JP4996660B2 - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、製造コストを抑制可能な発光装置およびその製造方法に関する。
従来、図７に示すように、半導体ナノワイヤー１１４を利用した発光ダイオード装置１００が提案されている(特許文献１(特開２００８−２８３１９１号公報)参照)。この発光ダイオード装置１００は、半導体基板１１１、この半導体基板１１１の上面で互いに対向して配置された第１および第２半導体突出部１１２,１１３、上記第１半導体突出部１１２と第２半導体突出部１１３との間に懸架された半導体ナノワイヤー１１４を備えている。また、この発光ダイオード装置１００は、上記第１,第２半導体突出部１１２,１１３の上面に形成された第１,第２電極１１５,１１６を備えている。また、上記第１半導体突出部１１２とこの第１半導体突出部１１２から延びた半導体ナノワイヤー１１４の一部１１４ａとはＰ型にドーピングされており、第２半導体突出部１１３と第２半導体突出部１１３から延びた半導体ナノワイヤー１１４の残りの一部１１４ｂとは、Ｎ型にドーピングされている。
ところで、上記従来の発光ダイオード装置１００では、第１電極１１５と第２電極１１６に対して、半導体ナノワイヤー１１４のＰ型ドーピングされた一部１１４ａとＮ型ドーピングされた一部１１４ｂの接続が入れ替わると正常に発光しなくなる。よって、上記発光ダイオード装置１００では、製造工程において、上記第１,第２電極１１５,１１６に対するＰ型,Ｎ型ドーピングされた一部１１４ａ,１１４ｂの接続が逆にならないように極性を合わせる必要があるので、特に発光ダイオードのサイズが小さい場合に製造工程を簡略化し難くて製造コストの上昇を招く。
そこで、この発明の課題は、電極に対する発光素子の向きが入れ替わっても正常に発光可能であり、製造コストを抑制可能な発光装置およびその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の発光装置は、
基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んだ棒状発光素子と
を備え、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電されるか、もしくは、上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第３の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第４の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電され、
上記棒状発光素子は、
上記第１の領域と上記第３の領域とが棒状に連なって構成されていると共に上記第２の領域を貫通しているコア部と、
上記第２の領域から構成されていると共に上記コア部の外周面を被覆するシェル部とを備え、
上記シェル部の両端から上記コア部の上記第１の領域と第３の領域が露出していることを特徴としている。
基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んだ棒状発光素子と
を備え、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電されるか、もしくは、上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第３の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第４の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電され、
上記棒状発光素子は、
上記第１の領域と上記第３の領域とが棒状に連なって構成されていると共に上記第２の領域を貫通しているコア部と、
上記第２の領域から構成されていると共に上記コア部の外周面を被覆するシェル部とを備え、
上記シェル部の両端から上記コア部の上記第１の領域と第３の領域が露出していることを特徴としている。
この発明の発光装置によれば、上記棒状発光素子の第２導電型の第２の領域の両側に第１導電型の第１の領域と第１導電型の第３の領域とが配置されている。よって、上記第１,第３の電極に対する棒状発光素子の第１,第３の領域の接続が入れ替わっても第１,第３の電極に対するダイオード極性が入れ替わらないから、正常に発光可能になる。したがって、製造工程で第１,第３の電極に対する第１,第３の領域の接続が反対になってもよく、棒状発光素子の方向性を識別するためのマークや形状も不必要となり、製造工程を簡略化でき製造コストを抑えることができる。
