研究開発された技術紹介

近年、液晶ディスプレイ(LCD)に代わり、高精細、薄型、軽量、視野角が広く、基板を曲げることが可能という優位性から、有機ELDの市場が拡大しているが、現在は「低消費電力化」と「製造工程の低コスト化」の両立が喫緊の課題となっている。原因は蒸着セルのヒーターの使用温度上限と寿命にあると考えられ、問題の解決のため、超耐熱高靭性タングステン材料を大型化、量産化し使用することを目指す。

・粉末調合・粉末高純度化処理の高効率化
‐高純度グローブボックス製造能力の向上
・合金化処理の高効率化
‐粉末スパッタリング法の採用
・製造手順の簡略化・高効率化
‐新規放電プラズマ焼結(Ed-PAS)装置の開発
・超耐熱高靭性タングステンの開発・評価
‐超耐熱高靱性タングステンの評価手法の確認
‐Ed-PAS装置で製造した超耐熱高靭性タングステンの評価

・タングステン(W)粉末に炭化チタン(TiC)粉末をメカニカルアロイン(MA)により、強制固溶 させ、焼結体を低歪み速度で変形させることで高靭性タングステンを得た。
・ＷとTiCのMA粉末の製造能力を400gから2,000gにし、放電プラズマ焼結装置によって、1から1.5日を要していた焼結過程を12時間に短縮した。
・低歪み速度で変形させる過程で、プラズマ焼結装置を応用することで、1時間程度で昇温させ、高真空環境の中で、φ55×10㎜程度の超耐熱高靭性タングステンの製造方法を確立した。
・タングステンに微量のルテニウム(Ru)を添加したW-Ruの電気抵抗が、純タングステンと比較して、室温で5.5倍、1,800℃で1.5倍の値を得られた。これは、1,800℃での発熱のジュール熱が2/3倍の消費電力に低下することを示唆している。

タングステン-ルテニウムの発熱体として、既に特許を申請

従来のフィラメント型タンタル(Ta)蒸着ヒーターから板型タングステン(W)蒸着ヒーターへの移行により、次世代有機ELディスプレイの省電力化・低コスト化を提供

事業化に向けて、研究開発および市場調査を行っている。

超耐熱高靭性タングステンの大型化が実現できれば、次世代有機ELディスプレイの省電力化・低コスト化に加え、有機EL蒸着装置用ヒーター、MO-CVD装置基板加熱ヒーター、セラミックス焼成用ヒーター、金属熱処理用ヒーター、半導体製造装置用ヒーターなど様々な分野で応用可能である。

事業化に向けて引き続き、研究開発および市場調査を行っていく。

事業化に向けて大型化が必要
・鍛造・圧延技術の確立
‐熱間での鍛造、圧延が不可欠となり、装置、条件などを確立する必要がある。
・量産体制の確立
‐価格競争力が必要であり、シンプルな工程で作るなど、さらなる研究開発が必要である。