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透明ディスプレイの進化

解説 :占部哲夫( UBI Research )
聞き手:服部 寿( 分析工房 )
UBIリサーチ:https://www.bunsekik.com/ubiリサーチ

内容
・CES 2024での透明ディスプレイ展示
・透明OLED Display
・Cathode の透過率向上策
・RGB S/S vs White + CF
・発光部と透過部を分ける方式
・CES2024でのLG の透明ディスプレイ
・透明Micro LED Display
・SONY のMicro LED Display
・CES2024でのSamsungの透明ディスプレイ
・CES 2023での透明ディスプレイ展示:液晶
・透明液晶ディスプレイの動作原理
・JDIの透明ディスプレイ使用例

OLED の今後の成長分野:IT 用ディスプレイ

解説 :占部哲夫( UBI Research )
聞き手:服部 寿( 分析工房 )
UBIリサーチ:https://www.bunsekik.com/ubiリサーチ

内容
・OLED Display の普及状況
・Smartphone 及び TV用 OLED の今後の成長見通し
・中大型 OLED Display の市場予測
・IT 用 OLED に求められる特性
・IT 用に求められる低消費電力 Backplane
・IT 用 OLED に求められる特性
・IT 用に求められる RGB S/S OLED
・IT 用に求められる OLED 素子構造

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>

ミラーレス自動車用ディスプレーの可視化、車両用のOLED displayの青信号

昨7日、国土交通部が「自動車および自動車部品の性能と基準に関する規則」の一部の改定案を立法を予告してからサイドミラー(後写鏡)のない「ミラーリス自動車」に対する興味が高まっている。自動車の前・後方と両サイドの前ドアに超小型カメラを装着し、車内にディスプレー画面を通して視野を確保する方式で、機能エラーとデザイン開発の問題があるが、従来のサイドミラーの問題点だった死角地帯の問題が解決され、燃費とデザインの改善できることが期待される。

これによって、ミラーリス(Mirror-less)自動車用ディスプレーが自動車用ディスプレーのマーケットの新たなマーケットの動力として注目されている。自動車用ディスプレーの分野はモバイルやテレビに比べてより多いcustomizationが必要とされ、高付加価値の創出が期待される産業である。これにLGDやSDCのパネル企業がマーケット攻略のための製品を開発中であり、特に両企業ともFlexible OLEDを中心で日本・台湾の企業とは異なる差別化された戦略を展開する方針を立てたことが知らされている。

Flexible OLEDは薄くて軽い特性と曲がる性質で設置面で自由であり、新たなデザインが要求されるミラーリス自動車に有利である。また、LCDに比べて高い明暗費や早い反応速度、広い視野角で高い視認性を実現することができ、自動車ディスプレーに適合だと評価されている。去年の7月1日、自動車部品の供給企業のContinental corporationは自社のホームページを通して2枚のOLEDが適用されたミラーリス自動車の諸長所を紹介し、暗い状況や雨天時でもより良い視野提供ができると述べた。また、Alfred Eckertの未来開発部の総括担当者は『眩しさや弱い光による影響も解決できるはずだ』と言及した。

2枚のOLEDパネルが適用されたミラーリス・コンセプト・カー> (出展: www.continental-corporation.com)

最近サンスン電子からアメリカの自動車電装企業業のHarmanを引き受けて、自動車電装事業を本格的に推進してあり、業界ではサンスン電子のOLEDと半導体などの力量が電装事業の進入に大きなシナジー効果を出すことができると見られている。また、LG Displayは2018年にはOLED displayを基に車両用ディスプレーで全世界のマーケットシェアの30%を確保し、売上を2兆ウォンを達成することが目標だと述べた。

このように電子/ディスプレーの業界で電装産業での事業拡張にOLED displayが核心役割をすると予想され、ディスプレー産業の成長に新たな原動力ができると期待される。

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。