「2021Display応用Inkjet技術動向レポート」について解説します。

Solution Process OLEDが注目される理由

Inkjet OLED 開発の経緯

Piezo Inkjet Printing の要素技術

解説　：占部哲夫（ UBI Research )

聞き手：服部 寿（ 分析工房 )

「2021Display応用Inkjet技術動向レポート」の詳細説明： https://www.bunsekik.com/ubiリサーチ/2021-display応用ink-jet技術動向レポート-を発刊-1/

有機ELディスプレイのスマートフォン、テレビ、タブレット、ウオッチなどアプリケーション別での市場分析について解説します。

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リサーチ/

今月に UBI Research から「OLED / QD-LED 最新技術動向」に関するレポートが発刊されました。これを執筆された占部氏から、このレポートの狙いと内容について説明して頂きます。

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での「OLED / QD-LED 最新技術動向」レポートの詳細： https://www.bunsekik.com/ubiリサーチ/2021年第2四半期の小型oled実績-1/

UBIリサーチが10インチ以上の中大型OLED市場実績に関するマーケットトラックを発刊した。応用製品には、TV、モニター、ノートパソコン、tablet PCなどがある。

UBIリサーチの中大型OLEDマーケットトラックによると、第2四半期の総売上高は約15億ドルで、前四半期比6.5％（QoQ）、前年同四半期比（YoY）129.6％増加した。第2四半期の出荷台数は、合計510万台で、前四半期に比べて-3.6％（QoQ）、前年同四半期に比べたら40.4％（YoY）増加した。サムスンディスプレイの第2四半期のノートパソコン用OLED出荷量は約90万台であった。 LGディスプレイは2021年第2四半期に180万枚のTV用パネルを出荷した。

サムスン電子が販売中のスマートフォン用OLEDの減少によってリジッドOLEDラインの稼働率の低下が気になったが、A2のラインは徐々にノートパソコン用OLED生産に転換されている。上半期にはノートパソコン用OLED生産に12Kラインの2つが投入され、下半期には3〜4つのラインに増える見込みである。

サムスンディスプレイが年末から量産に入るアップルアイパッドはLTPO TFTとハイブリッドOLED（リジッド基板+ TFE）を使用する。

サムスンディスプレイ2021年第4四半期のQD-OLED量産開始、大型OLED市場の新たな成長の機会

サムスンディスプレイが2021年第4四半期から本格的にQD-OLED量産に突入する予定だ。量産規模は8.5世代30K /月であり、65インチの4K解像度のパネルを中心に量産されると予想される。 8.5世代から65インチパネルは3枚の生産可能なため、年間100万台程度のパネルが量産されるものと思われる。

過去2020年の後半に行われた決算セミナーで劉備リサーチは、サムスンディスプレイのQD-OLEDが2021年に20万台、2022年に60万台、2025年に80万台生産されると予想した。ただし、サムスンディスプレイが第2四半期のカンファレンスコールでQDディスプレイがTVよりも小さいモニター製品も披露こと明らかにしただけに、製品の比重に応じて生産量は変わると思われる。

第4四半期から量産に突入すれば、QD-OLED TVは2022年に米国ラスベガスで開催されるCES 2022の展示会で初公開され、前半程度に製品が正式発売されると予想される。

サムスンディスプレイのチェジュソン社長は、最近発刊した持続可能な経営報告書で「QDディスプレイが実用化されると、長い間低迷した大型ディスプレイ産業に新たな成長の機会が作られるだろう」と強調した。

サムスンディスプレイのQD-OLED量産がLGディスプレイで主導している大型OLED市場でどのような影響力を与える成り行きが注目される。

< QD-OLEDの予想構造, Source: UBI Research>

SID は世界最大のディスプレイの学会で、例年5月に米国で開催されていますが、今年はコロナの影響で OnLine で開催されました。会期中は様々なイベントが開催されますが、その中で最も中心的な

Symposium の Oral Presentation でどのような有機EL 関連の発表があったのかについて、UBI Research の占部さんに解説をして頂きます。

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リサーチ/

前回はプレミアムTVとしての位置づけだった有機ELに対して、近年Dual Cell やMini LEDといった高画質LCDが競うようになったという話でしたが、今回はそれらの挑戦に有機ELがどのように対応しているのかを見ていきたいと思います。

