メーカー4社一覧

FPD露光装置
メーカー4社一覧【2024年】

FPD露光装置についての概要、用途、原理などをご説明します。また、FPD露光装置のメーカー4社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。FPD露光装置関連企業の2024年3月注目ランキングは1位:株式会社大日本科研、2位:株式会社ニコンとなっています。

FPD露光装置とは？
FPD露光装置のメーカー4社一覧

FPD露光装置と関連するカテゴリ

FPD露光装置とは

FPD（英：Flat Panel Display）露光装置は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の製造において、ガラス基板の上に形成する薄膜トランジスタ（英：Thin Film Transistor）の回路パターンが描かれた原版であるフォトマスクに光を照射し、ガラス基板に塗布されたフォトレジストにTFTの回路パターンを露光する装置です。

FPD露光装置の技術は半導体製造のフォトリソグラフィー技術を元にしていますが、半導体チップの１辺が大きいもので約1cm程度であるのに対しFPDでは数mにまで達するため、半導体製造での露光技術とは異なり、複数回に分けて露光を繰返す等の新たな技術が必要となります。

又、高精細化に向けては画素数に応じてTFTの回路数を増やす必要があります。例えば画素数が800万を超える4K液晶では800万×RGB（赤緑青の3色でなるカラーフィルター）で2400万以上のTFT回路を形成し、有機ELでは更にその数倍のTFT回路を形成する必要があるため、生産性や露光精度の向上が要求されます。

FPD露光装置の使用用途

FPD露光装置は様々な種類のFPD製造に用いられます。現在FPDの種類としては液晶（LCD）が主流となっており、スマートフォン等のモバイルデバイスから、情報処理、車載、航空機、医療用に至るまで幅広いモニターに使われています。

一方で、LCD以外にもPDP、有機EL、無機EL、VFD（蛍光表示管）等の多様な種類のFPDがあります。

このような多種のFPDに共通する仕組みが、一つ一つの画素を制御して全体として画像を表示する機能であり、この制御を司るTFTを露光技術によって形成するのがFPD露光装置の役割となっています。

FPD露光装置の原理

FPD露光装置は光源、レンズなどの光学系、基板を載せるステージから構成されます。

光源としては主に超高圧水銀ランプの紫外線が用いられますが、TFT回路の微細化に伴い紫外線の短波長化が進んでいます。

光学系はフォトマスクやレンズの位置及び焦点を制御しています。高精細化のためにはnmオーダーのTFT回路を精密に形成する必要があるため、単に高精度の光を照射するだけでなく、フォトマスクやマザーガラス表面の歪みと位置を計測し、光学系やステージの制御によってこれらを補正する等の技術が盛り込まれています。

FPD露光装置の種類

ステッパー方式とスキャナー方式

FPD露光装置の方式としては大別してステッパー方式とスキャナー方式の２種類があります。

ステッパー方式はフォトマスクの全面を一度に照射し、対象のガラス基板に露光した後、次のガラス基板の処理へと移ります。一度に一つのガラス基板や2×2個のような複数のガラス基板を処理しますが、大型化が困難で、中心部に焦点を合わせるため全体的な解像度が低くなるというデメリットがあります。このため小型液晶などに用いられますが、設備コストが安価に抑えられるというメリットがあります。

スキャナー方式は光源を絞ってフォトマスクの一部に照射し、照射位置を走査（スキャン）しながらフォトマスク全面の露光を行います。このため大型のガラス基板の製造ができる上、中心部の光だけを利用するため解像度を高められるというメリットがある一方で、全面をスキャンしていく時間を必要とし、設備コストも高くなるというデメリットがあります。

現在は大型化、高解像度が求められておりスキャナー方式が主流となっています。

その他の技術

基板の大型化に対応する技術としてマルチレンズ方式があります。これは複数のレンズを並べて用いることで露光面積を拡張するもので、ステッパー／スキャナーの両者に適用可能な技術です。

フォトマスクを利用した従来の露光技術は大量生産に向いていますが、試作や少量多品種生産ではフォトマスク作成のコストや時間がデメリットとなります。このためフォトマスクを使わないマスクレスの露光技術が開発されています。これはMEMS（英：Micro Electromechanical System）技術により作られたDMD（英：Digital Micromirror Device）を用いて、数十万本のビームを超高速で個別にスイッチングして基板に照射するものです。これにより試作や少量多品種生産の時間とコストが削減できるようになりました。

参考文献
http://www.jspmi.or.jp/system/file/3/875/N03-04.pdf
https://www.seaj.or.jp/semi/about_fpd.html
https://www.asml.com/ja-jp