DE112020000521T5 - Lichtemittierende vorrichtung und bildanzeigegerät - Google Patents

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Mikio Takiguchi
Takahiro Koyama
Toyoharu Oohata
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Sony Group Corp
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Abstract

Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält: eine reflektierende Struktur, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist und auf der ersten Oberfläche eine Öffnung aufweist, deren seitliche Oberfläche mit einem ersten reflektierenden Film versehen ist; ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht und eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, die gestapelt sind, wobei die Öffnung der reflektierenden Struktur und die aktive Schicht einander gegenüberliegend angeordnet sind; und ein Trägerbauteil, das eine lichtdurchlässige Eigenschaft hat und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei das lichtemittierende Halbleiterelement auf der Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Struktur auf der Seite der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche mit der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur zumindest teilweise in Kontakt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich beispielsweise auf eine lichtemittierende Vorrichtung, die eine Leuchtstoffschicht auf einer Austrittsoberfläche einer Festkörper-Lichtquelle enthält, und auf ein Bildanzeigegerät, das die lichtemittierende Vorrichtung enthält.
  • Hintergrundtechnik
  • In den letzten Jahren kamen ein Beleuchtungsgerät und ein Bildanzeigegerät, die eine Vielzahl lichtemittierender Dioden (LEDs) enthalten, weithin in Gebrauch. Beispielsweise wurde eine LED-Anzeige vorgeschlagen, in der als ein Pixel drei LEDs verwendet werden, die rotes (R), grünes (G) und blaues (B) Farblicht emittieren und diese in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind. Als Lichtquelle der LED-Anzeige wurde ein lichtemittierendes Gerät mit Farbumwandlung entwickelt, in dem ein Leuchtstoff auf der LED angeordnet ist und mittels Farbumwandlung durch den Leuchtstoff eine gewünschte Farbentwicklung erhalten wird.
  • Im Übrigen wird eine Verbesserung der nach vorn gerichteten Lichtextraktionseffizienz von einem lichtemittierenden Element mit Farbumwandlung gefordert, das Quantenpunkte als Leuchtstoff nutzt. Als ein Verfahren zum Verbessern der nach vorn gerichteten Lichtextraktionseffizienz offenbart beispielsweise PTL 1 ein lichtemittierendes Halbleiterelement, in dem ein Durchgangsloch in einer Kristallwachstumsstruktur einer LED vorgesehen ist und die Kristallwachstumsstruktur durch Füllen des Durchgangslochs mit einem Leuchtstoff als Reflektor genutzt wird.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2003-258300
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wie oben beschrieben wurde, wird eine Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz einer lichtemittierenden Vorrichtung von der LED-Anzeige gefordert, um eine hohe Luminanz und einen niedrigen elektrischen Stromverbrauch zu erzielen.
  • Es ist wünschenswert, eine lichtemittierende Vorrichtung und ein Bildanzeigegerät bereitzustellen, die es möglich machen, eine Lichtextraktionseffizienz zu verbessern.
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält: eine reflektierende Struktur, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist und auf der ersten Oberfläche eine Öffnung aufweist, deren seitliche Oberfläche mit einem ersten reflektierenden Film versehen ist; ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht und eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, die gestapelt sind, wobei die Öffnung der reflektierenden Struktur und die aktive Schicht einander gegenüberliegend angeordnet sind; und ein Trägerbauteil, das eine lichtdurchlässige Eigenschaft hat und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei das lichtemittierende Halbleiterelement auf der Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Struktur auf der Seite der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche mit der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur zumindest teilweise in Kontakt ist.
  • Ein Bildanzeigegerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält eine Vielzahl der obigen lichtemittierenden Vorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und dem Bildanzeigegerät gemäß einer Ausführungsform ist die reflektierende Struktur, die die Öffnung aufweist, deren seitliche Oberfläche mit dem reflektierenden Film (erster reflektierender Film) versehen ist, über das Trägerbauteil mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft auf dem lichtemittierenden Halbleiterelement gestapelt. Dadurch wird eine Elementgröße des lichtemittierenden Halbleiterelements gleich der Öffnung der reflektierenden Struktur oder kleiner als diese.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • [2A] 2A ist eine schematische Draufsicht der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie von oben gesehen wird.
    • [2B] 2B ist eine schematische Draufsicht der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie von unten gesehen wird.
    • [3A] 3A ist eine Draufsicht von Beispielen von Formen eines Trägerbauteils und einer reflektierenden Struktur der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung. [3B] 3B ist eine Draufsicht anderer Beispiele der Formen des Trägerbauteils und der reflektierenden Struktur der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung.
    • [3C] 3C ist eine Draufsicht weiterer Beispiele der Formen des Trägerbauteils und der reflektierenden Struktur der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung.
    • [4A] 4A ist eine Draufsicht (A) und eine Querschnittsansicht (B) eines Beispiels einer unebenen Form des in 1 veranschaulichten Trägerbauteils.
    • [4B] 4B ist eine Draufsicht (A) und eine Querschnittsansicht (B) eines weiteren Beispiels der unebenen Form des in 1 veranschaulichten Trägerbauteils.
    • [4C] 4C ist eine Draufsicht (A) und eine Querschnittsansicht (B) eines weiteren Beispiels der unebenen Form des in 1 veranschaulichten Trägerbauteils.
    • [4D] 4D ist eine Draufsicht (A) und eine Querschnittsansicht (B) eines weiteren Beispiels der unebenen Form des in 1 veranschaulichten Trägerbauteils.
    • [5A] 5A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels eines Herstellungsprozesses der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung.
    • [5B] 5B ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5A folgenden Prozesses.
    • [5C] 5C ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5B folgenden Prozesses.
    • [5D] 5D ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5C folgenden Prozesses.
    • [5E] 5E ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5D folgenden Prozesses.
    • [5F] 5F ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5E folgenden Prozesses.
    • [5G] 5G ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5F folgenden Prozesses.
    • [5H] 5H ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5G folgenden Prozesses.
    • [51] 5I ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5H folgenden Prozesses.
    • [5J] 5J ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5I folgenden Prozesses.
    • [5K] 5K ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5J folgenden Prozesses.
    • [5L] 5L ist eine schematische Querschnittsansicht eines 5K folgenden Prozesses.
    • [6] 6 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Einheit, die eine Vielzahl der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtungen enthält.
    • [7] 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Konfiguration eines Bildanzeigegeräts, das die in 6 veranschaulichte lichtemittierende Einheit enthält. [8] 8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Layouts des in 7 veranschaulichten Bildanzeigegeräts veranschaulicht.
    • [9] 9 ist ein Pixel-Schaltungsdiagramm, das ein Verfahren zur aktiven Matrix-Ansteuerung veranschaulicht.
    • [10] 10 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • [11] 11 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung.
    • [12] 12 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Konfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung.
    • [13] 13 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Konfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung.
    • [14A] 14A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung.
    • [14B] 14B ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Konfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung.
    • [14C] 14C ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Konfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung.
    • [15] 15 ist ein schematisches Diagramm, das eine Querschnittsform der in 14A veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung veranschaulicht.
    • [16A] 16A ist ein schematisches Diagramm, das eine Querschnittsform an einer Position der in 14B veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung veranschaulicht.
    • [16B] 16B ist ein schematisches Diagramm, das eine Querschnittsform an einer anderen Position der in 14B veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung veranschaulicht.
    • [17] 17 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 3 der vorliegenden Offenbarung.
    • [18] 18 ist eine schematische Draufsicht der in 17 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung.
    • [19] 19 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 4 der vorliegenden Offenbarung.
    • [20] 20 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Konfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 4 der vorliegenden Offenbarung.
    • [21] 21 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 5 der vorliegenden Offenbarung.
    • [22] 22 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Konfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 5 der vorliegenden Offenbarung.
    • [23] 23 ist eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Konfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Modifikationsbeispiel 5 der vorliegenden Offenbarung.
    • [24] 24 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 6 der vorliegenden Offenbarung.
    • [25] 25 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 7 der vorliegenden Offenbarung.
    • [26] 26 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung eines experimentellen Beispiels 1.
    • [27] 27 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung eines experimentellen Beispiels 2.
    • [28] 28 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung eines experimentellen Beispiels 3.
    • [29] 29 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung eines experimentellen Beispiels 4.
    • [30] 30 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung eines experimentellen Beispiels 5.
    • [31] 31 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung eines experimentellen Beispiels 6.
    • [32] 32 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung eines experimentellen Beispiels 7.
    • [33] 33 ist ein Kennliniendiagramm, das eine Lichtextraktionseffizienz der experimentellen Beispiele 1 bis 7 veranschaulicht.
  • Modi zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die folgende Beschreibung ist nur ein spezifisches Beispiel der vorliegenden Offenbarung, und die vorliegende Offenbarung soll nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt sein. Außerdem ist die vorliegende Offenbarung nicht auf Anordnungen, Abmessungen, Abmessungsverhältnisse und dergleichen jeder in den Zeichnungen veranschaulichten Komponente beschränkt. Es ist besonders zu erwähnen, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
    1. 1. Erste Ausführungsform (ein Beispiel einer lichtemittierenden Vorrichtung, die ein Trägerbauteil zwischen einem lichtemittierenden Element und einer reflektierenden Struktur enthält)
      • 1-1. Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung
      • 1-2. Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Vorrichtung
      • 1-3. Konfiguration einer lichtemittierenden Einheit
      • 1-4. Konfiguration eines Bildanzeigegeräts
      • 1-5. Arbeitsweise und Effekte
    2. 2. Zweite Ausführungsform (ein Beispiel, in dem eine seitliche Oberfläche des lichtemittierenden Elements geneigt ist)
    3. 3. Modifikationsbeispiel 1 (ein Beispiel, in dem ein Trägerbauteil mit elektrischer Leitfähigkeit verwendet wird)
    4. 4. Modifikationsbeispiel 2 (ein Beispiel einer Form des Trägerbauteils)
    5. 5. Modifikationsbeispiel 3 (ein Beispiel, in dem man eine Füllschicht in eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps des lichtemittierenden Elements vorstehen lässt)
    6. 6. Modifikationsbeispiel 4 (ein Beispiel einer Öffnungsform der reflektierenden Struktur)
    7. 7. Modifikationsbeispiel 5 (ein Beispiel, in dem ein Bonding unter Verwendung einer Klebstoffschicht durchgeführt wird)
    8. 8. Modifikationsbeispiel 6 (ein Beispiel, in dem ein Substrat mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft als die reflektierende Struktur verwendet wird)
    9. 9. Modifikationsbeispiel 7 (ein Beispiel, in dem ein optisches Bauteil auf der reflektierenden Struktur vorgesehen ist)
    10. 10. Beispiele
  • <1. Erste Ausführungsform>
  • 1 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 1) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2A veranschaulicht schematisch eine planare Konfiguration der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie von oben gesehen wird. 2B veranschaulicht schematisch eine planare Konfiguration der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie von unten gesehen wird. Man beachte, dass 1 einen entlang einer in 2A und 2B veranschaulichten Linie I-I genommenen Querschnitt veranschaulicht. Diese lichtemittierende Vorrichtung 1 wird geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts (z.B. eines Bildanzeigegeräts 100, siehe 7) verwendet, auf das als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ein Trägerbauteil 20 mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft und eine reflektierende Struktur 30, die auf der Seite der lichtemittierenden Oberfläche (Oberfläche 10S2) eines lichtemittierenden Elements 10 in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die reflektierende Struktur 30 hat eine Öffnung 30H an einer Position, die dem lichtemittierenden Element 10 gegenüberliegt, und eine seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H ist mit einem reflektierenden Film 32 versehen. In der Öffnung 30H ist beispielsweise eine Füllschicht 33 angeordnet, in der Leuchtstoffteilchen 331 und Streuteilchen 332 in einem Harz 333 dispergiert sind.
