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[K-Display 2022 Business Forum]Sumitomo Chemical材料性能公開

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2022年8月10日から12日までソウルCOEXで開催されている「Display Business Forum 2022」で、Sumitomo Chemicalは最近まで開発されたインクジェット材料の性能を公開した。

インクジェットプリンティング技術は中大型機器に主に使われている3-stack OLEDや4-stack OLEDの工程時間と材料使用量を増やせる技術として注目される技術であり、JOLEDがモニター用にパネルを量産しておりTCL CSOTも投資を考慮している。

Sumitomo Chemicalはまずスピンコーティング方式で製作された背面発光方式のOLEDと全面発光方式のOLEDのRGB性能を公開した。 背面発光方式のOLEDは前年度と大きな差がなかったが、前面発光方式のOLEDでは材料の性能が向上したことが確認でき、特に青色材料は効率と性能が共に向上した。

Sumitomo Chemicalの材料性能

Sumitomo Chemicalの材料性能

Sumitomo Chemicalはインクジェットプリンティング技術の核心課題として不純物管理とink formation、硬化工程、jetting mechanismを言及した。 インクジェットプリンティングの工程時間や収率、性能を確保するためには、前述の4つの要素を克服しなければならない。

最後に, Sumitomo Chemicalは現在まで開発されたRGBインクジェット材料の性能を発表し、今後の材料の目標効率と寿命について言及して発表を終えた。

住友化学の開発マイルストーン

住友化学の開発マイルストーン

関連レポート： 2022年OLED発光材料レポートのサンプル

JOLED、470億円を調達し、車載向け印刷方式有機EL事業に拍車

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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

Foldable OLEDの核心、カバーウィンドウの競争激化

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<KOLON Industries（左）とSKC（右）の透明PIフィルム、参考：KOLON Industries>

Foldable OLEDの量産が今年末に開始されると期待される中で、Foldable OLEDの主要材料の一つであるカバーウィンドウの競争が激しくなる見込みだ。Foldable OLEDはディスプレイが折りたたれる特性から、従来のカバーウィンドウに使用されていたガラスは割れるため、続けて使用することができない。

従って、割れないカバーウィンドウとして透明PIと薄板ガラスの開発が、積極的に進められている。特に透明PIフィルムに関しては、Sumitomo Chemicalと韓国のKOLON IndustriesやSKCの競争が予想される。Sumitomo Chemicalは、Samsung Electronicsが来年発売予定のFoldableスマートフォンに採用されるFoldable OLEDカバーウィンドウ向け透明PIフィルムを供給する最初のメーカーになるという。

しかし、透明PIフィルムのカバーウィンドウは、ガラスのカバーウィンドウの硬度と外観特性を満たせないため、改善が必要な状況にある。Samsung DisplayはSumitomo Chemicalの透明PIフィルムの他にも、多くのメーカーの透明PIフィルムを検討している。

Sumitomo Chemicalの透明PIフィルムと激しく競い合っているメーカーは、韓国のKOLON IndustriesとSKCである。KOLON Industriesは約10余年前から透明PIフィルムを開発しており、現在唯一透明PIフィルム量産設備を備えているメーカーである。SKCもフィルムの製造技術力を基に、2017年末に透明PIフィルムの設備投資を行った。

他に、薄板ガラスをFoldable OLED用カバーウィンドウとして開発する動きも出ている。主要メーカーにはAsahi GlassとドイツのSCHOTTがあり、厚さ0.1mm以下の実現に向けて開発を進めている。しかし、薄板ガラスも折りたたまれた状態では、耐久性に問題があると知られている。

Foldableスマートフォンの発売時期が迫ってきている中、OLEDパネルメーカーとカバーウィンドウ材料メーカーがどのような材料と構造、特性のFoldable OLED用カバーウィンドウを採用するかに業界の関心が集まっている。

L+B 2018　OLED照明市場でもフレキシブルが本格化

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OLED照明市場でもフレキシブルなデザインへの変化が本格化を迎えている。

Light+Building 2018ではLG Displayだけでなく、OLEDWorks、Sumitomo ChemicalもフレキシブルOLED照明を展示し、LED照明との差別化を図った。

