OLEDON、面蒸発源FMMからAMOLEDの未来を発見!

2014年、Galaxy Note4に初めてQHD(約515ppi)OLEDが採用されて以来3年経過したが、OLEDの解像度はまだQHD解像度に留まっている。UHD以上の高解像度OLEDを製造するためには、15um以下のFMMが必要だが、様々な技術的な問題で、量産には採用できていない状況である。

 

6月30日に韓国ソウル市汝矣島にある全経連会館で開催されたUBI Researchの「上半期セミナー:OLED市場分析と最新技術セミナー」で、韓国檀国大学実験室ベンチャーのOLEDON代表ファン・チャンフン教授は、UHD以上の高解像度OLEDを製造する唯一の方法で、面蒸発源FMM蒸着技術を提示した。

 

ファン教授は「AMOLEDの解像度を向上するためには、有機分子ビームの蒸発角を10度未満に抑え、TFT素子のアスペクト比(Aspect Ratio)を1.0程度に維持しなければならない。現在、知られている線形蒸発源(Linear Source)の蒸発角度(入射角)は約40度であり、Shadow Distanceは約3um、SUHDレベルのAMOLEDパターニング工程を経る際に、パターンの幅、Shadow Distanceの割合、アスペクト比が増加する。結局、今のパターニング技術では、薄膜のUniformity(均一性)が減少してしまう」と述べた。

 

また、ファン教授は「線形蒸発源蒸着技術だと、QHD以上の解像度を実現するには限界があり、面蒸発源 FMM蒸着技術だけが、2000ppi以上のOLEDを製造できるたった一つの方法だ」と強調した。

 

<ファン教授が発表した2250ppi AMOLEDの技術的な問題点、参考:UBI上半期セミナー>

 

OLEDONの面蒸発源 FMM蒸着技術で測定したShadow Distanceは0.68~1.05um、入射角は13~19度で、解像度に換算すると最大1500ppiの素子を製造することができる。新たに開発したX面蒸発源では、Shadow Distance0.38~0.56um、入射角は7.2~80度で、解像度に換算すると最大3300ppiの素子を製造することができる。先日のSID2017でも、ジン・ビョンドゥ教授とファン・チャンフン教授のチームは、面蒸発源パターニング蒸着技術を採用し、世界で初めて測定したサブミクロン(Sub-micron)スケールのShadow Distance結果を紹介し、今後スケールアップのための開発で、大型OLEDディスプレイ生産に応用する場合、11K(2250ppi)以上のスーパーウルトラ(SUHD)解像度を持つマイクロAMOLED素子を製造できると発表したことがある(論文名:Plane Source evaporation techniques for Super ultra high resolution flexible AMOLED)。

 

<面蒸発源FMM蒸着技術によって収集されたSub-micron Shadowデータと入射角データ、参考:UBI上半期セミナー>

 

 

OLEDONは、今回の開発結果を基に、面蒸発源を活用した超高解像度のマイクロOLED素子を製造できる研究用面蒸発源 FMM蒸着機を檀国大学内で開発・設置する計画を明らかにした(OLEDON 公式ウェブサイトwww.oledon.co.krを参照)。

 

UBI Research、OLED製造用装置市場レポート発刊

■ 今後5年間、全体OLED装置市場規模は849億米ドルになる見通し

■ 韓国と中国パネルメーカーによる装置への投資規模は全体の90%を占有

 

UBI Researchが発刊した『2017 OLED製造装置アニュアルレポート』は、全体OLED装置市場規模は、2017年から2021年の二年間で、総849億米ドル(約93兆ウォン)になると見通した。2017年にはOLED装置へ164億米ドル(約18兆ウォン)規模の投資を行うという。

OLED装置市場を分析するために、装置を工程別にTFT、OLED、封止(Encapsulation)、セル(Cell)、モジュールの五つに分類した。各工程別の物流装置と検査装置を含む投資費用を計算し、タッチパネル関連装置は市場分析から除外した。

 

UBI Researchチャン・ヒョンジュン先任研究員は、OLED産業をリードしている韓国パネルメーカーによる継続的な投資を中国の後発パネルメーカーによる大規模投資から、韓国と中国がOLED装置市場をリードすると見込んだ。

本レポートで、国家別OLED装置市場は、2017年から2021年まで中国が全体の48%、韓国が全体の42%を占め、この二国がOLED装置市場をリードすると予想される。韓国と中国は2017年と2018年に、328億米ドル(約36兆ウォン)の大規模投資を行うと予想される。

