創光科学における高性能DUV-LEDの開発   “DUV-LED本格実用化元年を目前にして”

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1 創光科学における高性能 DUV-LED の開発 DUV-LED 本格実用化元年を目前にして 創光科学株式会社代表取締役会長 一本松正道 1

2 本日の講演内容 1. DUV-LED とは何か 原理 構造 UV-LED 応用市場 2. Who is UV Craftry 創光科学のご紹介 3. 最近の研究成果 4. 今後の展望 2

3 Bandgap energy (ev) Background AlN is one of the promising template materials for optical devices such as deep ultraviolet light emitting diodes (DUV-LEDs) AlN AlN III-N III -P III -As II-Se <UV-LED > 4 GaN H-SiC InN 3.5 CdS AlP GaP CdSe GaAs Si Lattice parameter (Å) ZnSe AlAs InP InAs HgSe 6.0

4 Band Gap [ev] AlGaN-based LED: Target Wavelength InGaN AlGaN 6.2 AlN(200) ターゲット nm 3.4 GaN(365) 1.9 InN Green(525) Blue(450) Blue Ray(405) Wavelength [nm]

5 DUV-LED Structure Film Structure Process Flow Electrode p-gan p-algan QW n-algan u-algan AlN Sapphire Electrode LED Growth Mesa Etching Electrode Dicing Bonding Packaging

6 UV Craftory Co. Ltd. DUV-LED Structure Bonding Flip chip bonding Sapphire Packaging TO-5

7 Normalized Intensity [a.u.] Examples of Wavelength Spectra of LEDs nm 270nm 280nm 290nm 305nm 315nm 335nm 350nm Wavelength [nm] 各波長帯のLEDが得られている

8 DUV-LED の特徴 < 本質的特徴 > 任意の単一波長が得られる 小型 軽量 瞬時起動 低電圧駆動 高輝度 非コヒーレント光 Hg Free 8

9 DUV-LED の特徴 < 比較優位の可能性が高い特徴 > 長寿命 高効率 低コスト 9

10 DUV-LED Market General UV curing UV printing Photolithography UV-A: >315nm Counterfeit banknote detection Photocatalysis air purification UV-B: nm Medical phototherapy Analytical instruments (ex. DNA) UV-C: <280nm Disinfection purification (water/air) Analytical instruments (ex. BOD sensor)

11 DUV-LED 応用市場の分類 < 市場類型 > 既存紫外線光源の代替 既存応用の拡大応用製品の機能向上 コストダウンによるシェア拡大 Ex. 殺菌 制菌 UV Print 新規応用 < 機能分類 > 照射用 / センサー用 11

12 DUV-LED 市場の特徴 多数のニッチ市場の集合体 応用製品の設計と密接にリンクした光源設計 12

13 日本最大級の大学発ベンチャー 創光科学 13

14 日本発の人類社会を変え得る新材料技術 AlGaInN 系化合物半導体エピタキシャル成長技術 赤崎勇先生天野浩先生 基本的ブレークスルーの達成 青色 LED パワーデバイス 創光科学 紫外線 LED 一兆円市場を形成 開発中 開発中

15 主要メンバー 赤崎勇名城大学教授工学博士名古屋大学特別教授 主な受賞 1997 年紫綬褒章 2002 年勲三等旭日中綬章 2003 年日本学術会議会長賞 2004 年文化功労者 2009 年京都賞 天野浩 名古屋大学教授工学博士 主な受賞 1998 年英国 Rank 賞 2002 年武田賞

16 一本松正道 創光科学株式会社代表取締役会長東北大学客員教授 ルネッサンス エナジー インベストメント代表取締役元大阪ガス株式会社エネルギー開発部 / 部長東京大学理学部化学科卒工学博士 ( 東京大学 ) 平野光 創光科学株式会社取締役研究開発所長東京大学工学部応用物理学科卒工学博士 ( 東京大学 )

17 創光科学のビジネススキーム 日本政策投資銀行 専用実施権供与 共同研究 名古屋大学 名城大学 地上の星投資事業有限責任組合 日機装 30 億円 70% 一般投資家 創光科学 30% 大阪ガス 研究チームの譲渡 主要メンバー 創業出資

18 実験室 2F 研究開発センター名城大学 14 号館 実験室 1F

19 最近の研究成果 19

20 高出力実験 UV Craftory Co. Ltd.

21 実験条件 電極 チップサイズ: 800 mm 800 mm 0.64 mm 2 p 電極面積 : 0.15 mm 2 電流密度 0.1A マウント フリップチップボンディング 活性層 サファイア サブマウント UV Craftory Co. Ltd.

22 Moth-eye Ultraviolet Light ( nm) Moth-eye Sapphire HT-AlN un-algan n-algan QW EBL p-algan p-gan SEM photograph of moth-eye. UV Craftory Co. Ltd.

23 Light extraction factor Moth-eye による光取出しの改善率 Wavelength (nm) Note: On wafer condition UV Craftory Co. Ltd.

24 Light output (mw) 354 nm (GaN Well, Without Epitaxial Lateral Overgrowth ) EQE (%) 100 5% Estimation with moth-eye 50 0 CW 5min Pulse 1sec EQE Current (ma) 0% UV Craftory Co. Ltd.

25 Light output (mw) 280 nm (Al 0.35 Ga 0.65 N Well, Without Epitaxial Lateral Overgrowth ) EQE (%) CW 5min Pulse 1sec EQE 5% Estimation with moth-eye Current (ma) 0% UV Craftory Co. Ltd.

26 Light output (mw) 259 nm (Al 0.57 Ga 0.43 N Well, Without Epitaxial Lateral Overgrowth ) EQE (%) CW 5min Pulse 1sec EQE 5% Estimation with moth-eye % Current (ma) UV Craftory Co. Ltd.

27 Light output ratio (a.u.) Endurance ( 200mA, 初期出力 33mW) L 70 ~500 hours 23mW Time (hours) UV Craftory Co. Ltd.

28 Light output (mw) EQE (%) 高出力実験結果 (1) 各波長の高出力連続試験結果 nm (GaN Well, With ELO) 10% 354 nm 500mA T 70 ~ mA % 280 nm 75mW@DC 500mA Current (ma) 0% 259 nm 38mW@DC 500mA (2) 光取出し加工 (motheye) を想定した場合の計算値 DC 連続 500mA 駆動で 354, 280nm 100mW 以上 259nm 50mW 以上 UV Craftory Co. Ltd.

29 Conclusion 波長 (nm) 初期出力 光取出し推算値 L (hours) ~ 波長 (nm) EQE (%) EQE 光取出し推算値 (%) ~ ~ ~ ~7.2 UV Craftory Co. Ltd.

30 外部量子効率 (EQE) UV Craftory Co. Ltd.

31 External Quantum Efficiency (%) External quantum efficiency Corrected EQE values 10 Estimated values with motheye ELO Experimentally Demonstrated without both motheye and ELO Wavelength (nm) UV Craftory Co. Ltd.

32 弊社の現状認識と今後の展望 創光科学は 商業生産に十分な出力 効率 生産効率を持つ照射用 DUV-LEDの開発に成功した ( センサー用途は言うまでもない ) 来る2011 年は DUV-LED 本格実用化元年となるだろう DUV-LED の市場の拡大は DUV-LED 技術そのものの 進歩と応用製品の開発を両輪として発展していくであろう 32

33 ご静聴ありがとうございました 33

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