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【IMID 2018】Samsung Display、ディスプレイは未来にスマートな世界と人間をつなぐ核心素材

8月29日に韓国釜山のBEXCOで開催されたIMID 2018で、Samsung Displayのクァク・ジンオ副社長は「The Infinite Evolution with Display」をテーマに基調演説を行い、「ディスプレイはスマートな世界と人間をつなぐ核心素材になり、新しい世界と環境の創造を加速化する」と強調した。

クァク副社長は生物とディスプレイの進化を比較しながら、小型から大型までディスプレイサイズの多様性(Size diversity)とフルスクリーン、フレキシブルなど、デザインへの適応 (Adaption in design)、他の技術との統合(Convergence)など、次世代ディスプレイが進むべき方向を提示した。

まず、サイズの多様性について、クァク副社長は「中小型ディスプレイには現実感をもたらす高解像度が、大型ディスプレイには映画館の大画面のような没入感が求められる 」と明かした。

続いて、デザインへの適応については、次世代ディスプレイの価値の一つにデザインの自律性を取り上げ、中小型ディスプレイにおいて、Foldable(折りたためる)ディスプレイのみならず、Rollable(丸められる)とStretchable(画面を自由に伸縮できる)ディスプレイの価値も強調した。

クァク副社長は、現在、重要な事項とされているFoldableディスプレイに限らず、Rollableディスプレイの開発も進めていると語った。Foldableディスプレイとは異なり、パネル前面にかかるストレス(応力)を考えなければならないRollableディスプレイは、丸められている時間と丸めて広げられる回数など、顧慮すべきことが多いため、これを解決するための研究を行っていると発表した。

また、自由自在にディスプレイパネルの形状を変化させることのできる、Stretchableディスプレイも紹介し、低ストレスに高信頼性を有するディスプレイを実現するために、RGBピクセルユニットとStretchableユニットを用いた様々な構造を開発していると伝えた。

統合については、バイオ技術を取り上げ、ヘモグロビンに光を透過し、酸素飽和度を測ったり、メラトニンの変化によるディスプレイのウェイクアップモードとスリープモードの転換など、新しい技術の統合も考えなければならないと説明した。最後に、クァク副社長は、これから開かれる5G時代に、ディスプレイがスマートな世界と人間をつなぐ核心素材になることを強く述べ、新しい社会と環境を創造するために、ディスプレイは進化を続けていると付け加えた。

進化を続けるOLED TV

3月7日UBI Researchが主催した「第4回2018 OLED Korea Conference」でLG Displayのハン・チャンウク首席研究委員は、OLED TVの発展過程を紹介し、OLEDの画質(Image quality)とデザインの柔軟性(Design flexibility)、拡張性(Expandability)を強調した。

まず、OLED TVに採用されているTFT技術とOLEDスタック技術、補償回路など、3つの主要技術を紹介した。ハン首席研究員は「FHDに採用していたボトムゲート(逆スタガ型)から、UHD実現に向けてトップゲート(スタガ型)のコプレーナ構造にTFTを変更した」と説明し、「輝度と色再現率を向上させるために、2段スタック構造から3段スタック構造にWRGB OLED画素の構造を変更し、8Kの大型画面でもOLEDに影響を与えないように補償回路を設計した」と明らかにした。

続いて、OLEDが持つ最大の特長に「ローカルディミングによって画素を制御するLCDとは違って、OLEDはピクセルディミングで画素を制御するため、完璧な黒の表現ができる上に、輪郭周辺が光っているように見えるハロー効果が低い」と強調して話した。

OLEDはバックライトが必要ない自発光ディスプレイであるため、デザインの表現と拡張性を実現することができるという。その例として、屋内に適用可能なミラー型ディスプレイと透明型ディスプレイ、CES 2018で披露した世界初の88型8K OLED TVと65型丸められる(Rollable)OLED TVを挙げた。

