超高解像度を実現できるFMM、国産化の動きは加速するのか

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Fine Metal Mask（以下、FMM）は、画素とRGB有機物を蒸着する役割を担うため、OLEDの解像度と歩留まりを決定する要素となるが、現在のFMMは蒸着工程の際に熱膨張が起こったり、重さによるシャドー現象（Shadow Effect）が発生する限界にぶつかっている。

FMMは、日立金属製圧延インバーが大日本印刷（DNP）でエッチング工程を経て製造された完成品として、高い価格で全量輸入されている。

そのため、韓国国内外の関連業界はレーザー加工など、様々な方式でFMMの開発に総力を挙げているが、まだR&Dの段階に留まっている状況だ。

先日9日に韓国順天大学新素材工学科のパク・ヨンバン教授研究チームは、電鑄インバー製造技術の開発に成功したことを明らかにした。これは、電気メッキを施して陰極に付着した金属を剥離した後、FMMを製造する技術である。

<電鑄インバー製造技術による熱膨張曲線と微細組織、参考：順天大学>

この技術によって、インバーは板として製造することができ、また、パターン化された陰極の形状をそのまま複製することもできる。さらに、FMMの厚さを今の半分位の7 um程度まで抑えられ、超高画質を実現することができると研究チームは説明した。

パク教授は「電鑄インバーに対する日本の研究レベルは、私達の研究チームと同等レベルに追いつくところまできており、中国は大規模な資本を前面に出して開発に乗り出した」と言い、「韓国企業が国際競争力を先取りするためには、学界の積極的な支援が必要だ」と語った。

最後には「20年近く続けてきた研究で構築された全てのデータベースを論文に公開する決心がついた」ことも付け加えた。今まで全量を輸入に頼っていたFMMを国産化できるのかに注目が集まる。

青色OLED、WRGB OLEDの競争相手として急浮上

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プレミアムTV市場でOLED TVの占有率が増加し続け、LCDとの価格差も次第に縮小していく傾向にあり、量子ドット技術を取り入れたLCD TV（QD-LCD TV）メーカーはプレミアムTV市場で苦戦している状況だ。

OLED TVは白色OLEDとカラーフィルターを用いたOLEDパネルを採用しており（以下、WRGB OLED）、唯一LG Displayが量産している。Samsung Displayは、プレミアムTV市場でWRGB OLEDに立ち向かうための技術の一つである青色OLED + QDCF（以下、青色OLED）を積極的に開発していると知られている。

UBI Researchは先日18日に発刊した『2018 OLED発光材料産業レポート』で、Samsung Displayが前面発光方式で青色OLED + QDCFを実現すると予想し、WRGBと比べて8K解像度とBT.2020を満足するにあたって有利になると分析した。

<青色OLEDの予想スタック構造、2段スタック構造（左）・3段スタック構造（右）2018 OLED発光材料産業レポート、UBI Research>

8KとBT.2020というTVのトレンドとSamsung Displayによる青色OLEDの開発に伴い、青色材料に関する開発も積極的に行われる見込みだ。現在、OLEDに採用されている青色材料は、蛍光物質として赤色と緑色に採用されているりん光物質より効率と寿命が低下している。青色りん光材料の開発も続いているが、材料の希少性と技術の壁があり、まだ量産には使われていない状況だ。大面積OLEDパネルには蛍光青色材料を2回以上積層することで、効率と寿命を向上させるスタック構造を導入しており、青色OLEDも2段スタック以上の構造を取り入れると予想される。

このような傾向から、青色発光材料市場も成長が続く見込みだ。2017年の青色材料（ホストとドーパント）の市場は7,000万米ドル規模に成長した。UBI Researchが発刊した『2018 AMOLED Emitting Material Market Track』によると、青色材料は2022年まで年平均32%で成長し、2億7,200万米ドル規模に達する予定だ。

<青色材料（ホストとドーパント）市場展望、2018 AMOLED Emitting Material Market Track>

青色OLEDはOLED TVに使用されるのか

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Samsung DisplayはLCD TVに続く次世代ディスプレイ技術として、青色OLED+QDCF(以下「青色OLED」)を選定し、開発に乗り出した。

青色OLEDはOLEDから発光された青色光がQDCF（Quantum Dot Color Filter）を通り抜け、赤色と緑色を表現する技術である（b）。OLED TVに採用しているWRGB OLEDは、白色光がカラーフィルターを通り抜けてRGB色を実現する方式である（a）。

UBI Researchが先日18日に発刊した『2018 OLED発光材料産業レポート』では、Samsung Displayが開発を開始した青色OLEDが、TV用OLEDパネルになれるかを予想した。青色OLED+QDCFの開発方向性と要求性能（効率と寿命）について分析を行い、特に青色OLEDの主要な材料である青色発光材料の現況と開発進捗状況（蛍光・りん光・TADF）を取り上げている。

Samsung Displayの青色OLEDは前面発光方式であるため、TFT方向に光を出す背面発光方式に比べて開口率が約70%増加し、従来のWRGB OLEDより8Kの解像度と高輝度の実現が容易である。また、色再現率の高いQD材料をカラーフィルターとして採用し、2012年に国際電気通信連合会（International Telecommunication Union、ITU）が制定したUHDの色域規格BT.2020に近づけると予想される。

