JP2022141087A - Light-emitting device - Google Patents

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Abstract

To provide a light-emitting device including a driving circuit board and a growth substrate, in which the formation of a space between a wavelength conversion unit and a semiconductor layer is suppressed.SOLUTION: A first light-emitting region R1 includes an n-type contact layer 120, a first light-emitting layer 130, a p-type contact layer 190, and a wavelength conversion layer WM1. A second light-emitting region R2 includes the n-type contact layer 120, the first light-emitting layer 130, a first intermediate layer 140, a second light-emitting layer 150, and the p-type contact layer 190. A third light-emitting region R3 includes the n-type contact layer 120, the first light-emitting layer 130, the first intermediate layer 140, the second light-emitting layer 150, a second intermediate layer 160, a third light-emitting layer 170, and the p-type contact layer 190. The wavelength conversion layer WM1 is disposed between a driving circuit board MB1 and the p-type contact layer 190 in the first light-emitting region R1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書の技術分野は、発光装置に関する。 The technical field of the present specification relates to light emitting devices.

表示装置には、マイクロＬＥＤ素子を有するものがある。マイクロＬＥＤ素子が発する光を必要に応じて、他の色に変換する波長変換部が用いられることがある。これにより、表示装置の各所において赤緑青の３色の発光を実現する表示装置が開発されてきている。 Some display devices have micro LED elements. A wavelength conversion unit that converts the light emitted by the micro LED element into another color may be used as needed. Accordingly, a display device has been developed which realizes light emission of three colors of red, green and blue at various parts of the display device.

例えば、特許文献１には、駆動回路基板の上に赤色光を発する領域と、緑色光を発する領域と、青色光を発する領域と、を有する表示装置が開示されている。マイクロＬＥＤ素子１００が青色光を発光する。赤色光を発する領域には赤色波長変換部２２が配置されており、緑色光を発する領域には緑色波長変換部２３が配置されている（特許文献１の段落［００２１］）。赤色波長変換部２２は青色光を赤色光に変換する。緑色波長変換部２３は青色光を緑色光に変換する。 For example, Patent Document 1 discloses a display device having a region emitting red light, a region emitting green light, and a region emitting blue light on a drive circuit substrate. The micro LED element 100 emits blue light. A red wavelength conversion unit 22 is arranged in a region emitting red light, and a green wavelength conversion unit 23 is arranged in a region emitting green light (paragraph [0021] of Patent Document 1). The red wavelength converter 22 converts blue light into red light. The green wavelength converter 23 converts blue light into green light.

特開２０１９－１５２８５１号公報JP 2019-152851 A

特許文献１では、成長基板９上に窒化物半導体層１４を成長させ、成長基板９を駆動回路基板５０に貼り合わせる（特許文献１の段落［００３１］）。その後、成長基板９を剥離する（特許文献１の段落［００３２］）。この後、赤色波長変換部２２および緑色波長変換部２３を形成する。 In Patent Document 1, a nitride semiconductor layer 14 is grown on a growth substrate 9, and the growth substrate 9 is attached to a drive circuit board 50 (paragraph [0031] of Patent Document 1). After that, the growth substrate 9 is peeled off (paragraph [0032] of Patent Document 1). After that, the red wavelength conversion portion 22 and the green wavelength conversion portion 23 are formed.

このように、特許文献１の技術では、成長基板を剥離させる必要がある。特許文献１には、研削、研磨、プラズマエッチング、ウェットエッチング等を組み合わせることにより、成長基板を剥離する技術が開示されている（特許文献１の段落［００３２］）。しかし、これらの工程のうちの複数の工程を実施すると、表示装置の製造工程が複雑になる。また、タクトタイムも長くなる。また、成長基板を剥離させる場合に半導体層にダメージを与えてしまう場合がある。このため、成長基板を剥離させない発光装置を製造することが好ましい。 As described above, the technique of Patent Document 1 requires the growth substrate to be separated. Patent Document 1 discloses a technique for separating a growth substrate by combining grinding, polishing, plasma etching, wet etching, and the like (paragraph [0032] of Patent Document 1). However, performing a plurality of these steps complicates the manufacturing process of the display device. Also, the tact time becomes longer. Moreover, the semiconductor layer may be damaged when the growth substrate is peeled off. Therefore, it is preferable to manufacture a light-emitting device in which the growth substrate is not peeled off.

しかし、成長基板を剥離させない場合には、特許文献１における波長変換部と半導体層との間に距離があいてしまう。距離があくと、隣接するサブピクセルに光が漏れる可能性がある。これにより、光の像がぼやけるおそれがある。 However, if the growth substrate is not peeled off, a distance is created between the wavelength conversion section and the semiconductor layer in Patent Document 1. Large distances can cause light to leak into adjacent sub-pixels. This may blur the light image.

本明細書の技術が解決しようとする課題は、駆動回路基板と成長基板とを有するとともに波長変換部と半導体層との間に距離があくことを抑制する発光装置を提供することである。 The problem to be solved by the technique of the present specification is to provide a light-emitting device that has a drive circuit board and a growth substrate and that suppresses the distance between the wavelength conversion section and the semiconductor layer.

第１の態様における発光装置は、駆動回路基板と、透明基板と、駆動回路基板と透明基板との間の半導体層と、第１発光領域と第２発光領域と第３発光領域と、波長変換層と、を有する。透明基板は、第１面と第１面の反対側の第２面とを有する。透明基板の第１面は、半導体層と対面している。透明基板の第２面の側に、光取り出し面を有する。半導体層は、ｎ型半導体層と、第１発光層と、第１中間層と、第２発光層と、第２中間層と、第３発光層と、ｐ型半導体層と、を有する。第１発光領域は、ｎ型半導体層と第１発光層とｐ型半導体層と波長変換層とを有する。第２発光領域は、ｎ型半導体層と第１発光層と第１中間層と第２発光層とｐ型半導体層とを有する。第３発光領域は、ｎ型半導体層と第１発光層と第１中間層と第２発光層と第２中間層と第３発光層とｐ型半導体層とを有する。第３発光層の井戸層のバンドギャップは、第２発光層の井戸層のバンドギャップよりも小さい。第２発光層の井戸層のバンドギャップは、第１発光層の井戸層のバンドギャップよりも小さい。波長変換層は、第１発光領域のｐ型半導体層と駆動回路基板との間に配置されている。 A light-emitting device according to a first aspect includes a drive circuit board, a transparent substrate, a semiconductor layer between the drive circuit board and the transparent substrate, a first light-emitting region, a second light-emitting region, and a third light-emitting region, and a wavelength converter. and a layer. The transparent substrate has a first side and a second side opposite the first side. The first surface of the transparent substrate faces the semiconductor layer. It has a light extraction surface on the side of the second surface of the transparent substrate. The semiconductor layer has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a first intermediate layer, a second light emitting layer, a second intermediate layer, a third light emitting layer, and a p-type semiconductor layer. The first light emitting region has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a p-type semiconductor layer and a wavelength conversion layer. The second light emitting region has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a first intermediate layer, a second light emitting layer and a p-type semiconductor layer. The third light emitting region has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a first intermediate layer, a second light emitting layer, a second intermediate layer, a third light emitting layer and a p-type semiconductor layer. The bandgap of the well layer of the third light emitting layer is smaller than the bandgap of the well layer of the second light emitting layer. The bandgap of the well layer of the second light emitting layer is smaller than the bandgap of the well layer of the first light emitting layer. The wavelength conversion layer is arranged between the p-type semiconductor layer of the first light emitting region and the drive circuit board.

この発光装置は、駆動回路基板と、成長基板である透明基板と、を有する。また、波長変換層と半導体層との間に成長基板が存在しない。波長変換層と半導体層との間の距離は、十分に近い。このため、透明基板が除去されずに残留していても、光の像がぼやけるおそれはほとんどない。 This light emitting device has a drive circuit board and a transparent substrate which is a growth substrate. Also, there is no growth substrate between the wavelength conversion layer and the semiconductor layer. The distance between the wavelength converting layer and the semiconductor layer is sufficiently close. Therefore, even if the transparent substrate remains without being removed, there is almost no possibility that the light image will be blurred.

本明細書では、駆動回路基板と成長基板とを有するとともに波長変換部と半導体層との間に距離があくことを抑制する発光装置が提供されている。 The present specification provides a light-emitting device that has a drive circuit board and a growth substrate and that suppresses the distance between the wavelength conversion section and the semiconductor layer.

