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Encapsulation 기술, 어디로 가나?

이충훈 / 수석 애널리스트 / 유비산업리서치 / ubiyi@ubiresearch.co.kr

OLED 시장이 다시 달아 오르기 시작한다. Rigid OLED 시장 성장이 일시 제동이 걸려 있으나, 삼성전자와 LG전자는 flexible (plastic) OLED로 각각 Galaxy S6 Edge와 G Flex2를 내놓으면서 smart phone 시장에 다시 불을 지피고 있다. 또한 Apple은 iPhone 돌풍을 이어가기 위한 병기로 LG디스플레이가 생산하는 plastic OLED를 탑재한 smart watch를 출시 준비 중이다. 더불어 LG전자는 55인치와 65인치 UHD OLED TV로서 프리미엄 TV 시장 공략에 나섰다.

OLED 패널 생산 최대 기업인 삼성디스플레이는 flexible OLED 생산 확대를 위해 Gen6 라인 추가 투자를 결정하였으며, LG디스플레이 역시 plastic OLED 공급 부족에 대처하기 위해 파주에 Gen4 라인 보완 증설을 결정하였다. 여기에 JDI도 가세하여 Gen6 flexible OLED 라인 증설을 곧 추진할 예정이다.

가장 고무적인 것은 최근 언론에 공개된 삼성디스플레이의 대형 OLED 라인 투자 결정이다. OLED 산업을 최전방에서 리딩하고 있는 삼성디스플레이는 RGB OLED와 LTPS TFT 기술로서 55인치 OLED 패널을 양산하였으나 생산을 중단하고, 보다 사업성이 우수한 기술을 결정하기 위해 장고에 들어갔다, 최근에 WRGB OLED 기술로서 대형 OLED 패널을 생산하기로 결정하였다.

OLED 패널 제조 기술은 크게 3부분으로 나누어진다. TFT와 OLED, 마지막으로 encapsulation이다. 대형 OLED 패널 제조 기술은 소형 패널에 비해 수율 확보가 상대적으로 매우 어렵다. 따라서 상기 언급한 세가지 기술은 좋은 패널을 제작하기 위함도 중요하지만, 양산에서는 보다 양호한 수율을 확보 할 수 있는 기술이 사업성을 보장한다. 특히 encapsulation은 마지막 공정이기 때문에 최종 수율은 encapsulation 방식에 의해 결정된다.

그러면 대면적 OLED 패널 제조에 가장 적합한 encapsulation 기술은 무엇일까? 1월8일자 OLEDNET 기사에서 이미 언급한 바와 같이 기술 트랜드 관점에서 보면 hybrid encapsulation 기술이다. 소수의 passivation막과 상부를 덮을 수 있는 방습용 상부 기판, 그리고 상부 기판과 passivation막을 접착하는 유기재료로 이 기술은 완성된다. 디자인 트랜드 관점에서는 휘어질 수 있어야 한다. 최근 TV 시장이 curved 디자인으로 흐름이 바뀌고 있으며, rollable 디스플레이까지 대응하기 위해서는 상부 기판이 유리 보다는 금속이 필수적이다. (참조, 2015 OLED Encapsulation Report, UBI Research)

Hybrid encapsulation 기술에 사용되는 방식은 상부 기판과 passivation막을 접착하는 구조에 따라 다시 film 방식과 dam & fill 방식으로 분류된다. Film 방식은 LG디스플레이가 양산에 적용하고 있는 기술이며, dam & fill 방식은 Sony가 주도로 개발한 기술이다. 이 기술은 패널 외곽에 유기물로서 dam을 설치하고 접착성 고분자 액체를 도포하는 방식이다. 상부 기판이 유리일 경우에만 사용이 가능하다. LG디스플레이는 접착 필름이 라미네이션 된 금속판을 소자에 합착하여 공정을 완성한다. Curved TV와 rollable TV를 만들기에는 최적인 기술이다.

삼성디스플레이가 이번에 결정한 TV용 OLED 패널 제조 기술은 우선 LG디스플레이와 유사한 WRGB OLED 구조를 채택할 것으로 알려졌으나 TFT와 encapsulation 기술은 아직 공개되지 않았다. 그러나 TFT 기술은 역시 oxide TFT가 될 가능성이 높은 것으로 추정된다. (2월27일 OLEDNET 기사 참조) LTPS TFT는 oxide TFT와 비해 투자비가 높기 때문에 유사한 성능에서는 사업성이 매우 낮기 때문이다.

