ソリューションプロセスOLED、WRGBより材料及び部品コストの最大40%まで削減可能

UBI Researchが発刊した『2017 Solution Process OLED Annual Report』によると、大面積OLEDにソリューションプロセス(インクジェット・プリント)工程を導入する場合、現在量産に適用している蒸着方式のWRGB工程と比べ、材料及び部品コストの最大40%、約18%以上の製造コストを削減する可能性があると分析した。

ソリューションプロセスは大面積OLEDパネルを第8世代以上の装置で、マザーガラスを分割せずにRGBピクセル構造で製造できる技術である。UBI Researchチャン・ヒョンジュン先任研究員は「ソリューションプロセスが導入されたOLEDは、20層積層構造で構成されたWRGB OLEDと比べ、5層構造になっているため、パネルの構造は比較的に単純と言える。WRGB OLED工程は発光材料の使用効率が約40%でしかないのに比べ、ソリューションプロセスの導入で発光材料の効率を90%以上に向上することができる。そのため、発光材料の使用量が大幅減少し、コスト削減に大きく貢献すると期待される。また、カラーフィルターを使わないという点もパネル製造コストを削減できる要因となる」と述べた。また「Soluble(可溶性)発光材料の1kg当たりの価格をどう設定するかが、コスト削減決定の重要な要素となる。しかし、Soluble発光材料の採用で、有機材料の使用量は大きく減少するものの、Solvent(溶媒)費用、製造費用、開発費用による価格上昇は考慮しなければならないことだ」と強調した。

ソリューションプロセス工程技術は、大面積OLEDの大衆化に貢献する主要技術として注目されつつ、主要AMOLEDパネルメーカーの開発が進んでいる。技術的な観点から見た場合、ソリューションプロセスOLEDは、既存の蒸着材料をインク化するために様々な溶媒を混合し、蒸着材料より純度や発光効率が低くて寿命も短い。過去数年間パネルメーカーと材料メーカーにおける主要課題であったため、それを改善するために米国DuPont、ドイツMerck、住友化学などが積極的にSoluble OLED発光材料の開発に取り組んできた。特に蒸着材料と同様に青色材料の性能改善で難航してきが、現在は技術開発が進み、蒸着材料に比べ約80%程度の効率と寿命が改善された。

今回発刊した『2017 Solution Process OLED Annual Report』では、WRGB OLEDとソリューションプロセスOLEDの競争力を工程、材料、コストの側面から比較分析し、主要事項とSoluble OLED発光材料の開発現況、主要メーカーの動向、ソリューションプロセスOLED市場を様々な観点で分析した。

<WRGB OLEDとソリューションプロセスOLEDの製造コスト比較、出所:UBI Research 『2017 Solution Process OLED Annual Report>

仮想現実(VR)と拡張現実(AR)が選んだ「OLEDディスプレイ」

最近、第4次産業革命をリードしている仮想現実と拡張現実機器にOLEDディスプレイを採用することで、LCDと比べ応答速度が速く、多彩な色と高いコントラスト比の実現が可能になり、利用者は 現実感のある映像を体験できるようになった。

 

仮想・拡張現実用OLEDディスプレイは、ゲーム、 広告、教育など全産業分野において、幅広く活用されており、関連出願も活発に行われていると見られる。
韓国特許庁によると、仮想現実(VR)と拡張現実(AR)用OLEDの出願件数は毎年、増加傾向にあり、特にこの3年間の関連出願が大幅に増加したことが分かった。

<仮想・拡張現実用OLEDディスプレイの出願動向、参考:特許庁>

最近の出願件数を年度別に見ると、2014年240件、2015年263件、2016年439件と、2014年を基点に仮想・拡張現実用OLEDディスプレイ技術に関する出願件数が急増した。

 

仮想・拡張現実OLEDディスプレイ分野に関する出願件数が最近増加したのは、仮想・拡張現実機器を本格的に普及するための先決問題となる解像度、応答速度、活用性、フィット感、価格など、様々な条件が求められている中、OLEDディスプレイはリアルな映像が実現できるだけではなく、更にフレキシブル設計が容易という利点から、従来のLCDと比べてそのニーズに応えることができるためだと考えられる。

次に、2020年頃に仮想・拡張現実の市場規模は、約800億ドルまで大幅に拡大する見込みで、仮想・拡張現実機器に適したOLEDディスプレイは、フレキシブル、ローラーブル、ベンダブル、ストレッチャブルディスプレイなどと様々な形で開発されることから、仮想・拡張現実用OLEDディスプレイ技術に関する出願件数は、今後も増え続けると見られる。
この5年間(2007年~2016年)の特許出願の内訳を出願者別に見ると、大手企業774件(60%)、中堅・中小企業142件(11%)、大学‧研究機関72件(6%)、個人70件(5%)、外国人237件(18%)という調査結果が出た。