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リサーチ/

「中大型OLEDディスプレイ年間レポート」に関するQ&A

1.中大型OLEDディスプレイパネルの韓国と中国の今後の投資予測はいかがでしょうか？

2.中大型OLEDディスプレイパネルの現在の製造や材料の課題はどのようなものでしょうか？

3.日本でこの報告書を読んでいただきたい企業や部門はどのような方々で、どんなことが理解できるようになるのでしょうか？ 「中大型OLEDディスプレイ年間レポート」は、販売は分析工房が行い、電子メールによりUBIリサーチから納品します。

購入の申し込みやお問い合わせは、分析工房のホームページからお願いいたします。

レポートの詳細：https://www.bunsekik.com/ubiリサーチ/サムスンの6-2インチ有機elパネルの材料コスト分析-1/

お問い合わせ：https://www.bunsekik.com/お問い合わせ/

「マイクロディスプレイ技術レポート」に関するQ&A

1. スマートグラスなどのマイクロディスプレイのARアプリケーションの開発状況は、現在どのような状況でしょうか？

2.スマートグラスにマイクロOLEDとマイクロLEDディスプレイが使用された場合の特長や課題はどのようなものでしょうか？

3.日本でこの報告書を読んでいただきたい企業や部門はどのような方々で、どんなことが理解できるようになるのでしょうか？

「マイクロディスプレイ技術レポート」は、販売は分析工房が行い、電子メールによりUBIリサーチから納品します。

購入の申し込みやお問い合わせは、下記の分析工房のホームページからお願いいたします。

https://www.bunsekik.com/ubiリサーチ/2021年中大型oledディスプレイ年間レポート-を発刊-1/

LCDがさらに進化した製品が出現する。BLUにQD filmとmini-LEDが添加されて輝度とHDR、色再現性を大幅に向上させたLCDである。既存の最上位LCDはlocal dimming zoneが300〜500程度であるFALD（full array local dimming）BLUを使用した。

Mini-LEDを使用してlocal dimming zoneが3,000以上に多くなると、FALD BLU LCD TVよりコントラスト比が大幅に改善されてhalo effectは減る。OLEDと並ぶ性能を実現するためには、local dimming zoneが画素数だけ必要だが、LEDのサイズ縮小の限界によって、今年販売されるmini-LED TVはlocal dimming zoneが1,000〜3,000製品になるだろう。

最高のLCD TVを作るためには、mini-LED BLUをAM駆動することができるTFT基板が必要である。Mini-LED BLUを使用するLCD TVの競争ポインタはlocal dimming zoneとLEDの数を最小限に抑えながら、画質をOLEDと同様にすることができる技術である。OLEDと並ぶ画質を実現するためには、local dimming zoneが万分割以上にする必要があり、駆動のための数十万個のLEDとTFT基板が必要となり、パネル（モジュールを含む）の製造コストがOLEDと同様になる。

Mini-LED BLUのbackplaneはFR4やBTを使用して、local dimming zoneを3000分割程度にしたらmini-LED TVの製造コストをOLED TVの1/2程度に減らすことができており、LCD TVの画質は最大化しながらも、価格を下げることができている。 コスパが最高のTVが作られる。

Local dimming zoneが10,000分割以下の65インチTV用mini-LED BLUの製造コストは250〜1,100ドル水準で分析されて、TVの価格はサイズやlocal dimming分割レベルに応じて1500〜6000ドルの範囲になる予定である。2021年mini-LED TV市場は250万台を形成するものと予想される。

OLED TVとの市場シェアは、2024年以来、mini-LED TVが優位を占めることが予想される。

Mini-LED TVの開発はTCLが主導してきたが、市場はサムスン電子とLG電子が 主導する。

サムスン電子とアップルをはじめとするスマートフォンメーカーがフラッグシップモデルにOLEDの使用量を増やすに沿って急成長していたOLED市場の成長にブレーキがかかった。

