フォトリソグラフィーによる有機ELプロセス:次世代のディスプレイイノベーションの課題と将来


2025年6月17日 UBIリサーチ

 

OLED技術は、優れた画質と柔軟性により、スマートフォンディスプレイの重要な地位を確立した。FMM (ファインメタルマスク) 工程は現在、スマートフォンなど中小型OLEDディスプレイのRGBサブピクセルをパターニングする際に主に活用される技術だ。

 

しかし、既存のFMM方式は開口率(約30%)の限界、電気抵抗増加による不均一な輝度、および高い生産費用という問題を抱えている。OLED材料の敏感性のためFMMの代替として考慮されたフォトリソグラフィーパターニングも、工程中のOLED損傷の懸念から商業化に困難があった。

 

Applied Materials社はSID2025カンファレンスでMAX OLED™工程技術について発表した。MAX OLED™は、独自のピクセルアーキテクチャと新しい工程により、既存のフォトリソグラフィーの利点を生かしつつ、OLED材料の敏感性を補完する。特に、OLED蒸着直後にTFE(薄膜封止)を通じて敏感な有機層を保護し、これにより複数回の複雑なフォトリソグラフィーおよびエッチング工程を可能にする。

 

MAX OLED™工程により、FMM比で開口率を2倍に増やし、ピクセル輝度、解像度、ディスプレイ寿命を大幅に向上させた。また、局所的なカソード接触構造を通じて電気抵抗増加の問題を解決し、ノートPCディスプレイの消費電力を33%、モニターディスプレイの消費電力を47%まで削減できた。2,000ppiに達する高解像度を実現でき、RGB各色OLEDスタックの個別最適化も可能だ。

 

経済的側面でもMAX OLED™は肯定的な変化をもたらす。フォトマスクのリードタイムをFMM比で大幅に短縮し、費用を削減することで新製品開発サイクルを短縮する。また、LCD工程で多く適用されるMMG (multi-product in a mother glass) を通じてガラス活用度を高め、短いソース-基板距離でOLED材料活用率を約2倍増大させ、材料費用削減にも貢献する。

 

最近、Visionoxは8世代OLED生産にMAX OLED™工程を活用するマスクレス工程 (ViP, Visionox intelligent Pixelization) を検討中だと発表している。Visionoxの発表は、フォトリソグラフィーベースのOLED工程の商業的可能性を示唆する肯定的な兆候だが、まだ十分な歩留まり確保が実現しておらず、量産投資を慎重に検討中だ。これは、MAX OLED™技術の複雑なフォトリソグラフィー工程と歩留まり安定化についてまだ検証が必要であることを示している。RGB各色OLED蒸着後のTFE工程、そして続く反復的なフォトリソグラフィーおよびエッチング過程は、高い精度と工程制御を要求し、これは歩留まり確保の難易度を高める主要な要因だ。サムスンディスプレイもMAX OLED™工程のパイロット評価を進めているという事実は、この技術が業界主要企業から注目されていることを証明する。

 

結論として、MAX OLED™は既存のFMM工程の限界を克服し、次世代OLEDディスプレイの性能を革新する有望な技術だ。複雑な工程による歩留まり確保という課題は残っているものの、ディスプレイ業界の先駆企業がこの技術に注目している点は、MAX OLEDが未来のディスプレイ市場を牽引する核心技術として浮上する潜在力が十分にあることを強く示唆する。これはVRディスプレイ、透明OLED、アンダーパネルカメラ(UPC)統合など、新しい応用分野の可能性を開くだろう。

 

Applied Materials社のMAX OLED™によるパターニングプロセス(写真=Applied Materials)
Applied Materials社のMAX OLED™によるパターニングプロセス(写真=Applied Materials)