기존 증착 공정에서 사용하는 point source 나 Linear source에 비해 주울 가열 증착 공정은 Area source를 이용하기 때문에 증착 속도가 약 100 A/s 이상으로 굉장히 빠르다. 또한 재료사용 효율이 70~80%로 기존 증착공정대비 2배 이상 향상되며 하향식 증착으로 대면적에 FMM 방식이 적용 가능하고, 검증 실험 결과 shadow effect dimension이 4 μm 로서 고해상도 구현이 가능하다. 따라서 JIES 증착 장비는 대면적 OLED의 새로운 solution이 될 수 있을 것” 이라고 밝혔다.

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기존의 대면적 OLED TV는 FMM의 처짐 현상으로 인하여 RGB 방식으로의 제조에 어려움을 겪고 있었다. 따라서 현재 양산중인 OLED TV용 panel은 open mask를 적용한 white OLED + color filter 방식을 적용하고 있다.

또한 대면적 OLED TV를 RGB 방식으로 제조하기 위해 solution process도 적극적으로 개발 중이지만 soluble 발광재료의 효율과 수명 이슈로 아직까지 양산에 적용되고 있지 못하는 상황이다.

하지만 다원시스에서 개발한 증착 기술을 적용하면 FMM을 적용한 진정한 RGB 구조의 OLED TV용 panel 제조가 가능해지며, 기존 사용되고 있는 증착 재료를 그대로 적용 가능하기 때문에 효율과 수명도 확보할 수 있다.

이번 다원시스의 새로운 증착 기술이 앞으로의 대면적 OLED panel 제조 기술에 어떤 영향을 미칠지 기대된다.

AUO, VR용 AMOLED panel 본격 양산 시작

AUO에서도 VR AMOLED panel을 본격적으로 양산할 것으로 기대된다.

AUOTouch Taiwan 2016에서 1.2~1.6inch smart watch AMOLED panel12.3inch 차량용 AMOLED panel, 그리고 3.8inch VR AMOLED panel을 전시하였다.

특히 VRAMOLED panel3.8inch 2set로 구성되었으며, AMOLED panel의 해상도는 1080×1200423 ppi이다. 2개의 AMOLED panel을 사용하여 2K 해상도(2160×1200)을 구현하였다.

AUO 관계자는 “Wearable VRAMOLED panel을 집중적으로 양산할 계획이며, 특히 VR AMOLED panel은 일부 생산하여 Razer OSV에 공급하고 있다. 2016Q4부터 본격적으로 양산하여 분기별 100,000대 이상 출하할 예정이다.” 라고 밝혔다.

AUO VR AMOLED panelVitrolight technology라는 업체에서 현재 모듈로 판매중에 있다. Vitrolight technology 홈페이지에 따르면 AUO VR AMOLED panel 모듈 가격은 1 pieceUS$ 240~350으로 월 2,000 pieces까지 공급 가능한 것으로 나타났다.

<AUO의 VR용 AMOLED panel, Vitrolight technology>

선익시스템, plane source기술로 고해상도 11K AMOLED panel 해법 제시

제주도 ICC 컨벤션 센터에서 열린 IMID2016에서 선익시스템의 11K(2250 ppi) AMOLED 제조를 위한 솔루션이 화제가 되고 있다.

올해 초 개최된 제 2회 OLED Korea Conference에서 삼성디스플레이의 황인선 수석연구원은 “VR에서는 고해상도가 핵심이며 약 2000ppi 정도 되어야 VR 디바이스에서 현장감을 잘 느낄 수 있을 것’이라고 발표하며, VR에서는 디스플레이를 접하는 거리가 가깝기 때문에 해상도가 떨어진다는 점을 해결해야할 과제로 꼽았다.

하지만 현재 mobile 기기용 AMOLED panel의 최고 해상도는 삼성디스플레이가 SID2016에서 공개한 806 ppi가 최고 해상도이다.

현재 AMOLED panel 양산에 적용중인 기술은 선형소스에서 OLED 발광재료를 열로 증발시키고 증발된 OLED 발광재료가 FMM(fine metal mask)를 통과하여 기판에 증착되는 원리이다.

하지만 OLED 발광재료의 증착과정에서 증착 소스와 FMM 사이의 거리와 FMM의 두께, FMM과 기판 사이의 거리로 인하여 OLED 발광재료가 FMM을 통과할 시 입사각(θ)이 생기게 되며, 입사각으로 인하여 SD(shadow distance)가 발생하게 된다. SD이슈로 인해 FMM을 설계시 SD를 최소화 하는 mask의 두께와 step hight를 결정해야 하며 이는 고해상도 FMM 제조를 어렵게 하는 주요 원인이다.

Shadow distance 원리, 선익시스템 IMID2016

Plane Source Process, 선익시스템 IMID2016

Plane source의 적용 application, 선익시스템 IMID2016

Plane source의 적용 application, 선익시스템 IMID2016

선익시스템에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 linear source가 아닌 plane source를 제안하였으며, 이는 고해상도 AMOLED panel의 핵심 기술이 될 것으로 발표했다. Plane source기술은 metal plate에 OLED 발광재료를 증착하고 뒤집은 후 metal plate에 열을 가함으로써 OLED 발광재료를 수직으로 증착시키는 기술이다. OLED 발광재료 shadow angle(Ф)이 90도가 되면 이론적으로 SD(Shadow distance, step hight / tanФ) 값이 0이 되기 때문에 FMM의 두께를 얇고 고해상도로 설계할 수 있어 고해상도 AMOLED panel 제조가 가능해 진다.

 선익시스템의 황창훈 박사는 “plane source를 이용하면 SD값을 기존대비 약 8배 까지 줄일 수 있어 VR용 11K(2250 ppi) AMOLED panel 구현이 가능해지며, 대면적 SMS 증착기술에서도 8K(200 ppi) RGB OLED TV용 panel 제조가 가능해진다.”라고 설명 하였다.

특히 plane source를 적용한 SMS 증착기술이 대면적에 적용이 가능해지면, 대면적 OLED panel 제조 기술에도 큰 파장을 일으킬 수 있을 것으로 예상된다.

현재까지는 RGB 방식으로 대면적 OLED panel 제조를 위한 기술로는 inkjet printing을 적용한 solution process이 중점적으로 개발되고 있지만, soluble OLED 발광재료의 성능이 기존 증착용 OLED 발광재료보다 낮은 이슈가 있었다. 하지만 plane source 기술이 성공적으로 개발, 적용가능해 진다면, 증착용 OLED 발광재료를 그대로 사용할 수 있기 때문에 solution process OLED를 대체하는 대면적 OLED Panel제조기술이 될 수 있을 것으로 기대된다.

한편 선익시스템은 LG Display에 국내 장비업체 최초로 Gen6 증착장비를 납품하였으며, 2018년부터 본격적인 양산이 가능할 것으로 예상된다.

삼성디스플레이, OLED의 BT2020 최초 언급, OLED 발광재료업체 고심 깊어질 듯.

IMID 2016 Keynote Samsung Display 발표

BT 2020을 만족시키기 위한 각 color 별 색좌표 개발 방향, Source: Galaxy S Series의 AMOLED 특성 분석 보고서

제주도 ICC 컨벤션 센터에 열리고 있는 IMID 2016 행사의 keynote session에서 Samsung Display의 김성철 부사장은 디스플레이의 트렌드와 이에 적합한 디스플레이는 AMOLED라고 강조하며 AMOLED가 해결해야 할 이슈에 대해 발표하였다.

김성철 부사장은 올해 여러 번 비슷한 주제로 발표를 가졌지만 이번 발표에서는 AMOLED의 색좌표도 BT2020으로 가야할 것이라 언급하여 OLED 발광재료 업체들의 고심이 깊어질 것으로 예상된다.

지금까지 김성철 부사장의 발표에서는 OLED 발광재료는 red와 green만 인광이 적용 중이고 blue의 인광 개발과 적용이 시급하며 blue 인광이 적용될 경우 기존 대비 300%의 효율 향상을 가져올 수 있다며, 인광 blue 적용을 핵심 이슈로 발표했었다.

하지만 이번 IMID 2016 keynote에서는 인광 blue 적용과 함께 BT2020에 대해서 최초로 강조했다.

BT2020은 각 color 별 R, G, B의 파장이 630nm, 532nm, 467nm인 색공간으로 CES 2016에서 UHD Alliance에 의해 UHD TV에 적용되는 색공간으로 채택되었다.

유비산업리서치에서 2016년 5월 발간한 ‘Galaxy S Series의 AMOLED 특성 분석 보고서’에 따르면 Galaxy 시리즈의 색좌표는 BT2020을 만족해야 할 필요가 있으며 이를 위해 u’의 경우 red에서 증가, green에서 감소, blue에서 감소해야 하며 v’의 경우 red에서 감소, green에서 증가, blue에서 증가하는 방향으로 색좌표의 이동이 되어야한다고 분석했다.

Mobile 기기의 panel의 해상도와 색좌표는 TV의 개발 방향을 따라가는 경향이 있다. UHD Alliance에서 BT2020을 표준으로 채택한 만큼 이를 만족하는 mobile용 AMOLED panel이 만들어지기 위해서 수명과 효율에 중점을 두고 있는 OLED 발광재료업체들의 개발 초점이 바뀌어야 할 것으로 전망된다.

삼성디스플레이 수석연구원 “VR·AR이 3DTV처럼 될거라고?”

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삼성디스플레이 이종서 수석 연구원이 기조연설을 하고 있다.

강현주 / jjoo@olednet.com

삼성디스플레이의 이종서 수석연구원이“VR·AR 시장은 과거 3DTV 시장과 달리 긍정적이라는 관점을 제시했다.

8월 23일 제주도 제주ICC에서 열린 ‘인더스트리얼 포럼에서 이종서 수석연구원은 ‘VR/AR을 위한 디스플레이 기술’이라는 제목의 기조연설에서 VR·AR 시장이 과거 3DTV 시장과 비슷한 길을 걸을 것이라는 일각의 우려에 대해 언급했다.

이종서 수석연구원은 “3DTV 시장은 콘텐츠 생산 및 3D 전환 기술의 한계, 3D 디스플레이의 낮은 품질, 표준의 부재 등으로 활성화 되지 못했다”라며 “하지만 VR·AR 시장은 포켓몬고, 홀로렌즈 등 이미 콘텐츠와 하드웨어들이 등장했으며 수많은 업체들이 이 분야에 참여하고 있다”고 말했다.

애플, 마이크로소프트, 인텔, 페이스북 등 굴지의 기업들이 VR·AR 분야를 위해 적극 투자하고 있으며 생태계가 형성되고 있다는 게 그의 설명이다.

이 연구원은 골드만삭스의 자료를 인용해 “VR·AR 시장은 2025년까지 850억달러 규모를 형성할 것”이라고 강조했다.

이 연구원은 이어 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 분야에 유용한 OLED의 기술적 특징들을 설명했다. 특히 투명 OLED가 증강현실(AR) 기술 구현을 위한 핵심 솔루션이라고 강조했다.

그는 AR에 대해 “실제 물리적 환경이나 실시간 화면에 더해지는 디지털 경험”이라고 설명하며 “투명디스플레이가 이를 구현해준다”고 말했다.

OLED는 LCD에 비해 투과율이 높아 투명 디스플레이를 만들기 위한 최적의 솔루션으로 여겨지고 있다. 이 연구원은 “투명 OLED 구현을 위해서는 높은 투과율 및 낮은 저항의 캐소드(cathode)가 필요하며 기판(substrate)이 열을 잘 견디며 플렉서블이 가능해야 한다”고 설명했다.

또 투명 디스플레이의 투명 영역에 메탈류를 적용, 미러(mirror) 디스플레이로 구현해 거울 같은 형태로도 AR을 즐길 수 있다. 이를 위해서는 높은 반사율과 고도의 색역(high color gamut)이 필요하다는 게 이종서 수석연구원의 설명이다.

TADF , 올가을 OLED 컨퍼런스 핫이슈…Cynora, 업계 대표해 기술력 강조

TADF is one of hot issues in OLED industry. (Picture Source : CYNORA)

TADF is one of hot issues in OLED industry. (Picture Source : CYNORA)

강현주 / jjoo@olednet.com

제주도 IMID 2016을 시작으로 앞으로 OLED 관련 컨퍼런스들이 본격적으로 열릴 예정인 가운데, 열활성화지연형광(TADF) 기술이 이번 가을 시즌 OLED 행사들의 뜨거운 관심사 중 하나가 될 것으로 예상된다.

Cynora 같은 이 분야 선도 업체는 올 가을 OLED 관련 행사들을 통해 자사의 기술력을 적극 알릴 계획이다.

현재 시중에 있는 OLED 탑재 제품들은 블루 발광 재료의 낮은 효율 탓에 디스플레이의 에너지 효율에 한계가 있다는 게 문제점으로 지목되고 있다.

핵심 디스플레이 업체들 사이에서 TADF 기술은 블루 발광 재료의 효율을 높이기 위한 대표적인 방법으로 각광 받고 있다.

오는 8월 23일부터 제주도에서 열리는 IMID와 28일부터 샌디에고에서 열리는 SPIE 컨퍼런스에서도 이 기술에 대한 중요성이 부각될 예정이다.

블루 재료 관련 TADF 선도 업체인 CYNORA GmbH는 이번 두 행사에서 업계를 대표해 이 기술 관련 정보를 전달할 계획이다. 재료 개발부터 정밀한 기계 공학에 이르는 내용이 마련된다. 이 회사는 지난 5월 외부양자효율 (EQE) 이 16.3% (100 cd/m2 조건) 에 이르는 진청색 재료를 개발했다고 발표하기도 했다.

이와 함께 한국의 성균관대, 일본 규슈대, 중국 칭화대도 올 가을 컨퍼런스들을 통해 이 기술 관련 학술 정보를 공유할 계획이다.

한편 오는 9월 말 샌디에고에서 열리는 OLED World Summit 에서도 OLED 응용 제품의 전력 소모를 개선해주는 기술이 핵심 주제 중 하나가 될 것으로 예상된다.

QLED 가 뭐길래…”2019년 QLED 양산설은 쓰레기 같은 소리”?

삼성이 2019년 QLED TV를 낼 수 있을 것이라는 얘기가 시장에서 나오고 있다. (출처 = 삼성전자)

강현주 / jjoo@olednet.com

OLED 협회( OLED Association ) 사무총장 배리 영( Barry Young )이 디스플레이 데일리에 기고한 글을 통해 “2019년 QLED 가 양산된다는 쓰레기 같은 말은 믿지 말라( don’t believe the garbage about QLEDs in 2019 )”고 발언한 것을 14일 국내 언론들이 보도하면서 화제가 됐다.

