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2020년 8월 공개된 OLED 발광재료 특허, LG 화학이 가장 많은 특허 수 기록

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유비리서치가 최근 발간한 ‘2020년 8월 OLED 발광재료 특허 분석 보고서’에 따르면, 2020년 8월에 공개(공개, 등록, 심의 중 포함) 된 특허 499건 중 LG 화학의 특허가 96건으로 가장 많은 특허 수를 기록한 것으로 분석됐다.

<주요 15곳 발광 재료 업체별 특허 수, Source: 2020년 8월 OLED 발광재료 특허 분석 보고서>

LG 화학은 유비리서치가 5월에 발간한 ‘2020 OLED 발광재료 보고서’에서도 2017년부터 2019년까지 발광재료 관련 특허를 가장 많이 공개하고 등록한 업체로 선정된 바 있다. LG 화학은 현재 삼성 디스플레이에 ETL 재료를 공급하고 있으며, 엘지 디스플레이에 모바일과 TV용으로 다수의 공통층과 발광층 재료를 공급하고 있다.

발광 재료 업체 중에서는 UDC와 Merck가 각각 32건과 27건으로 뒤를 이었으며, 패널 업체 중에서는 삼성 디스플레이가 47건으로 가장 많은 특허 수를 기록하였다.

국가별로는 한국이 252건으로 전체 중 50%의 비율을 차지하였으며, 중국이 95건으로 2위, 일본이 62건으로 3위를 차지하였다.

<출원인 국가별 특허 점유율, Source: 2020년 8월 OLED 발광재료 특허 분석 보고서>

목적별로 살펴보면, EML에 관련된 특허가 296건으로 전체 중 59%를 차지하였으며, 발광색별로는 청색이 115건을 차지하며 가장 많은 특허 수를 기록하였다.

<목적별 특허 수, Source: 2020년 8월 OLED 발광재료 특허 분석 보고서>

이번에 발간된 ‘2020년 8월 OLED 발광재료 특허 분석 보고서’는 유비리서치와 OLED 발광재료 전문 업체인 주식회사 로오딘 (대표이사 오형윤, www.lordin.net)이 협력하여 매달 발간하는 OLED 발광재료 관련 특허 분석 보고서로써, OLED 발광재료 관련 최신 특허를 분류하고 분석한 특허 분석 보고서와 엑셀 로우 데이터가 함께 제공된다.

뿐만 아니라, 이슈가 되는 특허 리뷰와 만료 특허 데이터까지 같이 다루기 때문에 관련 산업 종사자들에게 큰 도움이 될 것으로 예상된다.

이번에 발간된 8월 보고서와 엑셀 로우 데이터는 무료로 배포될 예정이며, 문의 사항은 유비리서치(메일 주소: marketing@ubiresearch.com, 전화 번호: 02-577-4390)로 문의하면 된다.

Visionox, UDC와 OLED 평가 계약 발표

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UDC(Universal Display)는 Visionox가 OLED 평가 계약에 서명했다고 발표했다. 이번 계약에 따라 UDC는 Visionox에 디스플레이 어플리케이션용 인광 OLED 발광 재료를 공급할 예정이다. 계약의 세부 사항이나 금액 등은 밝혀지지 않았다.

2008년 중국 최초로 PMOLED를 양산한 Visionox는 2015년 2분기에 Kunshan에서 Gen5.5 Rigid OLED 양산 라인을 가동하였다. 지난 2017년 10월에 열린 IMID 2017 비즈니스 포럼에서 Visionox의 Xiuqi Huang 박사는 2018년 2분기에 Guan에서 Gen6 flexible OLED 양산 계획과 flexible OLED 개발 로드맵 등을 밝히기도 하였다.

<Visionox의 OLED 라인 현황>

Xiuqi Huang 박사는 ”2018년부터 2020년까지 6 inch에서 8 inch 급의 스마트폰용 full screen OLED와 foldable OLED 개발을 목표로 하고 있다”며, “2021년 이후부터 6 inch에서 12 inch 급의 스마트폰용과 노트북, 자동차용 flexible OLED 개발 할 예정이다”라고 언급하였다.