第１の実施形態の発光装置Ｄ１の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a light emitting device D1 of a first embodiment; FIG. 第１の実施形態の発光装置Ｄ１におけるバンド構造と電子および正孔の振舞を概念的に示す図である。FIG. 2 is a diagram conceptually showing the band structure and the behavior of electrons and holes in the light emitting device D1 of the first embodiment; 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その１）である。FIG. 11 is a diagram (part 1) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その２）である。FIG. 11 is a diagram (part 2) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その３）である。3 is a diagram (part 3) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; FIG. 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その４）である。4 is a diagram (part 4) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; FIG. 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その５）である。5 is a diagram (5) for explaining the method of manufacturing the light emitting device D1 of the first embodiment; FIG. 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その６）である。FIG. 11 is a diagram (No. 6) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その７）である。7 is a diagram (7) for explaining the method of manufacturing the light emitting device D1 of the first embodiment; FIG. 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その８）である。8 is a diagram (No. 8) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; FIG. 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その９）である。FIG. 10 is a diagram (No. 9) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その１０）である。FIG. 10 is a diagram (No. 10) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; 第１の実施形態の発光装置Ｄ１の製造方法を説明するための図（その１１）である。11 is a diagram (No. 11) for explaining the manufacturing method of the light emitting device D1 of the first embodiment; FIG. 第１の実施形態の変形例における発光装置Ｄ２の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a light-emitting device D2 in a modified example of the first embodiment; 第１の実施形態の変形例における発光装置Ｄ３の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a light-emitting device D3 in a modified example of the first embodiment; 第１の実施形態の変形例における発光装置Ｄ４の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a light-emitting device D4 in a modified example of the first embodiment;

以下、具体的な実施形態について、発光装置を例に挙げて図を参照しつつ説明する。しかし、本明細書の技術はこれらの実施形態に限定されるものではない。また、後述する発光装置の各層の積層構造および電極構造は、例示である。実施形態とは異なる積層構造であってももちろん構わない。そして、それぞれの図における各層の厚みの比は、概念的に示したものであり、実際の厚みの比を示しているわけではない。 Specific embodiments will be described below with reference to the drawings, taking a light-emitting device as an example. However, the technology herein is not limited to these embodiments. Also, the lamination structure and electrode structure of each layer of the light-emitting device, which will be described later, are examples. Of course, a laminated structure different from that of the embodiment may be used. The thickness ratio of each layer in each figure is conceptually shown, and does not represent the actual thickness ratio.

（第１の実施形態）
１．発光装置
図１は、第１の実施形態の発光装置Ｄ１の概略構成図である。発光装置Ｄ１は、III 族窒化物半導体から成る複数の半導体層を有する。図１に示すように、発光装置Ｄ１は、透明基板ＴＳ１と、下地層１１０と、光吸収層ＵＡ１と、ｎ型コンタクト層１２０と、第１発光層１３０と、第１中間層１４０と、第２発光層１５０と、第２中間層１６０と、第３発光層１７０と、キャップ層１８０と、ｐ型コンタクト層１９０と、透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３と、ｎコンタクト電極Ｎ１と、ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、半田層ＳＤＮ１、ＳＤＰ１、ＳＤＰ２、ＳＤＰ３と、ｎ電極ＮＥ１と、ｐ電極ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３と、波長変換層ＷＭ１と、反射層ＲＦ１と、絶縁層Ｉ１、Ｉ２と、駆動回路基板ＭＢ１と、を有する。 (First embodiment)
1. Light Emitting Device FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light emitting device D1 according to the first embodiment. The light emitting device D1 has a plurality of semiconductor layers made of Group III nitride semiconductors. As shown in FIG. 1, the light-emitting device D1 includes a transparent substrate TS1, an underlying layer 110, a light-absorbing layer UA1, an n-type contact layer 120, a first light-emitting layer 130, a first intermediate layer 140, a first 2 light-emitting layer 150, second intermediate layer 160, third light-emitting layer 170, cap layer 180, p-type contact layer 190, transparent electrodes TE1, TE2, TE3, n-contact electrode N1, p-contact electrode P1, P2, P3, solder layers SDN1, SDP1, SDP2, SDP3, n-electrode NE1, p-electrodes PE1, PE2, PE3, wavelength conversion layer WM1, reflective layer RF1, insulating layers I1, I2, and a drive circuit board MB1.

透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａ上には、下地層１１０と、光吸収層ＵＡ１と、ｎ型コンタクト層１２０と、第１発光層１３０と、第１中間層１４０と、第２発光層１５０と、第２中間層１６０と、第３発光層１７０と、キャップ層１８０と、ｐ型コンタクト層１９０と、がこの順序で形成されている。これらの半導体層は、駆動回路基板ＭＢ１と透明基板ＴＳ１との間に位置している。ｎコンタクト電極Ｎ１は、ｎ型コンタクト層１２０の上に形成されている。ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ、透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３の上に形成されている。 Underlying layer 110, light absorbing layer UA1, n-type contact layer 120, first light emitting layer 130, first intermediate layer 140, and second light emitting layer 150 are formed on first surface TS1a of transparent substrate TS1. , the second intermediate layer 160, the third light emitting layer 170, the cap layer 180, and the p-type contact layer 190 are formed in this order. These semiconductor layers are positioned between the drive circuit board MB1 and the transparent substrate TS1. The n-contact electrode N1 is formed on the n-type contact layer 120. As shown in FIG. The p-contact electrodes P1, P2 and P3 are formed on the transparent electrodes TE1, TE2 and TE3, respectively.

ｎ型コンタクト層１２０はｎ型半導体層である。ｐ型コンタクト層１９０はｐ型半導体層である。第１発光層１３０と、第１中間層１４０と、第２発光層１５０と、第２中間層１６０と、第３発光層１７０とは、ノンドープの半導体層である。下地層１１０およびキャップ層１８０は、ｎ型半導体層またはノンドープの半導体層である。ここで、ノンドープの半導体層とは、意図的にドープされていない半導体層である。 The n-type contact layer 120 is an n-type semiconductor layer. The p-type contact layer 190 is a p-type semiconductor layer. The first light emitting layer 130, the first intermediate layer 140, the second light emitting layer 150, the second intermediate layer 160, and the third light emitting layer 170 are non-doped semiconductor layers. The underlying layer 110 and the cap layer 180 are n-type semiconductor layers or non-doped semiconductor layers. Here, the non-doped semiconductor layer is a semiconductor layer that is not intentionally doped.

透明基板ＴＳ１は、半導体層を成長させるための成長基板である。透明基板ＴＳ１は、第１面ＴＳ１ａと第２面ＴＳ１ｂとを有する。第２面ＴＳ１ｂは第１面ＴＳ１ａの反対側の面である。第１面ＴＳ１ａは、半導体層を成長させるための面である。このため、第１面ＴＳ１ａは、半導体層と対面している。第２面ＴＳ１ｂは、光取り出し面である。透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａは、例えば、ｃ面である。透明基板ＴＳ１は、例えば、サファイア基板、ＡｌＮ基板、等の異種基板である。透明基板ＴＳ１は、ＧａＮ基板であってもよい。 The transparent substrate TS1 is a growth substrate for growing semiconductor layers. The transparent substrate TS1 has a first surface TS1a and a second surface TS1b. The second surface TS1b is a surface opposite to the first surface TS1a. The first surface TS1a is a surface for growing a semiconductor layer. Therefore, the first surface TS1a faces the semiconductor layer. The second surface TS1b is a light extraction surface. The first surface TS1a of the transparent substrate TS1 is, for example, the c surface. The transparent substrate TS1 is, for example, a heterogeneous substrate such as a sapphire substrate or an AlN substrate. The transparent substrate TS1 may be a GaN substrate.

下地層１１０は、透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａの上に形成された半導体層である。透明基板ＴＳ１と下地層１１０との間にはバッファ層があるとよい。 The underlying layer 110 is a semiconductor layer formed on the first surface TS1a of the transparent substrate TS1. A buffer layer is preferably provided between the transparent substrate TS1 and the underlying layer 110 .

光吸収層ＵＡ１は、第１発光層１３０の発光波長の光を吸収する。光吸収層ＵＡ１は、下地層１１０の上に形成されている。光吸収層ＵＡ１は、ｎ型コンタクト層１２０と透明基板ＴＳ１との間に配置されている。例えば、第１発光層１３０が紫外線を発する場合には、光吸収層ＵＡ１は紫外線を吸収する。光吸収層ＵＡ１は、半導体である。光吸収層ＵＡ１は、例えば、ＧａＮである。 The light absorption layer UA<b>1 absorbs light of the emission wavelength of the first light emitting layer 130 . The light absorption layer UA<b>1 is formed on the underlying layer 110 . The light absorbing layer UA1 is arranged between the n-type contact layer 120 and the transparent substrate TS1. For example, when the first light emitting layer 130 emits ultraviolet rays, the light absorption layer UA1 absorbs ultraviolet rays. The light absorption layer UA1 is a semiconductor. The light absorption layer UA1 is, for example, GaN.