 

主要出願メーカー別には、LG Electronics 465件、Samsung Electronics2 16件、Microsoft 51件、Samsung Display 29件、SK Planet 20件、Qualcomm 17件、LG Display 17件順に集計され、仮想・拡張現実用OLEDディスプレイ関連技術が韓国国内企業によってリードされていることが分かる。

 

仮想・拡張現実用OLEDディスプレイの応用分野別出願現況を見ると、個人向けエンターテイメント(ゲーム、テーマパーク、体験館)426件、防衛(戦争シミュレーション、武器開発、戦闘機操縦)169件、広告141件、医療(3次元シミュレーション、仮想内視鏡、模擬手術)131件、ヘルスケア123件、映画117件順となり、仮想・拡張現実用OLED技術は、ゲームや防衛産業分野で最も多く活用されていると考えられる。

特許庁のキム・ジョンチャンディスプレイ機器審査チーム長は「TVや携帯電話などの個人用製品を中心に進歩したOLEDディスプレイは、優れた映像を提供する技術力に基づき、仮想・拡張現実だけではなく、新たな産業分野へと活用領域が拡張すると見られる。また、OLEDディスプレイの寿命延長と使用温度範囲の拡大など、性能向上に向けた技術に関する出願件数が増加すると予想される」と語った。

特許庁はOLEDディスプレイ分野における特許競争力を高めるために、産業界と共同で「IP Together」を定期的に開催してきた。今後は「改正特許法説明会」などを通じ、関連情報を継続的に提供していく予定である。

 

UBI Researchが発刊した『2017 AR/VR用ディスプレイ市場レポート』では、AR/VR用OLEDディスプレイの出荷量は、2017年に260万個になり、AR/VR用ディスプレイタイプ別の出荷量全体の52%を占め、2021年には5,200万個になり、同市場全体の80%を占めると予想されている。

<AR/VR用ディスプレイタイプ別の出荷量展望、参考:UBI Research>

超高画質解像度(UHD)のOLEDスマートフォン時代の幕は開くのか

最近スマートフォン機器によるVRコンテンツ体験が増える傾向にあり、高解像度スマートフォンが求められているが、2014年に初めてGalaxy Note4にQHD OLEDが採用されて以来3年間、OLEDスマートフォンの解像度は変わらずQHD程度に留まっている。
OLEDスマートフォンの解像度を決定する鍵は、発光層の蒸着工程である。現在、採用されている上向式蒸着方式は、基板とFMM(Fine Metal Mask)を水平にして蒸着装置の上部に配置した後、下部のリニア蒸発源に有機物を蒸発させてRGB発光層を形成する方式である。

 

UHD以上の高解像度OLEDを製造するためには、厚さ15um以下の薄いFMMが必要となるが、FMMが薄くなるほどパターニング、引張、溶接などの技術的な問題が生じ、量産に採用することは容易ではい。

 

このような問題を改善するために、垂直型蒸着、面蒸発源蒸着、様々なメタルマスクパターニング(Metal Mask Patterning)技術が開発されている。

 

基板とFMMを垂直に配置する垂直型蒸着装置は日本の日立が初めて開発し、キヤノントッキもFinetech Japan 2013で、第6世代垂直蒸着方式の装置を公開したことがあるが、現在量産には採用されていない。

<Finetech Japan 2013で公開したキヤノントッキの第6世代垂直型蒸着装置>

しかし、最近の電子新聞によると、米国Applied Materialsが第6世代フレキシブルOLED用垂直蒸着方式の蒸着装置を開発したことを明らかにし、日本のジャパンディスプレイでテストしている。

 

リニア蒸発源ではなく、面蒸発源を用いた蒸着方式も検討されている。面蒸発源蒸着方式は、まず有機物を金属面に蒸着した上で面蒸発源を製造し、それを再蒸発させて基板に有機物薄膜を形成する原理である。iMiD 2017でOLEDONのファン・チャンフン代表は、面蒸発源蒸着方式を採用することで、2250ppi高解像度のOLEDを実現できると述べた。

 

Metal Mask Patterning技術としては、主に電気鋳造 (Electro Forming)とレーザーパターニング技術が挙げられている。電気鋳造方式は韓国のWave ElectronicsとTGO Technology、日本のアテネなどのメーカーが開発中で、レーザーパターニング技術は韓国AP Systemsが開発している。

 