<Visionox의 flexible OLED 제품 로드맵>

Idemitsu Kosan과 Toray, 새로운 OLED 재료 공동 개발을 위한 기술 협력 협약 체결

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2017년 9월 26일, OLED 발광 재료 전문 업체인 Idemitsu Kosan과 Toray가 OLED 재료를 공동 개발하기 위한 새로운 기술 협력 협약을 체결했다.

Toray와 Idemitsu Kosan은 양사의 OLED 재료와 전문 기술 등을 상호 활용하여 새로운 재료의 개발과 평가에 협조 할 것으로 알려졌다. 두 회사는 공동으로 평가 시설과 생산 시설을 사용할 예정으로써, 이번 기술 협력 협약이 OLED 소재 개발을 가속화하고 저비용 생산을 가능하게 하기를 희망한다고 밝혔다.

Idemitsu Kosan은 OLED emitter 재료와 홀 수송 재료를 주력으로 개발하고 있으며 Toray는 독점적인 분자 디자인 기술을 기반으로 전자 수송 재료를 중점적으로 개발하고 있다.

한편 UBi Research에 따르면, OLED 모바일 기기와 TV에서 한국과 중국의 적극적인 투자에 따라 2017년 발광재료 시장은 9.6억달러 규모를 형성하고 2021년 발광재료 시장은 33.6억달러 규모로 확대 될 것으로 전망했다.

Idemitsu Kosan과 Toray 양사의 이번 기술 협력 협약이 OLED 디스플레이 산업의 발전과 더욱 향상 된 OLED 재료의 상업화에 기여할 수 있을지 귀추가 주목되고 있다.

4세대 발광재료 hyperfluorescence

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형광재료로서도 인광재료로서도 부족한 OLED 발광재료 특성을 보완하기 위해 개발중인 지연형광(TADF, thermally activated delayed fluorescence) 역시 현 단계에서는 상용화에 시간이 걸리고 있다. TADF 기술에서 가장 앞서 있는 기업으로 평가 받고 있는 Kyulux에서도 디스플레이에 적합한 TADF dopant 상용화에 도달하지 못하고 있기 때문이다.

Kyulux의 CTO인 Adachi씨에 의하면 TADF 상용화에 걸림돌은 TADF 전용 호스트 재료가 아직 준비되어 있지 않아 발광피크의 반가폭이 넓어 디스플레이에 적합하지 않기 때문이라고 언급했다. Kyulux가 이러한 문제점을 해결하여 TADF 재료 상용화에 돌입하기 위해 개발중인 재료가 4세대 발광재료인 hyperfluorescence이다.

 

<Kyulux CTO Adachi>

 

Hyperfluorescence 재료는 기존 형광재료 호스트와 도판트에 TADF 도판트를 첨가하여 형광재료로서 인광재료의 효과를 발휘하는 것을 목표로 하고 있다.

 

<Hyperfluorescence 효과>

 

이 효과는 상기 그림에서처럼 TADF가 가진 넓은 반가폭과 형광 재료의 낮은 휘도를 동시에 해결할 수 있는 구조임을 Adachi씨는 강조했다.

 

<Hyperfluorescence와 일반 fluorescence 특성>

 

Kyulux에서 일반적인 녹색 형광재료를 사용하여 제작한 OLED와 이 재료에 TADF를 첨가하여 hyperfluorescence 구조로 만든 OLED를 동일 기판에 만든 상기 사진에서 확연히 두가지 종류와의 발광 차이점은 나타났다.

Kyulux의 hyperfluorescence 재료 상용화 목표는 2017년 내로 설정하고 있다. 타겟은 PMOLED이다.

International TADF Workshop 개최

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<출처 : 2nd International TADF Workshop>

 

 

1세대 형광재료 기술과 2세대 인광재료 기술을 잇는 3세대 발광재료 기술인 지연형광 (TADF, Thermally Activated Delayed Fluorescence) 기술에 대한 International Workshop이 2017년 7월 19~21일 Kyushu대학에서 개최된다.