이 발언의 의미는 QLED 자체가 쓰레기 같다는 게 아니라 2019년에 양산된다는 전망에 대해 회의적인 입장을 표명한 것이라는 게 전문가들의 풀이다.

배리 영은 ‘Drinking the QD Kool-Aid’이라는 컬럼( http://www.displaydaily.com/display-daily/39500-drinking-the-qd-kool-aid )을 통해 이같이 발언했다. 이는 최근 삼성전자가 OLED TV 양산을 하지 않고 차세대 제품으로 QLED TV를 양산할 것이며 이는 2019년에 가능할 것이라는 얘기가 나온 것을 염두에 두고 한 발언으로 보인다.

삼성전자는 QLED TV 양산 시기에 대해 공식적인 입장을 표명하고 있지는 않지만 시장 일각에서는 2019년이면 가능할 것이라 보고 있다. 하지만 이와 다른 관점을 가진 전문가들도 다수다.

QLED란 기존 OLED에 사용되는 공통층을 그대로 사용하면서 발광층의 Host와 Dopant를 양자점 (Quantum Dot)으로 바꾼 디스플레이다. QLED에 사용되는 발광층의 재료인 Quantum Dot은 무기재료를 사용하여 OLED의 발광층 재료보다 가격이 상대적으로 저렴해 생산비용을 낮출 수 있다는 게 장점이다. 공정을 잉크젯 기반으로 할 수 있어 증착과정이 필요 없다는 점도 QLED의 강점으로 여겨지며 색순도가 OLED보다 좋다는 평가도 있다.

그럼에도 QLED가 단시간 안에 OLED를 넘는 프리미엄 TV 시장의 대세가 되기에는 무리라는 지적이 나오고 있다.

전문가에 따르면 QLED가 해결해야 할 기술적 이슈는 수명과 발광효율 문제다. QLED는 양산 시 상분리 후 ‘핀홀’이 나와 소자의 수명을 낮추며, 홀과 전자의 균형이 맞지 않아 발광효율이 낮아지는 문제가 있다.

또 QLED 는 아직까지 수명과 열화에 대한 연구 조차 진행되지 않았기 때문에 2019년까지 상용화될 수 있을지는 의문이라는 지적도 나온다.

한편 배리 영은 QD-LCD 의 화질이 OLED보다 더 우수하다는 주장에 대해 반박했다. 그는 “QD비전과 나노시스는 퀀텀닷 LED 백라이트 LCD 가 OLED보다 우수하다는 의심스러운 주장을 하고 있다”며 “휘도와 색영역 외에 OLED의 강점인 명암비, 시야각, 응답속도, 색정확도, 폼팩터 같은 요소들은 전혀 고려하지 않고 있다”고 지적했다.

“삼성, OLED TV 낸다 해도 LG와는 다르게”

강현주 기자/jjoo@olednet.com

CES 2016에서 LG전자가 OLED TV제품을 소개하고 있다.

OLEDNET이 다녀온 CES 2016에서 LG전자가 OLED TV제품을 소개하고 있다.

 

TV 시장에서 OLED 패널은 아직 아니라는 삼성전자도 끝까지 LCD를 고집할 수는 없을 것이라는 견해가 적잖이 나오고 있다. 단 같은 OLED TV라도 ‘구현 방식’에 있어서 LG 등 경쟁사와의 차별력을 분명히 할 것으로 전문가들은 내다본다. 하나의 가능성으로 삼성이 잉크젯 프린팅 방식의 OLED TV 패널을 선택할 것이라는 전망이 제기된다.

최근 LCD 기반 2세대 SUHD TV 신제품을 발표한 삼성전자 영상디스플레이(VD) 사업부 김현석 사장은 “OLED TV는 시기상조며 기술보완도 필요하다”고 언급했다.

하지만 장기적으로는 삼성이 LCD TV만 고수하긴 어려워 보인다. 중국이 LCD 패널 시장에서 뛰어난 가격 경쟁력으로 한국 업체들을 위협하는 상황이라 삼성디스플레이 등 한국의 디스플레이 기업이 더 이상 LCD 생산라인에 투자 하기에는 리스크가 크다. 삼성전자가 반드시 삼성디스플레이(SDC)로부터만 패널을 공급받는 것은 아니지만 SDC가 최대 공급처인 것은 사실이다. 이에 따라 SDC의 LCD 투자 축소는 삼성전자의 TV 사업에도 영향을 줄 것으로 보인다.

게다가 삼성전자는 스마트폰 사업에서는 OLED가 LCD보다 화질이 뛰어남을 강조하면서 TV 사업에서는 그 반대를 주장해야 하는 상황이라 이 역시 타계해야 할 문제다.

그럼에도 삼성이 섣불리 OLED TV 분야에 시동을 걸기 힘든 이유는 가격 경쟁력 등의 문제가 미해결이기 때문이다.

삼성전자 김현석 사장이 SUHD TV 신제품을 소개하고 있다.

삼성전자 김현석 사장이 SUHD TV 신제품을 소개하고 있다.

 

◆잉크젯 프린팅, TV용 OLED 가격문제 해결사 될까?

현대증권의 김동원 연구원에 따르면 삼성전자를 최대 고객사로 두고 있는 삼성디스플레이의 경우 8세대 라인에서 65인치 OLED TV 패널 생산효율이 낮아 원가를 낮추는 데 불리한 구조다.

김 연구원은 “이 문제를 해결하기 위해 삼성디스플레이가 2018년 양산 목표로 용액공정의 잉크젯 프린팅 기술을 OLED TV에 적용할 것”이라고 전망했다.

TV용 OLED 패널을 생산하는 데 있어서 증착공정을 사용하는 화이트(WRGB OLED) 방식은 재료 사용 효율이 낮아 원가를 줄이는 데 한계가 있다. 반면 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing RGB) 기술은 용액 형태의 잉크를 노즐을 통해 미세 분사하기 때문에 재료비 절감이 가능하다. 또한 RGB OLED는 WRGB OLED에 비해 적층되는 유기물 층 수가 적어 공정 단축이 가능하다.

이에 삼성이 향후 OLED TV에 증착방식이 아닌 잉크젯 프린팅 방식을 선택할 것이라는 시나리오가 나온다. 일각에서는 현재 증착 방식을 이용하는 LG디스플레이 역시 장기적으로 잉크젯 프린팅 방식의 TV용 OLED 패널 생산을 적극 검토할 것이라 보고 있다.

디스플레이 업계 한 전문가는 “증착 방식에 비해 잉크젯 방식이 공정 과정이 간단하다는 점은 있지만 재료 자체 비용이 무조건 더 저렴하다는 보장은 없다”며 “또 잉크젯 프린팅 방식의 기술력이 아직은 완벽하지 않으며 특히 블루(blue) 부분에서의 비효율이 해결되지 않은 상태다”라고 설명했다.

그는 “하지만 그동안 삼성전자의 행적들을 돌아보면 LG같은 경쟁사와 똑같지 않게 함으로써 차별력을 분명히 하려는 경향이 강한만큼 OLED TV를 출시한다 해도 LG와 다른 잉크젯 방식을  선호할 것으로 보인다”라고 덧붙였다.

‘카드뮴 Free’가 의미 있는 이유?…삼성 퀀텀닷 SUHD TV

강현주 기자/jjoo@olednet.com

삼성전자가 2세대 퀀텀닷 TV를 출시했다. (출처=삼성전자)

삼성전자가 최근 국내 출시한 ‘2세대 퀀텀닷’ 디스플레이 탑재 SUHD TV 신제품에 대해 디스플레이 전문가들은 이 제품의 핵심 강점으로 ‘카드뮴 없는 1000니트 구현’을 꼽는다.

삼성전자는 지난 2015년 ‘나노 크리스탈 기술’이라는 명칭을 앞세워 퀀텀닷 SUHD TV를 첫 출시한 바 있다. 퀀텀닷 기술은 머리카락 굵기의 수만분의 1인 나노 크기의 퀀텀닷 입자 하나 하나가정확한 색을 표현해준다.

올해 신제품은 작년 제품보다 성능을 향상시킨 2세대 퀀텀닷 기술을 채용했다는 게 삼성전자의 설명이다. 전작보다 가격은 낮추고 밝기는 개선했다고 이 회사는 강조한다.

특히 이번 신제품은 전 모델에 최대 1000니트(nit) 밝기의 HDR(High Dynamic Range)을 채용했다.

1000니트 밝기는 미국 할리우드 영화사에서 제작한 프리미엄 영상의 표준이 되는 수치다. 이 수치가 높으면 거실처럼 밝은 장소에서도 화면의 밝고 어두운 부분을 세밀하게 감상할 수 있다.

삼성의 1세대 퀀텀닷 SUHD TV의 경우 전모델 적용은 아니지만 1000니트가 적용된 다수의 모델들이 있었던 만큼, 이번 신제품에 적용된 1000니트라는 수치 자체가 괄목할만한 것은 아니다.

OLEDNET이 다녀온 CES 2015에서 삼성전자가 발표한 1세대 퀀텀닷 TV. 타 디스플레이와의 비교 전시.

◆유해 중금속 카드뮴, 왜 빼기 힘든가?

카드뮴은 퀀텀닷 필름 내 포함된 성분이다. 카드뮴은 유해성이 있는 중금속이기 때문에 카드뮴이 포함된 퀀텀닷 필름은 친환경적이라 할 수 없다. 실제로 유럽에서는 카드뮴 사용을 규제한다.

하지만 카드뮴을 제거할 시 필름의 광효율이 떨어지기 때문에 이를 보완하기 위해 다수의 LED 칩을 탑재해야 하는데 그럴 경우 가격이 높아지며 전력 소모도 증가한다. 이를 피하기 위해서는 효율을 높여주는 퀀텀닷 재료를 추가적으로 개발하는 방법이 있다.

이 때문에 퀀텀닷 디스플레이 탑재 제품을 생산하는 일부 중국 업체들은 친환경성을 포기하더라도 카드뮴 탑재를 선택하기도 한다.

삼성전자 관계자도 “카드뮴이 없는 친환경 퀀텀닷 소재를 사용하는 것은 자사가 유일하다”고 강조한다.

이 회사는 퀀텀닷 소재의 효율 향상 및 컬러 맵핑 알고리즘 개선을 통해 카드뮴 없이도 전력 소모량 증가 없이 1000니트의 밝기를 구현했으며 퀀텀닷 디스플레이의 특징인 색상의 정확도 25% 향상 효과도 놓치지 않았다.

한편 삼성전자는 올해 국내시장에서 49형부터 최대 88형까지 SUHD TV 총 14개 모델을 출시할 계획이다. 이는 지난해보다 30% 이상 늘린 것이다. 가격도 전작 대비 최대 90만원까지 내렸다. 신제품은 사양에 따라 65형은 600만원대, 55형은 400만원대다.

디스플레이 업계 한 전문가는 이번 삼성전자의 신제품에 대해 “1000니트라는 수치 자체에 큰 의미를 두긴 힘들며, 색상의 정확도 향상 역시 퀀텀닷의 본래 특성이라 주목할만한 사안은 아니다”라며 “단 퀀텀닷 디스플레이의 광효율을 높여주는 카드뮴을 사용하지 않고도 1000니트 밝기를 구현하고 전력효율도 무너뜨리지 않았다는 면은 평가할 만 하다”라고 분석했다.

CYNORA, Blue TADF 발광물질 개발에 역량을 집중.

 

제 2회 OLED Korea Conference에서 독일 소재의 재료 업체인 CYNORA는 현재 blue TADF-based OLED-emitter를 개발하고 있다고 밝혔다.

CYNORA는 Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF)을 통해 triplet exciton이 빛으로 변환되는 원리의 발광물질 개발에 집중하고 있다고 발표하였다.

현재 Red와 green 색을 내는 고효율 발광물질은 이미 상업적으로 공급이 되고 있는 반면에, Blue 발광물질은 아직 상업적으로 요구되는 높은 성능에 도달하지 못하고 있다.

TADF 기술은 높은 효율을 가지면서도 안정적이라는 장점이 있어 blue 발광 시스템에 적용되어 전도유망하게 쓰일 수 있을 것으로 전망된다. TADF는 형광을 기반으로 하는 발광기술로 이를 이용한 발광물질은 기존에 사용되는 물질과 비교했을 때 4배까지 향상된 효율을 보여준다.

CYNORA는 blue (CIE 0.16, 0.17)와 sky-blue (CIE 0.19, 0.36)에서 좋은 색좌표를 가진 TADF 발광물질을 샘플용으로 공개했다. 공개된 물질은 blue색을 발광하면서 높은 효율을 가진 것으로 나타났으며, 주요 OLED 패널업체에서 진행하는 대규모 진공공정 라인 투자 라인에 적용될 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다.

또한 CYNORA는 “더 많은 샘플 물질을 고객들에게 제공하기 위해 관련 인프라를 성장시키고 물질 개발에 대한 cycle time을 줄이려는 노력을 하고 있으며, 새로운 cluster 도구와 관련 전문가들을 고용해서 device 테스트에 대한 생산량을 높이고 있다.”라며, “이런 움직임을 통해 CYNORA의 발광물질 생산력은 비약적으로 향상될 것으로 전망된다.” 라고 발표하였다.

이번 유비산업리서치의 OLED Korea Conference를 통해 TADF기반의 blue 형광물질에 대한 OLED 산업계 내의 높은 관심이 입증되었다. CYNORA는 꾸준한R&D 투자와 샘플링을 통해 당분간 TADF기반의 blue 형광물질에 대한 기술 발전이 앞으로도 지속될 것으로 전망된다.

[제2회 OLED Korea Conference] AIXTRON, 증착공정기술의 새로운 영역을 개척하다.

24일부터 25일까지 서울 양재 The K 호텔에서 열리는 제2회 OLED Korea Conference에서 AIXTRON의 Juergen Kreis 디렉터는 ‘Cost-efficient OLED’라는 제목의 발표를 통해 AIXTRON이 보유한 증착공정기술에 대하여 전반적으로 이해할 수 있는 시간을 가졌다.
증착장비 생산 기업인 AIXTRON은 encapsulation 기술을 개발하기 위해 2015년 4월, 실리콘밸리에 위치되어있는 회사인 Plasma Si를 인수해 화제를 모은 바 있다. 이 날 Kreis 디렉터는 유기층 증착기술인 OVPD와 OPTACAP, 고분자 박막 증착 기술인 PVPD를 중심으로 발표를 진행했다.
OVPD기술은 기판의 면적에 대응하는 shower head를 이용하여 기판위에 하향식으로 증착 하는 기술로 Kreis 디렉터는 AXITRON은 OVPD기술을 통해 최적화된 증착을 할 수 있어 재료 사용 효율과 생산성을 높일 수 있다라고 밝혔다.
그리고 OPTACAP에 대해서는 “낮은 stress와 cost로 높은 flexibility를 가진 다층 박막을 생성하는 encapsulation 기술이다”라고 강조하며, 2016년 1분기에 아시아 주요 panel 업체에 출하할 예정이라고 밝힌 바 있다.
PVPD에 대해서 Kreis 디렉터는 증착할 때 나타나는 고분자 물질의 장점과 CVD 공정의 장점이 모두 나타나는 공정 방식이라고 밝히며 현재 AIXTRON은 이와 같은 낮은 공정비용과 높은 효율의 공정기술을 지속적으로 연구 중에 있다고 강조했다.

