구길 수 있는 초경박 flexible OLED 개발 성공

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일본의 도쿄대학 Takao Someya교수 팀에서 구길 수 있는 flexible OLED light source를 개발하였다. 이번에 공개된light source sheet는 최소 bending radius 10um, brightness 100cd/m2으로, polymer substrate와 PEDOT:PSS transparent electrode, LiF/Al의 metal electrode를 사용하여 제작 되었다. 1.4um의 얇은 PET 기판 위에 OLED layer를 형성하였으며 두께는 2um, 무게는 3g/m2의 초경박으로 구기거나 압력을 가하여도 성능저하 없이 구동 가능하고, 저온프로세스를 적용하기 위해 ITO 대신 PEDOT:PSS를 양극으로 사용하고 polymer film에 데미지 없이 발광층을 형성할 수 있었다.

 

Takao 교수팀은 이번 연구성과로 인하여 앞으로 의료 헬스케어 분야에 경량 박형의 센서로 사용될 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다.

 

이번 연구는 Siegfried Bauer 교수 팀과, Niyaze Serdar Sariciftci교수 팀, 오스트리아 Kepler대학의 Johannes교수 팀과 공동으로 개발하였으며 7월 28일 ‘Nature Photonics’ 에 게재되었다.

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source : Tech-on

 

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[New OLED Report] Soluble OLED 2016년부터 시장 열려

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Printing 방식으로 제작하는 soluble OLED TV 사업화가 일본을 시작으로 피어나기 시작했다.  CES2013에서 세계 최초로 56인치 UD급 AMOLED TV를 전시했던 Panasonic은 최근 2015년에 자사가 개발중인 AMOLED TV를 생산할 것이라고 공표했다.

 

Soluble OLED의 가장 큰 장점은 Gen8 라인에서 원장 기판을 자르지 않고 RGB stripe 방식으로 공정이 가능한 점이다. 또 다른 장점은 재료 사용효율이 이론적으로는 100%인 점이다.  현재 증착방식에 사용되는 저분자 재료는 종류에 따라 g당 가격이 10,000~100,000원 범위의 고가의 재료이나, 실제 사용 효율은 RGB 방식에서는 10% 정도이며WOLED에서는 40% 정도로 알려져 있다.  따라서 재료 사용 효율이 높아지면 패널 제조 비용을 혁신적으로 줄일 수 있는 최선의 방안이 될 수 있다.  또한 Soluble OLED 구조에서는 56인치에서도 UD급 패널 제조가 가능하다.  기존 RGB방식과 WOLED에서는 55인치에서 UD 패널 제조는 기술적으로 매우 어려운 점이 있어, soluble OLED 방식은 가격을 획기적으로 줄이면서 동시에 초고해상도의 제품을 생산할 수 있는 유일한 기술로 인정 받고 있다.

 

유비산업리서치에서 발간한 2013 Soluble OLED analysis report에 따르면 2016년부터 soluble OLED 패널 생산이 시작되어 2020년에는 약 580만개의 시장이 형성될 것으로 전망했다.

본 보고서에서는 현재 soluble OLED관련 산업의 동향과 현재까지 개발되어온 soluble OLED의 history, 핵심 기술 이슈, 2012년 한 해 동안 출원된 soluble OLED 관련 특허들을 분석함으로써 앞으로 전개될 soluble OLED 산업을 예측하고 급변하는 AMOLED 산업에 업체들이 대비할 수 있도록 하였다.

 

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LG디스플레이, 차기 투자는 flexible OLED 라인이다.

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OLED TV와 flexible AMOLED를 선도하고 있는 LG디스플레이의 정호영 부사장이 지난주 실적 발표회에서 향후 투자는 고부가가치 산업인 OLED와 LTPS에 80%를 할애할 것으로 언급했다.

