Printing OLED re-emerges at display market

Mun Bo-gyeong Aug 25, 2014

Printing manufacturing technology, which has been spotlighted by Panasonic’s OLED TV in 2012, emerges again due to recent material technology development. It was assumed to take at least 1-2 years for commercialization, but display companies’interests were boosted by a prospect of a revolutionary technology.

On August 24ththe OLED industry explained how material technology is rapidly improving. For example, the efficiency and lifetime of red and green emitting materials combined with the hole carrier materials (HIL, HTL) based on printing ink type dissolved in solvent reach up to the level of evaporated emitters.

In order to print OLED materials, they are first transformed into ink in the printer, thenprinted out. On the other hand, evaporation method in high vacuum chamber has limitations. It is difficult to lower the cost because of low efficiency in material uses and difficult to evaporate either in small pixel or in large panel size. Although material recycling has been considered, the evaporation method is approximately 70% waste. In contrast, the waste in the printing method is around 10%. The printing process can minimize material dissipation and has a simple production process. The only challenge is to develop highly efficient, durable materials viable for printing method.

Sumitomo Chemical, Japan, is focusing on the material development of polymers as Merck is with small molecule. Recently, other companies such as Hodogaya Chemical also joined the related material development, increasing competition among companies and subsequently accelerating technological improvements.

Due to these improvements at the material companies, display companies started to focus on R& D of printing process. LG display is in the process of super hybrid type R & D after investing in white OLED mass production. This device is made by printing red and green emitter pixels, then completely covered by blue emitter evaporation, as it is done with evaporating White OLED. Although blue and red or blue and green are overlapped in one pixel, each color could separately emit light without blue emission by using the electron and hole control method.

Samsung Display originally planned mass production in 2015 and continued R & D for a long time, but it has postponed mass production schedule to continue R & D project with material companies. Mass production using the Small Mask Scanning (SMS) process was delayed but Samsung is still preparing to fully open the OLED TV market.

Panasonic doesn’t seem to have capability to continue R&D after introducing printing type OLED TV for the first time at CES 2012. However, it is likely to receive some technology know-how once JOLED is launched.

The industry tracker anticipated, “Printing OLED process can be leaded by material technology. It might not be ready for commercialization within 2-3 years, however display R&D is bounced by material improvement.”

Mun Bo-gyeong

Translated by Beom-Soo Michael Park

디스플레이 시장서 프린팅 OLED 다시 화두로 떠오른다

지난 2012년 파나소닉의 유기발광다이오드176(OLED) TV로 관심을 끌었던 프린팅 방식의 제조공법이 소재 기술 발전으로 인해 최근 다시 화두로 떠올랐다. 양산성을 확보하기까지는 최소 2~3년의 시간이 더 걸릴 것으로 보이지만, 혁신 공법인만큼 디스플레이 업체들의 관심이 높아졌다.

24일 업계에 따르면 최근 솔벤트에 녹여 프린터 잉크 형태로 만든 적(R)?녹(G) 발광 소재와 정공층(HIL, HTL) 소재의 효율?수명이 증착공정용 발광재와 비슷한 수준까지 올라가는 등 소재 기술이 급속도로 진전을 이루고 있다.

프린팅 공정은 OLED 소재를 마치 잉크처럼 만들어 프린터로 소재를 인쇄하는 방식이다. 진공 챔버 안에서 증착하는 방식은 버려지는 소재가 너무 많고 면적이 크거나 화소가 작을수록 증착이 어려워 생산 단가를 떨어뜨리는 데 한계가 많다.

재활용을 감안해도 증착 방식은 소재의 70% 이상이 버려지지만, 프린팅 공정은 사용하는 소재의 10% 정도 손실만 감안하면 된다. 프린팅 공정은 소재 낭비를 최소화할 수 있고 생산 방식도 간단하지만, 인쇄가 가능하면서도 효율을 내는 소재 개발이 숙제로 남아 있는 상태다.

일본 스미토모화학은 고분자를 이용한 소재를, 머크는 저분자를 활용한 소재를 각각 개발하고 있다. 최근에는 일본 호도가야화학도 소재 개발에 가세하면서 경쟁과 기술 향상은 더욱 가속화될 것으로 예상된다.

소재 업체들의 기술이 진전되면서 프린팅 공정에 대한 디스플레이 업체들의 연구개발(R&D)에도 불이 붙었다. LG디스플레이는 화이트 OLED 양산 투자를 진행한 후 슈퍼 하이브리드 방식 R&D를 추진 중이다. 슈퍼 하이브리드 방식은 적색과 녹색 발광소재를 프린팅 방식으로 화소를 만들어 인쇄한 후 청색 소재를 그 위에 증착하는 기술이다. 청색과 적색, 청색과 녹색이 겹쳐지는 화소가 나타나지만 전자와 정공을 제어하는 방식으로 각 화소가 별도로 작동할 수 있도록 한 것으로 알려졌다.

당초 2015년 양산을 목표로 오랜기간 R&D해 왔던 삼성디스플레이는 양산 목표는 늦췄지만 소재 업체들과 R&D는 지속하고 있다. 스몰마크스스캐닝(SMS) 방식으로 양산하는 것도 늦춰놓은 상태지만 OLED TV시장이 본격적으로 열렸을 때를 대비하고 있다.

지난 2012년 CES에서 최초로 프린팅 방식의 OLED TV를 선보인 파나소닉은 더 이상R&D를 진행할 여력은 없는 상태지만, JOLED가 설립되면 어느정도 기술 노하우를 전수받을 수 있게 됐다.

업계 관계자는 “프린팅 OLED는 소재가 공정을 리드하는 기술이라고 할 수 있다”며 “당장 2~3년 내 양산은 힘들 수도 있지만 소재 진전에 따라 디스플레이 R&D도 탄력을 받고 있다”고 말했다.

문보경기자 |

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