また、一実施形態の発光装置は、基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて上記第１導電型の第１の領域が上記棒状発光素子の一端をなすと共に上記第１導電型の第３の領域が上記棒状発光素子の他端をなしている棒状発光素子とを備え、
上記第１の領域が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続され、上記第２の領域が上記第２の電極に接続され、上記第３の領域が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続され、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れると共に上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れると共に上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電されることを特徴としている。
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて上記第１導電型の第１の領域が上記棒状発光素子の一端をなすと共に上記第１導電型の第３の領域が上記棒状発光素子の他端をなしている棒状発光素子とを備え、
上記第１の領域が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続され、上記第２の領域が上記第２の電極に接続され、上記第３の領域が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続され、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れると共に上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れると共に上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電されることを特徴としている。
この実施形態の発光装置によれば、上記棒状発光素子の第２導電型の第２の領域の両側に第１導電型の第１の領域と第１導電型の第３の領域とが配置されている。よって、上記第１,第３の電極に対する棒状発光素子の第１,第３の領域の接続が入れ替わっても第１,第３の電極に対するダイオード極性が入れ替わらないから、正常に発光可能になる。したがって、製造工程で第１,第３の電極に対する第１,第３の領域の接続が反対になってもよく、棒状発光素子の方向性を識別するためのマークや形状も不必要となり、製造工程を簡略化でき製造コストを抑えることができる。
また、一実施形態の発光装置では、上記第１の領域の一端部と上記第２の領域の他端部とが接合されていると共に上記第２の領域の一端部と上記第３の領域の他端部とが接合されており、
上記第１の領域の他端部が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続されていると共に上記第３の領域の一端部が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続されている。
上記第１の領域の他端部が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続されていると共に上記第３の領域の一端部が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続されている。
この実施形態の発光装置によれば、上記棒状発光素子を、第１,第２,第３の領域が順に接合された棒状として、棒状発光素子の構造を簡略化できる。
また、一実施形態の発光装置では、上記棒状発光素子は、
上記第１の領域と上記第３の領域とが棒状に連なって構成されていると共に上記第２の領域を貫通しているコア部と、
上記第２の領域から構成されていると共に上記コア部の外周面を被覆するシェル部とを備え、
上記シェル部の両端から上記コア部の上記第１の領域と第３の領域が露出している。
上記第１の領域と上記第３の領域とが棒状に連なって構成されていると共に上記第２の領域を貫通しているコア部と、