一方、ハン首席研究員は「2018年には生産ラインの拡大と歩留まり改善によって、大型OLEDパネルの生産量が2016年より約3倍に増加する見込みだ。また、韓国坡州(Paju)市と中国広州(Guangzhou)市に工場を増設し、2020年には600万枚以上の大型OLEDパネルを出荷することができる」と明らかにした。2016年には全体ディスプレイの5%程度に留まっていたOLEDパネルの生産量を2020年まで40%以上に引き上げると述べた。

仮想現実(VR)と拡張現実(AR)が選んだ「OLEDディスプレイ」

最近、第4次産業革命をリードしている仮想現実と拡張現実機器にOLEDディスプレイを採用することで、LCDと比べ応答速度が速く、多彩な色と高いコントラスト比の実現が可能になり、利用者は 現実感のある映像を体験できるようになった。

 

仮想・拡張現実用OLEDディスプレイは、ゲーム、 広告、教育など全産業分野において、幅広く活用されており、関連出願も活発に行われていると見られる。
韓国特許庁によると、仮想現実(VR)と拡張現実(AR)用OLEDの出願件数は毎年、増加傾向にあり、特にこの3年間の関連出願が大幅に増加したことが分かった。

<仮想・拡張現実用OLEDディスプレイの出願動向、参考:特許庁>

最近の出願件数を年度別に見ると、2014年240件、2015年263件、2016年439件と、2014年を基点に仮想・拡張現実用OLEDディスプレイ技術に関する出願件数が急増した。

 

仮想・拡張現実OLEDディスプレイ分野に関する出願件数が最近増加したのは、仮想・拡張現実機器を本格的に普及するための先決問題となる解像度、応答速度、活用性、フィット感、価格など、様々な条件が求められている中、OLEDディスプレイはリアルな映像が実現できるだけではなく、更にフレキシブル設計が容易という利点から、従来のLCDと比べてそのニーズに応えることができるためだと考えられる。

次に、2020年頃に仮想・拡張現実の市場規模は、約800億ドルまで大幅に拡大する見込みで、仮想・拡張現実機器に適したOLEDディスプレイは、フレキシブル、ローラーブル、ベンダブル、ストレッチャブルディスプレイなどと様々な形で開発されることから、仮想・拡張現実用OLEDディスプレイ技術に関する出願件数は、今後も増え続けると見られる。
この5年間(2007年~2016年)の特許出願の内訳を出願者別に見ると、大手企業774件(60%)、中堅・中小企業142件(11%)、大学‧研究機関72件(6%)、個人70件(5%)、外国人237件(18%)という調査結果が出た。

 

主要出願メーカー別には、LG Electronics 465件、Samsung Electronics2 16件、Microsoft 51件、Samsung Display 29件、SK Planet 20件、Qualcomm 17件、LG Display 17件順に集計され、仮想・拡張現実用OLEDディスプレイ関連技術が韓国国内企業によってリードされていることが分かる。

 

仮想・拡張現実用OLEDディスプレイの応用分野別出願現況を見ると、個人向けエンターテイメント(ゲーム、テーマパーク、体験館)426件、防衛(戦争シミュレーション、武器開発、戦闘機操縦)169件、広告141件、医療(3次元シミュレーション、仮想内視鏡、模擬手術)131件、ヘルスケア123件、映画117件順となり、仮想・拡張現実用OLED技術は、ゲームや防衛産業分野で最も多く活用されていると考えられる。

特許庁のキム・ジョンチャンディスプレイ機器審査チーム長は「TVや携帯電話などの個人用製品を中心に進歩したOLEDディスプレイは、優れた映像を提供する技術力に基づき、仮想・拡張現実だけではなく、新たな産業分野へと活用領域が拡張すると見られる。また、OLEDディスプレイの寿命延長と使用温度範囲の拡大など、性能向上に向けた技術に関する出願件数が増加すると予想される」と語った。

特許庁はOLEDディスプレイ分野における特許競争力を高めるために、産業界と共同で「IP Together」を定期的に開催してきた。今後は「改正特許法説明会」などを通じ、関連情報を継続的に提供していく予定である。

