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What is the future of OLED?

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Choong Hoon Yi, president of UBI Research made a keynote speech with a theme “The Future of OLED” at ‘The 3rd OLED Korea Conference’ hosted by UBI Research for two days from March 8 to 9.

Choong Hoon Yi, president of UBI Research stated “100-inch rollable wall TV is the future of OLED”. “human eyes have a wide viewing angle so even if display covers the whole wall, there is no discomfort. Glass substrate OLED may be difficult to carry, and accordingly rollable display can be rolled up and delivered like a carpet.” he added.

He also predicted “plastic substrates and printing process for price cut will be suitable for rollable display. TFT and pixel production techniques made by Solution process will be a key to future technology”. If a speaker is built in rollable display, and a correspondence between the person and sound on the screen will represent a perfect display.

Choong Hoon Yi said the reasons for the success of OLED can be found out in the mobile market.
Firstly, 4K contents to be used for future TVs will be used in smartphones, and smartphones will also use 4K resolution.

Second, Apple will release the OLED iPhone this year, and there will be an Apple effect because Samsung Display is building the A3 line for Apple to produce 200 million 5.5-inch OLED displays.

Third, Chinese market accounts for 40% of the global smartphone market, and Chinese set companies have been rapidly increasing the release of smartphones.

Lastly, a flexible OLED to cover the full screen smartphone will have no home button and feature wide screen to satisfy visual functions, and its strengthened security system that reads fingerprint and pattern can be applied.

For the four reasons above, he expected OLED will be key in the future mobile market.

Meanwhile, he expected the shipments of OLED panel will be 1.7 billion in 2021, and the sales will amount to US$ 75 billion. Korean display companies will represent more than 80% of the total market in 2021, and China will take up 10~15%. In addition, he forecast that display panel companies will make a new investment in flexible OLED which will account for 70% of the total OLED market.

OLED의 미래는?

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유비산업리서치에서 3월 8일부터 9일까지 이틀동안 개최한 ‘제 3회 OLED Korea Conference’에서 유비산업리서치의 이충훈 대표는 “The Future of OLED”라는 주제로 keynote 발표를 했다.

 

이충훈 대표는 미래의 OLED 모습으로 “100인치의 rollable wall TV”를 언급했다. 이 대표는 “사람의 눈은 시야각이 매우 넓기 때문에 디스플레이가 벽 전체를 차지해도 불편함이 없다. 유리 기판의 OLED는 배송에 문제가 있을 것이며 카페트 형태로 말아서 배송할 수 있는 rollable display가 적합할 것”이라고 밝혔다.

“Rollable display를 구현하기 위해서는 plastic 기판과 가격 인하를 위한 printing 방식이 적합할 것이다. Solution process로 만들어지는 pixel 제조 기술과 TFT 제조 기술이 미래 기술의 핵심이 될 수 있을 것”이라고 전망했다. Rollable display에 스피커가 내장되고, 화면 속 인물과 소리가 일치 된다면 완벽한 디스플레이의 모습이 될 것으로 내다봤다.

 

이충훈 대표는 OLED가 성공할 수 밖에 없는 이유는 모바일 시장에서 해답을 찾을 수 있다고 언급했다.

첫번째 이유는 향후 TV에 사용되는 4K 콘텐츠가 스마트폰에서도 사용될 것이며 스마트폰 역시 4K 해상도 제품이 사용 될 것이라고 말했다.

두번째 이유는 Apple이 올해 출시할 아이폰에 OLED를 사용하게 될 것이며 삼성디스플레이가 5.5인치 기준 OLED 2억개 생산이 가능한 Apple 전용 A3 라인을 구축 중에 있어 Apple 효과가 발생할 것이라고 밝혔다.

세번째 이유는 전 세계 스마트폰 시장의 40%는 중국 시장인데 중국 세트 업체들도 OLED를 채택한 스마트폰 출시가 빠르게 증가하고 있다고 말했다.

마지막으로 flexible OLED가 구현할 full screen 스마트폰은 홈버튼을 없애며 화면이 넓어져 시각적 기능을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 지문과 패턴을 동시에 인식하여 강화된 보안 시스템을 적용할 수 있다고 언급했다.

위의 4가지 이유로 미래의 모바일 시장에서 OLED가 핵심이 될 것으로 전망했다.

 

한편, OLED panel 시장 전망에 대해서는 2021년에 출하량이 17억대, 매출액은 US$ 75 billion 규모를 달성할 것으로 전망했다. 한국 디스플레이 업체가 2021년에 전체 시장의 80% 이상을 차지할 것이며, 중국은 시장의 10~15%를 차지할 것으로 전망했다. 또한, 디스플레이 패널 업체들이 flexible OLED 중심으로 신규 투자가 이루어질 것이고, 2021년에는 전체 OLED 시장의 70%를 flexible OLED가 차지할 것으로 전망했다.

