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。

Molecular Glasses、OLEDの寿命を向上させたOLEDIQ™材料特許登録

Molecular Glassesは、米国特許庁に「OLED devices with improved lifetime using non-crystallizable molecular glass mixture hosts」の特許を登録した。(特許番号U.S.10,593,886 B2)

<OLEDIQ™材料を適用して改善されたOLEDデバイスの寿命、Source:molecularglasses.com>

Molecular Glassesの今回の特許は非結晶性分子ガラスの混合物ホストを利用してOLEDの寿命を改善させた。OLEDの基本構造であるカソードとアノード、その間に配置された発光層、カソードと発光層の間に配置された電荷輸送層を含まれており、発光層は、ホスト材料とエミッタ(emitter)を含んでいる。

ホスト材料は、正孔輸送能力や電子輸送能力、ambipolar capabilitiesを含む高エントロピーアモルファス分子ガラスの混合物を含み、 ambipolar capabilitiesは正孔輸送能力および電子輸送能力を含んでいる。

Molecular GlassのCEO兼創設者であるMike Molaire氏は「OLEDIQ™材料は、非晶質の溶解性小分子としてドーパントエミッタの凝集を防止し、OLEDデバイスの寿命と信頼性を大幅に向上することができる」とし、「これは青色OLEDの効率と長寿命を実現させることができる理想的なプラットフォームになるだろう」と述べた。続いて、「OLEDIQ™材料は、従来の真空蒸着工程だけでなく、材料の変形なしにインクジェット工程にもすぐに適用することができる」と紹介した。

FlexiGoの「Foldy-200」、フォルダブルOLED信頼性確保の主要機器

最近、ディスプレイ業界で最大の話題はフォルダブルOLEDだ。フォルダブルOLEDの最大の課題は折り畳み耐久性であり、関連企業は20万回以上の折り畳み耐久性を備えた製品を開発するために努力している。

折りたたみ試験は通常のフォルダブル素材の一部を固定板に固定し、他の一部は回転板に固定させて機械的に回転運動をする方式が代表的である。しかし、この方法はフォルダブル素材と回転板の軸が異なるため、回転運動時のフォルダブル素材が素材本来の回転パスではなく、回転板の回転経路に沿って行くように誘導されてフォルダブル素材に引張力が作用する可能性がある。これによりフォルダブル素材の正確な折りたたみ耐久性を評価することは難しことがある。

特に、FlexiGoで最近開発された「Foldy-200」は、チャンバー内の温度と湿度を変えてフォルダブル素材の正確な折りたたみ耐久性を試験することができるように設計された。また、チャンバーガラスを丸い形に製作して、内部と外部に熱線を設置して、高湿度で水滴などがチャンバーガラスでフォルダブル材料に落ちる問題を事前にブロックした。

「Foldy-200」は、17インチサイズ以下のフォルダブル素材を希望曲率半径の下での折りたたみとアウト折り畳み試験が可能である。また、micro&macro visionとsurface profiling、colorimeterなどの自動検査設備が搭載され、既存の折り畳み試験にかかっていた時間が大幅に減少することが期待される。

次期フルスクリーン表示のトレンドは、アンダーディスプレイカメラ

サムスン電子のGalaxy S8とAppleのiPhone X発売以来、ホームボタンが削除されたスマートフォンはスマートフォン市場のトレンドとなった。

無限に大きくなることができないスマートフォンの特性上、限られたスマートフォンサイズの中で大きな割合を持つディスプレイのサイズはスマートフォンセットメーカーの競争力と直結されている状況である。

最近発売されたサムスン電子のGalaxy S10はHIAA(hole in active area)技術が適用されたフレキシブルOLEDを搭載して大きな関心を集めた。しかし、ノッチのデザインやHIAAデザインはまだカメラのレンズがディスプレイの一部のスペースを占めるため、動画視聴やゲームをするのに邪魔になる可能性がある。

だから多くのパネルメーカーは完全なフルスクリーン表示の実装のためのアンダーディスプレイカメラ(under display camera)技術を開発中である。

アンダーディスプレイカメラ技術はフロントカメラが画面の背後に配置されて完全なフルスクリーン表示の実装が可能である。過去MWC China2019でOppoがこの技術が適用されたスマートフォンを初公開し、BOEとVisionoxもCIOC2019発表でアンダーディスプレイカメラが次期スマートフォンのトレンドになること予想した。

