출처 1:
https://displaydaily.com/oled-technology-development-for-demand-growth/
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수요 증가를 위한 OLED 기술 개발
기술 개발, 재료 및 제조 공정의 개선으로 OLED 디스플레이는 더 높은 시장 점유율을 확보할 수 있었습니다. 향후 몇 년 동안 더 많은 발전이 예상됩니다. 코로나 기간 동안 소비자 수요가 강세를 보였던 시장은 거시경제적 요인으로 인해 2023년에 약세 수요로 전환되었습니다. OLED 디스플레이의 엄청난 발전에도 불구하고 휘도, 수명, 비용은 업계가 해결해야 할 과제였습니다. 차세대 OLED 기술은 이러한 문제를 해결할 수 있기를 기대하고 있습니다. 기술 개발과 생산 능력 확대로 원가 절감이 가능하다면 충분히 가능한 일입니다.
인광 OLED(PHOLED) 블루 – 2024년 출시 예정
OLED 스택에서 발광층은 전기 에너지가 빛으로 직접 변환되는 곳입니다. 발광층은 호스트에 도핑된 색상 정의 이미터로 구성됩니다. OLED 디스플레이에는 두 가지 주요 공정이 있습니다. 첫 번째는 스마트폰용 RGB OLED 디스플레이에서처럼 디스플레이의 각 픽셀에 적색, 녹색, 청색 OLED 서브 픽셀을 패턴화하는 것입니다. 다른 하나는 모든 픽셀에 백색광을 생성하고 컬러 필터를 사용하여 화이트 OLED TV 디스플레이(LG디스플레이)에서와 같이 적색, 녹색, 청색 서브 픽셀을 만드는 것입니다.
삼성디스플레이의 QD-OLED 기술은 인쇄된 적색 및 녹색 퀀텀닷(QD)을 청색 OLED와 통합합니다. 그런 다음 퀀텀닷 컬러 변환 공정을 통해 청색 OLED 소스 빛을 적색과 녹색으로 다운 컨버팅합니다. 삼성디스플레이는 2022년 TV와 모니터용 QD-OLED 기술을 처음 선보였습니다. 현재 OLED 디스플레이는 TV, IT, 스마트폰, 자동차, 웨어러블, VR 등에 사용되고 있습니다.
현재 OLED 발광체에는 적색과 녹색의 인광 물질과 청색의 형광 물질이 사용되고 있습니다. 유니버설 디스플레이가 발표한 정보에 따르면, “1990년대 후반 프린스턴 대학교와 서던 캘리포니아 대학교의 대학 파트너들은 특정 인광 물질을 사용하여 형광 물질의 25% 변환에 비해 최대 100%의 여기 에너지를 빛으로 변환할 수 있다는 사실을 발견했다”고 합니다. 디스플레이 업계는 수년 동안 더 효율적인 청색 인광 소재를 기다려 왔습니다.
출처: UDC
UDC의 사업 개발 담당 부사장인 Mike Hack은 최근 인터뷰에서 “유니버설 디스플레이(UDC)는 이미 블루 PHOLED의 샘플링을 시작했습니다. 우리는 2024년에 완전한 RGB PHOLED 이미터 제품뿐만 아니라 호스트도 상용화할 예정입니다. 인광 블루 OLED로 가는 모든 길은 유니버설 디스플레이를 거치게 될 것이라고 믿습니다. UDC는 강력한 특허 및 기술 포트폴리오를 구축했으며 지속적으로 개선하고 있습니다.” 모든 인광성 OLED 이미터는 에너지 효율을 높이고 수명을 늘리며 방열 부품을 줄이고 제품 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다.
효율을 높이거나 전력 소비를 줄이면 배터리 수명을 늘릴 수 있습니다. 또한 동일한 전력 수준에서 밝기를 높이면 피크 밝기를 향상시킬 수 있습니다. 모든 인광성 OLED 이미터는 RGB OLED, WOLED 및 QD-OLED에 사용할 수 있습니다. 모든 유형의 OLED 디스플레이 애플리케이션에서 효율성을 개선하고 수명을 늘리며 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 성공 여부는 각 애플리케이션에 언제 채택될 수 있는지, 그리고 제품 비용 절감의 잠재력이 수요 증가를 견인할 만큼 빨리 실현될 수 있는지에 달려 있습니다.
UDC는 플라즈모닉 PHOLED 기술에 대한 연구개발도 진행하고 있습니다. 마이크 핵에 따르면 “아직 개발 중입니다. 새로운 디바이스 구조입니다. RGBPHOLED에 새로운 플라즈모닉 소자 구조를 사용하면 OLED의 효율과 수명을 늘릴 수 있습니다.” 라고 설명합니다.
출처: UDC
향후 2~3년 내 IT 양산을 위한 8.x세대 팹의 등장
OLED 공급업체들은 마스크 수가 적은 8.7세대 팹과 이동성이 높은 IGZO 백플레인에 투자하여 LTPS 백플레인을 사용하는 6세대 팹에 비해 비용을 개선하고 규모의 경제를 확보하고 있습니다. 삼성디스플레이, LG디스플레이, BOE는 2025년 이후 8.7세대 팹을 도입하여 태블릿 및 IT용 대형 OLED 패널을 생산할 것으로 예상됩니다.
