QNED構造と製造技術に関する分析報告書の発行

UBIリサーチ(jp.ubiresearch.com)がサムスンディスプレイのQNED(quantum dot nanorod LED)公開特許41件を分析した「QNED構造と製造技術に関する分析報告書」を出版した。

本報告書に記載された内容は公開された特許41件中QNED製造に使用されるものと判断される完成度の高い技術を選別して、定性分析し構成した。

公開特許を分析した結果、QNED構造はTFTと画素、QD(quantum dot)-CF(color filter)で形成されていた。公開された特許でTFTの構造はすべて2Tr(transistor)に描かれていたが、電流駆動用TFTは少なくとも3つ必要であるため3Tr1C構造を使用と推定される。画素はnanorod LEDと電極、光効率を増大させるための光学構造で構成されていた。

これまで画素の電極構造は長方形であることが知られていたが、公開された特許を分析した結果、電極構造は円形であると推定される。特定の特許で円形電極に非対称波形を印加するとnanorod LEDの配列方向と整列特性が良くなった。 Nanorod LED配置電極と駆動は、同じ電極を使用していると判断される。

QNED製造に使用されるnanorod LEDはGaNで製作され、青色光を出すLEDであり、サイズが<1um x10umである。Nanorod LED配置の効果を高め、工程不良を減らすためにnanorod LEDの表面は絶縁膜と素子配向基で処理されているものと思われる。

2020年発光材料の需要量5.6%増の78.6トン

UBIリサーチが発行した2020年OLED発光材料レポートによると、2020年発光材料需要量は78.6トンで、昨年74.4トンに比べて4.2トンが増加すると予測した。スマートフォンやモバイル機器用OLEDに使用される材料は62.9トンであり、TV用OLEDの発光材料は15.7トンが使用される見込みである。

 

2019年全体の発光材料の市場は12.8億ドルに集計されており、全体の金額のうち43%をサムスンディスプレイが購入した。LGディスプレーが購入した割合は19.4%であり、BOEが11.6%である。LGディスプレーの発光材料の購入はTV容用が60.8%を占めた。モバイル機器向け発光材料購買順位は、サムスンディスプレイ、BOE、LGディスプレーの順である。BOEは、サムスンディスプレイに続いて、モバイル用のOLED生産量が多いからた。

TV用OLEDパネルはLGディスプレーが生産しているが、サムスンディスプレイは青色発光材料とQDを使用するQD-OLEDの事業化を準備している。また、BOEはLGディスプレーと同様のwhite OLED構造だが、光をTFT反対方向に出すtop-emission構造を開発中でいる。 数年以内に3社がTV用OLEDパネルを生産すると予想され、発光材料の市場増加が期待される。

2020年発光材料の市場は13.7億ドルで、2019年より7%増加すると予想される。発光材料の中で、今年の売上高予想上位材料としては緑と赤のホストがそれぞれ191.8億ドルと190億ドルであり、緑のドーパントとP+が137億ドルと135億ドルの順になると予想される。

コロナウイルスによる2020 OLED市場の変化

UBIリサーチが発行した「コロナウイルスによるOLED市場の変化レポート」によると、2020年OLED修正市場見通しは367億ドルの売上高と6.12億台出荷である。年初予想売上高385億ドルと出荷6.6億台に比べてそれぞれ4.8%と7.6%下落した数値である。

UBIリサーチが2ヶ月間コロナウイルスがOLED市場に与える影響を分析した結果、世界のスマートフォン市場は20%の下落が予想され、TV市場は15%減少すると予想されている。しかし、OLED産業全般に及ぼす影響は、5〜8%に過ぎないと判断された。スマートフォン用、TV用、ウォッチ用OLEDパネルは減少することを示したが、モニター用OLEDはむしろ市場が増加すると出てきた。

年初に予想したスマートフォン用OLED出荷量は5.27億台だったが、修正予測値は4.86億台として41万台が減少して7.8%だけ減少した数値である。ギャラクシーとiPhoneの市場は平均減少率よりも高いと分析されたが、中国のスマートフォンメーカーはLCDスマートフォンを減らしむしろOLEDスマートフォン生産を大幅に増やすことが調査された。

中国のスマートフォンメーカーのOLEDの使用は、Appleのビジネスの方向性を取る姿である。中国のスマートフォンメーカーのフラッグシップモデルの名前はプロとプロプラスを使用してきた。プロはAppleが使用するモデルの名前で、プラスはサムスンが使用するモデルの名前である。しかし、今年発売されている中国のスマートフォンメーカーのフラッグシップモデルはAppleと同様にプロとプロマックスの両方を使用している。これらのモデルは、アップルのように、すべてflexible OLEDを使用する予定である。

