Micro-LEDsのスタックプロセスを開発

March, 3, 2023, Atlanta--Georgia Tech-Europe と MITの研究者は、世界最小、最薄microLEDsで、より没入的、リアリスティックなVR/ARディスプレイを可能にするプロセスを実証するために新技術を使用している。

VRヘッドセットをつけると、恐らく、スクリーンドアを通して世界を見ているかのようになる。現在のフラットパネルディスプレイは、裸眼に見えるピクセルを使用しており、各ピクセル間の微小な光がない、暗い空間が黒いメッシュのようなグリッドとして現れる。

今回、ジョージア工科大学の研究者はMITの研究者と協力して、より小さく、薄いピクセルによるLEDディスプレイを実現するために2D材料ベースの新しいプロセスを開発した。2D、材料ベース層移転技術によって可能になったイノベーションは、より鮮明でリアリスティックなLEDディスプレイの未来を約束する。

論文は、Natureに発表された。タイトルは、“Vertical full-colour micro-LEDs via 2D materials-based layer transfer.”
Sejong University(2D材料ベース相転移による垂直フルカラーmicroLEDs)。共著者には、韓国世宗大学(Sejon University)の研究者も含まれる。

ジョージア工科大学教授、Abdallah Ougazzadenと研究者Suresh Sundaram(両者とも電気・コンピュータ工学部)は、MITの研究者と協力して、従来のLED製造プロセスを、文字通り引っくり返した。ピクセル密度を制限する、赤、緑、青(RGB) LEDを並べる普及しているプロセスの代わりに、チームは、垂直スタック自律型、超薄RGB LED膜とし、アレイ密度5100ピクセル/インチを達成した。これは、今日まで報告されている中で最小ピクセルサイズ(4µm)、最小ピクセル高さであり、商用色範囲の全てを提供する。この超小型垂直スタックは、Georgia Tech-Europeラボで開発された2D窒化ホウ素と、MITで開発されたグラフェンへのリモートエピタキシー法技術へのワンデルワールス技術によって達成された。

その研究は、世界最薄にして最小のピクセルディスプレイが、2D材料、グラフェンやホウ素などの2D材料を使うアクティブ層分離技術により可能になることを示した。これによりmicroLEDディスプレイとなる高アレイ密度microLEDsが可能になる。

2D、材料ベースレイヤ移転(2DLT)技術の一つにユニークな面は、それがエピタキシャルウエファの再利用を許すと言う点である。この高コストの基板の再利用は、より小型で薄い、一段とリアリスティックなディスプレイの製造コストを大幅に下げる。

「われわれは今回、この先端2D、材料ベース成長と移転技術が、VR/ARディスプレイなど、特別な領域で従来の成長と移転技術を上回ることを実証した」とジョージア工科大学チームの研究リーダー、Ougazzadenはコメントしている。

これら先端技術は、MOCVDリアクタで開発された。これはウエファスケールでLEDを製造する重要装置である。2DLT技術は、高スループット産業規模に複製できる。同技術は、VR/AR分野を次のレベルに押し上げる潜在性があり、次世代没入型リアリスティックLEDディスプレイを可能にる。

「この新技術は、フレキシブルエレクトロニクス、オプトエレクトロニクスへの組込への途方もない潜在性がある。これは、新機能の開発、スマートフォンスクリーンから医療機器までの商用製品開発に産業を引きつけるとわれわれは考えている」とOugazzadenは話している。

(詳細は、https://news.gatech.edu)