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Can BLUE OLED be used for OLED TV?

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Samsung Display selected blue OLED + QDCF (blue OLED) as next generation display technology following LCD TV, and started the necessary development.

Blue OLED is a technology, in which blue light emitted from blue OLED passes through a quantum dot color filter to represent red and green colors (b). The WRGB OLED used in OLED TV is a method in which white light passes through a color filter and implements RGB colors (a).

The ‘2018 OLED Materials Industry Report’ published by UBI Research on April 18 describes whether blue OLED, which Samsung Display has started to develop, can become TV OLED panels. The expected development direction and performance (efficiency and lifetime) of blue OLED + QDCF are analyzed. In particular, current status and development trends (fluorescence, phosphorescence, TADF) of blue emitting material, which is the core material of blue OLED, are covered.

Since blue OLED of Samsung Display is top emission type, the aperture ratio is increased by about 70% compared to the bottom emission, which emits light in the TFT direction, so that 8K resolution and high brightness are realized better than the conventional WRGB OLED. In addition, it is expected to reach BT. 2020, the UHD color standard, which was established by the International Telecommunication Union (ITU) in 2012, using QD material with high color reproduction rate as color filter.

In the future premium TV market, 8K and BT. 2020 are necessary conditions for display. WRGB OLED is also being actively developed to implement 8K and BT2020. Attention is focused on the impact of the development of blue OLED in the premium TV market led by WRGB OLED.

In addition, the report analyzes the market status and development trends of the related companies, including overall technology development directions and key issues for new materials such as soluble OLED materials and near IR materials.

BLUE OLED가 OLED TV에 사용될 수 있을까?

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삼성디스플레이가 LCD TV를 이을 차세대 디스플레이 기술로서 blue OLED + QDCF(이하 blue OLED)를 선정하고 개발에 착수 했다.

Blue OLED는 OLED에서 발광 된 청색광이 quantum dot층과 color filter를 통과해 red와 green 색을 나타내는 기술이다(b). OLED TV에 사용중인 WRGB OLED는 백색광이 칼라필터를 통과해 RGB 색상을 구현하는 방식이다(a).

유비리서치가 지난 18일 발간한 ‘2018 OLED 발광재료 산업 보고서’는 삼성디스플레이가 개발에 착수한 blue OLED가 TV용 OLED 패널이 될 수 있는지를 분석하였다. blue OLED+QDCF의 예상 개발 방향과 기대되는 성능(효율과 수명)을 분석하였으며, 특히 blue OLED의 핵심 재료인 blue 발광재료의 현재 동향과 개발 상황(형광, 인광, TADF)을 다루고 있다.

삼성디스플레이의 blue OLED는 top emission 방식이기 때문에 TFT 방향으로 빛이 방출되는 bottom emission 대비 개구율이 약 70% 증가되어 8K 해상도와 고휘도 구현이 기존 WRGB OLED보다 유리하다. 또한, 색재현율이 높은 QD 재료를 color filter로 사용하여 2012년 국제 전기 통신 연합인 International Telecommunication Union(ITU)가 제정한 UHD 색 규격인 BT. 2020에 도달이 가능할 것으로 예상된다.

추후 프리미엄 TV 시장에서 8K와 BT2020은 display가 갖추어야할 필수조건으로 WRGB OLED도 8K와 BT2020을 구현하기 위해 적극적으로 개발 중에 있다. Blue OLED의 개발이 WRGB OLED가 주도하고 있는 프리미엄 TV시장에서 앞으로 어떤 영향을 미칠지 기대된다.

그 밖에도 soluble OLED 재료와 near IR 재료 등 신규 재료들에 대한 전반적인 기술 개발 동향과 핵심 이슈를 다루었다.

QD-OLED TV, is it to be the next generation premium TV?

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Samsung Electronics is currently occupying the premium TV market with QD-LCD TVs, which use ‘PL-QD (photoluminescence quantum dot) technology’. This technology has a mechanism in which the material stimulated by external light re-emits light.

The operating profit of the consumer electronics division (CE), which controls QD-LCD TVs, fell more than Korean won 1 trillion in last year and the operating profit ratio was only 3.6%.

