水と酸素の侵入を防ぐ、フレキシブル有機ELディスプレイの実用化へ一歩前進

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水と酸素の侵入を防ぐ、フレキシブル有機ELディスプレイの実用化へ一歩前進

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Kateevaのロールツーロールのディスプレイ印刷機。水と酸素からディスプレイを完全に保護できる
出典:Kateeva

有機ELディスプレイ技術を手掛ける米国のKateevaは、フレキシブルな有機ELディスプレイを実用化する上での
課題を解決するヒントとなりそうな技術を開発しています。
折り曲げても損傷することなく、あらゆる形状に対応可能な多種多様な機器の開発が
可能になるかもしれないとされています。


有機ELディスプレイは、液晶ディスプレイよりも鮮やかな色を再現でき、製造工程もシンプルです。
ウェアラブル機器やスマートウオッチ、スマートフォン、柔軟性のあるフォームファクタの実現を目指す
あらゆる種類のガジェット向けに、フレキシブルな基板上に製造することができます。

これまでにもさまざまな機器の試作品が開発されてきましたが、酸素と水分によって有機EL素子が劣化し、
民生機器としては製品寿命が短すぎるという問題から、まだ本格的な実用化と普及には至っていないとのこと。

Kateevaは2013年に、ロールツーロール(roll to roll)印刷技術を用いたインクジェット印刷機を発表しています。
この印刷機は、G8(第8世代)サイズ(2500×2200mm、98×86インチ)の大型有機ELディスプレイを作成することが
可能だとのこと。ただし、柔軟性のある湾曲ディスプレイは実現できても、酸素や水分を遮断するためには、
それをガラスや金属などで覆う必要があります。
つまり、販売される時には湾曲した角度が固定されていることになります(本当の意味で“フレキシブル”ではない)。

<鍵は“マルチレイヤー”>

Kateevaは今回、フレキシブル基板に有機ELパネルを封止する技術「YieldJet Flex」を発明しています。
この技術によって、エンドユーザーが思いのままに形状を変えられる電子機器が実現する可能性があるとのこと。

Kateevaが開発した薄膜封止(TFE:Thin Film Encapsulation)技術は、柔軟性に優れた有機質層の上に
極めて薄い無機質層を合わせ、独自のハイブリッド材料を作り出したという点で、斬新なものとなっています。
Kateevaの共同創設者でありプレジデントを務めるConor Madigan氏は、このハイブリッド材料について、
「酸素と水分の浸透による劣化の問題を完全に解決することができる」と主張しています。

Madigan氏はEE Timesの取材に対し、
「TFE技術では、ディスプレイ全体を“TFEスタック”で覆う。このスタックは、
無機膜(通常厚さ1μm未満)と有機膜(通常厚さ6μm以上)が交互に重なったマルチレイヤー構造を持つ。
無機膜は主に酸素や水分の侵入を防いで有機EL素子を保護する。
有機膜は、ディスプレイの表面を滑らかにして平坦化する」と説明しています。
これらの成膜は、標準的な半導体製造工程を使ってできるとのこと。

Kateeva_YieldJet_Flex_image1.png
Kateevaの「YieldJet Flex」技術。有機膜の間に無機膜を挟むことで、水と酸素の侵入を防ぐ 出典:Kateeva
 
「無機膜の主な材料は、窒化ケイ素(silicon nitride)と酸化アルミニウムだ。
無機質は、プラズマCVD(PECVD)、PVD(物理気相堆積)、ALD(原子層堆積)の
いずれかで積層していく」(Madigan氏)。

現時点で、アジアのあるメーカーがYieldJet Flexを採用する予定だとのことです。

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(16/06/27追記)
日本経済新聞:東朋テクノ、米社の有機ELディスプレー製造装置の独占販売権

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