ｎ型コンタクト層１２０は、ｎコンタクト電極Ｎ１と接触する層である。ｎ型コンタクト層１２０は、透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａの上に形成されている。ｎ型コンタクト層１２０は、例えば、Ｓｉをドープされたｎ型ＧａＮ層である。ｎ型コンタクト層１２０は、ｎ型ＡｌＧａＮ層であってもよい。 The n-type contact layer 120 is a layer in contact with the n-contact electrode N1. The n-type contact layer 120 is formed on the first surface TS1a of the transparent substrate TS1. The n-type contact layer 120 is, for example, a Si-doped n-type GaN layer. The n-type contact layer 120 may be an n-type AlGaN layer.

第１発光層１３０は、電子と正孔とが再結合することにより発光する活性層である。第１発光層１３０は、ｎ型コンタクト層１２０と第１中間層１４０との間の位置に位置している。第１発光層１３０は、井戸層と障壁層とを有する。第１発光層１３０の井戸層は、例えば、ＧａＮ層またはＡｌＧａＮ層である。第１発光層１３０の障壁層は、例えば、ＡｌＧａＮ層である。第１発光層１３０の発光波長は、例えば、２８０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下である。 The first light emitting layer 130 is an active layer that emits light by recombination of electrons and holes. The first light emitting layer 130 is positioned between the n-type contact layer 120 and the first intermediate layer 140 . The first light emitting layer 130 has well layers and barrier layers. The well layer of the first light emitting layer 130 is, for example, a GaN layer or an AlGaN layer. The barrier layer of the first light emitting layer 130 is, for example, an AlGaN layer. The emission wavelength of the first light emitting layer 130 is, for example, 280 nm or more and 440 nm or less.

第１中間層１４０は、第１発光層１３０と第２発光層１５０との間に位置する層である。第１中間層１４０のバンドギャップは、第１発光層１３０、第２発光層１５０、第３発光層１７０の井戸層のバンドギャップよりも大きい。第１中間層１４０の材質は、例えば、ＡｌＩｎＧａＮである。 The first intermediate layer 140 is a layer located between the first light emitting layer 130 and the second light emitting layer 150 . The bandgap of the first intermediate layer 140 is larger than the bandgap of the well layers of the first light emitting layer 130 , the second light emitting layer 150 and the third light emitting layer 170 . The material of the first intermediate layer 140 is, for example, AlInGaN.

第２発光層１５０は、電子と正孔とが再結合することにより発光する活性層である。第２発光層１５０は、第１中間層１４０と第２中間層１６０との間の位置に位置している。第２発光層１５０は、井戸層と障壁層とを有する。第２発光層１５０の井戸層は、例えば、ＩｎＧａＮ層である。第２発光層１５０の障壁層は、例えば、ＧａＮ層である。第２発光層１５０の発光波長は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下である。 The second light emitting layer 150 is an active layer that emits light by recombination of electrons and holes. The second light emitting layer 150 is positioned between the first intermediate layer 140 and the second intermediate layer 160 . The second light emitting layer 150 has well layers and barrier layers. The well layer of the second light emitting layer 150 is, for example, an InGaN layer. The barrier layer of the second light emitting layer 150 is, for example, a GaN layer. The emission wavelength of the second light emitting layer 150 is, for example, 440 nm or more and 490 nm or less.

第２中間層１６０は、第２発光層１５０と第３発光層１７０との間に位置する層である。第２中間層１６０のバンドギャップは、第１発光層１３０、第２発光層１５０、第３発光層１７０の井戸層のバンドギャップよりも大きい。第２中間層１６０の材質は、例えば、ＡｌＩｎＧａＮである。 The second intermediate layer 160 is a layer located between the second light emitting layer 150 and the third light emitting layer 170 . The bandgap of the second intermediate layer 160 is larger than the bandgap of the well layers of the first light emitting layer 130 , the second light emitting layer 150 and the third light emitting layer 170 . The material of the second intermediate layer 160 is, for example, AlInGaN.

第３発光層１７０は、電子と正孔とが再結合することにより発光する活性層である。第３発光層１７０は、第２中間層１６０とキャップ層１８０との間の位置に位置している。第３発光層１７０は、井戸層と障壁層とを有する。第３発光層１７０の井戸層は、例えば、ＩｎＧａＮ層である。第３発光層１７０の障壁層は、例えば、ＧａＮ層である。第３発光層１７０の発光波長は、例えば、４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である。 The third light emitting layer 170 is an active layer that emits light by recombination of electrons and holes. The third light emitting layer 170 is positioned between the second intermediate layer 160 and the cap layer 180 . The third light emitting layer 170 has well layers and barrier layers. The well layer of the third light emitting layer 170 is, for example, an InGaN layer. The barrier layer of the third light emitting layer 170 is, for example, a GaN layer. The emission wavelength of the third light emitting layer 170 is, for example, 490 nm or more and 570 nm or less.

キャップ層１８０は、第３発光層１７０とｐ型コンタクト層１９０との間に位置する層である。キャップ層１８０のバンドギャップは、第１発光層１３０、第２発光層１５０、第３発光層１７０の井戸層のバンドギャップよりも大きい。キャップ層１８０の材質は、例えば、ＡｌＩｎＧａＮである。 The cap layer 180 is a layer located between the third light emitting layer 170 and the p-type contact layer 190 . The bandgap of the cap layer 180 is larger than the bandgap of the well layers of the first light emitting layer 130 , the second light emitting layer 150 and the third light emitting layer 170 . The material of the cap layer 180 is, for example, AlInGaN.

ｐ型コンタクト層１９０は、ｐコンタクト電極Ｐ１と電気的に接続されたｐ型半導体層である。ｐ型コンタクト層１９０は、透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３と接触している。ｐ型コンタクト層１９０は、第１中間層１４０の上と第２中間層１６０の上とキャップ層１８０の上とに形成されている。また、ｐ型コンタクト層１９０は、第１中間層１４０と、第２発光層１５０と、第２中間層１６０と、第３発光層１７０と、キャップ層１８０との側面を覆っている。ｐ型コンタクト層１９０は、透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａの側の半導体層を覆っている。ｐ型コンタクト層１９０は、例えば、Ｍｇをドープされたｐ型ＧａＮ層である。ｐ型コンタクト層１９０は、ｐ型ＡｌＧａＮ層であってもよい。 The p-type contact layer 190 is a p-type semiconductor layer electrically connected to the p-contact electrode P1. The p-type contact layer 190 is in contact with the transparent electrodes TE1, TE2, TE3. A p-type contact layer 190 is formed on the first intermediate layer 140 , the second intermediate layer 160 and the cap layer 180 . Also, the p-type contact layer 190 covers the side surfaces of the first intermediate layer 140 , the second light emitting layer 150 , the second intermediate layer 160 , the third light emitting layer 170 and the cap layer 180 . The p-type contact layer 190 covers the semiconductor layer on the first surface TS1a side of the transparent substrate TS1. The p-type contact layer 190 is, for example, a p-type GaN layer doped with Mg. The p-type contact layer 190 may be a p-type AlGaN layer.

透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３は、ｐ型コンタクト層１９０の上に形成されている。透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３は、ｐ型コンタクト層１９０に接触している。透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３の材質は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＣＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ2 、ＮｂＴｉＯ2 、ＴａＴｉＯ2 等の透明な導電性酸化物である。 Transparent electrodes TE 1 , TE 2 , TE 3 are formed on the p-type contact layer 190 . The transparent electrodes TE1, TE2, TE3 are in contact with the p-type contact layer 190. As shown in FIG. Materials of the transparent electrodes TE1, TE2, and TE3 are, for example, transparent conductive oxides such as ITO, IZO, ICO, ZnO, TiO2 , NbTiO2 , and TaTiO2 .

ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、ｐ型コンタクト層１９０と電気的に接続されている。ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ、透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３の上に透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３と接触した状態で形成されている。ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｉｎ等の金属層または合金層を含んでいてもよい。ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、互いに独立した領域に形成されている。 The p-contact electrodes P 1 , P 2 and P 3 are electrically connected to the p-type contact layer 190 . The p-contact electrodes P1, P2 and P3 are formed on the transparent electrodes TE1, TE2 and TE3 in contact with the transparent electrodes TE1, TE2 and TE3, respectively. The p-contact electrodes P1, P2, and P3 may include, for example, metal layers or alloy layers such as Ni, Au, Ag, Co, and In. The p-contact electrodes P1, P2 and P3 are formed in regions independent of each other.

