AEVIOM

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、

ガラス等

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

SID’05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。

Gen5、Gen6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)

で

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

・ SiN、SiON、Al₂O₃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。

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

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＞

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

G4

G5

3

VGA 300 ppi

TV

G6

2

• 提案されている解決手法

LITI

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

DuPont, DNS, CMEL Solution Processed OLED

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

ソニー LIPS 方式

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

•

•

•

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

2

3

WVTR)

10

10

g/m

day

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

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

 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。

塗布型ｖｓレーザー転写

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

• パターニング精度１５０ ppi の壁をどう破るか

• 材料性能の劣化防止・・・特に寿命

・輝度、効率測定

・光学測定

・寿命測定

・膜厚測定

・水分透過率評価

・パーティクル評価

・クリーン度評価

★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。

・薄い

・軽い

・割れない

・曲げられる

・安い

★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。

・駆動回路（ＴＦＴ）

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。

• 出版文化とエレクトロニクスの融合新しい文化の創造