研究シーズ名
三原色集積型ナノコラムLED ―映像機器の低消費電力化に寄与する映像デバイスの開拓―
分  野 光エレクトロニクス・ナノデバイス
キーワード フルカラー、発光素子、ナノ構造、ディスプレイ応用
研究者名 岸野 克巳
Kishino Katsumi
職  名 教授
所  属 上智大学
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概    要
 GaNナノコラムによって、三原色集積型の新次元ナノコラムLED(Light Emitting Diode)を実現し、映像機器の低消費電力化の基盤技術を確立します。この目的を達成するため、規則配列したInGaN系ナノコラム結晶で、赤色域の発光効率を高めつつ、Si基板上の高品質ナノ結晶の成長法を開拓して、大面積の低価格デバイスの基盤技術を確立します。また、同一基板上に複数個のナノコラムLED結晶を作製し、コラム径によりLED発光色を制御することで、三原色集積型ナノコラムLEDを実現しました。この夢の新世代LED(図1)は、超低消費電力の網膜走査ディスプレイ(図2)、さらにはLEDプロジェクター型TVに応用されるでしょう。


応用例
三原色LEDは、図2の超低消費電力の網膜走査ディスプレイ光源として利用でき、2次元配列化によって半導体ディスプレイが構成できればLEDプロジェクター型TV用の映像エンジンにとなり得ます。
今後の発展性
三原色集積型ナノコラムによって、夢の新次元LEDが実現され、その2次元アレイ化はナノコラム半導体ディスプレイ創製を促し、その過程で赤色域InGaN系LED高効率化が要求されるため、高輝度赤色ナノコラムLED基盤技術の構築が進みます。一方、その基礎となる規則配列ナノコラムでは、フォトニック結晶効果が発現され、面発光型ナノコラム半導体レーザー基礎技術が得られて、将来的には三原色ナノコラムレーザー実現が期待されます。このようにGaN系ナノコラムは、フルカラー産業分野で大きな波及性とインパクト性を有するデバイス技術に発展し得ます。
研究設備
分子線エピタキシー、電子線描画、集束イオンビーム、スパッター、ドライエッチング、高速アニール、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)、ダイシング、ボンディング装置、レーザー顕微鏡、顕微フォトルミネッセンス、真空蒸着装置など。
共同研究・外部機関との連携への期待
三原色集積型LED開発と高性能化、ナノコラム半導体ディスプレイ、ナノコラム緑色半導体レーザー、高輝度赤色ナノコラムLEDの開発
関連特許・論文等
1. H.Sekiguchi, K.Kishino, and A.Kikuchi, “Emission color control from blue to red with nanocolumn diameter of InGaN/GaN nanocolumn arrays grown on same substrate”, Appl. Phys. Lett. 96 (2010) 231104.
2. K.Kishino, H.Sekiguchi and A.Kikuchi, “Improved Ti-mask selective-area growth (SAG) by rf-plasma-assisted molecular beam epitaxy demonstrating extremely uniform GaN nanocolumn arrays”, J. Cryst. Growth 311 (2009) 2063-2068.

お問合せ先
上智大学学術情報局研究推進センター
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