ｎコンタクト電極Ｎ１は、ｎ型コンタクト層１２０と電気的に接続されている。ｎコンタクト電極Ｎ１は、ｎ型コンタクト層１２０の上にｎ型コンタクト層１２０と接触した状態で形成されている。ｎコンタクト電極Ｎ１の材質は、例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｔｉ等の金属である。 The n-contact electrode N1 is electrically connected to the n-type contact layer 120 . The n-contact electrode N1 is formed on the n-type contact layer 120 in contact with the n-type contact layer 120 . The material of the n-contact electrode N1 is, for example, metal such as Ni, Au, Ag, Co, In, and Ti.

半田層ＳＤＮ１、ＳＤＰ１、ＳＤＰ２、ＳＤＰ３は、発光素子１００と駆動回路基板ＭＢ１の電極とを接合するとともに電気的に接続する接合層である。半田層ＳＤＮ１は、ｎコンタクト電極Ｎ１と、駆動回路基板ＭＢ１のｎ電極ＮＥ１と、を電気的に接続している。半田層ＳＤＰ１は、ｐコンタクト電極Ｐ１と、駆動回路基板ＭＢ１のｐ電極ＰＥ１と、を電気的に接続している。半田層ＳＤＰ２は、ｐコンタクト電極Ｐ２と、駆動回路基板ＭＢ１のｐ電極ＰＥ２と、を電気的に接続している。半田層ＳＤＰ３は、ｐコンタクト電極Ｐ３と、駆動回路基板ＭＢ１のｐ電極ＰＥ３と、を電気的に接続している。 The solder layers SDN1, SDP1, SDP2, and SDP3 are bonding layers that bond and electrically connect the light emitting element 100 and the electrodes of the drive circuit board MB1. The solder layer SDN1 electrically connects the n-contact electrode N1 and the n-electrode NE1 of the drive circuit board MB1. The solder layer SDP1 electrically connects the p-contact electrode P1 and the p-electrode PE1 of the drive circuit board MB1. The solder layer SDP2 electrically connects the p-contact electrode P2 and the p-electrode PE2 of the drive circuit board MB1. The solder layer SDP3 electrically connects the p-contact electrode P3 and the p-electrode PE3 of the drive circuit board MB1.

ｎ電極ＮＥ１は、駆動回路基板ＭＢ１の電極である。ｎ電極ＮＥ１は、ｎコンタクト電極Ｎ１に電気的に接続されている。 The n-electrode NE1 is an electrode of the drive circuit board MB1. The n-electrode NE1 is electrically connected to the n-contact electrode N1.

ｐ電極ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３は、駆動回路基板ＭＢ１の電極である。ｐ電極ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３は、それぞれ、半田層ＳＤＰ１、ＳＤＰ２、ＳＤＰ３を介してｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に電気的に接続されている。 The p-electrodes PE1, PE2, and PE3 are electrodes of the drive circuit board MB1. The p-electrodes PE1, PE2 and PE3 are electrically connected to the p-contact electrodes P1, P2 and P3 via solder layers SDP1, SDP2 and SDP3, respectively.

波長変換層ＷＭ１は、第１発光層１３０から発せられる光の波長を変換する層である。例えば、第１発光層１３０が紫外線を発する場合には、波長変換層ＷＭ１は紫外線を吸収するとともに赤色光を発する。波長変換層ＷＭ１は、第１発光領域Ｒ１のｐ型コンタクト層１９０と駆動回路基板ＭＢ１との間に配置されている。波長変換層ＷＭ１は、絶縁層Ｉ１と反射層ＲＦ１との間にこれらに接触した状態で配置されている。波長変換層ＷＭ１は、第１発光領域Ｒ１に配置されているが、第２発光領域Ｒ２および第３発光領域Ｒ３には配置されていない。つまり、波長変換層ＷＭ１は、第２発光領域Ｒ２のｐ型コンタクト層１９０と駆動回路基板ＭＢ１との間には配置されておらず、第３発光領域Ｒ３のｐ型コンタクト層１９０と駆動回路基板ＭＢ１との間には配置されていない。 The wavelength conversion layer WM1 is a layer that converts the wavelength of light emitted from the first light emitting layer 130 . For example, when the first light emitting layer 130 emits ultraviolet rays, the wavelength conversion layer WM1 absorbs the ultraviolet rays and emits red light. The wavelength conversion layer WM1 is arranged between the p-type contact layer 190 of the first light emitting region R1 and the drive circuit board MB1. The wavelength conversion layer WM1 is arranged between and in contact with the insulating layer I1 and the reflective layer RF1. The wavelength conversion layer WM1 is arranged in the first light emitting region R1, but not arranged in the second light emitting region R2 and the third light emitting region R3. That is, the wavelength conversion layer WM1 is not arranged between the p-type contact layer 190 of the second light emitting region R2 and the driving circuit board MB1, and the p-type contact layer 190 of the third light emitting region R3 and the driving circuit board It is not arranged between MB1.

反射層ＲＦ１は、第１発光層１３０、第２発光層１５０、第３発光層１７０の側から駆動回路基板ＭＢ１に向かう光を反射する反射膜である。反射層ＲＦ１は、駆動回路基板ＭＢ１と波長変換層ＷＭ１との間に配置されている。反射層ＲＦ１は、金属層であってもよいし、ＤＢＲ膜であってもよい。 The reflective layer RF1 is a reflective film that reflects light directed toward the drive circuit board MB1 from the first light emitting layer 130, second light emitting layer 150, and third light emitting layer 170 sides. The reflective layer RF1 is arranged between the drive circuit board MB1 and the wavelength conversion layer WM1. The reflective layer RF1 may be a metal layer or a DBR film.

絶縁層Ｉ１は、半導体層の表面を覆うとともにｎコンタクト電極Ｎ１、ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を絶縁するための層である。絶縁層Ｉ１は、波長変換層ＷＭ１または反射層ＲＦ１と透明電極ＴＥ１との間に配置されている。絶縁層Ｉ１の材質は、例えば、ＳｉＯ2 である。 The insulating layer I1 is a layer that covers the surface of the semiconductor layer and insulates the n-contact electrode N1 and the p-contact electrodes P1, P2, and P3. The insulating layer I1 is arranged between the wavelength conversion layer WM1 or the reflective layer RF1 and the transparent electrode TE1. The material of the insulating layer I1 is, for example, SiO2 .

絶縁層Ｉ２は、駆動回路基板ＭＢ１の表面を覆う層である。絶縁層Ｉ２は、ｎ電極ＮＥ１、ｐ電極ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３を互いに絶縁する。 The insulating layer I2 is a layer that covers the surface of the drive circuit board MB1. The insulating layer I2 insulates the n-electrode NE1 and the p-electrodes PE1, PE2 and PE3 from each other.

駆動回路基板ＭＢ１は、発光素子１００を実装するための基板である。駆動回路基板ＭＢ１は、駆動回路ＤＣ１を有する。駆動回路ＤＣ１は、発光素子１００のそれぞれのサブピクセルを個別に発光させる回路である。 The drive circuit board MB1 is a board on which the light emitting element 100 is mounted. The drive circuit board MB1 has a drive circuit DC1. The drive circuit DC1 is a circuit that causes each sub-pixel of the light-emitting element 100 to emit light individually.

ｎ型コンタクト層１２０は、第１発光領域Ｒ１および第２発光領域Ｒ２および第３発光領域Ｒ３にわたって共通である。発光装置Ｄ１は、ｎ型コンタクト層１２０の上に一つのｎコンタクト電極Ｎ１を有する。一方、発光装置Ｄ１は、サブピクセルごとに一つのｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を有する。 The n-type contact layer 120 is common across the first light emitting region R1, the second light emitting region R2 and the third light emitting region R3. Light-emitting device D1 has one n-contact electrode N1 on n-type contact layer 120 . On the other hand, the light emitting device D1 has one p-contact electrode P1, P2, P3 for each sub-pixel.

ｎ型コンタクト層１２０の膜厚は、例えば、１μｍ以上５μｍ以下である。第１発光層１３０、第２発光層１５０、第３発光層１７０の膜厚は、例えば、６ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。第１中間層１４０、第２中間層１６０の膜厚は、例えば、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。キャップ層１８０の膜厚は、例えば、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。ｐ型コンタクト層１９０の膜厚は、例えば、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。 The thickness of the n-type contact layer 120 is, for example, 1 μm or more and 5 μm or less. The film thicknesses of the first light emitting layer 130, the second light emitting layer 150, and the third light emitting layer 170 are, for example, 6 nm or more and 100 nm or less. The film thicknesses of the first intermediate layer 140 and the second intermediate layer 160 are, for example, 2 nm or more and 100 nm or less. The film thickness of the cap layer 180 is, for example, 5 nm or more and 10 nm or less. The film thickness of the p-type contact layer 190 is, for example, 10 nm or more and 200 nm or less.

