JP2020057749A - Ｕｖ−ｌｅｄ及びディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】ＵＶ−ＬＥＤにおいて、発光効率をさらに向上させ、さらには電流密度が増加した場合の出力低下率を低減する。【解決手段】サファイア基板２０と、サファイア基板２０上に形成されたｕ−ＧａＮバッファ層２２と、ｕ−ＧａＮバッファ層２２上に形成されたｎ型ＧａＮ系コンタクト層２４と、ｎ型ＧａＮ系コンタクト層２４上に形成されたＩｎＧａＮ系発光層２８と、ＩｎＧａＮ系発光層２８上に形成されたｐ型ＧａＮ系層３０とを備えたＵＶ−ＬＥＤ１において、チップサイズは矩形状の平面形状の少なくともその一辺が５０μｍ以下である。【選択図】図２
Description
本発明は、ＵＶ−ＬＥＤ及びディスプレイに関する。
紫外領域で発光するＵＶ−ＬＥＤは、高出力・高効率化が進み、顕微鏡や露光機などの高分解能光源、光樹脂硬化や医療バイオなどの化学励起用光源、紙幣識別やＤＮＡチップ、環境計測などの分光励起用光源、更に殺菌、消毒の衛生用光源として、ＵＶランプ代替用途のみならず、蛍光体励起光源として、照明やディスプレイなど更に幅広い分野へ応用範囲が広がりつつある。
特に、ディスプレイ用途におけるマイクロＬＥＤディスプレイは、寿命と温度上昇等の弱点を持つ有機ＥＬに続く次世代ディスプレイとして注目されている。現在、開発の主流となっている方式は、赤、青、緑の３種類のＬＥＤチップを応用する３ＬＥＤ方式と、青色ＬＥＤによって赤、緑色の蛍光体を励起する青色ＬＥＤ方式、ＵＶ−ＬＥＤによって赤、緑、青の蛍光体を励起するＵＶ−ＬＥＤ方式の３種類がある。
特許文献１には、紫外線ＬＥＤと、３価のセリウムおよびテルビウム付活希土類硼化物蛍光体から選ばれる緑色蛍光、２価のユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体、２価のユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体から選ばれる青色蛍光体、ユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体、ユーロピウム付活酸硫化イットリウムから選ばれる赤色蛍光体を用いた液晶表示装置が記載されている。
上記の３つの方式の中でも、ＵＶ−ＬＥＤ方式は、発光色にほとんど影響を与えず、高い励起効率によって色再現性が高く、色バランス、同期が取り易く制御も容易となるメリットがあるものの、未だ発光効率において十分といえない。
本発明は、ＵＶ−ＬＥＤにおいて、発光効率をさらに向上させ、さらには電流密度が増加した場合の出力低下率を低減し得る技術を提供することを目的とする。
本発明のＵＶ−ＬＥＤは、バッファ層と、前記バッファ層上に形成されたコンタクト層と、前記コンタクト層上に形成された発光層とを備え、チップサイズは矩形状の平面形状において少なくともその一辺が５０μｍ以下である。本発明の１つの実施形態では、前記発光層は、ＩｎＧａＮ系発光層とし得る。本発明のＵＶ−ＬＥＤの基板としては、平坦な基板の他、パターン化されたサファイア基板（ＰＳＳ）が用いられ得る。
また、本発明のディスプレイは、かかるＵＶ−ＬＥＤと、前記ＵＶ−ＬＥＤの光により励起される赤色蛍光体と、前記ＵＶ−ＬＥＤの光により励起される緑色蛍光体と、前記ＵＶ−ＬＥＤの光により励起される青色蛍光体とを備えるディスプレイである。
本発明によれば、発光効率をさらに向上させ、さらには電流密度が増加した場合の出力低下率を低減することができる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１Ａは、本実施形態におけるＵＶ−ＬＥＤディスプレイの原理図を示す。ベース部１０にＵＶ−ＬＥＤチップ１２を複数形成し、ＵＶ−ＬＥＤチップ１２上に赤色蛍光体１４、緑色蛍光体１６、青色蛍光体１８を積層する。赤色蛍光体１４は例えばＬＯＳ：Ｅｕであり、緑色蛍光体１６は例えばＢＡＭ：Ｅｕ，Ｍｎであり、青色蛍光体１８は、例えばＢＡＭ：Ｅｕであるが、これに限定されない。ここで、ＬＯＳは、Ｌａ２Ｏ２Ｓであり、ＢＡＭは、（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ１０Ｏ１７である。
図１Ｂは、赤色蛍光体１４、緑色蛍光体１６、及び青色蛍光体１８の発光スペクトルを示す。図において、（ａ）は青色蛍光体１８、（ｂ）は緑色蛍光体１６、（ｃ）は赤色蛍光体の発光スペクトルであり、破線は励起光のスペクトル、実線は発光スペクトルを示す。
