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QD-OLEDに対応するためには、今後のWRGB OLEDの変化は？

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2022年、サムスンディスプレイのQD-OLEDが本格的にテレビとモニターに適用する始め、これまで大型OLED市場を主導していたLGディスプレイのWRGB OLEDに対する技術的変化が感知されている。

LGディスプレイのWRGB OLEDは2021年末までに坡州でblue 2階とred+yellow green 1階でなっているWBC構造が、広州ではblue2階とred+green+yellow green1階でなっているWBE構造が生産された。 WBE構造のblueには重水素置換技術が適用された。

2022年からLGディスプレイはPajuラインでWBC構造のパネル生産を中断し、広州で生産されているWBE構造のgreenに重水素置換技術を適用した”OLED.EX”パネルを生産している。

<2022 OLED Korea ConferenceでLGディスプレイが発表したOLED.EXの写真>

SID 2022でLGディスプレイはmicro lens array技術が適用された大型OLEDパネルを展示した。 Micro lens array技術はサムスン電子の「Galaxy S Ultra」シリーズに適用され注目された技術で、大型OLEDでは初めて適用される技術だ。

LGディスプレイはmicro lens array技術を適用し、従来より20%の輝度向上を期待していると知られた。 Micro lens array技術が適用されるパネルは今年下半期から坡州で生産が予想される。

最後に、最近LGディスプレイはWRGB OLEDにyellow greenをなくした構造を開発中だと知られた。 Yellow greenをなくすことで、材料費と工程費を節約でき、一部色再現率の向上も期待される。

QD-OLEDに対抗するためのLGディスプレイのWRGB OLEDがどのように進化するか、成り行きが注目される。

<LGディスプレイがSID 2022で展示したmicro lens array技術が適用されたOLEDパネル>

2022年OLED発光材料市場19億ドル規模の予測

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OLED市場調査の専門会社であるUBIリサーチ(https://ubiresearch.com/ja/)は最近「2022 OLED発光材料レポート」を発刊した。

2022年OLED用の発光材料市場は19億ドルに2021年発光材料市場である17.8億ドルより6.6%成長するものと展望した。国家別では韓国パネルメーカーの材料購買比率が全体市場の70%を占めて、中国は30%を占めると予想され、会社別ではサムスンディスプレイが全体のうち42.9%の比率で1位を占めて、LGディスプレイが27.4%で2位、BOEが14.4%と3位を獲得すると予想される。

蒸着方式別で見ると、小型OLEDに使用されるRGB OLED用の発光材料が市場全体の79.6%の割合を占めてLGディスプレイのWRGB OLED用の発光材料は17.4%の割合を占めるものと予想される。サムスンディスプレイのQD-OLED用の発光材料は全体材料市場で3%の割合を占めるものと分析される。

一方、今回発刊した「2022 OLED発光材料レポート」にはOLED発光材料市場の展望(~2026年)だけではなく、発光材料メーカー別の業績分析(2019~2021)とパネル構造別ソプルラインチェーン、発光材料別の市場占有率の分析などが収録されており、発光材料関連企業の関連技術を理解し、今後技術の方向と市場を展望するのに役立つものと予想される。

サムスンディスプレイ2021年第4四半期のQD-OLED量産開始

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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>

2020年中大型OLEDの売上高40.2%成長

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米国制裁によるHuaweiのスマートフォン生産減少によってサムスンディスプレイのRigid OLEDラインの稼働率が低くなると予想していたが、ノートブックの需要増大によってRigid OLEDラインがフル稼働すると予想される。また、来年から販売されるAppleのiPad用OLED生産に対応するために、A4ラインにRigid OLEDラインの投資を検討している。

車載用ディスプレイとしてP-OLEDを生産しているLGディスプレイではドイツの自動車メーカーにOLEDを供給する予定であり、サムスンディスプレイも車載用OLEDパネル生産している。

UBIリサーチが発刊した2021年中大型OLED年間報告書によると、2020年中大型OLEDの売上高は36億8270万ドルであり、2019年26億2630万ドルと比べて40.2%成長した。 アプリケーション別で売上高を分析して見たらノートブックと車載用市場が著しく増加し、2021年にもこれらの市場が伸びると予想される。

サムスンディスプレイのQD-OLED量産は2021年12月から始まると期待される。65インチパネルはSonyが使用する可能性が高い。サムスン電子は65インチは購買せず、モニター用32インチQD-OLEDだけを受けるものと予想される。