今後プレミアムTV市場において、8KとBT.2020はディスプレイの必須条件で、WRGB OLEDも8KとBT.2020を実現するために積極的に開発を行っている。青色OLEDがWRGB OLEDがリードしているプレミアムTV市場で、どのような影響を与えるかのに期待が集まる。他にも、Soluble OLED材料とNear IR（近赤外線）材料など、新規材料の技術開発動向と重要事項を取り上げている。

出光興産、中国成都市にOLED材料専門子会社を設立

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出光興産は最近のニュースリリースで、中国四川省成都高新技術産業開発区（Chengdu Hi-tech Industrial Development Zone）政府と基本合意に至り、現地法人を設立することを知らせた。

 

出光興産によると、最近中国政府が展開しているディスプレイ産業振興政策を背景に、OLED製造設備への投資が加速し、OLED材料に対する需要拡大に備え、材料の供給体制と技術支援を強化することを明らかにした。

 

中国で設立する子会社の名前は出光電子材料（中国）有限公司で、出光興産が約13億円の資本金を100%出資するという。

 

出光興産は2019年度中に工場を完成させ、OLED材料の生産を開始する計画である。

次世代発光材料の開発はどこまで来ているのか

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第4回OLED KOREA CONFERENCEで、次世代発光材料開発の先導企業であるKyuluxとCYNORAが研究結果と今後の開発方向についてを発表した。

Kyuluxの最高経営責任者（CEO）安達淳治氏は「従来の蛍光材料ホストとドーパントにTADFドーパントを添加するHyperfluorescenceを開発している」と説明した。Hyperfluorescenceの発光半値幅はTADFの約35%レベル、輝度は約2倍以上で、この材料がTADFの欠点（広い半値幅と低い輝度など）を同時に解決できると強調した。

 

安達惇治氏が公開した最新Hyperfluorescenceの効率は、赤色28 cd/A、黄色43 cd/A、緑色81 cd/Aで、寿命はLT50（1000nit）を基準に10,000時間、62,000時間、48,000時間である。色度図は赤（0.64, 0.36）、黄色（0.46, 0.52）、緑（0.28, 0.65）である。

一方、CYNORAの最高マーケティング責任者（CMO）Andreas Haldi氏は、現在CYNORAが開発した青色TADFエミッタの色図表は0.16、EQEは24%、寿命（LT97@700nit）は10時間だと明らかにした。このような性能は現在OLEDに使用されている青色材料より2倍高い効率で、色図表（0.10）は同様のレベルであるものの、寿命は短いと説明した。青色TADFエミッタの開発は2018年で終了し、2019年には量産への採用が開始されると付け加えた。

 

また、従来の低効率材料の代わりに高効率の青色TADFエミッタを使用すると、製造コストの削減のみならず消費電力も抑えられ、バッテリーの消耗を最小限に軽減できると語った。同時にOLEDの解像度を向上できるため、主要パネルメーカーの大規模真空工程ラインへ採用できると期待を示した。

 

CYNORAは青色TADFエミッタの開発終了後（2018年目途）、緑色TADFエミッタ、赤色TADFエミッタの順に開発を進め、2020年までRGB TADFエミッタの開発を全て終了する予定だ。

UDC、2017年売上高3億3,560万米ドルと営業利益1億4,620万米ドルを記録

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UDCはプレスリリースで、2017年第4四半期売上高が前年同期の7,460万米ドルから約55%増加した1億1,590万米ドルを記録したことを発表した。また、材料の売上高は前年同期の2,920万米ドルから105%増加した5,980万米ドル、営業利益は前年同期の2,310万米ドルから150%増加した5,790万米ドルを達成したことを明らかにした。

2017年大きな成長を成し遂げたUDCの総売上高は、材料の売上高増加に伴い、ロイヤルティーやライセンス料の収入増大によって、前年比69%増加した3億3,560万米ドルを記録した。同年の営業利益は7,780万米ドル増加した1億4,620万米ドルで、114%の上昇となった。

2018年の売上高は3億5,000万~3億8,000万米ドルになると見込まれる。これはiPhone Xの出荷量とSamsung Displayの稼働率が低いためだと考えられる。2019年末まではOLED生産面積が約50%増加し、大幅な成長を記録すると予想される。

UDCは先日14日、Samsung DisplayとOLEDロイヤルティーの再契約を締結したことを明かした。契約期間は2022年までと知られており、具体的な契約条件は公開されていない。

Visionox、UDCとOLED評価契約締結発表

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UDC（Universal Display）はVisionoxがOLED評価契約に署名したと発表した。今回の契約で、UDCはVisionoxにディスプレイアプリケーション用りん光OLED発光材料を供給する予定だ。詳細な契約内容や金額などは公開されていない。

 

2008年中国で初めてPMOLEDを量産したVisionoxは、2015年第2四半期に崑山（Kunshan）市で第5.5世代リジッドOLED量産ラインの稼働を開始した。昨年10月に開催されたIMID 2017ビジネスフォーラムでVisionoxのXiuqi Huang博士は、2018年第2四半期に固安（Guan）県での第6世代フレキシブルOLED量産計画とフレキシブルOLEDの開発ロードマップなどについて説明したことがある。

