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紙のように柔らかく曲がるOLED照明、‘Roll-to-Roll’生産技術開発

<韓国機械研究院先任研究員クォン・シンと‘Roll-to-Roll’OLED生産装置、参考:韓国機械研究院>

 

韓国政府未来創造科学部傘下の韓国機械研究院(KIMM、院長:朴・チョンホン)は、中小企業GJM(代表李・ムンヨン)と共同で簡単な工程でフレキシブルOLEDを製造する300㎜規模の‘Roll-to-Roll’生産技術を韓国で初めて開発した。

 

KIMMの先端生産装置研究本部の印刷電子研究室は、既存のRoll-to-Roll印刷電子技術をOLED生産工程に適用することに成功した。Roll-to-Roll真空蒸着装置を導入すればロール状のフィルムにOLED発光有機層と金属電極層を順番に蒸着しながら、一つのチャンバーで柔らかいOLEDを

製造できる。同装置で製造するOLEDは1ナノメートルから数百ナノメートル(㎚)の薄い多層の有機・無機薄膜で構成れており、各層は真空熱蒸着工程を経て製造される。

 

今まで柔らかいOLEDディスプレイを製造するには複雑な工程を経なければならなかった。フィルムを張り付けたガラス基板の上面を蒸着することでOLEDを製造した後、そのガラス基板からフィルムを剥がす方式だった。韓国大手企業が発売した画面の一面が曲がっているスマートフォンのディスプレイも同じ方式で製造されている。段階別に多数の蒸着装置が必要になるだけではなく、更に一度張り付けたフィルムを剥がす作業を行わなければならないため、効率が悪かった。

 

今回開発された技術を導入すれば、真空状態のチャンバー内にロール状に巻かれているフィルムを流し、その上に有機層と無機層を連続的に蒸着する‘多層蒸着’工程でOLEDを製造できる。製造に必要な時間と設備が大幅減少し、大手企業や中小企業でもこの柔らかいOLEDが製造できるようになる。

 

この工程を利用し、まずは照明産業へ適用する。生産されたOLED照明は従来のLED照明と異なり、点ではなく面単位で製造することができる。また柔らかい性質を活かして簡単に必要な形に仕上げられる。

 

KIMMクォン・シン先任研究員は「Roll-to-Roll真空蒸着装置の導入で、次世代ディスプレイとして注目されているフレキシブルOLEDを簡単な工程で連続生産できる。今、韓国ではディスプレイ分野の研究開発が停滞しているが、中国が激しいスピードで迫ってきている。このRoll-to-Roll印刷電子技術は、中国との技術力の差をつけ、さらに先にいくための鍵となる主要技術だ」と述べた。

 

また「実際のディスプレイ製品に使われる赤/緑/青の画素を個別に製造できる微細パターンマスク整列する技術を開発している。この技術が完成したら高解像度のディスプレイに導入し、類似技術を開発しているドイツFraunhofer研究所やコニカミノルタとも格差をつけられる」と付け加えた。

 

今回の開発は、KIMMが自体的に実施している技術事業化支援プログラムACEの支援により先行研究を踏まえ、2015年10月からは産業通商資源部の経済協力圏事業の支援を受け、GJMと共同研究開発を進められているGJMはOLED蒸着源に関する主要技術を保有している強小企業で、最近は台湾、日本、中国企業に蒸着元を納品する実績を積み上げ、‘Roll-to-Roll’OLED生産装置の本格的な普及に取り組んでいる。

OLED市場調査の専門機関であるUBI Researchの2014年のレポートによると、2020年OLED照明市場の規模は45億米ドルまで成長すると見込まれている。ディスプレイ市場調査の専門機関 IDTechEXの2015年のレポートでもプラスチックとフレキシブルディスプレイ市場は2020年に160億米ドルまで成長する見通すなど持続的拡大が予想されている。

