JP2005236304A - 垂直構造を有する有機接着発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、垂直構造を有する発光ダイオードを開発することであり、その発光ダイオードの発光スタック層と伝導性基板は、製造工程を簡素化し、かつダイオードのコストを削減するためにオーミック接触する。
【解決手段】 垂直構造を有する有機接着発光素子が提供される。有機接着発光素子は、凹凸の上部表面を有する伝導性基板と、伝導性基板の凹凸の上部表面上に形成された第一金属層と、第一金属層上に形成された有機接着物質と、有機接着物質上に形成された第二金属層とを含み、凹凸の上部表面上の第一金属層の全面又は一部は、有機接着物質を通過して、第二金属層とオーミック接触し、反射層は第二金属層上に形成され、発光スタック層は第二金属層上に形成される。本発明の有機接着発光素子の製造工程は、従来のダイオードの製造工程よりも複雑でない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発光ダイオードに関し、より詳細には垂直構造を有する発光ダイオードに関する。

発光ダイオードの応用は広範囲であり、光ディスプレイ素子、信号機、データ記憶素子、通信素子、照明素子及び医療機器を含む。このように、発光ダイオードの輝度を高めることは重要であり、かつ、発光ダイオードのコストを削減するために製造工程を簡素化することは重要である。

発光ダイオードとそれに関する製造方法が開示されており（例えば、特許文献１参照）、発光ダイオードのスタック層が透明な接着層によって透明な基板に固定され、透明な基板に向かって放射された光を吸収させず、かつ、ダイオードの輝度を改善する。しかしながら、透明な接着層の非伝導性により、従来の方法は、同じ側に位置する２つの電極のダイオードで使用するために適している一方で、電極がダイオードの上部面と底面にそれぞれ位置するダイオードで使用するためには適していない。加えて、ダイオードのスタック層の一部は、同じ側で２つの電極を作製するためにエッチング工程によって除去する必要がある。そのような場合、物質が浪費されるだけでなく、工程がさらに複雑となる。
米国特許出願公開第２００４−０１０６２２５号明細書

したがって、本発明の目的は、垂直構造を有する発光ダイオードを開発することであり、その発光ダイオードの発光スタック層と伝導性基板は、製造工程を簡素化し、かつダイオードのコストを削減するためにオーミック接触する。

概要すると、本発明は垂直構造を有する有機接着発光素子を開示する。有機接着発光素子は、でこぼこの上面を備えた伝導性基板と、伝導性基板のでこぼこの上面に形成された第一金属層と、第一金属層上に形成された有機接着物質と、有機接着物質上に形成された第二金属層とを含み、でこぼこの上面上の第一金属層の一部分又は全面は、有機接着物質を通過して、第二金属層とオーミック接触し、反射層は第二金属層上に形成され、発光スタック層は第二金属層上に形成される。さらに、第一金属層と第二金属層の使用は、接着を強化させる。

本発明によると、伝導性基板は、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、金属マトリックス合成物（ＭＭＣ）キャリア、又は他の代替となる物質で構成される物質群の少なくとも一つの物質を含み、ＭＭＣキャリアは、金属マトリックスで満たされた正孔を有するキャリアが調整可能な伝熱係数又は調整可能な熱膨張係数を有することを示す。接着物質は、ポリイミド（ＰＩ）、ベンゾシクロブタン（ＢＣＢ）、及びパーフルオロシクロブタン（ＰＦＣＢ）で構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＰｂＳｎ、ＡｕＺｕ、酸化インジウムスズ酸化物で構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。第一金属層及び第二金属層の両層は、Ｔｉ及びＣｒで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。発光スタック層は、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＩｎＧａＮで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。