최근 대형 TV를 포함하여 모바일 기기에서도 고해상도 제품이 시장 주력 아이템으로 급부상함에 따라 UD급 TV와FHD급 스마트폰이 메인 스트림으로 자리를 잡고 있다.  대면적 LCD TV용 고해상도화를 위해서는 backplane이 oxide TFT로, 스마트폰에서는 LTPS로 기술이 이전하고 있다.  LG디스플레이는 이러한 기술 변화에 선행하여 oxide TFT 기술을 이미 확보하여 OLED TV에까지 적용하고 있으며, 모바일 기기용으로서는 구미 P6라인에 Gen6 LTPS 라인을 구축 중에 있다.  P6라인은 모바일용 LCD 제조 라인으로 사용됨과 동시에 차기 flexible AMOLED 제조 라인으로 사용될 예정이다.

따라서 이번에 공개된 LG디스플레이의 LTPS 라인 투자와 OLED 투자는 구미 P6 라인에 flexible AMOLED 라인이 집중 투자될 것임을 우회적으로 언급한 사항으로 분석된다.  이번 실적 발표회에서 LG디스플레이는 3사분기부터flexible AMOLED 생산을 시작할 것임을 공식적으로 공개하였으며, 양산 성공시 추가적으로 3사분기에 flexible AMOLED용 증착기 투자가 시작될 것으로 예상된다.

 

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삼성전자, GalaxyS4 보다는 기존 제품 생산량 늘린다.

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삼성전자가 야심차게 준비한 GalaxyS4의 판매가 부진해 짐에 따라 삼성전자는 GalaxyS3와 기타 제품 생산을 증가 시키고 있다.

삼성전자는 4월과 5월에는 GalaxyS4의 부품을 다른 제품 보다 많이 구매하였으나, 6월부터는 S4의 부품 구매를 축소하고 있다.  이 현상은 8월까지 지속될 것으로 예상된다.

9월부터는 신규 제품인 Galaxy Note3가 출시될 예정기기 때문에 S4의 시장 출하량은 더울 줄어들 수 있다.

Galaxy S4의 판매가 주춤한 것은 국내 시장에서 수요가 증가하지 못하고 있는 것이 가장 큰 원인으로 지목되고 있다. GalaxyS3가 폭발적인 인기를 얻어 이미 대체 수요 기반이 약해져 있는 점과 S4가 S3에 비해 차별성이 확연하지 않은 것이 시장 성장 약세의 원인으로 분석되고 있다.

 

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Flexible에 가장 적합한 디스플레이는?

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지난 10일 미국 샌프란시스코에서 열린 `모바일비트2013 컨퍼런스`에서 삼성전자는 차세대 스마트폰 컨셉 동영상을 소개했다. 화면이 1:2:1 비율로 구성되있고 양쪽 날개형태의 화면을 뒤로 접으면 스마트폰 형태로 변하는 제품으로flexible display의 최종단계인 foldable display였다.

 

Flexible display는 unbreakable, bandable, foldable/rollable로 진행될 것으로 예상되며 foldable/roallable 단계에 와서야 진정한 의미의 flexible display를 구현한 것이라고 할 수 있으며,앞으로의 display 분야에서 혁신과 창조를 부각시킬 가장 큰 이슈로 컴퓨팅, 안경, 의류, 헬쓰케어등 다양한 분야에 접목되어 새로운 시장을 창출할 것으로 기대되고 있다.

 

현재까지 PDP, LCD등 다양한 display가 등장했지만 flexible display로서 가장 유력한 것은 OLED로 LCD보다 훨씬 얇게 초박형으로 제작할 수 있고 pixel 개별 구동방식이기 때문에 휘어짐이나 접힘에도 damage를 최소화 할 수 있다는 장점들이 flexible display에 가장 적합한 것으로 꼽히고 있다.

 

이미 많은 display업체들에서 OLED로 제작한 flexible display를 공개한바 있으며, 국내업체인 삼성과 LG도 지난 CES 2013과 SID 2013에서 flexible OLED display를 공개하여 큰 이슈를 불러왔고, 올 하반기 양산계획까지 밝힌 상태이다.