OLED TV市場はコロナウイルスの影響を非常に大きく受けている。年初予想出荷量は490万台だったが、修正予測値は130万台が減少した360万台である。26.5%の減少が予想される。2019年の出荷台数より30万台多くのレベルである。コロナウイルスのために広州工場の量産日程が第3四半期以降に延期され、OLED TVの主要市場である日本とヨーロッパがコロナウイルスの拡散にTVの売上高が急減しているからである。実際に日本の第2四半期TVの実績は2019年の50%以下である。

しかし、サムスンディスプレイが昨年下半期から推進してきたモニター用OLEDパネル事業はコロナウイルスの影響によるゲーム産業と在宅勤務、遠隔診療、遠隔授業などにより需要が増加すると予想されている。

アップルの最後のLCDフォン、iPhone SE

アップルがスマートフォン市場を開花させたLCDスマートフォンの最後の製品iPhone SEが発売された。

アップルの2019年モデルであるiPhone11には、3モデルがあり、基本的なモデルであるiPhone11は6.06インチのLCDを使用し、高級仕様のiPhone11 ProとPro Maxはそれぞれ5.85インチと6.46インチのflexible OLEDを使用した。

サムスンディスプレイは5.85インチと6.46インチのflexible OLEDの両方を供給しており、LGディスプレーは2019年第4四半期から6.46インチflexible OLEDだけ供給している。

今年は、Appleが4モデルのiPhoneを発売する。今月から販売開始されたiPhone SE2と9月から販売をするiPhone12の3種類がある。厳密に言えばiPhone12 Proは、2モデルがあるので、OLEDを使用するiPhoneは4種類が今年の下半期に出るようになる。

現在、アップルが販売しているLCDフォンはiPhone11と新たにリリースされたSE2二つである。今年、AppleがリリースするiPhoneモデルの中で、LCDはSE2のみ使用されるものであり、SE2がアップルの最後のLCDスマートフォンになると予想される。

アップルは2019年にすでに、今後iPhoneのディスプレイはすべてOLEDに置き換えすることを言及したものである。したがって、事実上LCDフォンは、今回出てきたSE2が最後になると予想されている理由である。

最近出てくるスマートフォンはほとんどが6インチ以上であるが、今回発売されたiPhone SE2はIPS LCDを使用している4.7インチの小型モデルである。

アップルが小型ディスプレイを使用した理由は500ドル前後の中価格市場を攻略するための戦略的な製品であると推定される。現在、eBayで549.99ドルだが、アマゾンでは399ドルで販売されている。

予想されるアップルのiPhone戦略は2トラックである。まず、出荷量で市場シェア2位を維持するためには市場の幅が広い500ドル製品に出荷を合わせるものである。そして営業利益創出はflexible OLEDを使用する高価なiPhone12シリーズで合わせるものである。

しかし、今年の後半に出てくるiPhone12の基本的なモデルである5.42インチの販売量に応じて2021年以降には、LCDフォンの出荷量がますます消えると思われる。

HuaweiのOLED TV発売と、LG電子やSonyの48インチOLED TV発売によりOLED TVの影響はさらに大きくなる

HuaweiがOLED TVを発売し、LG電子とSonyが新しいラインナップである48インチOLED TVを発売する予定である。これにより、OLED TV陣営とラインナップがますます多様化する見通しだ。

まず、HuaweiはがOLED TV X65を近日発売する予定だ。LGディスプレイの65インチ大面積OLEDパネルが搭載されたX65は、24メガピクセルのカメラが装備され、ユーザーの顔と動作、姿勢を認識する「ジェスチャー追跡」機能でTVを制御して、14個のアンダースクリーンスピーカーが装着されて、自動サウンドを補正する。X65は4月8日に発売される予定である。

中国OLED TV陣営はSkyworthとKonka、Changhong、Xiaomiに続き、Huaweiまでの5つの陣営に増加した。また、中国でのスマートフォン市場を主導しているHuaweiのOLED TV発売は今後、プレミアムTV市場に大きな影響力を及ぼすことができる。

<HauweiのOLED TV ‘X65’, Source: news.mydrivers.com>

一方、OLED TV市場を主導しているLG電子とSonyは48インチOLED TVを新たに発売してラインナップをより多様にする予定である。現在OLED TVは55インチと65インチ、77インチのラインナップだけあり、LCD TVに比べラインナップが相対的に不足しているという評価を受けた。LG電子とSonyは今回の48インチOLED TVの発売を介して小型TV選好度が高い日本や欧州市場を攻略する計画だ。

<Sonyの48インチOLED TV ‘KJ-48A9S’, Source: Sony.jp>

LG電子とSonyの48インチOLED TVはそれぞれ5月と7月に発売される予定だ。

Huaweiが新たにOLED TV陣営に合流して、LG電子とSonyが最初に48インチOLED TVを発売するなど、2020年プレミアムTV市場でOLED TVはもう一度大きな影響力を発揮することができるか注目される。