  • (1-1. Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung)
  • Das lichtemittierende Element 10 ist ein lichtemittierendes Festkörperelement, das Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbandes von einer oberen Oberfläche (Lichtextraktionsoberfläche S2) emittiert, und ist zum Beispiel ein LED-(lichtemittierende Diode) Chip. Der LED-Chip bezieht sich auf einen Zustand, in dem er aus einem für ein Kristallwachstum verwendeten Wafer ausgeschnitten wurde, und gibt an, dass er nicht ein von einem mit einem geformten Harz oder dergleichen bedeckter Gehäusetyp ist. Der LED-Chip hat eine Größe von beispielsweise 5 µm oder mehr und 100 µm oder weniger und wird als sogenannte Mikro-LED bezeichnet. Das lichtemittierende Element 10 entspricht einem spezifischen Beispiel eines „lichtemittierenden Halbleiterelements“ der vorliegenden Offenbarung.
  • Das lichtemittierende Element 10 enthält eine Halbleiterschicht, die eine Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht 12 und eine Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, die in dieser Reihenfolge gestapelt sind, und worin die Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps als die Lichtextraktionsoberfläche S2 (Oberfläche 10S2) dient. Diese Halbleiterschicht ist mit einem säulenförmigen Mesabereich M versehen, der die Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 12 umfasst, und hat auf der der Lichtextraktionsoberfläche 10S2 entgegengesetzten Oberfläche (Oberfläche 10S1) eine Stufe, die durch eine Erhebung gebildet wird, wo die Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps freigelegt ist, und eine Vertiefung, wo die Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps freigelegt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird auf die der Lichtextraktionsoberfläche 10S2 entgegengesetzte Oberfläche (Seite der Oberfläche 10S1) einschließlich des Vorsprungs und der Vertiefung als untere Oberfläche verwiesen. Ferner hat in Draufsicht die aktive Schicht 12 eine Breite, die gleich dem Boden der in der reflektierenden Struktur 30 vorgesehenen Öffnung 30H oder kleiner als diese ist. Das lichtemittierende Element 10 enthält ferner eine mit der Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelte erste Elektrode 14 und eine mit der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelte zweite Elektrode 15. Im lichtemittierenden Element 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 15 jeweils auf der Seite der Oberfläche 10S1 vorgesehen. Konkret ist die erste Elektrode 14 auf der Oberfläche 10S1 der Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, die die Erhebung der unteren Oberfläche ist, angeordnet und ist die zweite Elektrode 15 auf der Oberfläche 10S1 der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die die Vertiefung der unteren Oberfläche ist, angeordnet.
  • Ein Filmstapel 16, der einen Isolierfilm 16A und einen reflektierenden Film 16B umfasst, ist auf seitlichen Oberflächen der Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps, der aktiven Schicht 12 und der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps des lichtemittierenden Elements 10 vorgesehen. Der Filmstapel 16 erstreckt sich beispielsweise zur Peripherie der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15, und die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind durch eine auf der ersten Elektrode 14 vorgesehene Öffnung 16H1 und eine auf der zweiten Elektrode 15 vorgesehene Öffnung 16H2 nach außen freigelegt. Ferner erstreckt sich der Filmstapel 16 zu einer seitlichen Oberfläche des später zu beschreibenden Trägerbauteils 20, und dessen Ende ist mit beispielsweise der Oberfläche 20S2 der reflektierenden Struktur 30 in Kontakt.
  • Auf der Basis von Licht eines gewünschten Wellenlängenbandes wird Material wie jeweils geeignet für die Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps, die aktive Schicht 12 und die Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die in der Halbleiterschicht enthalten sind, ausgewählt. Das lichtemittierende Element 10 enthält zum Beispiel ein Verbund-Halbleitermaterial der Gruppe III-V und emittiert beispielsweise ultraviolettes Licht mit einer Emissionswellenlänge von 360 nm oder mehr und 430 nm oder weniger oder beispielsweise Licht eines blauen Bandes mit einer Emissionswellenlänge von 430 nm oder mehr und 500 nm oder weniger. Die aktive Schicht 12 ist vorzugsweise unter Verwendung beispielsweise eines GaInN-basierten Materials ausgebildet.
  • Die erste Elektrode 14 ist mit der Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps in Kontakt und mit der Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelt. Das heißt, die erste Elektrode 14 steht in ohmschem Kontakt mit der Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps. Die erste Elektrode 14 ist beispielsweise eine Metallelektrode und ist als beispielsweise Mehrschichtfilm (Ni/Au) aus Nickel (Ni) und Gold (Au) ausgestaltet. Alternativ dazu kann die erste Elektrode 14 unter Verwendung beispielsweise eines transparenten, elektrisch leitfähigen Materials wie Indiumzinnoxid (ITO) konfiguriert sein.
  • Die zweite Elektrode 15 ist in Kontakt mit der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps und ist mit der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelt. Das heißt, die zweite Elektrode 15 steht in ohmschem Kontakt mit der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps. Die zweite Elektrode 15 ist zum Beispiel eine Metallelektrode und ist als beispielsweise Mehrschichtfilm (Ti/Al) aus Titan (Ti) und Aluminium (Al) oder Mehrschichtfilm (Cr/Au) aus Chrom (Cr) und Gold (Au) ausgestaltet. Alternativ dazu kann die zweite Elektrode 15 unter Verwendung beispielsweise eines transparenten, elektrisch leitfähigen Materials wie etwa ITO konfiguriert sein.
  • Der Filmstapel 16 ist eine Schicht, die wie oben beschrieben von der seitlichen Oberfläche bis zur unteren Oberfläche der Halbleiterschicht ausgebildet ist, und umfasst den Isolierfilm 16A und den reflektierenden Film 16B, die in dieser Reihenfolge auf der Halbleiterschicht gestapelt sind. Der Isolierfilm 16A und der reflektierende Film 16B sind jeweils ein Dünnfilm und können durch beispielsweise einen Prozess zum Ausbilden dünner Filme wie etwa CVD, Gasphasenabscheidung oder Sputtern gebildet werden.
  • Der Isolierfilm 16A ist dafür konfiguriert, den reflektierenden Film 16B von der Halbleiterschicht elektrisch zu isolieren. Beispiele eines Materials des Isolierfilms 16A umfassen ein Material, das für von der aktiven Schicht 12 emittiertes Licht transparent ist, wie etwa SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 oder TiN. Der Isolierfilm 16A hat eine Dicke von beispielsweise etwa 50 nm bis 1 µm. Der reflektierende Film 16B ist dafür konfiguriert, von der aktiven Schicht 12 emittiertes Licht abzuschirmen oder zu reflektieren. Der reflektierende Film 16B ist in Kontakt mit der Oberfläche des Isolierfilms 16A ausgebildet. Der reflektierende Film 16B ist in der Öffnung 16H1 und der Öffnung 16H2 bis zu einem Punkt ausgebildet, der gegenüber einem Ende des Isolierfilms 16A beispielsweise geringfügig zurückgenommen ist. Folglich ist der reflektierende Film 16B von der Halbleiterschicht, der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 durch den Isolierfilm 16A isoliert (elektrisch getrennt). Der reflektierende Film 16B enthält ein Material, das von der aktiven Schicht 12 emittiertes Licht reflektiert, zum Beispiel Ti, Al, Kupfer (Cu), Au, Ni oder eine Legierung davon. Der reflektierende Film 16B hat eine Dicke von beispielsweise etwa 50 nm bis 1 µm.
  • Man beachte, dass ein Isolierfilm ferner auf dem reflektierenden Film 16B ausgebildet sein kann. In diesem Beispiel ist es vorzuziehen, dass der Isolierfilm auf der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 bis zum Isolierfilm 16A so ausgebildet wird, dass er ein Ende des reflektierenden Films 16B bedeckt. Wenn die lichtemittierende Vorrichtung 1 (1B, 1G, 1R), die später beschrieben werden soll, auf einem Ansteuerungssubstrat 41 montiert wird, ist es somit möglich, einen Kurzschluss zwischen dem reflektierenden Film 16B und Kontakthöckern 44 und 45 zu verhindern, die Pad-Elektroden 42 und 43 auf dem Ansteuerungssubstrat 41 mit der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 verbinden (siehe 6).
  • Das Trägerbauteil 20 ist dafür konfiguriert, das lichtemittierende Element 10 zu tragen. Das Trägerelement 20 ist unter Verwendung eines Materials mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft ausgebildet und enthält zum Beispiel ein Verbund-Halbleitermaterial der Gruppe III-V. Das Trägerbauteil 20 enthält beispielsweise ein GaN-basiertes Halbleitermaterial, das durch Kristallwachstum auf einem Silizium- (Si-) Substrat 31 gebildet wird. Wie später detaillierter beschrieben werden wird, enthält es konkret eine sogenannte Pufferschicht und eine Template-Schicht, die mittels Kristallwachstums auf dem Si-Substrat gebildet werden. Durch das das lichtemittierende Element 10 tragende Trägerbauteil 20 ist es möglich, das lichtemittierende Element 10 kleiner als die Größe einer Öffnung 30H der reflektierenden Struktur 30 auf einer Seite der Oberfläche 30S1, die später beschrieben werden soll, zu machen. Ferner ist es möglich, eine Ausrichtung zwischen dem lichtemittierenden Element 10 und der reflektierenden Struktur 30 zu ermöglichen.
  • Die reflektierende Struktur 30 ist dafür konfiguriert, Licht (z.B. Fluoreszenz oder Lb, Lg und Lr, das später beschrieben werden soll) nach oben abzugeben, das erhalten wird, indem das vom lichtemittierenden Element 10 emittierte Licht (Anregungslicht EL) absorbiert und dessen Wellenlänge umgewandelt wird. Die reflektierende Struktur 30 weist entgegengesetzte Oberflächen 30S1 und 30S2 auf. Die Oberfläche 30S1 ist eine Eintrittsoberfläche des Anregungslichts EL, und die Oberfläche 30S2 ist eine Lichtextraktionsoberfläche des Lichts mit umgewandelter Wellenlänge. Die reflektierende Struktur 30 enthält ein Si-Substrat, auf dem die Halbleiterschicht des lichtemittierenden Elements 10 und die obige Pufferschicht und Template-Schicht mittels Kristallwachstums ausgebildet sind. Die reflektierende Struktur 30 hat eine zum Beispiel zwischen der Oberfläche 30S1 und der Oberfläche 30S2 hindurchgehende Öffnung 30H. Als Öffnungsbreite der Öffnung 30H ist eine Öffnungsbreite 30W2 auf der Seite der Oberfläche 30S2 größer als eine Öffnungsbreite 30W1 auf der Seite der Oberfläche 30S1, und somit ist deren seitliche Oberfläche eine geneigte Oberfläche (konisch). Die seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H ist mit dem reflektierenden Film 32 versehen. In der Öffnung 30H ist die Füllschicht 33 angeordnet, in der die Vielzahl von Leuchtstoffteilchen 331 und die Vielzahl von Streuteilchen 332 im Harz 333 wie oben beschrieben dispergiert bzw. verteilt sind.