 

하지만 현재까지 flexible OLED를 양산하기 위해서는 기판, 봉지측면에서 많은 이슈 들이 존재한다. 삼성과 LG가 하반기에 출시할 flexible OLED display도 초기단계인 unbreakable일 것으로 예상되는 가운데 이마저도 수율 문제가 걸림돌인 상황이다. 양사 모두 하반기에 flexible 양산/출시를 공언한 가운데 이러한 문제점들을 어떻게 극복하여 양산에 성공할 것인지가 하반기 가장 큰 이슈가 될 전망이다.

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삼성디스플레이, A3 라인 투자 지연될 듯

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삼성디스플레이의 A3 라인 투자가 지연될 것이라는 전망이 나오고 있다.  유비리서치 관계자에 의하면 삼성전자의GalaxyS4가 시장에서 큰 반응을 얻지 못함에 따라 최근 삼성디스플레이의 A1 라인과 A2 라인이 공급 과잉으로 가동율이 하락할 수 있다는 전망을 내놓았다.

삼성디스플레이는 A2 라인에 추가 증설을 계속하고 있으나, 최근 시장 상황으로 전망하면 증설된 시설을 포함한 라인의 가동율을 20~30% 감소 시켜야 할 상황에 처할 수 있다는 것이다.  9월부터 양산이 시작될 Galaxy Note3의 패널 사이즈가 기존 제품에 비해서는 다소 크지만, 이제까지 Note의 시장이 월 수백만대에 불과한 점을 고려하면 삼성디스플레이가 보유하고 있는 A2 라인도 풀 가동이 필요 없는 상황이 발생할 수 있다.

A3라인이 투자되면 제품 생산은 2014년 하반기부터 가능하나, flexible AMOLED의 생산이 이루어지지 않으면 생산 설비의 가동률이 급감할 수 있다.  물론 Gen6 A3라인에서 65인치 TV를 생산할 수 있기 때문에 투자를 예상할 수 있으나 투자가 이루어져도 장비 1대 정도의 파일롯 라인에 불과할 수 있다.

삼성디스플레이의 투자는 삼성전자 제품 판매 상황에 따라 결정되는 것이기 때문에 8월 이후 삼성전자의 갤럭시S4와curved OLED TV 시장 판매 결과에 전적으로 의지할 수 밖에 없다.  따라서 3사분기 삼성전자의 매출이 성장한 것을 확인한 후 삼성디스플레이의 A3라인 투자가 결정 날 가능성이 매우 높다.

 

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신개념 Transparent OLED lighting, 무궁무진한 OLED lighting의 활용

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지난 5월 개최된 SID 2013에서 새로운 개념의 OLED lighting이 발표되었다. Toshiba에서 개발한 transmissive one side emission OLED panel로 불을 껐을 때는 투명하지만 불을 켜게 되면 한쪽방향에서는 불투명한 조명이 되고 다른 방향에서는 투명하게 볼 수 있는 기존의 transparent OLED lighting을 응용한 새로운 panel이다.

 

이 lighting panel은 stripe-shaped cathode를 형성하여 emitting layer에서 생성된 빛이 cathode에 반사되는 원리를 적용한 것으로, cathode가 형성되지 않은 부분을 통해 cathode방향에서는 투명하게 볼 수 있고 anode방향에서는 빛이 나오게 된다. transmittance 68%, contrast ratio 70, luminance distribution 73%, 1000cd/m2 에서 25.7lm/W의performance를 가지고 있으며 카페나 음식점의 외벽 유리등이 killer application이 될 것이라 발표하였다..

 

기존 OLED lighting은 고효율, flexible위주로 발표되었지만 이번 transmissive one side emission OLED lighting을 통해 OLED lighting이 기존의 형광등, LED를 뛰어넘는 다양한 분야의 application으로 적용될 수 있음을 다시 한번 입증하였다. 아직 OLED lighting이 상용화 되기까지는 시간이 남아있지만 기존의 조명들이 적용될 수 없었던 분야를 적극 개척해나간다면 보다 빠른 시일 내에 실생활에서 OLED lighting을 볼 수 있을 것으로 기대된다.

 

Transmissive one side emission OLED panel은 아래 아이콘을 클릭하면 동영상으로 더욱 자세히 볼 수 있다.

