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ドキュメント内 スライド 1 (Page 56-79)

ヨーロッパの

OLED 照明プロジェクト

 OLED100.eu

 CombOLED

 有機 EL 照明の市場拡大は性能、生産技術 の改善次第。

 2012 年に LED 照明に追いつき、 3 , 000 億円 市場、という強気の見通しもある。

 比較的スペックの要求が緩く、環境対策に

非常に積極的なヨーロッパから普及が始まる。

有機 EL 照明の市場予測

有機ELデバイス生産プロセス

シート、

リキッド等 ガラス基板

封止カバー ITO陽極、TFTプロセス

洗浄 洗浄

封止、貼り合わせ 有機膜製膜

陰極製膜

保護膜製膜 捕水剤

外部部品(反射防止フィルム、駆動IC等)取り付け 蒸着、インクジェット等

蒸着、スパッタ等 CVD、スパッタ等

LTPS、a-Si等

金属缶、

ガラス

有機 EL デバイスの特殊性

• ナノメータースケールの超薄膜

• 成膜時に同時にパターニング

成膜後のフォトリソ工程は不可

• 多層積層

• 大型ディスプレイ、照明用には大面積成膜

• 有機材料の特性を生かしてインク化、塗布が可能

有機膜成膜プロセス

<低分子材料の蒸着>

有機材料の蒸発は300度以下の低温度。基板加熱も無い。

蒸発プロセスでは材料精製も同時に行われる。多層積層も比較的容易。

しかし

最大の問題は高精細パターニング。現状はメタルマスクを用いる。

大型基板化、精細度、コストに限界がある。

現状はGen4のハーフカットが最大。

メタルマスクを用いた蒸着

大判成膜とパターニング

• 基板サイズと精細度の要求仕様

・ 中小型パネル

G4

基板から

G5

あるいはそれ以上。

3

インチで

VGA 300 ppi

・ 大型

TV

液晶との競合

G6

以上 フルハイビジョンは必須

・ いずれの場合もタクトタイムは

2

分以下

• 提案されている解決手法

・ 塗布法 低分子積層型 vs 高分子

・ レーザー転写

LITI

vs

LIPS

有機 EL ディスプレイ

成膜とパターニングに対する要求

塗布型 vs レーザー転写

塗布プロセス 有機膜 バンク

R G B

基板 ドナーフィルム

有機膜

レーザー転写 vs

塗布型低分子有機 EL

積層構造を踏襲

• 塗布プロセス

従来よりある高分子材料に加え、低 分子材料をインク化。積層デバイス 構造。

・ DuPont、三菱化学、セイコーエプ ソン / UDC等で検討が進んでいる。

性能は蒸着素子レベルに急激に 近づきつつある

EML Cathode

HTL

Anode ETL

HIL EIL

塗布 蒸着

DuPont, DNS, CMEL Solution Processed OLED

SID2008/FPD International 2008 にて

塗布型有機 EL の課題

• 材料の安定性改善

• インク Formulation の最適化

• 成膜条件の安定化、標準化

• パターニング精度 150 ppi の壁をどう破るか

• 大型高速塗布機の開発

• 各色共通の HTL 、 ETL 材料の開発

LITI プロセス 3M/Samsung SDI

・ 3Mが特殊フィルムドナーを供給

Samsung SDI でプロセス開発 既に300 ppi の高精細パネルも試作 されている

SID05にて

ソニー LIPS 方式

(Laser Induced Pattern-wise Sublimation)

SID07におけるソニーの発表資料より

レーザー転写の課題

• 材料性能の劣化防止 ・・・ 特に寿命

• プロセスのシンプル化

• デバイス構造のシンプル化

• 大型、高速レーザー描画装置の開発

• 各色共通の HTL 、 ETL 材料の開発

マスク蒸着の大型化追求

塗布型有機ELもレーザー転写も難度の高い課題が多く、量産レベルでの 解決には時間が必要。

大型有機テレビの実現を最短時間で図るなら、白色発光有機EL+カラー フィルターが現実的。 SID’08では発表が多かった。

しかし、白色の複雑なデバイス構造、色再現範囲、写り込 み防止など課題もある。

マスク蒸着の大型化が最も現実的か。

Gen5Gen6をねらう?

縦型基板搬送が必須 効率の高いリニア蒸発源

マスク塗り分け層を最少におさえ、共通層を多用する。

封止プロセス

有機 EL 高性能化と低コスト化のキーテクノロジー

有機ELは水分に極端に弱い

15 H 86 H 284 H

200μm

初期状態

大気中に放置

大気との遮断が必須条件

・ 従来の封止性能と比較して

2

3

桁の性能向上が必要

・ 水分透過率(

WVTR)

10

ー5

10

ー6

g/m

2

day

のレベル 現状では測定限界を超える。

・ 生産では捕水剤を用いることが多い 大型化、高輝度化に伴い

放熱性の重要度が増大。

有機 EL の大型化、薄型化と低コスト化の鍵を握る

性能と生産性の両立が困難な

封止膜

欠陥の無いSiN等の無機膜はバリア膜として充分な性能を有する。

バリア膜

SiNSiONAl2 O3 等。プロセスはCVDあるいはスパッタリング

高速成膜とダメージフリーの両立が大きな課題

ピンホール、亀裂などの欠陥が問題。下地の影響を避けるために平坦 化膜を敷く場合もある。

平坦化膜

平坦化のため厚膜と付き回りの良さが必要。有機膜を用いることが多い。

高速成膜とダメージフリーの両立が大きな課題

多層化

有機膜/無機膜あるいは無機膜/無機膜の多層化が試みられている。

現状は平坦化膜/バリア膜は複数セット必要

有機 EL 生産

評価装置

 材料・基本素子性能

・ CV 測定

・ 輝度、効率測定

・ 光学測定

・ 寿命測定

 プロセス

・ 膜厚測定

・ 水分透過率評価

 環境

・ パーティクル評価

・ クリーン度評価

等々

フレキシブル有機ELパネル

★有機ELの真の特徴はプラスティック基板をと膜封 止を用いたフレキシブルパネルで発揮される。

プラスティック基板

有機EL膜 バリア膜

・ 薄い

・ 軽い

・ 割れない

・ 曲げられる

・ 安い

携帯機器用ディスプレイパネル

として究極の姿

フレキシブル有機ELディスプレイの課題

★他のディスプレイ技術がまねの出来ない 有機ELの独壇場。

<実現への課題>

膜封止以外にも

・ 駆動回路(TFT)

プラスティック基板上のSi系TFTは実現が難しい。

有機TFTの開発盛ん。

最近、低温スパッタ成膜可能な酸化物半導体が 注目浴びる。

しかし、いずれにせよ実用化に時間がかかる。

TFTの要らないフレキシブル有機EL照明 デバイスが先行する可能性大。

Sony OTFT AMOLED at SID’07

GE Flexible OLED Display

with TFT on Stainless Foil by UDC/LG

Pioneer

フレキシブル有機 EL パネルの試作例

オールプラスティックデバイス

★ 全固体、全薄膜

★ フレキシブル

★ 高効率、省エネルギー

★ シンプルなデバイス構造、生産プロセス

★ Low Cost, Less CO2

★ 環境負荷物質フリー

Most Economical, Ecological and Emotional

Next generation Display Technology

プラスティック・エレクトロニクスがもたらすもの

• 出版文化とエレクトロニクスの融合 新しい文化の創造

• 真のエコロジー

• 天然資源の直接消費から

有機合成材料の賢い消費へ

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動画ディスプレイ

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通信、メモリーなど

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