成果報告書詳細
管理番号20130000001010
タイトル平成20年度-平成24年度成果報告書 次世代大型有機ELディスプレイ基盤技術の開発(グリーンITプロジェクト)
公開日2014/1/24
報告書年度2008 - 2012
委託先名ソニー株式会社 株式会社東芝 シャープ株式会社 住友化学株式会社 出光興産株式会社 独立行政法人産業技術総合研究所 長州産業株式会社 JSR株式会社 株式会社島津製作所 大日本スクリーン製造株式会社 日立造船株式会社
プロジェクト番号P08011
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約 件名:平成20年度-平成24年度成果報告書 次世代大型有機ELディスプレイ基盤技術の開発(グリーンITプロジェクト)

 「次世代大型有機ELディスプレイ基盤技術の開発」は、「グリーンITプロジェクト」の一環として、次世代のディスプレイである有機ELディスプレイの省エネルギー化技術の研究開発を主たる目的として平成20年度-平成24年度の5年プロジェクトとして行われた。プロジェクトでは我が国のディスプレイ産業に各社共通して利用できる基盤技術の確立を目的に次の4つの研究開発項目/6つの開発課題に取り組んだ。 [SH1]
 項目1「低損傷大面積電極形成技術の開発」では、トップエミッション構造への適用を目的として、40型以上の大型ディスプレイの製造に適用可能で有機膜に損傷を与えない電極形成法である、ミラートロンスパッタ法(特許3505459)を用い、有機膜損傷に伴う発光効率低下と素子寿命劣化の要因を調査し、シート抵抗値と可視光損失率の低い電極を、有機膜上へ大面積で均質に低損傷かつ生産性高く形成するための材料技術・製造プロセス技術の開発を行った。 [SH2]
 項目2-A「透明有機封止膜技術の開発」では、トップエミッション型大面積ディスプレイへ適用可能かつ長寿命を可能とする封止性能を担保すべく、透明デシカント膜材料の開発を実施した。本開発材料は、良好な光学特性及び優れた吸湿性能を示すだけでなく、大面積かつ生産性が高い製造プロセスに適用可能であることが示された。さらに、本開発材料を有機EL素子に適用したところ、低損傷性かつ優れた封止性能であることがわかった。 [SH3]
 項目2-B「透明無機封止膜技術の開発」では、トップエミッション構造への適用を目的として、大面積化が可能で素子への損傷が少なく、かつ、高速なプロセスが期待できる表面波プラズマCVD法を開発し、1)透明(光透過率>90%)2)低い水蒸気透過率(<1x10-5 g/m2/d)3)素子への損傷無し4)高スループット(タクト<2分)5)大面積均一性(膜厚分布<±3%)を満足する窒化ケイ素膜を低温形成可能なプロセスの構築を行った。 [SH4]
 項目3-A「塗布系有機成膜技術の開発」では、RGB発光層の塗分けを大面積で可能にすることを目的として、有版印刷装置を用い、1)発光特性がスピン塗布サンプルと同等、2)面内膜質均質性 ±3%、3)画素内膜質均質性 ±3%、4)G6 以上の大サイズ化への適用 5)生産性 2分/枚 を満足する版を含む印刷装置およびプロセス技術の開発を実施した。 [SH5]
 項目3-B「蒸着系有機成膜技術の開発」では、静止成膜の面蒸発源方式が蒸着方向の自由度を持ち、大型基板対応蒸発源に適することをG3,G4 およびG6基板対応の面蒸発源の試作を通じて確認した。高生産性の有機EL 製造システムとして新しい生産コンセプトであるセル生産方式を提案し、本方式の実証として1つのチャンバで面蒸発源により有機層を成膜した青色標準素子性能が従来法で作製したものと同等であることを確認した。 [SH6]
 項目4「大型ディスプレイ製造に向けた検証」では、研究開発項目1-3の成果に対して、最終目標としたフルHD 40型の有機ELディスプレイの消費電力を40W以下とするという点、また同時にG6サイズ以上の基板に適用可能、プロセスのタクトタイム2分以下の大型かつ高生産性という点を満足する製造基盤技術となっているかをシミュレーションを基本に検証を行い、ほぼすべての項目に関して技術適応性を確認した。
英文要約Title: Development of Basic Technology for Next-generation Large-screen Organic Light-emitting Diode Displays (Green IT Project) (FY2008-FY2012) Final Report

The above-entitled R&D project carried out for encouraging energy saving of display devices against the growing concern about power consumption caused by the dissemination of IT. 1: Low damage large-area transparent electrode, 2-A: Organic encapsulation material, 2-B: Inorganic encapsulation, 3-A: Solution-process organic layer fabrication, 3-B: Evaporation-process organic layer fabrication and 4: Simulation of productivity for display manufacturing were chosen as R&D subjects.
1: Transparent-cathode process technologies were developed for top-emission large-screen organic light-emitting diode (OLED) displays (TE-OLED) with Mirrortron sputtering method. Very low resistant transparent cathodes were successfully fabricated for the OLED with high uniformity and productivity.
2-A: Transparent desiccant materials were developed for ensureing long-life operation of TE-OLED. The novel desiccant provided excellent transparency and hygroscopicity in addition to high processability for large-area film formation. The OLED encapsulated with the desiccant layer showed excellent storage lifetime and no noticeable corrosive damage for the device characteristics.
2-B: A transparent silicon nitride (SiNx) passivation film deposition technique was investigated as the sealing technology for TE-OLED. (1) Optically transparent SiNx film (>90% in visible region), (2) low water vapor transmission rate (<1x10-5 g/m2/d), (3) minimal damage to the OLED, (4) high productivity (takt time <2 min), and (5) large-area thickness uniformity (<±3%) was achieved by newly developed Surface Wave Plasma CVD system at low temperature.
3-A: Printing methods were investigated for RGB pixel patterning on large-area substrates. The printing process developed in this project involved following characteristics; 1)EL performance equal to the spin-coating device for a polymer active layer, 2)in-plane uniformity on large size panel within ±3%, 3)thickness uniformity in sub-pixel within ±3%, 4)high productivity within 2-min takt for large-area substrate (>G6).
3-B: Planar evaporation sources were developed for G6 substrate and cell-type manufacturing system was proposed as the new concept of efficient OLED display production. It was confirmed the OLED, in which the organic multilayers were vacuum evaporated with single planar sources, showed the same device characteristic as those made with the conventional method.
4: Energy consumption and productivity were verified for a 40’’ TE-OLED produced hypothetically by the technology developed in this project. From the fact that there was scalability in the low-damage property and the high uniformity for the film formation, it was confirmed the manufacturing technology was effective for reducing the power consumption and adoptable to the efficient TE-OLED production with large-area substrates.
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