TechBlickハイライト
今週は、ディスプレイ業界のイノベーションの深さと広さを紹介する2つの連載記事を掲載します。. Tこの記事では、microLED、microOLED、量子ドット、プリンテッドディスプレイ、蛍光体、TFT、ディスプレイにおけるAI、反射型ディスプレイ、ナノインプリント、AR/VRなど、さまざまなイノベーションを紹介する40以上の個別の画像や図表が掲載されています。 この記事の目次は下記からご覧いただけます。
この記事の中で
プリンテッドOTFT。ようやく時代が来たか？
InP QDのQYと寿命の改善
ZnTeSe化学：QLEDの真のブルーへの解決策？
QLEDの外部量子効率と寿命の競争：最新の進捗状況
マイクロLEDのためのKSFとInPの比較。最新の進捗状況
緑色ペロブスカイトQDと赤色KSF蛍光体膜の組み合わせで、品質が確認される
安定した赤色ペロブスカイト型QDの実現に向けて
高PLQYのPVDおよびインクジェットプリンタブルTADF OLED材料
ARディスプレイのためのGen5 R2Pナノインプリントに向けて
ディスプレイにおけるローリングナノリソグラフィー
AR/MRおよびOLEDディスプレイ用プリンタブル超高屈折率材料
IoTのビジュアルインターフェース：完全印刷R2R低コストディスプレイ
コレステリック液晶：R2Rで作る書き込み面の商業的成功例
アウト・オブ・ホームディスプレイ。要件と技術
太陽光で永遠に動く反射型屋外ディスプレイ？
これらの記事で紹介されているイノベーションは、すべて次回のLIVE（オンラインイベント）で発表または出展される企業のものです。 ディスプレイの技術革新と市場動向. このイベントは、2021年7月14日～16日の約2週間で開催されます。
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プリンテッドOTFT。いよいよ本格化？
OTFTは何年も前からある。何年もの間、大流行していましたが、近年は関心が薄れています。有機TFT技術は、移動度が低い（a-Siより十分ではない）、不安定（しきい値電圧の変化など）、意味のあるアプリケーションにフォーカスされていない、などの問題を抱えていました。IGZOなどのアモルファス金属酸化物TFTが台頭してくると、注目は有機TFTから遠ざかっていった。多くの大手材料開発会社は研究を中止し、IPをオフロードした。
しかし、今でも非常に興味深い研究があります。実は、Smartkemに注目したい。高移動度低分子と低分子ポリマーの組み合わせと、インクとして塗布できる溶媒が技術の基本コアとなっています。
2cm2/Vsと、すでにアモルファスシリコンを上回っているとのことです。また、低温（80℃）で様々な基板に成膜でき、非常に高い曲げ性（例えば5mm）を実現することができる。下記のデータに示すように、有機TFTはIGZOに匹敵する超低オフ電流を実現することができます。また、安定性も向上しています。
Smartkemは、miniLEDアクティブマトリックバックプレーンを駆動できることを示したため、LCDの競争力を高め、高収益のOLEDを実現することができるようになり、関心が高まっています。
Smartkemは、2T1C TFTの配置により、最大85,000cd/sqmの輝度のバックライトを駆動できることを明らかにした。アモルファスシリコンは十分な電流を供給するのに苦労し、LTPSは大面積化が難しく、IGZOは組成や元素の均一性が求められるため、一般に実装が容易ではなく、コストアップにつながるため、これは興味深いことである。
Smartkemは、材料以外の障壁を取り除くための措置も講じています。Smartkemは、デバイスの設計を可能にするEDAツールの導入を進めています。ファウンドリーエコシステムも構築している。このプロセスはアモルファスシリコンラインと互換性があり、有機材料の成膜はスロットダイまたはスピンコーティングで行うことができる。
TechBlickのLIVE(オンライン)インタラクティブ・カンファレンスに参加すると、より詳しい情報を得ることができます。 ディスプレイ＆ライティング。イノベーションと市場動向（2021年7月14日～16日） 年間パスで.