韓国では、Samsung Displayが、自社のギャラクシーシリーズと米国Appleに採用する中小型OLEDラインへの投資を拡大し、LG Displayは、大型OLEDラインと中小型OLEDラインへ同時に投資している。中国では、BOEとCSOTがOLEDラインへ積極的な投資を行うと見込まれており、特にBOEは2017年から中小型OLEDラインへ毎年3万枚以上投資すると予想される。

 

<左) 国家別OLED装置市場占有率, 右) 工程別OLED装置市場占有率>

 

2017年から2021年まで工程別OLED装置の市場占有率は、TFT装置が45%、OLED画素形成装置が17%、封止(Encapsulation)装置とセル装置が各々13%、モバイル装置が12%になると見込んだ。今後フレキシブルOLEDに対する需要は大きく増加すると見られており、セル装置とモジュール装置の市場占有率は、全体の25%まで拡大し、一層重要なると予想される。

Tianma、中国初の第6世代LTPS AMOLED生産ラインで製造したパネルを公開

中国Tianmaは2017年4月20日、中国湖北省武漢市にある中国初の第6世代LTPS AMOLED生産ラインで製造したAMOLEDパネルを点灯させることに成功した。Tianmaの第6世代ラインは、2016年1月から投資が行われた。

 

<Tianmaの第6世代LTPS AMOLED生産ラインで製造したAMOLEDパネル、参考:mp.weixin.qq.com>

 

Tianmaは、中国初の第4.5世代AMOLEDパイロットラインを構築し、上海市には第5.5世代AMOLED生産ラインを構築し、中小型AMOLEDディスプレイを量産している。MWC 2016では、スマートフォン用5.5型HDオン・セル(On-Cell)リジッドAMOLEDパネル、5.5型FHD AMOLEDリジッドパネル、5型FHD AMOLEDパネル、5.46型フレキシブルAMOLEDパネルを公開したことがある。

 

今回Tianmaの第6世代LTPS AMOLED生産ラインで製造されたリジッドOLED用とフレキシブルOLED用LTPS AMOLEDは、VR/AR関連機器、ウェアラブルデバイス、折り畳み式機器に採用される見込みになっている。Tianmaは、今回建設した第6世代LTPS AMOLED生産ラインによって、AMOLEDディスプレイ分野におけるリーディングカンパニーとして位置付けを高めると期待している。

 

<Tianmaの第6世代LTPS AMOLED生産ライン、参考:mp.weixin.qq.com>

 

UBI Researchが2017年2月に発刊した『2017 OLED Display Annual Report – Samsung Display’s Share in the Smartphone AMOLED Panel Market Will Reach 70% by 2020』では、2016年に、Tianmaは武漢市で第6世代フレキシブルAMOLEDパネルの量産ラインに導入する装置を30,000台発注し、2018年第2四半期には量産を開始すると予想された。

【Finetech Japan 2017】ブイ・テクノロジー、738ppiのUHDを実現するFHMを公開

4月5日に東京ビッグサイトで開催されたFinetech Japan 2017で、ブイ・テクノロジー(ブイ・テクノロジー)は738ppiのUHDを実現できる‘FHM(Fine Hybrid Mask)’を公開した。

 

従来のFMM(Fine Metal Mask)は、架張と溶接で製造される。しかし、この製造方式は難しいだけではなく、パターン(穴)と自重によるたわみなど、マスクの構造的な限界で、高解像度の実現は中々できなかった。

 

昨年のFinetech Japan 2015で、ブイ・テクノロジーはこのような欠点を改善したFMMのコンセプトを発表したことがある。2年後、今回の2017では、コンセプトを具現化し、量産可能なプロトタイプのFHMを公開したのである。

 

<ブイ・テクノロジーが公開したNon-tension構造のFHM(Fine Hybrid Mask)>

 

ブイ・テクノロジーのFHMには、従来の製造方式とは異なり、Electroforming方式とNon-tension構造が採用された。関係者によると、この方式でFMMの重量を従来の1/10まで軽減し、自重によるマスクのたわみと影の影響に関する問題も解決できたと述べた。また、製造方式を変更することで、FMMの精密度を向上し、738ppiのUHDが実現できたと付け加えた。

 