特にOLEDWorksとSumitomo Chemicalは初めてフレキシブルOLEDパネルを公開し、多くの来場者から注目された。

OLED Worksは薄板ガラスを採用したフレキシブルOLEDパネル「Brite 3 FL300C」を公開した。スペックは1万時間と57 lm/W@8,300 cd/m2、または5万時間と63 lm/W@3,000 cd/m2となる。

Sumitomo Chemicalが公開したフレキシブルOLEDパネルは、PI基板を用いてソリューションプロセス工程で製造し、効率は50 lm/W@1,500 cd/m2、寿命は約2万時間程度である。

<OLEDWorks（左）とSumitomo Chemical（右）のフレキシブルOLED照明パネル>

2社が公開したフレキシブルOLED照明パネルはプロトタイプで、現在量産を進めているLG Displayのフレキシブル照明OLEDパネルの性能である55 lm/W、3万時間と同様レベルだ。この2社がフレキシブルOLEDの量産を開始したら、フレキシブルOLED照明市場に大きな変化が起きると期待されている。

一方、OLED照明市場の先頭に立っているLG Displayは、昨年12月にOLED照明ブランド「Luflex」をローンチして以来、初めての展示会となるLight+Building 2018で、フレキシブルOLED照明で実現できる多彩なデザインの照明を展示し、来場者から大きな注目を集めた。LG OLED Design Competition 2017で受賞した6作品が展示され、フレキシブルOLED照明の特長を最大限に活かしたデザインによるLED照明との差別化が目立ったという評価が多かった。

<LG OLED Design Competition 2017の受賞作>

ソリューションプロセスOLED、WRGBより材料及び部品コストの最大40%まで削減可能

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UBI Researchが発刊した『2017 Solution Process OLED Annual Report』によると、大面積OLEDにソリューションプロセス（インクジェット・プリント）工程を導入する場合、現在量産に適用している蒸着方式のWRGB工程と比べ、材料及び部品コストの最大40%、約18%以上の製造コストを削減する可能性があると分析した。

ソリューションプロセスは大面積OLEDパネルを第8世代以上の装置で、マザーガラスを分割せずにRGBピクセル構造で製造できる技術である。UBI Researchチャン・ヒョンジュン先任研究員は「ソリューションプロセスが導入されたOLEDは、20層積層構造で構成されたWRGB OLEDと比べ、5層構造になっているため、パネルの構造は比較的に単純と言える。WRGB OLED工程は発光材料の使用効率が約40%でしかないのに比べ、ソリューションプロセスの導入で発光材料の効率を90%以上に向上することができる。そのため、発光材料の使用量が大幅減少し、コスト削減に大きく貢献すると期待される。また、カラーフィルターを使わないという点もパネル製造コストを削減できる要因となる」と述べた。また「Soluble（可溶性）発光材料の1kg当たりの価格をどう設定するかが、コスト削減決定の重要な要素となる。しかし、Soluble発光材料の採用で、有機材料の使用量は大きく減少するものの、Solvent（溶媒）費用、製造費用、開発費用による価格上昇は考慮しなければならないことだ」と強調した。

ソリューションプロセス工程技術は、大面積OLEDの大衆化に貢献する主要技術として注目されつつ、主要AMOLEDパネルメーカーの開発が進んでいる。技術的な観点から見た場合、ソリューションプロセスOLEDは、既存の蒸着材料をインク化するために様々な溶媒を混合し、蒸着材料より純度や発光効率が低くて寿命も短い。過去数年間パネルメーカーと材料メーカーにおける主要課題であったため、それを改善するために米国DuPont、ドイツMerck、住友化学などが積極的にSoluble OLED発光材料の開発に取り組んできた。特に蒸着材料と同様に青色材料の性能改善で難航してきが、現在は技術開発が進み、蒸着材料に比べ約80%程度の効率と寿命が改善された。

今回発刊した『2017 Solution Process OLED Annual Report』では、WRGB OLEDとソリューションプロセスOLEDの競争力を工程、材料、コストの側面から比較分析し、主要事項とSoluble OLED発光材料の開発現況、主要メーカーの動向、ソリューションプロセスOLED市場を様々な観点で分析した。

<WRGB OLEDとソリューションプロセスOLEDの製造コスト比較、出所：UBI Research　『2017 Solution Process OLED Annual Report>