InP QDのQYとライフタイムの改善
RoHSの規則では、原材料の均質材料レベルでの重量比が0.01%未満の物質がCdであることが望ましいとされています。QLEDの活性層は均質であるため、Cdを含まない溶液が必要である。
InP QDは、ここ数年、素晴らしい発展を遂げています。Nanosys社によるこのチャートは、長年にわたる量子収率（QY）の進歩を示している。
2021年、Nanosysは準立方体のInP/ZnSeS QD構造を報告しました。緑色のInP QDは、高いQY（95％以上）で狭いFWHM（34nm）も示しています。準立方体構造は、ZnまたはSで終端されたファセットのみを露出させるため、1種類のパッシベーションリガンドしか必要としないと主張する。球状粒子では、複数のファセットが露出し、理想的には複数の配位子を必要とする。そのため、準立方体の方が10倍以上寿命が長いと主張する。
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ZnTeSe化学：QLEDの真の青色を実現するソリューション？
青色QLEDの材料選択における課題は、InP QDが500nm以上に適しているのに対し、一般的なZnSe QDは440nm未満に適していることです。理想的な波長帯は440～460nmです。そのため、RoHS指令に準拠したCdフリーの材料にはギャップがあります。
興味深い材料の選択肢は、ZnTeSeです。ここでは、以下に示すように、少量のTeドーピングで光バンドギャップを変調させることができます。そのため、以下に示すように、真の青色発光波長を持つ狭帯域エミッタを合成することが可能である。
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QLEDのEQEとライフタイムレース：最新の進捗状況
QLEDの開発では、2つの重要なベンチマークが注目されています。EQEとT50@100nitsの寿命である。これらのパラメータは、技術の準備状況を評価する上で決して十分ではありませんが、トレンドと方向性を示す有用な指標となります。
Nanosys が更新した以下のグラフは、3 色（R、G、B）すべての Cd フリー QD が急速に進展していることを示しています。しかし、いずれの面でもCd QDがまだリードしています。特に、Cdフリーの青色寿命は、100nitsという低い値であっても、一桁遅れている。
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マイクロLED用KSFとInPの比較。最新の進捗状況
赤色KSF蛍光体と赤色QDの戦いは、ここ数年、激しくなっている。QDが注目されている。しかし、赤色KSFは狭帯域であり、熱や光束の安定性が高いためLEDに直接添加できることから、LCDで着実に、そして静かに商業的成功を収めてきた。下図は、ディスプレイにおける赤色KSFとQDの市場更新状況を比較したものである。
この2つの技術の戦いは、他の面にも及んでいる。 狭帯域の緑色蛍光体が登場し、現在の蛍光体のFWHMを向上させていますが、多くのQDには及ばないかもしれません。新たな市場として、マイクロLED用のカラーコンバータがある。従来のKSF蛍光体は、マイクロLEDには大きすぎる。しかし、GEリサーチがTechBlickで示すように、蛍光体のサイズは縮小しており、microLEDに対応できる可能性がある。
GEリサーチは、厚い層が必要とされる場合に蛍光体の優位性が明らかになると考えている。これは下図の通りです。これは、主にQDが自己吸収を起こし、厚い層では外部量子効率が低下するためです。高光出力で十分な青色を吸収するためには、厚い層が必要になる可能性がある。
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緑色ペロブスカイトQD＋赤色KSF蛍光体フィルム
アバンタマは、同社のシェルレス超狭帯域緑色ペロブスカイトとGEの赤色KSF蛍光体の両方を含むフィルムの開発に関する最新の研究成果を発表した。輝度減衰定数の異なるこの2つの材料をフィルムに混合することに成功した。要するに、QDと蛍光体のいいとこ取りをして、高輝度でrec2020 90%以上、DCI-P3 99%以上を達成している（性能の位置づけは下のグラフを参照）。
ディスプレイ認定を取得した最初の製品です。また、下のグラフは、熱、光、熱・光ストレス条件下でのsoe安定性データを示しています。
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安定な赤色ペロブスカイトQDを目指して