２．バンド構造と電子および正孔の振舞
２－１．バンド構造
図２は、第１の実施形態の発光装置Ｄ１におけるバンド構造と電子および正孔の振舞を概念的に示す図である。図２では、説明の簡単のために、各発光層は単一量子井戸構造を有するものとして描かれている。各発光層は、多重量子井戸構造であってもよい。 2. Band structure and behavior of electrons and holes 2-1. Band Structure FIG. 2 is a diagram conceptually showing the band structure and the behavior of electrons and holes in the light emitting device D1 of the first embodiment. In FIG. 2, each light-emitting layer is depicted as having a single quantum well structure for ease of explanation. Each light-emitting layer may have a multiple quantum well structure.

図２に示すように、第３発光層１７０の井戸層のバンドギャップは、第２発光層１５０の井戸層のバンドギャップよりも小さい。第２発光層１５０の井戸層のバンドギャップは、第１発光層１３０の井戸層のバンドギャップよりも小さい。第１発光層１３０の井戸層のバンドギャップは、その他の障壁層等のバンドギャップよりも小さい。このため、第１発光層１３０、第２発光層１５０、第３発光層１７０の発光波長は、互いに異なっている。 As shown in FIG. 2 , the bandgap of the well layers of the third light emitting layer 170 is smaller than the bandgap of the well layers of the second light emitting layer 150 . The bandgap of the well layers of the second light emitting layer 150 is smaller than the bandgap of the well layers of the first light emitting layer 130 . The bandgap of the well layer of the first light emitting layer 130 is smaller than the bandgap of other barrier layers and the like. Therefore, the emission wavelengths of the first light emitting layer 130, the second light emitting layer 150, and the third light emitting layer 170 are different from each other.

２－２．電子および正孔の振舞
ｐコンタクト電極ｐ３から注入された正孔は容易に第３発光層１７０に進入する。正孔は第３発光層１７０からほとんど出ることなく第３発光層１７０に留まる。第３発光層１７０から見た第２中間層１６０の障壁が十分に高いからである。 2-2. Behavior of Electrons and Holes Holes injected from the p-contact electrode p3 easily enter the third light-emitting layer 170 . Holes remain in the third light-emitting layer 170 while hardly leaving the third light-emitting layer 170 . This is because the barrier of the second intermediate layer 160 seen from the third light emitting layer 170 is sufficiently high.

ｎコンタクト電極Ｎ１から注入された電子は第１発光層１３０に進入する。第１発光層１３０から見た第１中間層１４０の障壁はそれほど高くない。このため、電子は第１発光層１３０から第２発光層１５０に移動しやすい。第２発光層１５０から見た第２中間層１６０の障壁はそれほど高くない。このため、電子は第２発光層１５０から第３発光層１７０に移動しやすい。第３発光層１７０に進入した電子はほとんど移動せずに第３発光層１７０に留まる。第３発光層１７０に隣接する障壁が十分に高いからである。 Electrons injected from the n-contact electrode N1 enter the first light emitting layer 130 . The barrier of the first intermediate layer 140 seen from the first light emitting layer 130 is not so high. Therefore, electrons easily move from the first light emitting layer 130 to the second light emitting layer 150 . The barrier of the second intermediate layer 160 seen from the second light emitting layer 150 is not so high. Therefore, electrons easily move from the second light emitting layer 150 to the third light emitting layer 170 . Electrons entering the third light emitting layer 170 remain in the third light emitting layer 170 without moving. This is because the barrier adjacent to the third light emitting layer 170 is sufficiently high.

このように、電子は第３発光層１７０に存在しやすく、正孔は第３発光層１７０に存在しやすい。つまり、電子の波動関数および正孔の波動関数は、第３発光層１７０の位置で大きな振幅をもつとともに、互いによく重なり合う。このため、第３発光層１７０で集中的に発光し、第１発光層１３０および第２発光層１５０ではそれほど発光しない。 Thus, electrons tend to exist in the third light-emitting layer 170 and holes tend to exist in the third light-emitting layer 170 . That is, the electron wave function and the hole wave function have a large amplitude at the position of the third light emitting layer 170 and overlap well with each other. Therefore, the third light emitting layer 170 emits light intensively, and the first light emitting layer 130 and the second light emitting layer 150 emit less light.

第３発光層１７０が存在しない場合には、第２発光層１５０で集中的に発光し、第１発光層１３０ではそれほど発光しない。 In the absence of the third light emitting layer 170, the second light emitting layer 150 emits light intensively and the first light emitting layer 130 emits less light.

３．発光領域
発光装置Ｄ１は、第１発光領域Ｒ１と、第２発光領域Ｒ２と、第３発光領域Ｒ３と、ｎ電極領域ＮＲ１と、を有する。第１発光領域Ｒ１と、第２発光領域Ｒ２と、第３発光領域Ｒ３と、ｎ電極領域ＮＲ１とは、透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａの上に並んで配置されている。第１発光領域Ｒ１と、第２発光領域Ｒ２と、第３発光領域Ｒ３とは、サブピクセルに相当する。 3. Light-Emitting Region The light-emitting device D1 has a first light-emitting region R1, a second light-emitting region R2, a third light-emitting region R3, and an n-electrode region NR1. The first light emitting region R1, the second light emitting region R2, the third light emitting region R3, and the n-electrode region NR1 are arranged side by side on the first surface TS1a of the transparent substrate TS1. The first light emitting region R1, the second light emitting region R2, and the third light emitting region R3 correspond to sub-pixels.

第１発光領域Ｒ１は、例えば、赤色光を発する。第１発光領域Ｒ１は、下地層１１０と、光吸収層ＵＡ１と、ｎ型コンタクト層１２０と、第１発光層１３０と、第１中間層１４０と、ｐ型コンタクト層１９０と、波長変換層ＷＭ１と、反射層ＲＦ１と、を有する。第１発光領域Ｒ１においては、ｐ型コンタクト層１９０は、第１中間層１４０の上に形成されている。 The first light emitting region R1 emits red light, for example. The first light emitting region R1 includes an underlying layer 110, a light absorption layer UA1, an n-type contact layer 120, a first light emitting layer 130, a first intermediate layer 140, a p-type contact layer 190, and a wavelength conversion layer WM1. and a reflective layer RF1. The p-type contact layer 190 is formed on the first intermediate layer 140 in the first light emitting region R1.

第１発光領域Ｒ１は、第１中間層１４０を有さなくてもよい。その場合には、第１発光領域Ｒ１のｐ型コンタクト層１９０は、第１発光層１３０の上に形成されている。 The first light emitting region R1 may not have the first intermediate layer 140. FIG. In that case, the p-type contact layer 190 of the first light emitting region R1 is formed on the first light emitting layer .

第１発光領域Ｒ１では、第１発光層１３０から発せられた紫外線が、波長変換層ＷＭ１により赤色光に変換される。赤色光は、反射層ＲＦ１により反射されて透明基板ＴＳ１の第２面ＴＳ１ｂから発せられる。 In the first light emitting region R1, ultraviolet light emitted from the first light emitting layer 130 is converted into red light by the wavelength conversion layer WM1. The red light is reflected by the reflective layer RF1 and emitted from the second surface TS1b of the transparent substrate TS1.

第２発光領域Ｒ２は、例えば、青色光を発する。第２発光領域Ｒ２は、下地層１１０と、光吸収層ＵＡ１と、ｎ型コンタクト層１２０と、第１発光層１３０と、第１中間層１４０と、第２発光層１５０と、第２中間層１６０と、ｐ型コンタクト層１９０と、反射層ＲＦ１と、を有する。第２発光領域Ｒ２においては、ｐ型コンタクト層１９０は、第２中間層１６０の上に形成されている。 The second light emitting region R2 emits blue light, for example. The second light emitting region R2 includes an underlying layer 110, a light absorbing layer UA1, an n-type contact layer 120, a first light emitting layer 130, a first intermediate layer 140, a second light emitting layer 150, and a second intermediate layer. 160, a p-type contact layer 190, and a reflective layer RF1. The p-type contact layer 190 is formed on the second intermediate layer 160 in the second light emitting region R2.

第２発光領域Ｒ２は、第２中間層１６０を有さなくてもよい。その場合には、第２発光領域Ｒ２のｐ型コンタクト層１９０は、第２発光層１５０の上に形成されている。 The second light emitting region R2 may not have the second intermediate layer 160. FIG. In that case, the p-type contact layer 190 of the second light emitting region R2 is formed on the second light emitting layer 150. FIG.

