UBI Research、OLED封止、TFEが主流

■ 全てのエッジタイプとフルスクリーンタイプのフレキシブルOLEDにTFEを採用する見込み

■ プラズマCVD(PECVD)装置、封止装置市場全体の62%を占有

 

UBI Researchが発刊した『2017 OLED封止アニュアルレポート』は、OLED封止技術の中で、薄膜封止(Thin Film Encapsulation:TFE)が2021年にOLEDパネル全体の約70%に採用され、主要封止技術になると予想した。

 

最近のOLEDディスプレイは、エッジタイプからベゼルを最小限にしてフルスクリーンを実現することがトレンドになり、フレキシブルOLEDがフルスクリーンの実現に最適なディスプレイに選ばれている。そのため、韓国のSamsung DisplayとLG Displayを始めとする中国パネルメーカーもリジットではなく、フレキシブルOLED量産ラインへの投資に注力している状況である。

フレキシブルOLEDは、薄くて曲げられる特性を持つため、ガラスを使用するフリット封止は適合しなくなり、TFEやハイブリッド封止(Hybrid Encapsulation)を採用しなければならない。

TFEは薄い有機物と無機物を積層して形成する構造を持っており、開発初期には11層積層構造で、複雑な工程と歩留まり率が低いという欠点があったが、現在は3層積層構造を開発し、生産性、歩留まり率、コストが大きく改善され、多くのフレキシブルOLEDに採用されている。

<TFEの開発履歴、「2017 OLED封止アニュアルレポート」>

一部のフレキシブルOLEDには、バリアフィルムを使用するハイブリッド封止も採用されているが、バリアフィルムの価格が高く、比較的に厚みがあるため、最近は全てTFEを採用している傾向がある。

 

UBI Researchチャン・ヒョンジュン先任研究員は「TFE封止は、エッジタイプとフルスクリーンタイプのフレキシブルOLEDパネルに引き続き採用されることになりそうで、関連装置と材料市場も成長し続ける」と明らかにした。

 

今回のレポートでは、TFEの主要装置は無機物を形成するプラズマCVDと有機物を形成するインクジェットプリンターで、特にプラズマCVDは、TFEだけでなく、ハイブリッド封止の無機膜を形成する際にも用いられる。そのため、プラズマCVD市場は、2017年から2021年まで68億2,000万米ドル規模の市場になり、封止装置市場全体の約62%を占有すると予想した。

<プラズマCVD装置市場規模、2017、「2017 OLED封止アニュアルレポート」>

本レポートは、封止の開発履歴、動向、主要パネルメーカーの動向を始めとする封止関連主要装置と材料市場をテーマにしている。

Samsung Electronics、第2四半期ディスプレイ事業の営業利益、約1,710億円(1兆7,100億ウォン)達成

韓国Samsung Electronicsは、27日に行われた2017年第2四半期カンファレンスコール(電話会議)で、売上高は約6兆1,000億円(61兆ウォン)、営業利益は1兆4,070億円(14兆700億ウォン)となり、このうち、ディスプレイ事業の売上高は約7,710億円(7兆7,100億ウォン)、営業利益は1,710億円(1兆7,100億ウォン)を達成したことを明らかにした。ディスプレイ事業は、2016年第3四半期以来、4四半期連続で約1,000億円(1兆ウォン)を超える黒字となった。

Samsung Electronicsによると、2017年第2四半期には、フレキシブルOLEDパネルの売上高増加と高付加価値LCDの販売増加によって、前四半期実績を上回った。

主要顧客によるフラッグシップモデルの販売拡大で、フレキシブル製品の販売が増加し、OLED部門の売上高は、総売上高の約60%を占めた。また、UHDと大型TVを中心とする高付加価値製品の販売拡大によって、LCD部門の売上高が増加した。

下半期のOLED部門については、フレキシブル製品の供給を拡大し、上半期に比べ売上高が増加すると予想されるものの、中低価格帯市場については、LTPS LCDとの競争が激しくなり、第3四半期には新規ラインの生産能力拡大によるコスト増加のリスクがあると見込まれている。新規ラインで安定的に生産を拡大することで、主要顧客の需要に対応し、製品ミックスを見直して収益率を改善していく方針だ。