  • Der reflektierende Film 32 ist dafür konfiguriert, das beispielsweise von der lichtemittierenden Einheit 10 emittierte und von den Streuteilchen 332 gestreute Anregungslicht EL und von den Leuchtstoffkörnern 3331 emittierte Fluoreszenz in die Füllschicht 33 zu reflektieren. Der reflektierende Film 32 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Materials mit einem hohen Reflexionsgrad für das Anregungslicht EL und die Fluoreszenz ungeachtet des Lichteinfallswinkels ausgebildet. Beispiele eines Materials des reflektierenden Films 32 schließen Gold (Au), Silber (Ag), Aluminium (Al), Platin (Pt) und dergleichen ein.
  • Die Füllschicht 33 absorbiert das vom lichtemittierenden Element 10 emittierte Anregungslicht EL und wandelt dessen Wellenlänge um und enthält die Vielzahl von Leuchtstoffteilchen 331 und die Vielzahl von Streuteilchen 332, die im Harz 333 dispergiert sind, wie oben beschrieben wurde.
  • Die Leuchtstoffteilchen 331 absorbieren das vom lichtemittierenden Element 10 emittierte Anregungslicht EL und emittieren Fluoreszenz. Beispielsweise sind die Leuchtstoffteilchen 331 ein teilchenförmiger Leuchtstoff, der Fluoreszenz mit einer blauen Wellenlänge von 430 nm oder mehr und 500 nm oder weniger, einer grünen Wellenlänge von 500 nm oder mehr und 550 nm oder weniger oder einer roten Wellenlänge von 610 nm oder mehr und 700 nm oder weniger emittiert. Beispielsweise können für die Leuchtstoffteilchen 331 ein anorganischer Leuchtstoff, ein organischer Leuchtstoff und ein Quantenpunkt-Leuchtstoff verwendet werden. Es ist wünschenswert, dass die Leuchtstoffteilchen 331 beispielsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von 100 nm oder weniger aufweisen, und in diesem Fall ist es wünschenswert, beispielsweise einen Quantenpunkt-Leuchtstoff zu verwenden. Alternativ dazu ist es wünschenswert, beispielsweise einen feinteiligen Leuchtstoff von 3 µm oder weniger zu verwenden.
  • Der größte Faktor, der eine Fluoreszenzwellenlänge (Fluoreszenzfarbe) eines Quantenpunkt-Leuchtstoffs bestimmt, ist die Bandlückenenergie eines Bestandteilmaterials der Quantenpunkte. Deshalb ist es wünschenswert, das Material gemäß der gewünschten Fluoreszenzfarbe auszuwählen. Um beispielsweise rote Fluoreszenz zu erhalten, wird das Material des Quantenpunkt-Leuchtstoffs vorzugsweise aus beispielsweise InP, GaInP, InAsP, CdSe, CdZnSe, CdTeSe, CdTe und dergleichen ausgewählt. Um grüne Fluoreszenz zu erhalten, wird das Material des Quantenpunkt-Leuchtstoffs vorzugsweise aus beispielsweise InP, GaInP, ZnSeTe, ZnTe, CdSe, CdZnSe, CdS, CdSeS und dergleichen ausgewählt. Um blaue Fluoreszenz zu erhalten, wird das Material des Quantenpunkt-Leuchtstoffs vorzugsweise aus ZnSe, ZnTe, ZnSeTe, CdSe, CdZnSe, CdS, CdZnS, CdSeS und dergleichen ausgewählt. Man beachte, dass das Material des Quantenpunkt-Leuchtstoffs nicht auf das Obige beschränkt ist und beispielsweise CuInSe2, CuInS2, CuInGaS, AgInS2 und dergleichen verwendet werden können. Außerdem kann beispielsweise ein Perovskit-Nano-Leuchtstoff verwendet werden, der CsPb(Cl/Br)3, CsPbBr3, CsPb(I/Br)3, CsPbI3 und dergleichen enthält.
  • Ferner kann die Fluoreszenzfarbe eines Quantenpunkt-Leuchtstoffs auch in Abhängigkeit von dessen Teilchengröße kontrolliert werden. Beispielsweise wird die Fluoreszenzwellenlänge mit abnehmender Teilchengröße kürzer. Um eine Fluoreszenz mit hoher Farbreinheit zu erhalten, ist es wünschenswert, Leuchtstoffteilchen mit einer kontrollierten Teilchengröße auszuwählen.
  • Es ist vorzuziehen, dass ein Quantenpunkt-Leuchtstoff eine durchschnittliche Teilchengröße von zum Beispiel 5 nm oder mehr und 100 nm oder weniger aufweist und beispielsweise eine Kern/Schalenstruktur hat, die einen lichtemittierenden Kernbereich mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 2 nm bis 10 nm und eine Schalenschicht umfasst, die den Kernbereich bedeckt und schützt. Die Schalenschicht umfasst eine Schicht oder eine Vielzahl von Schichten. Die Schalenschicht kann ferner mit einem anorganischen Film wie etwa Siliziumoxid (SiO2) oder Aluminiumoxid (Al2O3) bedeckt sein. Eine große Anzahl an organischen Liganden ist zur Oberfläche des Quantenpunkt-Leuchtstoffs koordiniert. Wenn der Quantenpunkt-Leuchtstoff und ein Lösungsmittel gemischt werden, wird eine Aggregation des Quantenpunkt-Leuchtstoffs unterdrückt und wird eine Dispergierbarkeit durch diese organischen Liganden verbessert.
  • Für eine Füllung mit dem Quantenpunkt-Leuchtstoff wird beispielsweise ein Tintenstrahl- oder Nadelspender, der ihn ausstößt oder aufbringt, je nach der Viskosität eines mit dem Quantenpunkt-Phosphor gemischten Harzes verwendet. Dies wird als plattenloses Druckverfahren klassifiziert, welches Verfahren erlaubt, das nur die Innenseite einer Barriere mit dem Quantenpunkt-Leuchtstoff selektiv gefüllt wird, was somit eine effizientere Nutzung des Materials des Quantenpunkt-Leuchtstoffs ermöglicht. Der Quantenpunkt-Leuchtstoff kann unter Verwendung eines Plattendruckverfahrens wie etwa einer Siebdruck- oder Gravurdrucktechnik an vorbestimmten Stellen aufgebracht werden. Alternativ dazu kann das Material des Quantenpunkt-Leuchtstoffs auf das gesamte Basismaterial wie mit einer Einrichtung zum Aufschleudern oder dergleichen aufgebracht werden.
  • Die Streuteilchen 332 sind dafür konfiguriert, das vom lichtemittierenden Element 10 emittierte Anregungslicht EL und die von den Leuchtstoffteilchen 331 emittierte Fluoreszenz zu streuen und die Polarisation einer Lichtverteilung zu reduzieren. Die Streuteilchen 332 haben vorzugsweise eine größere durchschnittliche Teilchengröße als die Leuchtstoffteilchen 331 und einen größeren Brechungsindex als ein Füllstoff 123. Als die Streuteilchen 332 wird vorzugsweise zum Beispiel eine dielektrische Substanz mit einer Teilchengröße von 100 nm oder mehr und 1000 nm oder weniger verwendet. Spezifische Beispiele eines Materials der Streuteilchen 332 umfassen Siliziumoxid (SiO2), Titanoxid (TiO2), Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN), Bornitrid (BN), Zinkoxid (ZnO) und dergleichen.
  • Man beachte, dass die Streuteilchen 332 beispielsweise in den Füllstoff 123 gemischte Blasen oder die aggregierten Leuchtstoffteilchen 331 sein können.
  • Das Harz 333 ist dafür konfiguriert, die Leuchtstoffteilchen 331 und die Streuteilchen 332 homogen zu verteilen, und es wird vorzugsweise unter Verwendung beispielsweise eines Materials mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft in Bezug auf das Anregungslicht EL gebildet. Spezifische Beispiele eines Materials des Harzes 333 schließen ultraviolett-härtbare Harze und wärmehärtbare Harze ein. Alternativ dazu kann ein Sol-Gel-Glas oder dergleichen verwendet werden.
  • Man beachte, dass das Harz 333 nicht notwendigerweise vorgesehen werden muss und die Leuchtstoffteilchen 331 und die Streuteilchen 332 in einer hohlen Struktur eingeschlossen sein können.
  • Ferner veranschaulicht 2A die reflektierende Struktur 30 mit einer quadratischen (regulären quadratischen) planaren Form; aber die planare Form der reflektierenden Struktur 30 ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann sie eine rechteckige Form wie in 3A veranschaulicht, ein Kreis oder eine elliptische Form wie in 3B veranschaulicht oder eine polygonale Form wie in 3C veranschaulicht sein.
  • Darüber hinaus weist die lichtemittierende Vorrichtung 1 vorzugsweise eine unebene Struktur an der Grenzfläche zwischen dem Trägerbauteil 20 und der Füllschicht 30 auf. Das heißt, das Trägerbauteil 20 weist vorzugsweise eine unebene Struktur 20C auf der Oberfläche 20S2 des Trägerbauteils 20 auf, die der Öffnung 30H der reflektierenden Struktur 30 gegenüberliegt. Dies macht es möglich, von dem vom lichtemittierenden Element 10 emittierten Anregungslicht EL Licht, das kleiner als ein Grenzwinkel geworden ist, indem Licht, das gleich dem oder größer als der Grenzwinkel ist, im lichtemittierenden Element 10 wiederholt reflektiert wird, in die Füllschicht 33 zu leiten. Die unebene Struktur 20C kann beispielsweise durch zufälliges Aufrauen der Oberfläche (Oberfläche 20S2) des Trägerbauteils 20 durch ein Ätzmittel gebildet werden. Alternativ dazu kann die unebene Struktur 20C unter Verwendung beispielsweise von Fotolithografie gebildet werden. Falls man die unebene Struktur 20C unter Anwendung von Fotolithografie bildet, kann deren Form kontrolliert werden. Die Form einer Erhebung 20C1, die in der unebenen Struktur 20C enthalten ist, kann beispielsweise wie in 4A und 4B veranschaulicht eine konische Form sein oder kann wie in 4C und 4D veranschaulicht eine polygonale Form sein. Man beachte, dass (A) in 4A bis 4D eine Draufsicht der lichtemittierenden Vorrichtung 1 von oben gesehen ist und (B) eine entlang einer in (A) in 4A bis 4D veranschaulichten Linie II-II genommene Querschnittsansicht des Trägerbauteils 20 ist.
  • (1-2. Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Vorrichtung)
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden. 5A bis 5L veranschaulichen ein Beispiel eines Herstellungsprozesses der lichtemittierenden Vorrichtung 1.
  • Zunächst lässt man, wie in 5A veranschaulicht ist, zum Beispiel einen AlN-Film oder einen AlGaN-Film auf einer Oberfläche 31S1 des Si-Substrats 31 mit einer Dicke von beispielsweise 200 µm bis 400 µm wachsen, indem man beispielsweise eine metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) nutzt, um die Pufferschicht auszubilden. Als Nächstes lässt man eine SiN-Schicht oder eine i-GaN-Schicht beispielsweise unter Verwendung der MOCVD auf der Pufferschicht wachsen, um die Template-Schicht auszubilden. Anschließend werden auf dem Trägerbauteil 20 beispielsweise die eine n-GaN-Schicht enthaltende Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht mit mehreren Quantentöpfen (die aktive Schicht 12), in der eine InGaN-Schicht und eine GaN-Schicht abwechselt gestapelt sind, und die eine p-GaN-Schicht enthaltende Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps der Reihe nach gebildet.
  • Wie in 5B veranschaulicht ist, werden als Nächstes die Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 12 und ein Teil der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps zum Beispiel durch Trockenätzen entfernt. Wie in 5C veranschaulicht ist, wird anschließend durch Trockenätzen beispielsweise die Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps mit Ausnahme eines lichtemittierenden Gebiets und eines die Vertiefung der unteren Oberfläche bildenden Gebiets entfernt. Als Nächstes werden die Template-Schicht und die Pufferschicht zum Beispiel durch Trockenätzen wie in 5D veranschaulicht prozessiert. Somit ist das Trägerbauteil 20 auf dem Si-Substrat 31 ausgebildet.
