有機半導体でLEDディスプレイアクティブ駆動に成功：動画を流す垂れ幕も可能に

[竹本達哉，EE Times Japan]

パイクリスタルなど

　パイクリスタルとオルガノサーキットは2017年12月8日、有機半導体でLEDディスプレイのアクティブ駆動に成功したと発表した。科学技術振興機構（JST）の戦略的イノベーション創出推進プログラムの一環としてパイクリスタルが開発を進めてきたLEDディスプレイを駆動する有機半導体アクティブマトリクスを用いて駆動に成功した。

開発したLEDディスプレイの有機アクティブマトリクスのイメージ 出典：JST

　有機半導体は、印刷プロセスで製造できるため、従来の半導体に比べ、製造コストを大きく抑えられる他、屈曲性の高いフレキシブルな素材に形成できる利点がある。そうした利点を生かし、大面積フレキシブルディスプレイの駆動用途での応用が期待されている。ただこれまでの有機半導体は、電流密度などの半導体としての特性が足りず、大面積ディスプレイで必要なマイクロメートル級の加工寸法精度で大面積の回路形成を行うには高価な製造設備が必要になるなどの課題を抱え、応用を妨げる要因となっていた。

　こうした課題に対しパイクリスタルは、溶液塗布のプロセスによって有機半導体材料を単結晶化し、10cm角の範囲に均一な特性を有し、LED駆動に必要な電子移動度を持つ有機トランジスタを作製するプロセスを構築。2T1C（2トランジスタ、1コンデンサー）型の低消費電力LED駆動回路を開発した。

溶液の非対称形状を利用した有機半導体単結晶膜の製法と有機半導体材料（DNBDT） 出典：JST

　駆動回路を大面積化する手法としては、10cm角程度のLED駆動用トランジスタアレイを形成した後、個々のチップを切り離して50cm角の軽量フレキシブルディスプレイ基板上に各画素に貼り合わせるラミネーション実装法を新たに開発した。

ラミネーション実装法 出典：JST

　これらの技術により、マイクロメートル級の加工精度が必要な駆動回路部分の面積を最小化することができ、「安価な製造装置で高い歩留まりの大面積アクティブマトリクスを有する軽量フレキシブルディスプレイシートの製造が容易になる」（パイクリスタルなど）とする。

　パイクリスタルでは、開発したアクティブマトリクスを、オルガノサーキットが開発を進めている3mmピッチのLED表示パネルと組み合わせ、「有機トランジスタを用いたアクティブマトリクスとしては世界で初めて、実際にLEDディスプレイを駆動できることを実証した」（同）としている。

有機半導体でアクティブマトリクス駆動するLEDディスプレイ 出典：JST

　パイクリスタルなどでは、「（大面積フレキシブルディスプレイを用いた垂れ幕のようなサイネージなどは）イベント会場や交通機関などにおいて大きな需要があることが市場調査の結果明らかになっている。今後この市場において、50cm角の軽量フレキシブルシートを複数並べた、より大きなディスプレイを開発し、テストマーケティングを行った上で、2〜3年後の商品導入を予定している」と今後の見通しについてコメントしている。