毎年3四半期は新型iPhoneの発売により、スマートフォン用OLED実績が最も良いシーズンである。UBIリサーチ（www.ubiresearch.com）のディスプレイマーケットトラックによると、今年第3四半期には1億1300万台が出荷されて前四半期670万台に比べて2633万台が増加し、30.4％の成長を見せた。しかし、この数値は錯視現象によるものである。理由は、新型コロナのせいで第1四半期と第2四半期の業績が以前に比べて非常に悪かったからである。今年第3四半期の出荷量を昨年第3四半期と比較してみると、17.9％が減少した数値である。2018年第3四半期よりも出荷量が少ない。

第3四半期にスマートフォン用OLED出荷量が減少したのは、新型コロナ19に華為制裁が加えられたためである。サムスンディスプレイとBOEの華為向け出荷量が急減したことが、第3四半期の業績を悪化させた。

華為の制裁によって、サムスン電子とOppo、Vivoなどの企業が反射利益を得るという分析もたくさんありますが、サムスン電子は現在中国で市場を失っており、OppoとVivoのブランド力は華為に及ばないので、華為が占有した中国内の高価なスマートフォン市場を代替することは厳しい状況だと思われる。したがって、OLEDを主に使用して来た華為のスマートフォンが市場から消えるされて、サムスンディスプレイとBOEの出荷も期待より減るしかない。

3億台市場を突破しOLEDを大量購入すると期待していた華為のスマートフォンの生産支障によって、スマートフォン用OLED市場は当分の間、成長が鈍化すると予想される。その結果、中国でのOLED市場は深刻な供給過剰の事態を苦しむだろう 。

今回の報告書は、サムスンディスプレイがQNEDに関連して出願した特許の中で、2020年10月2週目まで公開された94件を精密分析した内容で構成されている。上半期には41件の QNED 特許を分析した。追加で確保された特許では、驚くほどの技術的な進歩が確認された。

Backplaneは7T2C TFTであり、nano-rod LEDを配置するためのoscillatorとリペア用トランスジストが一緒に配置されていると見られる。 QNED回路はモバイル機器用OLEDに使用されるTFTと同様の構造で構成されていた。QNEDも電流駆動素子であるため正確な制御が必要と思われる。大型OLEDは3T1C構造を使用している。

今回追加で確認された内容の中で最も目立つ内容は整列用トランジスタ（oscillator）が内蔵されている点である。Nano-rod LEDはインクの状態でパネルにプリントされ、パネルに印加される電界によって遺伝泳動力で整列される。この時、整列波形に基づいてnano-rod LEDの配置数と画素収率が決定される。Oscillatorは、これまでのディスプレイには使用されなかった技術である。

QNEDに関連して専門家の間で懸念していたのは収率である。画素内に10〜20個程度配置されるように見えるnano-rod LEDはすべて電気的に接続されているので、nano-rod LED自体の欠陥や整列不良によって画素のショートが発生することができる。サムスンディスプレイはこの点を解決するために、シリアル/パラレル混合の接続配線構造と、配列されているnano-rod LEDに問題が発生した場合にすぐに解決することができるリペアトランジストを配置した。Backplane製造技術は以前に予想していた構造よりもはるかに複雑であるが、事業性に直接関連する歩留まりを確保することができる技術が内蔵されていることが確認された。

このレポートには、nano-rod LEDインクの溶媒に関連する特許を収録した。Nano-rod LEDを分散させるために必要な条件と噴射された後、整列がよくなるためには粘度の調節が重要な技術である。サムスンディスプレイはプロセスの中で溶媒の粘度を変えることができる画期的な技術を使用していた。

加えて、インクジェット装置の構成について詳細に説明した。インクジェット装置はnano-rod LEDインクを噴射するユニットと噴射されたインクの位置と量を検査するモジュール、配置されたnano-rod LEDの数をセンシングするユニットで構成されていた。また、インクジェット装置は各工程で評価された結果を分析して、再びインクジェットユニットにフィードバックし、インクの粘度や量、インクジェットヘッドの位置などが変更できる技術で構成されていた。

サムスンディスプレイはQNED特許を2016年から出願し始めた。技術開発期間は4年に過ぎないが、2019年までに出願された特許として確認された技術水準は2021年に量産設備を投資しても構わない位のレベルまえ至っていると予想される。