  • Wie in 5E veranschaulicht ist, wird anschließend beispielsweise ein Palladium- (Pd-) Film beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheidungsverfahrens auf der Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps ausgebildet und wird danach der Pd-Film mittels Lift-off prozessiert, um die erste Elektrode 14 auszubilden. Wie in 5F veranschaulicht ist, wird als Nächstes beispielsweise ein Filmstapel aus Ti/Pt/Au beispielsweise durch die chemische Gasphasenabscheidung auf der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps ausgebildet und wird danach der Ti/Pt/Au-Film mittels Lift-off prozessiert, um die zweite Elektrode 15 auszubilden. Danach wird der zum Beispiel Siliziumoxid (SiO2) enthaltende Isolierfilm 16A von den Oberflächen der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 bis zu den seitlichen Oberflächen der Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps, der aktiven Schicht 12 und der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps und zu der Oberfläche 20S1 und der seitlichen Oberfläche des Trägerbauteils 20 beispielsweise unter Verwendung einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) ausgebildet. Danach werden Bereiche des Isolierfilms 16A auf der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 beispielsweise durch Nassätzen entfernt, was die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 15 freilegt. Wie in 5H veranschaulicht ist, wird anschließend beispielsweise ein Silber-(Ag-) Film beispielsweise durch Sputtern auf dem Isolierfilm 16A ausgebildet, und danach wird der Ag-Film auf der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 zum Beispiel durch Nassätzen entfernt, was die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 15 freilegt.
  • Nachdem man das lichtemittierende Element 10 an ein Glassubstrat oder dergleichen gebondet hat, wird als Nächstes, wie in 5I veranschaulicht ist, das Si-Substrat 31 zum Beispiel durch Schleifen oder Polieren auf eine Dicke von 30 µm oder weniger abgedünnt. Danach wird, wie in 5J veranschaulicht ist, das Si-Substrat 31 durch beispielsweise isotropes Nassätzen unter Verwendung eines Fluorwasserstoffs (HF), Salpetersäure (HNO3) und Wasser (H2O) enthaltenden Ätzmittels entfernt. Somit wird die Öffnung 31H, die die Oberfläche 30S2 und die Oberfläche 30S1 des Si-Substrats 31 durchdringt, ausgebildet.
  • Man beachte, dass die Öffnung 31H durch anisotropes Ätzen gebildet werden kann. Die reflektierende Struktur enthält ein Si(100)-Substrat. Falls das Si-Substrat mit einer Lösung von Kaliumhydroxid (KOH) geätzt wird, wird es aufgrund eines von einer Kristallebene abhängigen Unterschieds der Ätzrate anisotrop geätzt. Anisotropes Ätzen des Si(100)-Substrats 31 hat aufgrund einer 55°-Kristallebene einer Si(111)-Ebene eine Schräge zur Folge. Indem man diese Schräge als Seitenwand (seitliche Oberfläche) der Öffnung 30H nutzt, ist es möglich, die reflektierende Struktur 30 mit einem einheitlichen Winkel der seitlichen Oberfläche zu erhalten. Der Winkel der Öffnung 30H der reflektierenden Struktur 30 beeinflusst eine nach oben gerichtete Lichtextraktionseffizienz und Lichtverteilungscharakteristiken. Indem man die obige anisotrope Ätzung nutzt, ist es daher möglich, die lichtemittierende Vorrichtung 1 mit hoher Einheitlichkeit zu erhalten.
  • Wie in 5K veranschaulicht ist, wird als Nächstes die Oberfläche (Oberfläche 20S2) des Trägerbauteils 20 in der Öffnung 31H unter Verwendung beispielsweise einer KOH-Lösung geätzt. Somit wird die unebene Struktur 20C auf der Oberfläche (Oberfläche 20S2) des Trägerbauteils 20 in der Öffnung 31H ausgebildet. Zu dieser Zeit ist die reflektierende Struktur 30 durch einen (nicht veranschaulichten) Schutzfilm wie etwa einen Resistfilm geschützt. Wie in 5L veranschaulicht ist, wird anschließend ein Ag-Film auf der seitlichen Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H zum Beispiel durch Sputtern ausgebildet, und danach wird der Ag-Film mit Ausnahme der seitlichen Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H durch zum Beispiel Nassätzen entfernt. Schließlich wird nach einem Füllen der Öffnung 31H zum Beispiel durch einen Tintenstrahl mit dem Harz 333, in dem die Leuchtstoffteilchen 331 und die Streuteilchen 332 verteilt sind, das Harz 333 mittels Wärmebehandlung ausgehärtet, um die Füllschicht 33 zu bilden. Auf diese Weise wird die in 1 veranschaulichte lichtemittierende Vorrichtung 1 hergestellt.
  • (1-3. Konfiguration einer lichtemittierenden Einheit)
  • 6 veranschaulicht schematisch zum Beispiel eine Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Einheit 1A, die als Anzeige-Pixel des Bildanzeigegeräts 100 verwendet werden soll.
  • Die lichtemittierende Einheit 1A umfasst eine Vielzahl der in einer Reihe mit einer vorbestimmten Lücke dazwischen angeordneten lichtemittierenden Vorrichtungen 1. Die lichtemittierende Einheit 1A hat zum Beispiel eine langgestreckte Form, die sich in der Anordnungsrichtung der lichtemittierenden Vorrichtungen 1 erstreckt. Die Lücke zwischen den zwei, einander benachbarten lichtemittierenden Vorrichtung 1 ist zum Beispiel gleich der Größe jeder lichtemittierenden Vorrichtung 1 oder größer. Man beachte, dass die Lücke in einigen Fällen schmaler als die Größe jeder lichtemittierenden Vorrichtung 1 sein kann.
  • Jede der lichtemittierenden Vorrichtungen 1 ist dafür konfiguriert, Licht mit voneinander verschiedenen Wellenlängen zu emittieren. Wie in 6 veranschaulicht ist, enthält beispielsweise die lichtemittierende Einheit 1A drei lichtemittierende Vorrichtungen einer lichtemittierenden Vorrichtung 1B, die Fluoreszenz des blauen Bandes (Lb) emittiert, eine lichtemittierende Vorrichtung 1G, die Fluoreszenz des grünen Bandes (Lg) emittiert, und einer lichtemittierenden Vorrichtung 1R, die Fluoreszenz des roten Bandes (Lr) emittiert. Falls zum Beispiel die lichtemittierende Einheit 1A eine sich in der Anordnungsrichtung der lichtemittierenden Vorrichtungen 1 verlaufende langestreckte Form aufweist, ist die lichtemittierende Vorrichtung 1B zum Beispiel in der Nähe einer kurzen Seite der lichtemittierenden Einheit 1A angeordnet und ist die lichtemittierende Vorrichtung 1R zum Beispiel in der Nähe einer kurzen Seite angeordnet, die von der der lichtemittierenden Vorrichtung 1B benachbarten kurzen Seite der kurzen Seiten der lichtemittierenden Einheit 1A verschieden ist. Die lichtemittierende Vorrichtung 1G ist zum Beispiel zwischen der lichtemittierenden Vorrichtung 1R und der lichtemittierenden Vorrichtung 1B angeordnet. Man beachte, dass jeweilige Positionen der lichtemittierenden Vorrichtungen 1B, 1G und 1R nicht auf die obigen beschränkt sind.
  • In jeder der lichtemittierenden Vorrichtungen 1B, 1G und 1R ist zum Beispiel die in der Füllschicht 33 enthaltende reflektierende Struktur 30 auf dem lichtemittierenden Element 10, das blaues Licht als das Anregungslicht EL emittiert, über das Trägerbauteil 20 an einer Position angeordnet, die der entsprechenden der lichtemittierenden Vorrichtungen 1B, 1G und 1R gegenüberliegt. In der auf der lichtemittierenden Vorrichtung 1B angeordneten Füllschicht 33 sind zum Beispiel nur die Streuteilchen 332 im Harz 333 verteilt, und das vom lichtemittierenden Element 10 emittierte Anregungslicht EL wird von den Streuteilchen 332 gestreut, um als blaues Licht Lb abgegeben zu werden. In der Füllschicht 33 der lichtemittierenden Vorrichtung 1G sind die Leuchtstoffteilchen 331, die grüne Fluoreszenz emittieren, und die Streuteilchen 332 im Harz 333 verteilt, und das vom lichtemittierenden Element 10 emittierte Anregungslicht EL wird durch die Leuchtstoffteilchen 331 in grünes Licht umgewandelt und durch die Streuteilchen 332 gestreut, um als grünes Licht Lg abgegeben zu werden. In der Füllschicht 33 der lichtemittierenden Vorrichtung 1R sind die Leuchtstoffteilchen 331, die rote Fluoreszenz emittieren, und die Streuteilchen 332 im Harz 333 verteilt, und das vom lichtemittierenden Element 10 emittierte Anregungslicht EL wird durch die Leuchtstoffteilchen 331 in rotes Licht umgewandelt und durch die Streuteilchen 332 gestreut, um als rotes Licht abgegeben zu werden.
  • Wie in 6 veranschaulicht ist, ist beispielsweise die lichtemittierende Einheit 1A über die Pad-Elektroden 42 und 43 und die Kontakthöcker 44 und 45 auf dem Ansteuerungssubstrat 41 montiert. Man beachte, dass eine Montage auf dem Ansteuerungssubstrat 41 unter Verwendung anderer Bonding-Verfahren wie etwa Cu-Cu-Bonden durchgeführt werden kann.
  • Man beachte, dass obgleich 6 die lichtemittierende Einheit 1A veranschaulicht, die Fluoreszenz von drei Farben entsprechend RGB emittiert, die Konfiguration der lichtemittierenden Einheit 1A nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann die lichtemittierende Einheit 1A als lichtemittierende Einheit einer einzigen Fluoreszenzfarbe konfiguriert sein, die eine Vielzahl lichtemittierender Vorrichtungen enthält, die Licht der einander gleichen Wellenlänge emittieren, oder kann als eine lichtemittierende Einheit konfiguriert sein, die Fluoreszenz von zwei Farben wie etwa beispielsweise RG und RB emittiert. Alternativ dazu kann sie als lichtemittierende Einheit konfiguriert sein, die Fluoreszenz von vier oder mehr Farben wie etwa RGBW emittiert. Darüber hinaus veranschaulicht 6 beispielsweise die lichtemittierende Einheit 1A, die in jedem Anzeige-Pixel des Bildanzeigegeräts 100 enthalten ist, ist aber nicht darauf beschränkt. All die Anzeige-Pixel des Bildanzeigegeräts 100 können beispielsweise mit einer lichtemittierenden Einheit 1A konfiguriert werden. In diesem Fall sind die lichtemittierenden Vorrichtungen 1B, 1R und 1G, die RGB entsprechen, in einer Mosaikform regelmäßig angeordnet.
  • (1-4. Konfiguration eines Bildanzeigegeräts)
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer schematischen Konfiguration des Bildanzeigegeräts (des Bildanzeigegeräts 100). Auf das Bildanzeigegerät 100 wird als sogenannte LED-Anzeige verwiesen, und eine LED wird als ein Anzeige-Pixel genutzt. Das Bildanzeigegerät 100 enthält zum Beispiel ein Anzeigefeld 1010 und eine (nicht veranschaulichte) Ansteuerungsschaltung, die das Anzeigefeld 1010 ansteuert, wie in 7 veranschaulicht ist.