현재 모든 스마트폰용 OLED 패널은 6세대 팹을 사용하고 있는데, 이는 태블릿과 노트북용 중간 크기 패널 생산에 효율적이지 않습니다. 세 공급업체 모두 2024년에 6세대 팹에 탠덤 구조(멀티 스택 구성)를 적용하여 더 높은 밝기와 긴 수명을 제공하고, 특히 IT용 패널의 전력 소비를 20%에서 30%까지 절감할 계획입니다.
eLEAP 및 ViP 공정 – 비용 절감을 위한 대안적 접근 방식
재팬디스플레이는 OLED RGB 서브 픽셀 패터닝에 FMM이 필요 없는 OLED 패터닝 기술을 개발했습니다. 이 새로운 방법론은 FMM 대신 포토리소그래피를 사용하여 서브 픽셀 패터닝 정확도가 기존 OLED 디스플레이를 뛰어넘습니다. 이 기술은 개구율을 더 크게 만들 수 있으며 RGB OLED 디스플레이의 모든 화면 크기로 확장할 수 있습니다.
재팬디스플레이는 FMM을 사용하지 않고 6세대 OLED 증착 라인의 절반에서 이 신기술을 입증했습니다. 친환경적인 새로운 포토리소그래피 기반 OLED 패터닝 기술인 eLEAP은 OLED 디스플레이 제조 공정에서 사용되는 화학 물질의 양을 크게 줄일 수 있으며, 매우 광범위한 응용 분야에 사용할 수 있습니다.
비전옥스는 증착 및 패터닝을 위해 FMM을 대체하는 비전옥스 인텔리전트 픽셀화(ViPTM) 기술을 도입했습니다. 서브픽셀 패터닝은 포토리소그래피로 구현되었습니다. FMM 공정은 더 높은 PPI가 요구되는 스마트폰, 태블릿 및 노트북에 주로 사용되는 기술입니다. ViP는 더 큰 조리개 비율, 더 긴 수명, 더 낮은 전력 소비, 더 나은 휘도 균일성 및 기타 많은 이점을 제공함으로써 FMM의 문제를 해결한다고 말합니다.
출처: JDI
기타 기술 개발
LG디스플레이는 OLED의 밝기와 디스플레이 성능을 향상시키기 위해 새로운 기술을 도입하고 있습니다. LGD의 OLED.EX 기술은 중수소를 이용해 OLED 층의 일반 수소를 대체하고 열과 전기 저항성을 높였습니다. LG디스플레이의 3세대 OLED 메타 기술은 OLED 패널의 발광을 극대화하는 ‘마이크로 렌즈 어레이’와 밝기 향상 알고리즘인 ‘메타 부스터’로 구성됩니다. LG디스플레이에 따르면 메타 기술을 기반으로 한 최신 OLED 디스플레이는 기존 OLED 디스플레이 대비 60% 더 밝은 화질과 30% 더 넓은 시야각을 구현할 수 있습니다.
삼성디스플레이는 2023년 초고효율 EL 소재, 첨단 최적화 알고리즘 인텔리센스 AI, 흑연 방열판, 첨단 Cd Free 양자 변환 소재를 적용한 QD OLED를 출시했습니다. 초고효율 EL은 33% 더 많은 색상과 2000니트 이상의 밝기를 구현할 수 있습니다. 삼성디스플레이의 마케팅 사업 개발 담당 시니어 디렉터인 치라그 샤는 “청색 자체 발광 픽셀, 최고 발광 및 퀀텀닷 컬러 변환을 갖춘 QD-OLED 디스플레이는 뛰어난 컬러 성능을 제공할 수 있습니다. 2년 만에 최고의 TV 기술로 자리매김했습니다.”라고 말했습니다.
OLED 디스플레이를 위한 새로운 기술도 도입되고 있습니다. 예를 들어, 첨단 나노 소재 제조업체인 Pixelligent의 CEO인 크레이그 밴데스(Craig Bandes)는 디스플레이 위크 2023 비즈니스 컨퍼런스에서 발표를 통해 자사의 PixClear 및 PixJET 제품이 OLED 디스플레이의 선명도, 밝기 및 효율성을 향상시킨다고 말했습니다.
디스플레이 위크 2023 비즈니스 컨퍼런스의 발표에서 마이크 헬란더(Mike Helander) OTI 루미오닉스 CEO는 “OTI는 픽셀 효율을 높여 OLED의 번인을 줄이기 위해 CPM 패터닝을 사용하여 최적화된 패널 디자인을 개발했다”고 설명했습니다. CPM 패터닝은 언더 디스플레이 카메라를 구현할 수 있습니다. OTI 기술은 여러 패널 마커로 대량 생산 인증을 받았습니다.
OLED 기술은 소재 및 제조 공정의 발전을 통해 휘도 및 수명 문제를 해결할 수 있습니다. 기술 개발과 생산 능력 확장을 통해 원가를 절감할 수 있다면 향후 강력한 수요 성장을 견인할 수 있습니다.
스웨타 대시는 디스플레이 산업을 전문으로 하는 시장 조사 및 컨설팅 회사인 Dash-Insights의 창립 대표입니다. 자세한 내용은 sweta@dash-insights.com 또는 www.dash-insights.com 으로 문의하시기 바랍니다.
