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【抜粋記事】期待高まるマイクロLED、実用化の課題は「量産技術」

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期待高まるマイクロLED、実用化の課題は「量産技術」

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アップルが次世代アップルウオッチに有機ELに代えてマイクロLEDディスプレーを搭載する計画ではないかとあちこちで繰り返し報じられている


事業化に向けて企業が動き始めた事例がいくつか出てきた





シャープは2017年5月、マイクロLEDを開発するベンチャーeLux(米デラウェア州)に出資すると発表した。シャープは、保有するマイクロLED製造技術に関連する特許21件を現物出資するかたちで参画


>シャープ、次世代ディスプレーの米VBを鴻海系と買収

シャープのほか、鴻海グループの投資会社CyberNet Venture Capital、液晶パネルメーカーのInnolux、LED後工程を手がけるAdvanced Optoelectronic Technologyも出資


まずは液晶ディスプレー用の新型バックライトとして事業化することを検討中のようだが、「本件に関する鴻海の狙いはあくまで“アップル向けの受注獲得”であり、発表以前にはアップルと鴻海の合弁ビジネスになるのではという噂もあった」(業界関係者)


一方で、サムスンは、マイクロLED開発ベンチャーの台湾PlayNitrideを1.5億ドルで買収することを検討中だと報じられている




LEDディスプレーやLED照明用のドライバーICを開発する台湾のマクロブロック(聚積科技)は17年4月、台湾工業技術研究院(ITRI)とウルトラファインピッチLEDディスプレー用のドライバーICを共同開発すると発表


マイクロLEDディスプレーでは、大量のLEDチップの駆動を制御する必要があるため、データの大量高速転送が必須になることを示唆




同じく17年4月、サファイア結晶・ウエハーの世界最大手であるモノクリスタル(ロシア・スタヴロポリ)は、マイクロLEDの開発・量産用にウルトラクリーン(UC)サファイアウエハーを発売


開発したUCサファイアウエハーは、PSS(Patterned Sapphire Substrate)プロセスと互換性があるという。前洗浄を不要にでき、PSSメーカーは歩留まりを95~99%に向上できるため、コストが削減できる。すでに複数の顧客から良好なフィードバックを得ているという




現在のところ、世界で唯一のマイクロLEDディスプレー製品と呼べるのが、ソニーが大型ビデオウォールとして販売している「CLEDIS(クレディス)」


>苦節十数年、素子から作ったソニーのLEDディスプレー 超小型LEDでコントラスト100万対1

一般的なLEDチップより小さい約20μm角のRGBチップ「ウルトラファインLED」を独自開発し、これを黒いプリント基板上に等間隔に実装してユニットを構成。このユニットをタイリングすることで、横9.7×縦2.7mの8K×2K大画面など、任意のスケーラブルなディスプレーを実現


RGBチップを実装しているのは、チップの製法が色ごとに異なることに由来する。一般的に、青と緑のチップはサファイアウエハー(SiCやGaNウエハーも可)上に発光層を作り込むが、赤はGaAsウエハーを用いるため、RGBを同一ウエハー上にモノリシックに作り込むことができないため


アップルウオッチのように小さなディスプレーに高画素を詰め込もうとすると、きわめて高密度な実装が要求される。「同一ウエハー上にモノリシックでRGBを作れず、高精細化には超高密度実装が必要」というのがマイクロLED量産のネック




「これはひょっとすると」と可能性を感じさせる技術もある。それが「薄膜による波長変換」と「マイクロ(ナノ)ワイヤーLED素子」



microLED_maker_RD_image1.gif

薄膜による波長変換は、15年にVerLASE Technologies(米デラウェア州)が発表


青色LEDチップアレイ上に、半導体量子井戸に囲まれた共振器キャビティーからなるモノリシックな薄膜変換層を重ね合わせるというもので、この薄膜を青色光で励起すると緑や赤に変換できる


同社はこれを「Chromover波長変換技術」と呼び、米国で特許を取得


マイクロ(ナノ)ワイヤーLED素子は、フランスのAlediaやスウェーデンのgloなどが開発


ウエハーをマイクロあるいはナノサイズのロッド(柱)状に3D加工し、このワイヤー1本ずつを発光素子として機能させる


Alediaは、フランスの研究機関CEA-Letiが6年間開発してきた3D-LED技術をスピンアウトして11年に設立された企業で、GaN on Si LEDの開発を進めており、15年にはシリーズBとして3100万ドルの資金調達に成功している。gloはルンド大学Nanometer Structure Consortiumでの11年間の研究成果をもとに設立された企業で、米シリコンバレーに開発パイロットラインを持つ



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