次世代発光材料の開発はどこまで来ているのか

第4回OLED KOREA CONFERENCEで、次世代発光材料開発の先導企業であるKyuluxとCYNORAが研究結果と今後の開発方向についてを発表した。

Kyuluxの最高経営責任者(CEO)安達淳治氏は「従来の蛍光材料ホストとドーパントにTADFドーパントを添加するHyperfluorescenceを開発している」と説明した。Hyperfluorescenceの発光半値幅はTADFの約35%レベル、輝度は約2倍以上で、この材料がTADFの欠点(広い半値幅と低い輝度など)を同時に解決できると強調した。

 

安達惇治氏が公開した最新Hyperfluorescenceの効率は、赤色28 cd/A、黄色43 cd/A、緑色81 cd/Aで、寿命はLT50(1000nit)を基準に10,000時間、62,000時間、48,000時間である。色度図は赤(0.64, 0.36)、黄色(0.46, 0.52)、緑(0.28, 0.65)である。

一方、CYNORAの最高マーケティング責任者(CMO)Andreas Haldi氏は、現在CYNORAが開発した青色TADFエミッタの色図表は0.16、EQEは24%、寿命(LT97@700nit)は10時間だと明らかにした。このような性能は現在OLEDに使用されている青色材料より2倍高い効率で、色図表(0.10)は同様のレベルであるものの、寿命は短いと説明した。青色TADFエミッタの開発は2018年で終了し、2019年には量産への採用が開始されると付け加えた。

 

また、従来の低効率材料の代わりに高効率の青色TADFエミッタを使用すると、製造コストの削減のみならず消費電力も抑えられ、バッテリーの消耗を最小限に軽減できると語った。同時にOLEDの解像度を向上できるため、主要パネルメーカーの大規模真空工程ラインへ採用できると期待を示した。

 

CYNORAは青色TADFエミッタの開発終了後(2018年目途)、緑色TADFエミッタ、赤色TADFエミッタの順に開発を進め、2020年までRGB TADFエミッタの開発を全て終了する予定だ。

UDC、2017年売上高3億3,560万米ドルと営業利益1億4,620万米ドルを記録

UDCはプレスリリースで、2017年第4四半期売上高が前年同期の7,460万米ドルから約55%増加した1億1,590万米ドルを記録したことを発表した。また、材料の売上高は前年同期の2,920万米ドルから105%増加した5,980万米ドル、営業利益は前年同期の2,310万米ドルから150%増加した5,790万米ドルを達成したことを明らかにした。

2017年大きな成長を成し遂げたUDCの総売上高は、材料の売上高増加に伴い、ロイヤルティーやライセンス料の収入増大によって、前年比69%増加した3億3,560万米ドルを記録した。同年の営業利益は7,780万米ドル増加した1億4,620万米ドルで、114%の上昇となった。

2018年の売上高は3億5,000万~3億8,000万米ドルになると見込まれる。これはiPhone Xの出荷量とSamsung Displayの稼働率が低いためだと考えられる。2019年末まではOLED生産面積が約50%増加し、大幅な成長を記録すると予想される。

UDCは先日14日、Samsung DisplayとOLEDロイヤルティーの再契約を締結したことを明かした。契約期間は2022年までと知られており、具体的な契約条件は公開されていない。

Visionox、UDCとOLED評価契約締結発表

UDC(Universal Display)はVisionoxがOLED評価契約に署名したと発表した。今回の契約で、UDCはVisionoxにディスプレイアプリケーション用りん光OLED発光材料を供給する予定だ。詳細な契約内容や金額などは公開されていない。

 

2008年中国で初めてPMOLEDを量産したVisionoxは、2015年第2四半期に崑山(Kunshan)市で第5.5世代リジッドOLED量産ラインの稼働を開始した。昨年10月に開催されたIMID 2017ビジネスフォーラムでVisionoxのXiuqi Huang博士は、2018年第2四半期に固安(Guan)県での第6世代フレキシブルOLED量産計画とフレキシブルOLEDの開発ロードマップなどについて説明したことがある。

<VisionoxのOLED生産ライン現況>

Xiuqi Huang博士は「2018年から2020年まで6∼8型相当のスマートフォン用フルスクリーンOLEDと折り畳み型(Foldable)OLEDの開発を目指している。2021年以降は6∼12型相当のスマートフォンやノートパソコン用、車載用フレキシブルOLEDを開発する予定だ」と述べた。