On the other hand, LG Electronics’ HE business division achieved a record operating profit of Korean won 1,566.7 billion and an operating margin of 8.1% through OLED TV. Sony also turned its operating profit into a surplus by quickly taking over the premium TV market with OLED TV.

OLED TV has had a positive effect in driving corporate sales growth.

Samsung Electronics has been developing EL-QLED, with EL-QD (electroluminescence quantum dot) technology, to increase its market share in the premium TV market. However, efficacy, lifetime and mass production technology of quantum dot, which is the material of QLED, is not yet secured.

Recently, QD-OLED TV technology, which uses blue OLED as a light source and that implements red and green colors through a quantum dot color filter (QDCF), is attracting attention.

<Expected structure for QD-OLED, Source: Samsung Display Blog>

By using QDCF, it is possible to easily make desired colors by adjusting the size of the QD material and improve the color reproduction rate. This is because the color gamut is enlarged to BT2020, so it is close to natural color and it is possible to deliver vivid picture quality more clearly. In addition, QD-OLED TV has a top emission structure, which makes it easy to secure the aperture ratio, thereby improving resolution and screen uniformity.

However, in QD-OLED TV, there are various problems to be solved such as lifetime and efficiency of blue OLED, and technology of ink-jet printing process. Given that the industry is still in the early stages of reviewing the business possibility, QD-OLED TVs are expected to go into mass production after 2020.

Attention is focused on the QD-OLED TV’s entry into the premium TV market and its impact.

QD-OLED TV, 차세대 프리미엄 TV가 될 수 있을까

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삼성전자는 현재 ‘PL-QD(photoluminescence quantum dot)기술’ 적용한 QD-LCD TV로 프리미엄 TV시장을 점유하고 있다. 이 기술은 외부 광에 의해 자극된 물질이 다시 빛을 내는 메커니즘을 갖는다.

이러한 QD-LCD TV를 관할하는 가전부문(CE)의 영업이익은 지난해 1조 이상 줄었으며, 영업 이익률은 3.6%에 그쳤다.

반면, LG전자의 HE사업본부는 OLED TV를 통해 영업이익 지난해 1조 5,667억원, 영업이익률 8.1%로 역대 최고치를 달성하였다. SONY 또한 OLED TV를 앞세워 빠르게 프리미엄 TV 시장을 점유함으로써 영업이익을 흑자로 전환시켰다.

OLED TV가 기업의 매출 상승을 이끄는 긍정적인 효과를 낳은 셈이다.

이에 삼성전자는 프리미엄 TV시장에서의 점유율을 높이고자 EL-QD(electroluminescence quantum dot) 기술을 적용한 진정한 의미의 EL-QLED를 개발에 박차고 있으나, 여전히 QLED의 재료인 quantum dot의 효율과 수명, 양산기술은 아직 확보되지 않은 것으로 알려졌다.

최근 blue OLED를 광원으로 사용하고 그 빛이 QDCF(quantum dot color filter)를 통과하여 red와 green 색을 구현하는 QD-OLED TV 기술이 주목받고 있다.

<예상되는 QD-OLED 구조, 출처:삼성디스플레이블로그>

QDCF를 이용하면 QD재료의 크기를 조절하여 원하는 색을 쉽게 만들 수 있으며, 색 재현율을 향상시킬 수 있다. 이는 색 영역을 BT2020까지 확대하여 자연색에 가까우며 더 선명하게 생생한 화질을 전달할 수 있을 것으로 보인다. 또한, QD-OLED TV는 전면 발광구조로 개구율 확보가 용이해 해상도와 화면 균일도를 향상시킬 수 있다.

그러나 QD-OLED TV에는 blue OLED의 수명과 효율, ink-jet printing 공정기술 확보 등 풀어나가야 할 여러가지 문제점들이 존재하고 있다. 이에 대해 관련 업계에서는 아직 사업 검토가 초기 국면임을 감안할 때, QD-OLED TV의 양산 시기는 2020년은 넘어야 할 것으로 전망하고 있다.