下半期のLCD部門については、セットメーカーにおけるパネルの在庫増加とパネルメーカーの供給拡大による需給不均衡が予想されるものの、高解像度と超大型TVなど、プレミアムTV市場での成長が続く見込みだ。そのためには歩留まり率とコストを改善し、UHDや大型など高付加価値製品とフレームレスや曲面など、独自のデザイン製品の販売を拡大し、収益性を向上する計画だ。

Samsung Electronicsは2017年第2四半期にスマートフォン9,300万、タブレット600万台という販売を達成しており、第3四半期の販売は前四半期比で、スマートフォンは小幅増加、タブレットは同様となる見込みだ。LCD TVの販売は900万台を達成し、第3四半期には1桁成長に留まると予想される。

第2四半期に設備投資は、総計約1兆2,700億円(12兆7,000ウォン)規模で、そのうちディスプレイに約4,500億円(4兆5,000億ウォン)の投資が行われた。今年の設備投資計画は、まだ未確定だが、半導体とディスプレイを中心に、前年比投資が大幅増加する見込みだ。ディスプレイについては、フレキシブルOLEDの需要増加に対応するための生産増大に向けた投資が行われると予想される。

Samsung Displayイ・チャンフン常務は「スマートフォンのセットメーカーによるOLED採用増加で、需要も増加すると見込まれている。現在OLEDラインは、市場需要と顧客のニーズによって、弾力的に運営している。今後もOLEDラインの活用や運営は、市場需要と顧客ニーズに合わせ、戦略的に対応する」と明らかにした。しかし、LCDラインをOLEDに切り替える計画は、まだ考えていない と説明した。

LG Display、2020年 総売上高の40%をOLEDが占める見込み

韓国LG Displayは、7月26日に行われた2017年第2四半期カンファレンスコール(電話会議)で、OLEDを中心に売上構造を変えていく方針を表明し、総売上高のうち、OLEDの売上が占める割合について、2017年10%から2020年まで40%に増加すると予想した。

 

LG Display最高財務責任者(CFO)のキム・サンドン氏によると、4年間韓国京畿道国坡州(Paju)市にあるP10工場に、約1兆5,000億円(15兆ウォン)規模の第10.世代OLEDと第6世代POLED生産ラインに投資することを明らかにした。キム・サンドン氏は「OLED TV需要が2018年に250万台、2020年に600万台になると予想されるなど、その需要が急増しているので、量産と効率性向上のためには、必ずP10への先行投資が必要になる。P10工場をOLEDの拠点とする」と述べた。

 

また、キム・サンドン氏は「P10工場の第10.5世代OLEDラインは、2017年7月から2019年1月まで、必要な装置の発注と設置を行い、今後6~12カ月間にテストを実施し、マザーガラスを基準に月3万枚規模のOLEDを量産することが第1次目標だ。P10工場に投資額約5,000億円(5兆ウォン)を投入し、月3万枚規模の第6世代POLED新規ラインを増設する計画で、2019年から生産を開始する予定だ」と説明した。

 

LG Displayは既に投資した韓国慶尚北道亀尾(Gumi)市にあるE5ラインで、今年中に月1万5,000枚規模の第6世代POLEDを量産し、坡州(Paju)E6ラインでは、2018年第2四半期の間に月1万5,000枚規模の第6世代POLEDを量産する計画を明らかにした。中国広東省広州市にあるOLED新規ラインでは、約5,000億円(5兆ウォン)を投資し、2019年上半期から月6万枚規模の8.5世代OLEDを量産すると語った。また、最近注目を集めている第8.5世代OLEDへの投資による技術流出の懸念について、キム・サンドン氏は「複製できない複合的な技術のOLEDは、2013年から現在まで、広州市にあるLCDラインで技術流出という問題は起きたことがない。むしろ装置の国産化と様々な投資によるメリットが多い」と述べた。

 

