Olum Material(오럼머티리얼)が、OLEDOS用のFMMの開発に着手、シリコン基板ベースの方法を採用


2024.01.19 The Elec

 

ディスプレイ装置メーカーのOlum Materialが、XRデバイス向けのOLEDoS(Organic Light Emitting Diode on Silicon)セットシャドウマスク市場に挑戦しています。Olum Materialは、シリコン基板にインバ(Invar)を電気めっき(エレクトロフォーミング)方式でコーティングするOLEDoS用のFMM(Fine Metal Mask)の開発に着手しました。昨年、サムスンディスプレイが米国のOLEDoS企業eMaginを買収した後、OLEDoSのセットシャドウマスク技術では、シリコン基板をベースにする方式が主力技術となっています。Olum Materialが昨年4月に開始した5000PPIのOLEDoS FMMの政府開発プロジェクトの実施期間は、来年12月までです。

 

業界によると、Olum Materialは、産業通商資源部の「AR(拡張現実)・VR(仮想現実)デバイス向けの5000PPI級の高解像度を持つ量産用OLEDoS FMM(Fine Metal Mask)の開発」プロジェクトを進行中です。研究期間は昨年4月から来年12月までで、昨年の研究費は85億4000万ウォンでした。

 

Olum Materialは、シリコンテンプレート(フレーム)に、エレクトロフォーミング(EST)法を使用してインバー(Invar、ニッケル-鉄合金)というFMM材料をシリコン基板にコーティングし、「シリコンフレーム一体型FMM」を作成する予定です。

 

このプロジェクトの1年目の開発内容は、OLEDoS用の8インチサイズFMMを開発し、3000PPI以上をサポートすることです。これには、4μm以下のエレクトロフォーミング技術、シリコン基板とエレクトロフォーミングのインバーの接合技術などが開発される必要があります。2年目以降は、ピクセル密度が5000PPIをサポートし、12インチサイズのFMMの開発などが予想されています。

 

Olum Materialが言及するEST方式のFMMは、APSが開発予定のシリコン基板方式のFMMと類似していると推測されます。昨年、APSがシリコン基板にエレクトロフォーミング方式でインバーをコーティングし、後処理の露光工程とドライエッチング工程によりFMMパターンを作成し、バックエッチング(Back Etch)で形成されたインバの背面のシリコン基板を削り、FMMの周囲(フレーム)にだけシリコンを残す「FDM」を開発検討しているとの報道がありました。

 

FMMフレームにシリコンを残すことで、FMMフレームが金属の場合に発生する「シリコンウェハーとFMMフレームの熱膨張係数の違いによる変形」を最小限に抑えることができます。シリコンウェハーにOLEDを蒸着する際に発生する熱によってシリコンウェハーも変形する可能性がありますが、FMMフレームがシリコンであれば、熱膨張係数の違いによる変形を軽減できます。

 

APSはレーザーパターニング方式を用いた4000PPI FMMの国家プロジェクトを進行中であり、Olum Materialもまた、シリコン基板方式のFMM開発に取り組んでおり、全体的にOLEDoS(Organic Light Emitting Diode on Silicon)セットシャドウマスクでは、シリコン基板方式と、エレクトロフォーミング方式によるインバ形成が主力技術として浮上しているとの評価がされています。

 

ある業界関係者は、「圧延方式でインバを薄くする従来のトップダウン(Top Down)方式FMMでは、インバの厚さは10μmで、ピクセル密度は1000PPIレベルが限界でした」と述べ、「最近開発中のOLEDoS用FMM技術のように、電気分解方式でインバをコーティングするボトムアップ(Bottom Up)方式を使用すれば、インバの厚さは数μm、ピクセル密度は数千PPIのレベルが可能になるかもしれません」と述べました。彼はまた、「シリコン基板方式のマスク技術の浮上には、サムスンディスプレイのeMagin買収が大きな影響を与えた」と評価しました。

 

サムスンディスプレイが昨年5月に買収したアメリカのOLEDoS企業eMaginは、Olum MaterialやAPSなどが開発中のフレームにシリコンを残すシリコン基板方式の金属マスクだけでなく、シリコン材料を使用したマスクを採用しています。eMaginの方式では、シリコン基板上にシリコンナイトライドを蒸着し、半導体露光プロセスでパターンを形成し、その後、シリコン基板を削り取ります。この方式では、マスクの素材は金属ではなく、シリコンナイトライドです。シリコン素材であるため、洗浄と繰り返し使用が難しいという欠点がありますが、経済性よりも信頼性が重要なアメリカ国防省向けのOLEDoS製造に使用されています。