紙のように柔らかく曲がるOLED照明、‘Roll-to-Roll’生産技術開発

<韓国機械研究院先任研究員クォン・シンと‘Roll-to-Roll’OLED生産装置、参考：韓国機械研究院>

韓国政府未来創造科学部傘下の韓国機械研究院(KIMM、院長：朴・チョンホン)は、中小企業GJM(代表李・ムンヨン)と共同で簡単な工程でフレキシブルOLEDを製造する300㎜規模の‘Roll-to-Roll’生産技術を韓国で初めて開発した。

 

KIMMの先端生産装置研究本部の印刷電子研究室は、既存のRoll-to-Roll印刷電子技術をOLED生産工程に適用することに成功した。Roll-to-Roll真空蒸着装置を導入すればロール状のフィルムにOLED発光有機層と金属電極層を順番に蒸着しながら、一つのチャンバーで柔らかいOLEDを

製造できる。同装置で製造するOLEDは１ナノメートルから数百ナノメートル（㎚）の薄い多層の有機・無機薄膜で構成れており、各層は真空熱蒸着工程を経て製造される。

 

今まで柔らかいOLEDディスプレイを製造するには複雑な工程を経なければならなかった。フィルムを張り付けたガラス基板の上面を蒸着することでOLEDを製造した後、そのガラス基板からフィルムを剥がす方式だった。韓国大手企業が発売した画面の一面が曲がっているスマートフォンのディスプレイも同じ方式で製造されている。段階別に多数の蒸着装置が必要になるだけではなく、更に一度張り付けたフィルムを剥がす作業を行わなければならないため、効率が悪かった。

 

今回開発された技術を導入すれば、真空状態のチャンバー内にロール状に巻かれているフィルムを流し、その上に有機層と無機層を連続的に蒸着する‘多層蒸着’工程でOLEDを製造できる。製造に必要な時間と設備が大幅減少し、大手企業や中小企業でもこの柔らかいOLEDが製造できるようになる。

 

この工程を利用し、まずは照明産業へ適用する。生産されたOLED照明は従来のLED照明と異なり、点ではなく面単位で製造することができる。また柔らかい性質を活かして簡単に必要な形に仕上げられる。

 

KIMMクォン・シン先任研究員は「Roll-to-Roll真空蒸着装置の導入で、次世代ディスプレイとして注目されているフレキシブルOLEDを簡単な工程で連続生産できる。今、韓国ではディスプレイ分野の研究開発が停滞しているが、中国が激しいスピードで迫ってきている。このRoll-to-Roll印刷電子技術は、中国との技術力の差をつけ、さらに先にいくための鍵となる主要技術だ」と述べた。

 

また「実際のディスプレイ製品に使われる赤/緑/青の画素を個別に製造できる微細パターンマスク整列する技術を開発している。この技術が完成したら高解像度のディスプレイに導入し、類似技術を開発しているドイツFraunhofer研究所やコニカミノルタとも格差をつけられる」と付け加えた。

 

今回の開発は、KIMMが自体的に実施している技術事業化支援プログラムACEの支援により先行研究を踏まえ、2015年10月からは産業通商資源部の経済協力圏事業の支援を受け、GJMと共同研究開発を進められているGJMはOLED蒸着源に関する主要技術を保有している強小企業で、最近は台湾、日本、中国企業に蒸着元を納品する実績を積み上げ、‘Roll-to-Roll’OLED生産装置の本格的な普及に取り組んでいる。

OLED市場調査の専門機関であるUBI Researchの2014年のレポートによると、2020年OLED照明市場の規模は45億米ドルまで成長すると見込まれている。ディスプレイ市場調査の専門機関 IDTechEXの2015年のレポートでもプラスチックとフレキシブルディスプレイ市場は2020年に160億米ドルまで成長する見通すなど持続的拡大が予想されている。