JDI, 2018년 OLED 양산 발표

Japan Display(JDI)가 OLED 양산을 공식화했다. 산케이신문, 니케이산업신문 등 외신에 따르면 JDI는 1월 22일 JDI기술전시회에서 오는 2018년부터 스마트폰에 적용될 OLED 패널 양산을 시작하겠다고 밝혔다.

JDI는 LTPS TFT와 WRGB OLED 기술을 적용한 고해상도의 mobile device용 AMOLED panel 양산을 목표로 하고 개발을 지속해왔으며 최근 몇 년간의 전시회를 통해 그 성과를 공개했다.

JDI는 Display Innovation 2014(FPD International)와 SID2015에서 5.2inch FHD flexible AMOLED panel을 전시하였으며 특히 SID2015에서는 flexible OLED panel를 수첩에 적용해 공개한 바 있다.

JDI는 현재 mobile 기기용 시장의 트랜드에 따라 flexible AMOLED 양산이 유력하며, 양산기술에 대해서는 언급을 하지 않았지만 고객사의 요청에 따라 현재 LG디스플레이와 삼성디스플레이가 사용하는 RGB방식 또는 JDI가 개발중인 WRGB 방식 중 선정 될 것으로 예상된다.

현재 flexible AMOLED panel을 양산할 수 있는 업체는 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 유일하지만 중국 업체들이 빠르게 추격해오고 있는 추세이며, 이번 JDI의 양산 발표가 앞으로의 OLED시장에 어떤 영향을 미칠지 많은 관심이 모아지고 있다.

JDI

JDI’s 5.2inch FHD flexible AMOLED panel, SID 2015

제 2회 OLED Korea Conference D-22로 다가와

세계 최대의 OLED International Business Conference로 주목받고 있는 제 2회 OLED Korea Conference가 22일 앞으로 다가왔다. 이번 제 2회 OLED Korea Conference에서는 OLED industry를 주도하고 있는 panel 업체인 Samsung Display와 LG Display에서 keynote session 발표가 예정되어 있으며 이를 통해 앞으로 OLED industry가 나아갈 방향에 대해서 전망할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 유비산업리서치에서는 급변하고 있는 OLED industry에 대해 현 상황과 앞으로의 전망을 짚어볼 예정이며   중국의 Visionox에서도 flexible AMOLED에 대한 잠재력과 앞으로의 시장에 대해 다룰 전망이다.

이밖에도 차세대 backplane 기술과 AMOLED 양산기술, OLED산업이 직면하고 있는 이슈, OLED이후의 display로 주목받고 있는 QLED, OLED가 적용될 수 있는 다양한 application등 다양한 주제의 session으로 구성되어 있다. 따라서 display panel 업체뿐만 아니라 재료업체, 장비업체, 대학, 연구소등 display 산업 관련 종사자들에게 앞으로 다가올 차세대display 산업에 대응할 수 있고 다양한 정보와 의견 교환의 장이 마련될 것으로 예상된다.

특히 OLED Reception을 통해 딱딱한 토론에서 벗어나 편안한 분위기 속에서의 대화를 통해 미래의 OLED 그려 볼 수 있는 가치있는 시간이 될 것으로 기대된다.

제 2회 OLED Korea Conference 는 2016년 2월 24일부터 25일까지 이틀 동안 The-K Seoul Hotel에서 개최되며, 총 9개 session, Samsung Display와 LG Display를 포함한 30명의 연사자들이 발표하고 약 200명 이상의display관련 산학연 종사자들 참석할 예정이다.

2월23일까지 사전등록 기간으로, 기간내 등록시 약 10% 할인된 금액으로 등록가능하며 좌석이 한정되어 있어 빠른 등록을 추천한다고 전했다. 컨퍼런스 참가신청은 ‘제2회 OLED KOREA Conference‘ 공식홈페이지(www.oledkoreaconference.com)를 통해 할 수 있으며 관련 문의사항은 오하나 과장(hanaoh@ubiresearch.co.kr)로 하면 된다.

OLED Frontier Forum 제 3부 panel discussion 요약

제 1회 OLED Frontier Forum의 제 3부 ‘OLED 미래’에서는 정부, 업계, 학계 전문가들이 참석한 가운데, 차세대 기술개발, 융복합 분야, 인력양성 등 OLED 산업 발전 전략과 미래 전망에 대한 패널 토론이 진행되었다. OLEDnet에서는 사회자(이창희 교수, 서울대)의 질문에 대한 각 분야별 전문가들의 답변 내용을 요약하였다.

 

석준형 교수 (성균관대)

SDC Mobile의 경우 OLED의 감가상각이 끝나가기 때문에 OLED의 원가는 LCD와 거의 같아지고 있다. OLED관련 전문 인력만 빼앗기지 않으면 4~5년은 한국이 주도해나갈 수 있다.(Black Box화 전략) 지속적인 주도권 확보를 위해 flexible R2R로 차별화를 해야하며, 이와 더불어 소재와 encapsulation쪽 기술개발 필요하다.

 

김성철 CTO (SDC CTO)

a-Si는 기술적 차별성이 없다. Sharp의 panel 사업이 어려움을 겪은 이유는 panel에 대한 기술연구를 하지 않았기 때문이다. 한가지 기술로는 7개월 밖에 못 가기 때문에 다양한 기술에 대한 개발이 필요하다.

 

강인병 CTO (LGD CTO)

빠른 조직이 이길수 밖에 없다. 따라서 LCD에서 OLED로의 빠른 전환이 필요하다. 기술이 어려운만큼 산학연의 협력이 필요하며, 차세대 기술개발에 대한 산학연의 협력이 더욱 필요한 시점이다. LGD는 OLED 흑자를 위해 열심히 노력하고 있다.

 

김성진 전무(도레이 첨단 소재)

소재 업체와 장비 업체의 협력이 용액공정 재료 개발 시 중요하며 특히 Dry process를 어떻게 control을 할 것이냐가 중요한 이슈이다. 또한 현재의 용액공정 재료 개발은 3 ~ 5년 정도면 가시적인 결과를 볼 수 있으리라 판단한다.

 

이준엽 교수 (성균괸대)

용액공정이 재료 최적화에 유리하다. 초기 고분자 위주에서 최근에는 저분자 위주의 soluble 재료 개발이 이루어지고 있으며 공통층을 어떻게 가져가느냐에 대한 이슈가 있다. 발광층은 현재 증착 재료로 사용되고 있는 저분자 재료를 그대로 사용하고 있으며 차이점은 용매를 사용하기 때문에 가격 측면에서 현재는 비싸다는 이슈가 있으며, 또한 대형화 시 문제점(formulation 문제)이 있어 이에 대한 해결이 필요하다.

 

김경수 부회장(디스플레이 산업 협회)

전문인력 확보가 관건이며, 산학연 or 기업간 협력을 upgrade 시켜 panel-장비-소재간의 협력이선순환관계로 발전되어야 한다. 또한 새로운 OLED 응용분야에 대한 open platform이 필요하다.

 

박영호 PD(한국 산업기술평가 관리원)

Flexible 디스플레이 경쟁력 확보에 대한 고민이 크다. 도전적 R&D를 위한 program과 고부가가치의 상품/기술 개발, R&D infra 구축(가성비 높은 R&D)에 대해 깊은 고민을 해야 한다.

삼성디스플레이 김성철 CTO, 신규 분야에 OLED가 진출하기 위해 필요한 요소는?

제1회 OLED Frontier Forum에서 삼성디스플레이의 김성철 CTO는 ‘AMOLED Technical Issue and Future’라는 제목으로 OLED의 과거와 현재의 기술적인 이슈에 대해 점검하는 시간을 가졌다.

김성철 CTO는 OLED가 LCD에 비해 가장 차별화되는 점으로 꼭 glass 기판이 필요하지 않다는 것을 꼽으며, plastic 기판이 적용되는 flexible OLED에 대해 강조하였다. 김성철 CTO는 “플렉시블 OLED에 대한 이슈로 window의 내구성과 코팅, 터치패널의 전극 재료와 flexibility, encapsulation의 layer수 감소와 flexibility, backplane의 저stress 구조와 OTFT 적용이 있다.”고 발표하며 사용자가 관심있어 하는 부분을 확대하여 볼 수 있도록 구 형태의 stretchable 디스플레이를 개발하는 것까지 제품 로드맵이 되어 있다고 밝혔다.

김성철 CTO는 투명/거울 디스플레이와 관련해서는 앞으로 OLED가 발전해 나아가야 할 길이라고 밝히며 각 응용 분야에 알맞은 layout design 개발이 필요하다고 이야기하였다. 이에 대해 “구체적으로 투명 디스플레이는 투과부가 높아지고 TFT 면적이 낮아지는 방향으로, 거울 디스플레이는 전반사와 반반사 부분의 비율을 최적화하는 방향으로 개발되어야 한다.”고 발표했다.

또한 고해상도 OLED를 제작하기 위해서는 pixel 구동과 backplane 구조 측면에서 혁신이 필요하며, 특히 보상회로를 강조하며 ‘고해상도 디스플레이를 저렴하고 단순한 구조로 만들 수 있는가’가 핵심이라고 밝혔다.

미래에 중요하게 될 새로운 application으로 김성철 CTO는 wall 디스플레이, IoT, 교육용 디스플레이 등이 있다고 발표했다. 특히 차량용 디스플레이 분야를 언급하면서 OLED가 이런 신규 분야에 진출하기 위해서는 각 application에 알맞은 플라스틱 재료와 이를 제대로 가공할 수 있는 기술이 필요하며, 이러한 연구 개발이 원할히 진행되기 위해서는 산학연 연계가 필수적이라고 밝혔다.

LG디스플레이 강인병 CTO, 대형 OLED panel의 과거와 현재, 미래를 말하다.

1월 28일 서울 JW메리어트호텔에서 한국디스플레이산업협회의 주최로 제1회 OLED Frontier Forum이 열렸다.

‘OLED, 어제 오늘 그리고 내일’이라는 주제로 진행된 이번 forum에서는 지난 20여년 동안의 국내 OLED 연구 성과를 돌아보는 시간을 가졌으며 향후 OLED 산업 발전전략 수립을 위한 토론이 진행되었다.

강인병 LG디스플레이 CTO는 ‘대형 OLED 현황과 미래’라는 제목의 발표를 통해 미래 디스플레이의 핵심적인 분야가 될 것으로 보이는 대형 OLED의 현재 상황과 전망에 대해 논했다.

WRGB 방식과 oxide TFT를 최초로 도입한 55inch OLED 패널이 2013년 처음 양산 시작된 후 3년이 지났다. 강인병 CTO는 3년이라는 시간 동안 TFT소자와 보상 algorithm, OLED소자, OLED재료, 공정의 측면에서 많은 혁신이 있었다고 밝혔다.

먼저, Oxide TFT 구조를 etch stopper 방식에서 coplanar로 바꾸었으며 보상회로는 내부보상에서 외부보상으로 바꾸었다고 밝혔다. 또한 많은 노력을 통해 기존 OLED의 소자와 재료를 새로운 구조를 가지고, 고효율, 고색 OLED 발광 재료로 바꾸었다고 발표했다. 그리고 대면적 OLED panel 양산에서 가장 핵심적인 수치가 되는 균일도를 Gen8 장비에서 크게 향상시켰다고 밝혔다.

LG전자의 OLED TV 제품은 2013년 55inch FHD TV 한 종류 였지만 최근에는 여기에 77inch와 65inch 제품군을 추가했으며 해상도는 UHD까지 올라갔다. 강인병 CTO는 “2013년 제품은 1,100만원의 가격에 100/400nit의 휘도를 가졌지만 최근의 제품은 150/450nit의 휘도를 가지면서도 가격은 420만원으로 낮추었다.”고 강조했다.

LG디스플레이는 최근 많은 변혁을 거치고 있다. 작년부터 OLED 사업부를 가동하였으며 대형 OLED panel을 양산초기 Gen8 기준으로 월 8K 생산에서 최근에는 26K로 올려 풀가동 중이다. 또한 대형 panel에 10조원의 추가 투자를 결정했으며 이에 따라 파주에 신공장을 건설하고 있다. 강인병 CTO는 “CES에서 대면적 OLED에 대해 긍정적인 이야기를 많이 들었으며 특히 77inch HDR 영상에 대해 큰 호응이 있었다.”고 말과 함께 “OLED가 LCD를 대체하는 것이 아니고 LCD와 전혀 다른 디스플레이로 성공가능성이 있다는 말도 들었다.”고 하며 기술에 대한 자신감을 드러냈다.

강인병 CTO는 OLED의 향후 20년 전망에 대해 flat에서 투명&플렉시블로 갈 것이라고 밝히며 여기에 가장 적합한 건 OLED이라고 발표했다. 이에 대해 “정부에서는 이런 상황을 예측하고 4년전부터 ‘60inch이상 UHD급 투명플렉시블 디스플레이 및 이를 활용한 IT융합형 인포테인먼트 시스템 개발’이라는 제목의 국책사업을 진행하고 있으며 이 국책사업의 종합 컨소시엄을 LG디스플레이가맡게 되었다.”고 밝히며 “과제가 종료되는 2017년 여름에 UHD급의 60inch의 투명 플렉시블 OLED 패널을 선보일 예정에 있다.”고 발표했다.

발표의 마지막 부분에 강인병 CTO는 대형 OLED가 혁신할 수 있는 요건에 대해 3가지로 요약했다. 먼저, 패널 측면에서 Gen8 급에서도 기판 재료가 PI와 투명PI로 바뀌어야 하며 플렉시블 기판에서도 bottom emission이 아닌 top emission을 구현해야 하고, 플렉시블 패널을 활용한 application 또한 더욱 다양하게 고민해보아야 한다고 밝혔다.

OLED encapsulation용 transparent gas barrier film 시장, 어디까지 성장 가능할까?