Visionox Announced OLED’s Own Innovative Technology is Flexible Display

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Visionox’s principle researcher Li Lin gave a keynote speech with a theme “Development of Foldable AMOLED Display” at the 3rd OLED Korea Conference held for two days from March 8 to 9 by UBI Research.

Principle researcher Li Lin explained the development trend of flexible display, saying “Initial CRT was originally developed as an oscilloscope, but due to the development of full-color technology, it has been used commonly in our lives. LCD was also developed as a segment display, but due to the development of semiconductor technology, TFT black plane was applied to LCD so that LCD could be able to be used for smartphone and large-screen TV as well. The combination of the latest electronic technology and material technology enables display innovation, and the most innovative technology of OLED different from existing displays is a flexible display, Visionox is intensively developing now”.

In addition, he introduced the development history of Visionox’s flexible display, unveiled touch sensor 7-inch foldable AMOLED display that was developed in November 2016, and announced this module featuring 180° out-folding passed a folding test.

<Flexible AMOLED display with the touch-sensor featuring 180° out-folding, Source: Visionox.com>

He added that in order to develop foldable display, it is very essential to improve reliability of TFT, use durable materials such as strong OCA, scratch-resistant and durable cover window film, thinner circular polarizer layer, and panel-combined touch panel, and decrease module thickness.

Meanwhile, principle researcher Li Lin said “The mass production of Flexible OLED panel finally depends on the yield improvement. But, skills and experience for mass production are still insufficient.” Regarding the question about the development of circular polarizer layer, he answered “Reducing thickness is a key. And, we are considering the way to combine with another layer.” Lastly, regarding the development of Touch panel, “Among various technologies, especially on-cell technology is now under examination”, and regarding materials, “Metal mesh seems to be a good alternative, but there is no specific plan yet” he announced.

UDC Introduced Organic Vapor Jet Printing That Keeps the Life time and Efficiency of OLED Emitting Material

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Mike Hack, vice president of UDC introduced solution process technology, OVJP (Organic Vapor Jet Printing) technology during the COLOR IS UNIVERSAL Session of “The 3rd OLED KOREA CONFERENCE” hosted by UBI Research.

Mike Hack emphasized “OVJP technology can still use OLED materials used for the deposition process unlike the existing ink-jet solution process, and FMM and solvent are unnecessary”.

Besides, he introduced UDC’s Novel BY Display Architecture. According to his announcement, this structure has increased the mask opening size for one-time 2 pixel deposition. Also, Novel BY Display Architecture features the alternate deposition of blue and yellow sub pixels instead of existing RGB, and red and green CF in half of yellow sub pixel is arranged in a vertical symmetrical fashion.

Mike Hack said “This structure maximized not only the fill factor of blue and yellow sub pixel but also the color reproduction rate, efficiency and life time of OLED panel”. He also mentioned it can reduce manufacturing costs due to the use of less than 3data per pixel and 2-step EML deposition(FMM).
Lastly, UDC closed its announcement adding that they aim at the development and commercialization of PH emitter and host.

Meanwhile, according to “Market Entry Analysis for Solution Process OLED” by UBI Research, the emitting material used for the ink-jet solution process employs a method of mixing various solvents in an emitting material used for the deposition process. It lowered the purity of a materials, thereby reducing emitting efficiency and life time. Despite this advantage, solution process can increase the usage efficiency of emitting materials without using color filter and manufacture large-screen OLED panels via RGB pixel structure without panel split through over Gen8 equipment. Due to this advantage, major panel companies are actively developing it and trying to achieve the preoccupancy of commercialization.

Visionox, OLED만의 혁신 기술은 flexible display

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유비산업리서치에서 3월 8일부터 9일까지 이틀동안 개최한 제 3회 OLED Korea Conference에서 Visionox의 Li Lin 수석연구원은 “Development of Foldable AMOLED Display” 라는 주제로 keynote 발표를 하였다.

Li Lin 수석연구원은 flexible display의 개발 트렌드를 설명하며, “초기의 CRT는 본래 오실로스코프로 개발이 되었으나, full-color 기술을 개발하며 일상에서 사용되기 시작하였다. LCD 또한 세그먼트 디스플레이로 개발 되었으나, 반도체 기술의 발전으로 TFT black plane을 LCD에 적용하여 스마트폰부터 대형 TV까지 LCD가 사용될 수 있었다. 이렇게 최신 전자 기술과 재료 기술의 통합으로 디스플레이의 혁신을 이룰 수 있었으며, 기존의 디스플레이와는 다른 OLED만이 할 수 있는 가장 혁신적인 기술은 flexible display로, 현재 Visionox가 집중적으로 개발하고 있는 분야”라고 언급하였다.