ブイ・テクノロジーは、FHMとともにFHMを活用できる垂直型蒸着システム(Vertical Deposition System)のコンセプトを公開した。このシステムは、ガラス基板とFHMを垂直に搬送し、各々最大2枚まで同時蒸着することができる。

 

また、ブイ・テクノロジー関係者は「垂直型蒸着システムは、蒸発源とFHMとの距離を縮め、拡散光によるStep Coverage(段差被覆性)とUniformity(均一性)の低下に関する問題を改善した。蒸着装置が垂直型であるため、不純物がFHMやガラス基板に付着しにくくなり、歩留まり率を向上することができる」と語った。

 

<ブイ・テクノロジーの垂直型蒸着システム(Vertical Deposition System)コンセプト>

 

最近、高解像度に対する消費者のニーズを高まり、そのニーズを満足させるために関連業界の動きが活発化している中、ブイ・テクノロジーのFHMが一つの解決策になるか、今後の展開に注目が集まる。

 

OLED蒸着装置市場でキヤノントッキを代替可能な候補は?

OLEDを採用したスマートフォンが増えている。米国Appleは2017年下半期にOLEDを採用したiPhoneを発売する予定で、韓国Samsung Electronicsは全てのスマートフォンにOLEDを採用すると見込まれている。中国の電機メーカーもハイエンドスマートフォンにOLEDを採用しており、韓国Samsung Displayの中国向けOLED生産量も増加している様子だ。

 

スマートフォン向けOLEDに対する需要が高まり、Samsung Display、韓国LG Display、ジャパンディスプレイ、中国BOE、中国CSOTなど、主要ディスプレイメーカーは第6世代規模のフレキシブルAMOLED量産ラインへ投資を進めるなど計画している。

 

2017年から2018年の2年間、パネルメーカーの投資が予想される第6世代フレキシブルAMOLED量産ラインの規模は、15,000個を基準に約20個のラインで、OLED量産ライン稼働に必須である蒸着装置を確保することが重要な課題となっている。

 

現在、韓国でフレキシブルAMOLEDを量産しているSamsung DisplayとLG Displayは、キヤノントッキが製造した蒸着装置を導入して量産を行っている。韓国SFAと韓国SNU、アルバックも中国パネルメーカーに量産用の蒸着装置を納品しているが、第4世代から第5世代向けの装置である。2016年、韓国Sunic SystemはLG Displayに第6世代用蒸着装置を納品したものの、まだ量産にはつながっていない。即ち、第6世代用蒸着装置の量産を実現したメーカーはキヤノントッキのみとなっている。。

 

パネルメーカーはキヤノントッキ製蒸着装置の購入を希望しているが、、残念ながらキヤノントッキは蒸着装置製造ラインはフルキャパで、全てのパネルメーカーからのラブコールに対応できない状況だ。そのような中で、SFAはSUNを買収し、装着装置に対する競争力を備え、中国GVOと中国Royalから第5.5世代の量産ライン用蒸着装置を受注することに成功した。Sunic Systemも2016年下半期に第6世代用蒸着装置を追加受注し、米国Applied Materialsも同装置をパネルメーカーに納品するよう開発に取り組んでいる。

 

このようにキヤノントッキが絶対的な存在感を持っている蒸着装置市場では、一歩出遅れた後発蒸着装置メーカーの挑戦が相次いでいる。キヤノントッキも徐々に蒸着装置量産の生産能力を拡大していくと見られている中、後発蒸着装置メーカーが製造した蒸着装置の導入が第6世代フレキシブルAMOLEDの量産成功につながるかどうかによって今後の蒸着装置市場が大きく影響を受けると見込まれる。

<OLED量産(予定)パネルメーカー(左)とOLED蒸着装置メーカー(右)>

韓国を超えた中国Gen8 LCDライン…「転換投資が最も有力な対策」

中国のGen8 LCDラインが、すでに韓国を超えた。(写真出典= BOE)

Hyunjoo Kang / jjoo@olednet.com

 

Gen8ラインなどで大面積LCDを出荷している中国の攻勢に対応するため、韓国のパネルメーカーは、大面積LCDラインを有機ELに転換投資するのが最も有力な対策であるという分析が出た。

UBIリサーチが最近発刊した「2016 OLED Manufacturing Equipment Annual Report」によると、中国と台湾のパネルメーカーのGen8以上のLCD量産ラインは、2016年第1四半期現在、総690k規模である。これは、韓国のGen8 LCD生産能力(capa)を超えた数値である。