현재 flexible AMOLED의 encapsulation은 유기 박막과 무기 박막을 적층하는 thin film encapsulation과 최소한의 passivation과 gas barrier film을 laminating하는 hybrid encapsulation이 양산에 적용 중에 있다. 대면적 AMOLED panel은 빛이 기판방향으로 발광되는bottom emission 구조로 양산되고 있기 때문에 metal foil을 적용한 hybrid encapsulation이 적용되고 있다.

하지만 mobile용 flexible AMOLED panel 에 적용중인 TFE 방식은 고가의 장비들이 사용되어 투자비용이 높아지고 공정 수가 늘어나 양산 효율이 낮아지는 단점이 있어 cost 절감에 적합하지 않다.  대면적에서는 고해상도와 고휘도가 요구되어짐에 따라 top emission 구조의 AMOLED panel이 개발 중이며, top emission 구조 적용 시 투명한 encapsulation이 필수적이다.

이러한 트랜드에 따라 next encapsulation에 대한 필요성이 대두되고 있으며 특히 transparent gas barrier film encapsulation에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재 양산 적용 중인 hybrid 구조에 적용되는 transparent gas barrier film은 encapsulation 요구조건인 10-6  g/m2day 의 WVTR보다 낮은 10-4 g/m2day의 WVTR 제품이 적용 중이지만 R&D 단계에서는  10-6  g/m2day  WVTR 개발이 완료된 상황으로 transparent gas barrier film만으로 encapsulation이 가능해 질 수 있으며 이와 관련된 연구개발도 활발히 이루어 지고 있는 추세이다.

유비산업리서치에서 발간한 2016 OLED Encapsulation Report에 따르면 “Transparent gas barrier film encapsulation은 TFE보다 투자비용을 줄일 수 있으며 대면적 top emission 구조에도 적용 가능하여 높은 시장 성장이 기대되는 encapsulation이다.”라고 밝혔다.

유비산업리서치는 2017년 이후 추가되는 mobile과 대면적 신규라인에서 transparent gas barrier film을 적용한 encapsulation이 적용될 경우 transparent gas barrier film시장은 2020년 약 US$ 700 million 규모까지 성장 가능할 것으로 분석하였다.

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2016년, 무안경 3D 디스플레이 상용화 원년이 될까.

2016년 1월 14일 여의도 전경련 회관에서 개최된 ‘디스플레이 산업 위기극복을 위한 선도기술’ 세미나에서 KIST의 김성규 박사는 무안경 3D 디스플레이에 대한 현재의 이슈와 상용화를 위한 기술 개발에 대한 내용을 논하며 관련한 KIST의 연구성과도 함께 발표하였다.

현재 TV에 적용하는 3D 디스플레이는 FPR(편광필름패턴, Film Patterned Retarder) 방식과 SG(셔터글래스, Shutter Glass) 방식으로 나뉘며 두 가지 방식 모두 3D 안경이 필요하다. 이에 대해 김성규 박사는 안경을 사용한 방식은 3D 디스플레이의 접근성을 저해하는데 가장 큰 요소가 될 수 있다고 밝히며 특히 실외 광고에 활용하기 위해서는 무안경 방식 3D 디스플레이 개발이 필수적이라고 발표했다.

3D 디스플레이의 접근성을 높이기 위해 홀로그래픽과 다시점 3D 디스플레이 기술 등 무안경 3D 디스플레이와 관련된 연구가 오래 전부터 지속되어 왔다. 김성규 박사는 “현재로서는 다시점 3D 디스플레이 기술이 무안경 3D 디스플레이의 상용화에 가장 가깝다.”고 밝히며 “Crosstalk 발생과 시점간 양자화 현상, 해상도저하, human factor 등 4가지 문제점이 얼마나 컨트롤 되냐가 핵심이슈이다.”라고 발표했다.

김정규 박사는 이런 문제점을 해결하기 위해 양안 사이에 4시점 이상의 시역을 형성하고 인접시역에 동일영상 정보를 제공하는 기술을 적용하고 여기에 관찰자의 위치를 트래킹하는 기술과 접목하여 향상된 무안경 3D 디스플레이 개발했다고 강조하며 평창올림픽 홍보관과 지하철 상월곡 역에 시제품을 전시했다고 밝혔다.

김정규 박사는 “관찰자가 오래 시청하는 TV와 모니터에는 human factor와 같은 문제가 있기 때문에 3D 디스플레이 전망이 밝지 않지만 사람들이 자유롭게 볼 수 있는 광고 분야에는 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 보인다.”고 밝히며 “올해는 상용화에 초점을 맞추어 개발에 박차를 가할 계획이다.” 라고 하며 발표를 마쳤다.

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Quantum dot, 미래 디스플레이 소재의 해결책으로 부상할까.

Quantum dot 소재에 대한 관심이 날로 높아지고 있다. 작년 7월 서울대학교 이창희 교수는 QLED의 성능과 수명을 획기적으로 높이는 기술로 이 달의 과학기술자 상을 수상하였으며, CES 2016에서 삼성전자는 카드뮴이 들어있지 않은 quantum dot를 채용한 제품인 SUHD TV를 통해 UHD TV의 표준 색영역인 BT.2020을 달성하며 큰 화제를 모았다.

이러한 관심에 대해, 14일 서울시립대 곽정훈 교수는 서울 여의도에서 열린 ‘디스플레이 산업 위기 극복을 위한 선도기술 세미나’에서 “Quantum dot 기술은 장기적인 관점에서 충분한 가능성을 가진 소재이다.”라고 전망했다.

Quantum dot 소재는 먼저 blue LED와 함께 쓰여 LCD의 색재현율을 높이는 데 활용될 수 있다. 이 때 quantum dot을 측면에 배치하는 edge형과 quantum dot 필름을 BLU앞에 붙이는 surface 유형이 대표적으로 소니를 제외한 대부분의 TV메이커는 surface 형을 택하고 있다. 곽정훈 교수는 “Quantum dot은 재료를 바꾸지 않고 입자 크기를 조절하는 것 만으로 원하는 색을 얻을 수 있다.”고 밝히며 “이러한 특성을 통해 color filter 대신 쓰일 수도 있을 것으로 전망된다.”고 발표했다.

LCD의 색재현율을 높이는 것 외에도 quantum dot 물질은 유기 발광물질과 같은 원리로 전기를 흘리면 발광하는 특성을 갖고 있기 때문에 OLED 패널의 발광재료를 대체하는데 쓰일 수 있을 것으로 기대되고 있다. 업계에선 이를 QLED 혹은 QD-LED(Quantum dot Light Emitting Diode) 기술이라고 부른다. 곽정훈 교수는 “QLED는 OLED보다 색재현율이 좋으며 특히 deep blue 표현력이 좋다는 장점을 가지고 있다.”고 강조하며 “QLED는 기본적으로 용액공정을 통해 형성되기 때문에 용액공정에 대한 픽셀 패터닝 기술이 개발되어야 하며 소자의 수명도 더 길어져야 한다.”고 밝혔다.

곽정훈 교수는 QLED 소재는 현재 대량 생산 하는 곳이 거의 없어 단가가 높게 형성되어 있지만 합성이 쉽다는 장점이 있기 때문에 장기적인 관점에서 OLED 보다 상대적으로 낮은 단가로 사용하는 것이 가능하다고 강조했다.

[Lighting Japan 2016]야마가타 대학, 저비용 flexible OLED용 encapsulation 개발

일본 야마가타 대학에 있는 유기 전자 혁신 센터의 OLED 그룹은 Lighting Japan 2016의 conference에서 저비용 flexible OLED용 encapsulation에 대해 발표하였다. 기존 flexible OLED의 encapsulation은 OLED위에 한층 이상의 다층 박막 passivation layers를 형성한 후 adhesive organic material을 도포하고 gas barrier film을 laminating 하는 하이브리드 encapsulation 구조가 주로 사용되었었다. 이번에 야마가타 대학에서 발표한 encapsulation 구조는 하이브리드 encapsulation 구조에서 다층 박막 passivation 없이 thermoset resin과 barrier film을 OLED 위에 형성한 후 약 130도의 온도로 합착한다. 야마가타 대학은 encapsulation을 사용하여 지난 13일 ‘투명 플렉시블 OLED 패널’ 개발 및 프로토 타입에 성공했다고 발표 했으며, 이 패널은 27일부터 도쿄 빅사이트에서 열리는 ‘인쇄 전자 전시회 2016’에서 전시할 계획이라고 밝혔다.

전시될 OLED 패널은 폭 45mm, 길이 110mm의 나뭇잎 형태로 무게는 1.2g보다 가벼우며, 두께는 250um의 투명한 필름 기판으로 접을 수 있다.

야마가타 대학에 따르면, 새로 개발한 encapsulation을 적용하면 passivation layer를 사용하지 않아 OLED lighting panel의 가격을 낮출 수 있으며 투명과 플렉시블을 동시에 충족시킬 수 있기 떄문에 앞으로의 투명 플렉시블 OLED lighting 개발에 핵심 기술이 될 것으로 예상한다라고 밝혔다.

저비용 flexible OLED용 encapsulation, 야마가타 대학

투명 OLED, OLED 산업의 신 성장동력 될까?

유비산업리서치에서 발간한 2016 투명 OLED 보고서에 따르면 대면적 투명 AMOLED 시장은 2020년까지 약US$ 5,300 million의 규모로 성장할 것으로 내다봤다.

유비산업리서치는 “ 투명 OLED는 투과도가 높아 뒷면의 사물을 제대로 표현해야만하는 showcase와 같은 광고용 투명 display에 적용될 가능성이 높으며, 또한 시야각이 넓고 색 구현력과 시인성이 높아 automotive등 transportation용 display로도 널리 사용될 것”이라 밝혔다. 또한 flexible 구현이 용이하여 앞으로 새롭게 등장할 다양한 application에도 적용이 가능하여 시장 잠재력이 매우 높다고 밝혔다.

투명 display는 투명전자소자를 이용하여 시각적으로 투명한 형태의 display를 통해 정보 인식/정보처리/정보전달의 기능을 가진 display로 평상시에는 유리처럼 투명한 상태로 있다가 필요에 따라서, 모니터, TV처럼 활용이 가능한 장치이다. 정보가 표시되는 영역이 투명하여 display의 뒤에 위치한 사물이 보이기 때문에 공간적/시각적인 제약을 없앨 수 있어 다양한 application에 적용 가능하여 기존 display의 시장을 확대할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 특히 투명 OLED는 투과도가 투명 LCD대비 약 2배 가량 높고(최근 공개된 panel 기준) flexible이 용이하다. 따라서 주요 panel업체에서도 투명 OLED를 적극적으로 개발하고 있는 추세이다.

Samsung Display는2015년 45% 투과율의 55inch FHD 투명 OLED를 세계 최초로 공개하였으며 2016년부터 양산할 것이라 밝힌바 있으며, LG Display도 2012년부터 시작 된 ”60inch 이상 UD급 투과도 40%이상인 투명 플렉시블 display”에서 투명 OLED를 개발 중에 있다. 중국의 BOE도 SID 2015에서 30% 투과율의 9.55inch 투명 플렉시블 OLED panel을 공개하는 등 적극적으로 개발을 하고 있다.

이러한 panel업체들의 투명 OLED 개발에 힘입어 투명 OLED가 앞으로의 display의 시장 확대에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

대면적 투명 AMOLED 시장 전망

대면적 투명 AMOLED 시장 전망

유비산업리서치, 제2회 OLED Korea Conference 개최

유기발광다이오드(OLED)의 현재와 미래를 다양한 업종으로부터의 시각을 통해 조명해 볼 수 있는 세계 최대의 OLED International Business Conference가 열린다.

‘OLED 전문 기업’ 유비산업리서치(대표 이충훈)는 2016년 2월 24일~ 25일 양일간에 걸쳐 서울 강남구 양재동에 소재한 The K Hotel에서 ‘제2회 OLED KOREA Conference‘를 개최한다고 밝혔다. 2015년 4월에 성황리에 치뤄진 1회 OLED KOREA Conference에 이어 2016년 개최되는 제2회 OLED KOREA Conference는 보다 넓은 범위와 다양한 시각을 논의할 수 있는 행사가 될 예정이다.

이번 행사는 OLED가 TV와 자동차, 조명, 스마트폰 등으로 활용 범위와 쓰임새를 갈수록 넓혀가고 있는 가운데, 각 업체들의 대응 전략과 현재의 한계점을 검토해 보고 대응방안을 논의해 해결책을 찾기 위해 마련됐다.

유비산업리서치 이충훈 대표는 디스플레이 산업을 이끄는 대한민국에서 디스플레이 뿐만 아니라, “OLED” 라는 차세대 기술을 적용하여 개발과 발전이 가능한 전세계의 미래 산업을 조망하고, 현재의 이슈에 대하여 참석자들과 함께 대화를 나눌 수 있는 자리를 마련했다고 밝혔다.

OLED KOREA Conference는 OLED 산업에서 가장 큰 Conference로서 핵심 기술개발과 투자, 시장에 대한 이슈를 한자리에서 토론하고 또한, OLED 산업 종사자 분들의 시장과 기술에 대한 폭넓은 이해를 통해 급변하고 있는 OLED 산업에 대응할 수 있는 정보의 전달과 의견의 교환에 중점을 두고 있다.

이에, 유비산업리서치에서는 주요 연사들로 한국과 중국의 패널과 장비, 재료, 조명 업체를 포함하는 전세계 OLED 산업 관련 최고의 권위를 가지고 있는 전문가들과 이를 연구하는 학계와 산업 리더들을 적극적으로 초빙하고 있다. 약 130여명의 참여로 이루어진 1회에 이어 제2회 Conference에서는 200명 이상의 주요 OLED 산업 종사자들이 참여할 것으로 기대하고 있다.

유비산업리서치는 본 컨퍼런스 기간중에 별도의 VIP 석식 행사를 통해 OLED 산업계와 학계, 연구소 임원진들과 전문가가 한자리에 모여 OLED 산업에 대해 허심탄회하게 대화를 나눌 수 있는 네트워크 장을 마련할 예정으로 관련문의는 유비산업리서치 홈페이지를 통해 가능하다.

키워드로 전망하는 2016 OLED 산업

  1. Flexible AMOLED Investment

2016년에는 Samsung Display와 LG Display, BOE, Japan Display의 flexible AMOLED 양산라인에 대한 투자가 본격적으로 이루어 질 것으로 예상된다. Samsung Display는 신규 Galaxy모델에 flexible AMOLED panel을 적용하기 위해서는 양산라인 투자가 필수적이며, Apple에 flexible AMOLED panel을 공급하게 될 경우 2016년에 투자될 flexible AMOLED 양산라인의 규모는 상당히 커질 것으로 예상된다. LG Display도 구미 P6 line에 flexible AMOLED line 장비 발주가 본격적으로 이루어 질 것으로 예상되며, 이외에 Apple의 요구에 따라 추가적인 flexible AMOLED 양산라인 투자가 있을 것으로 전망된다. Japan Display도 Apple의 flexible AMOLED 공급업체 후보로 투자가 가능할 것으로 예상된다. BOE는 청두의 Gen6 45K flexible AMOLED 양산라인에 대한 발주가 본격적으로 시작될 것으로 전망된다.