アンダーディスプレイカメラ技術を実装するための画面とカメラ・モジュール、アルゴリズム技術がすべて特別に設計されると予想される。具体的には、透過率を確保するためにカメラ付近の画素を低解像度にする技術や、従来よりもより大きな画素サイズのCMOSイメージセンサー搭載、写真の品質を向上させるためのアルゴリズムの技術の適用などである。

2017年から始まったフルスクリーンのスマートフォンのトレンドが、2020年以降アンダーディスプレイカメラ技術との完全なフルスクリーンのスマートフォンで花被泣く成り行きが注目されている。

JOLED、Solution Process OLED後工程の量産ライン構築開始

JOLEDが中型サイズのSolution Process OLED量産のため後工程ラインを千葉事業所に構築すると発表した。 JOLEDのSolution Process OLEDは路尾事業所からTFT工程から印刷工程までである”全工程”が進んだ後、千葉事業所でモジュール工程と最終検査まで行われる”後工程”が実施される。

JOLEDは月22万台の生産量を目標にしており、2020年に千葉事業所と能美事業所を同時に稼動する計画だ。

JOLEDのSolution Process OLEDは、自動車とハイエンドのモニター市場をターゲットとしており、大きさは10~32型範囲である。

一方、JOLEDは2018年12月5日から7日まで日本の東京で開かれた28th FINETECH JAPANでe-sports用と医療分野用専門21.6型FHD OLEDモニター、自動車用12.3型HD OLEDと12.2型FHD flexible OLEDなど多様な中型の大きさのSolution Process OLEDを披露した。

JOLED、インクジェットOLED技術を多く紹介

FINETECH JAPANでJOLEDが初めてブースを出展した。PanasonicのインクジェットOLED技術を伝授され、OLEDパネル事業を展開しているJOLEDは、今年の初めから医療用モニターを販売している。来年にはAsusでJOLEDが製造したインクジェットOLED TVも販売する予定である。

展示品は医療用OLEDモニターとゲーム用OLEDモニターを含め、車載用OLEDとOLED TVの3種類となった。

 

JOLEDのインクジェットOLEDの最高輝度は共通して350 nitで、Full whiteは140 nitであるが、モニター用としては十分な輝度を確保していると考えられる。JOLEDは来年に量産ラインを構築し、20型台モニター用とTV用OLEDの生産を本格的に開始する予定で、2020年以降には車載用OLED事業を計画している。

JOLEDはインクジェット技術で製造したOLEDパネルを生産している唯一の企業である。この技術を日本と中国、台湾のパネルメーカーに提供し、ライセンス事業も同時に推進している。

【第28回 FINETECH JAPAN】Sharp、IGZOとOLEDを結合した未来戦略を発表

2018年12月5日から幕張メッセで開催された第28回FINETECH JAPANで、SharpのAtsushi Ban副社長は、キーノートセッションでIGZOとOLEDを結合した未来戦略を発表した。

 

 

Ban副社長は「全体ディスプレイ市場で、OLEDが占める割合はこれからさらに高くなる見込みで、OLEDならではの新しい価値はフレキシブル他ならない」と強調した。

 

続いて「SharpもOLEDならではの軽くて薄くてフレキシブルという特性を活かした様々な応用製品を計画している」と明かし、「2018年第3四半期から多気工場では第4.5世代のバックプレーンを生産開始し、堺工場では15Kの第4.5世代OLED用ガラス基板の投入とモジュール工程を進めている」と発表した。

 

 

また、Ban副社長はフレキシブルOLEDによる産業拡大の可能性を挙げ、SharpはIGZOを結合したFoldable OLEDの開発を次の目標にしていると明かした。特にIGZOは低消費電力と中大型での高画質提供が可能という利点があり、このようなIGZOが中大型Foldable OLEDやRollable OLEDと結合すると、新しい価値が創出できるようになると期待した。

 

最後に、SharpのIGZO開発ロードマップを紹介し、駆動能力をさらに向上したIGZOを開発すると表明し、発表を終えた。

OLEDWorks、フレキシブルOLED照明「LumiCurve Wave」を発売

OLEDWorksは最近、フレキシブルOLED照明を用いたLumiCurve製品群のプラットフォーム「Wave」の発売を発表した。

 

<OLEDWorksのWave照明、参考:oledworks.com>

Waveの基板にはCorning社の「Willow glass」が採用された。OLEDWorksの説明によると、Willow glassは厚さ0.1 mmの薄板ガラスで、固有の密閉・遮断特性があり、耐久性と寿命を低下させずに優れた光品質と色再現率を提供することができる。