<VisionoxのOLED生産ライン現況>

Xiuqi Huang博士は「2018年から2020年まで6∼8型相当のスマートフォン用フルスクリーンOLEDと折り畳み型（Foldable）OLEDの開発を目指している。2021年以降は6∼12型相当のスマートフォンやノートパソコン用、車載用フレキシブルOLEDを開発する予定だ」と述べた。

<VisionoxのフレキシブルOLED製品ロードマップ>

Merck、量子物質を利用した新しい高効率OLED ELQ-LED研究への取り組みを開始

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MerckはOLEDに量子物質を混ぜ合わせたELQ-LED（Electroluminescent Quantum Materials-based Light-Emitting Diode）の研究に取り組んだことを明らかにした。ドイツ連邦教育研究省（BMBF）より合計550万ユーロの資金援助を受けると知られているこのプロジェクトは、ディスプレイと照明産業に貢献するために量子物質を開発することであり、プロジェクトの総予算は910万ユーロである。

 

MerckはOLEDに量子物質を採用したELQ-LEDが、低生産コストで高色純度と高エネルギー効率を実現できると伝えた。しかし、量子物質の中で、毒性物質のカドミウムは使用を禁じられた。MerckのOLED・量子物質責任者Michael Grund氏は「ELQ-LEDは体系的に改善されたOLEDを紹介し、OLEDと量子物質の関係でシナジー効果を生み出すための大きな可能性を提示する」と説明した。

 

このプロジェクトはMerckとOSRAM OLED、Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research（IAP）、アウグスブルク大学（University of Augsburg）などが参加し、Merckは構成要素とプロセス、マトリックス材料、輸送材料（Transport materials）、インクをテスト・開発する予定である。

 

Merckは全ての構成要素が生産コスト削減のために印刷材料として開発されることや、印刷された部品のテストをディスプレイと自動車のテールランプ部分に実施することを明らかにした。この研究プロジェクトは2020年夏まで3年間続く予定だ。

出光興産と東レ、新しいOLED材料を共同技術開発契約を締結

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2017年9月26日、OLED発光材料専門企業の出光興産と東レが、OLED材料の共同技術開発に向けた契約を締結した。

 

東レと出光興産は、両社のOLED材料と専門技術などを活用し、新しい材料の開発と評価に協力すると知られている。両社は共同で評価施設と生産施設を用いる予定で、今回の技術契約がOLED材料の開発を加速化し、低コスト生産を可能にすることを望んでいると明らかにした。

 

出光興産はOLEDエミッタ材料と正孔輸送材料（Hole Transport Materials）の開発に主力し、東レは独自の分子デザイン技術に基づき、電子輸送材料（Electron Transport Materials）の開発に主力している。

 

UBI ResearchはOLEDモバイル機器とTVに対する韓国と中国の積極的な投資により、発光材料の市場規模は、2017年に9億6,000万米ドルになり、2021年には33億6,000万米ドルまで拡大されると予想した。

 

今回出光興産と東レの技術契約がOLEDディスプレイ産業の発展と一層向上したOLED材料の実用化に貢献できるかに注目が集まる。

Cynora、TADFはOLED機器の高解像度の実現とパネルのコスト削減に貢献

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9月22日に韓国ソウルにあるコンベンションセンターコエックスで開催された「Global Materials Tech Fair 2017」で、ドイツCynoraの韓国パートナー企業であるEM Indexのコ・チャンフン代表は、現在Cynoraが開発中のBlue TADF（Thermally Activated Delayed Fluorescence）の開発動向について発表した。

 

<EM Indexのコ・チャンフン代表>

 

一般的に青色発光材料は、赤色と緑色に比べ寿命と効率が低い。そのため、モバイル機器用OLEDパネルでは青色の画素サイズを他の画素より大きくし、TV用パネルでは青色発光層を2回積層している。このような青色発光材料の限界を突破するために開発を進めている材料が、青色TADFである。

 

コ・チャンフン代表は「青色TADFの採用によって寿命と効率が改善し、画素サイズを大きくする必要がないため、高解像度を実現しやすい。モバイル機器においては高解像度を実現できると同時に電力消費を削減でき、TVにおいては青色発光層を1層形成するだけなので、パネルのコスト削減に優れている」と強調した。

 

続いて、最近Samsung Venture InvestmentとLG Displayによる2,500万ユーロ規模の投資は、青色TADFが注目されているということを証明すると説明した。

 

主要OLEDパネルメーカーが求める青色TADFの効率、寿命、色の純度に近づいていると明らかにし、2017年末には要件を満たすことができると予想した。

<Cynoraにおける青色TADF開発の進捗状況>

 

最後に、2018年末まで緑色TADFを開発し、2019年末まで赤色TADFを開発するという今後のロードマップを紹介し、TADFがOLED製品の高解像度の実現とパネルのコスト削減に大きく貢献すると付け加えた。

<CynoraにおけるTADF製品の開発ロードマップ>