 

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GalaxyS4, 실패인가? 생산량 줄인다!

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삼성전자는 2013년 모바일 기기의 최대 사업으로 GalaxyS4에 대한 기대가 매우 컷다.  GalaxyS3의 성공적인 판매에 힘입어, 세계 스마트폰 1위인 Apple을 꺽고 정상을 차지했다.  GalaxyS4의 매출 부진에 대한 보고서가 해외 컨설팅 업체에 의해 보고되고 국내 증시에서도 상당한 영향을 미치고 있다.

GalaxyS4는 월 1,000만대 판매를 목표로 삼성전자가 목표를 수립하였으나, 판매 부진에 의해 생산량을 줄이고 있는 것으로 확인되었다.  GalaxyS4가 4월부터 판매가 시작되었지만 6월부터는 약 20% 감산하여 제품을 생산 중에 있다. GalaxyS4의 판매량이 제품 판매 2개월도 되지 않아 목표에 도달하지 못하여 생산량을 축소 시킨 것이다.  7월에도 감산이 계속되고 있어 GalaxyS4의 2013년 판매량은 6,000 ~ 6,500만대 수준으로 하락할 것으로 유비리서치는 예상하고 있다.

삼성전자는 GalaxyS4의 판매 저하를 끌어 올려 8월부터는 월별 판매 목표를 달성하기 7월부터 마케팅에 힘을 쏟을 예정이나, 3사분기 판매량은 2사분기 판매량을 넘어서기 어려울 전망이다.

 

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단국대 이준엽 교수팀, 세계 최고 효율 청색 OLED 소자 개발

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세계 최초로 30% 이상 효율 보이는 AMOLED 청색소자 개발

이론적으로 가능한 최고 수준의 효율 실험을 통해 입증

OLED 제품의 소비전력 개선에 큰 기여

 

단국대 이준엽 교수팀(고분자시스템공학과)이 새로운 호스트 재료 개발을 통하여 청색 인광 OLED 소자에서 세계 최초로 30% 이상의 발광효율을 갖는 소자 개발에 성공했다.


이준엽 교수팀은 피리도인돌을 기반으로 하는 새로운 화학구조를 갖는 청색 인광 발광소자용 호스트 재료를 개발하였으며, 새로운 호스트 재료를 청색 인광 도펀트 재료와 조합하여 30.1%의 세계 최고 효율의 청색 인광 OLED 소자를 개발하였다. 이 연구결과는 재료분야 세계적 학술지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)에 지난 6월 21일자 인터넷 속보판으로 게재되어 성과를 인정받았다.


이번에 신규로 개발된 호스트 재료는 기존 소재에 비하여 높은 삼중항 에너지 및 도펀트로의 효율적인 에너지 전달 특성을 통하여 높은 효율을 나타내었으며, 우수한 열적 안정성으로 인하여 기존 호스트 재료에 비하여 우수한 수명을 나타내는 장점을 보였다.


본 연구를 통하여 청색 OLED 소자의 효율을 획기적으로 개선함으로써 OLED 소자의 큰 문제점 중의 하나인 소비전력 상승의 문제를 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대되며, 청색 인광 OLED 소자의 문제점인 짧은 수명의 문제도 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

 

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에너지 소비등급 낙제점 OLED TV, 해결책은??

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현재 디스플레이는 고해상도 저전력이 트렌드로 자리잡고 있으며 OLED 또한 저전력을 장점으로 내세웠지만 이번에 출시된 OLED TV들은 에너지 소비효율등급에서 낮은 등급을 받아 아쉬움을 남기고 있다.

 

저전력소모를 위한 OLED에서 가장 큰 이슈는 인광재료이다. AMOLED panel 업체들에서 red와 green은 인광재료는 이미 적용되고 있고 성능 또한 만족할 수준에 도달했지만 blue는 아직 형광을 적용하고 있고 성능도 red와 green에 비해 뒤쳐지고 있다. 현재 생산중인 OLED 제품들에 사용되고 있는 blue 재료는 삼성은 SFC와 Dow Chem., LG는Idemitsu Kosan의 형광 blue재료를 사용 중 이지만 여전히 개선해야 할 점들이 많이 남아있다. 기본적으로 인광은 형광에 비해 양자효율이 높기 때문에 저전력을 위해서는 인광재료를 사용하는 것이 필수적이다.