 

  1. P10

LG Display가 2015년 4분기에 신규공장 건설과 일부 설비투자에 1조8400억원을 투입한다고 밝히며, 투자의 첫 단계로 대형 패널을 생산할 수 있는 P10 line의 공장 부지 조성을 시작했다. 하지만 아직 투자 방향을 결정하지 않은 상태이다. P10의 투자 방향은 대형 LCD 패널만 생산하거나 대형 OLED 패널을 생산하는 방향, 중소형 OLED 패널만 생산하는 방향, 대형과 중소형 OLED를 동시에 생산하는 방향이 있다. 중국의 8세대 LCD 설비 투자도 상당히 진행되고 있고, BOE의 10.5세대 LCD line도 투자가 결정되어 LG Display의 대형 LCD가 얼마나 수익을 거둘 수 있을지 고심해야한다. 또한 OLED TV의 소비가 늘어나고, Apple에 OLED 패널을 공급하는 것이 거의 기정 사실화 된 상황에서 공급량을 충족시키기 위해서 OLED 투자도 필수적이다. P10은 11세대 line 크기 공장 부지의 세계 최대 규모로 2016년에 있을 P10의 투자 방향 결정에 따라 OLED 시장의 개화 시기에 영향이 있을 것으로 예상된다.

 

  1. Chinese OLED

Everdisplay는 AMOLED panel을 중국의 일부 set업체에 공급하고 있으며, Visionox도 2016년부터 AMOLED panel을 본격적으로 공급할 것으로 예상되어, 대부분의 중국 OLED panel업체들의 OLED 양산 준비가 2016년에는 마무리 될 것으로 기대된다. 이에 따라 Everdisplay와 Visionox, Tianma등의 2차 투자도 가능할 것으로 예상되어 중국의 OLED 산업도 본격적인 움직임을 보일 것으로 예상된다.

 

  1. 증착 장비

Samsung Display와 LG Display, Japan Display, BOE의 flexible AMOLED 양산 라인 투자와 다른 중국 OLED panel 업체의 추가 증설이 2016년부터 본격적으로 진행될 것으로 예상되는 가운데 OLED 생산의 핵심 장비인 증착장비 발주가 이슈가 될 것으로 전망된다.

현재 양산에 적용중인 증착기는 대부분 일본의 Canon Tokki사의 증착기로 이미 양산라인에서 검증이 되어있기 때문에 Samsung Display와 LG Display, BOE, JDI등 대부분의 업체들에서 Canon Tokki사의 증착기 발주를 원할 것으로 예상된다. 하지만 Canon Tokki사의 증착기 제작 capa는 한정되어 있기 때문에 어떤 panel 업체에서 먼저 선점을 할 지가 이슈가 될 것으로 예상된다. 이와 동시에 국내 증착장비 업체들의 새로운 기회가 될 수 있을 것으로 전망된다.

 

  1. 삼성 OLED TV

현재 TV 산업의 트렌드는 LCD에서 OLED로 이동하고 있다. 이에 따라 삼성디스플레이는 TV용 대형 OLED 패널 사업을 재개하기 위한 연구를 지속하고 있다. 삼성디스플레이는 SMS 증착 방식을 사용하는 RGB OLED 기술과 white OLED, solution process OLED 기술을 모두 보유하고 있는 것으로 분석되지만 각 기술 마다 단점이 존재하기 때문에 어떤 방향으로 가야 할지 고심하고 있다. 먼저, RGB OLED 기술은 아직 Gen8 원장 기판에 증착하기 위한 장비가 아직 확보되지 않은 것으로 분석된다. Solution process OLED 방식은 재료 성능이 낮다는 점이 문제점으로 꼽히고 있다. White OLED 방식은 핵심 특허들을 LG디스플레이가 보유하고 있기 때문에 이를 회피하는 기술 개발이 선행되어야 한다. 이에 따라 삼성디스플레이가 어떤 기술을 적용해 생산 라인에 투자하고 TV 시장에 진입할 것인지 관심이 집중되고 있다.

 

투명전극, 차세대 디스플레이 도약을 위한 개발이 필요

최근 투명전극에 대한 여러 연구성과들이 발표되며 차세대 투명전극에 대한 관심이 높아지고 있다.

12월 초 UNIST는 Ag nano wire를 원하는 기판에 원하는 방향으로 정렬시키는 인쇄기술을 개발했다. Ag nano wire는 플렉서블 터치패널과 디스플레이 제품에 대면적으로 생산이 가능한 투명전극으로 이번에 개발한 기술은 기존 인쇄공정에 나노기술을 접목하여 표면을 매끄럽게 하고 투명도를 높였다.

비슷한 시기 ETRI는 OLED 기판 위의 얇은 금속전극을 그래핀 투명전극으로 대체하는 기술을 개발했다. 그 동안 OLED에 사용하던 금속전극은 주로 은(Ag)소재였지만 내부광에 의한 반사로 각도에 따라 시야각이 바뀌는 문제가 있었다. 또한 외부광에 의해서도 반사로 인해 화질에 영향을 주었다. 이번에 개발한 기술은 내/외부광에 대한 반사가 거의 없는 그래핀을 투명전극으로 적용해 투명도와 화질을 개선했다.

현재 투명전극 물질로 ITO(Indium Tin Oxide)가 가장 널리 사용되고 있지만 자원량에 한계가 있고 플렉서블 전자소자에 적용되는데 한계가 있어 이를 대체할 수 있는 새로운 물질 개발에 대한 요구가 크게 증가하고 있다. 특히 stretchable 소자에는 ITO가 동작하지 않기 때문에 차세대 투명전극의 개발은 미래 디스플레이에 핵심적인 요소로 보인다.

여의도 사학연금회관에서 17일 개최된 ‘2016년 유연 투명전극 및 필름 소재 별 제조/공정 기술개발과 적용사례 세미나’에서 KIST(한국과학기술연구원)의 김원목 박사는 ‘투명 전도성 산화물(TCO) 기반 유연 투명전극 제조 및 공정 기술개발동향과 적용사례’라는 제목의 강연을 통해 여러 유연 투명전극들 중 TCO에 대한 제조와 공정기술에 대해 발표했다.

투명 전도성 산화물이란 전기 전도도를 가지면서 광학적으로 투명한 물질 중 oxide(산소)가 함유된 물질을 말한다. 투명 전도성 재료 중 산화물은 가장 오래 연구가 진행되었으며 투명전극 재료로 널리 쓰이는 물질이다. Oxide가 함유된 전도성 물질은 광학적인 bandgap이 3.0eV이상으로 크기 때문에 투과율이 높은 성질을 가지고 flexible이 가능한 성질을 가지고 있다. 김 박사는 투명 전도성 산화물에는 크게 전기전도성과 투과율을 높이는 이슈가 있다고 밝히며 디스플레이에 적용될 경우 전기전도성과 투과율이 특히 높아야 한다고 발표했다.

투명체에 있어서 요소들 사이의 굴절률이 다를 경우 투명체를 지나는 빛의 경로가 굴절되게 된다. 이 경우 투명하지만 뿌옇게 보이는 현상이 나타나는데 이 정도를 haze(혼탁도)라고 부른다. Haze는 정량화하여 투명체의 성능을 평가하는데 사용된다. 김박사는 태양전지는 내부 active material에 빛을 더 많이 전달해주기 위해 haze를 일부러 높이기도 하지만 디스플레이는 뿌옇게 보이면 이미지가 원래대로 보이지 않기 때문에 haze를 낮추어주어야 하며 이를 위해 투명 전도성 산화물의 표면 roughness를 낮추어 주어야 한다고 발표했다.

김 박사는 투명 전도성 산화물을 투명전극으로 적용할 때 온도와, 플렉시블 2가지 이슈가 있다고 밝혔다. ITO는 공정온도 300℃에서 전도성이 가장 좋고 ZnO는 약 200℃에서 전도성이 가장 좋다. 또한 투명 전도성 산화물은 어느 정도의 bending strain을 넘으면 channel crack이 나오고 여기서 더 구부려지면 crack이 끊어지면서 소자의 성능이 망가지게 된다. 김 박사는 “Bending strain을 높이기 위해서는 두께를 얇게 해야 하는데 이때 면저항이 높아지기 때문에 trade off 관계를 잘 따져 공정설계를 해야 한다.”고 발표했다.

투명 전극은 디스플레이와 태양전지, 터치패널, 조명 등에 적용될 수 있을 것으로 보이기 때문에 많은 개발이 필요하다. 김박사는 산화물은 투명전극재료로 오래 연구가 진행되었지만 차세대 재료와의 융합을 통해 더욱 다양한 가치를 창출할 수 있을 것으로 보인다고 하며 발표를 마쳤다.

 

ETRI, OLED에 그래핀 붙여 투명도•화질개선

국내 연구진이 꿈의 디스플레이로 각광받고 있는 OLED 기술에 최근 신소재로 주목받고 있는 그래핀 기술을 접목, 디스플레이의 투명도와 화질을 크게 개선시킬 전망이다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 OLED 기판의 위쪽에 투명전극으로 사용하던 얇은 금속전극을 그래핀 투명전극으로 대체, 전기가 흐르되 투명하게 만드는 원천기술 개발에 성공했다고 15일 밝혔다.

이번 연구성과는 지난 2일, 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재되었다.

그동안 OLED에 사용하던 금속전극은 주로 은(Ag)소재 였는데 내부광에 의한 반사로 각도에 따라 시야각이 바뀌는 문제가 있었다. 또한 외부광에 의해서도 반사로 인해 화질에 영향을 주었다.

ETRI 연구진은 이를 원천적으로 해결하기 위해 내·외부광에 반사가 거의 없는 그래핀에 주목하고 이를 대체한 결과, 투명도는 약 40%,  반사도는 약 60% 더 좋아졌다고 밝혔다.

본 기술은 현재, 가로 세로 각 23mm 크기, 두께 30㎛(마이크로미터)  필름형태로 만들어 유기층에 그래핀 투명전극을 붙여 OLED 점등 시연에 성공했다고 말했다.

향후, 투명 OLED 디스플레이와 백색 OLED 기반 대면적 OLED 디스플레이에 적용할 경우 투명도와 화질개선에 크게 기여할 수 있을 것으로 연구진은 내다봤다.

특히, 본 기술은 기존 진공 공정의 OLED 제조 방법과 달리, 유기층과 그래핀에 필름을 붙이는 방식(Lamination)으로 만들 수 있다. 따라서 보다 간단한 공정으로 OLED 제조가 가능하다. 향후 둘둘 말아 쓰는 형태(Roll to roll)의 연속공정을 이용한 제조기술로 발전해 나갈 전망이다.

또한, ETRI는 한화테크윈(주)과 함께 그래핀 투명전극을 OLED의 하부전극에도 적용하는 기술개발을 고품질 그래핀 박막 전극 소재 협력을 통해 진행 중이다. 관련 기술 개발 결과는 미국전기전자학회(IEEE)서 발행하는 나노포토닉스 분야(JSTQE) 저널의 온라인판에 게재되었다.

ETRI 이정익 소프트I/O인터페이스연구실장은“후발국의 거센 도전을 받고 있는 OLED 산업에서 본 기술은 후발국과의 초격차를 확대해 나가는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”고 말했다.

본 연구 결과는 미래창조과학부 및 정보통신기술진흥센터(IITP)“미래광고 서비스를 위한 에너지절감형 환경적응 I/O 플랫폼 기술 개발” 과제와 산업통상자원부 및 한국산업기술평가관리원의“그래핀 소재의 OLED 투명전극과 박막봉지 적용을 위한 기판 사이즈 5.5.세대 이상의 그래핀 필름 및 OLED 소자/패널 기초 및 응용 기술 개발”과제를 통해 이뤄졌다.

ETRI는 향후, 금속을 얇게 그리드 형태로 만들어 면저항을 낮추는 기술과 크기를 모바일 디스플레이 크기로 대면적화 하는 기술을 내년 중 추가로 개발할 계획이다.

연구진은 본 기술개발을 통해 국제특허 출원 6건, SCI급 논문 6편의 성과를 올렸다.

향후 ETRI는 본 기술을 그래핀 필름, 디스플레이 패널업체 등에 기술이전 할 계획이다. 상용화시점은 3년 후로 보고 있다.

1. 그래핀 투명전극을 적용한 OLED의 점등 모습

1. 그래핀 투명전극을 적용한 OLED의 점등 모습

2. 기존의 얇은 금속 전극을 갖는 OLED와 그래핀 전극의 OLED의 비교 사진

2. 기존의 얇은 금속 전극을 갖는 OLED와 그래핀 전극의 OLED의 비교 사진(좌 : 그래핀, 우: 얇은 금속, Ag)

3. 기존의 얇은 금속 전극을 갖는 OLED와 그래핀 전극의 OLED의 비교 그래프

3. 기존의 얇은 금속 전극을 갖는 OLED와 그래핀 전극의 OLED의 비교 그래프

4. 라미네이션 공정을 이용한 OLED 제조에 사용되는 그래핀 투명전극을 포함하는 필름

4. 라미네이션 공정을 이용한 OLED 제조에 사용되는 그래핀 투명전극을 포함하는 필름

4. 그래핀 투명전극 OLED의 제조 공정도

5. 그래핀 투명전극 OLED의 제조 공정도

[공정설명]

표면처리가 된 기판을 이용하여 Bonding layer (BL)와 PET필름으로 구성된 접합필름을 제조한 이후 그래핀 투명전극을 Bonding layer 상부로 전사한다. 하부전극과 유기층으로 이루어진 기판에 그래핀 투명전극이 포함된 접합필름을 라미네이션 함으로써 그래핀 투명전극이 상부전극으로 사용되는 OLED 제조가 완성된다.

다양한 색상의 그래핀 OLED

6. 다양한 색상의 그래핀 OLED

차세대 디스플레이, OLED로 가기 위해 투자가 필요한 시점

지난 10일 세미나 전문 기업 비즈오션이 주최한 ‘2016년 차세대 디스플레이 최신 동향과 첨단 산업적용 이슈 및 비즈니스 창출 세미나’가 한국기술센터에서 열렸다. 이날 처음 발표자로 나온 서울대학교 이창희 교수는 OLED가 미래의 디스플레이 기술이 될 것이기 때문에 업체들의 투자가 필요한 시점이라고 발표했다.