他方、ＵＶ−ＬＥＤチップ１２のチップサイズは、通常約２５０μｍ〜２ｍｍが実用化されており、ＣＡＮパッケージや表面実装型パッケージ（ＳＭＤ）、あるいは直接基板へ実装して使用されている。定格電流は約２０ｍＡ〜１Ａであり、発光効率は３６５ｎｍにおいて５０％を超えるレベルにあるが、未だ十分といえない。
そこで、本実施形態では、ＵＶ−ＬＥＤチップ１２の波長及びチップサイズに着目し、波長及びチップサイズを最適化することで更にＵＶ−ＬＥＤの発光効率を向上させ、また電流密度が増加した場合の出力低下率を減少させている。
図２及び図３に、本実施形態におけるＵＶ−ＬＥＤチップの構成を示す。図２は、発光波長３８５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤチップ１であり、図３は、発光波長４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤチップ２である。
図２において、発光波長３８５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤチップは、サファイア基板２０上にｕ−ＧａＮバッファ層２２、（ＧａＮ；Ｓｉ）ｎ−コンタクト層２４を積層し、この上にＩｎＧａＮ系発光層を積層して構成される。具体的には、順次、
（ＡｌＩｎＧａＮ）／（ＩｎＧａＮ；Ｓｉ）ｎ―ＳＬＳ（超格子構造）層２６
（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）ＭＱＷ（多重量子井戸）発光層２８
ｐ−ＡｌＧａＮ；Ｍｇ層３０
（ＡｌＧａＮ；Ｍｇ／ＧａＮ；Ｍｇ）ｐ−ＳＬＳ層３２
ｐ−ＧａＮ（ＧａＮ；Ｍｇ）層３４
がＭＯＣＶＤ装置を用いて積層される。ここで、例えば（ＧａＮ；Ｓｉ）は、ＳｉがドープされたＧａＮであることを示す。また、ＩＴＯ３６はＲＰＤ (Remote Plasma Deposition)にて蒸着、ｎ型ｐａｄ層４０及びアンダーバリアメタル（ＵＢＭ）４２はＥＢ（Electron Beam）にて蒸着、ＳｉＯ２層３８は、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）にて蒸着される。なお、ｕ−ＧａＮバッファ層２２は、より詳細には低温のｕ−ＧａＮ層及び高温のｕ−ＧａＮ層からなっており、ｕ−ＧａＮバッファ層２２は、下地層や緩衝層とも称される。
（ＡｌＩｎＧａＮ）／（ＩｎＧａＮ；Ｓｉ）ｎ―ＳＬＳ（超格子構造）層２６
（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）ＭＱＷ（多重量子井戸）発光層２８
ｐ−ＡｌＧａＮ；Ｍｇ層３０
（ＡｌＧａＮ；Ｍｇ／ＧａＮ；Ｍｇ）ｐ−ＳＬＳ層３２
ｐ−ＧａＮ（ＧａＮ；Ｍｇ）層３４
がＭＯＣＶＤ装置を用いて積層される。ここで、例えば（ＧａＮ；Ｓｉ）は、ＳｉがドープされたＧａＮであることを示す。また、ＩＴＯ３６はＲＰＤ (Remote Plasma Deposition)にて蒸着、ｎ型ｐａｄ層４０及びアンダーバリアメタル（ＵＢＭ）４２はＥＢ（Electron Beam）にて蒸着、ＳｉＯ２層３８は、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）にて蒸着される。なお、ｕ−ＧａＮバッファ層２２は、より詳細には低温のｕ−ＧａＮ層及び高温のｕ−ＧａＮ層からなっており、ｕ−ＧａＮバッファ層２２は、下地層や緩衝層とも称される。
他方、図３において、発光波長４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤチップは、サファイア基板２０上にｕ−ＧａＮバッファ層２２、（ＧａＮ；Ｓｉ）ｎ−コンタクト層２４を積層し、この上に順次、
（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）ＭＱＷ発光層２８
ｐ−ＡｌＧａＮ；Ｍｇ層３０
ｐ−ＧａＮ（ＧａＮ；Ｍｇ）層３４
がＭＯＣＶＤ装置を用いて積層される。ＩＴＯ３６はＲＰＤ (Remote Plasma Deposition)にて蒸着、ｎ型ｐａｄ層４０及びアンダーバリアメタル（ＵＢＭ）４２はＥＢ(Electron Beam）にて蒸着、ＳｉＯ２層３８は、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）にて蒸着される。