上記第２の領域から構成されていると共に上記コア部の外周面を被覆するシェル部とを備え、
上記シェル部の両端から上記コア部の上記第１の領域と第３の領域が露出している。
この実施形態の発光装置によれば、上記棒状発光素子は、第１導電型の第１,第３の領域によるコア部の外周面と第２導電型の第２の領域によるシェル部の内周面との接合面(ＰＮ接合面)が発光面になるので、発光面積を大きく取ることができ、大きな発光強度を得ることができる。
また、一実施形態の発光装置では、上記棒状発光素子の最大寸法が１００μｍ以下である。
この実施形態の発光装置によれば、上記棒状発光素子の最大寸法が１００μｍ以下である。このような微細サイズの物体である棒状発光素子を向きも考慮して配置するには、この微細サイズの棒状発光素子を予め向きを揃えて準備しておくことが必要になる。もしくは、上記微細なサイズの棒状発光素子を掴んでから向きを揃える作業が必要になる。よって、この実施形態のように、棒状発光素子の最大寸法が１００μｍ以下の微細な場合は、棒状発光素子の向きを揃える必要のない本発明に好適となる。また、棒状発光素子のサイズが１００μｍ以下の小さいサイズであることで、熱が発光領域に篭らず、熱による出力低下や寿命低下を防ぐことができる。
また、一実施形態の発光装置の製造方法では、第１の電極と第２の電極および第３の電極を有する基板を用意する工程と、
上記基板に、第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて最大寸法が１００μｍ以下の複数の棒状発光素子を含んだ溶液を塗布する工程と、
上記第１の電極と第３の電極に電圧を印加して上記複数の棒状発光素子を上記第１,第２,第３の電極によって規定される位置に配列させる工程とを備える。
上記基板に、第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて最大寸法が１００μｍ以下の複数の棒状発光素子を含んだ溶液を塗布する工程と、
上記第１の電極と第３の電極に電圧を印加して上記複数の棒状発光素子を上記第１,第２,第３の電極によって規定される位置に配列させる工程とを備える。
この実施形態の発光装置の製造方法によれば、いわゆる誘電泳動を用いて、上記第１,第２,第３の電極によって規定される位置に最大寸法が１００μｍ以下の微細な上記棒状発光素子を配置できる。この製造方法では、上記棒状発光素子の向きを一方に決めることが困難なので、上記棒状発光素子の向きを一方に定める必要がない本発明の発光装置の製造方法として好適である。
また、一実施形態のディスプレイ用バックライトでは、上記発光装置を有するので、製造が容易であり製造コストが抑えられる。
また、一実施形態の照明装置は、上記発光装置を有するので、製造が容易であり製造コストが抑えられる。
また、一実施形態のＬＥＤディスプレイは、上記発光装置を有するので、製造が容易であり製造コストが抑えられる。
この発明の発光装置によれば、棒状発光素子の第２導電型の第２の領域の両側に第１導電型の第１の領域と第１導電型の第３の領域とが配置されている。よって、第１,第３の電極に対する棒状発光素子の第１,第３の領域の向きが入れ替わっても極性が入れ替わらないから、正常に発光可能になる。したがって、製造工程で第１,第３の電極に対する第１,第３の領域の接続が反対になってもよく、製造工程を簡略化でき製造コストを抑えることができる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第１の実施の形態)
図１を参照して、この発明の発光装置の第１実施形態を説明する。図１は、この第１実施形態を示す模式的な平面図である。
図１を参照して、この発明の発光装置の第１実施形態を説明する。図１は、この第１実施形態を示す模式的な平面図である。
この第１実施形態の発光装置は、第１の電極１と第２の電極２と第３の電極３および棒状発光素子５を備え、上記第１〜第３の電極１〜３は基板４上に形成されている。上記第１〜第３の電極１〜３は、上記基板４上に順に配列されており、第１の電極１は、上記配列の方向と直交する方向に延びている基部１Ａとこの基部１Ａの略中央から上記第２の電極２に向かって突出している突出部１Ｂとを有する。また、上記第３の電極３は、上記配列の方向と直交する方向に延びている基部３Ａとこの基部３Ａの略中央から上記第２の電極２に向かって突出している突出部３Ｂとを有する。そして、上記第２の電極２は、上記第１の電極１と第３の電極３との間で上記配列の方向と直交する方向に延びている。