第３発光領域Ｒ３は、例えば、緑色光を発する。第３発光領域Ｒ３は、下地層１１０と、光吸収層ＵＡ１と、ｎ型コンタクト層１２０と、第１発光層１３０と、第１中間層１４０と、第２発光層１５０と、第２中間層１６０と、第３発光層１７０と、キャップ層１８０と、ｐ型コンタクト層１９０と、反射層ＲＦ１と、を有する。第３発光領域Ｒ３においては、ｐ型コンタクト層１９０は、キャップ層１８０の上に形成されている。 The third light emitting region R3 emits green light, for example. The third light emitting region R3 includes an underlying layer 110, a light absorbing layer UA1, an n-type contact layer 120, a first light emitting layer 130, a first intermediate layer 140, a second light emitting layer 150, and a second intermediate layer. 160, a third light emitting layer 170, a cap layer 180, a p-type contact layer 190, and a reflective layer RF1. The p-type contact layer 190 is formed on the cap layer 180 in the third light emitting region R3.

第３発光領域Ｒ３は、キャップ層１８０を有さなくてもよい。その場合には、第３発光領域Ｒ３のｐ型コンタクト層１９０は、第３発光層１７０の上に形成されている。 The third light emitting region R3 may not have the cap layer 180. In that case, the p-type contact layer 190 of the third light emitting region R3 is formed on the third light emitting layer 170. FIG.

ｐ型コンタクト層１９０は、連続した層である。第１発光領域Ｒ１と第２発光領域Ｒ２と第３発光領域Ｒ３とにわたってつながった状態で形成されている。第１発光領域Ｒ１では、ｐ型コンタクト層１９０は、第１発光層１３０または第１中間層１４０に接触している。第２発光領域Ｒ２では、ｐ型コンタクト層１９０は、第２発光層１５０または第２中間層１６０に接触している。第３発光領域Ｒ３では、ｐ型コンタクト層１９０は、第３発光層１７０またはキャップ層１８０に接触している。 The p-type contact layer 190 is a continuous layer. The first light emitting region R1, the second light emitting region R2, and the third light emitting region R3 are formed in a continuous state. The p-type contact layer 190 is in contact with the first light emitting layer 130 or the first intermediate layer 140 in the first light emitting region R1. The p-type contact layer 190 is in contact with the second light emitting layer 150 or the second intermediate layer 160 in the second light emitting region R2. The p-type contact layer 190 is in contact with the third light emitting layer 170 or the cap layer 180 in the third light emitting region R3.

光吸収層ＵＡ１は、第１発光領域Ｒ１と第２発光領域Ｒ２と第３発光領域とにわたって形成されている。このため、第１発光層１３０が発する紫外線は、光吸収層ＵＡ１により吸収される。 The light absorption layer UA1 is formed over the first light emitting region R1, the second light emitting region R2 and the third light emitting region. Therefore, the ultraviolet rays emitted by the first light emitting layer 130 are absorbed by the light absorption layer UA1.

４．半導体発光素子の製造方法
４－１．半導体層形成工程
図３に示すように、透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａの上に半導体層をエピタキシャル成長させる。その際には、ＭＯＣＶＤ法等の気相成長法を用いればよい。透明基板ＴＳ１の第１面ＴＳ１ａの上に下地層１１０、光吸収層ＵＡ１、ｎ型コンタクト層１２０、第１発光層１３０、第１中間層１４０、第２発光層１５０、第２中間層１６０、第３発光層１７０、キャップ層１８０をこの順序で形成する。 4. Manufacturing Method of Semiconductor Light Emitting Device 4-1. Semiconductor Layer Forming Step As shown in FIG. 3, a semiconductor layer is epitaxially grown on the first surface TS1a of the transparent substrate TS1. In that case, a vapor phase growth method such as MOCVD may be used. Underlying layer 110, light absorbing layer UA1, n-type contact layer 120, first emitting layer 130, first intermediate layer 140, second emitting layer 150, second intermediate layer 160, are formed on first surface TS1a of transparent substrate TS1. A third light emitting layer 170 and a cap layer 180 are formed in this order.

４－２．領域形成工程
図４に示すように、半導体層に凹部Ｕ１、Ｕ２を形成する。そのために、マスクを用いて半導体層をエッチングすればよい。これにより、第１発光領域Ｒ１および第２発光領域Ｒ２および第３発光領域Ｒ３に領域を分ける。 4-2. Region Forming Step As shown in FIG. 4, recesses U1 and U2 are formed in the semiconductor layer. Therefore, the semiconductor layer may be etched using a mask. As a result, the regions are divided into a first light emitting region R1, a second light emitting region R2 and a third light emitting region R3.

４－３．ｐ型半導体層形成工程
図５に示すように、半導体層の上にｐ型コンタクト層１９０を成長させる。 4-3. P-Type Semiconductor Layer Forming Step As shown in FIG. 5, a p-type contact layer 190 is grown on the semiconductor layer.

４－４．透明電極形成工程
図６に示すように、ｐ型コンタクト層１９０の上に透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３を形成する。 4-4. Transparent Electrode Forming Step As shown in FIG.

４－５．メサ形成工程
図７に示すように、凹部Ｕ３を形成する。凹部Ｕ３には、ｎ型コンタクト層１２０が露出している。 4-5. Mesa Forming Step As shown in FIG. 7, a concave portion U3 is formed. The n-type contact layer 120 is exposed in the recess U3.

４－６．絶縁層形成工程
図８に示すように、半導体層および透明電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３の上に絶縁層Ｉ１を形成する。 4-6. Insulating Layer Forming Step As shown in FIG. 8, an insulating layer I1 is formed on the semiconductor layers and the transparent electrodes TE1, TE2, and TE3.

４－７．波長変換層貼り付け工程
図９に示すように、波長変換層ＷＭ１を一面に形成した基板ＳＢ１を絶縁層Ｉ１に貼り付ける。基板ＳＢ１は、犠牲層ＳＦ１と、波長変換層ＷＭ１と、を有する。 4-7. Step of Attaching Wavelength Conversion Layer As shown in FIG. 9, the substrate SB1 having the wavelength conversion layer WM1 formed over its entire surface is attached to the insulating layer I1. The substrate SB1 has a sacrificial layer SF1 and a wavelength conversion layer WM1.

４－８．基板除去工程
図１０に示すように、波長変換層ＷＭ１から基板ＳＢ１を除去する。 4-8. Substrate Removal Step As shown in FIG. 10, the substrate SB1 is removed from the wavelength conversion layer WM1.

４－９．波長変換層成形工程
図１１に示すように、波長変換層ＷＭ１の一部を除去して、第１発光領域Ｒ１の箇所のみ残留させる。このために、マスクを用いたエッチングを実施する。 4-9. Wavelength Conversion Layer Forming Step As shown in FIG. 11, part of the wavelength conversion layer WM1 is removed to leave only the portion of the first light emitting region R1. For this purpose, etching is performed using a mask.

４－１０．反射層形成工程
図１２に示すように、波長変換層ＷＭ１および絶縁層Ｉ１の上に反射層ＲＦ１を形成する。そして、図１２に示すように、凹部を形成する。 4-10. Reflective Layer Forming Step As shown in FIG. 12, a reflective layer RF1 is formed on the wavelength conversion layer WM1 and the insulating layer I1. Then, as shown in FIG. 12, recesses are formed.

４－１１．電極形成工程
図１３に示すように、凹部にｎコンタクト電極Ｎ１、ｐコンタクト電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を形成する。これらの電極を形成されたものが発光素子１００である。 4-11. Electrode Forming Step As shown in FIG. 13, an n-contact electrode N1 and p-contact electrodes P1, P2, and P3 are formed in the concave portions. The light emitting element 100 is formed with these electrodes.

４－１２．実装工程
駆動回路基板ＭＢ１に発光素子１００を実装する。そのために、半田を用いればよい。 4-12. Mounting Step The light emitting element 100 is mounted on the drive circuit board MB1. Therefore, solder should be used.

５．第１の実施形態の効果
第１の実施形態の発光装置Ｄ１は、第１発光層１３０と、第２発光層１５０と、第３発光層１７０と、波長変換層ＷＭ１と、を有する。第１発光層１３０は紫外線を発し、波長変換層ＷＭ１はその紫外線を赤色光に変換する。また、第２発光層１５０が青色光を発し、第３発光層１７０が緑色光を発する。このため、発光装置Ｄ１のサブピクセルは、赤色光、緑色光、青色光の３色の光を発することができる。そして、反射層ＲＦ１が、これらの光を光取り出し面の側に反射する。 5. Effects of First Embodiment A light-emitting device D1 of the first embodiment has a first light-emitting layer 130, a second light-emitting layer 150, a third light-emitting layer 170, and a wavelength conversion layer WM1. The first light emitting layer 130 emits ultraviolet rays, and the wavelength conversion layer WM1 converts the ultraviolet rays into red light. Also, the second light emitting layer 150 emits blue light, and the third light emitting layer 170 emits green light. Therefore, the sub-pixels of the light-emitting device D1 can emit three colors of light: red light, green light, and blue light. Then, the reflective layer RF1 reflects these lights to the light extraction surface side.

