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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。

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。

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。

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>

ソニー、AMOLED TVを6月10日から本格的に販売開始

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ソニーは、1月にCES 2017で公開した4K BRAVIA AMOLED TV A1Eシリーズの中で、55型と65型の2モデルを6月10日から日本で販売を開始すると8日に明らかにした。今回ソニーが発売するBRAVIA AMOLED TVには、韓国LG DisplayのWRGB AMOLED、4K高画質プロセッサーX1 Extreme、画面が振動しながら発音するAcoustic Surface技術が採用された。予想販売価格は、55型が50万円、65型が80万円で設定されている。また、77型の発売も計画中で、今年秋に発売する予定だ。

 

ソニービジュアルプロダクツIchiro Takagi社長は「AMOLEDパネルとX1 Extremeを採用したプレミアムモデルを通じて、最高の画質と音響、新しい没入感を提供する」とAMOLED TVの戦略について語った。

 

ソニーAMOLED TVの発売は、現在韓国のSamsung ElectonicsとLG ElectonicsがリードしているプレミアムTV市場に大きな影響を与えると予想される。

 

ソニーと直接競合するLG Electonicsは、今年発売したAMOLED TVの新製品の販売価格を昨年より低く設定するなど、戦略を実施していおり、ソニーによるAMOLED TVの発売がAMOLED TVの一般化とディスプレイ産業にどのような影響を与えるかに注目が集まる。

 

4月21日に韓国ソウル市汝矣島にある全経連会館カンファレンスセンターで開催された4月のトピックセミナーで、UBI Research李・チュンフン代表（首席アナリスト）は、2017年にソニーのOLED TVは約40万台販売され、OLED TV市場全体の約27%を占めることになり、2021年には約340万台販売され、約38%を占めると予想した。

<AMOLED TV市場展望>

[IFA 2015] Directions for LG Electronics’ OLED TV?

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During the media day event for IFA 2015 (September 4 – 9), LG Electronics introduced diverse products centering around OLED TV such as LCD TV, G4, and G Watch Urbane.

 

LG Electronics clearly confirmed that the ultimate TV for the company is OLED TV. At the company booth under the title of the Evolution of TV, LG Electronics revealed that the TV’s final destination is OLED TV.

 

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LG Electronics, IFA 2015

 

At this exhibition, the OLED TV presentation theme returned to the flat design from HDT’s emphasis on black and previous curved design. Until now, curved design focused OLED TV were exhibited, but with the spotlight on flat design in IFA 2015, LG Electronics strongly hinted that future LG OLED TV will switch to flat products.

 

Competitors greatly improved contrast ratio through application of LCD TV and HDR. LCD’s basic contrast ratio is approximately 1,000:1, and in premium products currently being mass produced it has improved to 3,000:1. However, as OLED TV does not use backlight, the minimum contrast ratio is 100,000:1 with maximum of infinite contrast ratio. Through IFA 2015 LG Electronics is planning to actively release HDR technology applied products. In order to achieve this, the company will demonstrate HDR transmission with broadcasting companies such as BBC and publicize OLED TV’s black and white’s superiority over LCD TV.

 

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LG Electronics, IFA 2015

 

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LG Electronics, IFA 2015

 

 

 

LG Electronics provided ‘perfect color’, ‘perfect black’, and ‘perfect angle’ as the superior characteristics of OLED TV. These advantages are inherent characteristics that LG’s WRGB OLED TV can provide that show excellence over LCD TV in any environment.

 

However, the OLED TV presented in this exhibition did not show much improvement from one in IFA 2014, leading to disappointment. It is a point of concern whether WRGB OLED TV has already reached its limitation.

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