LGディスプレイの2020年のTV用OLEDパネル出荷量は440万台と集計され、Guangzhou工場が第3四半期から90Kで稼動すれば、2021年の生産可能量は850万台に達すると思われる。

TV向け第8世代QD-OLEDへの投資額は？

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最近、UBI Researchが発行した『AMOLED製造・検査装置産業レポート』では、Samsung Displayが開発を始めたQD-OLEDへの投資額がどれくらいなのかを分析した。

Samsung Displayが目指しているQD-OLEDは、青色OLEDから放出される光が量子ドット（Quantum Dot、QD）材料を通って緑色と赤色に分離され、RGBの3色を実現する方式で製造される。QD材料を通り抜けた光は、再びカラーフィルターを通り、さらに豊かな色を表現できるようになる。

このようなQD-OLEDの製造方式は、LG DisplayのWRGB OLEDと似ている部分が多い。まず、TFTは2社ともにOxide TFTを使用している。WRGB OLEDは青色が2回塗布され、その間に赤色と緑色が蒸着される。それに比べ、QD-OLEDは青色材料のみ2回蒸着して製造される。蒸着用マスクは、両方ともオープンマスク（Open Mask）を使用する。

 

QD-OLEDとWRGB OLEDのカラーフィルターの製造費は同様であると考えられるが、QD-OLEDの場合、QD材料をコーティングする装置を追加導入しなければならない。

本レポートによると、モジュールとセル、封止、蒸着装置は、同じ装置が使用される可能性があり、投資額もほぼ同様になると予想される。しかし、WRGB OLEDは背面発光方式のため、TFTを含めたバックプレーンを製造する際に同時に形成される反面、QD-OLEDは前面発光方式のため、上部のガラス基板にカラーフィルターを個別に形成し、その上に再度QD層をパターニングして製造する。その結果、QD-OLEDにはWRGB OLEDより高い投資額が必要となる。

第8世代の26Kを基準に投資額を計算してみると、QD-OLEDは11億米ドルで、10億7,000万米ドルのWRGB OLEDに比べて1.03倍高くなることが見込まれる。一方、JOLEDが事業化を進めている印刷方式OLEDの製造に必要な投資額は8億8,000万米ドルで、QD-OLEDの80%程度になるとみられる。

プレミアムTV市場をリードする 大面積OLEDへの投資額は？

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■ WRGB OLEDとソリューションプロセスOLED、QD-OLEDへの投資額を比較分析
■ 2018年から2022年までのOLED製造装置市場は588億米ドル、検査装置市場は84億米ドル規模になる見込み

最近、プレミアムTV市場ではOLED TVのシェアが拡大を続けている。OLED TVは、WRGB OLEDにカラーフィルターを採用した構造で、現在は唯一LG DisplayがOLEDパネルを量産している。

そこで、Samsung DisplayはプレミアムTV市場でWRGB OLEDに対抗するために「青色OLED + 量子ドットカラーフィルタ（Quantum Dot Color Filter、QDCF）」を開発していると知られている。青色OLEDはOLEDから発される青色光が量子ドット層とカラーフィルターを通り抜け、赤色と緑色を実現する技術である。

 

<QD-OLED構造の予測>

UBI Researchは、先日6日に発行した『AMOLED製造・検査装置産業レポート』で、最近注目を集めているWRGB OLEDとQD-OLEDの構造や投資額を分析した。さらに、大面積OLEDでReal RGBを実現することができるということから、関心が高まっているソリューションプロセスOLEDへの投資額も分析し、比較を行った。

第8世代の26Kを基準に、装置への新規投資額を分析した結果、QD-OLEDへの投資額はWRGB OLEDと比べて3%高く、ソリューションプロセスOLEDへの投資額はWRGB OLEDより19%低いことが確認された。

QD-OLEDへの投資額には、個別に形成されたQDカラーフィルターを貼り合わせる追加工程に関する内容が、またソリューションプロセスOLEDへの投資額には、QDカラーフィルターが取り除かれたことや、蒸着装置の代わりにインクジェットプリンターが導入された内容が反映されている。

他にも、2018年から2022年までのOLED装置市場全体の予測も提供している。同期間中の市場規模は、1,067億米ドルに達する見込みで、そのうち製造装置は588億米ドル、検査装置は84億米ドルになると予想される。