このように様々な観点から高解像度OLEDを実現するための開発が、現在の問題を改善し、OLEDスマートフォンのUHD解像度の実現に貢献できるかという点に大きな注目が集まっている。

<OLEDONが開発した面蒸発源蒸着技術の原理>

LG Electronics 、目前に迫ったOLED TVの大衆化

<LG ElectronicsのOLED TV、参考:LG Electronics>

韓国LG ElectronicsによるOLED TVの販売台数が、国内で初めて1か月で数1万台を超え、大衆化が加速している。

先月「LG OLED TV」は、4分に1台ずつ販売されたことになる。今年の初めに比べたら、2倍になるという。LG Electronicsは今後も販売量が増加し、OLED TVが強い勢いで市場をリードすると期待されている。

販売量が増加した理由は、優れた画質を認められたからである。「LG OLED TV」は、今年アメリカ、イギリス、ドイツ、フランス、イタリア、スペイン、オランダ、スウェーデン、ベルギー、ポルトガル、オーストラリアなど、先進市場の11カ国の非営利消費者マガジンが実施した性能評価で、全て1位を獲得した。LCD TVとは異なり、バックライトが無くても自発光するため、コントラスト比が高い。そのため、完璧な黒を表現し、リアルな映像を提供する。

TVを購入する際に消費者は画質を最も重視する。LG Electronicsが実施した消費者調査結果によると、調査対象の中で40%以上がTVを購入する際に、画質が第一条件になると応答した。この割合は、購入を考える全ての条件の中で最も高い。

合理的な価格も販売好調が続く理由の一つである。LG Electronicsは、多くの消費者がOLED TVの画質を体験できるために、技術開発に取り組み続けたけった、コスト削減に成功した。55型OLED TVの価格は、約20万円(200万ウォン)半ばに収まった。プレミアム級のLCD TVとほぼ変わらない水準である。LG ElectronicsがOLED TVを始めて発売した2013年には約150万円(1,500万ウォン)であった。

「LG OLED TV」は、LG Electronicsにおける今年の国内TV売上高の約30%を占め、完全に市場に定着した。LG Electronics韓国ホームエンターテインメント(HE)マーケティングFD担当者のソン・デギ氏は「より多くの顧客にLG OLED TVの画質を楽しんで頂けるように販売を拡大し、プレミアム市場における存在感を高め、安定した収益構造を確立する」と強調した。

Fraunhofer FEP、OLED Microdisplayを基盤とする双方向のAR/VR HMD機器公開予定

ドイツFraunhofer FEPが10月19日から20日まで行われるAWE Europe 2017で、OLED Microdisplayを基盤とする双方向(Bidirectional)のAR/VR HMD(Head Mounted Display)機器を公開する予定を明らかにした。Fraunhofer FEPによると、OLED Microdisplayは、SVGA(800×600)の解像度を提供し、USBインターフェースとHDMIをつなげることで、2Dと3Dコンテンツの拡張現実と仮想現実を表現できる。更に、フォトダイオードを採用し、利用者の視線を感知する視線追跡システム(Eye Tracking System)が実現できると知られている。

 

<Fraunhofer FEPの新しいHMD機器、参考:Fraunhofer FEP>

Fraunhofer FEPの開発者であるJudith Baumgarten氏は、「今回の展示で、OLED Microdisplayの品質と様々な機能性を紹介することができる。電子設計分野でFraunhofer FEPのノウハウを証明できる良い機会になりそうだ」と述べた。

今までAR/VR機器は、主にエンターテインメントとゲーム分野において開発を行ってきた。しかし、Fraunhofer FEPは今回開発された機器で、デザイナーやエンジニア、外科医者などの業務をサポートし、ほぼ全分野において教育媒体として利用されると期待している。

拡張現実と仮想現実技術は、最近注目を集めている第4次産業革命における主要技術の一つで大きな注目を集めており、Oculus Riftや Gear VRのような製品を相次いで発売している。UBI Researchは、UHDコンテンツの量産と大容量コンテンツが高速転送できる5Gの導入が予想される2019年に、AR/VR市場が本格的に拡大し、2021年には拡張現実と仮想現実製品の総売上高が587億米ドルになると予想した。

出光興産と東レ、新しいOLED材料を共同技術開発契約を締結

 

2017年9月26日、OLED発光材料専門企業の出光興産と東レが、OLED材料の共同技術開発に向けた契約を締結した。

 

東レと出光興産は、両社のOLED材料と専門技術などを活用し、新しい材料の開発と評価に協力すると知られている。両社は共同で評価施設と生産施設を用いる予定で、今回の技術契約がOLED材料の開発を加速化し、低コスト生産を可能にすることを望んでいると明らかにした。

