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ソリューションプロセスOLED、WRGBより材料及び部品コストの最大40%まで削減可能

UBI Researchが発刊した『2017 Solution Process OLED Annual Report』によると、大面積OLEDにソリューションプロセス(インクジェット・プリント)工程を導入する場合、現在量産に適用している蒸着方式のWRGB工程と比べ、材料及び部品コストの最大40%、約18%以上の製造コストを削減する可能性があると分析した。

ソリューションプロセスは大面積OLEDパネルを第8世代以上の装置で、マザーガラスを分割せずにRGBピクセル構造で製造できる技術である。UBI Researchチャン・ヒョンジュン先任研究員は「ソリューションプロセスが導入されたOLEDは、20層積層構造で構成されたWRGB OLEDと比べ、5層構造になっているため、パネルの構造は比較的に単純と言える。WRGB OLED工程は発光材料の使用効率が約40%でしかないのに比べ、ソリューションプロセスの導入で発光材料の効率を90%以上に向上することができる。そのため、発光材料の使用量が大幅減少し、コスト削減に大きく貢献すると期待される。また、カラーフィルターを使わないという点もパネル製造コストを削減できる要因となる」と述べた。また「Soluble(可溶性)発光材料の1kg当たりの価格をどう設定するかが、コスト削減決定の重要な要素となる。しかし、Soluble発光材料の採用で、有機材料の使用量は大きく減少するものの、Solvent(溶媒)費用、製造費用、開発費用による価格上昇は考慮しなければならないことだ」と強調した。

ソリューションプロセス工程技術は、大面積OLEDの大衆化に貢献する主要技術として注目されつつ、主要AMOLEDパネルメーカーの開発が進んでいる。技術的な観点から見た場合、ソリューションプロセスOLEDは、既存の蒸着材料をインク化するために様々な溶媒を混合し、蒸着材料より純度や発光効率が低くて寿命も短い。過去数年間パネルメーカーと材料メーカーにおける主要課題であったため、それを改善するために米国DuPont、ドイツMerck、住友化学などが積極的にSoluble OLED発光材料の開発に取り組んできた。特に蒸着材料と同様に青色材料の性能改善で難航してきが、現在は技術開発が進み、蒸着材料に比べ約80%程度の効率と寿命が改善された。

今回発刊した『2017 Solution Process OLED Annual Report』では、WRGB OLEDとソリューションプロセスOLEDの競争力を工程、材料、コストの側面から比較分析し、主要事項とSoluble OLED発光材料の開発現況、主要メーカーの動向、ソリューションプロセスOLED市場を様々な観点で分析した。

<WRGB OLEDとソリューションプロセスOLEDの製造コスト比較、出所:UBI Research 『2017 Solution Process OLED Annual Report>

US$1,000以下の55 inch OLED TVの可能時点は?

10月14日、汝矣島中小企業会館で開催された「QLEDとソリューションプロセス(Solution Process)OLED市場進出可能性に対する分析セミナー」で、デュポンのジョン・ソンジン部長は、ソリュブルOLEDマテリアル(soluble OLED material)に対する動向と最新の開発内容を紹介した。

ジョン・ソンジン部長は、現在、ソリュブルOLEDマテリアル(soluble OLED material)と工程技術は、完成段階にあるが、これを結合し、ソリューションプロセス(Solution Process)をどのように完成するのかについての問題は、依然として争点となっていて、これに対し、Material performance)(T95>9k hr, CE>25 cd/A)とUniform printing(SRU>0.95)、Contain(performance 90% of flood print)、Conformal Drying(luminance aperture>95%)が核心要素であることを言及した。

Solution Process商用化のための4つの核心要素

Solution Process商用化のための4つの核心要素

既存にデュポンは、Surface Energy Modificationを利用するノズルプリンティング(Nozzle Printing)方式でソリューションプロセス(Solution process)研究開発を進めていた。この方式は、溶液を継続的に供給するための量調節が容易で、ノズルが詰まらないという長所があったが、材料消費が多くて、パネル素材による制約があった。