<VisionoxのフレキシブルOLED製品ロードマップ>

Merck、量子物質を利用した新しい高効率OLED ELQ-LED研究への取り組みを開始

MerckはOLEDに量子物質を混ぜ合わせたELQ-LED(Electroluminescent Quantum Materials-based Light-Emitting Diode)の研究に取り組んだことを明らかにした。ドイツ連邦教育研究省(BMBF)より合計550万ユーロの資金援助を受けると知られているこのプロジェクトは、ディスプレイと照明産業に貢献するために量子物質を開発することであり、プロジェクトの総予算は910万ユーロである。

 

MerckはOLEDに量子物質を採用したELQ-LEDが、低生産コストで高色純度と高エネルギー効率を実現できると伝えた。しかし、量子物質の中で、毒性物質のカドミウムは使用を禁じられた。MerckのOLED・量子物質責任者Michael Grund氏は「ELQ-LEDは体系的に改善されたOLEDを紹介し、OLEDと量子物質の関係でシナジー効果を生み出すための大きな可能性を提示する」と説明した。

 

このプロジェクトはMerckとOSRAM OLED、Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research(IAP)、アウグスブルク大学(University of Augsburg)などが参加し、Merckは構成要素とプロセス、マトリックス材料、輸送材料(Transport materials)、インクをテスト・開発する予定である。

 

Merckは全ての構成要素が生産コスト削減のために印刷材料として開発されることや、印刷された部品のテストをディスプレイと自動車のテールランプ部分に実施することを明らかにした。この研究プロジェクトは2020年夏まで3年間続く予定だ。

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。

Material Science、OLED用青色ドーパント開発に成功、OLEDの効率と寿命向上

韓国のあるベンチャー企業が特許を独占しているOLED用青色ドーパント(Dopant)の開発に成功した。ドーパントは、OLEDの中で実際に発色するホスト(Host)と混ぜ合わせ、効率と寿命を改善する材料である。

今まで、多くの韓国材料メーカーがOLED用ホストを開発してきたが、大手企業からの支援を受けていないベンチャー企業が、独自にドーパントを実用化できる程度まで開発したのは、これまで前例のないということで、高く評価されている。

OLED用有機材料開発企業のMaterial Science(代表:イ・スンチャン)は、日本のI社による青色ドーパントの特許を代替できる技術を開発したと7日に明らかにした。2014年に設立されたMaterial Scienceは、韓国国内外にあるOLEDパネルメーカーに 正孔輸送層(Hole Transport Layer :HTL)、電子輸送層(Electron Transport Layer:ETL)などを供給している。全職員約50人のうち、半分が研究開発職である。昨年の売上高は66億ウォンで、今年の売上高は100億ウォンを突破すると予想される。

今回 Material Scienceにおける青色ドーパントの開発によって、OLEDパネルメーカーは日本の I社の他にも、青色ホスト及びドーパントの供給元を確保することができた。

日本のI社は、1995年から青色ドーパントを開発してきた。現在、全30件以上(日本出願基準)の青色関連特許を保有しており、その中で8件の主要特許の有効期限は2034年までとなる。

特に、アントラセン(Anthracene:三つのベンゼン環が一直線につながった化合物)構造の青色ホストとピレン(Pyrene)を含む青色ドーパントを組み合わせる方式に関する特許を独占している。そのため、I 社の青色ドーパントを用いるパネルメーカーは、必ずI社のホストを用いなければならない。I社の青色ドーパントに他メーカーからのアントラセン骨格を有するホストを組み合わせる場合、特許権の侵害となってしまう。

韓国のSamsung DisplayとLG Displayにおいても、I社による青色ホスト及びドーパントが用いられてきた。Material Scienceが開発した青色ドーパントは、I社における組み合わせの特許権を侵害しないように分子を設計した。従来にはOLEDの効率と寿命を改善し、濃い色の青色を作るために、強力なElectron Acceptorを分子に適用する方式を採用してきた。一方、Material Science は、Electron Donorを分子に適用することで、効率と寿命を改善しつつ、濃い青色を実現した。特に、このドーパントは、周囲の極性による発光波長が変更される溶媒和発色(Solvatochromism)現象を抑え、ホストの極性による発光波長の変更現象も大きく抑えられた。

Material Scienceのチョン・ジェホ研究員は「新しい構造及び組み合わせ方式を開発し、既存のドーパントとは異なる製品を作り上げた。パネルメーカーは様々な種類の青色ホストを活用できるようになる」と説明した。Material Scienceは、最近OLEDパネルメーカーが青色蛍光体の寿命を延ばすために導入を進めている熱活性化遅延蛍光(TADF)技術も開発している。