（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）ＭＱＷ発光層２８
ｐ−ＡｌＧａＮ；Ｍｇ層３０
ｐ−ＧａＮ（ＧａＮ；Ｍｇ）層３４
がＭＯＣＶＤ装置を用いて積層される。ＩＴＯ３６はＲＰＤ (Remote Plasma Deposition)にて蒸着、ｎ型ｐａｄ層４０及びアンダーバリアメタル（ＵＢＭ）４２はＥＢ(Electron Beam）にて蒸着、ＳｉＯ２層３８は、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）にて蒸着される。
３８５ｎｍ、４００ｎｍともに基本的なエピタキシャル構造は同じであるが、バンドギャップエネルギの関係から３８５ｎｍの方が４００ｎｍに比べて（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）ＭＱＷ発光層２８のＡｌ含有量が多く、Ｉｎ含有量が少ない。また、（ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ）ＭＱＷ発光層２８におけるＩｎ組成は、発光波長３８５ｎｍで約８％、４００ｎｍで約１５％である。発光波長３８５ｎｍでは、ｎ，ｐのキャリアを増加させるために、ＳＬＳ（超格子構造）層２６，３２を備えている。なお、発光波長３８５ｎｍ、４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤの各層の組成比及び膜厚は、より詳細には以下の通りである。
＜385nm＞
ｕ−ＧａＮ層:3.2μm
（ＧａＮ；Ｓｉ）ｎ−コンタクト層：2.7μm
（Ａｌ0.20Ｉｎ0.01Ｇａ0.79Ｎ）／（Ｉｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ；Ｓｉ）ｎ―ＳＬＳ（超格子構造）層：1.5nm/1.5nm×50pair
（Ｉｎ0.08Ｇａ0.92Ｎ／Ａｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ）ＭＱＷ（多重量子井戸）発光層1.8nm/15nm×3pair
ｐ−Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ｎ層：20nm
（Ａｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ；Ｍｇ）／（ＧａＮ；Ｍｇ層）ｐ―ＳＬＳ（超格子構造）層：0.8nm/0.8nm×30pair
ｐ−ＧａＮ層：25nm
ＩＴＯ層：100nm
ＳｉＯ２層：500nm
＜400nm＞
ｕ−ＧａＮ層:3.2μm
（ＧａＮ；Ｓｉ）ｎ−コンタクト層：2.7μm
（Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ／Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎ）ＭＱＷ（多重量子井戸）発光層：2.0nm/15nm×3pair
ｐ−Ａｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ層：20nm
ｐ−ＧａＮ層25nm
ＩＴＯ層：100nm
ＳｉＯ２層：500nm
＜385nm＞
ｕ−ＧａＮ層:3.2μm
（ＧａＮ；Ｓｉ）ｎ−コンタクト層：2.7μm
（Ａｌ0.20Ｉｎ0.01Ｇａ0.79Ｎ）／（Ｉｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ；Ｓｉ）ｎ―ＳＬＳ（超格子構造）層：1.5nm/1.5nm×50pair
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（Ａｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ；Ｍｇ）／（ＧａＮ；Ｍｇ層）ｐ―ＳＬＳ（超格子構造）層：0.8nm/0.8nm×30pair
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＜400nm＞
ｕ−ＧａＮ層:3.2μm