브라운관을 대체하여 현재 디스플레이 시장의 주력 제품으로 자리 잡은 LCD를 완전히 시장에서 밀어내기 위해서는 중저가 제품에도 사용될 수 있는 고효율의 저비용 OLED가 반드시 필요하다. 고효율과 저비용을 동시에 해결하기 위한 솔루션이 지연형광 재료 상용화에 달려 있다.

현재 생산되고 있는 발광재료는 적색과 녹색, 청색 호스트 재료와 각 색의 도판트 재료로 구분된다. 그리고 이들 재료 중에서 적색과 녹색은 내부 효율이 이론적으로 100%인 인광 재료를 사용하지만 청색 재료는 내부 효율이 25%에 불과한 형광재료를 아직 사용하고 있다. 청색 재료 효율 한계 때문에 TV용 대형 OLED 패널은 청색층이 2회 적층되는 구조를 가지고 있어 재료비가 매우 많이 소요된다.

현재의 OLED 발광재료가 가진 한계를 극복하기 위해 개발되고 있는 재료가 바로 TADF이다.

TADF 기술을 최초로 세상에 나오게 한 Kyushu 대학의 Adachi 교수가 회장을 맡고 있는 International TADF Workshop에는 전세계 3세대 OLED 발광재료 개발 전문가들이 모인다.  Adachi 교수는 Kyushu대학에서 2012년에 처음으로 TADF 논문을 발표하고 난 후 3년만인 2015년에는 전세계에 약120편이 발표되었으며 2016년에는 200편 이상의 논문이 나오고 있어 전세계에서 TADF에 관한 관심이 점점 뜨거워지고 있음을 시사했다.

Adachi교수는 이번 TADF Workshop 개최 의미는 현재 TADF의 도달점과 향후 어떻게 개발이 진행될지에 대해 전문가들과 토론하기 위함이라고 밝혔다.

2017년 OLED 발광재료 시장 1조원 돌파 전망

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2017년 OLED 발광재료 시장이 1조원을 넘어설 전망이다.

유비산업리서치의 “OLED emitting material Report-2nd data spread sheet” 따르면 2016년 OLED 발광재료 시장은 2015년 대비 15% 증가한 약 US$ 650 million으로 집계되었으며, 2017년에는 약 US$ 980 million, 한화로 환산하면 1조원을 넘어서는 규모가 될 것으로 전망했다.

유비산업리서치 관계자는 “OLED 발광재료의 지속적인 가격하락에도 불구하고 2016년 삼성디스플레이와 LG Display의 가동률 증가에 따라 2016년 OLED 발광재료 시장이 15% 상승한 것으로 분석된다. 또한 2017년에는 2016년 투자가 진행된 LG Display의 E4 line 과 삼성디스플레이의 A3 line 이 본격적으로 가동됨에 따라 OLED 발광재료 시장도 큰 폭으로 성장할 것으로 기대된다.” 라고 밝혔다.

또한 “2017년에는 중국업체들의 OLED 양산라인 가동률이 높아질 것으로 예상되어 OLED 발광재료 업체들에서도 주시 해야할 것” 이라며, “현재 중국업체들의 OLED 발광재료 사용량은 적지만 대규모의 Gen6 flexible AMOLED panel 양산라인 투자가 진행 중이기 때문에 앞으로의 OLED 발광재료 시장에서 중국 AMOLED panel 업체향 매출이 급격히 성장할 것으로 기대된다. 따라서 OLED 발광재료 업체들의 성장을 위해서는 중국향 영업에 집중 해야할 것”이라 언급했다.

이처럼 2017년에는 OLED 발광재료 시장이 큰 폭으로 상승하면서 관련 업체들의 경쟁도 심화될 것으로 예상된다.

한편 보고서에 따르면 2016년 주요 업체별 실적에서는 Samsung SDI(Novaled 포함) 1위를 차지했으며, 일본의 Idemisu Kosan이 2위, 미국의 UDC가 3위로 조사되었다.

<2016년 AMOLED 발광재료 시장 실적과 2017년 전망>