2023.10.17 The Elec

サムスンディディスプレイは中小型RGB OLED市場を牽引し、RGB発光のOLED技術を独占しています。サムスンディスディスプレイの次の課題は、FMM（Fine Metal Mask）ではなく、半導体リソグラフィプロセスを使用する「非-FMM」方式の中型OLEDとされています。5月のSID（国際ディスプレイ学会）以降、サムスンディスディスプレイ内で非-FMM OLEDに対する関心が高まりました。中小型RGB OLEDは市場を拡大するのが難しく、大型QD-OLEDとの技術的なギャップを非-FMM方式のOLEDで埋める可能性があるためです。非-FMM OLEDでは、多くの異なる製品向けに小規模生産品をターゲットにすることができ、中型OLED市場を開拓できるとの見方もあります。

FMM方式のOLEDは、現在、スマートフォンなどの中小型製品に採用されています。RGB OLEDサブピクセルを真空蒸着するための部品です。しかし、FMM方式は拡張性に制限があると指摘されています。FMMを使用すると、長いスティック（バンド）状のFMMを作成し、FMMスティックの中央部分が下に垂れないように大型フレームに引っ張り、溶接する必要があります。その結果、スティックの幅が広くなると、FMMを強く引き伸ばすことが難しくなります。現在、スマートフォンのOLED用FMMの生産率は約30％であり、画面が大きくなれば生産率はさらに低下するでしょう。

非-FMM OLEDには、スタンダードなディスプレイのOLEDスクリーンサイズを作成できる17インチから15インチまでが限界とされています。サムスンエレクトロニクスやLGエレクトロニクスなどが発売しているOLEDノートブックのスクリーンサイズも13インチから17インチ程度です。車載ディスプレイは30インチ以上の製品も多いですが、これらの製品は幅が狭く、細長い形状をしているため、FMMスティックの幅を大きく拡げる必要がありません。

サムスンディスディスプレイの大型QD-OLEDやLGディスプレイの大型W-OLEDなど、大型OLEDモニターとOLEDテレビには、FMMではなくOMM（Open Metal Mask）が使用されています。これらの大型OLEDは、発光層を3〜4層積層し、青色光（QD-OLED）や白色光（W-OLED）を生成し、その後、QDカラー変換層（QD-OLED）やカラーフィルター（W-OLED）を使用して色を再現します。この方法は、発光層が4層（QD-OLED）または3層（W-OLED）であるため、電力消費が大きく、輝度向上には限界があります。

OLEDだけを考えると、15〜17インチまでのサイズにはFMM方式のRGB OLED、30〜40インチ以上のサイズには大型OLEDが対応していますが、17インチから30インチの間に技術的な隙間があるため、非-FMM OLEDが注目を浴びています。

日本のJDI（Japan Display Inc.）は、独自の「eLEAP」方式のOLED技術が従来のFMM（Fine Metal Mask）を使用するOLED方式よりも、開口率は2倍、最大輝度は2倍、寿命は3倍まで向上すると発表

業界では最近、多くの企業が非-FMM方式のOLEDに関心を寄せており、その技術は4〜5年前から存在していましたが、昨年、JDIが「eLEAP」を発表し、今年、日本のSEL（Semiconductor Energy Laboratory、半導体エネルギー研究所）が再び非-FMM OLED技術に関心を寄せました。SELは特許ライセンスビジネスを通じて収益を上げることが主で、17日時点でSELが韓国で公開および登録した特許は4329件に達しています。

2023年に「SID Review Symposium」で発表された情報によれば、日本のJDIだけでなく、SELと中国のVisionox（技術名ViP）、韓国のソンシル大学なども非-FMM方式のOLED技術を展示しました。当時、サムスンディスプレイの関係者がSELのブースを訪れて会議を行っただけでなく、SIDが終了した後、SELの関係者がサムスンディスプレイを訪れて自社の技術を再説明したとされています。一つの業界関係者は、「他の企業の展示品とは異なり、SELの展示品には欠陥がほとんど見当たらなかった」と評価しました。SID当時、SELの説明によれば、酸素や水分からOLEDを保護するための封止プロセスの順序が他の企業と異なっていたと伝えられました。さらに、別の業界関係者は、「（JDIとVisionox技術は封止プロセスの後にリソグラフィプロセスを実施するが）SELはリソグラフィプロセスの後に封止プロセスを行うと説明した」と述べました。彼は「リソグラフィプロセスに含まれる湿式エッチングプロセスで、OLEDが水分や酸素などにさらされる可能性があるため、封止プロセスを先に実行するが、SELは特殊な物質を使用してOLEDピクセルが水分や酸素にさらされないようにしたと述べた」としましたが、具体的な説明は不足していたと付け加えました。

サムスンディスプレイ内部でも非-FMM OLEDに関心がありますが、解決すべき問題があります。現在、多くの企業が公開した非-FMM OLED技術は類似しており、サムスンディスプレイが独自に保有する非-FMM OLED技術を使用しても、特定の企業の特許を購入またはライセンス契約を締結しても、他の企業の特許侵害のリスクに晒されたり、他の企業が簡単に回避設計を行う可能性があるためです。サムスンディスプレイにとって独占が難しいという意味です。

このため、サムスンディスプレイが新しい市場に参入する際には、関連する技術や設備を独占し、競合他社が数年間は進入できないようにする従来の戦略とは異なるアプローチが必要かもしれません。サムスンディスプレイが2023年にRGB OLEDを開発し、eMaginというアメリカのRGB OLED企業を買収した際、サムスンディスプレイがRGB OLEDを積極的に開発するだろうという観測とともに、関連する技術をすべて独占し、事業を開始するサムスンディスプレイのビジネス行動が繰り返されたとの評価もありました。

それにもかかわらず、非-FMM OLED技術に対するサムスンディスプレイの備えが必要とされています。商用化は難しいかもしれませんが、実際に商用化されれば、OLED市場に大きな変化をもたらす可能性があるためです。一つの業界関係者は、「非-FMM OLEDを使用することで、多種多様な小ロット生産が可能な市場を開拓することを期待できる」と述べ、「従来のFMM方式を使用した小規模多品種の大量生産とは異なる市場を狙える」と説明しました。したがって、2023年6月に行われた「SID Review Symposium」で、ディスプレイ革新プロセス部門の長であるキム・ヨンソク氏は、「韓国のOLED産業はFMMを基盤にしてピクセル構造などで特許の壁を築いた」と述べ、「韓国のパネル企業も半導体リソグラフィプロセスを採用したOLED技術の研究開発を進めていますが、これらの技術が商用化されればFMM技術の壁がなくなり、韓国のOLED産業に大きな変革がもたらされる可能性がある」と語りました。