2017年第2四半期の売上高は、約6,629億円(6兆6,290億ウォン)で、前四半期の約7,062億円(7兆620億ウォン)に比べ6%減少したが、前年同期の約5,855億円(5兆8,550億ウォン)に比べ13%増加した。 製品別販売実績の割合は前四半期比で、TV用パネルが 3ポイント増加した46%、モバイルパネルが4ポイント減少した22%、ノートパソコンやタブレットパネルが1ポイント減少した15%、モニター用パネルが2ポイント増加した17%となった。LG Displayの説明によると、上半期は季節的にオフシーズンに入ったため、実績が落ちたが、オンシーズンに突入する下半期には上半期に比べ出荷量が増える。

LG Electronics、「2017年のプレミアムTV 売上高、60%を超える見込み」

韓国LG Electronicsは、27日に行われた2017年4~6月期(第2四半期)のカンファレンスコールで、TV製品全体の売上高でプレミアムTV製品が占める割合は、2016年に約40%、2017年上半期に約50%、2017年の年間売上高は約60%まで拡大する見込みだ」と述べた。

 

LG Electronicsホームエンターテインメント(HE)事業本部における4~6月期の実績は、売上高高約4,234億円(4兆2,349億ウォン)、営業利益約343億円(3,430億ウォン)を記録したと発表した。売上高高は前期比2.1%減少し、世界のTV市場での需要が引き続き減っているが、OLED TV等のプレミアム製品の販売拡大により、前年同期比の売上高は1.9%成長した。

 

LG Electronics HE事業本部のハ・ジンホ常務は「4~6月期の実績は、パネル価格の上昇とともに新製品の販売開始に伴うマーケティング活動の拡大により、前四半期及び前年同期比で小幅下落したものの、プレミアムTVの販売拡大や持続的なコスト構造の改善を通じ、健全たる利益構造を維持してきた。7~9月期には、利上げや原油相場の下落などが影響し、世界的なTV市場の成長鈍化が懸念されているが、OLED TVとUHD TVの需要増により、プレミアムTV市場は引き続き成長する」と予想した。

 

続けて、ソニーに対する戦略の質問には「ソニーのOLED TVを判断するにはまだ早いが、これまでの製品のデザイン、画質、ラインアップの側面から見ると、LG ElectronicsのOLED TVがかなり優位を占めていると判断する」と答えた。

最近のLG Displayの大型OLEDパネルへの投資については「両社が知恵を絞り合い、全体的にはOLED TVのプレミアム地位を高め、世界最高レベルのプレミアムTVの戦略をリードしていく」と述べた。

 

LG ElectronicsはTV事業について「プレミアム中心に収益性を改善してきた上に、量的競争は絶対的に控えている」とし、「これからも量ではなく質を中心に事業を進めていく」と説明した。又、「全体像としてOLEDのプレミアムイメージを大幅に向上するために努めていく」と付け加えた。

 

下半期のTVの販売シーズンを迎え、プレミアムTVを中心とするマーケティング活動を通じ、プレミアムTVの販売増の維持を目標に、安定した収益構造を維持していくと発表した。

OLEDと競い合う次世代ディスプレイは?

先日の14日に開催されたUBI Research主催の「最新ディスプレイ及び車載用ディスプレイ技術動向」セミナーで、次世代ディスプレイとして注目を集めているマイクロLED、QLED、ホログラムなどについて発表が行われた。

 

韓国順天郷大学のムン・デキュ教授は「マイクロLEDディスプレイ技術と市場現況」をテーマに「マイクロLEDは、高解像度を実現するだけでなく、パネルの形とサイズに制限されないため、曲面(Curved)ディスプレイやフレキシブルディスプレイを実現しやすい。また、マイクロLEDをディスプレイに採用することで、小さい基板でも高解像度を表現できるので、VRなどにも採用できる。 公共ディスプレイに採用する場合、複数のディスプレイパネルをつなぎ合わせる従来のタイリング方式から離れることができる」と見込んだ。

 

しかし、数百個のLEDチップを速やかで正確に移送し、調合する問題とLEDチップ間の色と発光効率の差、ディスプレイに採用する場合のアクティブマトリクス(Active matrix)の実現など、技術的な問題がまだ残っていると説明した。

<順天郷大学のムン・デキュ教授>

引き続き、韓国科学技術研究院のファン・ドキョン博士とペ・ワンキ先任研究員、電子部品研究院のオ・ミンソク博士は、量子ドット(Quantum Dot)の製造原理とこれを用いた自発光QLEDの可能性を紹介した。ファン・ドキョン博士は「量子ドットは大きさによって、自由自在に色を変更し、半値幅が狭いという利点を持つ。自発光QLEDは、OLEDより色純度が高いディスプレイを実現することができる」と説明した。