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本実施形態では、このようなエピタキシャル構造において、チップサイズの影響を考慮してチップサイズを最適化すべく、合計８種類のフリップチップを作製した。ここで、フリップチップは、ＭＱＷ発光層２８及びＰ−ＧａＮ層３４を形成した後にサファイア基板２０までのエッチングを行う分離工程において各チップサイズとなるように分離し、その後、メサ（ＭＥＳＡ）工程、ｎ型ｐａｄ層形成工程、ＳｉＯ２のパッシベーション層３８形成工程、アンダーバリアメタル（ＵＢＭ）形成工程を経て作製される。
図４及び図５は、フリップチップの平面写真を示す。図４は、平面形状が正方形のフリップチップであり、図５は、平面形状が長方形のフリップチップである。平面形状が正方形のフリップチップでは、
＜正方形＞
２４μｍ×２４μｍ
４８μｍ×４８μｍ
７２μｍ×７２μｍ
１４４μｍ×１４４μｍ
２８８μｍ×２８８μｍ
の５種類のフリップチップである。また、平面形状が長方形のフリップチップでは、
＜長方形＞
１２μｍ×４８μｍ
２４μｍ×４８μｍ
２４μｍ×７２μｍ
の３種類のフリップチップである。
＜正方形＞
２４μｍ×２４μｍ
４８μｍ×４８μｍ
７２μｍ×７２μｍ
１４４μｍ×１４４μｍ
２８８μｍ×２８８μｍ
の５種類のフリップチップである。また、平面形状が長方形のフリップチップでは、
＜長方形＞
１２μｍ×４８μｍ
２４μｍ×４８μｍ
２４μｍ×７２μｍ
の３種類のフリップチップである。
作製した３８５ｎｍ、４００ｎｍそれぞれの８種類のフリップチップについて、プローバにて発光スペクトル及び強度測定、注入電流に対する電圧の推移（Ｉ−Ｖ特性）、注入電流に対する発光強度の推移（Ｉ−Ｌ特性）を測定した。
図６は、３８５ｎｍの最小面積の２４μｍ×２４μｍチップにＩＦ（順電流）：２７８μＡ通電したときの発光スペクトルを示す。発光波長は３８４．７２ｎｍ、半値幅は１０．２５ｎｍであり、正常なスペクトル波形を示している。
図７は、４００ｎｍの最小面積の２４μｍ×２４μｍチップにＩＦ（順電流）：２７８μＡ通電したときの発光スペクトルを示す。発光波長は４００．７ｎｍ、半値幅は１２．２６ｎｍであり、これも正常なスペクトル波形を示している。
図８は、３８５ｎｍチップ及び４００ｎｍチップの発光強度を定格電流密度２５．５（Ａ／ｃｍ２）にて測定した結果を示す。図において、横軸はチップサイズ、縦軸は発光強度（ａ．ｕ．）である。
すべてのチップサイズにおいて、３８５ｎｍよりも４００ｎｍの方が高い発光強度及び発光効率が得られている。また、両波長において、チップサイズが縮小するほど発光強度が向上する傾向が見られている。特に、３８５ｎｍチップでは、２４μｍ×７２μｍ以下のサイズで発光強度が顕著に向上し、４００ｎｍチップでは、４８μｍ×４８μｍ以下のサイズで発光強度が顕著に向上している。従来のチップサイズは、既述したように約２５０μｍ〜２ｍｍであるため、これらのチップサイズは従来のチップサイズよりも顕著に小さく、マイクロチップサイズと言い得るものである。このようにマイクロサイズのチップにおいて発光強度及び発光効率が顕著に向上するのは、チップサイズが小さい方が拡散電流の距離が短くなっているため発光再結合が増加し、内部量子効率が向上していること、及び、チップサイズが小さい方が発光再結合にて発光層から出た光が外部へ取り出される距離も短い事から、光取り出し効率が向上しているためと考えられる。
図９及び図１０は、３８５ｎｍ及び４００ｎｍそれぞれの８種類のチップサイズに電流を流した時のＩ−Ｌ特性を示す。図９は、３８５ｎｍのチップに電流密度を２５．５（Ａ／ｃｍ２）から３５７．１（Ａ／ｃｍ２）へ増加させた時のＩ−Ｌ特性である。また、図１０は、４００ｎｍのチップに電流密度を２５．５（Ａ／ｃｍ２）から３５７．１（Ａ／ｃｍ２）へ増加させた時のＩ−Ｌ特性である。
これらのＩ−Ｌ特性において、高電流密度で発光効率が低下するドループ（droop）現象は見られるものの、すべてのチップで良好な特性結果が得られている。また、３８５ｎｍと４００ｎｍを比較すると、３８５ｎｍに比べ４００ｎｍの方がＩ−Ｌ特性は低下している。これは、４００ｎｍの方が３８５ｎｍに比べて発光層（ＩｎＧａＮ）内のＩｎ組成が高い事から、４００ｎｍの方が発光層の結晶性が悪く、電流密度が小さい時はＩｎ組成不均一により４００ｎｍの発光効率が高いが、電流密度の増加によりキャリア濃度が増加していくと発光層内の結晶欠陥の影響を受けやすくなり、非発光再結合領域の増加が影響しているためと考えられる。従って、Ｉｎ組成が相対的に低いほど、電流密度に対する出力低下率が低いといえる。