  • Das Anzeigefeld 1010 umfasst ein Montagesubstrat 1020 und ein transparentes Substrat 1030, die übereinandergelegt sind. Die Oberfläche des transparenten Substrats 1030 ist eine Bildanzeigeoberfläche und weist ein Anzeigegebiet 100A in einem mittleren Bereich und ein Rahmengebiet 100B, das kein Anzeigegebiet ist, um dieses auf.
  • 8 veranschaulicht ein Beispiel eines Layouts eines Gebiets, das dem Anzeigegebiet 100A entspricht, der Oberfläche des Montagesubstrats 1020 auf der Seite des transparenten Substrats 1030. In dem dem Anzeigegebiet 100A entsprechenden Gebiet der Oberfläche des Montagesubstrats 1020 ist eine Vielzahl von Datenleitungen 1021 so ausgebildet, dass sie sich in einer vorbestimmten Richtung erstrecken, und ist zum Beispiel in einem vorbestimmten Abstand von Mitte zu Mitte bzw. Pitch parallel zueinander angeordnet, wie in 8 veranschaulicht ist. In dem dem Anzeigegebiet 100A entsprechenden Gebiet der Oberfläche des Montagesubstrats 1020 ist ferner eine Vielzahl von Scan-Leitungen 1022 so ausgebildet, dass sie sich in einer Richtung erstrecken, die die Datenleitungen 1021 (z. B. orthogonal dazu) kreuzt, und ist zum Beispiel in einem vorbestimmten Pitch parallel angeordnet. Die Datenleitungen 1021 und die Scan-Leitungen 1022 enthalten zum Beispiel ein elektrisch leitfähiges Material wie etwa Cu (Kupfer).
  • Die Scan-Leitungen 1022 sind beispielsweise auf der äußersten Schicht ausgebildet und sind zum Beispiel auf einer (nicht veranschaulichten) Isolierschicht ausgebildet, die auf der Oberfläche des Basismaterials ausgebildet ist. Man beachte, dass das Basismaterial des Montagesubstrats 1020 zum Beispiel ein Glassubstrat, ein Harzsubstrat oder dergleichen umfasst und die Isolierschicht auf dem Basismaterial zum Beispiel SiNx, SiOx oder AlxOy enthält. Auf der anderen Seite sind die Datenleitungen 1021 in einer Schicht ausgebildet, die von der die Scan-Leitungen 1022 enthaltenden, äußersten Schicht verschieden ist, (z. B. einer Schicht unter der äußersten Schicht) und sind zum Beispiel in der Isolierschicht auf dem Basismaterial ausgebildet. Auf der Oberfläche der Isolierschicht wird zusätzlich zu den Scan-Leitungen 1022 nötigenfalls beispielsweise Schwarz vorgesehen. Das Schwarz ist dafür konfiguriert, einen Kontrast zu steigern, und enthält ein lichtabsorbierendes Material. Das Schwarz ist zum Beispiel in zumindest Gebieten ausgebildet, in denen Pad-Elektroden 1021B und 1022B, die später beschrieben werden sollen, auf der Oberfläche der Isolierschicht nicht ausgebildet sind. Man beachte, dass es auch möglich ist, das Schwarz nötigenfalls wegzulassen.
  • In der Nähe des Kreuzungsbereichs der Datenleitung 1021 und der Scan-Leitung 1022 befindet sich ein Anzeige-Pixel 1023, und eine Vielzahl der Anzeige-Pixel 1023 ist in einer Matrix im Anzeigegebiet 100A angeordnet. Jedes Anzeige-Pixel 1023 ist mit der lichtemittierenden Einheit 1A montiert, die die Vielzahl lichtemittierender Vorrichtungen 1 enthält. Man beachte, dass 8 einen Fall veranschaulicht, in dem ein Anzeige-Pixel 1023 die drei lichtemittierenden Vorrichtungen 1R, 1G und 1B enthält und dafür konfiguriert ist, rotes Licht von der lichtemittierenden Vorrichtung 1R, grünes Licht von der lichtemittierenden Vorrichtung 1G und blaues Licht von der lichtemittierenden Vorrichtung 1B zu emittieren.
  • Man beachte, dass das in 7 veranschaulichte Bildanzeigegerät 100 ein Beispiel eines Bildanzeigegeräts vom Passiv-Matrix-Typ ist und die lichtemittierende Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch für ein Bildanzeigegerät vom Aktiv-Matrix-Typ verwendet werden kann. Man beachte, dass im Bildanzeigegerät vom Aktiv-Matrix-Typ das in 7 veranschaulichte Rahmengebiet 100B beispielsweise nicht notwendig ist.
  • Im Verfahren zur Ansteuerung vom Passiv-Matrix-Typ wird eine jeder lichtemittierenden Vorrichtung zugeordnete Zeit kürzer, falls die Anzahl an Scan-Leitungen erhöht wird. Dementsprechend muss ein injizierter Strom mit einer Abnahme des Tastverhältnisses erhöht werden, was bewirken kann, dass die Lichtausbeute und Vorrichtungslebensdauer abnehmen. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, einen eine maximale Luminanz einstellenden Wert zu verringern. Aufgrund der Punkte wie etwa eines Spannungsabfalls und einer Signalverzögerung, die durch einen Verdrahtungswiderstand und eine parasitäre Kapazität verursacht werden, übernimmt ein Bildanzeigegerät mit großem Bildschirm oder hoher Auflösung mit einer großen Anzahl an Scan-Leitungen ein Verfahren, bei dem der Bildschirm in eine Vielzahl partieller Bildschirme unterteilt und parallel eine Passiv-Matrix-Ansteuerung durchgeführt wird, oder ein Verfahren, bei dem die lichtemittierende Vorrichtung aktiv angesteuert wird. Bei der parallelen Passiv-Matrix-Ansteuerung ist es notwendig, die Treiberschaltung zu koppeln, indem eine Verdrahtung zur Rückseite für jeden partiellen Bildschirm gezogen wird, und auch Bildsignale gemäß den partiellen Bildschirmen beispielsweise zu teilen und zu parallelisieren. Dies kann eine Verkomplizierung der Struktur des Anzeigegeräts als Ganzes und eine Zunahme der Schaltungsgröße zur Folge haben. Auf der anderen Seite ist es im aktiven Ansteuerungsverfahren, indem man in Einheiten von Pixeln ein Halten einer Signalspannung und eine Spannung-Strom-Umwandlungsschaltung vorsieht, möglich eine höhere Luminanz als die Passiv-Matrix-Ansteuerung in einem Zustand zu erhalten, in dem die Bildschirmteilung wie oben beschrieben nicht durchgeführt wird oder zumindest die Anzahl an Unterteilungen klein ist.
  • 9 veranschaulicht ein Beispiel einer Pixelschaltung eines typischen Verfahrens zur Aktiv-Matrix-Ansteuerung. Im Verfahren zur Aktiv-Matrix-Ansteuerung sind ein Schalttransistor (Tr1), ein Ansteuertransistor (Tr2) und ein Kondensator (Cs) für jedes Pixel (die lichtemittierenden Vorrichtungen 1R, 1G und 1B, die Umgebung des Kreuzungsbereichs zwischen der Datenleitung 1021 und der Scan-Leitung 1022) vorgesehen. Im Verfahren zur Aktiv-Matrix-Ansteuerung wird zusätzlich zum Schreiben von Vsig in den Kondensator unter Verwendung des Schalttransistors als Schalter der Strom der lichtemittierenden Vorrichtung moduliert, indem der Ansteuertransistor als Stromquelle zur Stromsteuerung basierend auf einer Potentialdifferenz der Stromversorgung (Vcc)-Vsig genutzt wird. Da Charakteristiken von Transistor zu Transistor variieren, variiert tatsächlich der an die lichtemittierende Vorrichtung bei jenem Pixel angelegte Strom, selbst wenn das gleiche Vsig geschrieben wird, und eine Gleichmäßigkeit der Anzeige des Bildanzeigegeräts nimmt ab. Daher wird im Allgemeinen eine Schaltung, die Variationen in Transistorcharakteristiken korrigiert, hinzugefügt; aber falls man eine lichtemittierende Vorrichtung nutzt, in der sich eine Emissionswellenlänge mit einer Stromänderung ändert, ist es wünschenswert, eine Abstufungssteuerung mittels einer Pulsweitenmodulation zusammen durchzuführen, wie später beschrieben wird, was die Schaltung komplizierter macht. Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform reduziert die Veränderung der Emissionswellenlänge mit der Stromänderung, was erlaubt, dass das Bildanzeigegerät mit einer verhältnismäßig einfachen Treiberschaltung zur Strommodulation konfiguriert wird.
  • In der lichtemittierenden Einheit 1A ist zum Beispiel für jede der lichtemittierenden Vorrichtungen 1R, 1G und 1B ein Paar Anschlusselektroden vorgesehen. Ferner ist eine Anschlusselektrode beispielsweise mit der Datenleitung 1021 elektrisch gekoppelt und die andere Anschlusselektrode zum Beispiel mit der Scan-Leitung 1022 elektrisch gekoppelt. Die Anschlusselektrode ist zum Beispiel an einer Spitze einer in der Datenleitung 1021 vorgesehenen Verzweigung 1021A mit der Pad-Elektrode 1021B elektrisch gekoppelt. Ferner ist zum Beispiel die Anschlusselektrode an einer Spitze einer in der Scan-Leitung 1022 vorgesehenen Verzweigung 1022A mit der Pad-Elektrode 1022B elektrisch gekoppelt.
  • Die Pad-Elektroden 1021B und 1022B sind beispielsweise auf der äußersten Schicht ausgebildet und sind zum Beispiel in einem Gebiet vorgesehen, in dem jede lichtemittierende Einheit 1A montiert werden soll, wie in 7 veranschaulicht ist. Die Pad-Elektroden 1021B und 1022B enthalten zum Beispiel ein elektrisch leitfähiges Material wie etwa Au (Gold).
  • Die Ansteuerungsschaltung steuert jedes Anzeige-Pixel 1023 (jede lichtemittierende Einheit 1A) auf der Basis eines Bildsignals an. Die Ansteuerungsschaltung enthält zum Beispiel einen Datentreiber, der die mit dem Anzeige-Pixel 1023 gekoppelte Datenleitung 1021 ansteuert, und einen Scan-Treiber, der die mit dem Anzeige-Pixel 1023 gekoppelte Scan-Leitung 1022 ansteuert. Die Ansteuerungsschaltung kann zum Beispiel auf dem Montagesubstrat 1020 montiert sein oder kann getrennt vom Anzeigefeld 1010 vorgesehen und über eine (nicht veranschaulichte) Verdrahtung mit dem Montagesubstrat 1020 gekoppelt sein.
  • (1-5. Arbeitsweise und Effekte)
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind das lichtemittierende Element 10 und die reflektierende Struktur 30 mit dem Trägerbauteil 20 mit der lichtdurchlässigen Eigenschaft dazwischen gestapelt. Dadurch wird eine Elementgröße des lichtemittierenden Elements 10 gleich einer Öffnungsbreite 30W1 der Öffnung 30H der reflektierenden Struktur 30, die dem lichtemittierenden Element 10 gegenüberliegt, oder kleiner als diese.
  • Daher wird in der lichtemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform von dem in der reflektierenden Struktur 30 enthaltenen Si-Substrat 31 weniger Licht absorbiert, was ermöglicht, eine Lichtextraktionseffizienz zu verbessern.
