フォトリソグラフィ方式によるOLEDプロセス: 次世代ディスプレイの革新に向けた課題とチャンス

Applied Materials社のMAX OLED™によるパターニングプロセス
OLED技術は、その優れた画質と柔軟性により、スマートフォンのディスプレイの中心となっている。 FMM(fine metal mask)プロセスは、現在、スマートフォンなどの中小型OLEDディスプレイのRGBサブピクセルをパターニングするために主に活用されている技術である。
しかし、従来のFMM方式は、開口率(約30%)の限界、電気抵抗の増加による不均一な明るさ及び高い生産コストという問題を抱えている。 OLED材料の感受性のため、FMMの代替として検討されたフォトリソグラフィパターニングも、工程中のOLED損傷の懸念から商用化に困難があった。
Applied Materials社は、SID2025 conferenceでMAX OLED™プロセス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ーと新しいプロセスにより、従来のフォトリソグラフィ 技術 の利点は生かしつつ、OLED材料の影響を補完する。 特に、OLED蒸着直後にTFE(Thin Film Encapsulation)を通じて敏感な有機層を保護し、複数の複雑なフォトリソグラフィとエッチング工程を可能にする。
MAX OLED™プロセスにより、FMMに比べて開口率を2倍に増やし、ピクセルの明るさ、解像度、ディスプレイの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により、電気抵抗の増加問題を解決し、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%まで削減することができた。 2,000ppiに達する高解像度の実装が可能で、RGB各色別OLEDスタックの個別最適化も可能である。
経済的な面でも、MAX OLED™はポジティブな変化をもたらす。 フォトマスクのリードタイムをFMMに比べて大幅に短縮し、コストを削減して新製品の開発サイクルを短縮する。 また、LCDプロセスで多く適用されるMMG(multi-product in a mother glass)を通じてガラスの活用度を高め、短いソース-基板距離でOLED材料活用率を約2倍に増大させ、材料コスト削減にも貢献する。
最近、Visionoxは第8世代OLED生産にMAX OLED™プロセスを活用するマスクレスプロセス(ViP, Visionox intelligent Pixelization)を検討中であると発表した。 Visionoxの発表は、フォトリソグラフィベースのOLEDプロセスの商業的可能性を示唆するポジティブなシグナルであるが、まだ十分な歩留まりが確保されていないため、量産投資は慎重に検討中である。 これは、MAX OLED™技術の複雑なフォトリソグラフィプロセスと歩留まり安定化の検証がまだ必要であることを示している。 RGB各色別OLED蒸着後のTFE工程、そして繰り返されるフォトリソグラフィとエッチング工程は、高い精度と工程制御が要求され、これは歩留まり確保の難易度を高める主な要因である。 サムスンディスプレイもMAX OLED™プロセスのパイロット評価を進めているという事実は、この技術が業界の主要企業の注目を集めていることを証明している。
結論として、MAX OLED™は既存のFMMプロセスの限界を克服し、次世代OLEDディスプレイの性能を革新する有望な技術である。 複雑なプロセスによる歩留まり確保という課題が残っているが、ディスプレイ業界の大手企業がこの技術に注目していることは、MAX OLEDが将来のディスプレイ市場をリードする核心技術として浮上する可能性が十分にあることを強く示唆している。 これは、VRディスプレイ、透明OLED、アンダーパネルカメラ(UPC)の統合など、新たな応用分野の可能性を切り開くだろう。
Changho Noh, Analyst at UBI Research (chnoh@ubiresearch.com)