韓国産業技術大学、マイクロLEDディスプレイ用モノリシック多波長光源技術を開発

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韓国産業技術大学、マイクロLEDディスプレイ用モノリシック多波長光源技術を開発

(画像出典:韓国メディア内掲載画像翻訳)

韓国産業技術大学(以下産技大)は17日、最近ナノ半導体工学科のイ·ソンナム教授研究チーム(ペク·スンヘ、キム·ヒウン、イ·ゴンウ、以下研究チーム)が窒化物系半導体発光ダイオード(以下LED)で難題として指摘される赤色発光の開発に成功したと発表した。マネートゥデイ社が伝えた。

研究チームは、緑色以上の長波長発光で発生する問題点である電流注入による発光波長の青色偏移事象を逆利用した。一つのウェハーから赤、緑、青色の領域まで変化可能なモノリシック多波長マイクロLEDに対する源泉技術を開発した。
一般的なLED光源波長を決定するのは半導体材料のバンドギャップである。現在、赤色光源には砒素化物または引火物半導体が、緑色および青色光源には窒化物半導体が使われている。

フルカラーLED光源は、光の三原色である赤·緑·青のLED光源の組み合わせで構成される。このようなフルカラー光源を得るためには、前述した二つ以上の他の半導体材料を調合しなければならない。

研究チームは今回の研究で窒化物半導体だけを利用し、赤から青緑色の波長まで一つのウェハーで実現できるモノリシックマイクロ多波長LED技術を開発した。

これまでのモノリシックフルカラー光源は、ナノ棒およびピラーなどの構造を利用して製作された素子で、再現性と光の強さの問題で商用化が難しかった。

今回の研究では次世代ディスプレイマイクロLEDディスプレイに適用可能なサイズのマイクロサイズ(30~150マイクロ)のLEDを使用し、実用性と応用性を確保した。

研究チームが開発した半導体LEDウェハーは、一つで赤から青緑色の波長までを実現、ウェハー水準の転写工程が可能だ。また、ウェハー自体を次世代マイクロLEDディスプレイパネルとして使用する可能性を切り開いた。

特に一つのウェハーの中で赤から青緑色の光源まで得ることができ、特殊目的のLEDマスクのような光セラピー分野への拡大が可能である。また、光の三原色が実現可能であり、多様な目的のバイオフォトニクス分野に拡張できる。

イ·ソンナム教授は「今回の研究の最も大きな成果は一つの窒化物半導体ウェハーから、赤から青や緑色の波長領域までのマイクロ光源を形成し、フルカラーディスプレイおよび機能性光源に応用できる技術を開発したこと」とし「これは次世代マイクロLEDディスプレイおよび多機能性モノリシック多波長半導体光源に対する源泉技術を確保したことに違いない」と述べた。

一方、この研究は韓国研究財団の中堅研究課題の支援を受けて行われ、14日に応用物理および新素材分野で世界的に権威のある「アドバンスド・エレクトロニック・マテリアルズ(Advanced Electronic Materials)」に掲載された。

 
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