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[CES 2023] TCL CSOT 65インチ8K IJP-OLEDディスプレー

#Inkjetprinting #TCLCSOT #CES2023

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QD-LED 開発の最新動向

量子ドット(QD)の基本的なことは昨年8月のUBI News動画で紹介していますので、必要に応じ

てそちら(https://youtu.be/NnmamS-_hMM)も参照下さい。  

 

解説 :占部哲夫( UBI Research )

聞き手:服部 寿( 分析工房 )

分析工房のホームページ: https://www.bunsekik.com/ubi

QNED(quantum dot nano-rod LED)の構造とコア技術

サムスンディスプレイ研究所はOLEDに続く次世代のディスプレイとしてQNED開発に拍車をかけている。

サムスンディスプレイがQNEDを大型ディスプレイ事業の一環として開発している理由は、サムスンディスプレイの最大の顧客であるサムスン電子が満足できる画質を出す、唯一のディスプレイであるからである。

世界のTV市場シェア1位のサムスン電子のTV事業の方向は、QDを使用して色再現率をOLEDより良くし、高い輝度として明るい画面で階調特性が優れたHDR性能を最大化することができるディスプレイを使用して、最高レベルのTVを顧客に提供するものである。

これらのサムスン電子のニーズを唯一満足させることができるディスプレイがまさにQNEDある。

QNEDは自発光ディスプレイであり、QDを使用するため、色再現率とHDR、輝度、コントラスト比、motion blurなどのすべての特性などが最も良い、サムスン電子で期待している製品である。

QNEDが最高の特性を持つディスプレイであることは構造として確認することができる。QNEDは大型OLEDで使用される3T1CのTFT構造上にnano-rod LEDがある画素層、その上部にQDとCF(color filter)で構成されている色変換層で構成されている。

OLEDは画素に信号を伝達するための電極(陰電極、陽電極)と配線が発光材料の上下部に位置しているが、QNEDは信号伝達電極(画素電極)と配線がすべて同じ平面に位置している。QNEDは画素電極に加えて、出光効率を高めるための反射電極が追加で存在する。Nano-rod LEDを整列するための整列電極は画素電極が兼ねている。

< QNED断面構造>

< QNED画素部の構造>

< QNED画素平面構造>

QNED画素の平面構造をみると、1つの画素内には多数の画素電極が直列に接続されており、画素電極の間にnano-rod LEDが配置されている。画素電極は絶縁材料で形成されている隔壁(PW)上にあり、各画素はバンク(BNK)によって囲まれて領域が区分されている。

QNEDのコア技術は駆動技術とセンシング技術である。

駆動技術には、nano-rod LEDを整列するための駆動技術とnano-rod LED数偏差があることができる画素を均一に制御することができる駆動技術がある。整列回路には、画素ごとにスイッチング素子があり、スイッチング素子で整列信号を画素に印加する。各画素にどの整列信号を与えるかによって、nano-rod LEDの整列状態が決定される。

<整列駆動回路>

<整列状態確認用センシングトランジスタ>

 

最後に、重要な駆動技術は、画素ごとのnano-rod LEDの数が違っても、全画面に均一な輝度がでるように画素ごとに電流を供給する技術である。センシングトランジスタから読み取ったデータに基づいて、各画素を制御する方式である。

【QNED技術の完成度の分析レポート]には、パネル上にあるnano-rod LED整列状態を確認できるセンシングトランジスタとセンシング配線、センシングシグナルが詳しく紹介されている。

センシング技術としてはQNED内部に設計されたセンシング技術(センシングトランジスト)とQNED製造に使用されるセンシング技術がある。QNED製造に使用されるセンシング技術はインクジェットシステムに内在されている。インクジェットシステム内のセンシング技術としては、インク内のnano-rod LED数と溶媒の粘度分析、パネルに噴射されたnano-rod LED数の分析、nano-rod LED整列状態の分析の3つである。