이창희 교수는 ‘디스플레이는 카메라의 해상도를 따라간다’고 말하며 UHD 해상도까지 개발된 상태지만 앞으로 더 높은 해상도로 갈 것을 전망했다. 더 높은 해상도로 갈수록 고객이 요구하는 디스플레이 성능은 높아질 것이라는 말도 덧붙였다.

현재 디스플레이 시장상황에 대해 이 교수는 ‘LCD는 마진이 떨어지고 있어 OLED로 시장을 개화해야 하지만, 아직 비싸고 capa가 적다’고 말했다. 또한 고객들이 삼성의 AMOLED 스마트폰에서 ‘‘액정이 나갔다’라는 말을 쓰는 것을 보면 아직 LCD와 OLED를 구분하지 못하는 것 같다’고 말하며, ‘OLED의 특성을 살린 투명, 플렉서블 디스플레이로 LCD와의 차이점을 알리고, 차별화 전략으로 시장을 열어야 한다’고 발표했다.

이창희 교수는 미래의 디스플레이로 프린팅 OLED를 꼽았다. 이 교수는 프린팅 OLED에 대해서 ‘프린팅 OLED는 진공증착보다 특히 청색의 수명이 떨어지지만 2~3년 후면 상용화 단계에 오를 것’이라고 말했다. 아직 재료 측면에서 보면 부족하지만 제조 원가 절감과 빠른 tact time, 재료 사용 효율 등의 장점이 시장을 개화할 수 밖에 만들 것이라고 덧붙였다. 이러한 이유 때문에 삼성과 LG에서도 개발을 진행하고 있다.

이창희 교수는 LCD는 산업 주기 중 성숙기로 당분간 시장을 주도하지만 OLED 기술이 빠르게 발전하여 차세대 디스플레이 시장의 주역이 될 것으로 전망했다. OLED TV는 가격 경쟁력을 확보하기 위해 프린팅 기술을 바탕으로 한 대면적 OLED의 양산이 시급한 점을 언급했다. 현재 OLED의 capa가 LCD에 비해 100분의 1도 안되어 수요량이 있어도 공급이 따라가지 못할 수 있기에 업체들에게 투자의 필요성을 제기했다. 고객의 수요가 많으나 공급이 적으면 시장 개화의 지연이 있을 것이라고 덧붙였다.

< Display 시장 전망 [출처 : 이창희 교수 발표자료]>

한편 또 하나의 미래 디스플레이 기술로 뽑은 QLED는 OLED와 구조가 같지만 발광 재료를 Quantum dot이라는 하나의 재료로 소자의 크기만 변경하여 반응을 달리해 색깔을 결정하는 방식이다. 이 교수는 ‘OLED 발광 재료보다 색을 표현하는 파장이 짧아 색 재현률이 높으며, 같은 재료를 사용하기 때문에 재료 원가 절감의 강점이 있으며, 2,000ppi의 마이크로 디스플레이 개발이 완료 되었다.” 라고 발표했다. 하지만 아직 재료의 수명이 턱없이 적어 상용화 단계로는 아직 많은 시간이 필요하다고 덧붙였다.

[2015 OLED 결산 세미나] 2016년 주목해야 할 Oxide TFT 기술은?

유비산업리서치가 12월 4일 개최한 ‘2015 OLED 결산 세미나’에서 한양대학교 박진성 교수는 ‘OLED용 산화물 TFT 기술 동향’이라는 제목의 강연을 통해 산화물 TFT와 관련된 산업, 기술적 이슈를 되짚고 2016년 주목해야 할 TFT 기술에 대해 생각해보는 시간을 가졌다.

Oxide TFT는 a-Si TFT에 비해 mobility와 대면적 균일도가 높다는 장점이 있어 대면적 OLED 패널 중심으로 적용되는 추세이며 LG 디스플레이의 OLED TV에 적용되고 있다.

박 교수는 oxide TFT에 관련해서 크게 4가지 이슈가 있다고 밝혔다. 먼저 신뢰성에 대한 이슈에 대해 발표했다. 기본적으로 oxide TFT는 비정질 상태이지만 결정화할 경우 density와 결정성이 높아지기 때문에 산소가 빠져나가지 않고 제자리를 지키고 있어 defect이 적으며 신뢰성이 높다. 일본의 SEL과 Sharp는 CAAC(C-Axis Aligned Crystal) 구조와 관련된 oxide TFT 논문을 발표하였으며, 코넬 대학에서는 기판의 온도를 올리고 산소의 분압을 조절해서 CAAC oxide TFT를 제작했다.

두 번째 이슈로는 조성비가 있다고 밝혔다. 박 교수는 조성비는 TFT의 이동도에 가장 밀접하게 연관되어 있는 특성이라고 발표하며 최근에는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)를 중심으로 연구가 진행되었지만 다른 조성비를 가진 oxide TFT에 대한 연구결과도 지속적으로 나오고 있다고 밝혔다. 예를 들어 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)는 이동도가 30cm/V·Sec까지 올라간다는 성과가 나오기도 했으며 BOE에서 관련 연구를 하고 있다. 또한 IZTO에 G을 추가한 IGZTO는 이동도와 신뢰성이 더 올라갔다는 연구결과가 발표되었으며 ZnON(Zinc Oxide Nitride) TFT는 100cm/V·Sec까지 이동도가 올라갈 수 있다는 연구결과가 발표되었다. BOE는 ZnO TFT를 적용해 14.1인치의 AMOLED의 데모버전을 선보이기도 했다.

세 번째 이슈로는 소자의 구조가 있다고 발표했다. 박 교수는 top gate구조를 oxide TFT에 사용할 경우 기생 capacitor를 없앨 수 있어 효율을 높일 수 있지만 oxide TFT에 적용할 경우 공정이 어렵다는 단점이 있다고 밝히며 “하지만 JOLED에서 self-align을 사용할 경우 mask 수를 줄일 수 있고 특성이 좋아진다는 연구결과가 나왔으며 같은 구조를 LG 디스플레이에서 OLED TV에 적용하고 있다.”라고 발표했다.

박 교수는 마지막 이슈로 소자의 안정성을 꼽았다. Oxide TFT는 빛과 산소, 수소, 수분에 특성이 하락하는 degradation 현상이 나타날 수 있다. 특히 수소가 안정성에 큰 영향을 준다고 발표했다. 박 교수는 현재 OLED TFT의 주류는 LTPS이지만 패널이 대면적화 될수록 oxide와 LTPS와의 기술 경쟁이 나타날 것이고 cost efficiency와 해상도 등 다양한 factor에서 높은 성능을 발휘하는 TFT가 시장을 장악할 것이라고 밝히며 발표를 마쳤다.

 

[2015 OLED 결산 세미나] 고려대학교 홍문표 교수, 플렉시블 OLED의 핵심이슈를 되짚다.

4일 유비산업리서치가 개최한 ‘2015 OLED 결산 세미나’에서 고려대학교 홍문표 교수는 ‘Flexible AMOLED용 Gas Barrier 기술개발 현황’이라는 제목의 강연을 통해 플렉시블 OLED의 개요와 기술적인 이슈, 플렉시블 OLED에 적용되는 encapsulation들에 대하여 심층적으로 이해하는 시간을 가졌다.

플렉시블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 특성을 그대로 유지하면서 기존 유기기판이 아닌 깨지지 않으며, 휘거나 구부리거나 말 수 있는 유연한 기판 위에 제작된 디스플레이를 의미한다. 홍 교수는 플렉시블 디스플레이는 소비자와 패널 maker를 동시에 만족시킬 수 있는 차세대 디스플레이라고 강조하며 OLED가 LCD보다 더 유용하게 적용할 수 있는 분야라고 밝혔다.

플렉시블 디스플레이에는 크게 기판과 TFT array 공정, 디스플레이 공정 이라는 3가지의 기술적인 이슈가 있으며 application과 cost 등 부수적인 이슈들이 있다. 이 날 홍 교수는 기판, 디스플레이 공정에 대한 핵심 기술에 대한 내용을 발표했다.

플렉시블 디스플레이에는 유리기판이 아닌 휘어질 수 있고 충격에 강한 플라스틱 기판을 사용한다. 그래서 플라스틱 기판을 다루는 handling 기술은 플렉시블 디스플레이 제작에 핵심적인 기술로 꼽힌다. 홍 교수는 “Handling 기술에는 adhesive를 사용해서 플라스틱 기판을 carrier glass에 붙이고 공정을 진행하는 film lamination 방식과 PI기판을 carrier glass에 코팅한 후 공정을 진행하는 vanish coating 방식이 주요하게 쓰인다.”고 밝히며 어떤 방식을 사용하던지 플라스틱 기판을 glass에서 떼내는 debonding 기술이 수율에 결정적인 역할을 한다고 강조했다.

홍 교수는 이어서 디스플레이 공정 중 encapsulation 기술에 관해 논했다. Encapsulation 기술은 디스플레이의 수명을 증가시키기 위해 OLED panel의 성능에 영향을 주는 수분과 산소의 투습을 방지하는 기술을 말하며 OLED panel의 수율을 결정짓는 핵심 공정이기 때문에 각 OLED panel 제조 업체는 최적의 encapsulation 기술을 찾는데 집중하고 있다.

현재 플렉시블 OLED에 적용되는 encapsulation의 핵심 이슈로는 barrier coating에 대한 것이 가장 중요하게 꼽힌다. Barrier coating은 기존 유리기판을 플라스틱으로 대체하면서 발생하는 한계를 극복하기 위해 플라스틱 기판에 부착하는 코팅을 말한다. 플렉시블 encapsulation에는 기존 glass encapsulation에 쓰이는 can type나 frit seal과 같은 기술이 사용될 수 없기 때문에 플렉시블에 적용 가능한 face seal이나 TFE과 같은 기술이 사용된다. 또한 투습되는 산소와 수분의 양은 10-6g/m2day이하가 되어야 하기 때문에 고성능의 barrier coating 기술이 필요하다.

플렉시블 OLED에 barrier coating이 사용될 때 일반적으로 3가지 문제가 발생한다. 먼저 물리적으로 크랙이나 파티클이 발생할 수 있다. 이와 관련하여 홍 교수는 공정 관리를 잘해주면 해결 가능하다고 밝혔다. 두번째로는 플라스틱 필름의 표면에 마이크로 단위 크기의 defect가 발생할 수 있다. 이에 대해서는 공정을 최적화해서 해결 가능하다고 밝혔다. 마지막으로 나노사이즈의 pin hole이 생기는 문제가 발생할 수 있는데 이에 대해서는 barrier coating을 다층박막으로 형성해 해결할 수 있다고 밝혔다.

홍 교수는 보통의 OLED 패널을 제작할 때는 encapsulation 층의 두께가 크게 이슈가 되지 않지만 플렉시블 OLED 패널을 제작할 때는 두께가 핵심적인 이슈가 된다고 강조하며 PECVD로 passivation 층을 올리고 그 위에 gas barrier cover plate를 합착하는 hybrid 구조의 encapsulation이 이에 대한 솔루션이 될 수 있다고 발표했다.

또한 Hybrid encapsulation 제조 시 가장 적합한 공정 기술은 R2R이지만 CVD를 R2R에 적용할 경우 적절한 특성이 나오지 않기 때문에 sputtering을 사용하는 방향으로 연구되고 있다고 하며, sputtering 장비에 반사판을 설치하여 중성화 빔이 방출하도록 유도하면 target 박막을 안정화시켜 기존 sputtering 공정 중에 발생되는 defect를 줄일 수 있다고 밝혔다.

 

미리 보는 “2015 OLED 결산 세미나”

LG디스플레이는 지난 26일 이사회를 열어 세계 최대 규모로 OLED 중심의 P10 공장 건설 등에 총 1조 8,400억원 규모의 투자를 결정했다고 밝혔으며, 삼성 디스플레이는 본격적으로 OLED 패널에 대한 외부 업체 공급 활성화에 나서고 있다. 하지만 현재 디스플레이 시장은 저성장 국면에 접어들고 있어 각 업체들은 신기술 개발과 생산성 증대를 통해 시장 경쟁력 강화에 총력을 기울이고 있다.

12월 4일 유비산업리서치에서 개최하는 ‘2015 OLED 결산 세미나’는 디스플레이 산업에 대한 시장 경쟁력 강화에 대한 이슈를 미래 성장동력인 투명 플렉서블 기술과 발광재료, 장비, AMOLED 패널 산업, oxide TFT 기술, OLED 제조 기술 등 다양한 주제의 강연을 통해 재고해볼 수 있을 것으로 기대된다.

LG디스플레이의 김정현 단장은 ‘투명 플렉서블 디스플레이의 미래’라는 제목의 강연을 통해 투명 디스플레이의 현재 개발동향과 미래에 대한 전망에 대해서 심도 있게 논할 예정이다. 투명디스플레이는 디스플레이가 나타나는 영역이 투명해 뒤의 사물을 볼 수 있는 형태의 디스플레이이다. 플렉시블 디스플레이는 내구성과 디자인 자유도가 높은 장점이 있기 때문에 투명 플렉시블 디스플레이는 기존 투명 디스플레이보다 더 다양한 적용분야가 있을 것으로 전망된다. 김 단장은 이번 강연에서 LG디스플레이가 생각하는 플렉시블과 투명 디스플레이의 가치와 application에 관해 구체적으로 발표할 예정이다. 패널 업체들은 이번 발표를 통해 투명 플렉시블 패널 개발이 디스플레이 산업에 미칠 영향과 앞으로 나아가야 할 방향에 대해서 알 수 있을 것으로 보인다.

덕산네오룩스 강성기 전무는 ‘AMOLED용 유기재료의 기술, 산업 동향’라는 제목의 강연을 할 예정이다. 강 전무는 이번 발표에서 발광재료 시장의 현재 상황과 앞으로 나아가야 할 방향에 대해서 논할 예정으로서, 특히 플렉시블 디스플레이와 R2R공정, 투명디스플레이 등에 대한 개발 이슈를 논하고 적용 가능한 소재에 대해 발표할 예정이다.

이 밖에 순천향대학교의 문대규 교수와 한양대학교 박진성 교수, 고려대학교 홍문표 교수는 ‘OLED 제조기술 동향(문대규 순천향대 교수)’와 ’OLED용 산화물 TFT 기술 동향(박진성 한양대 교수)’, ‘플렉시블 OLED용 가스 베리어 기술(홍문표 고려대 교수)‘라는 주제로 OLED의 backplane과 발광층, encapsulation 등에 관해 종합적으로 발표할 예정이다. 또한 유비산업리서치의 이충훈 대표이사는 ‘AMOLED 패널 산업 동향과 시장 전망’ 이라는 주제로 현재의 OLED 산업과 기술을 분석하고 이를 통해 2016년의 디스플레이 사업 판도를 전망할 예정이다.