６．変形例
６－１．波長変換層とｐ電極
図１４は、第１の実施形態の変形例における発光装置Ｄ２の概略構成図である。図１４に示すように、発光装置Ｄ２は、波長変換層ＷＭ２を有する。波長変換層ＷＭ２は、反射層ＲＦ１に接触するとともに絶縁層Ｉ１に接触している。波長変換層ＷＭ２は、ｐコンタクト電極Ｐ１に接触している。波長変換層ＷＭ２は、第１発光層１３０から発せられる紫外線を赤色光に変換することができる。 6. Modification 6-1. Wavelength Conversion Layer and P-Electrode FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a light-emitting device D2 in a modification of the first embodiment. As shown in FIG. 14, the light emitting device D2 has a wavelength conversion layer WM2. The wavelength conversion layer WM2 contacts the reflective layer RF1 and the insulating layer I1. The wavelength conversion layer WM2 is in contact with the p-contact electrode P1. The wavelength conversion layer WM2 may convert ultraviolet light emitted from the first light emitting layer 130 into red light.

６－２．波長変換層の位置
図１５は、第１の実施形態の変形例における発光装置Ｄ３の概略構成図である。図１５に示すように、発光装置Ｄ３は、波長変換層ＷＭ３を有する。波長変換層ＷＭ３は、透明電極ＴＥ１の上に透明電極ＴＥ１に接触して形成されている。波長変換層ＷＭ３は、絶縁層Ｉ１に接触している。また、波長変換層ＷＭ３は、反射層ＲＦ１に接触していない。この場合であっても、波長変換層ＷＭ３は、第１発光層１３０から発せられる紫外線を赤色光に変換することができる。また、透明電極ＴＥ１を厚くしてもよい。 6-2. Position of Wavelength Conversion Layer FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a light-emitting device D3 in a modification of the first embodiment. As shown in FIG. 15, the light emitting device D3 has a wavelength conversion layer WM3. The wavelength conversion layer WM3 is formed on the transparent electrode TE1 in contact with the transparent electrode TE1. The wavelength conversion layer WM3 is in contact with the insulating layer I1. Also, the wavelength conversion layer WM3 is not in contact with the reflective layer RF1. Even in this case, the wavelength conversion layer WM3 can convert the ultraviolet rays emitted from the first light emitting layer 130 into red light. Also, the thickness of the transparent electrode TE1 may be increased.

６－３．光吸収層
図１６は、第１の実施形態の変形例における発光装置Ｄ４の概略構成図である。図１６に示すように、発光装置Ｄ４は、光吸収層ＵＡ２を有する。光吸収層ＵＡ２は、透明基板ＴＳ１の第２面ＴＳ１ｂの上に形成されている。すなわち、光吸収層ＵＡ２は、透明基板ＴＳ１の第２面ＴＳ１ｂの側に形成されている。光吸収層ＵＡ２は、紫外線を吸収する。光吸収層ＵＡ２は、III 族窒化物半導体であってもよいし、それ以外の紫外線吸収層であってもよい。この場合であっても、光吸収層ＵＡ２は、紫外線が発光装置Ｄ４の外部に出射することを抑制する。発光装置Ｄ４は、透明基板ＴＳ１の第２面ＴＳ１ｂの側に光取り出し面を有する。 6-3. Light Absorbing Layer FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a light emitting device D4 in a modification of the first embodiment. As shown in FIG. 16, the light emitting device D4 has a light absorption layer UA2. The light absorption layer UA2 is formed on the second surface TS1b of the transparent substrate TS1. That is, the light absorption layer UA2 is formed on the second surface TS1b side of the transparent substrate TS1. The light absorption layer UA2 absorbs ultraviolet rays. The light absorption layer UA2 may be a group III nitride semiconductor, or may be an ultraviolet absorption layer other than that. Even in this case, the light absorption layer UA2 suppresses the emission of ultraviolet rays to the outside of the light emitting device D4. The light emitting device D4 has a light extraction surface on the side of the second surface TS1b of the transparent substrate TS1.

６－４．組成
第１発光層１３０、第２発光層１５０、第３発光層１７０の障壁層はＧａＮ層以外のＡｌＩｎＧａＮ層であってもよい。 6-4. Composition The barrier layers of the first light emitting layer 130, the second light emitting layer 150, and the third light emitting layer 170 may be AlInGaN layers other than GaN layers.

６－５．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。 6-5. Combination The above modifications may be freely combined.

（付記）
第１の態様における発光装置は、駆動回路基板と、透明基板と、駆動回路基板と透明基板との間の半導体層と、第１発光領域と第２発光領域と第３発光領域と、波長変換層と、を有する。透明基板は、第１面と第１面の反対側の第２面とを有する。透明基板の第１面は、半導体層と対面している。透明基板の第２面の側に、光取り出し面を有する。半導体層は、ｎ型半導体層と、第１発光層と、第１中間層と、第２発光層と、第２中間層と、第３発光層と、ｐ型半導体層と、を有する。第１発光領域は、ｎ型半導体層と第１発光層とｐ型半導体層と波長変換層とを有する。第２発光領域は、ｎ型半導体層と第１発光層と第１中間層と第２発光層とｐ型半導体層とを有する。第３発光領域は、ｎ型半導体層と第１発光層と第１中間層と第２発光層と第２中間層と第３発光層とｐ型半導体層とを有する。第３発光層の井戸層のバンドギャップは、第２発光層の井戸層のバンドギャップよりも小さい。第２発光層の井戸層のバンドギャップは、第１発光層の井戸層のバンドギャップよりも小さい。波長変換層は、第１発光領域のｐ型半導体層と駆動回路基板との間に配置されている。 (Appendix)
A light-emitting device according to a first aspect includes a drive circuit board, a transparent substrate, a semiconductor layer between the drive circuit board and the transparent substrate, a first light-emitting region, a second light-emitting region, and a third light-emitting region, and a wavelength converter. and a layer. The transparent substrate has a first side and a second side opposite the first side. The first surface of the transparent substrate faces the semiconductor layer. It has a light extraction surface on the side of the second surface of the transparent substrate. The semiconductor layer has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a first intermediate layer, a second light emitting layer, a second intermediate layer, a third light emitting layer, and a p-type semiconductor layer. The first light emitting region has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a p-type semiconductor layer and a wavelength conversion layer. The second light emitting region has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a first intermediate layer, a second light emitting layer and a p-type semiconductor layer. The third light emitting region has an n-type semiconductor layer, a first light emitting layer, a first intermediate layer, a second light emitting layer, a second intermediate layer, a third light emitting layer and a p-type semiconductor layer. The bandgap of the well layer of the third light emitting layer is smaller than the bandgap of the well layer of the second light emitting layer. The bandgap of the well layer of the second light emitting layer is smaller than the bandgap of the well layer of the first light emitting layer. The wavelength conversion layer is arranged between the p-type semiconductor layer of the first light emitting region and the drive circuit board.

第２の態様における発光装置においては、波長変換層は、第２発光領域のｐ型半導体層と駆動回路基板との間に配置されておらず、第３発光領域のｐ型半導体層と駆動回路基板との間に配置されていない。 In the light-emitting device according to the second aspect, the wavelength conversion layer is not arranged between the p-type semiconductor layer of the second light-emitting region and the drive circuit board, and the p-type semiconductor layer of the third light-emitting region and the drive circuit It is not placed between the substrate.

第３の態様における発光装置は、ｐ型半導体層と接触する透明電極を有する。波長変換層は、第１発光領域の透明電極と接触している。 The light emitting device in the third aspect has a transparent electrode in contact with the p-type semiconductor layer. The wavelength conversion layer is in contact with the transparent electrode of the first emission region.

第４の態様における発光装置は、ｐ型半導体層と接触する透明電極と、透明電極と接触するｐコンタクト電極と、を有する。波長変換層は、第１発光領域のｐコンタクト電極と接触している。 A light-emitting device according to a fourth aspect has a transparent electrode in contact with the p-type semiconductor layer and a p-contact electrode in contact with the transparent electrode. The wavelength conversion layer is in contact with the p-contact electrode of the first light emitting region.