<IFA2017 OLED TV Display Trend Analysis>

UBI Researchによると、OLED有機材料市場は、2021年まで33億6,000万米ドル(約3兆8,000億ウォン)規模に成長する見込みだ。その中で、青色材料の売上高が占める割合は11.5%となりそうだ。

【iMiD 2017】OLEDON、2250ppiのOLED製造用面蒸発源FMMの蒸着原理を公開

28日に開催された「iMiD 2017」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、2250ppiを実現できる面蒸発源FMM蒸着技術について発表した。

 

ファン教授の発表によると、OLEDONが開発した面蒸発源蒸着技術は、従来の有機物蒸着方式とは異なる。面蒸発源FMM蒸着技術は、有機物を金属面に蒸着し、N型有機薄膜を形成することで、面蒸発源を製造した後再蒸発し、基板に有機物薄膜を形成する原理である。この技術を採用すると、有機物は面蒸発による垂直性気体ビームを形成するようになる(特許:1012061620000、韓国)。

 

OLEDONが開発した面蒸発源を用いて有機物を蒸着した場合、Shadow Distanceは0.38um~0.59umである。そのため、4umのパターンサイズを持つ2250ppiの素子を製造できる。

 

ファン教授は「面蒸発源の蒸着技術を採用すると、有機物気体の入射角が減少し、MaskによるShadow現象を画期的に改善することができる。また、面蒸発源は垂直性有機物の気体ビームが入射角をゼロにできるため、理論上ではShadow Distanceを0umにすることができる」と付け加えた。

 

<OLEDONが開発した面蒸発源蒸着技術の原理>

 

 

また、今回の発表において、ファン教授は「面蒸発源蒸着技術は、高解像度用Shadow Maskの製造にも必要だ」と強調した。

 

現在、量産に採用している線形蒸発源FMMの場合、Shadow Maskのオープニング間の距離は80umである。そのため、有機物気体ビームの入射角が大きくなり、高密度パターンを持つShadow Maskを製造しにくい状況にある。

 

ファン教授は「面蒸発源技術を用いると、Shadow Maskのテーピング角度は、80°程度になる。オープニング間の距離を20um未満に縮めることができるため、面蒸発源蒸着技術は、線形蒸発源におけるMaskパターンの密度に関する問題を解決できる」と説明した。

 

OLEDONは、面蒸発源蒸着技術で、完全なるShadow-Freeパターニング条件を目指しており、檀国大学のジン・ビョンドゥ教授チームと共同開発し、11KレベルのマイクロOLED素子を製造できる面蒸発源FMM蒸着措置を校内に設置する計画である(参照:OLEDONの公式ウェブサイトwww.oledon.co.kr)。

 

<面蒸発源FMM蒸着技術を採用した場合、Shadow Maskのオープニングの密度変化>

 

OLEDONは、量産用面蒸発源FMM蒸着装置に関する13件の特許を保有している。最新の研究結果に基づいた量産装置に関する特許は、韓国出願が7件、PCT国際出願が3件である。

UDC、ロイヤリティーとライセンス料で、2017年第2四半期総売上高59%増

米国UDC(Universal Display Corporation)は、現地時間8月3日に2017年第2四半期の財務実績を発表した。

 

総売上高は、2016年第2四半期の6,440万米ドルに比べ59%増加した1億2,500万米ドル、材料の売上高は110%増加した4,680万米ドルになったと述べた。また、ロイヤリティーやライセンス料収入は28%増加した5,370万米ドル、営業利益は2,650万米ドル増加した6,050万米ドル、当期純利益は2,540万米ドルから4,720万米ドルになったと明らかにした。

 

UDCは、ロイヤリティーとライセンス料によって、売上高が増加し、青色と緑色などのりん光発光物質の販売拡大で、材料の売上高が増加したと述べた。

 

OLED市場の成長によって、OLED材料市場規模が拡大し、その結果、UDCの実績も成長したと見られている。UBI Researchが発刊した『2017 AMOLED発光材料市場レポート(2017 OLED Emitting Materials Market Report)』では、全世界のOLED発光材料市場は、2017年に9億6,000万米ドル、2021年まで年平均成長率37%で、2021年には33億6,000万米ドル規模まで拡大すると予想した。

<発光材料市場全体の展望>