SIGLENT （シグレント）SDS7000A シリーズ デジタル・オシロスコープ

CFB（Crystal Film Bonding）技術によるマイクロLEDアレイとは、主に沖電気工業（OKI）が開発・商用化している独自の異種材料集積技術を用いて製造される、超小型・高精細なLED素子（マイクロLED）の集合体です。

この技術の核は、LEDの発光層と、それを駆動するIC（集積回路）を直接・高精度で接合・一体化することにあります。

CFB技術の仕組み

CFB（Crystal Film Bonding）は、従来のマイクロLED製造における課題であった、異なる半導体材料の接合と駆動回路との一体化を解決する手法です。

1. 薄膜剥離と接合:

   • 発光層（LEDフィルム）の作製: ガリウムヒ素（GaAs）や窒化ガリウム（GaN）などの化合物半導体ウェハー上に、マイクロLEDの発光に必要な薄膜（フィルム）を成長させます。

   • 剥離・転写: この発光層を元の成長基板から剥離し、接着剤を使わずに、駆動回路が形成されたシリコン（Si）半導体のドライバーICウェハー上に直接接合（ボンディング）します。この接合には、主に分子間力などが利用されます。

2. 素子加工と一体化:

   • 接合後、通常の半導体プロセスを用いて、転写された薄膜をマイクロLED素子として微細加工し、シリコンIC側の配線と電気的に接続します。

   • これにより、LED素子と駆動ICが高い精度と熱伝導性を保ったままワンチップ化されます。

CFBマイクロLEDアレイの主な利点

CFB技術を用いることで、マイクロLEDディスプレイの性能と生産性が大きく向上します。

1. 高性能・高効率:

   • 直接接合による性能向上: 接着剤を使用しないため、接合界面での電気的、光学的、熱的な伝搬ロスが極めて少なくなります。これにより、発光効率の向上や熱放散性の改善が実現します。

   • フリップチップ構造: LEDを裏返して接合するフリップチップ構造により、電極による光の遮蔽が減り、高い光取り出し効率が得られます。

2. 高集積化・小型化:

   • 駆動ICとの一体化: LED素子と駆動回路を同じウェハー上で一体化できるため、従来の別々のチップを実装する方式に比べ、超小型で高精細なアレイの実現が可能です。

   • 微細配線の容易さ: 半導体プロセスで微細な配線を形成できるため、高精細ディスプレイに不可欠な微細ピッチ（素子間隔）での接続が容易になります。

3. 異種材料の機能複合化:

   • 単一材料の限界突破: 発光に最適な化合物半導体と、駆動・制御回路に最適なシリコンを組み合わせて、それぞれの材料の強みを最大限に活かした高性能デバイスを作製できます。

応用分野

CFB技術により実現される高精細で高性能なマイクロLEDアレイは、次世代ディスプレイ技術の核となります。

• AR/VRグラス（ウェアラブルデバイス）: 高輝度、高精細、低消費電力というマイクロLEDの特長は、AR（拡張現実）やVR（仮想現実）デバイスのマイクロディスプレイに最適です。

• 高精細大型ディスプレイ: 屋外用サイネージやテレビなど、広い色域と高コントラストが求められる分野。

• ヘッドアップディスプレイ（HUD）: 自動車のフロントガラスなどに情報を投影する用途。

• 光通信: 高速な光信号の発光・変調デバイスへの応用。