■掲載内容

（１）「グリーンプロセス」とは

１．電子デバイス製造の限界
　　1.1　現行生産方式の課題とグリーンプロセス
　　　　（図1）従来の製造技術と印刷技術(1)
　　　　（図2）ガラス基板サイズの変遷と露光装置の解像度
　　　　(1)投資生産性とは
　　　　（図3）アモルファスSi（a-Si）TFTの構造と製造技術を印刷プロセスの適用で革新
　　　　プロセス数の削減と高効率化を実現(2)
　　　　(2)グリーンプロセスとは
　　1.2　ダイレクト・デジタル・ファブリケーション
２．グリーンプロセス技術を実現するための装置・部材メーカーの役割
　　2.1　グリーンプロセスを用いたデバイスが目指す市場
　　　　（図4）グリーンプロセスを用いたデバイスが目指す市場
　　2.2　装置・部材メーカーの役割
　　　　(1)装置メーカーの役割
　　　　（表1）印刷方法と特性
　　　　(2)部材メーカーの役割
３．カーボンニュートラルを目指す基板材料
　　3.1　ディスプレイの進化とフレキシブルディスプレイ
　　　　（図5）フレキシブルディスプレイのロードマップ
　　3.2　プロセス適合性
　　3.3　フレキシブル基板材料
　　　　(1)フレキシブル基板材料への要求事項
　　　　(2)フレキシブル基板材料
　　　　（表2）各種基板材料の特性比較
　　　　（図6）通常の紙と透明な紙
　　3.4　グリーンイノベーション
４．ソフトマテリアルでデバイスが変わる
　　4.1　ITO代替材料(14)
　　　　(1)透明導電膜の特性比較
　　　　（表3）透明導電膜の比較
　　　　(2)フラットパネルディスプレイ用塗布型電極の動向
　　　　(3)CNT
　　　　(4)PEDT/PPS
　　4.2　リオトロピック液晶（FPD用光学フィルム代替）
　　　　(1)リオトロピック液晶とは
　　　　(2)TFT-LCDの光利用効率改善
　　　　（図7）モバイル用タッチパネル付きTFT-LCDモジュールの断面構造
　　　　（図8）光利用効率の比較
　　4.3　単一成分塗布で熱活性化遅延蛍光を示すデンドリマー（OLED用材料）

（２）グリーンプロセスによる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor-TFT）

１．はじめに
２．薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：TFT）とは(1)
　　　　（図1）電界効果トランジスタ（n型MOS）(1)
　　　　（図2）電界効果トランジスタの作動原理(1)
３．シリコン（Si）インクとSi薄膜トランジスタ
　　3.1　シクロペンタシランを用いた液体シリコン材料の物性と応用(2)
　　　　（図3）液体シリコン；材料、プロセス、デバイスのフローチャート
　　　　（表1）Siインクを用いて作製した多結晶Si-TFTの特性
　　3.2　シリコンナノ粒子インク/ペースト材料とデバイス応用(5)
　　　　（図4）NPMの模式図
　　　　（図5）NanoGramの応用分野
４．酸化物半導体系
　　4.1　酸化物半導体の真空製膜の課題
　　　　(1)IGZO膜におけるスパッタリング条件依存性(7)
　　　　(2)TFT用アモルファス酸化物半導体の最適製膜条件の特徴(8)
　　　　(3)不純物水素がアモルファスIn-Ga-Zn-Oの欠陥に及ぼす影響(9)
　　4.2　塗布法による酸化物半導体
　　　　（図6）酸化物半導体の成膜法
　　　　(1)Mist-CVDによる成膜
　　　　（図7）Mist-CVD装置構成
　　　　(2)酸化物半導体TFT（IDW2015の報告から）
　　　　①Evonik Inds.(11)
　　　　（図8）EVONIKのiXsenic
　　　　（表2）a-Siラインの改造した時の特徴比較
　　　　②ナノレオロジープリンティング（n-RP）法でTFT作製(12)
　　　　（図9）ナノレオロジープリンティングn-RPの工程図
　　　　③リコーの塗布工程のみで作製したTFT(13)
５．有機半導体
　　5.1　有機半導体TFTの現状
　　　　（図10）プロセス温度と各種TFTの移動度の関係
　　　　（図11）各種TFTの移動度と曲げ半径の関係
　　5.2　液晶性有機半導体FTT
　　　　（図12）Rh-BTBT-10の化学構造と液晶の相転移
　　　　（表3）有機半導体の構造と液晶相温度範囲、製膜温度、溶解度および移動度の関係
　　　　（図13）Rh-BTBT-10-3を用いたTFTの特性
　　5.3　新規プロセス（2015年秋季応用物理学会学術講演会から）
　　　　(1)一貫した無溶媒印刷プロセスによる
　　　　有機半導体材料のパターニングと薄膜デバイスの作製(17)
　　　　（図14）トナーマーキング＋ラミネートにより得られたC8-BTBTのTFT特性
　　　　(2)有機半導体TFTによる電気回路作製のためのプロセス
　　　　①印刷法を用いた閾値電圧制御による有機集積回路の動作安定性向上(18)
　　　　②積層構造を用いた印刷・相補型有機集積回路の作製(19)
６．カーボンナノチューブ（CNT）TFT
　　　　（図15）半導体型単層CNTの分散薄膜
７．おわりに