中国は、現在も大型LCDの量産ラインの増設に積極的な動きをみせている。今後3年後には中国と台湾が新規構築する大面積LCDの量産ラインは、韓国の現在の量産ラインの生産能力の80%に達する規模であるとUBIリサーチは見込んでいる。

このレポートは、このような中華圏のLCDでの物量的な攻勢に韓国企業が対応するためには、韓国のパネルメーカーが大面積LCDラインを有機ELラインに転換させるのが有力な対応策であると強調する。

Gen8ラインの場合、中小型ラインとは異なり、LCDラインを有機ELラインとしてコストを効率よく転換することができ、転換投資の主要対象として考慮される。

特にフォトマスク工程数が少ないoxide TFTとWRGB+ CF技術を適用すれば、既存の大面積a-Si LCDラインの設備をそのまま活用できることも利点である。

UBIリサーチの関係者は、「a-Si LCDラインのbackplane装置と、color filter装置をそのまま利用することができるというのが転換投資の利点」とし、「a-Si lineのキャパを最大限に活用するためには、フォトマスク工程数が少ないTFT工程の開発が不可欠である」と説明した。

サムスンディスプレイ、20〜30k Gen5.5 rigid 有機ELラインの増設急ぐ…中国の需要爆発

Source = Samsung

Picture Source = SDC

Hyunjoo Kang / jjoo@olednet.com

サムスンディスプレイ5世代有機ELライン増設が必要であると分析される。

サムスンディスプレイが急増している有機ELスマートフォンの需要に対応するためにはGen5.5 rigid 有機ELラインの追加増設と、V1ラインの移設が避けられないものと分析される。

現在、中国のスマートフォン用有機EL需要は爆発的である。UBIリサーチの調査によると、中国で来年までに必要とする量は2億枚にも達する。

したがって、サムスンディスプレイはA2工場でより多くの有機ELパネルを生産するために、透明有機ELを製造するV1ラインをLCD用Gen8の工場であるL8に移動する必要があると判断される。

有機EL用V1ラインはGen8装置で製造されたTFT基板を6分割して使用してきたので、V1ラインをこのGen8の工場に移転することがパネルの生産と物流管理のうえで最も望ましいものと考えられる。

UBIリサーチのイ・チュンフン代表は、「中国の今後のモバイル有機ELの需要はBOEなど、中国の主要パネルメーカーが供給するには不可能な量であることはもちろん、サムスンディスプレイでも現存する量産ラインでは、十分な供給が容易ではない」とし、 「このためにサムスンディスプレイは、少なくともGen5.5のA2ラインに20~30k規模の有機EL量産ラインの増設が必要になるであろう」と予想した。

 

 

 

中国、投資大型LCDライン、3年後には韓国のLCDライン80%に達する

Source = BOE

3年後、中国の新規大型LCDラインが3年後には韓国の80%に達する見込みである。(写真出典= BOE)

Hyunjoo Kang / jjoo@olednet.com

 

中国が今後3年後には韓国の現在の大型LCD量産ラインの80%に達する規模の新規大型LCDラインを備えるようになるとみている。

UBIリサーチが最近発刊した「2016 OLED Manufacturing Equipment Annual Report」によると、2018年末までに中国や台湾で投資が決定されたり検討されている大面積LCDの量産ライン月生産能力(キャパ)は、総525kである。

これは、UBIリサーチがBOE、HCK、CEC Panda、CSOT、AUO、Innoluxなど、中国と台湾メーカーの2016年第3四半期から2018年第4四半期までの投資計画を調査した結果である。

この計画が滞りなく進むと仮定すれば、2018年第4四半期までに発注を終え、その後機器の設置などを経て、稼働準備が完了する時期は、今から3年後の2019年になるものと予想される。

月525kは、韓国の現在の大型LCD量産ラインの80%に達する規模である。月525kの新規ラインが稼動を開始すれば、大型パネルの供給過剰が本格的に現れるものとみえる。

UBIリサーチの関係者は、「中国と台湾の量産ライン投資が計画通りに進めば、今後、韓国と日本で生産される大面積LCDは、中国パネルの競争力を持つことが容易ではないだろう」と予想した。

 

Apple用AMOLED装置市場、5年間で15兆ウォン規模、6Gフレキシブル装置の全体の半分

Source = UBI Research

Hyunjoo Kang / jjoo@olednet.com

 