ハイロマテリアルは、ペロブスカイトの材料開発を行っている。その中でも、不安定であることが判明している赤色ペロブスカイトを開発しているのが特徴です。
この図は、赤色ペロブスカイトの重要な命題を示しています。FWHMは31nmで、他のテクノロジーに匹敵します。しかし、ユニークなのは、粒子径が大きくても赤色（631m）で発光し続けることです。つまり、従来のQDとは異なり、その製造にはサイズ分布を厳密にコントロールする必要はないだろう（注：赤色InPは一般にサイズ分布が厳しく5nm程度であることが必要であろう）。
Heilo Materials社は、赤色QDの安定性データもいくつか公開している。 これらは印象的な結果ですが、まだディスプレイの認定レベルには達していません。以下に示すように、PLは、時間と温度曝露の関数としてほとんど変化を示さない。
赤色狭帯域発光素子の分野は、技術的にやや混雑していると言わざるを得ないが、これは素晴らしい進歩である。
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高いPLQYを有するPVDおよびインクジェット印刷可能なTADF有機EL材料
TADF（熱活性化遅延蛍光）は、有機ELの次世代材料として期待されている技術です。三重項と一重項の両方の状態を捕らえることができるため、高い効率が期待できます。TADFが解決しようとする大きな課題は、安定で高い外部量子効率の青色発光体である（燐光型有機ELは優れた外部量子効率を持つが、安定した青色発光体は見つかっていない）。さらに、TADFは、赤と緑のリン光OLEDに代わる、インクジェット印刷が可能な低コストなOLEDを提供することも目指しています。
ポーランドの資本効率の良いスタートアップ企業であるNoctiluca社は、青色TADF材料について興味深い結果を報告しています。下のスライドは、夜光虫が行ったベンチマークで、青色TADF材料のPLQYが、他の市販の材料と比べてどうなのかを示しています。
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ARディスプレイのためのGen5 R2Pナノインプリンティングに向けて
ディスプレイ業界では、他にも印刷やR2R/R2Pの用途がたくさんあります。例えば、R2P（Roll-to-Plate）ナノインプリントでは、AV/VR用メガネのインカップリング・アウトカップリング機能を実現することができます。
このようなインカップリング・アウトカップリングは、300mmウェーハでも可能ですが、スループットが低くなります。R2Pナノインプリンティングを用いれば、スループットを大幅に向上させることができるかもしれません。
興味深いのは、モルフォトニクスのアプローチです。ここでは、ナノインプリントスタンプを組み合わせて、第5世代のR2Pナノインプリントラインを構築し、1回のインプリントでサブミクロンの特徴と480個の接眼レンズを実現しました。R2Pナノインプリントプロセスは、高屈折率の無溶剤樹脂を必要とします。
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ディスプレイのローリングナノリソグラフィー
ナノインプリントは、AR/VRに限らず、ディスプレイの分野でも多くの応用が期待できる。一例として、高透明・高導電性金属メッシュ透明導電膜の開発があります。
メタ（メタマテリアル）社の例です。彼らはローリングリソグラフィーシステムを持っています。ここでは、UV光を柔らかいロールアップマスクの中に包み込んでいます。このローリングリソグラフィーは、フォトレジストでコーティングされた金属基板上にサブミクロンの露光を行うために使用されます。その後、フォトレジストがエッチングされ、非常に高解像度の金属メッシュが形成されます。
ベンチマーク・チャートは、このプロセスで超透明で高導電性のフィルムが作成できることを示しています。現在、ウェブ幅は300mmですが、1〜1.2mまで拡張することができます。
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AR/MR、有機ELディスプレイ向け印刷可能な超高屈折率材料
高屈折率材料は、ディスプレイでしばしば必要とされる材料である。ニアアイAR/MRディスプレイでは、光導波路に必要である。有機ELディスプレイや照明では、アウトカップリング効率を向上させることができる。また、3Dプリンターで作られた光学部品にも使用することができます。
TechBlickの次回のカンファレンスでは、ナノインプリントリソグラフィー（NIL）およびインクジェット用途の高～超高屈折率UV硬化樹脂を開発したPixelligentの話を聞くことができます。