また、上記棒状発光素子５は、第１導電型の第１の領域としてのＰ型の第１領域６と、第２導電型の第２の領域としてのＮ型の第２領域７と、第３導電型の第３の領域としてのＰ型の第３領域８とを有する。上記Ｐ型の第１領域６とＮ型の第２領域７とＰ型の第３領域８とは第１の電極１から第３の電極３に向かって順に並んでいる。上記Ｐ型の第１領域６は上記第１の電極１の突出部１Ｂに接続され、上記Ｎ型の第２領域７は上記第２の電極２に接続され、上記Ｐ型の第３領域８は第３の電極３の突出部３Ｂに接続されている。
また、上記第１の電極１とグランドとの間に直流電源１０が接続され、上記第３の電極３とグランドとの間に直流電源１１が接続される。また、第２の電極２はグランドに接続される。上記直流電源１０の正極が第１の電極１に接続され、上記直流電源１０の負極がグランドに接続される。また、上記直流電源１１の正極が第３の電極３に接続され、上記直流電源１１の負極がグランドに接続される。
したがって、上記Ｐ型の第１領域６からＮ型の第２領域７に向かって電流が流れて上記Ｐ型の第１領域６とＮ型の第２領域７とのＰＮ接合面Ｓ１で発光する。また、上記Ｐ型の第３領域８からＮ型の第２領域７に向かって電流が流れて上記Ｐ型の第３領域８とＮ型の第２領域７との接合面Ｓ２で発光する。
この実施形態の発光装置によれば、上記棒状発光素子５のＮ型の第２領域７の両側にＰ型の第１領域６とＰ型の第３領域８とが配置されている。よって、棒状発光素子５の向きが図１に示す向きとは逆になり、第１,第３の電極１,３に対する棒状発光素子５の第１,第３領域６,８の接続が逆になって、第１の電極１に対してＰ型の第３領域８が接続されて第３の電極３に対してＰ型の第１領域６が接続されても、ダイオード極性が入れ替わらないから、正常に発光することが可能になる。したがって、この実施形態の発光装置によれば、製造工程において、第１,第３の電極１,３に対する第１,第３の領域６,８の接続が反対になってもよく、棒状発光素子５の方向性を識別するためのマークや形状が不必要となり、製造工程を簡略化できて製造コストを抑えることができる。特に、棒状発光素子５の最大寸法が、１００μｍ以下の小さなサイズの場合には、微細サイズの部品となり棒状発光素子５の向きを予め揃える作業が困難であるので、棒状発光素子５の向きを揃えることが不必要な本実施形態により、製造工程を格段に簡略化できる。また、棒状発光素子５のサイズが１００μｍ以下の小さいサイズであることで、熱が発光領域に篭らず、熱による出力低下や寿命低下を防ぐことができる。
尚、上記実施形態では、棒状発光素子５の第１,第３領域６,８をＰ型とし、第２領域７をＮ型としたが、第１,第３領域６,８をＮ型とし、第２領域７をＰ型としてもよい。この場合、直流電源１０の正極をグランドに接続し、直流電源１０の負極を第１の電極１に接続すると共に、直流電源１１の正極をグランドに接続し、直流電源１１の負極を第３の電極３に接続する。
また、直流電源１０、１１は、必ずしも２つ備えられている必要はなく、どちらか１つでもよい。この場合は、２つの接合面Ｓ１、Ｓ２のうち１つの接合面のみで発光することになるが、棒状発光素子５の向きが逆になっても、ダイオード極性が入れ替わらないから、やはり正常に発光することが可能になる。例えば、直流電源１０のみを備える場合は、上記Ｐ型の第１領域６からＮ型の第２領域７に向かって電流が流れて上記Ｐ型の第１領域６とＮ型の第２領域７とのＰＮ接合面Ｓ１で発光する。
(第２の実施の形態)
次に、図２および図３Ａ,図３Ｂを参照して、この発明の発光装置の第２実施形態を説明する。図２は、この第２実施形態を示す模式的な平面図であり、図３Ａは、この第２実施形態が備える棒状発光素子２１の側面図であり、図３Ｂは、上記棒状発光素子２１の断面図である。この第２実施形態は、前述の第１実施形態の棒状発光素子５に替えて、図３Ａ,図３Ｂに示す棒状発光素子２１を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同様の部分には同様の符号を付して、前述の第１実施形態と異なる点を主に説明する。
次に、図２および図３Ａ,図３Ｂを参照して、この発明の発光装置の第２実施形態を説明する。図２は、この第２実施形態を示す模式的な平面図であり、図３Ａは、この第２実施形態が備える棒状発光素子２１の側面図であり、図３Ｂは、上記棒状発光素子２１の断面図である。この第２実施形態は、前述の第１実施形態の棒状発光素子５に替えて、図３Ａ,図３Ｂに示す棒状発光素子２１を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同様の部分には同様の符号を付して、前述の第１実施形態と異なる点を主に説明する。