<2018~2022年のOLED装置別市場シェアの展望>

Samsung ElectronicsがプレミアムTV市場のシェアを確保するためには？

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先日28日にUBI Researchが開催した「上半期セミナー」で、イ・チュンフン代表は2018プレミアムTV市場における重要事項と展望について発表を行った。

イ代表は、60型以上のTVに対する需要について、「2016年の1,200万台から2021年には3,300万台まで拡大することになる」と言い、「第10.5世代への投資が増え、パネルの価格が下がるからだ」と付け加えた。

2018年にはパネルの価格が下落するに伴い、TVの価格も下がる見込みだ。Samsung Electronicsの場合、2018年第1四半期のTV出荷量は970万台で、前年同期比4%の減少となり、Samsung ElectronicsのVisual Display（VD）事業部の営業利益は4%台に留まった。LG ElectronicsのHome Entertainment（HE）事業部の営業利益と比較しても10%低い。

イ代表は「Samsung Electronicsは売上高の減少にも関わらず、営業利益の拡大を優先するために、65型以上の超大型製品のプロモーションに集中すると考えられる」と語った。

現在、Samsung Electronicsは、プレミアムTV市場におけるシェアを高めるために、QD-OLEDをTVパネルとして利用する計画を持っている。QD-OLEDは、青色OLEDを発光材料に用いて、その光が量子ドットカラーフィルタ（Quantum Dot Color Filter、QDCF）を通り抜け、赤色と緑色を実現する技術である。

イ代表はQD-OLEDの成功要因に、65型以上の8K OLEDパネルの生産などを挙げる一方で、LG Displayの第10.5世代OLEDへの早期投資によるプレミアムTV市場飽和が脅威になると説明した。

UBI Researchが発行した『2018 OLED発光材料産業レポート』によると、QD-OLEDは前面発光方式であるため、TFTの方向に光が放出される背面発光方式と比べ、開口率が約70%増加し、既存のWRGB OLEDより8K解像度と高輝度を実現することが容易である。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することで、UHDの色域規格BT.2020に近づけると予想される。

<既存のWRGB OLED（左）とQD-OLED（右）構造、参考：UBI Research>

UBI ResearchはOLED TVの売上高について、年平均約30%で増加し、2022年には約57億米ドル規模まで拡大すると予測した。

QD-OLED TV、次世代プレミアムTVになれるか

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Samsung Electronicsは現在「PL-QD（Photoluminescence Quantum Dot）技術」を採用したQD-LCD TVで、プレミアムTV市場で影響力を強めている。この技術は外部の光によって刺激される物質が再び発光するメカニズムを有する。

 

このようなQD-LCD TVを担当する家電部門（CE）において、昨年の営業利益は1兆ウォン以上落ち、営業利益は3.6%に留まった。

 

一方、LG Electronicsのホームエンターテインメント（HE）事業本部は、昨年OLED TVで営業利益1兆5,667億ウォン、営業利益率8.1%の過去最高値を更新した。SONYもOLED TVを前面に押し立て、プレミアムTV市場で急速に立地を進め、営業利益を黒字に転換させた。

 

OLED TVが企業の売上向上への貢献効果を生み出したと言える。

 

これに対し、Samsung ElectronicsはプレミアムTV市場に占める割合を高めるために、EL-QD（Electroluminescence Quantum Dot）技術を採用したEL-QLEDの開発に取り組んでいるが、QLEDの材料であるQuantum Dotの効率と寿命、量産技術はまだ確保されていないようだ。

 

最近青色OLEDを照明パネルとして採用し、その光がQDCF（Quantum Dot Color Filter）を通り抜け、赤色と緑色を実現するQD-OLED TV技術が注目されている。

<QD-OLED構造予測、参考：Samsung Displayブログ>

QDCFを用いるとQD材料のサイズを調整し、実現したい色を簡単に作リ出すことができ、色再現率の向上も可能となる。これによって、色の領域をBT2020まで拡大し、自然な色に近くより鮮明でリアルな画質を提供することができると見られる。また、QD-OLED TVは前面発光構造で、開口率を確保することが容易であるため、解像度と画面の均一度を向上させることもできる。

 

しかし、QD-OLED TVには青色OLEDの寿命と効率、インクジェットプリント工程技術の確保など、これから解決しなければならない様々な問題点がある。これに対し、業界では事業検討がまだ初期であることを鑑みると、QD-OLED TVの量産時期は2020年以降になると予測している。

 

QD-OLED TVがプレミアムTV市場に参入し、どのような変化の波を起こすのかに注目が集まる。