  • Ferner ist in der lichtemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die unebene Struktur 20C auf der Oberfläche 20S2 des Trägerbauteils 20 vorgesehen, die der in der Öffnung 30H der reflektierenden Struktur 30 vorgesehenen Füllschicht 33 gegenüberliegt. Dies ändert einen Reflexionswinkel an der Grenzfläche zwischen dem Trägerbauteil 20 und der Füllstruktur 33, was es möglich macht, den Verlust von Komponenten zu reduzieren, die an der Grenzfläche zwischen dem lichtemittierenden Element 10 und der Füllschicht 33 typischerweise totalreflektiert wurden. Daher ist es möglich, die Lichtextraktionseffizienz weiter zu verbessern.
  • In dem lichtemittierenden Element 10, auf das als sogenannte Mikro-LED verwiesen wird, ist ferner wie in der lichtemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Einfluss einer Positionsabweichung zwischen dem lichtemittierenden Element 10 und der Füllschicht 33 der reflektierenden Struktur 30 größer als jener einer LED typischer Größe (z. B. 100 µm oder mehr und 10 mm oder weniger). Daher ist es erwünscht, die Positionsabweichung auf zum Beispiel 2 µm oder weniger zu unterdrücken. Um dies anzugehen, werden in der vorliegenden Ausführungsform das lichtemittierende Element 10 und die reflektierende Struktur 30 wie oben beschrieben durch einen integrierten Halbleiterprozess hergestellt, was ermöglicht, eine lichtemittierende Vorrichtung mit geringer Positionsabweichung zu erhalten. Somit ist es möglich, eine lichtemittierende Vorrichtung mit einer gleichmäßigen Lichtextraktionseffizienz und gleichmäßigen Lichtverteilungseigenschaften bereitzustellen.
  • Darüber hinaus ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Peripherie der Füllschicht 33 mit einem Festkörper zu versiegeln, was ein Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff reduziert. Weiter ermöglicht die vorliegende Ausführungsform die Herstellung ohne Verwendung eines Klebstoffs zwischen dem lichtemittierenden Element 10 und der Füllschicht 33, was den Einfluss einer Verschlechterung des Klebstoffs aufgrund des vom lichtemittierenden Element 10 emittierten Anregungslichts EL eliminiert. Daher ist es möglich, die Zuverlässigkeit zu verbessern.
  • Als Nächstes werden eine zweite Ausführungsform und Modifikationsbeispiele 1 bis 7 beschrieben. Man beachte, dass die gleichen Bezugsziffern Komponenten zugewiesen sind, die jenen der lichtemittierenden Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen, und deren Beschreibungen weggelassen werden.
  • <2. Zweite Ausführungsform>
  • 10 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration der lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 2) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Diese lichtemittierende Vorrichtung 2 wird wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts verwendet, worauf als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 2 enthält das Trägerbauteil 20 mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft und die reflektierende Struktur 30, die auf der Seite der lichtemittierenden Oberfläche (Oberfläche 10S2) des lichtemittierenden Elements 10 in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die reflektierende Struktur 30 weist an einer dem lichtemittierenden Element 10 gegenüberliegenden Position eine Öffnung 30H auf, und die seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H ist mit dem reflektierenden Film 32 versehen. In der Öffnung 30H ist beispielsweise die Füllschicht 33 angeordnet, in der die Leuchtstoffteilchen 331 und die Streuteilchen 332 im Harz 333 verteilt sind. Die lichtemittierende Vorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der säulenartige Mesabereich M, der die Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 12 umfasst, die im lichtemittierenden Element 10 enthalten sind, eine geneigte Oberfläche (Oberfläche 10S3) aufweist, die eine Stapelrichtung (Y-Achsenrichtung) kreuzt. Ferner ist die seitliche Oberfläche des Trägerbauteils 20 wie bei dem lichtemittierenden Element 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls eine geneigte Oberfläche.
  • Somit ändert ein Neigen der seitlichen Oberflächen der Halbleiterschicht, die in dem lichtemittierenden Element 10 enthalten ist, und des Trägerbauteils 20 den Reflexionswinkel des von den seitlichen Oberflächen der Halbleiterschicht und des Trägerbauteils 20 reflektierten Lichts. Konkret ist es möglich, das Licht in Komponenten mit einem Winkel, der gleich dem Grenzwinkel oder kleiner als dieser ist, zu ändern. Zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform wird daher ein Effekt erreicht, der ermöglicht, die Lichtextraktionseffizienz weiter zu verbessern.
  • <3. Modifikationsbeispiel 1>
  • 11 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 3A) gemäß dem Modifikationsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung. Die lichtemittierende Vorrichtung 3A wird wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts verwendet, auf das als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 3A enthält das Trägerbauteil 20 mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft und die reflektierende Struktur 30, die auf der Seite der lichtemittierenden Oberfläche (Oberfläche 10S2) des lichtemittierenden Elements 10 in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die reflektierende Struktur 30 weist die Öffnung 30H an einer dem lichtemittierenden Element 10 gegenüberliegenden Position auf, und die seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H ist mit dem reflektierenden Film 32 versehen. In der Öffnung 30H ist beispielsweise die Füllschicht 33 angeordnet, in der die Leuchtstoffteilchen 331 und die Streuteilchen 332 im Harz 333 verteilt sind. Die lichtemittierende Vorrichtung 3A des vorliegenden Modifikationsbeispiels unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass das Trägerbauteil 20 unter Verwendung eines Materials mit elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist. Daher ist es möglich, die zweite Elektrode 15 auf der Oberfläche 20S1 des Trägerbauteils 20 anzuordnen und sie über das Trägerbauteil 20 mit der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps elektrisch zu koppeln. Ferner ist es möglich, die Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps als die gleiche Form wie die Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 12 auszubilden, was die Komponenten reduziert, die sich zur Vertiefungsseite der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps ausbreiten. Daher wird zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform ein Effekt erzielt, der es möglich macht, die Lichtextraktionseffizienz weiter zu verbessern. Ferner ist ein Prozess zum separaten Prozessieren der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps nicht notwendig, was den Herstellungsprozess vereinfacht.
  • Das Si-Substrat 31 der reflektierenden Struktur 30 kann ferner unter Verwendung eines Materials mit elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet werden. Somit ist es wie in einer lichtemittierenden Vorrichtung 3B, die in 12 veranschaulicht ist, und einer lichtemittierenden Vorrichtung 3C, die in 13 veranschaulicht ist, möglich, die zweite Elektrode 15 auf der Oberfläche 30S1 der reflektierenden Struktur 30 oder auf der Oberfläche 30S2 zu installieren. Dies vergrößert die Fläche der seitlichen Oberfläche des lichtemittierenden Elements 10, die vom reflektierenden Film 16B bedeckt ist. Daher ist es möglich, die Lichtextraktionseffizienz weiter zu verbessern. Ferner wird die Flexibilität beim Anordnen der zweiten Elektrode 15 verbessert.
  • <4. Modifikationsbeispiel 2>
  • 14A veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer planaren Konfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 4A) gemäß dem Modifikationsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung, wie sie von oben gesehen wird. Diese lichtemittierende Vorrichtung 4A wird wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise ein Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts genutzt, auf das als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die erste Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem das Trägerbauteil 20 die vordere Oberfläche der Lichtextraktionsoberfläche 10S2 des lichtemittierenden Elements 10 bedeckt, ist aber nicht darauf beschränkt. Es reicht aus, falls sich das Trägerbauteil 20 zumindest teilweise nach außen in Bezug auf das lichtemittierende Element 10 erstreckt, wie in 14A veranschaulicht ist. Wie in einer in 14B veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung 4B und einer in 14C veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung 4C kann daher das Trägerbauteil 20 auf der Lichtextraktionsoberfläche 10S2 des lichtemittierenden Elements 10 geteilt und angeordnet sein. Man beachte, dass 15 einen entlang einer in 14A veranschaulichten Linie III-III genommenen Querschnitt der lichtemittierenden Vorrichtung 4A veranschaulicht. 16A veranschaulicht einen entlang einer in 14B veranschaulichten Linie IV-IV genommenen Querschnitt der lichtemittierenden Vorrichtung 4B, und 16B veranschaulicht einen entlang einer in 14B veranschaulichten Linie V-V genommenen Querschnitt der lichtemittierenden Vorrichtung 4B.
  • <5. Modifikationsbeispiel 3>
  • 17 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 5) gemäß dem Modifikationsbeispiel 3 der vorliegenden Offenbarung. 18 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer planaren Konfiguration der in 17 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung 5, wie sie von oben gesehen wird. Diese lichtemittierende Vorrichtung 5 wird wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts verwendet, auf das als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 5 enthält das Trägerbauteil 20 mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft und die reflektierende Struktur 30, die auf der Seite der lichtemittierenden Oberfläche (Oberfläche 10S2) des lichtemittierenden Elements 10 in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die reflektierende Struktur 30 weist die Öffnung 30H an einer dem lichtemittierenden Element 10 gegenüberliegenden Position auf, und die seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H ist mit dem reflektierenden Film 32 versehen. Die lichtemittierende Vorrichtung 5 des vorliegenden Modifikationsbeispiels unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein peripherer Bereich der Öffnung 30H, wo das Trägerbauteil 20 und die Füllschicht 33 miteinander in Kontakt sind, mit einer Nut G versehen ist, die zu dem Trägerbauteil 20 und einem Teil der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps durchdringt, und dass die Füllschicht 33 über die Nut G zur Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps vorsteht. Man beachte, dass die Nut G auf der äußeren Seite in Bezug auf ein lichtemittierendes Gebiet X des lichtemittierenden Elements 10 vorgesehen ist. Ferner ist die Nut G beim peripheren Bereich der Öffnung 30H vorzugsweise mit Unterbrechungen ausgebildet, um eine Strominjektionsroute rE sicherzustellen.
  • Folglich ist der periphere Bereich der Öffnung 30H, wo das Trägerbauteil 20 und die Füllschicht 33 miteinander in Kontakt sind, auf der äußeren Seite in Bezug auf das lichtemittierende Gebiet X des lichtemittierenden Elements 10 mit der Nut G versehen, die das Trägerbauteil 20 und einen Teil der Schicht 13 eines zweiten Leitfähigkeitstyps durchdringt, und die Nut G ist mit der Füllschicht 33 gefüllt. Dies ermöglicht, dass die Komponenten des Anregungslichts EL und der Fluoreszenz, die sich lateral ausbreiten, in Bezug auf das lichtemittierende Gebiet X zur Innenseite reflektiert werden. Zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform wird daher ein Effekt erzielt, der es möglich macht, die Lichtextraktionseffizienz weiter zu verbessern.
  • <6. Modifikationsbeispiel 4>
  • 19 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 6A) gemäß dem Modifikationsbeispiel 4 der vorliegenden Offenbarung. 20 veranschaulicht schematisch ein weiteres Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 6B) gemäß dem Modifikationsbeispiel 4 der vorliegenden Offenbarung. Diese lichtemittierenden Vorrichtungen 6A und 6B werden wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts verwendet, auf das als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die erste Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem die seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H der reflektierenden Struktur 30 geneigt ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H wie in 19 veranschaulicht eine gekrümmte Oberfläche sein oder kann wie in 20 veranschaulicht zu den Oberflächen 30S1 und 30S2 der reflektierenden Struktur 30 senkrecht sein.
  • In der lichtemittierenden Vorrichtung 6A erhöht eine Krümmung der seitlichen Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H einen Anteil an Licht, der an der seitlichen Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H nach oben reflektiert wird, verglichen mit der in 1 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung 1 beispielsweise, wo die Oberfläche 30S3 eine Schräge mit einem konstanten Winkel ist. Dies erlaubt eine weitere Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz.