QD-OLED TV가 프리미엄 TV시장에 진입하여 어떠한 지각변동을 불어 일으킬 것인지 귀추가 주목된다.

[OLED summit 2016]LG Display, presentation of must-be developed pOLED’s core technology

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In OLED summit 2016 held in San Diego, USA on 21st(local time), general manager of LG Display Joosu Im gave presentation on “Going forward with pOLED & future challenges” which is about 5 core technology that must-be developed in pOLED and the next pOLED.

As 5 types of core technology of pOLED, dream picture quality, design freedom, process simplication, cost innovation, a diversity of pOLED products were selected.

The presentation focused on topics such as, in dream picture quality, HDR and BT-2020 are applied in high resolution, and in design freedom, new TSP sensor development such as low stress TFT and metal mesh, and durability improvement of flexible window cover.

Also, he emphasized the process development for reducing the panel layer such as low temperature process and touch integration for process simplification, and the need for cost innovation through it. Lastly, he suggested material development (such as phosphorescence, TADF blue) in low power for diversity of pOLED products such as monitor for VR and PC, and automobile diversity of pOLED products, and also suggested changes of pixel design for enhancing the open ratio.

As a new opportunity for pOLED, he pointed out applications on foldable, automotive, and VR devices, and mentioned transparent display as the next pOLED.

This LG Display presentation is very much similar to Samsung’s previous presentation about Samsung Display in IMID 2016, and it looks like the development process and roadmap of the two companies are identical in pOLED (flexible OLED).

Especially, seeing that BT2020 application in AMOLED panel for mobile is previously mentioned by Samsung Display early this year, and now also mentioned by LG Display, it is expected that BT2020 application will become another main issue.

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< LG Display general manager Joosu Im >

< Samsung Display presentation contents, IMID 2016 >

[OLED summit 2016] LG Display, 반드시 개발 되어야할 pOLED의 core technology 발표

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21일(현지시간) 미국 샌디에이고에서 개최된 OLED summit 2016에서 LG Display의 임주수 부장은 “Going forward with pOLED & future challenges” 라는 주제로 pOLED에서 반드시 개발되어야 할 5가지 core technology와 next pOLED에 대해 발표하였다.

pOLED의 5가지 core technology로서 dream picture quality와 design freedom, process simplication, cost innovation, a diversity of pOLED products를 꼽았다.

Dream picture quality에서는 고해상도에서의 HDR과 BT2020 적용을, design freedom에서는 low stress TFT와 metal mesh등의 신규 TSP sensor개발, flexible window cover의 내구성 향상을 핵심 과제로 발표하였다.

또한 process simplication을 위한 저온 공정과 터치 일체화처럼 panel의 layer를 감소시킬 수 있는 공정 개발과, 이를 통한 cost innovation이 필요함을 강조하였다. 마지막으로 VR과 PC용 모니터, 차량용 등 diversity of pOLED products를 위해서 저전력을 위한 재료개발(인광블루, TADF 블루 등), 개구율을 높이기 위한 pixel design 변경을 제안하였다.

pOLED의 새로운 기회로서는 foldable과 automotive, VR 기기에 적용을 꼽았으며, next pOLED로서 transparent display를 언급하였다.

이번 LG Display의 발표는 지난 IMID 2016에서의 Samsung Display의 발표와 굉장히 유사하며, pOLED (flexible OLED)에 대한 두 회사의 개발 방향과 로드맵이 일치하고 있는 것으로 분석된다.

특히 mobile 기기용 AMOLED panel에서 BT2020 적용은 Samsung Display에서 올해 처음 언급한데 이어 LG Display에서도 언급하여, 모바일 기기의 BT2020 적용이 또 하나의 핵심 이슈가 될 것으로 예상된다.

<LG Display의 임주수 부장>

<Samsung Display 발표내용, IMID 2016>

Samsung Display Mentions OLED’s BT2020 for First Time, OLED Emitting Materials Companies’ Concern to Increase

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Source: Samsung Display Keynote, IMID 2016

Color Coordinates Development Direction for Each Color to Satisfy BT2020, Source: AMOLED Characteristics Analysis Report of Galaxy S Series

Samsung Display’s Dr. Sung-Chul Kim gave a keynote speech during IMID 2016 being held in Jeju ICC in South Korea. He emphasized that AMOLED is the suitable display for the current trend and discussed the issues to be solved for AMOLED.