OLED技術、自動車に続き、航空産業まで、その領域を拡大

有機発光ダイオード(OLED)技術が融合された飛行機をすぐに会うことが見込まれる。

 

既存のOLED市場で、ディスプレイはモバイル分野で、ライティングは、室内照明分野に適用されたし、いくつかのメーカーでは、車両のリアランプ(rear lamp)やダッシュボード(dash board)にこれを適用するためのプロジェクトを進行中だといわれていた。

 

しかし、国際家電展示会(IFA)2016が開かれたドイツのベルリンで、LGグォン・ボンソクHE事業本部長(副社長)が記者懇談会を開き、「海外航空会社2社と航空機用フロントモニタと窓などにOLEDディスプレイを設置する案を協議していて、これは、座席用だけでなく、窓などをすべて含むもので、適用する時点については議論する必要がある。」と言って、OLED産業が本格的に拡大されていることを明らかにした。

 

特に、ルミオーテックやオスラム、そしてLGイノテックなどをはじめとするいくつかの会社が室内用OLED室内照明及び他の分野にOLEDを適用するための技術を披露したことがあり、他のパネルメーカーも航空産業融合のために技術開発をしていることが知られ、新しいアプリケーション創出に対して、成り行きが注目されている。

 

OLEDは、薄くて軽い特性を持っていて、曲がるように設計することが可能なので、大きな体積を占めることなく、空間の活用度が高い。このような特性のために、位置や空間的制約なしに簡単に設置することができ、窓にOLEDが搭載されれば透過率の調節を通して、乗務員が窓を確認しなくても、自動的に光の透過を調節することはもちろん、ディスプレイを通して、乗客が知りたがるフライト情報などを確認することができるようになるし、中央のディスプレイや計器板などの大きさと形を多様化することができるだろう。

 

このような視覚的効果以外にも、飛行機の総重量を下げ、燃料節約に貢献することが期待される。2014年 英国政府出現機関のプロセスイノベーションセンター(CPI、Centre For Process Innovation)で発表した内容によると、OLED適用時, 従来対比航空機の動体及び燃料の重量が減少され、固定的な燃料消費量の節減効果があることと予測したし、さらに消費電力と発熱も低く、冷房によって消費される燃料も節減し、温室効果ガス排出も最小限に抑えることができるものと期待している。

 

<CPIのOLEDディスプレイが適用された飛行機内部のコンセプト写真>

これに加えて、OLED関連アプリケーションと市場も順調に成長するものと見られる。市場調査会社ユービー産業リサーチで発刊した2016 OLED Display Annual Reportによると、2016年AMOLED市場が14,800 million USD規模で形成されると予測したし、2020には約71,705 million USDで約49%の年平均成長率を予測している。また、OLED ライティングも、企業の投資が本格的に始まる2019年からの売上高が大幅に増加し、2025年には7,500 million USD以上の市場が形成されると予想することから、今後、様々な形でOLEDディスプレイあるいはライティングが融合されたアプリケーションに会うことができると期待される。

[Light building 2016] Osram OLED Rear Lamp

Osram is showcasing its OLED rear lamp for cars at Light+Building 2016

OLEDWorks to Acquire Parts of Philips’ OLED Business

Philips and OLEDWorks signed an agreement that is expected to have significant effect on future direction for the OLED sector of the Philips. On April 28, OLEDWorks announced that they will acquire key parts of Philips’ OLED lighting business.

 

According to OLEDWork’s press release, Philips will establish a new legal entity and transfer key parts of its OLED business in the next few months. This will include the production facility in Aachen, Germany, and relevant intellectual property. All shares of the new entity will subsequently be sold to OLEDWorks. Once the new company has been established, OLEDWorks will be granted license by Philips to market its OLED light source components under the Philips brand. Philips will remain a distributor of the panels through OEM sales channels.