 

ペ・ワンキ先任研究員は「現在、量子ドットの効率は向上し続けているが、寿命はOLEDより短い。企業などの大規模で研究を進めたら、技術発展も加速していく」と述べた。

 

オ・ミンソク博士は「LCDとOLEDの後を次ぐ次世代ディスプレイ技術が必要となる。現在、QLEDが次世代ディスプレイとして大きな注目を集めているが、発光材料の開発にしか集中しないという問題、溶液工程関連材料、技術不足、非カドミウム系の高校率青色発光材料の開発など、様々な争点がある」と述べた。

<電子部品研究院のオ・ミンソク博士>

ついて説明し、ホログラムを実現するためには、これを表現できるディスプレイが必要となると強調した。また「現在、ホログラフィックプリンターや顕微鏡があるが、TVに採用するにはまだ技術力が足りていない。先にホログラム用フィルムを開発した後、画面を実現する機能設計を必ず行わなければならない」と語った。

 

次世代ディスプレイについて発表が続く中、ほとんどの講師が技術的な問題の解決とディスプレイの実現に向けた学校、研究所、企業の協力と参加の重要性を強調した。代表的な次世代ディスプレイとして浮上しているマイクロOLED、QLED、ホログラムに関する研究開発が本格化することで、ディスプレイ業界では、今後の市場をリードするための競い合いが一層激しくなる見込みだ。

車載用ディスプレイに最適なOLED

先日の7月14日、韓国ソウル市内にあるコンベンションセンターコエックスで「最新ディスプレイ及び車載用ディスプレイ技術動向」をテーマに、UBI Research主催で次世代ディスプレイの最新技術現況を分析するセミナーが開催された。

今回のセミナーで自動車部品研究院のパク・ソンホン先任研究員は「視覚的な情報の提供が重要になり、ディスプレイへの興味が高まっている。OLEDは柔軟な設計が可能で、透明ディスプレイの実現が容易になるため、多く採用される」と今後の見通しついて説明した。

 

また、自動車のデジタル化が進むと述べながら「特に、2020年には中国が全世界の自動車消費市場の50%を占めると予想しており、派手なデザインを好む中国人の特性に合わせ、OLEDを含むディスプレイが多く採用される」と見込んだ。

 

最近話題になったサイドミラーを無くした自動車を紹介し「応答速度が速く、視野角が広いOLEDを採用する可能性が高い。信頼性問題が解決すれば、OLEDは車載用に最適化されたディスプレイになる」と説明した。

 

UBI Researchが発刊した『Automotive Display Report – Application & Market Trend Analysis and The Market Forecast』では、2018年から自動車のクラスター(Cluster)やセンター インフォメーションディスプレイ(Center Information Display:CID)にOLEDパネルの採用が本格化すると予想されている。車載用ディスプレイの市場規模は、年平均成長率約17%で、2022年には約250億米ドルになると見込んでおり、そのうち、AMOLEDパネル市場は市場全体の約20%を占めると予想されている。

<車載用ディスプレイ市場におけるディスプレイ別占有率展望:2017~2022年>

今後のOLED市場実績は?

先日の6月に韓国ソウル市汝矣島にある全経連会館で開催されたUBI Researchの「上半期セミナー:OLED市場分析と最新技術セミナー」で、イ・チュンフン代表は、2017年上半期のOLED産業投資と量産状況の分析に基づき、今後の市場見通しについて発表した。

 

イ・チュンフン代表は、中国セットメーカーによるOLEDの需要増加で、2021年には中国がOLED装置市場をリードすると強調した。2021年に中国の装置市場は、装置市場全体の約48%を占めるようになり、約405億米ドル規模の投資が行われる予定だと述べた。

 

また、このような中国の動きは、OLEDスマートフォン市場にも影響を与えると予想される。2019年にはOLEDスマートフォンがLCDスマートフォン市場を追い越し、2021年にはOLEDスマートフォンが同市場全体の80%を占めると見込まれる。