 

현재 많은 재료업체들과 산학연에서 인광blue를 개발하고 있다. 최근 단국대의 이준엽 교수팀이 고효율의 blue 재료를 개발하였으며, 국책과제로도 LG Chem.을 중심으로 청색 인광 재료를 개발중에 있다. 독일의 BASF는 10년 넘게 인광blue에 대한 연구개발을 꾸준히 진행해 오고 있으며, LG화학과 공동개발을 통해 인광 blue를 적용한 OLED 조명 양산을 위해 박차를 가하고 있다. 그 외 UDC등 많은 재료업체들도 연구개발을 지속적으로 진행 중이다. 이렇게 인광 blue를 많은 업체와 산학연에서 연구 개발하고 있지만 쉽지만은 않은 실정이다. 재료 설계와 합성이 어려울 뿐만 아니라 이미 panel업체들이 적용하고 있는 공통층 재료들을 재료업체들이 구하기가 어렵기 때문에 재료들 사이의 호환성을 맞추기가 쉽지가 않기 때문이다.

 

앞으로 OLED TV가 LCD UD TV에 대응하여 경쟁력을 갖추기 위해서는 LCD대비 더 좋은 에너지소비전력을 갖추는 것이 필수이기 때문에 앞으로 패널업체들이 어떤 업체의 인광 blue를 적용하느냐에 따라 재료업계들의 지각 변동이 일어날 것으로 예상된다.

 

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Soluble AMOLED 어떻게 개발되어 왔나?

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삼성과 LG가 OLED TV를 판매를 시작하면서 mobile에서 자리매김을 하고 있는 OLED가 드디어 TV 시장에 본격적으로 발을 디디기 시작했다. 경쟁상대가 수두룩한 TV 시장에서 살아남기 위해서 OLED TV가 겪어야 할 장애물 중 하나는 가격일 것이다. 삼성과 LG는 Curved OLED TV를 1500만원으로 시장에 내놓았다. 색 표현의 우수함, 응답속도 이외에도 UD TV를 비롯한 경쟁 상대와 견주려면 가격적인 면에서 하루 빨리 해결해야 할 것이다. 이에 대한 한가지 대안이soluble material을 사용한 OLED TV이다.  Soluble OLED에 대한 연구는 수년간 많은 업체에서 진행해왔다.

2004년 Dupont Display와 공동으로 제작한 삼성전자의 7인치 AMOLED를 시작으로 Philips, MED, Seiko Epson이 개발했다. 삼성전자는 Dupont의 재료를 사용하였으며, 얇은 무기물을 사용해 픽셀의 균일도와 개구율을 증가시키는 기술을 선보였다.

영국의 CDT는 PLED관련 제조와 재료, 장비에 관련된 특허를 보유한 라이선스 업체로서 합작회사인 LITEREX, Sumito Chemical, Toppan printing과 함께 inkjet printing 방식을 이용해 꾸준히 soluble AMOLED 개발해왔다.

Seiko-Epson은 1990년대 말부터 고분자를 이용한 AMOLED를 발표하기 시작하여 inkjet printing 방식을 이용한 40인치의 tiling AMOLED (20인치를 4장 붙이는 방식)를 2004년에 발표하였다.

2012년 Panasonic은 Sumitomo Chemical 고분자재료를 이용해 56inch UD급 AMOLED TV를 공개해 주목을 끌었다.현재까지는 양산단계까지는 개발이 진행되어야 하지만 Panasonic OLED TV 공개를 통해 Soluble OLED의 개발이 상당히 진행되었음을 알 수 있었다.

