高密度集積化フルカラーLEDディスプレイの開発

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シリコンマイクロマシニング技術を用いた高密度集積化LEDディスプレイの研究において以下の様な成果が得られた。(1)高密度のフルカ-LEDディスプレイを実現するため、LEDチップの実装基板に(100)シリコン単結晶を用い、異方性エッチングにより4角錐状のマイクロレフレクタを形成し、この中にLEDチップを装着することによりチップ側面からの光を前面に放射すると共に、チップからの熱を熱伝導率に優れたシリコン基板を通じて放熱することが可能となった。(2)LEDチップの上部電極からの電気的接続は従来ワイヤボンディングが使われていたが、本研究では、微細な配線をほどこしたガラス板を用いて、導電性ペーストによりLEDと一括接続する方法を開発した。この結果、LEDへの配線と表面保護が同時に行える利点がある。(3)マイクロレフレクタを有する25mm角のシリコン基板に16×16×3画素を形成したものを1ユニットとし、またQFP構造を有するリ-ドフレームによりユニットからの配線を引き出す構造を開発した。これによりユニットをタイル状にマザ-ボード上に並べて任意の画素数のLEDディスプレイパネルを形成することが可能である。(4)赤、緑、青色用のLEDとしてGaAlAs、GaP、SiCを用いてフルカラーディスプレイパネルを試作したが、青のLEDの輝度が極めて低いため十分な明るさを持つ画面が得られなかったが、近年開発されたGaNによる青色LEDを採用する事により高輝度の画面を実現できた。(5)LEDチップと駆動用回路を集積化するために、エンハンスメント形nチャネルMOSFETの試作を行ったが、使用した基板の比抵抗が0.1Ω-cm前後であるため、基板絶縁不良によるリ-ク電流が大きく点灯不良、輝度ムラが生じた。このため10Ω-cm以上の基板を用い、チャンンルドープ法を採用することが必要である。