 

出光興産はOLEDエミッタ材料と正孔輸送材料(Hole Transport Materials)の開発に主力し、東レは独自の分子デザイン技術に基づき、電子輸送材料(Electron Transport Materials)の開発に主力している。

 

UBI ResearchはOLEDモバイル機器とTVに対する韓国と中国の積極的な投資により、発光材料の市場規模は、2017年に9億6,000万米ドルになり、2021年には33億6,000万米ドルまで拡大されると予想した。

 

今回出光興産と東レの技術契約がOLEDディスプレイ産業の発展と一層向上したOLED材料の実用化に貢献できるかに注目が集まる。

Cynora、TADFはOLED機器の高解像度の実現とパネルのコスト削減に貢献

9月22日に韓国ソウルにあるコンベンションセンターコエックスで開催された「Global Materials Tech Fair 2017」で、ドイツCynoraの韓国パートナー企業であるEM Indexのコ・チャンフン代表は、現在Cynoraが開発中のBlue TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence)の開発動向について発表した。

 

<EM Indexのコ・チャンフン代表>

 

一般的に青色発光材料は、赤色と緑色に比べ寿命と効率が低い。そのため、モバイル機器用OLEDパネルでは青色の画素サイズを他の画素より大きくし、TV用パネルでは青色発光層を2回積層している。このような青色発光材料の限界を突破するために開発を進めている材料が、青色TADFである。

 

コ・チャンフン代表は「青色TADFの採用によって寿命と効率が改善し、画素サイズを大きくする必要がないため、高解像度を実現しやすい。モバイル機器においては高解像度を実現できると同時に電力消費を削減でき、TVにおいては青色発光層を1層形成するだけなので、パネルのコスト削減に優れている」と強調した。

 

続いて、最近Samsung Venture InvestmentとLG Displayによる2,500万ユーロ規模の投資は、青色TADFが注目されているということを証明すると説明した。

 

主要OLEDパネルメーカーが求める青色TADFの効率、寿命、色の純度に近づいていると明らかにし、2017年末には要件を満たすことができると予想した。

<Cynoraにおける青色TADF開発の進捗状況>

 

最後に、2018年末まで緑色TADFを開発し、2019年末まで赤色TADFを開発するという今後のロードマップを紹介し、TADFがOLED製品の高解像度の実現とパネルのコスト削減に大きく貢献すると付け加えた。

<CynoraにおけるTADF製品の開発ロードマップ>

AUO、Touch Taiwan2017で、スマートウォッチ用丸型OLEDとフォルダブル(foldable)OLED展示

AUOは、20日に開催されたTouch Taiwan2017で、スマートウォッチ丸型OLED3種(1.2インチ、1.3インチ、1.4インチ)と折れるOLEDを公開した。

 

AUOの1.2インチと1.4インチ丸型OLEDは、326ppiを有し、既存の量産製品に比べ、消費電力を30%も減らした。また、AUOは、丸型OLED2種が明るい太陽光の下でもディスプレー画面が正確に見えるように、明るさ調節モード(brightness increase mode)を内蔵し、屋外視認性を向上させた。

 

子供用スマートウォッチをターゲットにした1.3インチOLEDは軽くて、節電モードと直観的なタッチインターフェースを搭載し、ユーザビリティを強化した。

 

AUOは、折ったり、くるくると丸めてつなぐ2つの形態の5インチフレキシブル( flexible)OLEDを展示した。5インチフレキシブルOLED2種には、プラスチック基板と内製で開発した構造(special structural layer)が適用された。

 

<AUO, 5インチフォルダブルOLEDタッチパネル>

 

折れる5インチフォルダブルOLEDには独自に開発した柔軟なタッチスクリーンセンサーが内蔵されている。AUOは、「折れる部分の曲率半径が4mm以下である場合にも、優れた画質を提供する。」と言った。

 

5インチローラブル(rollable)OLEDについて、AUOは、「パネルの厚さがわずか0.1mmで、重さは5gである。」と言いながら、「4mmのローリング(rolling)半径を持つこの製品は、広色域を提供する。」と説明した。

 

一方、SID2017でAUOは、フォールデイング時、引張や圧縮強度に耐えるように、 TFT(薄膜トランジスター 、thin film transistor)とTFE(薄膜封止、thin film encapsulation)を中立軸(neutral axis)に位置させる構造を適用したと発表したことがある。

