サムソンディスプレイ、A3ラインをY-OCTA製造が可能なラインに交換

モバイルに装着されるtouch panel技術はuser interface機能を遂行するために重要な技術である。 Flexible OLEDディスプレイのtouch技術は、外付け方式(Add-on type)から内蔵型方式(on cell type)へと変化している。

薄膜袋(TFE、thin film encapsulation)の上にtouch sensorが形成される内蔵型方式は、 各パネルメーカー別にY-OCTA(YOUM on-cell touch AMOLED)、ToE(touch on encapsulation)またはFMLOC(flexible multi-layer on cell touch)などの多様な名称で呼ばれる。 内蔵型方式は外装型方式と違って、別途のベースフィルムがなく封止層の上部に直接にtouch sensorが形成される。 このため内装型は外装型より工程難易度が高いが、OLEDパネルの厚さを薄く製作するのが有利で、工程コストも削減される効果がある。

最近、OLEDを利用したモバイルにこのような内蔵型方式のtouch技術を適用するため、各ディスプレイメーカーはライン改造の作業が段階的に進められている。 内蔵型方式のtouch 技術を適用するためには、4つのmask stepが追加されることになる。 工程stepの増加に対応する方法としては、増加される工程分の新規装備を追加で設置して対応する案、既存設備で共用で対応する案の2つがある。

サムソンディスプレイは既存のA3ライン(湯井)で内蔵型方式のtouch技術を使うため、既存の露光器を活用することを決め105K capacityのTFT生産ラインの改造作業を段階的に進めている。 既存工程のflow上では1500×1800mm2のmother glassでback plane工程が行われ、このglassをhalf-cuttingした1500x900m m2のglassをOLED工程で行うことになるが、half cuttingされたglassを再びback plane装備で工程するためにはcuttingされた2枚を連結して処理するjig製作方式を適用することになる。 改造後はA3 lineの生産capacityの減少が発生するだろう。 現在改造対象のA3 lineの105KはLTPS工程からLTPO工程に変更され、Y-OCTA工程と兼ねるようになる。 この場合LTPSからLTPOに変更して3つのmask stepが増え、Y-OCTAのために追加4つのmask stepが増加する。 Total 7つのmask stepが増加した結果で、A3 lineは改造後、従来の105K 生産capacityが概ね75K水準に減少すると 見られる。

中国のBOEも、B7とB11で内蔵型のtouch工程を追加構成中だ。 BOEは内蔵型方式のtouch工程を追加する案で、露光装備などを追加購入して処理する方式で進められている。 この場合生産capaの大きな変動はないものと見られる。

<Production capacity comparing with before/after modifying at SDC A3 line>

プレミアムテレビ市場で競争するためのwhite OLEDテレビの今後の変化は?

現在、プレミアムテレビ市場を主導しているOLEDテレビはLGディスプレーのwhite OLEDで製作される。 プレミアムテレビ市場を二分しているQLEDテレビだけではなく、未来のライバル製品として言及されているQD-OLEDテレビとQNEDテレビとの競争のためwhite OLEDの変化が観測されている。

一番目の可能性が高い変化は、現在発光層に使われている「yellow-green発光材料」の代わりに「green発光材料」の使用だ。 Yellow-green発光層は寿命は良いが、色再現率の拡大のためにはgreen発光層への代替が必要となる。

当初、 LGディスプレーは広州工場でgreen発光層が適用されたwhite OLEDを量産する計画だったが、工程問題によって既存のyellow-green発光層を使う計画だ。 現在、 LGディスプレーはGreen発光層が適用されたwhite OLEDを持続的に開発中であり、年内あるいは近いうちにテレビ市場で発売する計画を立てている。

<向後大面積white OLED構造の予想、Source: 2020 OLED発光材料レポート>

現在のbottom-emission方式からtop-emission方式への変化も予想される。 有機発光層で発生した光が基板TFT と基板方向に出るbottom-emission方式はTFT素子が光を遮り、輝度の損害が発生する。これまでの大面積OLEDは、TFTが光を一部遮ってもピクセル自体の発光面積が広いため大きな問題ではなかったが、次第に解像度が上がり, top-emission構造の必要性が持ち上がっている。

また、今後 top-emission方式のQD-OLEDや輝度に優れたLEDで製作されるQNEDが開発され、テレビ市場に出ることになると輝度等のスペック競争は必至となるため、 top-emission構造の開発は不可欠である。

top-emission構造を開発するためには有機発光層のmicro-cavityの設計、透明封止再開発、カラーフィルターの工程変更など材料・工程において様々な変化が必要であるが、前述のQD-OLEDやQNEDが完全に商用化されるまで、 top-emission構造の開発は十分に可能と予想される。

今後、色再現率や輝度などの性能が改善される未来のOLEDテレビへの帰趨が注目される。

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。

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。

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。

OPPOが業界をリードするスクリーンを備えたオールラウンド5GフラッグシップFind X2シリーズを発売

OPPOが2020年3月6日にFind X2シリーズを発表した。これは、業界で最高のスクリーンを持って、強力なカメラエクスペリエンスとバッテリー寿命を実現する5G用スマートフォンである。

5G時代にはネットワークの改善によりユーザーはコンテンツをはるかに高速で使うことができるし、同時にコンテンツの品質に対する要求も高まる。 これらのニーズに応えるFind X2シリーズには120Hz QHD + AMOLEDスクリーン、オールラウンドのウルトラビジョンカメラシステム、業界最速の65W SuperVOOC 2.0フラッシュ充電テクノロジー、Snapdragon 865が搭載されている。 X2 Proは全ピクセル全方向フォーカス(all-pixel omnidirectional focus)と最大12ビットの写真キャプチャをサポートする携帯電話である。

Find X2およびFind X2 Proには、OPPOでカスタマイズされた120Hz 6.7インチQHD + Ultra Visionスクリーンが搭載されており、10億種類以上のカラー表示機能があり、解像度、色、リフレッシュレート、輝度にも優れたものである。3168×1440、513 ppiの解像度、超低画面反射率、最大1200nitの最大画面輝度により、あらゆる環境でクリアで快適なディスプレイを提供する。

Find X2シリーズは、前面と背面になめらかな二重曲線のボディデザインを採用している。 Find X2シリーズの前面はコーニングゴリラの第6世代ガラスパネルで覆われている。 高度なCOPパッケージング技術と67.8°の曲面設計により、視覚的に縁なしの効果が生まれ、携帯電話が丸く滑らかな感触がでる。