（３）グリーンプロセスによるフラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display：FPD）

１．はじめに
２．ディスプレイの種類と部材への要求性能(1)
　　2.1　TFT
　　　　（表1）各種ディスプレイの駆動に要求されるTFT特性
　　2.2　ガスバリア性
　　　　（表2）ディスプレイに要求されるガスバリア性
３．フレキシブルLCD実現への課題と開発状況
　　3.1　フレキシブルLCDの基本構造
　　　　（図1）フレキシブルLCDの基本構造（東北大学資料提供）
　　　　（図2）フレキシブル薄型ローカル・ディミングバックライトシステム（東北大学資料提供）
　　3.2　塗布法によるLCDパネル製造
　　　　（図3）スリットコーター法の概略図（参考文献3）
　　　　（図4）ノズルの吐出口付近のせん断力流による液晶モデル（参考文献3）
　　3.3　フレキシブル液晶ディスプレイを支える技術（IDW2015の講演から）
　　　　(1)SUSフォイルを基板材料に用いた反射型LCD(5)
　　　　（図5）SUS基板を用いたフレキシブル反射型VAモードLCDの断面構造
　　　　（東北大学資料提供）
　　　　（図6）SUS基板を用いたフレキシブル反射型VAモードLCD表示例（東北大学資料提供）
　　　　(2)In-Cell型偏光板(6)
　　　　（図7）従来のフレキシブルLCDとIn-Cell偏光板を用いた場合の構造比較
　　　　（東北大学資料提供）
　　　　（図8）In-Cell偏光板を用いたTN-LCD(a)電圧OFF(b)電圧ON（東北大学資料提供）
　　　　(3)延伸可能な基板レス液晶ディスプレイ(7)
　　　　（図9）TNモードLCドロプレットの動作（東北大学資料提供）
　　　　（図10）TN-LCドロプレットとTN-LCDの特性比較（東北大学資料提供）
　　　　(4)フレキシブル基板用平坦化処理SUSフォイル(8)
　　3.4　有機TFT駆動フレキシブルIPSモードLCD(9)
４．EPDの特徴とグリーンプロセス対応状況
　　4.1　電気泳動ディスプレイ（EPD）の特徴
　　　　（図11）マイクロカプセル型電気泳動方式の表示原理（E-Ink資料）
　　4.2　グリーンプロセス対応状況
　　4.3　グリーンプロセスによるEPDの開発・実用化
　　　　(1)凸版印刷(11)
　　　　①有機薄膜トランジスタ駆動EPD
　　　　（図12）高精細銀配線パターン（NEDO資料）
　　　　②フレキシブルEPDを用いた棚札の試作
　　　　（図13）レール型電子棚札ESL（凸版印刷資料）
　　　　(2)Plastic Logic(12)
　　　　（表3）Plastic Logicフレキシブルディスプレイのサイズ別一覧
　　　　（Plastic Logicの資料を基に著者作成）
　　　　(3)Polyera(13)
　　　　（図14）Wave Band（Polyera資料）
　　　　(4)Visionect(14)
　　　　（図15）E-Inkを用いた道路交通標識（Visionect資料）
5．おわりに

ディスプレイにおけるグリーンプロセス革命（１）グリーンプロセスとは

ディスプレイにおけるグリーンプロセス革命（２）薄膜トランジスタ(THIN FILM TRANSISTOR-TFT)

ディスプレイにおけるグリーンプロセス革命（３）フラットパネルディスプレイ(FLAT PANEL DISPLEY:FPD)