本発明のそれら及び他の目的は、様々な添付図で例示される好ましい実施態様の下記の詳細な記載により、当業者にとって明白となることは疑いない。

本発明による垂直構造を有する有機接着発光素子１の第一の実施態様である図１を参照する。有機接着発光素子１は、第一電極２０、第一電極２０上に形成された凹凸の上部表面を備える伝導性基板１０、伝導性基板１０の凹凸の上面上に形成された第一金属層１１０、第一金属層１１０上に形成された有機接着物質１２２、有機接着物質１２２上に形成された第二金属層１１１を含み、第一金属層１１０の全面又は一部は、プレス処理を受けた後、有機接着物質１２２を通過し、第二金属層１１１とオーミック接触する。有機接着発光素子１はまた、第二金属層１１１上に形成された反射層１３、反射層１３上に形成された透明な伝導層１４、透明な伝導層１４上に形成された第一接触層１５、第一接触層１５上に形成された第一結合層１６、第一結合層１６上に形成された発光層１７、発光層１７上に形成された第二結合層１８、第二結合層１８上に形成された第二接触層１９、及び第二接触層１９上に形成された第二電極２１を含む。第一及び第二金属層は、接着物質への接着を強くするために使用される。所定のパターンで凹凸の上面又は不規則な粗い表面を形成するために伝導性基板をエッチングすることが必要とされる。輝度を増強するために使用される反射層１１３は、本発明を実行するために必要とされず、除去できる。

本発明による垂直構造を有する有機接着発光素子２の第二実施態様の図２を参照する。有機接着発光素子２は、第一電極２２０、第一電極２２０上に形成された伝導性基板２１０、伝導性基板２１０上に形成された第一金属層２１２０、第一金属層２１２０上に形成された有機接着物質２１１２、有機接着物質２１１２上に形成された凹凸表面を備える第二金属層２１２１、第二金属層２１２１上に形成された反射層２１２、反射層２１２上に形成された透明な伝導層２１３、透明な伝導層２１３上に形成された凹凸の底面を備える第一接触層２１４を含む。凹凸の底面に隣接する透明な伝導層、透明な伝導層に隣接する反射層、反射層に隣接する第二金属層は、プレス処理を使用することによって凹凸表面を有する。さらに、第二金属層２１２１の全面又は一部は、有機接着物質２１１２を通過して、第一金属層２１２０とオーミック接触する。有機接着発光デバイス２はまた、第一接触層上に形成された第一結合層２１５、第一結合層２１５上に形成された発光層２１６、発光層２１６上に形成された第二結合層２１７、第二結合層２１７上に形成された第二接触層２１８、第二接触層２１８上に形成された第二電極２２１を含む。第一及び第二金属層は、接着物質に対して接着を強化するために使用される。所定のパターン又は不規則な粗い表面で凹凸の底面を形成する第一接触層のエッチングが必要とされる。輝度を増強するために使用される反射層２１２は本発明を実行するために必要ではなく、取り除くことができる。

伝導性基板は、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、金属マトリックス合成物（ＭＭＣ）キャリア、又は他の代替物質から構成される物質群から少なくとも一つの物質を含み、ここでＭＭＣキャリアは、金属マトリックスで満たされた正孔を備え、調整可能な伝熱係数又は調整可能な熱膨張係数を有するキャリアを示す。接着物質は、ポリイミド（ＰＩ）、ベンゾシクロブタン（ＢＣＢ）及びパーフルオロシクロブタン（ＰＦＣＢ）から構成される物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＰｂＳｎ、ＡｕＺｎ及びインジウムスズ酸化物で構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。第一金属層及び第二金属層の両層は、Ｔｉ及びＣｒで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。第一結合層及び第二結合層の両層は、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮから構成される物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。発光スタック層は、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＩｎＧａＮで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。第一接触層及び第二接触層の両層は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮから構成される物質群から選択される少なくとも一つの物質を含む。

本素子の多数の修正及び変形が本発明の範囲内でなされることを当業者が認識するであろう。したがって、本開示は請求項の趣旨及び範囲によってのみ制限されるように解釈されるべきである。

本発明による垂直構造を有する有機接着発光素子の第一の実施態様を示す。 本発明による垂直構造を有する有機接着発光素子の第二の実施態様を示す。

符号の説明

１ 有機接着発光素子
２０ 第一電極
１０ 伝導性基板
１１０ 第一金属層
１２２ 有機接着物質
１１１ 第二金属層
１３ 反射層
１４ 伝導層
１５ 第一接触層
１６ 第一結合層
１７ 発光層
１８ 第二結合層
１９ 第二接触層
２１ 第二電極
２ 有機接着発光素子
２２０ 第一電極
２１０ 伝導性基板
２１２０ 第一金属層
２１１２ 有機接着物質
２１２１ 第二金属層
２１２ 反射層
２１３ 透明な伝導層
２１４ 第一接触層
２１５ 第一結合層
２１６ 発光層
２１７ 第二結合層
２１８ 第二接触層
２２１ 第二電極