上記棒状発光素子２１は、Ｐ型の円柱状のコア部２２とＮ型の円筒状のシェル部２３とを有する。上記円筒状のシェル部２３は、上記円柱状のコア部２２の外周面２２Ａを被覆している。上記円柱状のコア部２２の両端部２２Ｂ,２２Ｃは上記円筒状のシェル部２３の両端から突出し露出している。上記Ｎ型の円筒状のシェル部２３が第２の領域をなし、上記Ｐ型の円柱状のコア部２２は第１および第３の領域をなす。この棒状発光素子２１のＰ型の円柱状のコア部２２の端部２２Ｂが基板４上の第１の電極１の突出部１Ｂに接続され、上記コア部２２の端部２２Ｃが第３の電極３の突出部３Ｂに接続されている。また、上記円筒状のシェル部２３は第２の電極２に接続されている。
この第２実施形態の発光装置は、第１の電極１とグランドとの間に接続された直流電源１０によって、Ｐ型のコア部２２の端部２２ＢからＮ型のシェル部２３に向かって電流が流れてＰ型のコア部２２とＮ型のシェル部２３とのＰＮ接合面Ｓ２１で発光する。また、第３の電極３とグランドとの間に接続された直流電源１１によって、Ｐ型のコア部２２の端部２２ＣからＮ型のシェル部２３に向かって電流が流れてＰ型のコア部２２とＮ型のシェル部２３とのＰＮ接合面Ｓ２１で発光する。この第２実施形態の棒状発光素子２１によれば、前述の第１実施形態の棒状発光素子５のＰＮ接合面Ｓ１に比べて上記円柱状のコア部２２と円筒状のシェル部２３とのＰＮ接合面Ｓ２１を大きくできるので、大きな発光強度を得ることができる。
また、この第２実施形態においても、Ｎ型の円筒状のシェル部２３の両側にＰ型のコア部２２の端部２２Ｂと端部２２Ｃが配置されている。よって、棒状発光素子２１の向きが図２に示す向きとは逆になり、第１,第３の電極１,３に対する棒状発光素子２１のコア部２２の端部２２Ｂ,２２Ｃの接続が逆になっても、ダイオード極性が入れ替わらないので、正常に発光することが可能になる。したがって、この実施形態の発光装置によれば、製造工程において、第１,第３の電極１,３に対するコア部の端部２２Ｂ,２２Ｃの接続が反対になってもよく、棒状発光素子２１の方向性を識別するためのマークや形状が不必要となり、製造工程を簡略化できて製造コストを抑えることができる。特に、棒状発光素子２１の最大寸法が、１００μｍ以下の小さなサイズの場合には、微細サイズの部品となり棒状発光素子２１の向きを予め揃える作業が困難になるので、本実施形態により、製造工程を格段に簡略化できる。また、棒状発光素子２１のサイズが１００μｍ以下の小さいサイズであることで、熱が発光領域に篭らず、熱による出力低下や寿命低下を防ぐことができる。
尚、上記実施形態では、棒状発光素子２１の円柱状のコア部２２をＰ型とし、円筒状のシェル部２３をＮ型としたが、コア部２２をＮ型とし、シェル部２３をＰ型としてもよい。この場合、直流電源１０の正極をグランドに接続し、直流電源１０の負極を第１の電極１に接続すると共に、直流電源１１の正極をグランドに接続し、直流電源１１の負極を第３の電極３に接続する。また、上記実施形態では、コア部２２を円柱状としシェル部２３を円筒状としたが、コア部２２を多角柱状としシェル部２３を多角筒状としてもよい。例えば、コア部２２を三角柱状,四角柱状,五角柱状あるいは六角柱状とし、シェル部２３を三角筒状,四角筒状,五角筒状あるいは六角筒状としてもよい。さらに、コア部２２を楕円柱状としシェル部２３を楕円筒状としてもよい。
また、直流電源１０、１１は、必ずしも２つ備えられている必要はなく、どちらか１つでもよい。この場合でも、棒状発光素子２１の向きが逆になっても、ダイオード極性が入れ替わらないから、やはり正常に発光することが可能になる。例えば、直流電源１０のみを備える場合は、上記Ｐ型コア部２２の端部２２ＢからＮ型のシェル部２３に向かって電流が流れてＰ型のコア部２２とＮ型のシェル部２３とのＰＮ接合面Ｓ２１で発光する。
次に、図５Ａ〜図５Ｅを参照して、上記第２実施形態で説明した様な棒状構造の発光素子の製造方法の一例を説明する。まず、図５Ａに示すように、ｎ型ＧａＮからなる基板７１上に、成長穴７２ａを有するマスク７２を形成する。次に、図５Ｂに示すように、半導体コア形成工程において、マスク７２の成長穴７２ａにより露出した基板７１上に、ＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長)装置を用いて、ｎ型ＧaＮを結晶成長させて棒状の半導体コア７３を形成する。ここで、ｎ型ＧaＮは、六方晶系の結晶成長となり、基板７１表面に対して垂直方向をｃ軸方向にして成長させることにより、六角柱形状の半導体コアが得られる。