なお、図９及び図１０から、平面形状が正方形のチップの方が長方形よりもＩ−Ｌ特性が優れているということもできる。また、３８５ｎｍのチップの方が４００ｎｍのチップよりもＩ−Ｌ特性がより線形に増加しているということもできる。
図１１及び図１２は、３８５ｎｍ及び４００ｎｍそれぞれの８種類のチップに電流を流した時のＩ−Ｖ特性を示す。図１１は、３８５ｎｍのチップのＩ−Ｖ特性であり、図１２は、４００ｎｍチップのＩ−Ｖ特性である。両チップにおいて低電流領域でのリークは見られず、正常なＩ−Ｖ特性を示している。また、両チップにおいて、相対的に小さいチップである２４μｍ×２４μｍ、１２μｍ×４８μｍと相対的に大きなチップである２８８μｍ×２８８μｍとを比較すると、相対的に小さいチップの方が比較的小さい電流値で立ち上がっていることがわかる。また、平面形状が正方形のチップの方が長方形よりもＩ−Ｖ特性が優れているといえる。
図１３は、３８５ｎｍ及び４００ｎｍそれぞれの８種類のチップにおける２５．５（Ａ／ｃｍ２）時のＶＦ（順電圧）値を示す。各チップともにＶＦ値は３．４〜３．５Ｖを示している。
以上のように、発光波長３８５ｎｍ及び４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤチップにおいて、チップサイズを小さく、具体的には矩形状の平面形状において少なくともその一辺を５０μｍ以下とすることで、発光強度及び発光効率を顕著に向上させることができる。より具体的には、発光波長３８５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤチップでは少なくとも一辺が３０μｍ以下であることが好ましく、発光波長４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤチップでは少なくとも一辺が５０μｍ以下であることが好ましい。
さらに、ＵＶ−ＬＥＤにおいて、Ｉｎ組成が低いほど電流密度に対する出力低下率が低いため、発光波長３８５ｎｍの方が発光波長４００ｎｍよりも電流密度に対する出力低下率が低く、このことは、Ｉｎ組成がさらに低い３８５ｎｍより短いＵＶ−ＬＥＤ、例えば発光波長３６５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤではさらに電流密度に対する出力低下率が低く、チップサイズの縮小化と相俟って発光強度及び発光効率がさらに向上し、ディスプレイとして有利であることを示す。
図１４は、発光波長３８５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤのチップサイズ毎のスペクトルを示す。また、図１５は、発光波長４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤのチップサイズ毎のスペクトルを示す。発光波長３８５ｎｍ、４００ｎｍのいずれのＵＶ−ＬＥＤも、チップサイズを変更しても波形の違いは見られず、５００ｎｍ〜５００ｎｍ近傍のＧａＮの深い準位の発光強度においても違いは見られない。このことから、発光スペクトルはエピタキシャル成長された層の結晶性に依存し、チップサイズはほとんど影響しないため、チップサイズを小さくし、具体的には矩形状の平面形状において少なくともその一辺が５０μｍ以下としても問題なく正常な発光が得られることを示している。
図１６は、発光波長３８５ｎｍ、４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤのチップサイズ毎の歩留まりを示す。正方形の形状のチップとして、２４μｍ×２４μｍ、４８μｍ×４８μｍ、７２μｍ×７２μｍ、１４４μｍ×１４４μｍ、２８８μｍ×２８８μｍの５種類のチップにて電気特性及び外観が良品のチップをカウントし、全体数に対する良品数の比率を示したものである。図に示されるように、チップサイズが小さくなるほど歩留まりが向上している。この理由は、表面のゴミ及び異常なエピタキシャル成長は、サイズが大きいもので５０μｍ程度であるがそのほとんどは５０μｍ以下であり、結晶欠陥はそれよりはるかに小さいことから、チップサイズが小さい方が全体のチップ数に対してＮＧとなるチップ数が抑制されるためと考えられる。従って、歩留まりの観点からも、矩形状の平面形状において少なくともその一辺が５０μｍ以下のＵＶ−ＬＥＤが望ましいといえる。