第５の態様における発光装置は、ｎ型半導体層と透明基板との間に、第１発光層の発光波長の光を吸収する光吸収層を有する。 A light-emitting device according to the fifth aspect has a light absorption layer between the n-type semiconductor layer and the transparent substrate that absorbs the light of the emission wavelength of the first light-emitting layer.

第６の態様における発光装置は、透明基板の第２面の側に、第１発光層の発光波長の光を吸収する光吸収層を有する。 The light-emitting device according to the sixth aspect has a light-absorbing layer on the second surface side of the transparent substrate that absorbs the light of the emission wavelength of the first light-emitting layer.

第７の態様における発光装置においては、光吸収層は、第１発光領域と第２発光領域と第３発光領域とにわたって形成されている。 In the light-emitting device according to the seventh aspect, the light absorption layer is formed over the first light-emitting region, the second light-emitting region and the third light-emitting region.

第８の態様における発光装置においては、光吸収層は、半導体である。 In the light emitting device according to the eighth aspect, the light absorption layer is a semiconductor.

第９の態様における発光装置においては、波長変換層は、紫外光を赤色光に変換する。 In the light-emitting device according to the ninth aspect, the wavelength conversion layer converts ultraviolet light into red light.

第１０の態様における発光装置においては、波長変換層は、波長変換層は、半導体である。 In the light-emitting device according to the tenth aspect, the wavelength conversion layer is a semiconductor.

第１１の態様における発光装置は、波長変換層と駆動回路基板との間に反射層を有する。 The light-emitting device according to the eleventh aspect has a reflective layer between the wavelength conversion layer and the drive circuit board.

Ｄ１…発光装置
１００…発光素子
１１０…下地層
ＵＡ１…光吸収層
１２０…ｎ型コンタクト層
１３０…第１発光層
１４０…第１中間層
１５０…第２発光層
１６０…第２中間層
１７０…第３発光層
１８０…キャップ層
１９０…ｐ型コンタクト層
ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３…透明電極
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…ｐコンタクト電極
Ｎ１…ｎコンタクト電極
Ｒ１…第１発光領域
Ｒ２…第２発光領域
Ｒ３…第３発光領域 D1...Light emitting device 100...Light emitting element 110...Base layer UA1...Light absorbing layer 120...N-type contact layer 130...First light emitting layer 140...First intermediate layer 150...Second light emitting layer 160...Second intermediate layer 170...Second layer 3 light-emitting layer 180... cap layer 190... p-type contact layers TE1, TE2, TE3... transparent electrodes P1, P2, P3... p-contact electrode N1... n-contact electrode R1... first light-emitting region R2... second light-emitting region R3... third 3 emitting area

Claims (11)

駆動回路基板と、
透明基板と、
前記駆動回路基板と前記透明基板との間の半導体層と、
第１発光領域と第２発光領域と第３発光領域と、
波長変換層と、
を有し、
前記透明基板は、
第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有し、
前記透明基板の前記第１面は、
前記半導体層と対面しており、
前記透明基板の前記第２面の側に、
光取り出し面を有し、
前記半導体層は、
ｎ型半導体層と、第１発光層と、第１中間層と、第２発光層と、第２中間層と、第３発光層と、ｐ型半導体層と、を有し、
前記第１発光領域は、
前記ｎ型半導体層と前記第１発光層と前記ｐ型半導体層と前記波長変換層とを有し、
前記第２発光領域は、
前記ｎ型半導体層と前記第１発光層と前記第１中間層と前記第２発光層と前記ｐ型半導体層とを有し、
前記第３発光領域は、
前記ｎ型半導体層と前記第１発光層と前記第１中間層と前記第２発光層と前記第２中間層と前記第３発光層と前記ｐ型半導体層とを有し、
前記第３発光層の井戸層のバンドギャップは、前記第２発光層の井戸層のバンドギャップよりも小さく、
前記第２発光層の井戸層のバンドギャップは、前記第１発光層の井戸層のバンドギャップよりも小さく、
前記波長変換層は、
前記第１発光領域の前記ｐ型半導体層と前記駆動回路基板との間に配置されていること
を含む発光装置。 a drive circuit board;
a transparent substrate;
a semiconductor layer between the drive circuit board and the transparent substrate;
a first light emitting region, a second light emitting region, and a third light emitting region;
a wavelength conversion layer;
has
The transparent substrate is
having a first surface and a second surface opposite the first surface;
The first surface of the transparent substrate is
facing the semiconductor layer,
on the side of the second surface of the transparent substrate,
having a light extraction surface,
The semiconductor layer is
having an n-type semiconductor layer, a first light-emitting layer, a first intermediate layer, a second light-emitting layer, a second intermediate layer, a third light-emitting layer, and a p-type semiconductor layer;
The first light emitting region is
Having the n-type semiconductor layer, the first light emitting layer, the p-type semiconductor layer and the wavelength conversion layer,
The second light emitting region is
having the n-type semiconductor layer, the first light-emitting layer, the first intermediate layer, the second light-emitting layer, and the p-type semiconductor layer;
The third light emitting region is
The n-type semiconductor layer, the first light-emitting layer, the first intermediate layer, the second light-emitting layer, the second intermediate layer, the third light-emitting layer, and the p-type semiconductor layer,
the bandgap of the well layer of the third light-emitting layer is smaller than the bandgap of the well layer of the second light-emitting layer;
the bandgap of the well layer of the second light emitting layer is smaller than the bandgap of the well layer of the first light emitting layer;
The wavelength conversion layer is
A light-emitting device disposed between the p-type semiconductor layer of the first light-emitting region and the drive circuit board. 請求項１に記載の発光装置において、
前記波長変換層は、
前記第２発光領域の前記ｐ型半導体層と前記駆動回路基板との間に配置されておらず、
前記第３発光領域の前記ｐ型半導体層と前記駆動回路基板との間に配置されていないこと
を含む発光装置。 The light emitting device according to claim 1,
The wavelength conversion layer is
not disposed between the p-type semiconductor layer of the second light emitting region and the drive circuit board,
The light-emitting device, wherein the third light-emitting region is not arranged between the p-type semiconductor layer and the drive circuit board. 請求項１または請求項２に記載の発光装置において、
前記ｐ型半導体層と接触する透明電極を有し、
前記波長変換層は、
前記第１発光領域の前記透明電極と接触していること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to claim 1 or claim 2,
Having a transparent electrode in contact with the p-type semiconductor layer,
The wavelength conversion layer is
in contact with the transparent electrode of the first light emitting region. 請求項１または請求項２に記載の発光装置において、
前記ｐ型半導体層と接触する透明電極と、
前記透明電極と接触するｐコンタクト電極と、
を有し、
前記波長変換層は、
前記第１発光領域の前記ｐコンタクト電極と接触していること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to claim 1 or claim 2,
a transparent electrode in contact with the p-type semiconductor layer;
a p-contact electrode in contact with the transparent electrode;
has
The wavelength conversion layer is
in contact with the p-contact electrode of the first light emitting region. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発光装置において、
前記ｎ型半導体層と前記透明基板との間に、
前記第１発光層の発光波長の光を吸収する光吸収層を有すること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to any one of claims 1 to 4,
Between the n-type semiconductor layer and the transparent substrate,
A light-emitting device comprising a light-absorbing layer that absorbs light having an emission wavelength of the first light-emitting layer. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発光装置において、
前記透明基板の前記第２面の側に、
前記第１発光層の発光波長の光を吸収する光吸収層を有すること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to any one of claims 1 to 4,
on the side of the second surface of the transparent substrate,
A light-emitting device comprising a light-absorbing layer that absorbs light having an emission wavelength of the first light-emitting layer. 請求項５または請求項６に記載の発光装置において、
前記光吸収層は、
前記第１発光領域と前記第２発光領域と前記第３発光領域とにわたって形成されていること
を含む発光装置。 In the light-emitting device according to claim 5 or claim 6,
The light absorption layer is
A light-emitting device formed over the first light-emitting region, the second light-emitting region, and the third light-emitting region. 請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載の発光装置において、
前記光吸収層は、
半導体であること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to any one of claims 5 to 7,
The light absorption layer is
A light-emitting device, including being a semiconductor. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の発光装置において、
前記波長変換層は、
紫外光を赤色光に変換すること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to any one of claims 1 to 8,
The wavelength conversion layer is
A light emitting device that includes converting ultraviolet light into red light. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の発光装置において、
前記波長変換層は、
半導体であること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to any one of claims 1 to 9,
The wavelength conversion layer is
A light-emitting device, including being a semiconductor. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の発光装置において、
前記波長変換層と前記駆動回路基板との間に反射層を有すること
を含む発光装置。 In the light emitting device according to any one of claims 1 to 10,
A light-emitting device comprising a reflective layer between the wavelength conversion layer and the drive circuit board.
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