次に、図５Ｃに示すように、半導体層形成工程において、棒状の半導体コア７３を覆うように基板７１全面にｐ型ＧaＮからなる半導体層７４を形成する。次に、図５Ｄに示すように、露出工程において、リフトオフにより半導体コア７３を覆う半導体層７４ａの部分を除く領域とマスク７２を除去して、棒状の半導体コア７３の基板７１側に基板側の外周面を露出させて露出部分７３aを形成する。この状態で、上記半導体コア７３の基板７１と反対の側の端面は、半導体層７４ａにより覆われている。この実施形態の露出工程では、リフトオフを用いたがエッチングにより半導体コアの一部を露出させてもよい。次に、エッチングにより半導体コア７３の基板７１と反対側の外周面を露出させてもう一方の露出部分７３ｂを形成する。
次に、切り離し工程において、超音波(例えば数１０ＫＨz)を用いて基板７１を基板平面に沿って振動させることにより、基板７１上に立設する半導体コア７３の基板７１側に近い根元を折り曲げるように、半導体層７４ａに覆われた半導体コア７３に対して応力が働いて、図５Ｅに示すように、半導体層７４ａに覆われた半導体コア７３が基板７１から切り離される。こうして、基板７１から切り離なされた微細な棒状構造発光素子７０を製造することができる。この棒状構造の発光素子の製造方法では、棒状構造発光素子７０の直径を１μｍ、長さを１０μｍとしている。
上記発光素子の製造方法では、基板７１と半導体コア７３と半導体層７４aに、ＧaＮを母材とする半導体を用いたが、ＧaＡs,ＡlＧaＡs,ＧaＡsＰ,ＩnＧaＮ,ＡlＧaＮ,ＧaＰ,ＺnＳe,ＡlＧaＩnＰなどを母材とする半導体を用いてもよい。また、基板と半導体コアをｎ型とし、半導体層をｐ型としたが、導電型が逆の棒状構造発光ダイオードとしてもよい。また、断面が六角柱の半導体コアを有する棒状構造発光ダイオードの製造方法について説明したが、これに限らず、断面が円形または楕円の棒状であってもよいし、断面が三角形などの他の多角形状の棒状の半導体コアを有する棒状構造発光素子も上述と同様の製造方法で作製できる。また、上記発光素子の製造方法では、棒状構造発光素子の直径を１μｍとし長さを１０μｍのマイクロオーダーサイズとしたが、直径または長さのうちの少なくとも直径が１μｍ未満のナノオーダーサイズの素子としてよい。上記棒状構造発光素子の半導体コアの直径は５００ｎｍ以上かつ１００μｍ以下が好ましく、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍの棒状構造発光素子に比べて半導体コアの直径のばらつきを抑えることができ、発光面積すなわち発光特性のばらつきを低減でき、歩留まりを向上できる。
また、上記発光素子の製造方法では、ＭＯＣＶＤ装置を用いて半導体コア７３を結晶成長させたが、ＭＢＥ(分子線エピタキシャル)装置などの他の結晶成長装置を用いて半導体コアを形成してもよい。また、成長穴を有するマスクを用いて半導体コアを基板上に結晶成長させたが、基板上に金属種を配置して、金属種から半導体コアを結晶成長させてもよい。また、上記発光素子の製造方法では、半導体層７４ａに覆われた半導体コア７３を、超音波を用いて基板７１から切り離したが、これに限らず、切断工具を用いて半導体コアを基板から機械的に切り離してもよい。この場合、簡単な方法で基板上に設けられた微細な複数の棒状構造発光素子を短時間で切り離すことができる。
(第３の実施の形態)
次に、図４を参照して、この発明の発光装置の第３実施形態を説明する。図４は、この第３実施形態を示す模式的な平面図である。
次に、図４を参照して、この発明の発光装置の第３実施形態を説明する。図４は、この第３実施形態を示す模式的な平面図である。
この第３実施形態は、第１の電極３１と第２の電極３２と第３の電極３３および、前述の第１実施形態の棒状発光素子５と同様の構成の２本の棒状発光素子３５,３６を備え、上記第１〜第３の電極３１〜３３は前述の第１実施形態の基板４と同様の基板３４上に形成されている。上記第１〜第３の電極３１〜３３は、上記基板３４上に順に配列されており、第１の電極３１は、上記配列の方向と直交する方向に延びている基部３１Ａとこの基部３１Ａから上記第２の電極３２に向かって突出している２つの突出部３１Ｂ,３１Ｃを有する。また、上記第３の電極３３は、上記配列の方向と直交する方向に延びている基部３３Ａとこの基部３３Ａから上記第２の電極３２に向かって突出している２つの突出部３３Ｂ,３３Ｃとを有する。そして、上記第２の電極３２は、上記第１の電極３１と第３の電極３３との間で上記配列の方向と直交する方向に延びている。
