堺の第10世代工場でLTPS、SDPが出来たての試作品を披露

日経テクノロジーオンライン
堺の第10世代工場でLTPS、SDPが出来たての試作品を披露
19.5型4K液晶パネルを作製、局所レーザーアニール技術で実現

SDP_G10_LTPS-PLAS_image1.jpg
堺の第10世代工場で作製したLTPS 液晶パネル
画面寸法は19.5型、画素数は4K(3840×2160)、精細度は226ppi。

堺ディスプレイプロダクト(SDP)は、世界最大のガラス基板を使う同社の第10世代液晶工場
(ガラス基板寸法は2880mm×3130mm)で、低温多結晶Si(LTPS)TFT液晶パネルの試作に成功したと
発表しています。


「SID 2016」のオーサーズインタビューで試作品を初公開しています(発表番号:67.1)。
堺工場で作製した1号機だとのことで、画面寸法は19.5型、画素数は4K(3840×2160)、精細度は226ppiです。

同社は2017年初めに、この技術を使用した、ゲートドライバー回路一体型、8K、高精細(326ppi)の
液晶パネルの製造を始める計画とのこと。今回発表したLTPS技術は、堺の第10世代工場に導入し、
8Kなどの大型高精細液晶テレビや大型有機ELテレビ向けのパネルの量産に適用することを想定して進めています。
既存のアモルファスSi TFT工場からの転換に必要な追加投資コストが少なく、高い生産性も期待できるとのこと。
従来技術のLTPS TFTラインに転換する場合の1/9、IGZO TFTラインに転換する場合の
1/2の追加投資コストで済むとのこと。

SDP_G10_LTPS-PLAS_spec_image1.jpg
試作パネルの主な仕様

なぜLTPSなのかについては、現在の大型パネルに使われているアモルファスSi TFTに比べてLTPS TFTは
キャリア移動度が高く、8Kなどの高精細液晶パネルや、素子に電流を流す有機ELパネルを駆動しやすいからとのこと。
しかし、LTPSはこれまで、第6世代以下の基板で製造する中小型パネルへの適用にとどまっています。
理由は製造装置にあり、LTPSは、大型液晶パネルに使われているアモルファスSi膜にレーザーを照射して
アニールし、溶融したSiを再結晶化させることによって作製します。しかし、従来のレーザーアニール技術では、
第10世代の大型ガラス基板に対応する装置がまだなく、第6世代基板までしか対応できないとのこと。

そこでSDPは、第10世代の大型ガラス基板に対応できる、全く新しいレーザーアニール技術を導入したとしています。
精密に局所的にレーザーを照射する局所レーザーアニール技術です。同社はこの技術によって作製した
多結晶Siを「PLAS(Partial Laser Anneal Silicon)」と呼んでいます。
なお、現在のLTPS工場では、ラインビームによって基板全面をアニールする
エキシマレーザーアニール技術が使われています。

局所レーザーアニール技術の特徴は、従来技術のように基板全面にレーザーを照射する必要がないため、
レーザーアニール工程の処理時間を1桁短縮できることです。また、従来のLTPSはトップゲート構造ですが、
局所レーザーアニール技術によるLTPSの場合、アモルファスSi TFTのボトムゲート構造がそのまま使えるとのこと。
また、IGZOのような新材料を導入する必要がないとしています。
このため、堺の第10世代工場のようなアモルファスSi TFT生産ラインの“LTPS化”を図る場合、
成膜工程やフォトリソグラフィー工程の追加、およびそのための製造装置の追加が少なくて済む利点があります。

局所レーザーアニール技術で作製したLTPS TFTのキャリア移動度は、アモルファスSiよりも桁違いに高く、
IGZOと同程度だとのこと。第2.5世代の試験ラインで作製したTFTのキャリア移動度は28.1cm2だとしています。


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