2016年から2020年までの5年間で、Apple用AMOLED装置市場の規模は、米ドル130億ドル(約15兆1400億ウォン)規模に達すると予想される。

UBIリサーチが7月に発刊した「2016 OLED Manufacturing Equipment Annual Report」によると、2016年から2020年までに全世界の6世代フレキシブルAMOLED装置市場は、米ドル284億1100万ドル(約33兆ウォン)規模を形成するものと予想される。このうち、Apple用だけでも130億ドルで47%のシェアを占める。

これは、Appleが2017年に発売する新iPhoneのシリーズの一部のモデルにフレキシブルAMOLEDを適用して、2018年発売する新モデルからは全量フレキシブルAMOLEDパネルを適用すると仮定した数値である。

Appleは、年間2億台以上のスマートフォン販売量により、スマートフォン市場の全体の約15%を占めているだけに、今後フレキシブルAMOLEDパネル市場の拡大に大きな影響を与えるものと予想される。

グローバル全体フレキシブルAMOLEDパネルの出荷量は、2021年には10億枚を突破するものと予想される。このうち、AppleのiPhoneに適用されるフレキシブルAMOLEDパネルは2017年20%のシェアを記録し、2021年には50%を超えるというのがUBIリサーチの展望である。

UBIリサーチ関係者は、「AppleのフレキシブルAMOLEDパネルの需要を満たすために必要なパネルの生産能力(キャパ)は、2017年の30kに続いて2021年には300kになると分析される」とし、「これにより、パネルメーカーの量産ライン投資も拡大されており、特に、サムスンディスプレイは、Apple用として毎年30kずつ投資するものと予想される」と説明した。

一方、UBIリサーチの今回の報告書によると、2016年から2020年までの全体の有機EL機器市場は、米ドル約439億2700万ドル規模を形成するものと予想される。

 

「韓国の有機EL競争力、製造コストを削減させる装置の技術にかかっている」

サムスンディスプレイのノ・チョルレ常務が基調講演をしている。

サムスンディスプレイのノ・チョルレ常務が基調講演をしている。

韓国の有機EL産業がグローバル市場で主導権を失わないためには、生産コストを下げることができる設備の技術がカギであると専門家が口をそろえた。

5日、ソウルのサムジョンホテルで、産業通商資源部主催の韓国ディスプレイ産業協会が開催した、第3回有機ELフロンティア・フォーラム「有機EL装置産業の今日、そして明日」において、メーカーおよび学界の専門家が有機EL装置技術の発展の方向性について論じた。

基調講演を務めたサムスンディスプレイのノ・チョルレ常務は、「フレキシブル有機ELは、第1世代のカーブド、続いて第2世代のベンダブル、3世代のフォルダブル/ローラーブルを経て、第4世代のデフォーマブル、ストレッチャブルまで発展するだろう」とし「未来のディスプレイであるフレキシブル有機EL市場は、革新的な製造設備の開発が前提条件である」と強調した。

ノ常務は「ディスプレイ市場の成敗は、高品質、高性能フレキシブルのディスプレイ製品を生産するための装置技術の早期確保にかかっている」とし、「素材とプロセスの革新を通じた製造コストを下げる国産の装置技術を開発しなければならない」と述べた。

また、他の講演者であるKateevaのぺ・ギョンビン副社長は、有機EL生産におけるコスト削減のための設備としてインクジェットプロセスの優位性を強調し、自社がインクジェットベースのRGBプロセスを開発していると強調した。

副社長は、「2年以内に量産ラインにインクジェットRGB装置を供給することができるだろう」と予想した。

韓国ディスプレイ産業協会のキム・ギョンス副会長も、「韓国が有機EL市場でも主導権を持つためには、現在蒸着工程方式をインクジェットプリント工程に転換する必要があり、専門人材を養成しなければならない」と述べた。

AMOLEDのroll to rollビジョンと、開発能力について発表した成均館大学チョン・ホギュン碩座教授は、「roll to rollといっても、必ずしもプリンティングとだけ考える必要はない」とし、「ある韓国の企業で蒸着を利用したroll to roll装置が開発されており、問題はBackplane」であると説明した。

一方、この日のフォーラムでは、中国、日本が急速に韓国の有機EL産業の追撃に出ているという点が指摘された。これに韓国が対応するためには、政府と産学研の緊密な協力が必要であるという意見も提起された。