 

Kim gave several talks this year on similar topics but this is the first time he mentioned BT2020 as AMOLED’s color space. Accordingly, concerns of OLED emitting materials companies are expected to increase.

 

Until now, Kim has been discussing phosphorescent blue materials as the key issue; only OLED phosphorescent materials are red and green, and development and application of phosphorescent blue materials are urgently needed, which will lead to 300% increase in efficiency. However, during this keynote speech, he emphasized BT2020 for the first time with the phosphorescent blue application.

 

BT2020 is color space with red, green, and blue wavelengths of 630nm, 532nm, and 467nm respectively. In CES 2016, it was selected by UHD Alliance as the color space applied to UHD TV.

 

According to AMOLED Characteristics Analysis Report of Galaxy S Series, published by UB Research in May 2016, Galaxy series’ color space needs to meet BT2020. In order to meet this, for u’, red needs to increase, green decrease, and blue to decrease. For v’, red needs to decrease, green to increase, and blue to increase in terms of color coordinate movement.

 

Resolution and color coordinates of mobile device panel tends to follow TV development direction. As UHD Alliance selected BT2020 as the standard, AMOLED panel for mobile that meets this requirement needs to be produced. Accordingly, OLED emitting materials companies’ development focus, which is currently on lifetime and efficiency, is expected to be required to change.

삼성디스플레이, OLED의 BT2020 최초 언급, OLED 발광재료업체 고심 깊어질 듯.

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IMID 2016 Keynote Samsung Display 발표

BT 2020을 만족시키기 위한 각 color 별 색좌표 개발 방향, Source: Galaxy S Series의 AMOLED 특성 분석 보고서

제주도 ICC 컨벤션 센터에 열리고 있는 IMID 2016 행사의 keynote session에서 Samsung Display의 김성철 부사장은 디스플레이의 트렌드와 이에 적합한 디스플레이는 AMOLED라고 강조하며 AMOLED가 해결해야 할 이슈에 대해 발표하였다.

김성철 부사장은 올해 여러 번 비슷한 주제로 발표를 가졌지만 이번 발표에서는 AMOLED의 색좌표도 BT2020으로 가야할 것이라 언급하여 OLED 발광재료 업체들의 고심이 깊어질 것으로 예상된다.

지금까지 김성철 부사장의 발표에서는 OLED 발광재료는 red와 green만 인광이 적용 중이고 blue의 인광 개발과 적용이 시급하며 blue 인광이 적용될 경우 기존 대비 300%의 효율 향상을 가져올 수 있다며, 인광 blue 적용을 핵심 이슈로 발표했었다.

하지만 이번 IMID 2016 keynote에서는 인광 blue 적용과 함께 BT2020에 대해서 최초로 강조했다.

BT2020은 각 color 별 R, G, B의 파장이 630nm, 532nm, 467nm인 색공간으로 CES 2016에서 UHD Alliance에 의해 UHD TV에 적용되는 색공간으로 채택되었다.

유비산업리서치에서 2016년 5월 발간한 ‘Galaxy S Series의 AMOLED 특성 분석 보고서’에 따르면 Galaxy 시리즈의 색좌표는 BT2020을 만족해야 할 필요가 있으며 이를 위해 u’의 경우 red에서 증가, green에서 감소, blue에서 감소해야 하며 v’의 경우 red에서 감소, green에서 증가, blue에서 증가하는 방향으로 색좌표의 이동이 되어야한다고 분석했다.

Mobile 기기의 panel의 해상도와 색좌표는 TV의 개발 방향을 따라가는 경향이 있다. UHD Alliance에서 BT2020을 표준으로 채택한 만큼 이를 만족하는 mobile용 AMOLED panel이 만들어지기 위해서 수명과 효율에 중점을 두고 있는 OLED 발광재료업체들의 개발 초점이 바뀌어야 할 것으로 전망된다.