サムスンディスプレイQD-OLED投資時点予想

1991年に始まった、サムスンのLCD事業が2021年に中止される。サムスンのLCD事業が30年という寿命を最後に完全にドアを閉める。サムスンは、LCD事業の限界を10年前にすでに予見して10世代の投資は停止した。代わりに、サムスン電子のLCD事業を分離してサムスンSDIのOLEDと合わせ、サムスンディスプレイを設立し、新しいディスプレイ時代を準備してきた。

サムスンがLCD事業を手離すのは二つの理由ある。第一は、中国のLCD過剰投資による収益性の悪化であり、第二は付加価値の高い新規事業に転換だ。

現代の情報化社会では、ディスプレイは必要不可欠な製品であるため、使用用途の増加に応じて、世界的に需要は徐々に増えている。また、情報量の増加により表現するデータが多くなって、ディスプレイサイズも大きくてならなければならない。これらの二つの要素によって、ディスプレイ産業は引き続き成長する動力を持っている。しかし、中国のLCD投資は、この二つの要素をはるかに超える大量の投資を長年にわたって継続している。これらの影響で、日本のLCD事業は、シャープとJDI2社のみ残っており、韓国のLCD事業も赤字のために事業を整理しなければならする時点に到達した。

サムスンディスプレイとLGディスプレーは、中国LCD企業のパネル低価格攻勢に対応するため、OLED事業を拡大して、ブランド力の高いセットメーカーが好む最高の画質を持つOLED生産に集中してきた。サムスンディスプレイは2019年スマートフォン用ディスプレイ事業ではすでに253億ドル規模の市場を確保し、LGディスプレイは、TV用OLED市場で昨年22億ドルの売上高を確保した。

サムスンディスプレイはOLED事業では強力な売上高と営業利益を享受してきたが、LCD事業は長年の赤字に悩まされてきた。サムスンディスプレイは、TV用LCDを中心にモニター用LCDを販売しているが、QD-OLEDとしてすべて置き換えることができる最適なソリューションを確保した。

サムスンディスプレイが今年から投資を開始したQD-OLED生産は8.5世代の装置を使用する。現在、サムスンディスプレイが湯井に保有している工場が8.5世代LCDラインであるため、OLED生産ラインの構築にコストを削減することができるからである。サムスンディスプレイは来年からこの工場で8K 65インチQD-OLEDパネルを生産する予定である。同時に32インチ4Kモニター用QD-OLEDも生産する。既存のサムスンディスプレイが持っていたTVやモニター用パネル事業を維持し、高価な製品の販売として収益性を確保することができる。

サムスンディスプレイは、従来の8.5世代LCD工場にQD-OLED 30Kの投資を開始したが、計画投資は合計120Kである。残りの投資規模は90Kである。サムスンディスプレイの追加投資は、来年から始まったQD-OLED生産状況に応じて規模とタイミングに変化があると予想される。生産初期から60%以上の収率が確保されれば、来年に残り90Kがすべて投資されることができる。最も望ましいのタイミングである。 LCD技術者を退社させずに活用することができる。このような状況に備えるためには、2021年上半期までLCDラインをすべて撤去しなければならない。その次のシナリオでは、QD-OLED収率が60%以下の場合である。一般的に、収率が低いと工場をフル稼働することができないため、エンジニアが多く必要としない。 歩留まり確保した後に追加の投資が適切であるため、投資を分離して、30〜60K投資し、後で残りの規模を投資する方式である。

来年にどのような状況が展開されるかわからないが、サムスンディスプレイは将来事業を確保するために一歩一歩着実に歩みを踏み出している。

JDI、Apple向けLCD業績悪化によって2億ドル規模のLCD設備の整理

経営再建中のJDIが日本石川県白山にあるLCD工場の設備を一部売却すると発表した。売却金額は約2億ドル(約2,448億)規模だ。

白山LCD工場は、Apple向けスマートフォンLCDパネルを量産していたが、LCDパネルの販売実績が悪くなり2019年7月から生産を一部停止した。

関係者によると、装置の売却は、AppleとSharpに売却する方向で交渉を進めており、3月末までに売却を目指していたが、コロナウイルスの影響で交渉が遅れている状態だ。

白山工場は、Appleから15億ドル規模の投資資金で設立され、2016年末から稼働を開始した。最近AppleがiPhoneにOLEDパネル搭載を増やして稼働率が低下しており、2020年2月末にはAppleに前払金を返済することがJDIには負担になってきていた。今回の装置売却を通じて得られた資金は、 前払金の返済に使用されるという方針である。

フォルダブルOLED用UTG市場、高速成長見通し

サムスン電子のギャラクシーZフリップが市場で完売を持続することにより、サムスンディスプレイが生産するフォルダブルOLED用カバーウィンドウUTG(ultra thin glass)市場が高速に成長する見込みである。

