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[IMID 2015] UDC Develops OLED Patterning Technology with Less Masks

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At present, FMM (Fine Metal Mask) is considered the main method for large area RGB OLED panel production. However, due to shadow effect, mask total pitch fluctuations, and mask slit tolerance issues, there is a yield limitation to this technology. This limitation increases as the resolution becomes higher; minimizing the number of FMM during the OLED panel production has been a key issue in RGB OLED production.

 

In SID 2014, through a paper titled “Novel Two Mask AMOLED Display Architecture”, UDC revealed a technology that can reduce the number of masks used in RGB-FMM method to 2 from previous 3.

 

Source : UDC, SID 2014

As shown above, this technology coats yellow and blue subpixels using 1 mask each. Following this process, green and red color filters are applied above the subpixels. Pixels are formed as illustrated below.

 

Source : UDC, SID 2014

UDC explained that this technology improves lifetime of the display overall and reduces energy consumption as blue voltage can be lowered. Additionally, tact time can be reduced through this technology, and increase the yield.

 

In IMID 2015, UDC presented research of the same title. However, the content of the presentation unveiled more developed research compared to 2014. First of all, in 2014, UDC announced that the panel’s lifetime could be improved by 2 times compared to the RGB method. In IMID 2015, UDC’s announcement changed the figure to 3.3 times increased lifetime.

 

UDC also revealed that the technology can be actualized through printing method, and has the advantage of being able to print 2 rows of pixels at once. UDC announced that this is most suitable when OVJP (Organic Vapor Jet Printing) applies the printing method.

 

A new technology called SPR (Sub-Pixel Rendering) was also announced by UDC in this paper. The 2014 SID paper included a method that did not uses SPR. As shown below in figure 1, 4 subpixels of RGY and B are used per pixel.

 

[Fig. 1], Source: UDC, IMID 2015

During IMID 2015, UDC presented APR technology applied pixel structure. Figure 2 shows 3 subpixels per pixel.

 

[Fig. 2], Source: UDC, IMID 2015

In this case, as the pixels can be arranged as shown in figure 3, smaller number of subpixels can be used.

 

[Fig. 3], Source: UDC, IMID 2015

UDC announced that because APR technology allows the number of subpixels per pixel to be reduced to 3 or less, the number of data lines and TFT per pixel can also be reduced together.

 

UDC explained that this technology can be applied regardless of the display area or resolution, and will be able to be applied to different types of panels.

 

[IMID 2015]UDC, 저 Mask OLED Patterning 기술 개발

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현재 대면적 RGB OLED 패널을 제조할 수 있는 주요 방법으로 FMM(Fine Metal Mask)가 꼽히고 있지만 shadow effect와 mask total pitch 변동, mask slit tolerance의 문제로 수율이 제한적인 한계가 있다. 이런 한계는 해상도가 올라갈수록 점점 커지고 있어 OLED 패널 제조 시 사용되는 FMM 개수의 최소화는 RGB 방식 OLED의 주요 이슈였다.

UDC에서는 작년 SID 2014에서 “Novel Two Mask AMOLED Display Architecture”의 논문을 통해 기존의 3 mask를 사용하는 RGB-FMM 방식에서 mask 사용을 2장으로 줄일 수 있는 기술을 공개하여 큰 화제를 모았다.

Source : UDC, SID 2014

이 기술은 위의 그림과 같이 yellow와 blue 서브픽셀을 각각의 mask를 써서 증착한 후 green과 red 서브픽셀 위에 각 색의 color filter를 올리는 방식이다. 이 때 공정 후 아래 그림과 같이 픽셀이 형성된다.

Source : UDC, SID 2014

UDC는 이 기술을 통해 blue 전압을 줄일 수 있기 때문에 display 전체적인 수명이 향상되고 소비전력이 감소하는 장점을 가질 수 있다고 설명한 바 있다. 또한 이 기술을 통해 tact time을 감소하고 수율을 증가할 수 있다고 밝혔다.

이번 IMID 2015에서 UDC는 같은 제목의 연구를 발표하였다. 하지만 구체적인 내용은 작년에 발표한 내용보다 한 단계 발전하였다. 먼저 작년 SID에서 UDC는 RGB방식에 비해 패널의 수명을 2배 향상할 수 있다고 발표했지만 이번 IMID에서는 3.3배 향상할 수 있다고 발표하였다.

또한 printing 방식으로도 기술 구현이 가능하며, 이 때 한번에 2줄의 픽셀을 print할 수 있는 장점이 있다고 밝혔다. UDC는 OVJP(Organic Vapor Jet Printing)가 printing방식을 적용할 때 가장 적합한 방식이라고 발표하였다.

UDC는 이번 논문에서 SPR(Sub-Pixel Rendering)이라는 새로운 기술을 발표하였다. 작년 SID에서 발표한 논문은 SPR이 적용되지 않은 방식으로 아래 [그림1]과 같이 한 픽셀당RGY와 B의 4개의 서브픽셀로 구동된다.

[그림1], Source: UDC, IMID 2015

이번 IMID에서는 SPR기술과 결합한 픽셀 구조를 선보였다. [그림2]과 같이 한 픽셀당 3개의 서브픽셀을 사용하여 구동하는 방식이다.

[그림2], Source: UDC, IMID 2015

이 경우 [그림3]과 같이 픽셀을 배열할 수 있기 때문에 더 적은 서브 픽셀로 구성이 가능하다.

[그림3], Source: UDC, IMID 2015

UDC는 SPR 기술을 통해 픽셀 한 개당 서브픽셀의 개수를 3개 이하로 줄일 수 있기 때문에 픽셀 당 data line의 개수와 TFT 개수를 같이 줄일 수 있다고 발표하였다.

UDC는 “이 기술은 면적이나 해상도에 관계없이 적용할 수 있기 때문에 앞으로 다양한 종류의 패널에 적용이 가능할 것으로 보인다.”고 밝혔다