또한 Visionox의 flexible display 개발 역사를 소개하며, 2016년 11월에 개발 된 touch sensor가 적용 된 7 inch foldable AMOLED display 모듈을 공개하고, 이 모듈이 180°로 out-folding이 가능하고 40k번의 folding test를 통과하였다고 밝혔다.

<Touch sensor가 적용 된 180° 접이식 flexible AMOLED display, 출처 : Visionox.com>

Foldable display를 개발하기 위해서는 TFT의 신뢰성 향상과 더불어 강도가 좋은 OCA와 긁힘에 강하고 내구성이 좋은 cover window film, 두께가 감소 된 circular polarizer layer, 패널에 통합 된 형태의 touch panel 등 내구성이 좋은 재료와 module의 두께를 줄이는 것이 핵심 과제라고 말했다.

한편 Li Lin 수석연구원은 Flexible OLED panel의 대량 생산 문제에 “결국 수율 향상에 달렸다”며, “아직은 대량 생산을 위한 기술과 경험이 부족하다”고 언급하였다. 또한 circular polarizer layer 개발 관련 질문에 “thickness를 줄이는 것이 핵심”이라 말하며, “다른 layer에 통합하는 형태를 고려하고 있다”라고 답하였다. 마지막으로 Touch panel 개발 관련 질문에는 “다양한 기술이 있겠지만 on-cell 기술을 검토 중”이라 답하며, “재료로는 metal mesh가 좋은 대안이 될 것으로 생각되나 아직 구체적인 계획은 없다”고 밝혔다.

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

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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.

 

What is the key to successfully commercializing the Next Flexible OLED?

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During the 3rd OLED KOREA CONFERENCE Samsung Display’s head researcher Taewoong Kim gave a keynote presentation on the topic of ‘Flexible Display: Application & Technical issue’

Head researcher Taewoong Kim emphasized that the 3 factors ‘Technical Breakthrough, New Application, and Strategic Partnership will be the key that successfully commercializes flexible OLED.

Head researcher Taewoong Kim mentioned that the first key for the successful Flexible OLED, Technical Breakthrough, has the four issues, improving durability of cover window and surface-coating of organic-inorganic materials, flexible electrode material and low resistance touch panel, decreased layer numbers and flexibility of encapsulation, and backplane which has low stress structure and demands a flexible and robust TFT material.

It was announced that the 2nd New Application needs an area expansion in Life & Health, transportation, wall display, loT, signage/PID, and education. Having the strength of design freedom, the Flexible AMOLED can be applied to various areas such as shoes, watches, glasses and the roll able which is an optimum display that is small and can maximize portability and materialize large screens. Even though the automotive has a long way to go due to lots of issues such as low life expectancy in harsh environments, it was emphasized that the AMOLED can create various applications.

Finally, head researcher Taewoong Kim emphasized and concluded with the win-win strategy through panel, material, equipment, and communication, collaboration, confidence between industry-university-institute was needed.

According to the ‘Key Issue and The Market Analysis for Foldable OLED’ by Ubiresearch, Samsung Electronics has successfully entered the smartphone market through design differentiation by using flexible OLED and is predicted that even several other set companies will actively use the flexible OLED to have competitiveness in the premium smartphone market. Following this, it is forecasted that the flexible AMOLED panel (including for smart watches) will grow to 1 billion in 2020.

CYNORA, what is its research and development goal from now on?

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During the 3rd OLED KOREA CONFERENCE, Andreas Haldi of CYNORA presented the research result and future development direction with the topic on Efficient blue TADF emitter: material in high demand.

Andreas Haldi said that he did an in-depth anaylsis on the spectrum characteristic development of deep-blue TADF emitter classification and the interaction between host and guest. He revealed that the EQE (1000nits) of the deep-blue TADF emitter improved from 15% to 24% and life time (500nits) rose to 1000h from 300h.

However, it was mentioned that the efficiency and life time showed a decrease due to material quenching when applying the deep-blue TADF emitter to the OLED. He added that in order to resolve this problem, CYNORA is doing a joint development with a panel company and plans to reach a minimum of 0.2 for CIEy, above 15% for EQE(1000nits), more than 100h for LT97(700nits) by 2017, which is the aim for mass producing a mobile and TV deep-blue TADF emitter.

Andreas Haldi revealed and expected that in the case of using the improved deep-blue TADF emitter, the production unit price and power consumption decreases and at the same time makes it possible to produce an improved OLED display resolution which can be used in large vacuum processing lines of main panel production companies.

He also presented that with the device based light-blue TADF emitter a host and stack which can apply material refining technology and injection, layer, transport layer, and blocing layer was developed.
He ended with that in regard to the future direction of the blue-emitter development it will improve the EL peak to its fullest and set a goal and develop a deep-blue TADF emiiter that has 60nm FWHM and 460nm wavelength range.

