「赤、緑、青をひとつに」…ルーメンが「RGBワンチップ」モノリシックマイクロLEDを開発

「赤、緑、青をひとつに」…ルーメンが開発した「RGBワンチップモノリシックマイクロLED」

• 1枚のエピタキシャルウェーハ上に実装
• 転送プロセスを 3 分の 1 に削減
• コストの削減と生産性の向上
• TV/XR市場の商品化促進を目指す

マイクロ発光ダイオード（LED）の利用率と生産性を劇的に向上させる技術が韓国で開発された。技術的困難により遅々として進んでいないマイクロLEDの普及が加速するかどうかに注目が集まっている。

Lumensは24日、マイクロLED用のモノリシック赤、緑、青（RGB）エピタキシャルウエハを開発したと発表した。エピタキシャルウエハとは発光層を有する基板のことで、ルーメン技術は一枚のウエハ上にRGBを積層するのが特徴です。

LEDは通常、エピタキシャルウエハ上に形成された発光層に電極を接続し、個別に切り出して使用されます。電極に接続され、単独で使用できる場合、LED チップと呼ばれます。

1 つの LED チップは 1 つの色だけを発光します。これは、エピタキシャルウェーハ上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を発光する層が１層しか形成されていないためである。

この方法とは異なり、ルーメン技術では 1 枚のエピタキシャル ウェーハ上に RGB が同時に実装されます。赤（R）、緑（G）、青（B）の層を一度に積み上げて「ワンチップ」を形成します。ルーメンズ関係者は「一枚の部品から作られるという意味で『モノリシック』と名付けた」と語った。

RGBを重ねる効果により、使いやすさと生産性が向上します。一例として、マイクロ LED ディスプレイの製造における大幅な削減が期待できます。

マイクロ LED ディスプレイは、数百万個のマイクロ LED チップでできています。これは、ディスプレイの最小単位である 1 つのピクセルを構成するだけで、R、G、B の 3 つのチップが必要になるためです。

マイクロLEDを数百万個使用すると製造コストが高額になり、取り付け（転写）も非常に煩雑で時間がかかりますが、ワンチップ化により3分の1に削減できます。

同社関係者は、「従来は1画素を作るのに3回の転送工程が必要だったが、R・G・Bが1チップで生産されるため、1回の転送工程で済むようになる」と説明した。ウェーハ枚数を1枚に減らすことができるため、ユーザーは生産コストを削減し、プロセス時間を短縮することができます。」

Lumens は、この技術を実装するために赤色 LED の材料を変更したと付け加えました。既存のマイクロLEDの赤色にはガリウムヒ素が含まれていました。この材料は青や緑の材料とは性質が全く異なるため、扱いや積み重ねが困難です。

ルーメンスは、赤色LEDの材料を窒化インジウムガリウム（InGaN）に変更したと説明した。窒化インジウムガリウム材料を含む赤色LEDは青色LEDや緑色LEDと同じ材料であるため、取り扱いが容易でワンチップ生産に有利です。

Lumensは、マイクロLEDエピタキシャルウエハがマイクロLED TVや拡張現実（XR）デバイスの実装に有用であると発表し、商用化を推進していく予定であると発表した。

Lumens は国内 LED 業界の第一世代の企業です。主に液晶テレビ用のバックライトユニット（BLU）を製造していました。近年は市況悪化による浮き沈みを経験したが、本社土地の売却や子会社の再編などで立て直しを図った。マイクロLEDを新たな成長エンジンとして育てていく計画だ。