UBIリサーチの2020年第1四半期の部品素材マーケットトラックによると、今年のUTG市場は1.6億ドル規模で、2023年には6.4億ドル市場に成長すると予想している。

サムスン電子の第1世代のフォルダブルフォンギャラクシーフォルダには、プラスチック材料である透明PIがカバーウィンドウで使用されたが、第2世代のフォルダブルフォンギャラクシーZフリップではカバーウィンドウをUTGに置き換えた。サムスンディスプレイが透明PIをUTGに変えた理由は、画面がオフになっているときに、ガラスカバーが与えるきらめきが透明PIに比べてはるかに高級感を与えるからである。

サムスン電子の第1世代のフォルダブルフォンギャラクシーフォルダには、プラスチック材料である透明PIがカバーウィンドウで使用されたが、第2世代のフォルダブルフォンギャラクシーZフリップではカバーウィンドウをUTGに置き換えた。サムスンディスプレイが透明PIをUTGに変えた理由は、画面がオフになっているときに、ガラスカバーが与えるきらめきが透明PIに比べてはるかに高級感を与えるからである。

サムスンディスプレイは、第1世代のフォルダブルOLEDはDongwoo Fine-Chemが生産した透明PIを使用したが、 Dowooinsysの技術で製作されたUTGに変更した。UTG用ガラスは、Shottが提供する。サムスンディスプレイはフォルダブルOLEDエコシステムを強化するためにDowooinsysの持分27.7%を確保して、1位の株主の地位を確保した。フォルダブルOLED後発企業はようやく透明PIとしてout-foldingタイプフォルダブルOLEDを開発中であるが、サムスンディスプレイは後発企業がフォルダブルOLED市場では最初からついてこないように材料を変えてしまった。

3F、年間1100トン規模PI生産工場着工

中国がPI国産化に入っていった。LCDの生産量としては世界最多レベルに成長したが、OLEDパネル市場ではまだ数%に過ぎない。中国政府はOLED分野でも、中国が最高の生産基地に足助けするためBOEを中心にパネルメーカーに大規模の投資を継続している。しかし、OLEDを製造するために不可欠な部品素材サプライチェーンは非常に貧弱である。

中国政府は、flexible OLED製造の最初の工程であるflexible基板を作るためのPI工場への投資をした。

Changshuの3F New Materialは年間1100トンのPIを生成することができるプロジェクトを開始した。このプロジェクトには、2億1600万元が投資されて敷地2408平方メートルに3階建ての生産工場の建設が含まれている。総建築面積は7224平方メートルで、工場完成後、年間基板用PI1000トンとカバーウィンドウ用の透明PI100トンの生産能力を備えることになる。

サムスンディスプレイとLGディスプレイ、OLEDの売上高は、ベトナムのモジュール工場の稼動に依存する

コロナウイルスによってベトナム出張が詰まったサムスンディスプレイとLGディスプレーはwを飛ばしてOLED生産の遅れを防止するために努力している。

モバイル機器用OLEDを製造しているサムスンディスプレイは、ベトナム Bac Ninh地域にスマートフォン用OLEDモジュールラインを運営しており、サムスン電子もスマートフォンの生産工場を Bac Ninhと Tai Nguyenに保有している。サムスンディスプレイは2019年12月にフォルダブルOLEDモジュールライン30Kを設置した。このモジュール工場でサムスンディスプレイは、サムスン電子が今年から販売を開始したギャラクシーZフリップ用foldable OLEDモジュールを生産している。LGディスプレーはOLEDモジュールの生産のために2016年5月にベトナムのハイフォンに総1兆ウォンを投資して、モジュール工場を作り、その年の9月から稼動に入っていった。

ベトナム政府はコロナウイルスの拡散を防ぐために韓国からの入国を遮断している。これにより、ベトナムに工場を保有している韓国企業はベトナム出張が難しくなった。しかし、サムスンディスプレイとLGディスプレーは、そのOLEDモジュール工場正常稼働のためにチャーター機を用意してベトナム出張に出ている。

サムスンディスプレイがベトナムのモジュール工場の管理が出来なくなったら、サムスン電子は今年最大の力作であるギャラクシーZフリップ生産に支障が発生して、莫大な損失が生じる心配があるし、フォルダブルスマートフォン市場リーディングポジションにも悪影響を受ける。LGディスプレーも緊迫な状況である。昨年第4四半期からLGディスプレーはサムスンディスプレイに続いてアップルにpOLED供給を成功し、今年もアップルの向けpOLED出荷量が増加している状況である。LGディスプレーはアップルにpOLEDを供給することにより、昨年の売上高が大幅に増加した。今年はLGディスプレーのアップル供給量は1500万台水準になると予想される。

だから、この両者はOLED事業を守るためにはベトナムにあるモジュール工場管理に必死である。