  • Wenn man in der lichtemittierenden Vorrichtung 6B die seitliche Oberfläche (Oberfläche 30S3) der Öffnung 30H senkrecht einrichtet, bewirkt dies eine Abnahme einer Lichtextraktionseffizienz verglichen mit dem Fall, in dem die Oberfläche 30S3 eine Schräge mit konstantem Winkel ist, wird aber ein Effekt erzielt, der ermöglicht, die Elementgröße zu reduzieren.
  • <7. Modifikationsbeispiel 5>
  • 21 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 7A) gemäß dem Modifikationsbeispiel 5 der vorliegenden Offenbarung. Diese lichtemittierende Vorrichtung 7A wird wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts verwendet, worauf als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 7A des vorliegenden Modifikationsbeispiels enthält das lichtemittierende Element 10 und das Trägerbauteil 20, die über eine Klebstoffschicht 51 aneinander gebondet sind. Das lichtemittierende Element 10 ist zum Beispiel auf einem Saphirsubstrat aufgewachsen. Die lichtemittierende Vorrichtung 7A kann wie folgt hergestellt werden.
  • Zunächst wird nach Ausbilden der Komponenten bis zur Schicht 11 eines ersten Leitfähigkeitstyps wie in der ersten Ausführungsform auf dem Saphirsubstrat das Saphirsubstrat unter Verwendung eines Laser-Lift-off- (LLO-) Verfahrens abgezogen. Als Nächstes wird ein Si(100)-Substrat separat präpariert und wird ein SiO2-Film zum Beispiel mittels Plasma-CVD auf der Oberfläche des Si(100)-Substrats ausgebildet, um das Trägerbauteil 20 zu bilden. Anschließend wird das Si(100)-Substrat unter Verwendung einer anisotropen Ätzung prozessiert, um die reflektierende Struktur 30 auszubilden, und danach werden das lichtemittierende Element 10, von dem das Saphirsubstrat abgezogen worden ist, und das Trägerbauteil 20 über die Klebstoffschicht 51 aneinander gebondet. Danach wird der Filmstapel 16, der den Isolierfilm 16A und den reflektierenden Film 16B umfasst und die seitliche Oberfläche des lichtemittierenden Elements 10 und die seitliche Oberfläche des Trägerbauteils 20 bedeckt, unter Verwendung der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Verfahren ausgebildet, und danach werden die Öffnung 30H und eine unebene Struktur 20S auf der Oberfläche 20S2 des Trägerbauteils 20 in der Öffnung 30H ausgebildet, und die Füllschicht 33 wird in der Öffnung 30H ausgebildet.
  • Indem man das lichtemittierende Element 10 und das Trägerbauteil 20 unter Verwendung der Klebstoffschicht 51 aneinander bondet, um die lichtemittierende Vorrichtung 7A zu bilden, ist es somit möglich, ein Kristallwachstumssubstrat und ein Kristallwachstumsverfahren zu nutzen, die im Allgemeinen weithin verwendet werden. Deshalb ist es möglich, ein lichtemittierendes Element mit einer hohen Leuchteffizienz bzw. Leuchtdichte zu geringen Kosten zu erhalten.
  • Die Nutzung des vorliegenden Modifikationsbeispiels macht es möglich, die reflektierende Struktur 30 mit einer Harzform herzustellen, was die Flexibilität hinsichtlich der Form der seitlichen Oberfläche der Öffnung 30H der reflektierenden Struktur 30 verbessert. Zusätzlich zu den Effekten in der ersten Ausführungsform wird deshalb ein Effekt erzielt, der es möglich macht, die Steuerbarkeit der Charakteristiken der Lichtverteilung zu verbessern.
  • Man beachte, dass die lichtemittierende Vorrichtung 7A ein Beispiel veranschaulicht, bei dem das lichtemittierende Element 10 und das Trägerbauteil 20 über die Klebstoffschicht 51 aneinander gebondet sind, aber nicht darauf beschränkt ist. Wie in der in 22 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung 7B können beispielsweise das Trägerbauteil 20 und die reflektierende Struktur 30 über die Klebstoffschicht 51 aneinander gebondet sein. Ferner kann wie in einer in 23 veranschaulichten lichtemittierenden Vorrichtung 23 die Klebstoffschicht 51 nur an der Außenseite der Öffnung 30H vorgesehen sein und können das Trägerbauteil 20 und die reflektierende Struktur 30 aneinander gebondet sein. Somit ist es möglich, den Einfluss der Verschlechterung des Klebstoffs aufgrund des vom lichtemittierenden Element 10 emittierten Anregungslichts EL zu reduzieren.
  • <8. Modifikationsbeispiel 6>
  • 24 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 8) gemäß dem Modifikationsbeispiel 6 der vorliegenden Offenbarung. Diese lichtemittierende Vorrichtung 8 wird wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts verwendet, auf das als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die reflektierende Struktur 30 kann unter Verwendung beispielsweise eines Saphirsubstrats 61 mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft ausgebildet sein. In diesem Fall muss die Öffnung 30H die Oberfläche 30S1 und die Oberfläche 30S2 der reflektierenden Struktur nicht notwendigerweise durchdringen, und ein Bereich der Oberfläche 30S1 kann belassen werden.
  • Man beachte, dass ein belassener Bereich des Saphirsubstrats 61 als das Trägerbauteil 20 genutzt werden kann. Falls man die reflektierende Struktur 30 unter Verwendung eines Basismaterials mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft wie das Saphirsubstrat 61 ausbildet, wird ferner bevorzugt veranlasst, dass sich der reflektierende Film 32 auf der Seite 30S2, die als Lichtextraktionsoberfläche dient, erstreckt, wie in 24 veranschaulicht ist. Dies macht es möglich, das Auftreten einer Farbmischung durch das sich durch das Saphirsubstrat 61 ausbreitende Anregungslicht EL zu reduzieren.
  • <9. Modifikationsbeispiel 7>
  • 25 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer lichtemittierenden Vorrichtung (lichtemittierende Vorrichtung 9) gemäß dem Modifikationsbeispiel 7 der vorliegenden Offenbarung. Diese lichtemittierende Vorrichtung 9 wird wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform geeigneterweise als beispielsweise Anzeige-Pixel eines Bildanzeigegeräts verwendet, worauf als sogenannte LED-Anzeige verwiesen wird.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 9 des vorliegenden Modifikationsbeispiels unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Versiegelungsschicht 52, eine Anregungslicht entfernende Schicht 53, eine Klebstoffschicht 54 und eine Linse 55 in dieser Reihenfolge auf der reflektierenden Struktur 30 ausgebildet sind.
  • Die Versiegelungsschicht 52 versiegelt die Füllschicht 33 und lässt Fluoreszenz durch. Beispielsweise ist es vorzuziehen, als die Versiegelungsschicht 52 einen TEOS-SiO2-Film zu bilden, der unter Verwendung einer Plasma-CVD bei einer niedrigen Temperatur gebildet werden kann. Andere Beispiele eines Materials der Versiegelungsschicht 52 schließen SiNx, AlOx und dergleichen ein.
  • Die Anregungslicht entfernende Schicht 53 ist dafür konfiguriert, eine Verschlechterung eines Farbraums aufgrund einer Transmission von Anregungslicht zu verhindern. Beispielsweise ist es vorzuziehen, als die Anregungslicht entfernende Schicht 53 einen Gelbfilter beispielsweise unter Verwendung einer Beschichtung durch Aufschleudern auszubilden.
  • Die Linse 55 ist dafür konfiguriert, entsprechend der Anwendung die Lichtverteilungscharakteristiken der Lambertschen Verteilung zu optimieren, die aus der Oberfläche 30S2 der reflektierenden Struktur 30 abgegeben wird, und die Effizienz der Lichtnutzung zu erhöhen. Die Linse 55 ist über die Klebstoffschicht 54 auf die Anregungslicht entfernende Schicht 53 gebondet. Als die Linse 55 kann eine durch eine Harzform hergestellte Harzlinse genutzt werden. Alternativ dazu kann sie ein anderes Material wie etwa Glas aufweisen.
  • <10. Beispiele>
  • Im Folgenden wurde eine Ray-Trace- bzw. Strahlverfolgungssimulation durchgeführt, um die Effizienz einer Fluoreszenzextraktion unter Einbeziehung der Beispiele der vorliegenden Offenbarung zu überprüfen.
  • (Simulation 1)
  • Tabelle 1 fasst Konfigurationen von lichtemittierenden Vorrichtungen (experimentelle Beispiele 1 bis 7) zusammen, für die die Strahlsimulation durchgeführt wurde. 26 bis 32 veranschaulichen die Querschnittsformen der jeweiligen lichtemittierenden Vorrichtungen, die als die experimentellen Beispiele 1 bis 7 verwendet wurden. Tabelle 1 fasst eine Elementgröße (W1) eines lichtemittierenden Elements, eine Breite (W2) eines Trägerbauteils, eine untere Öffnungsbreite (W3) und eine obere Öffnungsbreite (W4) als relative Werte in Bezug auf eine Breite (Wx) eines lichtemittierenden Gebiets des lichtemittierenden Elements zusammen.
  • [Tabelle 1]
    Wx W1 W2 W3 W4 h1
    Experimentelles Beispiel 1 1 2,2 - 1,5 2,5 0, 6
    Experimentelles Beispiel 2 1 1,4 2,2 1,5 2,5 0, 6
    Experimentelles Beispiel 3 1 1,03 2,2 1,5 2,5 0, 6
    Experimentelles Beispiel 4 1 2,4 - 1,5 2,5 0, 6
    Experimentelles Beispiel 5 1 1,4 2,2 1,5 2,5 0, 6
    Experimentelles Beispiel 6 1 1,03 2,2 1,5 2,5 0, 6
    Experimentelles Beispiel 7 1 1,4 2,2 1,5 2,5 0, 6
  • 33 veranschaulicht Simulationsergebnisse der Effizienz einer Fluoreszenzextraktion in den experimentellen Beispielen 1 bis 7. Die Ergebnisse der experimentellen Beispiele 1 bis 3 und der experimentellen Beispiele 4 bis 6 zeigen, dass die Effizienz einer Lichtextraktion verbessert wird, indem man die Elementgröße (W1) des lichtemittierenden Elements kleiner als die untere Öffnungsbreite (W3) der reflektierenden Struktur macht. Außerdem zeigt ein Vergleich zwischen den Ergebnissen der experimentellen Beispiele 1 bis 3 und der experimentellen Beispiele 4 bis 6, dass, wenn man das Trägerbauteil (oder die Oberfläche des lichtemittierenden Elements) mit der unebenen Struktur versieht, dies die Effizienz einer Lichtextraktion verbessert und dass die unebene Struktur einen großen Effekt insbesondere ausübt, wenn die Elementgröße (W1) des lichtemittierenden Elements kleiner als die untere Öffnungsbreite (W3) ist. Darüber hinaus zeigt das Ergebnis des experimentellen Beispiels 7, dass die Effizienz einer Lichtextraktion sehr verbessert wird, indem man die seitliche Oberfläche des lichtemittierenden Elements neigt.
  • Obgleich die vorliegende Offenbarung oben unter Bezugnahme auf die ersten und zweiten Ausführungsformen, die Modifikationsbeispiele 1 bis 7 und die Beispiele beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden. Es ist besonders zu erwähnen, dass die in dieser Beschreibung beschriebenen Effekte nur veranschaulichend und nicht einschränkend sind und andere Effekte geliefert werden können.