 

OLEDWorks CEO David DeJoy explained that this deal will broaden their mission to deliver high performance OLED light engine to a wide range of lighting applications. Eric Rondolat, CEO of Philips, added it “will enable [them] to focus [their] business and resources on developing innovative connected lighting systems and services for professional and consumer markets”.

 

OLEDWorks is based in Rochester, New York. Founded in 2010, OLEDWorks is the only US-based OLED light engine and panel manufacturer. Currently, OLEDWorks is producing 2 models of white OLED lighting panel samples in sizes of 43×101.6×3.2mm and 65x175x2.0mm. There are 2 kinds of color temperatures, 3,000K and 3,500K, with efficiency of 45lm/W, and lifetime of 10,000 hours or longer (LT70 @ 3,000 cd/m2).

[Euroluce 2015] Kaneka Exhibits OLED Lighting Panel with 50 Thousand Hours of Lifetime

Marketing activities in Europe by Kaneka, one of Japan’s key OLED lighting panel companies, is attracting attention. Kaneka, the only company with active European marketing out of many OLED lighting companies in Japan, participated in Euroluce, a biennial event, in 2013 as well as 2015. Unlike most of Japanese OLED lighting companies whose promotion activities are focused on their domestic market, Kaneka is enthusiastic regarding lighting exhibition in Europe. This is analyzed to be because Kaneka is aiming for market expansion into Europe and North America, as well as Japan’s domestic market.

 

Kaneka explained that, “OLED lighting is suitable for European customers who consider design and diversity to be important as they have good energy efficiency, thin surface light source, soft light, and ability to produce various colors”, and revealed “increasing European consumers’ awareness of OLED lighting is the priority assignment and the main reason for this exhibition”.

 

In Euroluce 2015, Kaneka exhibited OLED lighting panel with 50 thousand hours of lifetime with 1.05mm thickness. They presented 5 colors of white, red, amber, blue, and green with 3 different panel sizes of 80x80mm, 100x100mm, and 143x23mm.

 

Kaneka possesses a manufacturing line that can produce 20,000 panels per year, and in past have announced their target of approx. 50 billion Yen in revenue by 2020.

 

Kaneka Booth, Euroluce 2015

Kaneka Booth, Euroluce 2015

[Euroluce 2015] LG Chem, Business Acceleration through Lighting Solution

In Euroluce 2015 (April 14-19, 2015) being held in Milan, Italy, LG Chem started enthusiastic European lighting market promotion with their largest booth of the exhibitions they have participated so far.

 

By showing the solution for OLED lighting and not an exhibition centering on existing panel and luminaire, LG Chem began active customer creation by supplying OLED panel, module and OLED lighting solution.

 

LG Chem revealed that “the supply is possible to B2C market through solution regarding OLED lighting, and not just to B2B market”, and that they will “strive to obtain more customers through providing various solutions”. Additionally, they emphasized the importance in new application and widening the scope as well as appealing lighting’s merits; “as most of the attendees are attracted toward the main exhibition, ‘Salone del Mobile Milano’ (Milan Furniture Fair), they showed much interest in transparent connection and rail connection that can diversely be applied to furniture and building”.

 

Examples of LG Chem’s Transparent Connection and Rail Connection Application

Examples of LG Chem’s Transparent Connection and Rail Connection Application

 

Furthermore, LG Chem exhibited LG panel applied products by partner companies such as Acuity, and Mackwell and introduced diverse areas where OLED lighting can be used.

 

In order to proceed with active OLED lighting investment, LG Chem is unfolding dynamic marketing to draw in customers. From February this year, LG Chem began selling DIY KIT OLED lighting module through Korean open market, and opened their first booth in Japan in Lighting Fair Japan 2015 which was held in March. In June, LG Chem is planning to open an OLED lighting exclusive exhibition in Nonhyeon-dong in Gangnam (Seoul, Korea) and intensify marketing.