<インクジェットシステムの構成>

 

QNEDはすでに2年前に4K 65インチが駆動可能であることが証明された。サムスンディスプレイはQNEDの画面均一性を確保するための仕上げ作業に集中している。

 

JOLED、470億円を調達し、車載向け印刷方式有機EL事業に拍車

世界初の印刷方式有機EL(OLED)の製品化に成功したJOLEDが23日に第3者割当増資により、470億円を調達したと発表した。

JOLEDによると、デンソーが300億円、豊田通商が100億円、住友化学が50億円、SCREENファインテックソリューションズが20億円を投資する計画で、デンソーとは車載向けディスプレイの開発、住友化学とは印刷方式有機ELの材料開発で協力するという。

特にデンソーは、これまで車載向けディスプレイとして主にTFT-LCDを用いてきたが、今回の投資で軽くて曲面化が容易な有機ELを車の内部に採用するための開発に先駆けると期待を集めている。さらに、今回の資金調達で、JOLEDは印刷方式有機ELの量産に向けた生産体制の構築を加速させる見込みだ。JOLEDは7月1日に、石川県能美市に「JOLED能美事業所」を開設し、2020年の稼働開始を目指すと明かしたことがある。

注力製品は車載向けやハイエンドモニター向け中型サイズ(10~32型)の印刷方式有機ELディスプレイで、JOLEDチーフテクノロジスト荒井俊明氏は、今年3月にUBI Researchが開催した「2018 OLED Korea conference」で、印刷方式有機ELディスプレイで中型OLED市場を攻略するという意思を示したことがある。

2018 OLED Korea conferenceで発表したJOLEDの開発ロードマップ

第11世代超大型OLED量産ライン、インクジェットで先取り

3月7日UBI Researchの主催で、ノボテルアンバサダーソウル江南ホテルで開催された第4回「OLED Korea Conference」で、JOLEDのChief technologist荒井俊明氏とTCLのDeputy chief engineer James Lee氏はソリューションプロセスOLEDをテーマに発表を行った。

 

JOLEDの荒井俊明氏はソリューションプロセスOLEDで10~30型台のタブレット用中型OLED市場を集中的に攻略することを明らかにした。荒井俊明氏は「モバイル機器用OLEDは、現在500 ppiを超え、800 ppi以上を目標にしており、今のプリント技術では難しいが、タブレット用中型OLEDは300 ppi程度であるため、今の技術でも十分に競争力がある」と説明した。

 

続いて「現在採用されている蒸着技術は、マザーガラスを分割することが必須だが、JOLEDのOxide TFTとソリューションプロセスOLEDは第8.5世代だけでなく 、第11世代においてもマザーガラスを分割せずに、工程を実施することができるため、パネルの生産量も大幅に拡大する」と予想した。

TCLのJames Lee氏は「次世代プレミアムTVは70型以上の大型画面と完璧な黒の表現、8K解像度の高画質、スリム&フレキシブルなど、差別化されたデザインである」と述べた。また「ソリューションプロセス技術は、大型RGB OLEDの実現と画質を向上させることが可能で、使用材料も少ないため、コスト削減にも貢献できる。TCLは現在、ソリューションプロセス技術を開発中で、第11世代生産工場に取り入れられると見込まれる」と明らかにした。

 

また「現在65型を基準とするOLED TV価格は、LCD TV価格に近づいている。2021年にはOLED TVとLCD TVの価格差はなくなり、OLED TVがプレミアムTV市場の主流として位置付けられる」と説明した。

それに加え「第11世代OLEDはMura free技術を向上する必要があるが、75型OLEDパネルを6枚生産可能で、第8.5世代に比べ生産量は3倍増加、切断効率(Cutting efficiency)は95%以上を達成することができる」と説明し、OLED TVがTV市場の主流になるためには、第11世代ソリューションプロセスOLED工場を必ず設立しなければならない」と強調した。