  • Es ist besonders zu erwähnen, dass die vorliegende Technologie die folgenden Konfigurationen aufweisen kann. Gemäß der vorliegenden Technologie, die die folgenden Konfigurationen aufweist, ist die reflektierende Struktur mit der Öffnung, deren seitliche Oberfläche mit dem reflektierenden Film (erster reflektierender Film) versehen ist, über das Trägerbauteil mit der lichtdurchlässigen Eigenschaft auf dem lichtemittierenden Halbleiterelement gestapelt. Dadurch wird die Elementgröße des lichtemittierenden Halbleiterelements gleich der Öffnung der reflektierenden Struktur oder kleiner als diese. Deshalb ist es möglich, die Effizienz einer Lichtextraktion zu verbessern.
    • (1) Eine lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend:
      • eine reflektierende Struktur, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist und auf der ersten Oberfläche eine Öffnung aufweist, deren seitliche Oberfläche mit einem ersten reflektierenden Film versehen ist;
      • ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht und eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, die gestapelt sind, wobei die Öffnung der reflektierenden Struktur und die aktive Schicht einander gegenüberliegend angeordnet sind;
      • ein Trägerbauteil, das eine lichtdurchlässige Eigenschaft hat und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei das lichtemittierende Halbleiterelement auf der Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Struktur auf der Seite der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche mit der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur zumindest teilweise in Kontakt ist.
    • (2) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß (1), worin das Trägerbauteil eine Unebenheit auf zumindest einem Bereich der zweiten Oberfläche aufweist, die der reflektierenden Struktur gegenüberliegt.
    • (3) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß (1) oder (2), worin die Öffnung mit einem eine Vielzahl von Streuteilchen enthaltenden Harz gefüllt ist.
    • (4) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß (3), worin das die Öffnung füllende Harz ferner eine Vielzahl von Leuchtstoffteilchen enthält, die vom lichtemittierenden Halbleiterelement emittiertes Licht in eine verschiedene Wellenlänge umwandelt.
    • (5) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (1) bis (4), worin in einer Draufsicht die aktive Schicht eine Größe, die gleich einem Boden der Öffnung der reflektierenden Struktur oder kleiner als dieser ist, aufweist.
    • (6) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der (1) bis (5), worin die aktive Schicht des lichtemittierenden Halbleiterelements eine Breite von 5 µm oder mehr und 100 µm oder weniger aufweist.
    • (7) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der (1) bis (6), worin das lichtemittierende Halbleiterelement eine mit der Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelte erste Elektrode und eine mit der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelte zweite Elektrode aufweist und in einem Stapel des lichtemittierenden Halbleiterelements und des Trägerbauteils ein zweiter reflektierender Film ferner auf einer Oberfläche des lichtemittierenden Halbleiterelements mit Ausnahme der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und auf der ersten Oberfläche und einer seitlichen Oberfläche des Trägerbauteils vorgesehen ist.
    • (8) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der (1) bis (7), worin in dem lichtemittierenden Halbleiterelement eine seitliche Oberfläche einer Halbleiterschicht, die die Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, die aktive Schicht und die Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die gestapelt sind, umfasst, eine die Stapelrichtung kreuzende geneigte Oberfläche ist.
    • (9) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß (7), worin das Trägerbauteil elektrische Leitfähigkeit aufweist und mit der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps in Kontakt ist und die zweite Elektrode auf der ersten Oberfläche des Trägerbauteils vorgesehen ist.
    • (10) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (7) bis (9), worin die reflektierende Struktur und das Trägerbauteil elektrische Leitfähigkeit aufweisen und das Trägerbauteil mit der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps in Kontakt ist und die zweite Elektrode auf der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche der reflektierenden Struktur vorgesehen ist.
    • (11) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (3) bis (10), worin das die Öffnung der reflektierenden Struktur füllende Harz mit der Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps oder der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps des lichtemittierenden Halbleiterelements zumindest teilweise in Kontakt ist.
    • (12) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (3) bis (11), worin das Trägerbauteil ein Durchgangsloch aufweist und das die Öffnung der reflektierenden Struktur füllende Harz über das Durchgangsloch in die Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps oder die Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps des lichtemittierenden Halbleiterelements vorsteht.
    • (13) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (1) bis (12), ferner aufweisend eine Klebstoffschicht zwischen der reflektierenden Struktur und dem Trägerbauteil oder zwischen dem Trägerbauteil und dem lichtemittierenden Halbleiterelement.
    • (14) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (1) bis (13), worin ferner zumindest eine einer Versiegelungsschicht oder einer Anregungslicht entfernenden Schicht auf der Seite der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur angeordnet ist.
    • (15) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (1) bis (14), worin ferner eine Linse auf der Seite der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur angeordnet ist.
    • (16) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (1) bis (15), worin die seitliche Oberfläche der Öffnung einen Kegelwinkel aufweist, unter dem sich ein Querschnitt der Öffnung von der zweiten Oberfläche der reflektierenden Struktur in Richtung der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur erstreckt.
    • (17) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (3) bis (16), worin die Streuteilchen eine dielektrische Substanz mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 100 nm oder mehr und 1000 nm oder weniger aufweisen.
    • (18) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (3) bis (17), worin die Streuteilchen zumindest eines von Siliziumoxid (SiO2), Titanoxid (TiO2), Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN), Bornitrid (BN) oder Zinkoxid (ZnO) enthalten.
    • (19) Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem von (4) bis (18), worin die Leuchtstoffteilchen einen Quantenpunkt-Leuchtstoff aufweisen.
    • (20) Ein Bildanzeigegerät, das eine Vielzahl lichtemittierender Vorrichtungen enthält, wobei jede der Vielzahl lichtemittierender Vorrichtungen aufweist eine reflektierende Struktur, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist und auf der ersten Oberfläche eine Öffnung aufweist, deren seitliche Oberfläche mit einem ersten reflektierenden Film versehen ist; ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht und eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, die gestapelt sind, wobei die Öffnung der reflektierenden Struktur und die aktive Schicht einander gegenüberliegend angeordnet sind; ein Trägerbauteil, das eine lichtdurchlässige Eigenschaft hat und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei das lichtemittierende Halbleiterelement auf der Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Struktur auf der Seite der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche mit der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur zumindest teilweise in Kontakt ist.
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 25. Januar 2019 beim Japanischen Patentamt eingereichten japanischen Prioritäts-Patentanmeldung Nr. 2019-010813 , deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme miteinbezogen sind.
  • Es sollte sich für den Fachmann verstehen, dass je nach Entwurfsanforderungen und anderen Faktoren verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Teilkombinationen und Änderungen vorkommen können, sofern sie innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2003258300 [0004]
    • JP 2019010813 [0101]

Claims (20)

  1. Lichtemittierende Vorrichtung, aufweisend: eine reflektierende Struktur, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist und auf der ersten Oberfläche eine Öffnung aufweist, deren seitliche Oberfläche mit einem ersten reflektierenden Film versehen ist; ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht und eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, die gestapelt sind, wobei die Öffnung der reflektierenden Struktur und die aktive Schicht einander gegenüberliegend angeordnet sind; ein Trägerbauteil, das eine lichtdurchlässige Eigenschaft hat und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei das lichtemittierende Halbleiterelement auf der Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Struktur auf der Seite der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche mit der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur zumindest teilweise in Kontakt ist.
  2. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Trägerbauteil eine Unebenheit auf zumindest einem Bereich der zweiten Oberfläche aufweist, die der reflektierenden Struktur gegenüberliegt.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung mit einem eine Vielzahl von Streuteilchen enthaltenden Harz gefüllt ist.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das die Öffnung füllende Harz ferner eine Vielzahl von Leuchtstoffteilchen enthält, die vom lichtemittierenden Halblei- terelement emittiertes Licht in eine verschiedene Wellenlänge umwandelt.
  5. Lichtemittierende Vorrichtung nah Anspruch 1, wobei in einer Draufsicht die aktive Schicht eine Größe, die gleich einem Boden der Öffnung der reflektierenden Struktur oder kleiner als dieser ist, aufweist.
  6. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die aktive Schicht des lichtemittierenden Halbleiterelements eine Breite von 5 µm oder mehr und 100 µm oder weniger aufweist.
  7. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das lichtemittierende Halbleiterelement eine mit der Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelte erste Elektrode und eine mit der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps elektrisch gekoppelte zweite Elektrode aufweist und in einem Stapel des lichtemittierenden Halbleiterelements und des Trägerbauteils ein zweiter reflektierender Film ferner auf einer Oberfläche des lichtemittierenden Halbleiterelements mit Ausnahme der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und auf der ersten Oberfläche und einer seitlichen Oberfläche des Trägerbauteils vorgesehen ist.
  8. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem lichtemittierenden Halbleiterelement eine seitliche Oberfläche einer Halbleiterschicht, die die Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, die aktive Schicht und die Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die gestapelt sind, umfasst, eine die Stapelrichtung kreuzende geneigte Oberfläche ist.
  9. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Trägerbauteil elektrische Leitfähigkeit aufweist und mit der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps in Kontakt ist und die zweite Elektrode auf der ersten Oberfläche des Trägerbauteils vorgesehen ist.
  10. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die reflektierende Struktur und das Trägerbauteil elektrische Leitfähigkeit aufweisen und das Trägerbauteil mit der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps in Kontakt ist und die zweite Elektrode auf der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche der reflektierenden Struktur vorgesehen ist.
  11. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das die Öffnung der reflektierenden Struktur füllende Harz mit der Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps oder der Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps des lichtemittierenden Halbleiterelements zumindest teilweise in Kontakt ist.
  12. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Trägerbauteil ein Durchgangsloch aufweist und das die Öffnung der reflektierenden Struktur füllende Harz über das Durchgangsloch in die Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps oder die Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps des lichtemittierenden Halbleiterelements vorsteht.
  13. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Klebstoffschicht zwischen der reflektierenden Struktur und dem Trägerbauteil oder zwischen dem Trägerbauteil und dem lichtemittierenden Halbleiterelement.
  14. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner zumindest eine einer Versiegelungsschicht oder einer Anregungslicht entfernenden Schicht auf der Seite der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur angeordnet ist.
  15. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner eine Linse auf der Seite der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur angeordnet ist.
  16. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die seitliche Oberfläche der Öffnung einen Kegelwinkel aufweist, unter dem sich ein Querschnitt der Öffnung von der zweiten Oberfläche der reflektierenden Struktur in Richtung der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur erstreckt.
  17. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Streuteilchen eine dielektrische Substanz mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 100 nm oder mehr und 1000 nm oder weniger aufweisen.
  18. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Streuteilchen zumindest eines von Siliziumoxid (SiO2), Titanoxid (TiO2), Aluminiumoxid (Al2O3) , Aluminiumnitrid (AlN), Bornitrid (BN) oder Zinkoxid (ZnO) enthalten.
  19. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Leuchtstoffteilchen einen Quantenpunkt-Leuchtstoff aufweisen.
  20. Bildanzeigegerät, das eine Vielzahl lichtemittierender Vorrichtungen enthält, wobei jede der Vielzahl lichtemittierender Vorrichtungen aufweist eine reflektierende Struktur, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist und auf der ersten Oberfläche eine Öffnung aufweist, deren seitliche Oberfläche mit einem ersten reflektierenden Film versehen ist; ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das eine Schicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht und eine Schicht eines zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, die gestapelt sind, wobei die Öffnung der reflektierenden Struktur und die aktive Schicht einander gegenüberliegend angeordnet sind; ein Trägerbauteil, das eine lichtdurchlässige Eigenschaft hat und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei das lichtemittierende Halbleiterelement auf der Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Struktur auf der Seite der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche mit der ersten Oberfläche der reflektierenden Struktur zumindest teilweise in Kontakt ist.
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