As the leading company that has actively done studies on TADF material for many years, CYNORA is focusing on blue emitter material which is the biggest issue of improving the performance of OLED displays.

Next Flexible OLED의 상용화를 성공적으로 이끌 열쇠는?

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제 3회 OLED KOREA CONFERENCE에서 삼성디스플레이의 김태웅 수석연구원은 ‘Flexible Display: Application & Technical issue’을 주제로 key note 발표를 하였다.

김태웅 수석연구원은 ‘Technical Breakthrough와 New Application, Strategic Partnership’ 이 3가지 요소가 flexible OLED의 상용화를 성공적으로 이끌 열쇠가 될 것이라고 강조하였다.

김태웅 수석 연구원은 Flexible OLED 성공의 첫번째 열쇠인 Technical Breakthrough에는 4가지 이슈로 window의 내구성 향상과 organic-inorganic 재료의 표면 코팅을, 터치패널은 저항이 낮고 flexible한 전극 재료를, encapsulation은 레이어 수 감소 및 flexibility, backplane은 낮은 stress 구조를 가지며 flexible, robust한 TFT 재료가 요구되고 있음을 언급하였다.

두번째 New Application은 Life & Health와 transportation, wall display, IoT, signage/PID, education으로의 영역확장이 필요하다고 발표했다. Flexible AMOLED의 강점은 design freedom으로 신발, 시계, 안경 등 다양한 분야에 적용할 수 있으며, 롤러블은 작은 사이즈로 휴대성을 극대화하면서 넓은화면을 구현할 수 있는 최적의 디스플레이라고 하였다. 또한 오토모티브도 가혹한 환경에서의 수명 이슈등 아직 갈 길이 멀지만 AMOLED를 바탕으로 다양한 어플리케이션을 창출 가능하다고 강조하였다.

마지막으로 김태웅 수석은 패널, 재료, 장비, 산학연 등과의 communication, collaboration, confidence를 통한 win-win strategy가 필요함을 언급하며 발표를 마쳤다.

유비산업리서치에서 발간한 “Foldable 구현을 위한 핵심 이슈와 시장 분석 보고서”에 따르면 삼성전자가 flexible OLED활용으로 디자인 차별화를 통해 스마트폰 시장에 성공적으로 진입하였으며, 여러 set 업체에서도 프리미엄 스마트폰 시장에서의 경쟁력을 갖추기 위해 flexible OLED를 적극적으로 적용할 것으로 예상했다. 이에 따라 2020년 flexible AMOLED panel (smart watch용 포함)이 약 10억대 규모로 성장할 것으로 전망했다

CYNORA, 앞으로의 연구개발 목표는?

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제 3회 OLED KOREA CONFERENCE에서 CYNORA의 Andreas Haldi는 Efficient blue TADF emitter: material in high demand를 주제로 그간의 연구결과와 앞으로의 개발방향을 발표하였다.

Andreas Haldi는 deep-blue TADF emitter는 분류에 따른 스펙트럼 특성 개발과 host와 guest의 상호작용에 대해 심층 분석하였다고 말했다. 이를 통해 deep-blue TADF emitter의 EQE(1000nits를 기준)를 15%에서 24%로, 수명(500nits 기준)은 300h에서 1000h 수준까지 향상시켰다고 밝혔다.

그러나 deep-blue TADF emitter를 OLED에 적용했을 때 재료의 quenching으로 인해 효율과 수명이 감소하는 현상을 보였다고 언급했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 CYNORA는 패널 업체와 공동 개발을 진행하고 있으며, 모바일 및 TV용 deep-blue TADF emitter 양산 목표시점인 2017년 12월까지 CIEy는 0.2미만, EQE(1000nits)는 15%이상, LT97(700nits)는 100h이상 도달할 계획이라 덧붙였다.

Andreas Haldi는 개선된 deep-blue TADF emitter를 사용할 경우 제조단가와 소비전력이 감소함과 동시에 해상도가 향상된 OLED display를 생산할 수 있어 주요 패널 제조 업체의 대규모 진공 공정 라인에 적용될 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다.

또한, light-blue TADF emitter에 대해서는 device를 기반으로 재료 정제 기술과 injection layer, transport layer, blocking layer를 적용할 수 있는 host와 stack를 개발하였다고 말했다.

추후 blue-emitter 개발방향에 대해서는 EL peak을 최대로 향상하고 60nm의 FWHM과 460nm의 파장대를 가지는 deep-blue TADF emitter를 목표로 하여 개발할 예정이라며 발표를 마쳤다.

CYNORA는 TADF 재료와 관련하여 수 년간 활발한 연구를 진행해온 대표적인 선도 기업으로, OLED display의 성능개선의 가장 큰 이슈인 blue emitter material 개발에 중점을 두고 있다.