 

フレキシブルOLEDについては、2017年から2019年まで、韓国Samsung Electronicsと米国AppleのフレキシブルOLEDの需要増加に対応するSamsung DisplayとフレキシブルOLED市場で2位を目指している中国BOEによる大規模の投資が行われると見通した。

イ・チュンフン代表、2018年からはBOEの第10.5世代LCD工場で、65型パネルの量産が開始されることにより、今後は、65型以上の製品がプレミアムTV市場を形成すると分析した。この影響で、第10.5世代を保有していないパネルメーカーは、第8世代ラインでMMG(Multi Model on a Glass)方式にて65型パネルを生産すると明らかにした。

 

韓国LG Displayは、第8世代TV用OLED生産を維持し、2020年以降から第10.5世代ラインでOLEDを生産すると予想された。

 

UBI Researchが発刊した『2017 OLED製造装置レポート(2017 OLED Manufacturing Equipment Annual Report)』では、2017年から2021年までOLED製造装置市場の占有率について、TFT装置が45%、OLED画素形成装置が17%、封止(Encapsulation)装置とセル装置が各々13%、モバイル装置が12%になると予想されている。今後フレキシブルOLEDに対する需要が大きく増加する見込みで、セル装置とモジュール装置の市場占有率は、全体の25%まで拡大し、一層重要になると予想される。

【LED&OLED EXPO 2017】様々なアプリケーションが創出できるOLED照明

韓国国内最大規模の国際光融合エキスポである「国際LED&OLED EXPO 2017」が、27日から三日間韓国京畿道高陽市にあるキンテックスで開催された。多くのOLED照明メーカーが参加し、照明製品を数多く展示した。

韓国生産技術研究院は、韓国光産業振興会、韓国光技術院、韓国照明研究員院などと共同で、OLED照明産業クラスター助成事業のブースを設置し、スタンド型と天井型など、リジッドOLED照明を数多く展示した。

<HausandのMirror Desk OLED照明>

韓国生産技術研究院の研究員は「現在、開発されたOLED照明の寿命は、LT50を基準に15,000時間で、40,000時間を目標に開発している。柔らかくて透明な設計が可能で、厚みも薄いので様々なプリケーションが創出できる。ヨーロッパでは、LEDの照度に上限があり、OLEDに注目が集まっている。また、照明市場は中国メーカーによって飽和しているので、OLEDの方が可能性が高い。市場が広くなればなるほど、工程が簡単なOLED照明の価格がLEDより低くなる」と語った。

 

様々なフレキシブルOLED照明とリジッドOLED照明を披露した韓国JOONGWOO M-TECHの関係者は「現在実用化されているOLED照明の寿命は、LT50を基準に40,000時間で、日常生活でも十分に使える。OLEDは面照明として、ブルーライトが少なく、LEDに比べて採用可能なデザインのバリエーションが多い。今後もフレキシブルOLED照明を開発し続けて他の照明との競争で、優位に立つと明らかにした。

<JOONGWOO M-TECHのフレキシブルOLEDムードライト>

韓国成均館大学は、Roll-to-Roll工程で直接製作したフレキシブルOLED照明を披露した。成均館大学関係者は「Roll-to-Roll工程を適用することで、生産時間を短縮することができた。厚みが薄く、柔らかいので、様々な照明分野に適用できる」と期待感を表した。

 

他にも、韓国O’CLESSは、Mirror OLED Lightingを披露し、大きな興味を集めた。韓国Wooree Lightingによるスマートフォンのワイヤレス充電機能を採用したスタンド型OLED照明は、産業通商資源部長官賞を受賞するなど、次世代光源であるOLEDの競争力を証明した。

<Wooree Lightingのスタンド型OLED照明>

AR/VR用ディスプレイ市場レポート発刊 : AR/VR市場、2019本格極拡大 – その動力は?