ここに示すように、一般的な材料セットはチタニア（TiO2）またはジルコニア（ZrO2）ナノ粒子で、様々な溶媒に適合するように異なるリガンドでキャップすることが可能です。
画像の表は、これから説明する同社が発表したロードマップも示している。チタニアナノ粒子の化学的性質を利用して、屈折率2.0以上に近づける方法がある。
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コレステリック液晶：R2Rによる書き込み面の商業的成功例
書き込みタブレットは、高分子ネットワークに閉じ込められたコレステリック液晶（ChLC）流体を使用しており、書き込み時に加えられる圧力による体積変化によってChLCの流れが調節される。デバイスの初期状態は、光を透過して背景で吸収・反射されるフォーカルコニック（FC）テクスチャーになっています。フローはFCテクスチャを破壊し、ChLCをブラッグ選択波長で周囲光の一部を反射するプレーナー（P）テクスチャに方向転換させる。
ChLCの双安定性により、電力は消去処理時のみ使用されます。ポリマーネットワークの形態学的および機械的特性を設計することにより、Kent Displaysは、Boogie Boardブランドで、携帯機器から大面積ボードまで無数のアプリケーションを作成することができます。
この技術は、薄く、柔軟で、低消費電力です。R2Rで作られています。どんな道具の先端でも、たとえ爪でも、圧力をかけると、表面に書き込みができるようになります。
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IoTのビジュアルインターフェース：フルプリントR2R低コストディスプレイ。
印刷は、スマートパッケージングやそれ以外の用途で、シンプルな（すなわちセグメント化された）低コスト大量生産ディスプレイにおいても役割を果たす。その一例が、R2R印刷エレクトロクロミックディスプレイである。この分野では、Ynvisibleが代表的なプレーヤーである。下の左の画像は、R2Rのフルライン（プリンタとコンバーティング）のスナップショットである。
このレベルのR2R自動生産は、この分野での真の進歩である。右の画像は、アプリケーションの例です。スマートパッケージング、IoTセンサー、低コストユビキタスインジケーターなど、数多くのアプリケーションがあります。
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アウト・オブ・ホーム・ディスプレイ。要件と技術
アウト・オブ・ホーム（OOH）広告は、エジプト人の時代までさかのぼる非常に古いビジネスです。ファラオはオベリスクを利用して、大衆にサービスを伝え、宣伝しました。近年、OOHはフェンスに貼られたボードビル広告から、道路や高速道路に沿った鮮明なLEDデジタルディスプレイへと発展しています。この15年間で、LEDデジタルディスプレイが急増し、迅速でダイナミックなコンテンツが可能になりました。その一例として、左の写真にあるLamar Advertising社のディスプレイをご紹介します。
この分野は、イノベーションの可能性が高い分野です。TechBlickでは、主なエンドユーザーのひとつであるLamar Advertising社から、LEDディスプレイの改良と反射型ディスプレイ技術、そしてソーラーシステムやバッテリーシステムによるイノベーションが、広告ディスプレイの将来をどのように形成していくのかについて話を聞くことができるだろう。
太陽電池で動く反射型屋外ディスプレイ？
反射型ディスプレイが電子書籍端末を生み出したりした。しかし、反射型ディスプレイの技術には、エレクトロウェッティングディスプレイ（EWD）技術をベースにしたものがある。この技術は長い開発の歴史があるが、電気泳動が達成したような成功は得られなかった。
EWDは現在、屋外用サイネージ市場セグメントに注力している。
これは、強力な価値提案ができる可能性があるからだ。低消費電力であるため、太陽エネルギーで無限に電力を供給することができ、設置費用、エネルギー、そして決定的なのはメンテナンス費用を節約することができます。また、電線やバッテリーなどを設置するための掘削も不要になります。
TechBlickでは、アイントホーフェンに拠点を置くEWDの技術リーダーであるEtulipa社が、この分野の最新技術やアプリケーションの進捗状況を紹介します。
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第一部
ディスプレイ業界におけるイノベーションの深さと息づかい
[This is automatically translated from English]