上記棒状発光素子３５は、Ｐ型の第１領域３５ＡとＮ型の第２領域３５ＢとＰ型の第３領域３５Ｃとを有する。上記Ｐ型の第１領域３５Ａは第１の電極３１の突出部３１Ｂに接続され、上記Ｎ型の第２領域３５Ｂは第２の電極３２に接続され、上記Ｐ型の第３領域３５Ｃは第３の電極３３の突出部３３Ｂに接続されている。また、上記棒状発光素子３６は、Ｐ型の第１領域３６ＡとＮ型の第２領域３６ＢとＰ型の第３領域３６Ｃとを有する。上記Ｐ型の第１領域３６Ａは第１の電極３１の突出部３１Ｃに接続され、Ｎ型の第２領域３６Ｂは第２の電極３２に接続され、Ｐ型の第３領域３６Ｃは第３の電極３３に接続されている。
また、上記第１の電極３１とグランドとの間に直流電源４０が接続され、上記第３の電極３３とグランドとの間に直流電源４１が接続される。また、第２の電極３２はグランドに接続される。上記直流電源４０の正極が第１の電極３１に接続され、上記直流電源４０の負極がグランドに接続される。また、上記直流電源４１の正極が第３の電極３３に接続され、上記直流電源４１の負極がグランドに接続される。
したがって、上記棒状発光素子３５のＰ型の第１領域３５ＡからＮ型の第２領域３５Ｂに向かって電流が流れて上記Ｐ型の第１領域３５ＡとＮ型の第２領域３５ＢとのＰＮ接合面Ｓ３１で発光する。また、上記Ｐ型の第３領域３５ＣからＮ型の第２領域３５Ｂに向かって電流が流れて上記Ｐ型の第３領域３５ＣとＮ型の第２領域３５Ｂとの接合面Ｓ３２で発光する。また、上記棒状発光素子３６のＰ型の第１領域３６ＡからＮ型の第２領域３６Ｂに向かって電流が流れて上記Ｐ型の第１領域３６ＡとＮ型の第２領域３６ＢとのＰＮ接合面Ｓ３３で発光する。また、上記Ｐ型の第３領域３６ＣからＮ型の第２領域３６Ｂに向かって電流が流れて上記Ｐ型の第３領域３６ＣとＮ型の第２領域３６Ｂとの接合面Ｓ３４で発光する。
この第３実施形態の発光装置によれば、上記棒状発光素子３５のＮ型の第２領域３５Ｂの両側にＰ型の第１領域３５ＡとＰ型の第３領域３５Ｃとが配置され、上記棒状発光素子３６のＮ型の第２領域３６Ｂの両側にＰ型の第１領域３６ＡとＰ型の第３領域３６Ｃとが配置されている。したがって、上記棒状発光素子３５の向きが図４に示す向きとは逆になって、第１,第３の電極３１,３３に対する棒状発光素子３５の第１,第３領域３５Ａ,３５Ｃの接続が逆になっても、ダイオード極性が入れ替わらないから、正常に発光することが可能になる。これは、もう１つの棒状発光素子３６についても同様である。
したがって、この実施形態の発光装置によれば、製造工程において、第１,第３の電極３１,３３に対する第１,第３の領域３５Ａ,３５Ｃの接続が反対になってもよく、第１,第３の電極３１,３３に対する第１,第３の領域３６Ａ,３６Ｃの接続が反対になってもよい。よって、棒状発光素子３５,３６の向きを揃えることが不必要なので、製造工程を簡略化でき、棒状発光素子３５,３６の方向性を識別するためのマークや形状も不必要となり、製造コストを抑えることができる。特に、棒状発光素子３５,３６の最大寸法が、１００μｍ以下の小さなサイズの場合には、微細サイズの部品となり棒状発光素子３５,３６の向きを予め揃える作業が困難になるので、棒状発光素子３５,３６の向きを揃えることが不必要な本実施形態により、製造工程を格段に簡略化できる。また、棒状発光素子３５,３６のサイズが１００μｍ以下の小さいサイズであることで、熱が発光領域に篭らず、熱による出力低下や寿命低下を防ぐことができる。
尚、上記実施形態では、棒状発光素子３５,３６の第１,第３領域３５Ａ,３５Ｃ,３６Ａ,３６ＣをＰ型とし、第２領域３５Ｂ,３６ＢをＮ型としたが、第１,第３領域３５Ａ,３５Ｃ,３６Ａ,３６ＣをＮ型とし、第２領域３５Ｂ,３６ＢをＰ型としてもよい。この場合、直流電源４０の正極をグランドに接続し、直流電源４０の負極を第１の電極３１に接続すると共に、直流電源４１の正極をグランドに接続し、直流電源４１の負極を第３の電極３３に接続する。
