次世代マイクロLEDディスプレイ 実現に向けた最新技術動向および今後の展望

第1部. マイクロLEDの開発状況と市場、業界動向

～ ICに近づくLED、その開発動向 ～

(2019年4月24日 10:30〜12:00) 第1部

最近、マイクロLEDが次世代ディスプレイ用光源として注目されている。しかし、マイクロの定義および開発目標が異なっている。技術発表も民生用自発光型ディスプレイ (例; テレビ、スマートフォン) の開発、LEDの性能向上、次世代LEDの学究的研究等が入り混じっている。今回、マイクロLEDの開発状況、技術課題およびその対策に関して分かりやすく説明する。特に、民生用ディスプレイ光源の検討状況について詳しく説明する。 また、業界事情等についても解説する

1. 各種ディスプレイ
   1. LED
   2. LCD
   3. OLED
   4. PDP
   5. LCD vs OLED
2. マイクロLEDの概要
   1. 定義
   2. ディスプレイの画素
3. LED製法のマイクロ化課題
   1. LED製法
   2. 課題; 微細化、映像化
4. マイクロLEDディスプレイの開発状況
   1. スモール化
   2. ミニ化
   3. マイクロ化
5. マイクロLEDディスプレイの特許
   1. ソニー
   2. アップル
   3. X – セレプリント
   4. その他
6. マイクロLEDディスプレイの仮想製法
   1. 製造技術
   2. 封止技術
7. LEDの超微細化
   1. 課題
   2. 対策; 指向性LED, n – LED (glo/Aledia)
8. LED
   1. 開発経緯
   2. 発光特性
   3. 封止技術
• 質疑応答

第2部. フルカラーGaNマイクロLEDの実現に向けて

(2019年4月24日 12:40〜14:10) 第2部

　窒化物半導体マイクロLEDは、次世代の携帯型・ウェアラブル型情報機器のための低消費電力、高輝度、高解像度のディスプレイとして期待されている。しかし、マイクロLEDの実現のためには、多くの技術的課題を解決しなければならない。 　本セミナーの前半では、まず、マイクロLEDディスプレイの実現に解決しなければならない課題を整理して説明するとともに、これらの課題の解決に有望な技術について解説する。当グループでは、高効率・高輝度・高解像度のマイクロLEDディスプレイのための有望なデバイスとして、エバネッセント光の結合効果を利用した指向性マイクロLEDを提案し、その実現を目指している。セミナーの後半では、指向性マイクロLEDの基本原理を説明した後に、窒化物半導体によるRGB3原色の指向性マイクロLEDの実現に向けた取り組みの状況について紹介する。

1. 背景:なぜマイクロLEDが必要か?
2. 現在のマイクロLED技術の課題と開発の状況
   1. チップサイズ縮小による伴う諸問題
      • 内部量子効率・光取出し効率の低下
      • 光のクロストーク
   2. 赤色波長帯における効率低下
   3. 緑・赤色チップの波長シフト問題
   4. 低コスト、高速実装問題
3. エバネッセント光の結合効果を利用した指向性マイクロLED
   1. エバネッセント光の結合効果
   2. 指向性マイクロLEDの提案
   3. InGaAs/GaAsリッジ型LEDによる実証
4. GaN指向性マイクロLEDの理論的検討
   1. 構造の最適化、発光効率の見積
   2. ディスプレイ輝度の試算
   3. RGBモノリシック集積の可能性
5. GaN指向性マイクロLEDの実現に向けて
   1. 選択成長方式
   2. トップダウン方式、低損傷プラズマエッチング技術
   3. 高効率赤色LEDの実現可能性
6. まとめと今後の展望
• 質疑応答

第3部. フレキシブルマイクロLEDの可能性

(2019年4月24日 14:30〜16:00) 第3部

　近年、有機ELを置き換える次世代ディスプレイ技術としてマイクロLED技術が注目を集めている。既に、ピック・アンド・プレース技術を用いた大型のマイクロLEDディスプレイは実用化が始まっているが、大量に使用される低価格のモノリシック小型ディスプレイに関しては、どの様な製造工程が使われるかも固まっていない。本講演では安価なマイクロLEDディスプレイ素子用のモノリシック製造プロセスについてその特徴を概説する。サファイアなどの単結晶基板を出発材料とする基本技術にくわえ、ガラス基板や金属フォイルといった安価な基板を用いるプロセスについてもその概要を解説する。

1. モノリシックマイクロLED製造プロセスの特徴
   1. マイクロLEDの特徴
   2. モノリシックマイクロLED製造プロセスの特徴
   3. スパッタリング法を用いたマイクロLED製造プロセスの特徴
2. スパッタリング法により成長した窒化物半導体の物性
   1. スパッタリング法により成長したGaNの物性
   2. スパッタリング法により成長したAlNの物性
   3. スパッタリング法により成長したInNの物性
   4. スパッタリング法により成長した窒化物混晶の物性
3. スパッタリング法を用いて作製した窒化物半導体素子の特性
   1. スパッタリング法を用いて作製した発光素子の特性
   2. スパッタリング法を用いて作製した受光素子の特性
   3. スパッタリング法を用いて作製した電子素子の特性
4. スパッタリング法を用いて低コスト基板に作製した窒化物素子の特性
   1. ガラス基板上に作製した窒化物素子の特性
   2. 金属フォイル上に作製したフレキシブル窒化物素子の特性
   3. ポリマーフィルム上に作製したフレキシブル窒化物素子の特性
5. まとめと将来展望
• 質疑応答