■ 2021年AR/VRの総体売上高は587億米ドの見通し

■ UHDコンテンツの量産とVR用大容量コンテンツを高速転送できる5Gの導入が予想される2019年に拡大する見込み

 

最近、ICT(Information and Communications Technologies)技術の発展によって、第4次産業革命が新成長動力として注目されており、主要技術の一つである拡張現実(Augmented Reality、以下「AR」)と仮想現実(Virtual Reality、以下「VR」)に対する興味が高まり、Oculus RiftやGear VRなどの製品が続々と発売されている。

 

販売を開始したAR製品には、米国MicrosoftのHoloLens、米国GoogleのGoogle Glassなどのガラスタイプがあり、VR製品には米国Oculus VRのOculus Rift、台湾HTCのVive、ソニーのPlayStation VRなど、HMD(Head Mounted Display)-based VRのようなタイプと韓国Samsung ElectronicsのGear VRのようなSmartphone-based VRタイプがある。

 

7日に発行されるUBI ResearchのAR/VR用ディスプレイ市場レポートでは、2017年に1,700万個のAR/VR製品が出荷され、39億米ドル規模の売上高を達成すると予想される。特に、UHDコンテンツの量産とVR用に大容量データを遅延時間が生じない高速で処理またはストリーミングするための5Gが2019年から導入される見込みという。これによって、AR/VR製品の総出荷量は、年平均成長率54%で2021年には9,640万個になり、総売上高は587億米ドルになると予想される。

 

本レポートでは、AR/VR市場を分析するために、市場を大きく分けて製品とディスプレイに分類し、詳しくはAR/VR製品市場全体、VR製品タイプ別市場、AR/VR用ディスプレイ市場全体、AR/VR用OLEDとその他のディスプレイタイプ別市場に分類した。

 

VR酔いがなく没入感の高い仮想現実を体験できるためにLatency、FOV、Refresh Rate、高解像度のディスプレイ要件を主要な争点として分析し、2014年から2016年まで発売されたAR/VR製品をタイプ別にまとめた上で、ディスプレイの種類と主要メーカーの製品などに分類し、比較分析を行った。

 

また、米国のAppleとFacebookなど、主要ITメーカーによるAR/VR製品の発売現況、関連特許、関連メーカーの買収などの事業推進現況や主要パネルメーカーにおけるAR/VR製品の展示動向をまとめ、関連メーカーには業界の主要動向を把握する際に参考になるとみられる。

 

UBI Researchは、2017年のAR/VR用OLEDの出荷量は260万個になり、その他のディスプレイの出荷量は240万個になると予想し、全体市場の占有率については、OLEDは52%になり、その他のディスプレイは48%になると予想した。また、2021年には5,200万個を出荷し、全体市場で80%を占有することになると予想した。

<AR/VR用ディスプレイのタイプ別出荷量展望>

2017年9月7日、ドイツ・フランクフルトで国際TADFシンポジウム開催

TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence)技術は、OLEDに効率的で安定的なエミッタ材料を提供する新しい技術で良く知られている。TADFエミッタは、OLED産業における次世代材料の発展に貢献し、多くのOLEDアプリケーションを創出できると期待されている。現在、TADFはOLEDを改善する主要技術として多くの注目を集めており、このTADF技術の重要性と次世代OLEDにおけるTADFの影響力は、ドイツのフランクフルトで開催される国際TADFシンポジウムで紹介される予定である(www.tadf-symposium.com)。

IFAカンファレンス直後、ヨーロッパと韓国の大学で世界的に有名な研究員が、TADF OLED素材の開発に関連するモデリングから分析、素子製作に至るまで、様々なテーマについて議論を展開する。OLED産業をリードしている韓国のLGとSamsungは、OLED産業に関する意見と高効率TADFが市場にどのような影響をを及ぼすかについて発表する。また、代表的なTADF材料の供給メーカーであるドイツCYNORAは、青色TADFエミッタの初の実用化について、進行状況と最終段階を公開する。

 

国際TADFシンポジウムは、9月7日にドイツのフランクフルトで開催される予定で、参加申込は8月15日まで受け付ける。

OLED製造時間を1/10に短縮する

OLEDを一層迅速に製造できる技術が開発された。

韓国研究財団によると、ハンバッ大学ユン・ホンソク教授の研究チームは、高圧のAir Jetを噴射し、多層のOLED薄膜を希望する場所へ効果的に移動することができる高速スプレー技術を最初に開発した。

 