남은 것은 encapsulation 기술이다. 이 기술 역시 이미 LG디스플레이가 상용화하고 있는 필름 라미네이션 방식이 최적이다. Curved 디자인에 유리한 금속판을 사용하는 것이 정답이기 때문이다. 금속판을 사용하면 외부 충격에도 강하며 방열에도 유리하다. 유리는 금속에 비해 열전도율이 낮아 금속판을 사용하는 기술에 비해 추가적인 방열 재료가 요구되므로 제조 비용이 상승할 수 밖에 없기 때문이다. 디자인 요소와 외부 충격 완화, 방열비용 절감을 위해서는 LG디스플레이가 사용하는 금속판을 사용하는 hybrid encapsulation 기술이 가장 이상적인 기술이다. 따라서 삼성디스플레이가 가야 할 기술 방향 역시 금속판과 필름을 사용하는 방식이다.

모바일용 소형 OLED 기술은 삼성디스플레이가 개발한 방식이 텍스트가 되었지만, 대형 OLED 패널 제조 기술은 LG디스플레이 기술이 텍스트가 될 것으로 전망된다.

 

 

AMOLED 탑재 스마트폰이 모바일용 디스플레이 대형화 주도

 이충훈 / 수석 애널리스트 / 유비산업리서치 / ubiyi@ubiresearch.co.kr

유비산업리서치가 발간한 “2015 OLED Display 연간 보고서”에 따르면 AMOLED 탑재 스마트폰의 디스플레이 사이즈가 5인치급이 주력 제품인 것으로 조사되었다.

본 보고서에 따르면 2012년에서 2014년 3년간 AMOLED 탑재 스마트폰 출하 업체 수는 13개사(2012년), 11개사(2013년), 14개사(2014년)로 변동폭이 거의 없으나, 이들 업체들이 판매한 스마트폰의 주력 디스플레이 사이즈는 4인치급에서 5인치급으로 자리 잡았다.

150216_[Analyst Column] AMOLED 탑재 스마트폰이 모바일용 디스플레이 대형화 주도

 

2012년에는 AMOLED 탑재 스마트폰 31개 제품 중 5인치급은 3%인 1개에 불과했으나 2013년에는 총 21개중 5개인 24%로 증가하였고, 2014년에는 27개 제품 중 19개가 5인치급이 사용되어 70%로 확대되었다.

삼성전자는 스마트폰 시장 최대 경쟁 업체인 애플과 경쟁하기 위해 iPhone에 없는 2가지 요소를 차별화 포인터로 전략화 시켰다.  첫째는 LCD의 색재현율을 공략한 점이다. 기존 LCD는 색을 표현하는데 있어 방송 기준인 NTSC의 약 80% 정도만 가능하였다. 통신 기술 발달에 의해 스마트폰에서도 방송과 영화를 감상할 수 있게 되었으나 500nit에 달하는 TV의 휘도에 비해 스마트폰은 휘도가 200nit 정도에 불과해 TV에 비해서도 색상 구현이 더욱 어려운 단점이 있다. 스마트폰은 배터리를 사용하기 때문에 장시간 사용을 위해서는 소비전력을 최소화해야만 하기 때문에 휘도를 올리는데 한계가 있다. 삼성전자는 LCD 패널로서 만든 스마트폰 사용자가 보다 정밀한 색상을 파악할 수 있는 대안으로 낮은 소비전력에서도 NTSC 기준을 충족 시킬 수 있는 AMOLED 패널을 전략 핵심 부품으로 정했다. 최근에는 스마트폰으로 의류를 주문하는 사례도 늘어나고 있어 상품의 색상을 정확히 표현 해 줄 수 있는 AMOLED 패널 요구가 더욱 증가할 것으로 기대된다.

두번째는 디스플레이 사이즈이다. iPhone은 휴대성을 강화하기 위해 그립감이 좋도록 3인치급의소형 스마트폰에 집중하였다. 이에 비해 삼성전자는 스마트폰을 “손에 쥐기 좋은 제품” 보다는 “보기 쉬운 제품”으로 변환시키는 것에 주력하였다. 물론 초기 AMOLED 패널은 해상도가 낮았다. 따라서 AMOLED 패널의 픽셀 제조에 사용되는 shadow mask의 개구율을 고정세로 만들기 어렵기 때문에 고해상도를 구현하기 위해서는 디스플레이 사이즈가 큰 것이 필요하였다.

삼성전자는 AMOLED 디스플레이의 색재현율과 크기로서 스마트폰 원조인 애플을 따라잡는데 성공한 것이다. 이제는 애플마저도 글립감을 버리고 디스플레이 사이즈를 5인치급으로 확대하였다.

비록 삼성전자가 애플에 비해서는 후발 주자로 스마트폰 시장에 뛰어 들었지만 삼성전자의 AMOLED 선택은 오늘의 삼성전자를 만들었고 더불어 AMOLED가 성공할 수 있는 발판을 마련한 것이다. 또한 삼성전자의 디스플레이 전략은 전세계 스마트폰의 디스플레이 크기를 5인치급의 “보는 기기”로 진화할 수 있게 만들었다.