サムスン電子、ガラスのＬＥＤ具現化に成功…世界初

サムスン電子が世界で初めてガラス基板の上に発光ダイオード（ＬＥＤ）を具現するのに成功した。この技術が商用化されればガラス窓が照明になり、ディスプレーとして使用できるという画期的な研究成果だ。

サムスン電子総合技術院はガラス基板の上に窒化ガリウム（ＧａＮ）を成長させ、ＬＥＤを具現するのに成功したと１０日、発表した。研究の結果は世界的権威の国際学術誌「ネイチャー・フォトニクス」（Ｎａｔｕｒｅ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）にこの日掲載された。

ガラス基板は原子の配列が規則的でない「非晶質」という特性のためＬＥＤ基板素材としては不適切だと認識されてきた。発光物質の窒化ガリウムは原子構造が一定の軸に沿って規則的に反復される「単結晶」。このため「非結晶」のガラス基板の上には具現されにくかった。

こうした限界のため、ガラスは価格が安く、広い面積で作りやすいという長所にもかかわらず、ＬＥＤ基板の素材として使用できなかった。したがって窒化ガリウムＬＥＤはサファイアやシリコンなど「単結晶」の性格を帯びる基板の上でのみ具現できるというのが科学界と電子業界の定説だった。現在商用化されているＬＥＤはサファイア基板を使用し、シリコン基板は商用化に向けて技術開発中だ。

サムスン電子研究チームは工業用「シリカガラス」基板の上にチタンと低温窒化ガリウムの二重薄膜を載せ、その上に窒化ガリウムをピラミッド形態に成長させるのに成功した。

研究を主導したチェ・ジュンヒ専門研究員は「新しい工法を活用すれば、サファイア基板を使用する場合に比べて最大４００倍、シリコン基板に比べて１００倍大きいＬＥＤ基板の生産が可能になる」と説明した。基板面積が大きくなれば、一つの基板からＬＥＤチップをより多く得られるため生産性が上がり、価格競争力を持つ。

チェ専門研究員は「ガラス基板の上にＬＥＤが具現されれば、ガラス窓が照明やディスプレーにもなる」とし「将来的には建物が独自の色と表情を持つようになる」と説明した。

サムスン電子はこの技術が商用化されるまで１０余年かかるとみている。サファイア基板は１９６９年に技術が開発され、９３年に商用化されるまで２４年かかり、９０年代初めに開発されたシリコン基板はまだ量産されていない。

◇ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）＝半導体に電流を流せば自主的に光を出す現象を利用した電子部品。エネルギー消費量を削減でき、水銀をはじめとする中毒性有害物質が含まれず環境親和的。