 

UBI Researchが発刊した『2017 AR/VR用ディスプレイ市場レポート』では、AR/VR用OLEDディスプレイの出荷量は、2017年に260万個になり、AR/VR用ディスプレイタイプ別の出荷量全体の52%を占め、2021年には5,200万個になり、同市場全体の80%を占めると予想されている。

<AR/VR用ディスプレイタイプ別の出荷量展望、参考:UBI Research>

Bezel-lessの次はfull-screen、full-screen OLED panel 2020年60%マーケットの占有展望

スマートフォンの性能、デザイン等が進化し続けることによってスマートフォン用のディスプレーの形態も多様化されている。サンスン電子のedgeシリーズがflexible OLEDスマートフォン・マーケットに成功的に進入、他企業もflexible OLED基盤の製品を適用している。特に2017年にはアップルのアイフォンにOLEDが搭載されることと予想され、ディスプレーのマーケットに大きな変化が期待されている。

マーケット調査企業のUBI産業リサーチが最近発刊した「Foldableの実現のために核心イッシュとマーケット分析報告書」によると2017年まではdual edgeタイプから変形されたbezel-lessタイプのflexible OLEDがスマートフォン・マーケットを主導し、full-screen、foldable、rollableなど、新しいタイプのflexible OLEDが登場して多様な形態のディスプレーが搭載されたスマートフォンが登場することと見込んだ。

特に左右だけではなく、上下のbezelも最小化、または無くして前面の全体をdisplay化した形態のfull screen displayが2017年から登場、その以降のマーケットを主導することと見込んだ。

報告書ではfull-screen OLED panelが2017年約17%の占有率から2020年には約60%までbezel-less typeのOLED panelの占有率を超えると分析した。

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Flexible OLEDのスマートフォンの中で最も大きなイッシュであるfoldableスマートフォンに対してはマーケットの反応を調べるために、2017年に初発売する可能性が高いと展望し、コンシューマーたちのニーズと技術開発の動向を分析してみると2019年から本格的な量産の開始が可能と見込んだ。また、Foldableスマートフォン・マーケットの規模は2020年に約1,500万台が出荷され、全体のflexible OLED panelのマーケットの2%の占有率になると予想した。

スマートフォン・ディスプレーのtpye別のヒストリー(UBI産業リサーチ)

スマートフォン・ディスプレーのtpye別のヒストリー(UBI産業リサーチ)

Silicone Better than Acrylic for Flexible OLED…Momentive Introduces InvisiSil

Momentive demonstrated InvisiSil at SID 2016 (Source = Momentive)

Momentive demonstrated InvisiSil at SID 2016 (Source = Momentive)

 Hyunjoo Kang / jjoo@olednet.com

One of the issues of flexible OLED actualization is acrylic’s vulnerability against lower temperature, and silicone is emerging as a solution. Meanwhile, Momentive is attracting attention with their promotion of silicone based InvisiSil.

One of the key encapsulation technologies for flexible OLED is TFE (thin film encapsulation) that laminates thin inorganic and organic films, used by Samsung Display. Of these, organic material is formed through inkjet OLED process using acrylic materials. However, acrylic organic materials are easily broken under 0 ℃, which leads to difficulties in producing flexible OLED using these. However, silicone based materials can withstand up to -40 ℃ and are considered strong candidate for acrylic replacement.

Momentive is a company that develops such silicone based materials. In SID 2016 (22-27 May), Momentive opened an exhibition booth and presented InvisiSil Snap Cure silicones. The InvisiSil Snap Cure systems can cure rapidly at room temperature without UV exposure.

Momentive explained that for flexible AMOLED panel to move past edge type and toward true flexible such as foldable and rollable, silicone is much better suited than acrylic. Furthermore, they added that silicone based materials have yet revealed any disadvantages compared to acrylic, and that it is in development for continued application to mass production.