Claims (26)

1. 凹凸の上部表面を有する第一の半導体スタック層と、
   前記第一の半導体スタック層の前記凹凸の上部表面上に形成された第一金属層と、
   前記第一金属層上に形成された有機接着物質と、
   前記有機接着物質上に形成された第二の半導体スタック層とから成る垂直構造を有する有機接着発光素子であって、
   前記凹凸の上面の存在によって、前記凹凸の上面上の前記第一金属層の全面又は一部は、有機接着物質を突き抜け、前記第二の半導体スタック層とオーミック接触を形成することを特徴とする垂直構造を有する有機接着発光素子。
2. 前記第一の半導体スタック層は、伝導性基板であることを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
3. 前記第二の半導体スタック層は、
   第一の伝導性の半導体スタック層と、
   前記第一の伝導性の半導体スタック層上に形成された発光層と、
   前記発光層上に形成された第二の伝導性の半導体スタック層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
4. 前記第二の伝導性の半導体スタック層は伝導性基板であることを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
5. 前記第一の半導体スタック層は、
   第一の伝導性の半導体スタック層と、
   前記第一の伝導性の半導体スタック層上に形成された発光層と、
   前記発光層上に形成された第二の伝導性の半導体スタック層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
6. 前記有機接着物質と前記第二の半導体スタック層との間に形成された反射層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
7. 前記第一金属層と前記第一の半導体スタック層との間に形成された反射層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
8. 前記凹凸の上面は不規則な粗い表面であることを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
9. 前記第一の半導体スタック層は前記第一金属層とオーミック接触であることを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
10. 前記有機接着物質と前記反射層との間に形成された第二金属層をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
11. 前記伝導層は、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、金属マトリックス合成物キャリアで構成される物質群の少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項２に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
12. 前記凹凸の上部表面は均一に分配されたエッチング表面であることを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
13. 前記有機接着物質は、ポリイミド（ＰＩ）、ベンゾシクロブタン（ＢＣＢ）、及びパーフルオロシクロブタン（ＰＦＣＢ）で構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
14. 前記第一金属層は、Ｔｉ及びＣｒで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
15. 前記第二金属層は、Ｔｉ及びＣｒで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
16. 前記反射層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃｕ、ＡｕＢｅ、ＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＰｂＳｎ、ＡｕＺｕ、インジウムスズ酸化物で構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項６に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
17. 前記有機接着物質と前記第二の半導体スタック層との間に形成された第二金属層をさらに含み、前記凹凸の上面上の前記第一金属層の全面又は一部は、有機接着物質を突き抜け、前記第二金属層とオーミック接触を形成することを特徴とする請求項２に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
18. 前記有機接着物質と前記第一の半導体スタック層との間に形成された第二金属層をさらに含み、前記凹凸の上面上の前記第二金属層の全面又は一部は、有機接着物質を突き抜け、前記第一金属層とオーミック接触を形成することを特徴とする請求項５に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
19. 前記第二金属層は、Ｔｉ及びＣｒで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項１７に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
20. 前記第二金属層は、Ｔｉ及びＣｒで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項１８に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
21. 前記反射層と前記第二の半導体スタック層との間に形成された透明な伝導層をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
22. 前記反射層と前記第一の半導体スタック層との間に形成された透明な伝導層をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
23. 前記発光スタック層は、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＩｎＧａＮで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項３に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
24. 前記発光スタック層は、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＩｎＧａＮで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項５に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
25. 前記透明な伝導層は、インジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチモニースズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、Ｂｅ／Ａｕ、Ｇｅ／Ａｕ及びＮｉ／Ａｕで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項２１に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。
26. 前記透明な伝導層は、インジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、アンチモニースズ酸化物、酸化亜鉛、亜鉛スズ酸化物、Ｂｅ／Ａｕ、Ｇｅ／Ａｕ及びＮｉ／Ａｕで構成する物質群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項２２に記載の垂直構造を有する有機接着発光素子。

Images