 

LG Chem Booth, Euroluce 2015

LG Chem Booth, Euroluce 2015

[Lighting Fair Japan 2015] LG Chem, 100lm/W OLED Lighting Panel Mass Production Possible in April 2015

LG Chem estimates mass production of highly efficient 100lm/W OLED lighting panel in April this year. In Lighting Fair Japan 2015 (March 3 – 6) LG Chem announced that they have achieved 2014 target of 100lm/W development, and that mass production will be possible from April 2015. Additionally, they presented the 140ml/W roadmap until 2017, and LG Chem is forecast to keep on leading the OLED lighting market.

Until now OLED lighting had lower efficiency compared to the existing fluorescent light (approx. 100lm/W) and LED (approx. 100lm/W or higher), and was mostly used as luminaire rather than down light. However, if active mass production of 100lm/W products begins, utilization as down light will also be possible.

In this exhibition, LG Chem showcased solution concept of down light, and not a luminaire focused exhibition. They also demonstrated OLED lighting’s competitiveness as down light by securing lifetime of 40 thousand hours. This is approximately twice as long as fluorescent light and rivals LED. The biggest issue for OLED lighting is the cost. If the price becomes competitive through active investment, it is analyzed that the OLED lighting market will grow rapidly.

According to UBI Research’s OLED Lighting Annual Report 2014, OLED lighting market is forecast to grow by 100% of compound annual growth rate and form US$ 4,700 million market in 2020.

150309_ [Lighting Fair Japan 2015]LG Chem., 2015년 4월 100lmW의 OLED lighting panel 양산 가능3<LG Chem’s R&D Roadmap, Source : LG chem>

150309_ [Lighting Fair Japan 2015]LG Chem., 2015년 4월 100lmW의 OLED lighting panel 양산 가능2<Front View of LG Chem Booth, Lighting Fair Japan 2015>

By HyunJun Jang, reporter@olednet.co.kr

[Lighting Fair Japan 2015] LG Chem. Begins Intense OLED lighting Marketing in Korea and Japan, Following Europe

In order to actively open LG Chem’s OLED lighting market, they began intense marketing in Korea and Japan, following Europe. Formerly, OLED lighting marketing took place centering on Europe’s high-end luminaire market. However, LG Chem opened their first booth in Japan in Lighting Fair Japan 2015, and showed how easily OLED lighting can be applied in everyday life by exhibiting solution for down light rather than focusing on luminaire. LG Chem revealed their anticipation for Japan’s OLED lighting market’s growth explaining, “Japan’s conversion rate to area lighting is increasing rapidly and it is estimated the demand for OLED lighting will increase.”

150306_[Lighting Fair Japan 2015]LG Chem., 유럽에 이어 한국과 일본에 본격적인 OLED lighting 마케팅 시작<Front View of LG Chem Booth, Lighting Fair Japan 2015>

LG Chem also began their marketing in Korea for the public. Average consumers were able to come in contact with OLED lighting easily as OLED lighting DIY Kit and table lamp “FRAME” appeared on the open market. Particularly, OLED lighting DIY Kit provided 100x100mm OLED lighting panel, wire, and switch that can control the light (30/60/100lm), and allowed the public to apply the kit for various uses. Currently OLD lighting DIY Kit is being sold for approx. US$ 86, and OLED table lamp “FRAME” for approx. US$ 254. However, when LG Chem’s active investment and mass production begin, the price is expected to fall further.

 LG Chem’s OLED table lamp “FRAME” and OLED DIY KIT Being Sold in Korea’s Open Market

LG Chem’s OLED table lamp “FRAME” and OLED DIY KIT Being Sold in Korea’s Open Market

 <LG Chem’s OLED table lamp “FRAME” and OLED DIY KIT Being Sold in Korea’s Open Market>

Example of OLED DIY KIT Use, Lighting Fair 2015

Example of OLED DIY KIT Use, Lighting Fair 2015

<Example of OLED DIY KIT Use, Lighting Fair 2015>

By HyunJun Jang, reporter@olednet.co.kr

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