UNIST 박장웅 교수, 투명전극의 현재와 미래에 대해 논하다.

11월 26일 개최된 ‘2015 국제 신소재 및 응용기술전참관 및 그래핀 투명전극 소재 별 기술 개발 동향 및 발전방향 세미나’에서 울산과학기술대학교 박장웅 교수는 ‘그래핀과 Ag nano wire의 복합체를 이용한 고기능 유연투명전극 기술 개발동향 및 발전방향’이라는 주제로 투명전극에 대한 신기술과 개발 성과 등에 대한 심도 있는 강연을 했다.

투명전극은 통상 80% 이상의 고투명도와 면저항 500Ω/ㅁ 이하의 전도도를 가지는 전자 부품으로 LCD 전면 전극, OLED 전극 등 디스플레이, 터치스크린, 태양전지, 광전자 소자 등 전자분야에 광범위하게 사용되는 기술이다.

박교수는 투명전극의 주된 시장은 디스플레이와 터치스크린이라고 설명하며 2015년 US$3,400million 규모인 투명전극 시장이 2020년에는 US$4,800million까지 성장할 것으로 전망된다고 발표했다.

현재 주로 채용되고 있는 전극재료는 증착법이나 sputtering에 의해 제조되는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름이다. ITO는 면저항이 낮아 전기전도성이 우수하고 대량생산에 적합하다는 장점이 있다. 하지만 주원료인 인듐이 중국에서 독점하고 있는 희소성이 있는 물질이며, 공정온도가 높다는 단점이 있어 대체물질을 찾기 위한 연구가 지속되고 있다.

이런 연구를 통해 그래핀과 CNT(Carbon Nano Tube), Ag nano wire, metal mesh 등이 ITO를 대체할 수 있는 물질로 각광받고 있다. 하지만 박교수는 현재 개발되고 있는 투명전극들은 전기적 광학적 특성 등에서 ITO를 넘어서기 힘들다고 강조했다. 대신 디스플레이의 형태가 변화됨에 따라 ITO가 사용될 수 없는 형태의 디스플레이에 대체 물질이 쓰일 수 있을 것이라고 설명했다.

현재 ITO는 평면 디스플레이의 주요 전극 재료로 쓰이고 있다. 하지만 mechanical stress에 취약하기 때문에 유연성에 한계가 있어 플렉서블 디스플레이에 적용되기 힘들 것이라는 시각이 있었다. 이와 관련해 박교수는 “디스플레이의 곡률반경에는 ITO의 특성보다 기판의 두께가 더 중요한 요소이기 때문에 기판의 두께가 얇아진다면 플렉서블 뿐만 아니라 폴더블 디스플레이에도 ITO가 충분히 적용될 수 있을 것이다.”라며 “구부려지는 것은 상관없지만 문제는 잡아당길 때 특성이 파괴되기 때문에 stretchable 디스플레이가 불가능하다.”고 밝혔다.

박교수는 smartwatch를 포함한 wearable 디스플레이 시장이 성장하기 위해서는 사용자가 느끼는 착용감이 중요하다고 강조하며 “사람의 인체는 곡률반경이 정해져 있지 않기 때문에 기존 wearable 디스플레이의 착용감을 높이기 위해 다양한 축의 구부림이 가능한 stretchable 패널 적용이 필수적이며 이를 위해서 ITO를 대체할 수 있는 투명전극이 필요하다.”고 발표했다.

예를 들어, 시계 형태의 애플리케이션은 손목을 감는 스트랩 부분까지 stretchable 디스플레이로 대체할 수 있으며, 안경 형태의 애플리케이션은 렌즈와 같은 곡면 부위에도 stretchable 디스플레이를 적용할 수 있다. 또한 섬유산업에서도 스마트 섬유라는 개념으로 전자회로화 할 수 있는 연구가 속속 선보이고 있다.

박교수는 ITO를 대체하는 투명전극에 대한 연구결과로 그래핀과 Ag nano wire의 복합 구조체를 제시하였다. Ag nano wire는 그래핀의 높은 면저항을 낮추어주는 역할을 하고 그래핀은 Ag nano wire의 산화를 막는 역할을 하기 때문에 서로 상호보완적인 관계가 될 수 있다고 설명했다. 또한 박교수는 연구를 통해 90%이상의 투과율과 30Ω/ㅁ이하의 면저항을 달성했다고 밝히면서 “특히 stretchability를 100%까지 높였기 때문에 stretchable 디스플레이에 적용하기 적절하다.”고 강조했다.

박교수는 해당 투명 전극은 디스플레이뿐만 아니라 투명 stretchable 센서와 투명 TFT 등에도 적용할 수 있다고 밝히며 이와 관련된 연구도 지속하고 있다고 하며 발표를 마쳤다.

 

유비산업리서치 “2015 OLED 결산 세미나” 개최

LCD에 대한 중국 디스플레이 기업들의 공격적인 투자에 대응하기 위해 삼성디스플레이와 LG디스플레이는 flexible OLED와 TV용 대형 OLED 패널을 주축으로 OLED 사업에 대한 투자를 늘리고 있다.

LG 디스플레이는 ‘OLED 알리기’를 통한 공격적인 마케팅을 지속하고 있으며 삼성 디스플레이는 본격적으로 외부 업체 공급 활성화에 나서고 있다. 애플도 차기 제품에 OLED를 적용할 것으로 예상되면서 디스플레이 산업에서 OLED 시장이 크게 확대될 것으로 기대를 모으고 있다.

다가올 2016년의 OLED 사업의 동향과 방향제시를 위해 유비산업리서치(대표 이충훈)는 오는 12월 4일 서울 강남구 HJ컨벤션센터에서 『2015 OLED 결산 세미나』를 개최한다고 밝혔다.

이 자리에서 유비산업리서치 이충훈 대표이사는 한국기업을 중심으로 한 OLED 산업의 현재 현황을 분석하여 2016년의 OLED 사업 판도를 전망할 예정이다.

LG디스플레이 김정현 단장은 디스플레이 산업 시장 전망과 신시장 창출의 필요성과 미래 성장동력인 투명 플렉서블 디스플레이의 미래와 개발 동향에 대해 발표한다.

덕산네오룩스 강성기 전무는 Display의 개발 이력을 살펴보고, AMOLED용 유기재료에 대한 기술 개발에 대한 과거와 현재, 미래를 공유하고 산업계의 SCM및 기타 시장 정보에 대해 논의하고자 한다.

그 밖에도 △OLED 제조 기술 동향(순천향대학교, 문대규 교수) △OLED용 산화물 TFT 기술 동향(한양대학교, 박진성 교수) △ (고려대학교, 홍문표 교수) 대해 다뤄질 예정이다.

ETRI, 그래핀을 적용한 OLED 조명 공개

11월 19일부터 21일까지 개최된 2015 대한민국 산업기술 R&D 대전에서 ETRI(한국전자통신연구원)은 OLED 조명과 그래핀과 관련된 연구 성과를 공개했다.

ETRI는 2013년부터 ‘그래핀 소재/부품 상용화 기술 사업’ 국책과제 중 세부 과제인 “그래핀 응용 OLED 소자/패널 기술개발”의 주관 기관으로 참여하고 있다. 이 과제의 최종 목표는 면저항 15Ω 이상이며 투과도 90% 이상, 두께 3nm, 면저항 균일도 5% 이하, 표면조도 5nm이하, 면적은 5.5세대 이상인 그래핀 전극 소재와 WVTR 10-6 g/m2이하, 면적은 5.5세대에 55인치 OLED 패널 적용 가능 수준인 그래핀 기반 방진막 소재, ITO 양극 OLED 대비 외부광자효율이 90%이상인 그래핀 양극 OLED, 그래핀이 적용된 대각 사이즈 1300mm 이상의 OLED 패널 시제품 개발이다.

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이번 전시회에서 ETRI는 그래핀을 전극으로 적용한 OLED 조명을 공개하였다. ETRI의 이정익 박사는 “최근 ITO전극을 대체하기 위해 그래핀 전극에 대한 관심이 높아지고 있다. 그래핀 전극을 적용하기 위해서는 광학적, 전기적, 공정적인 요소를 고려해야 한다.”며, “ITO 대신 그래핀을 OLED 전극으로 사용할 경우 광학적으로는 두께와 굴절률이 바뀌며, 전기적으로는 에너지 준위가 바뀌기 때문에 이를 고려해서 설계를 해줘야 한다. 또한 공정적으로는 전극 공정의 전후 공정과 맞추어 설계해야 한다.” 라고 강조하였다. 또한 현재 광학적, 전기적 문제들은 해결된 상태이며 공정적인 문제를 연구 중에 있고, 올해 안에 공정 문제 해결과 관련된 연구 결과를 공개할 예정이라고 밝혔다.

그래핀은 resistivity가 높기 때문에 flexible과 foldable에 유리한 차세대 전극 재료로 알려져 있다. 이정익 박사는 “그래핀이 resistivity가 높을 뿐만 아니라 투명전극으로 쓰일 때 ITO에 비해 시야각이 넓다는 것도 중요한 장점이며, 특히 백색광원은 시야각에 따라 spectrum이 바뀌면 안되기 때문에 그래핀이 적용되기 좋다.” 라고 밝혔다.

그래핀은 응용범위가 넓은 핵심소재로서 전극 뿐만 아니라 OLED의 encapsulation등 다양한 분야로 개발되고 있다. 미래창조과학부는 2025년까지 국내 그래핀 시장이 19조까지 성장할 것으로 예측했으며, 이번 국책과제의 전담기관인 한국산업기술평가관리원은 그래핀을 통해 9개의 세계 1등 기술을 개발하고 17조원의 매출을 달성하겠다는 목표를 내세웠다. 이와 관련하여 이정익 박사는 “외국에 비해 국내의 그래핀에 대한 투자는 아직 적은 편이며, 국내 기업과 정부 기관이 고부가가치 산업에 좀더 관심을 기울일 때”라고 강조하였다.

[인물탐방] SAES 그룹 OLED/OLET 사업부의 Encapsulation 파트 개발자, Mauro Riva 박사

SAES 그룹의 OLED/OLET 사업부의 개발자인 Mauro Riva 박사는 10월27일부터 29일까지 개최된 OLEDs World Summit에서 ‘The Encapsulation Question’라는 제목의 발표와 OLEDNET과의 인터뷰를 통해 OLED에 대한 자신의 관점과 SAES 그룹의 기술에 대해 논했다.

Encapsulation은 습기와 산소를 차단해 전극물질과 발광층의 산화를 막고 기계적, 물리적 충격에서 디바이스를 보호하기 위해 필요한 공정이다. 기본적인 encapsulation 배열 방법은 glass-to-glass와 barrier film lamination, thin film encapsulation 방법, 이렇게 3가지로 나누어진다. Glass-to-glass 배열 방법은 소형 모바일 양산에 쓰이는 rigid AMOLED에 적용되며 barrier film lamination과 thin film encapsulation 배열 방법은 플렉시블 AMOLED에 사용된다. 그리고 barrier film lamination은 TV에 쓰이는 대면적 AMOLED 패널에 사용된다.

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Source: SAES Group, OLEDs World Summit 2015

Riva 박사에 따르면 OLED 재료가 산화제와 습기에 대해 민감해서 발생하는 문제들은 OLED 등장부터 encapsulation이 발전한 현재까지도 아직 완전하게 해결되지 않았다. 그는 OLED 물질이 열과 방사선에도 매우 민감할 수 있기 때문에 공정에 대한 많은 제약을 만들어낸다고 덧붙였다. Encapsulation 기술은 OLED 디바이스의 수명과 직접적으로 연관이 있다. Riva 박사는 OLED 수명과 관련된 기술을 둘러싼 현재 이슈들에 대한 문제를 제기했다. 그는 “현재 encapsulation 기술은 많은 진보를 이루었다. 하지만 OLED 구조와 재료, 환경, 어플리케이션 등에 따라 다양한 encapsulation 솔루션이 요구되며 통합된 한가지의 솔루션은 존재하지 않는다.”고 강조했다. 이와 같이, encapsulation 재료는 요구되는 배리어 특성을 만족하면서도 OLED 디바이스의 각각 다른 유형을 충족하도록 설계되어야 한다. 그래서 이 기술을 완벽하게 적용하는 것은 매우 도전적인 과제며, Riva 박사에 따르면 encapsulation 재료 공급 업체와 OLED 패널 제작 업체 사이에 깊은 협력이 요구된다.

Encapsulation 기술 진보를 위한 SAES 그룹의 역할에 대해서 Riva 박사는 측면 sealant와 active transparent filler, dispensable getter에 대한 대규모 포트폴리오를 공급하고 있다고 발표했다. 그는 해당 포트폴리오는 “특정 고객들을 위한 특수 OLED 디자인과 공정”이라는 주제이며 기능성 고분자 화합물(FPC : Functional Polymer Composites)에 대한 깊은 노하우에 대한 결과라고 설명했다. Riva 박사는 OLEDs World Summit에서의 발표 중 FPC에 대해서 논하며 이 포트폴리오에 관해 “수많은 다양성을 내포하고 있다.”고 강조했다.

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Source: SAES Group, OLEDs World Summit 2015

SAES 그룹의 FPC 제품들이 실제로 적용되는 방법과 관련해서 Riva 박사는 FPC 제품들은 screen printing과 blading, syringe, ink-jetting, ODF (one drop filling)으로 증착이 가능하다고 설명하며 특히 TFE 구조에 적용될 경우 더 간단하고 안정적으로 제작할 수 있다고 밝혔다. Riva 박사는 FPC가 encapsulation 공정을 좀 더 효과적으로 하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 믿으며 SAES 그룹이 getter와 정제 기술, 첨단 소재에 대한 전문적인 지식을 바탕으로 FPC를 기반으로 하는 완벽한 OLED encapsulation 솔루션을 제공할 수 있다고 밝혔다. SAES 그룹는 매 년 순 매출액의 11%를 대학, 연구기관과의 협동 연구에 할당하고 있다. SAES 그룹은 현재 많은 업체와 협력을 하고 있으며 OLED 조명과 공정장비, 전문식품포장, gas barrier film 같은 다양한 분야에 관심을 기울이고 있다. SAES 그룹은 좀 더 시장성이 있는 OLED 디바이스를 개발하는데 핵심 역할을 담당하기 위해서 이런 선제적이고 협력적인 R&D를 주도하고 있다.

Visionox, 604PPI의 고해상도 디스플레이 기술을 개발하다.

