超大型ディスプレイの品質を極限まで高めるマイクロLED（前編）：福田昭のデバイス通信（421） 2022年度版実装技術ロードマップ（45）（1/2 ページ）

[福田昭，EE Times Japan]

三原色のLEDが100インチを超えるフルカラーディスプレイを実現

　電子情報技術産業協会（JEITA）が3年ぶりに実装技術ロードマップを更新し、「2022年度版　実装技術ロードマップ」（書籍）を2022年7月に発行した。本コラムではロードマップの策定を担当したJEITA Jisso技術ロードマップ専門委員会の協力を得て、ロードマップの概要を本コラムの第377回からシリーズで紹介してきた。

　本コラムの第418回から、第2章第6節（2.6）「新技術・新材料・新市場」の概要を説明している。同回と続く第419回は、最初のテーマである「2.6.2　エネルギー」の内容を簡単に紹介した。前回からは、2番目のテーマである「2.6.3　次世代ディスプレイデバイス」の概要を解説している。前回はディスプレイデバイスの基本的な事柄を簡単に説明した。今回は発光ダイオード（LED）を画素とする超大型ディスプレイ（超大型スクリーン）の概要を紹介する。実装ロードマップ本体の目次では、「2.6.3.2　超大型ディスプレイ（LEDビデオウォール）」に相当する部分である。

第2章第6節第3項「次世代ディスプレイデバイス」の主な目次。実装技術ロードマップ本体（書籍）から筆者が作成した

パッケージLEDとミニLED、マイクロLEDの違い

　LEDを画素とする大型ディスプレイ（「LEDビデオウォール」とも呼ぶ）は基本的に業務用であり、カスタマイズされた一品物であることが多い。設置場所は、球技場（野球、サッカー、ラグビーなど）や展示会（見本市）のブース、企業のプレゼンテーション施設や大会議室、文化施設（博物館や歴史資料館など）などである。大きさ（対角線寸法）は約100インチ（2.54m）から約400インチ（10.16m）とかなり違う。

　光源であるLEDは、赤色（R）を発光するダイオード、緑色（G）を発光するダイオード、青色（B）を発光するダイオードで1つの画素（ピクセル）を構成する。RGBは光の三原色であり、これら3種類のLEDによって広い発色範囲を確保する。

　最も安価なディスプレイ用LEDは、3種類のLEDをならべて1つの透明樹脂パッケージに封止した「パッケージLED」である。LEDチップ（RGB3色全体）の大きさは200μm角〜1mm角とかなり小さい。最短で画素ピッチが1.25mm（約20画素/インチ）の高密度なディスプレイを作れる。

　パッケージLEDの弱点は、光が樹脂を通過するときに散乱が発生することにある。散乱によってコントラスト比が下がってしまう。またパッケージの厚みがそれなりに存在する。そこで樹脂封止せずに、RGB3色のLEDチップを直接、パネル基板に搭載する薄型化技術が開発された。

　樹脂封止を省いたディスプレイ用LEDには大別すると、「ミニLED」と「マイクロLED」がある。両者の区別は外形寸法（大きさ）によるものと、基板の有無によるものがある。「ミニLED」の外形寸法は100μm角〜200μm角と、パッケージLEDに比べるとかなり小さい。ミニLEDを形成するウエハーはサファイアウエハーが一般的である。ウエハーがLEDダイの基板（サファイア基板）となる。

　「マイクロLED」の外形寸法は100μm角〜50μm角とさらに小さい。LEDを形成するウエハーにはミニLEDと同じくサファイアウエハーを使う。ただしマイクロLEDは通常、LEDダイをウエハーからはく離してキャリアウエハー（デバイスを取り扱いやすくするためのキャリア）に載せる。キャリアウエハーへの接着にはフィルム状の接着材を使う。