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Why Hybrid Encapsulation?

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The latest trends in the display market can be represented with the keywords such as flexible, large panel and high resolution. And companies are releasing the products applying a flexible AMOLED panel like Galaxy Note Edge, Galaxy Gear S, and G Watch R and high-resolution products applying a large area panel such as UHD curved 65- and 77- inch in the AMOLED market. For Flexible AMOLED panel, foldable and rollable features are required whereas the resolution over UHD level and the brightness at least 500nit are required for a large area AMOLED panel.

 

There still are many issues to be resolved to mass-produce a flexible AMOLED panel and a large area AMOLED panel with the resolution above UHD level. Especially the encapsulation is a technology deemed to transform as the OLED manufacturing technology changes and it is a very critical area for it is the last process determining the panel yield rate.

Encapsulation is essential process to prevent emitting and electrode materials from being oxidized as it blocks moisture and oxygen flowing in from the outside of OLED element, and protects elements from mechanical and physical impacts from outside.

According to the “OLED Encapsulation Report” issued by the UBI Research on the 5th, the key encapsulation technology applicable for every application is expected to be the hybrid encapsulation.

The Hybrid Encapsulation structured with a thin-film passivation, a cover plate with a gas barrier property, and polymer to adhere a thin-film passivation and cover plate in two applications ? the ‘Dam & Fill’ uses polymer in liquid form while the ‘Film Laminating’ uses it as processed in film form.

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The frit glass method which is employed in the rigid AMOLED for a mobile device currently on sale is a perfect encapsulation method but it is hard to be applied to a large panel and flexible AMOLED. The TFE (Thin Film Encapsulation) technology which is applied to some flexible AMOLED is also inapplicable for a large panel due to the complicated process of forming a multilayer thin film, the occurrence of particle, and the problem of film uniformity.

 

However, the hybrid encapsulation is valid for both a large panel and flexible OLEDs with the advantage that the number of process is less than that of TFE. UBI research analyzed that the hybrid encapsulation using a transparent gas barrier can be applied to a rigid AMOLED panel for a mobile device for the benefits of preventing breaks and reducing thickness.

 

As the hybrid encapsulation is applied in a large area OLED and flexible OLED panels which is to be the core of future OLED industry, UBI Research prospected the main material market for hybrid encapsulation to form US$600 billion in 2015 and to show CAGR of 74% between 2015-2020. The primary materials applied in the hybrid encapsulation are organic materials, metal foil and transparent gas barrier.

왜 Hybrid Encapsulation인가?

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최근 디스플레이 시장의 주요 키워드는 flexible과 대면적, 고해상도이다. AMOLED시장에서는 flexible AMOLED 패널을 적용한 Galaxy Note Edge와 Galaxy Gear S, LG G Watch R, LG G Flex 등의 제품과 대면적 패널을 적용한 UHD curved 65/77inch의 고해상도 제품이 출시되었다. Flexible AMOLED 패널에서는 foldable과 rollable이, 대면적 AMOLED 패널에서는 UHD 이상의 해상도와 500nit 이상의 고휘도가 요구되고 있다.

Flexible AMOLED 패널과 UHD 이상의 대면적 AMOLED 패널을 양산하기 위해서 해결 되어야 할 많은 문제점들이 남아있다. 특히 공정 중 encapsulation은 OLED 제조 기술 변화에 따라 변경이 필요한 기술이며 패널 수율을 결정 짓는 마지막 공정이기 때문에 매우 중요한 부분이다.

Encapsulation은 OLED 소자 외부에서 유입되는 수분과 산소를 차단하여 발광재료와 전극재료의 산화를 방지하고, 소자의 외부로부터 가해지는 기계적, 물리적 충격으로부터 소자를 보호하기 위한 필수적인 공정이다.

5일, 유비산업리서치가 발간한 “OLED Encapsulation Report”에 따르면 모든 application의 적용될 수 있는 핵심 encapsulation 기술이 hybrid encapsulation이 될 것으로 예상하였다.

Hybrid Encapsulation은 passivation 박막과 gas barrier 특성이 있는 cover plate, passivation 박막과 cover plate를 접착시키는 고분자로 구성되어 있으며, 접착성 고분자를 용액 형태로 사용하는 방식(dam & fill 방식)과 필름 형태로 가공하여 사용하는 방식(Film laminating 방식)이 있다.

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시판되고 있는 모바일용 rigid AMOLED 패널에 적용되는 frit glass 방식의 encapsulation은 encapsulation 성능은 완벽하나 대면적 패널과 flexible AMOLED 적용이 어려운 단점이 있다. 또한 현재 flexible AMOLED 일부 적용되고 있는 TFE(Thin Film Encapsulation) 기술은 다층을 형성하는 복잡한 공정과 particle 발생, 막 균일성 등의 문제로 인하여 대면적 적용이 어렵다.

반면 hybrid encapsulation은 대면적 패널과 flexible OLED 패널 모두 적용이 가능하며, TFE에 비해 공정수가 적은 장점이 있다. 또한 모바일용 rigid AMOLED 패널에 투명 gas barrier를 사용한 hybrid encapsulation을 적용한다면, 깨짐 방지와 두께 감소 등의 장점이 있기 때문에 적용이 가능할 것으로 유비산업리서치는 분석하였다.

유비산업리서치는 향후 OLED 산업의 핵심이 될 대면적 OLED와 flexible OLED패널에 hybrid encapsulation이 적용됨에 따라 hybrid encapsulation 핵심 재료 시장은 2015년에 6천만달러 시장을 형성할 것으로 예상하였으며, 2015년부터 2020년까지 74%의 연평균 성장률을 보일 것으로 전망하였다. Hybrid encapsulation에 적용되는 핵심 재료는 유기재료와 메탈포일, 투명 gas barrier가 있다.