ディスプレイの専門家であれば、本報告書で分析した内容のみでもQNED技術の完成度が量産に近づいていることを知ることができるだろう。

UBIリサーチが発刊した”2020年3四半期発光材料のマーケットトラック”によれば2020年第2四半期の発光材料市場が2.3億ドルで集計された。前四半期により30％、2019年第2四半期により24％減少した数値である。

第2四半期発光材料市場の減少はサムソンディスプレイのパネル出荷減少と在庫物量が重要原因で分析出来る。

まず、サムソンディスプレイの第2四半期パネル実績の中、中国向けは第1四半期により27％増加したがサムソン電子のGalaxy S20シリーズ販売量の不振に拠ってパネル生産量の減少と6月から量産を始めたGalaxy Note20用のパネル物量が20万台以下にとどまりして発光材料の使用量もその分縮んだ。

また第1四半期には新型コロナウイルスによって材料の受給を懸念した中国パネル企業の過剰注文により在庫物量は増加したが、在庫物量を消費するほど稼働率が高くならなかった点も市場の減少中の一因になった。

ただ、下半期にはサムソンディスプレイとLGディスプレイのApple向けパネル量増加とLGディスプレイ広州ラインの稼働等によって発光材料市場の拡大が期待される。

2020年Apple向けにサムソンディスプレイは8,000万台、LGディスプレイは2,000万台程度のパネル供給が予想され、7月から稼働に始めたLGディスプレイの広州ラインも発光材料使用量の拡大に寄与する見通した。

2020年の発光材料市場は14.1億ドル規模で2019年により10％増加されると見通している。サムソンディスプレイの発光材料仕入れ額が全体中の50％以上を所有されると予想される中で、LGディスプレイが20％、BOEが10％中盤程度で後ろを続くと予想される。

OLED専門リサーチ会社であるUBIリサーチがOLED装置の市場を展望するレポート（2019 OLED装置レポート）を出版した。レポートによると、2019年のディスプレイメーカーの総基板面積（可動時点の基準）は、3,490万 m²であるが、2023年には6,850万 m²と見込まれ、4年後に2倍に拡大する見通しだ。

OLED基板面積の増加の最大の要因は、サムスンディスプレイとLGディスプレーが推進しているTV用OLEDライン投資である。現在、TV用OLEDの製造ラインは55インチパネルの生産に最適化されている第8世代ラインである。 しかし、プレミアムTV市場の需要は55インチから65インチへシフトしてきており、2021年頃には65インチのOLED TV市場が40％以上を占める見通しだ。このような市場の状況に対応するため、LGディスプレーは65インチパネルの生産に最も効率的な第10.5世代ラインの投資を準備している。2023年には大型OLEDラインの基板面積が全体の基板面積で42％を占めると予想される。

<世代別OLED生産能力>

第6世代ラインの基板面積は、今年13万平方メートルで、2023年には19.3百万平方メートルに拡大する見通しである。ほとんどが中国パネルメーカーの投資によるものである。中国のスマートフォン市場は世界市場の約40％を占めるため、中国のスマートフォンメーカーは膨大な国内市場を背景として世界市場シェアを急速に高めている。最近Huaweiは、旺盛な中国国内需要をもとに世界第2位の出荷量を誇るメーカーとなった。中国のパネルメーカーは、中国政府の莫大な支援の下、中国のスマートフォンメーカーを主ターゲットとして果敢に第6世代フレキシブルOLEDラインを増設している。

<国別OLED生産能力>

2019年韓国のOLED生産能力（基板面積）は、総2,787万m2で、全体の生産能力の80％を占めており、2023年には総5,482万m2に拡大する見通しである。シェアは依然として80％を維持しOLED産業をリードする。

中国のパネルメーカーはまだモバイル機器向けOLED生産ラインだけに投資しているので、生産能力シェアは20％水準にとどまる見通しだ。

韓国と中国パネルメーカーの投資によって2019年から2022年までの4年間におけるOLEDの製造装置市場（物流機器を除く）は、284億ドル規模と推定される。その中で、第6世代の機器市場は172億ドルで、全体の装置の市場の61％を占めると予想される。

<世代別の装置市場の展望(2019〜2022)>