Soluble OLED의 양산은 주요 디스플레이 업체들이 최종적으로 해결해야 할 과제이다. 이를 실현하기 위해 Sumitomo Chemical을 비롯한 많은 재료 업체가 재료 개발에 힘쓰고 있다. 또한 재료개발 뿐만 아니라 soluble material이 OLED가격 경쟁력을 위한 대안이 되기 위해서는 soluble material에 대한 가격부터 해결해야 할 것이다.

 

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삼성전자 curved OLED TV와 경쟁 구도 분석

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삼성전자가 야심차게 curved OLED TV 출시를 선언했다.  남은 것은 선발 업체인 LG전자와 어떻게 시장을 나눌지가 초미의 관심이다.

현재까지는 LG전자의 “승”이다.  Curved OLED TV 출시를 LG전자가 먼저 했으며, 제품에 사용되는 용어 역시 LG전자가 먼저 선점한 “OLED TV”이기 때문이다.  삼성전자는 휴대폰에 사용되는 AMOLED를 “아몰레드”라 명칭하고 사용하여 왔으나, 이번에는 “아몰레드”라는 단어 보다는 “OLED TV”라는 단어를 사용했다.  LG전자의 마케팅 프레임에 따라간 것이다.  제품 사이즈 역시 55인치로서 동일한 사이즈이다.

휘도는 삼성전자의 curved OLED TV가 LG전자 대비 50% 높기 때문에 밝기는 삼성전자의 우세이지만, LG전자는OLED 특유의 “black”을 강조한 제품이어서 “black”에서는 LG전자가 다소 우세한 느낌이다.(정확히 측정은 하지 못해 정량적인 데이터는 제공할 수 없으며, 주간적인 시각에 의한 판단 임)  두께와 무게는 LG전자가 모두 삼성전자의 1/2정도이기 때문에 역시 LG전자의 “승”으로 볼 수 있다.

OLED TV를 만들 수 있는 디스플레이 라인과 투자 현황을 고려하면 더욱 차이가 난다.  삼성디스플레이는 현재 3K로 가동 중에 있으며, Gen8 라인 투자는 아직 검토 중에 있다.  올 하반기에 mobile AMOLED와 65인 OLED 패널을 동시에 생산할 수 있는 Gen6 라인 투자는 결정 했지만, 이 라인에서 제품이 나올려면 2015년이다.  이이 반해 LG디스플레이는 8K의 M2 생산라인이 이미 가동 중에 있으며, 26K의 전용 라인은 2014년부터 본격적인 가동이 시작될 예정이다. 라인 현황에서도 역시 LG가 앞서고 있다.

불량률은 양사 모두 “도토리 키재기”이다.  양사 모두 패널 수율은 30%를 능가하였지만, 모듈 수율은 아직 매우 낮아 제품 공급 가능량은 역시 각 사가 가진 capa에 전적으로 의존할 수 밖에 없다.

삼성전자가 이번 발표에서 최고로 강조한 부분은 “무결점의 OLED TV”이다.  LCD TV에서는 사용한 적이 없는 단어이다.  이 말은 듣기에 따라서는 경쟁 업체인 LG전자의 제품은 “결점이 있다”는 뜻으로 볼 수 있지만, 반대로는 결점이 없는 OLED TV를 삼성전자가 만들기가 정말 어렵다는 뜻으로도 풀이할 수 있다.  이유는 삼성전자가 연말까지 팔 수 있는 목표에 대한 언급이 없었지만, 또한 만들 수 있는 수량에 대한 언급이 전혀 없었기 때문이다. 특히 발표 마지막 부분에서 삼성전자는 OLED TV 보다는 UD TV 판매에 중점을 두고 있다.  6월27일 제품 발표회에서 UD TV 시장이 먼저 열릴 것이라는 언급 때문이다. LG전자는 연말까지 5만대 판매를 목표를 하고 있다. 가격은 LG전자가 제시한 1,500만원을 따라갔다.

현재까지의 모든 생산 capa와 라인 투자 현황, 제품 판매 목표, 마케팅 프레임 등을 고려하면, LG전자 주도의OLED TV 시장이 계속될 것이다.

 

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