11월 12일 Visionox에 따르면 최근 FMM(Fine Metal Mask)을 사용한 증착기술을 통해 604PPI(약 4.85inch)의 고해상도 full color OLED 패널을 개발했다고 밝혔다.

Visionox Z-Type(Source : OLED-info)

Visionox는 2014년 Z-Type이라는 새롭게 개발한 픽셀구조로 570PPI의 RGB AMOLED 패널을 개발한 바 있다. Z-Type은 blue sub-pixel의 크기를 늘리고 green과 red sub-pixel을 그 옆에 배치한 pixel 구조이다. 이번에 발표한 패널은 이보다 35PPI가 더 높아진 604PPI이다. 이로써 Visionox의 고해상도 OLED 기술이 한 단계 더 발전한 것으로 보여진다.

 

이번에 개발된 패널은 자체 개발 pixel 레이아웃과 중국 업체들끼리 공동 개발을 한 FMM을 적용하였다. Pentile 방식이 아닌 real RGB 방식으로 제작되었으며, 해상도는 2,560 × 1,440 이다.

 

중국업체들의 고해상도 AMOLED 패널 기술개발이 빠르게 진행되고 있다. Everdisplay는 2015년 8월 734PPI의 6인치 패널을 공개 했으며 한국의 패널업체와의 기술격차는 현재 빠르게 줄어들고 있는 것으로 분석된다.

Visionox는 이번에 개발한 OLED 패널은 Visionox의 고해상도 OLED를 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있고, 현재의 연구성과를 잘 보여주는 것이라고 밝혔다. 또한 이번 기술 개발 발표를 통해 유비산업리서치는 고해상도 AMOLED 패널 양산이 한 층 앞당겨졌다고 분석했다.

604PPI High Resolution Display Panel (real RGB)(Source : Visionox)

 

[IWFPE 2015] ITO의 자리를 꿰찰 소재는?

지난 11월 4일부터 ‘2015 국제 인쇄전자 및 플렉서블 디스플레이 워크숍(IWFPE 2015)’가 전주 르윈호텔에서 열렸다. 이번 워크숍에서 OLED 디스플레이 관련 발표 중에는 ITO의 대체 소재에 대한 언급이 많았다.

미국의 리서치 업체 Touch Display Research의 CEO, Jennifer Colegrove박사는 2015-2016의 핫 트렌드를 발표했다.  Colegrove박사가 발표한 핫 트렌드는 고해상도화, 투명 디스플레이, 웨어러블 디바이스, 플렉서블 디스플레이 등이 포함되어 있다. 핫트렌드 중 특히 touch panel에 관련해서 ITO 대체 소재를 꼽았다. ITO를 대체할 수 있는 소재로는 메탈 메쉬, 실버 나노와이어, CNT, 그래핀 등을 언급했다. Colegrove박사는 ‘ITO를 대체할 수 있는 소재는 플렉서블 디스플레이에 맞출 수 있게 유연해야 하며, 효율이 좋은 재료가 필요하다’라고 덧붙였다.

한화테크윈의 조성민 연구원은 ITO보다 균일도가 높은 그래핀이 미래의 소재가 될 것이라고 발표했다. 특히 그래핀은 저항이 ITO 보다 낮아 좋은 특성을 보이지만, 제작 시 발생하는 파티클과 높은 비용은 해결해야 할 이슈라고 말했다. 때문에 중국에서는 그래핀에 관련된 국책과제들이 선정되어 기술 개발에 힘쓰고 있다고 덧붙였다.

ETRI의 이현구 책임연구원은 ETRI, 성균관대, KAIST에서 공동 개발한 다층 그래핀이 ITO를 대체할 수 있는 소재가 될 것이라고 발표했다. 특히 투과율이 높아 미래의 투명 디스플레이에 적합하고, 고해상도 top emission 구조에서 실버 나노와이어 소재와 비교해 디스플레이의 밝기가 더 높다는 결과를 소개했다.

앞으로 미래의 디스플레이 산업 발전을 위해 ITO의 대체 전극개발이 이슈이며, ITO 대체 전극의 하나로 그래핀에 대한 연구개발이 적극적으로 이루어질 것으로 예상된다.

[IWFPE 2015] AUO의 Bendable AMOLED

AUO가 전주에서 열린 IWFPE 2015에서 지난 8월에 공개한 bendable AMOLED의 컨셉과 기술에 대해 발표했다.

발표자인 AUO의 R&D manager Terence Lai는 “Bendable AMOLED는 display의 bending 특성을 활용하여 새로운 user interface를 구현할 수 있으며, 기존의 터치 인터페이스를 변화시키는 혁신이 될 수 있다.”라고 발표하였다.

AUO의 bendable AMOLED는 5인치, 295 PPI이며, LTPS TFT와 hybrid encapsulation을 적용했으며 top emission 구조이다. 두께는 0.2mm이며 file type의 bending sensor를 적용하여 bending의 방향에 따라 다양한 기능을 할 수 있다.

현재 Flexible AMOLED는 curved에서 bendable을 건너뛰고 foldable로 가는 트랜드로 주요 panel업체들과 연구소에서 foldable 위주의 개발이 진행되고 있다.

AUO가 공개한 bendable AMOLED panel이 foldable로 직행하는 flexible AMOLED 개발 트렌드에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대되며, bendable에 적합한 application과 bending 특성을 활용한 기능 개발이 이슈가 될 것으로 분석된다.

AUO's 5" bendable AMOLED prototype

AUO’s 5″ bendable AMOLED prototype

 

Silver Nanowire, Flexible 디스플레이의 핵심소재로 주목받다.

공주대학교 김상호 교수는 9월 1일 서울 코엑스에서 개최된 IPEC(International Printed Electronic Conference) 2015에서 “Silver nanowire 기술은 현재 상업화 초기 과정에 있으며, 앞으로 디스플레이 시장의 핵심 소재가 될 것이다.”라고 말했다.

김교수는 flexible display의 bending radius가 감소할 때 TSP(Touch Screen Panel)소재로 쓰이는 silver nanowire에 2가지 주요 이슈가 생긴다고 발표하였다. 먼저 bending시 겹쳐져 있는 배선이 그림 1과 같이 느슨해지는 현상이 발생하며, 이 현상으로 인해 bending stability가 낮아진다고 밝혔다.

그림 1, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 1, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

김교수는 이 현상을 그림 2와 같이 두 배선을 thermal annealing 기술과 레이저 공정, IPL 광소결 기술을 활용한 welding (용접)하는 공법으로 해결이 가능하다고 발표하였다.

그림 2, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 2, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

다른 이슈로는 bending radius가 감소할 때 그림3과 같이 stress point에서 nanowire 사이의 contact stability가 낮아지는 현상이 나타난다고 밝혔다.

그림 3, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 3, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

김교수는 이 문제는 Tg값이 서로 다른 2개의 polymer를 섞어 그림 4와 같이 층을 깔고 경화시킨 후 그 위에 TSP를 올라는 undercoating 공정을 통해 해결할 수 있다고 발표하였다.

 그림 4, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 4, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

Silver nanowire는 기존에 쓰이던 투명전극 소재인 ITO보다 flexibility가 높고 저항이 적은 장점이 있어 flexible OLED에 최적화된 TSP(Touch Screen Panel)소재로 각광받았지만 디스플레이 시장에서 패널 양산 시 단가경쟁에서 ITO에 밀린다는 평가를 받아왔다.

하지만 최근 silver nanowire TSP에 햇빛이 반사되어 전체 스크린이 뿌옇게 보이는 haze 현상이 해결되고 포스터치 기술 등 향상된 TSP 성능이 요구되는 새로운 터치 기술이 등장하면서 단가의 차이에도 불구하고 silver nanowire를 차용하는 제품이 점점 증가하는 추세이다.

김상호 교수는 “Undercoating 기술과 welding 기술을 함께 사용하여 TSP의 면저항을 낮추고 bending stability를 크게 높일 수 있기 때문에 차후 flexible 디스플레이에서 silver nanowire의 시장성이 커질 것으로 전망된다.” 라고 발표하였다.

 

[IMID 2015]UDC, 저 Mask OLED Patterning 기술 개발

현재 대면적 RGB OLED 패널을 제조할 수 있는 주요 방법으로 FMM(Fine Metal Mask)가 꼽히고 있지만 shadow effect와 mask total pitch 변동, mask slit tolerance의 문제로 수율이 제한적인 한계가 있다. 이런 한계는 해상도가 올라갈수록 점점 커지고 있어 OLED 패널 제조 시 사용되는 FMM 개수의 최소화는 RGB 방식 OLED의 주요 이슈였다.

UDC에서는 작년 SID 2014에서 “Novel Two Mask AMOLED Display Architecture”의 논문을 통해 기존의 3 mask를 사용하는 RGB-FMM 방식에서 mask 사용을 2장으로 줄일 수 있는 기술을 공개하여 큰 화제를 모았다.

Source : UDC, SID 2014

이 기술은 위의 그림과 같이 yellow와 blue 서브픽셀을 각각의 mask를 써서 증착한 후 green과 red 서브픽셀 위에 각 색의 color filter를 올리는 방식이다. 이 때 공정 후 아래 그림과 같이 픽셀이 형성된다.

Source : UDC, SID 2014

UDC는 이 기술을 통해 blue 전압을 줄일 수 있기 때문에 display 전체적인 수명이 향상되고 소비전력이 감소하는 장점을 가질 수 있다고 설명한 바 있다. 또한 이 기술을 통해 tact time을 감소하고 수율을 증가할 수 있다고 밝혔다.

이번 IMID 2015에서 UDC는 같은 제목의 연구를 발표하였다. 하지만 구체적인 내용은 작년에 발표한 내용보다 한 단계 발전하였다. 먼저 작년 SID에서 UDC는 RGB방식에 비해 패널의 수명을 2배 향상할 수 있다고 발표했지만 이번 IMID에서는 3.3배 향상할 수 있다고 발표하였다.

또한 printing 방식으로도 기술 구현이 가능하며, 이 때 한번에 2줄의 픽셀을 print할 수 있는 장점이 있다고 밝혔다. UDC는 OVJP(Organic Vapor Jet Printing)가 printing방식을 적용할 때 가장 적합한 방식이라고 발표하였다.

UDC는 이번 논문에서 SPR(Sub-Pixel Rendering)이라는 새로운 기술을 발표하였다. 작년 SID에서 발표한 논문은 SPR이 적용되지 않은 방식으로 아래 [그림1]과 같이 한 픽셀당RGY와 B의 4개의 서브픽셀로 구동된다.

[그림1], Source: UDC, IMID 2015

이번 IMID에서는 SPR기술과 결합한 픽셀 구조를 선보였다. [그림2]과 같이 한 픽셀당 3개의 서브픽셀을 사용하여 구동하는 방식이다.

[그림2], Source: UDC, IMID 2015

이 경우 [그림3]과 같이 픽셀을 배열할 수 있기 때문에 더 적은 서브 픽셀로 구성이 가능하다.

[그림3], Source: UDC, IMID 2015

UDC는 SPR 기술을 통해 픽셀 한 개당 서브픽셀의 개수를 3개 이하로 줄일 수 있기 때문에 픽셀 당 data line의 개수와 TFT 개수를 같이 줄일 수 있다고 발표하였다.

UDC는 “이 기술은 면적이나 해상도에 관계없이 적용할 수 있기 때문에 앞으로 다양한 종류의 패널에 적용이 가능할 것으로 보인다.”고 밝혔다

HUD와 HMD, 가상현실을 만나 날아오르다.

7월 31일 건국대학교에서 진행된 SID 2015 리뷰 워크샵에서 인하대학교 박재형 부교수는 SID 2015에서 HUD(Head Up Display)와 HMD(Head Mount Display)에 대한 관심이 증가했다고 발표하였다.

HUD는 단순히 외부를 보여주고 비바람을 막아주는 기존 앞 유리의 역할을 넘어서서 운전자에게 다양한 정보를 제공하는 기술을 의미한다. HUD의 도입으로 운전자들은 도로에서 눈을 떼지 않고도 차량과 목적지 정보를 파악할 수 있다. 이 때 단순한 디스플레이가 아니라 사용자의 동작을 인식하여 디스플레이에 반영한다는 것이 AR(증강현실) HUD이다.

일본의 Ricoh사는 SID 2015의 논문을 통해 차량이 자발적으로 조작에 개입하는 장치를 ADAS(Advanced Driving Assistance System)라고 명칭하면서 여기서 얻은 정보를 HUD에 반영하여 사용자의 인식과 판단을 도와줄 수 있다고 발표하였다. 이 때 명암비를 높여 디스플레이가 현실과 일치되어 중첩되게 하고 허상과의 거리가 5m 정도가 될 경우 더 향상된 AR을 구현할 수 있다고 발표하였다.

HMD는 머리에 착용하는 디스플레이 장치를 말하며 다른 디스플레이와 차별화되는 몰입감을 가지고 있다. 또한 넓은 시야각을 가지고 있기 때문에 현장감이 증대되어 엔터테이먼트용 디스플레이 장비로 많이 쓰였지만 최근 AR에 대한 관심이 높아지면서 AR용 디스플레이 기기로 각광받고 있다.

이번 SID 2015에서 Zwickau 응용과학 대학은 초점거리를 조절하여 상이 맺히는 거리를 사용자에 맞게 바꾸어 AR이 자연스럽게 구현되는 HMD 장치를 설계하였다. 중국 저장대학교 광학공학과에서는 3차원 공간상의 모든 점에서 모든 방향으로 빛이 얼마만큼의 세기를 가지는지를 표현하는 Light Field라는 개념을 사용하여 각각의 눈에 홀로그램의 보여주는 방식으로 향상된 AR을 구현하였다.

박재형 부교수는 “SID 2015를 기점으로 하여 AR과 연계된 HMD와 HUD에 대한 관심과 연구가 크게 증가할 것이며 앞으로 이런 경향이 지속될 것으로 보인다.”라고 설명하였다.

삼성전자는 헤드셋에 갤럭시 S6 또는 갤럭시 S6 엣지를 꽂아서 사용하는 HMD 기기인 ‘삼성기어 VR’을 출시하였다. Oculus VR와 Sony Computer Entertainment는 각각 OLED를 적용한 VR 헤드셋 제품인 ‘Oculus Rift’와 ‘Project Morpheus’의 시제품을 발표하고 내년 1분기(Oculus)와 상반기(SCE) 중에 소비자용 정식 버전을 출시할 예정이다. 에이치엘비는 HUD 최초로 ‘허상 거리구현방식’을 적용한 제품인 ‘AproVIEW S2’를 출시한 바 있다.

박재형 인하대 부교수, SID 2015 리뷰 워크샵