このような問題と最近大きくなっているインクジェット(Ink Jet)市場によって、デュポンは、インクジェット・プリンティング(Ink Jet Printing)方式でバンク(Bank)を形成した後、有機物を蒸着する方向に研究開発を進めていることを明らかにしながら、インクジェットマテリアル・パフォーマンス(Ink Jet Material Performance)を公開した。

デュポンが2016年第2回OLED Korea Conferenceで発表した資料と比較すると、レッドとグリーンは寿命、ブルーは効率を重点的に開発したものと見られる。レッドの寿命は約6%、グリーンのの寿命は2倍に向上されており、ブルーの効率は約10%増加したことが分かった。

ジョン・ソンジン部長は、「徐々に大型化が進んでいるディスプレー(display)市場でOLEDが市場拡大をするためには、ソリューションプロセス(Solution Process)の採用が不可欠であり、セットメーカーでソリューションプロセスで2020年までにUS$1,000以下の55inch OLED TVを量産することができるようにソリュブル(soluble)OLED発光材料の開発に注力する予定だ。」と強調した。

デュポンの既存のInk Jet MaterialとPerformance比較

デュポンの既存のInk Jet MaterialとPerformance比較

 

What is Solution Process OLED’s Key Issue?

In the 2015 Display Printed Electronics Seminar held in The K Hotel in Seoul on October 7, Dankook University’s Professor Byung Doo Chin and Korea Research Institute of Chemical Technology’s Dr. Jaemin Lee gave presentations. They discussed key issues of solution process OLED; Professor Chin examined technological issues of print OLED/PLED device while Dr. Lee discussed technology trend of solution process OLED device.

 

Professor Chin reported that of the materials being used in current solution process, red, and green progressed greatly in terms of efficiency and lifetime. However, he explained that as blue’s efficiency and lifetime are lower than the other 2 colors, unless these issues improve, white actualization, as well as blue actualization, is difficult and panel cannot properly perform.

 

Material research development can occur for evaporation OLED only through material synthesis and purification. However, for solution process OLED, turning the materials to ink has to be additionally considered. Dr. Lee announced that diverse collaboration are happening between material and ink related companies for these reasons.

 

In the seminar, Professor Chin and Dr. Lee agreed that the key to the solution process OLED development is material characteristics development. According to the solution process material traits presented by Sumitomo Chem. and DuPont, while red and green traits are fast catching up to ones used for evaporation OLED, this is not true for blue. Despite these disadvantages, solution process OLED is a key technology that can produce large area RGB OLED panel using Gen8, or higher, manufacturing equipment; continued research development of solution process technology is expected in future.

DuPont Displays Opens OLED Materials Scale-Up Facility for Next Generation TVs

On 30 September (local time), DuPont Displays announced the opening of a state-of-the-art, scale-up manufacturing facility designed to deliver production scale quantities of advanced materials that enable large-format, solution-based printed OLED displays.

 

These materials are designed to help manufacturers develop OLED displays that are brighter, more vivid, longer lasting and significantly less expensive than the OLED TVs on the market today.  The facility is located at the DuPont Stine-Haskell Research Center (Stine-Haskell) in Newark, Del., near DuPont’s global headquarters in Wilmington, US.

 

DuPont’s new scale-up facility is sized to meet the future growth expectations of the OLED TV industry, which analysts predict will increase by over 70 percent for the next several years and will require large quantities of highly sophisticated OLED materials. This new OLED facility at Stine-Haskell has large-scale formulation systems and can support simultaneous production of multiple product lines.

 

“Materials are critical to the performance of an OLED TV and we are confident that DuPont has the best performing solution OLED materials available in the market today,” said Avi Avula, global business director, DuPont Displays.  “Our vision is that OLEDs will become the display standard and to make that vision a reality, we are focused on helping our customers bring the cost of large sized OLED TVs down to less than $1000 by 2020.”

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