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OLED Encapsulation, TFE is the Top Trend

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  • Expected application of TFE to all edge type and full screen use flexible OLED
  • PECVD manufacturing equipment, 62% of total encapsulation manufacturing equipment market

 

According to 2017 OLED Encapsulation Annual Report published by UBI Research, of OLED encapsulation technology, TFE (thin film encapsulation) will be applied to approximately 70% of total OLED panel in 2021, and become the key encapsulation technology.

OLED display trend is heading toward minimizing bezel for full screen actualization from edge type, and flexible OLED is being considered as the most optimal display for full screen. As such, Chinese panel companies, as well as Samsung Display and LG Display, are concentrating on flexible OLED mass production line investment rather than rigid.

Flexible OLED must be thin and bendable; glass using frit encapsulation Is not suitable and TFE (thin film encapsulation) or hybrid encapsulation must be applied. TFE is a structure that is formed via laminating thin inorganic and organic materials. In the early stages of development, it had 11 layers of complex organic and inorganic material deposition with low yield. However, it now has been reduced to 3 layers and greatly improved productivity, yield, and cost and it is being applied to most of flexible OLED.

 

<Thin film encapsulation development history, 2017 OLED Encapsulation Annual Report>

 

Hybrid encapsulation, which uses barrier film, is being applied to some flexible OLED. However, due to the high cost of barrier film and relatively thick thickness, recent investment is focused on TFE application.

According to UBI Research analyst Jang Hyunjun, TFE encapsulation is expected to continue to be applied to edge type and full screen type flexible OLED panel, and related manufacturing equipment and material market will carry on their growth.

The report explains that TFE’s key manufacturing equipment are inorganic material forming PECVD and organic material forming ink-jet printer. In particular, PECVD is used in inorganic material film formation of hybrid encapsulation as well as TFE. Therefore, PECVD market is estimated to record US$ 6,820 million in 2017-2021, and occupy approximately 62% of the total encapsulation manufacturing equipment market.

 

<PECVD manufacturing equipment market volume, 2017, 2017 OLED Encapsulation Annual Report>

The report includes encapsulation related key manufacturing equipment and material market in addition to encapsulation development history and trend, and key panel companies’ trend.

OLED Encapsulation, TFE가 대세

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■ 모든 edge type과 full screen용 flexible OLED에 TFE 적용 예상

■ PECVD 장비, 전체 encapsulation 장비시장의 62% 점유

 

유비리서치에서 발간한 ‘2017 OLED Encapsulation Annual Report’에 따르면 OLED encapsulation 기술 중 TFE(thin film encapsulation)가 2021년 전체 OLED panel의 약 70%에 적용될 것이며, 핵심 encapsulation 기술이 될 것으로 내다봤다.

 

OLED display trend는 최근 edge type에서 bezel을 최소화하여 full screen을 구현하는 형태로 진행되고 있으며, flexible OLED가 full screen 구현에 최적화된 display로 손꼽히고 있다. 따라서 Samsung Display와 LG Display를 비롯한 중국 panel 업체들도 rigid가 아닌 flexible OLED 양산라인 투자에 주력하고 있는 상황이다.

Flexible OLED는 얇고, 휘어질 수 있어야 하므로 glass를 사용하는 frit encapsulation은 적합하지 않아 TFE(thin film encapsulation) 또는 hybrid encapsulation이 적용되어야 한다.

TFE는 얇은 무기물과 유기물을 적층하여 형성하는 구조로 개발 초기에는 11 layers의 유,무기 적층으로 복잡한 공정과 낮은 수율이었으나 현재는 3layers까지 감소시켜 생산성과 수율, 비용을 크게 향상되어 대부분의 flexible OLED에 적용되고 있다.

 

<Thin film encapsulation 개발 history, ‘2017 OLED Encapsulation Annual Report’>

 

 

일부 flexible OLED에는 barrier film을 사용하는 hybrid encapsulation도 적용되고 있으나 높은 가격의 barrier film과 상대적으로 두꺼운 두께 등으로 인하여 최근 진행되고 있는 투자는 모두 TFE가 적용되고 있는 추세이다.

 

유비리서치의 장현준 선임연구원에 따르면 “TFE encapsulation은 edge type과 full screen type의 flexible OLED panel에 지속적으로 적용될 것으로 예상되며, 관련 장비와 재료시장이 지속적으로 성장할 것”이라 밝혔다.

 

보고서에 따르면 TFE의 핵심 장비는 무기물을 형성하는 PECVD와 유기물을 형성하는 ink-jet printer이며, 특히 PECVD는 TFE 뿐만 아니라 hybrid encapsulation의 무기막 형성에도 적용된다. 따라서 PECVD 시장은 2017년부터 2021년까지의 68.2억달러의 시장 규모로서 전체 encapsulation 장비시장에서 약 62%를 차지할 것으로 예상했다.

 

<PECVD 장비 시장 규모, 2017, ‘2017 OLED Encapsulation Annual Report’>

 

이번에 발간된 보고서에서는 encapsulation의 개발 히스토리와 동향, 주요 Panel 업체들의 동향을 비롯하여 encapsulation 관련 핵심 장비들과 재료 시장을 다루고 있다.

AIXTRON, R&D용 encapsulation 장비 OPTACAP 공급

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증착장비 생산 기업인 AIXTRON은 9월 9일 OPTACAP라는 이름의 encapsulation 장비를 아시아 주요 디스플레이 생산 업체에 공급했다고 밝혔다.

OPTACAP encapsulation 장비는 200 mm x 200 mm size이며, R&D에 활용될 것으로 밝혔다. AIXTRON사는 “이 장비가 2015년 3분기에 주문되었으며 2016년 1분기에 출하될 예정이다. 또한  OPTACAP 장비의 PECVD 기술을 통해 OLED 디스플레이와 OLED 조명, 유기 광전지 등의 제조 공정 중 TFE에 사용되는 barrier film을 증착할 수 있다”라고 발표하였다.

AIXTRON SE.의 CTO(최고 기술 책임자)인 Andreas Toennis는 “TFE는 OLED 제조공정에서 필수적인 과정으로 AIXTRON는 고품질의 barrier film을 빠르게 형성하는 공정에 대한 솔루션을 개발하였다. 이 솔루션은 rigid OLED뿐만 아니라 flexible OLED의 핵심적인 공정인 encapsulation 과정에 들어가는 생산 단가를 크게 감소시켜줄 것으로 기대된다.“라고 말했다.

한편 OPTACAP encapsulation 기술을 개발하기 위해 AIXTRON은 2015년 4월, 실리콘밸리에 위치되어있는 회사인 Plasma Si를 인수한 바 있다.