Wave FL300C製品は、Warm whiteとNeutral whiteの2種類で発売された。Warm white製品の最大光速は300 lm、100 lmを基準とした効率は62 lm/W、色温度は3000 K、CRIは90となり、Neutral white製品の場合、最大照度は250 lm、100 lmを基準とした効率は47 lm/W、色温度は4000 K、CRIは90となる。寿命は両製品ともに50,000時間で、最小曲率半径は10 cmである。

現在、ディスプレイとしてモバイル機器とTVに積極的に採用されているOLEDは、面発光という固有の特徴から、照明市場で室内照明のみならず、車載用照明や展示用照明など、様々な分野に採用範囲を広げている。

新製品を発売しているOLEDWorksの他にも、照明用OLEDパネルの大規模な量産ができるLG DisplayもCES 2019で、多彩なOLED照明を披露することが予想されるなど、OLED照明市場が本格的に拡大していくかに注目が集まる。

OLEDON、超高解像度と超大面積OLED製造用ベルト型面蒸発源蒸着技術を公開

中小型と大面積OLED蒸着装置を開発しているベンチャー企業OLEDONのファン・チャンフン代表は、11月30日にUBI Researchの主催でCOEX(韓国ソウル三成洞)で開催される2018年OLED産業セミナーで、超格差AMOLEDの製造技術である「ベルト型面蒸発源FMM蒸着技術」と「超大面積QD-OLED TV製造用垂直ベルト型面蒸発源蒸着技術」を発表する予定だ。

OLEDONが世界で初めて開発に成功した面蒸発源技術は、金属面に1次有機物を蒸着した後、上方向に再蒸発させることで、2250ppiの超高解像度の微細パターンを形成する原理である。このような面蒸発源の工程には、1次蒸着・面蒸発源のインバージョン・2次蒸発など、3つの工程が必須となり、量産に導入する場合、それによる高真空チャンバーの数も増加する。今回、OLEDONが紹介するベルト型面蒸発源FMM蒸着技術は、上記で説明した全ての工程を一つの蒸着装置内で行うという概念で、金属面をベルト型にした連続面蒸発源供給型蒸着技術である。

<ベルト型面蒸発源FMM蒸着装置、参考:OLEDON>

 

ファン代表は「ベルト型面蒸発源を用いると、蒸着チャンバーを新たに製作しなくても、従来第6世代のリニア蒸発源FMM蒸着装置に早速導入できる」と明かし、「これを活用すれば、近いうちにスマートフォンに搭載するAMOLED素子とVRディスプレイの解像度が画期的に向上するとみられる」と述べた。

続いて「垂直ベルト型面蒸発源を用いれば、QD-OLED TV用第12世代級の超大面積基板にたわみが生じることなく、蒸着工程をスムーズに行うことができる」と言い、「垂直ベルト型面蒸発源蒸着装置は、基板を垂直に立てて蒸着する概念で、Framed glass chuckとオープンマスクの荷重負担が軽減され、基板搬送が容易になり、停止状態で均一な超大面積薄膜の蒸着工程を進めることができる」と明かした。この技術によって第8世代はもちろん、今後、第10世代以上の基板サイズとなるクラスター型量産用蒸着装置にも活用できると予想される。

 

 

<QD-OLED製造用垂直ベルト型面蒸発源蒸着装置、参考:OLEDON>

最後に、ファン代表は最近青色物質の物質変性試験と青色ドーパントの蒸着試験を成功的に終えたことを明かし、未来の中小型および大型OLEDの製造には、すべて面蒸発源蒸着技術が用いられるようになると見込んだ。

OLEDONは面蒸発源とベルト型面蒸発源蒸着装置の特許を含め約30件の特許を保有しており、最近には量産用垂直ベルト型面蒸発源蒸着装置に関する特許を出願した。

OLEDの第3四半期売上、前四半期比大幅増加

UBI Researchの『第3四半期AMOLED Market Track』によると、第2四半期のOLED市場はSamsung Displayの稼働率低下が市場全体に影響を与え、売上が低迷したが、第3四半期には83億米ドル規模へと大幅に成長した。

前四半期の57億7,000万米ドルに比べると43.9%の成長で、前年同四半期比は16.6%の増加となる。

 

市場の売上増加を牽引したSamsung Displayは70億米ドルを記録し、応用製品ではスマートフォンが72億米ドルとなった。国別では、韓国が79億米ドルの売上を達成し、全体市場の95.5%を占めた。中国は3億6,000万米ドルで、全体の4.3%を占めた。

UBI Researchのイ・チュンフン代表は、Samsung DisplayのGalaxy NoteとAppleのiPhone XS向けフレキシブルOLEDの生産開始により、第3四半期の売上増加が実現したと説明した。