OLEDスプレー法は、多層の薄膜を基板から一度に剥がし、他の薄膜と結合させて素子を製造する。この際、薄膜が破れたり、しわくちゃになったり、角が剥がれたりするため、量産には対応しにくいのが実情だった。

<Air Jetを用いた高分子OLED多層薄膜のスプレー原理概念図、参考:韓国研究財団>

研究チームは、新技術であるAir Jetを用いた高速剥離技法を考案し、薄膜と基板の間の結合エネルギーを効果的に調整する原理を利用した。基板とOLED薄膜の間に音速に近いAir Jetを噴射すると、基板との結合力が効果的に低下し、薄膜に影響を与えずに噴射することができる。Air Jetを用いた高速スプレー技術は、OLEDを噴射する時間しかかからないため、工程時間は従来のOLEDに比べ、1/10程度に短縮された。OLED薄膜を溶液でコーティングして低価に製造できる。

 

ユン教授は「この研究は、Air Jetを用いてOLED薄膜を傷つけずに、効果的に噴射できるため、OLED素子を迅速に製造できる技術を開発したとも言える。OLED照明、広告、ディスプレイなど、様々な分野で使われているOLEDの製造コストを画期的に削減することができる。今後、太陽電池、半導体素子などの基礎電子素子に応用できると期待される」と研究の意義を説明した。

 

この研究成果は、韓国未来創造科学部と韓国研究財団における基礎研究支援事業の若手研究者支援事業により支援を受けて実施された。ナノ素材応用分野の国際学術誌(Nanoscale)6月9日付に掲載された。

OLED TVは、画質だけでなく、デザインと音質などの全領域において優れている

「従来のOLED TVが画質を中心としていたのであれば、現在のOLED TVは、画質だけではなく、デザインと音質など全領域で優れているTVだ」

 

先日の5日、韓国江原道横城郡で開催された「第12回ディスプレイ国家研究開発事業総括ワークショップ」の基調演説で、韓国LG Displayのユン・スヨン常務は、明暗と色表現力を含む優れた画質、自由なデザイン設計、音質向上など、OLED TVの特徴を紹介した。

ユン常務は「LCDとは異なり、自発光であるOLEDは、ピクセル単位で制御できるため、明確な黒を表現し、無限大のコントラストを実現できるので、表現の範囲がとても広い。夜空の星や月を表現する最適なディスプレイはOLEDだ」と述べた。また「OLED TVは正確な色表現力を持ち、自由に中間調表現ができるため、リアルな色を実現する」とOLED TVの優れた画質を強調した。

 

引き続き、CES 2017で多くの来場者の注目を集めた壁紙(Wall Paper)とCSO(Crystal Sound OLED)を紹介しながら「従来のOLED TVが画質を中心としていたのであれば、現在のOLED TVは、画質だけではなく、デザインと音質など全領域で優れているTVだ」と明らかにした。特にスピーカーを内蔵する方式については「デザイン改善の効果と共に口とサウンドの位置を一致させることで、没入感のある画面を実現することができる」と語った。

 

ユン常務は、実用化を目的に開発された77型UHD解像度、透過率40%、曲率半径80Rを実現する透明フレキシブルOLEDを紹介し、透明ディスプレイとフレキシブルが未来のディスプレイになる説明した。また、ソリューションプロセス用装置と材料を開発しているため、新しい形のアプリケーションとフォームファクタ(Form Factor)が必要になると語った。

 

最後に、韓国京畿道坡州市にあるP10工場については「今年末に完成予定のP10は、きちんと準備しているので新しいOLED TVが生産できる」と期待感を示した。

OLED光効率を改善するための新たなアプローチ、高偏光OLED

6月に開催されたUBI Researchの上半期セミナー「OLED市場分析と最新技術」で、韓国漢陽大学のキム・ジェフン教授は、高分子OLED発光層に微量のキラル(Chiral)分子を添加・発光する偏光を調整する方法により、光効率が60%まで向上したと述べた。

LCDに直交する形で採用された2枚の線形偏光板は、バックライトユニットから発される光を液晶の動きを通して透過又は遮断するために使用されている。また、1枚のOLED円形偏光板は、外光の反射を防止し、屋外での視認性を向上するために使用されている。

 

