【抜粋記事】フレキシブル基板へのパターニング技術

日経テクノロジーオンライン
フレキシブル基板へのパターニング技術 ディスプレー国際会議「IDW/AD '16」報告

JDI_Flexible-OLED_demo_image1.jpg

フレキシブル基板へのパターニング技術について、「IDW/AD '16」で発表された講演を取り上げ、比較検討した内容を報告





現在、実用化あるいは開発中のフレキシブルディスプレー(大半は有機EL)はガラス基板上にポリイミド(PI)樹脂を塗布し、その上にデバイスを作製、レーザーを用いてガラス基板とPIを剥がす方法



フレキシブル基板上にTFTを製造するためには、高い位置合わせ精度を持つオーバーレイパターンを作成する必要がある。ニコンはフレキシブル基板向けに、高い重ね合わせ精度のR2R露光装置を開発


PETフィルム上のパターンを直接、±5μm未満のオーバレイ精度を達成


しかし、幅200mm、長さ300mm、インターバル100mmのパターンを10ショット、PETフィルムへ描画するのに1時間要する



次世代プリンテッドエレクトロニクス技術研究組合(JAPERA)は、新たに開発した高精度の位置合わせ技術を用いて、支持基板に固定せずに、G1サイズ(300mm×400mm)の変形したプラスチックフィルム上に2μm以下の精度でプリント配線パターンを形成


プラスチックフィルムは、熱アニール後に数百μm変形するが、変形したプラスチックフィルムに印刷工程で2μm以内のオーバレイ精度が維持されるのが特徴



フレキシブル基板の熱や搬送によるひずみの課題を克服したR2R装置について、東レエンジニアリングの技術者が講演


認識カメラ、インクジェット印刷ユニット、紫外線(UV)露光ユニットを最大限に活用して、ひずんだフレキシブル基板上にTFTのようなデバイスを作製できたことを示した



IDW16_film-patterning_image1.jpg
フィルム基板上へのパターニング技術比較


<講演に対する著者の考え>
(1)基板材料

フレキシブル基板材料として、プラスチックフィルム、ガラスフォイル、ステンレスフォイルおよびナノペーパーなどがある


基板とTFT構成材料の熱膨張係数(coefficient of thermal expansion:CTE)を合わせることが、各層間のパターンずれを防ぐために重要


セルロース繊維を用いたナノペーパーが開発された


この材料のCTEは、PET(ポリエチレンテレフタレート)シートの約3分の1と低く、ガラスの値(5ppm/℃)に近い。従って、ガラス基板上にデバイスを作製する場合とほぼ同じ設計パラメーターでパターン設計が可能


ナノペーパーは今後の展開が期待できる材料といえる



(2)TFT構造

TFTの遮断周波数は、fc=μVd/2πL(L+Lo)で決まる。ここで、fcは遮断周波数、Lはチャネル長、Loはゲートオーバーラップ長、μは移動度、Vdはドレイン電圧


ゲートオーバーラップは、TFT液晶ディスプレーの表示品位を向上する上で重要


画素電極波形は、(a)書き込み特性、(b)フィールドスルー特性、(c)保持特性に依存して変化する。書き込み特性は、TFTのオン電流、画素容量、書き込み時間、信号電圧に依存する。tw時間後にゲートがオフした瞬間、画素電極電位Vpはフィールドスルー電圧⊿Vp(突き抜け電圧ともいう)の分だけ低くなる。その後の保持特性は、TFTのオフ電流、画素容量、保持時間、液晶抵抗を通してのリーク電流などに依存する


TFTのデバイス構造面からのCGD低減策としては、ゲートとソース電極パターンを自己整合させることにより、マスクアライメントに起因するパターン精度の低下を防ぐこと


TFTの寄生容量を十分に小さくできれば、輝度ムラの問題は克服できる




フレキシブル基板へのパターニング技術は、東レエンジニアリングと山形大学の研究開発が先行



当ブログ関連記事
ショット、フレキブルな高強度薄板ガラスを発売
タッチパネル市場はフレキシブルと車載が競争軸に
サムスンは発火したけれど・・化学各社、フレキシブル有機EL向け部材へ参入相次ぐ

    
関連記事
スポンサーサイト

この記事へのコメント

トラックバック

URL :

プロフィール

miyabi

  • Author:miyabi
  • 2013/1よりディスプレイ周りの技術情報を掲載。

    Twitter @deep2black
カレンダー
06 | 2017/07 | 08
- - - - - - 1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30 31 - - - - -
最近の記事
タグリスト
カテゴリー
アーカイブ
リンク
人気記事
ブログ内検索
関連書籍
RSSフィード
Twitter