2021年07月30日

サムスンディスプレイのQNED(quantum dot nano-rod LED)の構造とコア技術

2021年7月29日 UBIリサーチ

サムスンディスプレイ研究所は、OLEDに続く次世代のディスプレイとしてQNED開発に拍車をかけている。

サムスンディスプレイがQNEDを大型ディスプレイ事業の一環として開発している理由は、サムスンディスプレイの最大の顧客であるサムスン電子が満足できる画質を出すことができる唯一のディスプレイであるからである。

世界のTV市場シェア1位のサムスン電子のTV事業の方向は、QDを使用して色再現率をOLEDより良くし、高い輝度として明るい画面で階調特性に優れたHDR性能を最大化することができるディスプレイを使用して、最高レベルのTVを顧客に提供するものである。

これらのサムスン電子のニーズを唯一満足させることができるディスプレイがまさにQNEDある。

QNEDは自発光ディスプレイであり、QDを使用するため、色再現率とHDR、輝度、コントラスト比などのすべての属性が良好で、サムスン電子で期待している製品である。

QNEDが最高の特性を持つディスプレイであることは構造として確認することができる。QNEDは大型OLEDで使用される3T1CのTFT構造上nano-rod LEDがある画素層は、その上部にQDとCF(color filter)で構成されている色変換層で構成されている。

OLEDは、画素に信号を伝達するための電極(陰電極、陽電極)と配線が発光材料上下部に位置しているが、QNEDは信号伝達電極(画素電極)と配線がすべて同じ平面に位置している。QNEDは画素電極に加えて、発光効率を高めるための反射電極が追加される。Nano-rod LEDを配置するための配置の電極は、画素電極が兼ねている。

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QNED断面構造

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QNED画素部の構造

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QNED画素平面構造

QNED画素の平面構造をみると、1つの画素内には、多数の画素電極が直列に接続されており、画素電極の間にnano-rod LEDが配置されている。画素電極は、絶縁材料で形成されている隔壁(PW)上にあり、各画素は、バンク(BNK)によって囲まれて領域が区分されている。

QNEDのコア技術は、駆動技術とセンシング技術である。

駆動技術には、nano-rod LEDを配置するための駆動技術とバラツクnano-rod LED数に対応できる、画素の光を均一に制御することができる駆動技術がある。ソート回路は、画素ごとにスイッチング素子があり、スイッチング素子でソート信号を画素に印加する。各画素にどの整列信号を与えるかによって、nano-rod LEDの配置状態が決定される。

解説動画
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2021年07月22日

UBIリサーチから「QNED技術の完成度分析レポート」を発刊。QNEDの完成度は 2年以内に量産可能な技術

2021年7月22日 UBIリサーチ

サムスンディスプレイが中小型に続いて大型ディスプレイ事業でも技術格差広げるに乗り出した。次期パネルのQD-OLED(量子ドット+有機EL)の試作品の量産を控えた中で、QNED(量子ドット+ナノ発光ダイオード)も注目すべき技術開発の成果を達成したようである。

市場調査会社UBIリサーチによると、サムスンディスプレイは、今月までに160件のQNED関連特許を出願した。昨年10月までに、サムスンディスプレイは94件のQNED関連特許を出願したが、約8ヶ月で66件の特許が追加で出願された。

160件のQNED関連特許を分析した結果、3T1Cに関する特許と駆動方式が詳しく説明された特許が発見された。また、QDCF層を構成している各種の要素が記述されている特許が公開された。

160件の特許の分析を通しQNEDの構造がより明確に明らかになった。QNED製造の核心技術であるnano-rod LED整列技術を含む製造技術と駆動方式の完成度が非常に高いと思われる。

各特許の内容を出願の目的に応じて分類した結果、合計39種類が出ており、nano-rod LED整列に関連した内容が49件で最も多かった。次は、光効率を向上させるための内容が20件だった。

特許の内容に基づいて考えると、QNED技術が2年以内に商用化が可能なほど開発が進んでいると推定される。光を出す画素内のnano-rod LED整列数を一定に維持することだけが残っている課題であることが確認された。

QNEDの収率と品質特性を決定する画素ごとに整列されたnano-rod LED数は、インク内のLED分布と画素に噴射されたLEDの数、噴射されたLEDの整列割合に応じて決定される。

ピクセルごとのnano-rod LED数分布が異なる場合、画素ごとに印加される電圧に変化が生じるため、不良が発生することになる。

サムスンディスプレイは画素ごとにnano-rod LEDの数を一定にするための方法とnano-rod LEDの数が異なる場合も、輝度を均一にすることができるアルゴリズムを既に開発したことが確認された。

今回発刊された「QNED技術の完成度分析」報告書では、94件の特許の分析を介して発行された以前の報告書の内容と、新たに追加された66件の特許として作成され、サムスンディスプレイのQNED技術完成度がどのレベルに達したかどうかがわかるように細かく分析して収録した。

今回の報告書では、これまで公開しなかったQNED特許番号と分類表、定量分析データをエクセルとして提供する。販売は分析工房が行う。

レポートは273ページで、

税別価格(7/19改訂)は

@レポート
- シングルユーザ価格: 660,000円
- マルチユーザ価格:  990,000円

Aエクセルデータ
- 330,000円

 1) シングルユーザ―は3名まで購読が可能で、PDFファイルは印刷とファイルcopyは不可能
 2) マルチユーザ―は全社購読が可能で、PDFファイルは印刷とファイルcopyは可能

また、以前にQNED技術に関する以下のレポートを購入された企業様には、レポート価格のみ特別割引して販売いたしております。

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になります。

ご希望の仕様で正式な見積書を作成・お送りいたします。
ご注文の折は、レポートの送信先メールアドレス、住所、部門、氏名、電話番号も分析工房までお知らせ下さい。

サンプルのダウンロードは、分析工房のホームページのこちらのページをご覧ください。

UBIリサーチ_QNED技術完成度分析レポート_サンプル_page-0002.jpg

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レポートの解説動画
posted by 新照明の情報2008 at 12:00| QNED | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2020年12月01日

QNED技術とレポートの解説動画

韓国のUBIリサーチの李社長へのインタビューで、内容は最新のQNED技術とレポートの解説です。



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。
posted by 新照明の情報2008 at 11:53| QNED | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2020年11月24日

○UBIリサーチが「QNED技術分析レポート」を発刊、QNED商品化が近づいた

11月24日 UBIリサーチ

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で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。

「QNED技術分析レポート」は、全体で日本語のPDF版で表紙を含めて166ページで、税別価格で66万円です。販売は分析工房が行い、メールでUBIリサーチから納品します。納品書と請求書は分析工房から郵送でお届けします。購入の申し込みやお問い合わせは、こちらにお願いいたします。


サンプルはこちらからダウンロードできます。












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