以上の実施形態では、発光波長３８５ｎｍ、４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤとして、平坦なサファイア基板２０を用いているが、平坦なサファイア基板２０に代えて、パターン化されたサファイア基板（ＰＳＳ：Patterned Sapphire Substrate）を用いることもできる。
図１７は、ＰＳＳの構成を示す。図１７（ａ）は上面図、図１７（ｂ）は側面図であり、サファイア基板の表面に円錐形状のパターンが形成される。高さａ＝２．０μｍ、径ｂ＝３．７５μｍ、ピッチｃ＝４．０μｍ、スペースｄ＝０．２５μｍのパターン構造であるが、必ずしもこれに限定されない。サファイア基板に適用されるパターンは、その上に成長させるＧａＮ結晶の欠陥の密度を低減させ、発光層の発光効率を向上させる。さらに、最適なパターン形状を設計することにより、発光層から素子内に発せられる光を効率よく素子外部に反射させて光の内部損失(発熱に変わる割合)を低減させ得る。ＰＳＳの加工は、平坦なサファイア基板上にフォトレジストマスクを形成し、ＩＣＰドライエッチングにより行われる。
図１８は、発光波長３８５ｎｍ、４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤの、平坦なサファイア基板とＰＳＳを用いた場合のチップサイズ毎の発光強度を示す。定格電流密度２５．５Ａ／ｃｍ２を流したときの発光強度であり、Ｆｌａｔは平坦なサファイア基板、ＰＳＳはパターン化されたサファイア基板を示す。発光波長３８５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤに着目すると、チップサイズが小さいほど発光強度が増加するとともに、全てのチップサイズにおいてＦｌａｔの場合よりもＰＳＳの場合の方が発光強度が増加している。発光波長４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤも同様であり、チップサイズが小さいほど発光強度が増加するとともに、全てのチップサイズにおいてＦｌａｔの場合よりもＰＳＳの場合の方が発光強度が増加している。従ってチップサイズを５０μｍ以下に設定し、ＰＳＳを用いることで、さらに発光効率を顕著に向上させることができる。
本実施形態では、発光波長３８５ｎｍ、４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤを例示したが、発光層の組成比を変化させることで発光波長を変化させることができ、凡そ発光波長３８５ｎｍ〜４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤに適用し得る。また、本実施形態におけるＵＶ−ＬＥＤチップサイズの下限は２４μｍ×２４μｍであるが、製造条件によっては１０μｍ×１０μｍ程度のチップサイズも可能であり、同様に発光効率を向上させ得る。
１ ＵＶ−ＬＥＤチップ（３８５ｎｍ）、２ ＵＶ−ＬＥＤチップ（４００ｎｍ）。
本発明のＵＶ−ＬＥＤは、バッファ層と、前記バッファ層上に形成されたコンタクト層と、前記コンタクト層上に形成されたｎ型ＳＬＳ層と、前記ｎ型ＳＬＳ層上に形成されたＩｎＧａＮ系発光層と、前記発光層上に形成されたｐ型ＳＬＳ層とを備え、チップサイズは矩形状の平面形状において少なくともその一辺が５０μｍ以下である。本発明の１つの実施形態では、前記ｎ型ＳＬＳ層は、ＡｌＩｎＧａＮ層とＩｎＧａＮ層から構成され、前記ｐ型ＳＬＳ層は、ＡｌＧａＮ層とＧａＮ層から構成され得る。
Claims (5)
- バッファ層と、
前記バッファ層上に形成されたコンタクト層と、
前記コンタクト層上に形成された発光層と、
を備え、チップサイズは矩形状の平面形状において少なくともその一辺が５０μｍ以下であるＵＶ−ＬＥＤ。 - 前記発光層はＩｎＧａＮ系発光層である
請求項１に記載のＵＶ−ＬＥＤ。 - 前記バッファ層がその上に形成される、パターン化されたサファイア基板
をさらに備える、請求項１，２のいずれかに記載のＵＶ−ＬＥＤ。 - 発光波長は、３８５ｎｍ〜４００ｎｍである
請求項１〜３のいずれかに記載のＵＶ−ＬＥＤ。 - 請求項１〜４のいずれかに記載のＵＶ−ＬＥＤと、
前記ＵＶ−ＬＥＤの光により励起される赤色蛍光体と、
前記ＵＶ−ＬＥＤの光により励起される緑色蛍光体と、
前記ＵＶ−ＬＥＤの光により励起される青色蛍光体と、
を備えるディスプレイ。
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