Fraunhofer Institute 、 ISAL 2017で電装用のflexible OLED照明を披露する予定

OLEDモジュールの開発と製作を専門的に行っているFraunhofer Instituteが9月25日から27日までドイツのダルムシュタッとで行われるISAL 2017にて色調節が可能な電装用flexible OLEDを披露する予定であることを明らかにした。Fraunhofer Instituteは去る2015年rigid基板を用いて色調節が可能なOLEDを公開したことがある。

2015年以降、Fraunhofer Instituteはflexible OLED照明を開発し続けてきた。今回のISAL 2017にて披露するflexible OLED照明は黄色と青色2色で色の切換が可能で2色を同時に発現して白色光を表現することもできると知られている。

Fraunhofer Instituteはflexible OLED照明が従来の車の照明を代替することができるだけではなくて天井や屈曲のある部分など設置が難しいところにも適用できると見込んだ。従来の照明はSMPSや放熱板が必要で柔軟な特性が足りなかったため設置の制約があったが、flexible OLED照明は薄くて軽い上にデザイン自律性が優れて車の内部に広範囲にわたって適用されると期待を集めている。Fraunhofer Instituteはflexible OLED用の基板が超薄膜ガラスや金属またはプラスティックフィルムで製造できると説明した。

 

<Fraunhofer Instituteの電装用flexible OLED照明、 出所: Fraunhofer Institute>

 

最近のOLED照明は車の室内外に適用されて次世代電装用照明として注目を浴びている。カスタマイズド自動車サービス会社であるChangscustomはOLED照明を車の内部に設置してSeoul Auto 2016に展示し、LG DisplayとOsramなどOLED光源メーカーはMercedes-BenzとBMWなどの完成車メーカーにtail light用のOLED光源を納めた。

一方、ユビ産業リサーチでは最近発刊した2017 OLED Lighting Annual Reportによると電装用OLED 光源は2017年640万ドルから2025年21.1億ドルに年平均107%の成長率を記録すると予想した。とりわけflexible OLEDの光源が2021年まで95%以上の市場占有率を占めて、flexible OLEDの光源がrigid OLEDの光源より積極的に採用されると見込んだ。.

OLEDの光源市場は9月末から本格稼働されるLG DisplayのGen5 OLED光源量産ラインを始めとして本格的な市場開花が期待されている。OLEDの光源市場がOLEDディスプレイ市場ほど刮目に価する成長ぶりを見せるかその成り行きが注目されている。

UBI Research、イチュンフン代表OLED市場の見通しについて発表

OLED専門のグローバルリサーチ機関であるUBI Researchのイ・チュンフン代表は9月5日から7日まで日本の東京にて日本メリルリンチ証券会社の主観で開催されたJapan Conferenceで去年に引き続きOLED産業を代表して市場動向と見込みについて発表した。毎年開かれる同コンファレンスはメリルリンチ証券会社の顧客を対象に日本の主要産業の動向についてフォーラム形式の発表と発表者との小規模ミーティングで構成される。

UBI Researchのイ・チュンフン代表が招待されたことはIT産業だけではなくて全体の産業においてディスプレイ市場の重要性を示している。最近、投資家らの間でディスプレイは関心産業として注目されて参加者らは最近のOLED技術動向とOLEDパネル会社の現在と未来の生産規模について興味を見せた。

 

 

 

UBI Researchのイ・チュンフン代表は同期間中に日経経済新聞(Nikkei Business Publication)と「グローバルOLED市場の動向と見込み」についてインタービューを行った。主な質問は「OLED産業動向と今後のOLED TV市場の見込み」で日経経済新聞のエディターのナオキ・タナカ(Naoki Tanaka)によると現在日本の電子産業は以前のディスプレイ産業の復興を期待してOLED産業とOLEDテレビに多くの関心を見せている。

インタービューを通じてイ・チュンフン代表はUBI Research OLEDディスプレイ報告書に収録されている市場の資料に基づいてOLED市場の見込みについての意見を打ち明け、今までもLCDが永遠だと信じている日本ディスプレイ関連の企業に対してより信頼性のあるOLED市場分析情報の必要性を強調した。

また最近参加したドイツのベルリンで開催された2017 IFAのOLED TV展示動向を共有することでこれからOLEDテレビが導いていくプリミアム市場を継続して注目するべきだと述べた。インタービューの最後には日本全体ディスプレイとセット産業において日本のパネルメーカーのOLEDパネル生産が持つ重要性について強調し、インタービューを終えた。

UBI Researchは毎月多様なタイトルでOLED産業と市場、技術 動向に関する報告書を発刊しており、最近OLED市場の拡大と共にさらに注目されている。より詳しい内容はUBI Research(info@ubiresearch.com)にお問合せすると様々な報告書サンプルと情報サービスに関する説明を提供してもらえる。