今まで、ディスプレイに関するメーカーは、偏光板で失われる50%以上の光を改善するために、素子構造及び光抽出技術、素材開発、発光メカニズムの開発に集中してきた。それに対してキム教授は「新たな観点からのアプローチが必要だ」と語り、偏光を用いてOLEDの光効率を向上する方法と研究結果を説明した。

<キラル分子が添加されたOLED構造のシミュレーション図>

キム教授は「OLEDの高分子材料は、一般的に液晶性を有するため、高い線形偏光光を作り出す。その光がキラル分子の添加された発光層を通過するようになると、円形偏光性が高い光になる」と説明した。また「理論上では光効率を100%まで引き上げられる。そうなると、低消費電力でもっと明るいOLEDを実現することができる」と付け加えた。

 

実際、キム教授の研究チームは、このような原理を導入して従来のOLEDに比べ、光効率が60%向上したOLEDを開発した。また、低分子材料を基盤とする円形偏光に関する研究計画も明らかにした。

 

今回の研究は「未来型ディスプレイの主要技術開発」事業からの支援で実施されており、研究結果は国際学術誌「Advanced Materials」最新号に掲載された。

OLEDON、面蒸発源FMMからAMOLEDの未来を発見!

2014年、Galaxy Note4に初めてQHD(約515ppi)OLEDが採用されて以来3年経過したが、OLEDの解像度はまだQHD解像度に留まっている。UHD以上の高解像度OLEDを製造するためには、15um以下のFMMが必要だが、様々な技術的な問題で、量産には採用できていない状況である。

 

6月30日に韓国ソウル市汝矣島にある全経連会館で開催されたUBI Researchの「上半期セミナー:OLED市場分析と最新技術セミナー」で、韓国檀国大学実験室ベンチャーのOLEDON代表ファン・チャンフン教授は、UHD以上の高解像度OLEDを製造する唯一の方法で、面蒸発源FMM蒸着技術を提示した。

 

ファン教授は「AMOLEDの解像度を向上するためには、有機分子ビームの蒸発角を10度未満に抑え、TFT素子のアスペクト比(Aspect Ratio)を1.0程度に維持しなければならない。現在、知られている線形蒸発源(Linear Source)の蒸発角度(入射角)は約40度であり、Shadow Distanceは約3um、SUHDレベルのAMOLEDパターニング工程を経る際に、パターンの幅、Shadow Distanceの割合、アスペクト比が増加する。結局、今のパターニング技術では、薄膜のUniformity(均一性)が減少してしまう」と述べた。

 

また、ファン教授は「線形蒸発源蒸着技術だと、QHD以上の解像度を実現するには限界があり、面蒸発源 FMM蒸着技術だけが、2000ppi以上のOLEDを製造できるたった一つの方法だ」と強調した。

<ファン教授が発表した2250ppi AMOLEDの技術的な問題点、参考:UBI上半期セミナー>

OLEDONの面蒸発源 FMM蒸着技術で測定したShadow Distanceは0.68~1.05um、入射角は13~19度で、解像度に換算すると最大1500ppiの素子を製造することができる。新たに開発したX面蒸発源では、Shadow Distance0.38~0.56um、入射角は7.2~80度で、解像度に換算すると最大3300ppiの素子を製造することができる。先日のSID2017でも、ジン・ビョンドゥ教授とファン・チャンフン教授のチームは、面蒸発源パターニング蒸着技術を採用し、世界で初めて測定したサブミクロン(Sub-micron)スケールのShadow Distance結果を紹介し、今後スケールアップのための開発で、大型OLEDディスプレイ生産に応用する場合、11K(2250ppi)以上のスーパーウルトラ(SUHD)解像度を持つマイクロAMOLED素子を製造できると発表したことがある(論文名:Plane Source evaporation techniques for Super ultra high resolution flexible AMOLED)。

<面蒸発源FMM蒸着技術によって収集されたSub-micron Shadowデータと入射角データ、参考:UBI上半期セミナー>

OLEDONは、今回の開発結果を基に、面蒸発源を活用した超高解像度のマイクロOLED素子を製造できる研究用面蒸発源 FMM蒸着機を檀国大学内で開発・設置する計画を明らかにした(OLEDON 公式ウェブサイトwww.oledon.co.krを参照)。