また、直流電源４０、４１は、必ずしも２つ備えられている必要はなく、どちらか１つでもよい。この場合は、４つの接合面Ｓ３１〜Ｓ３４のうち２つ接合面のみで発光することになるが、棒状発光素子３５、３６の一方、又は両方の向きが逆になっても、ダイオード極性が入れ替わらないから、やはり正常に発光することが可能になる。例えば、直流電源１０のみを備える場合は、上記Ｐ型の第１領域３５ＡからＮ型の第２領域３５Ｂに向かって、上記Ｐ型の第１領域３６ＡからＮ型の第２領域３６Ｂに向かって、それぞれ電流が流れて、ＰＮ接合面Ｓ３１及びＳ３３で発光する。
また、上記実施形態では、第１,第３の電極３１,３３がそれぞれ２つの突出部３１Ｂ,３１Ｃ,３３Ｂ,３３Ｃを有したが、第１,第３の電極３１,３３がそれぞれ３つ以上の突出部を有し、第１の電極の３つ以上の突出部と第３の突出部の３つ以上の突出部との間に上記棒状発光素子３５,３６と同様の構成の３つ以上の棒状発光素子を接続してもよい。一例として、上記第１の電極の１００個以上の突出部と第３の突出部の１００個以上の突出部との間に上記棒状発光素子３５,３６と同様の構成の１００個以上の棒状発光素子を接続してもよい。
(第４の実施の形態)
次に、この発明の第４実施形態としての発光装置の製造方法を説明する。この第４実施形態では、図４を参照して前述の第３実施形態で説明されたような発光装置を製造する方法を説明する。
次に、この発明の第４実施形態としての発光装置の製造方法を説明する。この第４実施形態では、図４を参照して前述の第３実施形態で説明されたような発光装置を製造する方法を説明する。
この第４実施形態では、まず、表面３４Ａに第１の電極３１と第２の電極３２と第３の電極３３が形成された基板３４を用意する。この基板３４は絶縁基板とし、第１,第２,第３の電極３１,３２,３３は金属電極とする。一例として、印刷技術を利用して絶縁基板３４の表面３４Ａに所望の電極形状の金属電極３１,３２,３３を形成することができる。また、絶縁基板３４の表面３４Ａに金属膜及び感光体膜を一様に積層し、この感光体膜を所望の電極パターンに露光・現像し、パターニングされた感光体膜をマスクとして金属膜をエッチングして第１〜第３の電極３１〜３３を形成することができる。なお、上記金属電極３１〜３３を作製する金属の材料としては、金、銀、銅、鉄、タングステン、タングステンナイトライド、アルミニウム、タンタルやそれらの合金などを用いることができる。また、絶縁基板３４はガラス、セラミック、アルミナ、樹脂のような絶縁体、またはシリコンのような半導体表面にシリコン酸化膜を形成し、表面が絶縁性を有するような基板である。ガラス基板を用いる場合は、表面にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような下地絶縁膜を形成するのが望ましい。
また、上記第１の電極３１の突出部３１Ｂ,３１Ｃと第３の電極３３の突出部３３Ｂ,３３Ｃとの間の距離は、棒状発光素子３５,３６の長さよりもやや短いことが好ましい。一例として、上記距離は、棒状発光素子３５,３６の長さが１０μｍである場合は、６〜９μｍとすることが望ましい。すなわち、上記距離は、棒状発光素子３５,３６の長さの６０〜９０％程度、より好ましくは上記長さの８０〜９０％とすることが望ましい。
次に、上記絶縁基板３４上に棒状発光素子３５,３６を配列する手順を説明する。まず、上記絶縁基板３４上に発光ダイオード３５,３６を含んだ溶液としてのイソプロピルアルコール(ＩＰＡ)を薄く塗布する。なお、上記溶液としては、ＩＰＡのほかに、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、アセトン、またはそれらの混合物でもよく、他の有機物からなる液体、水などを用いることができる。ただし、液体を通じて金属電極３１,３２,３３間に大きな電流が流れてしまうと、金属電極３１,３２,３３間に所望の電圧差を印加できなくなってしまう。そのような場合には、金属電極３１,３２,３３を覆うように、絶縁基板３４表面全体に、１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度の絶縁膜をコーティングすればよい。
上記棒状発光素子３５,３６を含むＩＰＡを塗布する厚さは、次に棒状発光素子３５,３６を配列する工程で、棒状発光素子３５,３６が配列できるよう、液体中で棒状発光素子３５,３６が移動できる厚さである。したがって、棒状発光素子３５,３６の太さ以上であり、例えば、数μｍ〜数ｍｍである。塗布する厚さは薄すぎると、棒状発光素子３５,３６が移動し難くなり、厚すぎると、液体を乾燥する時間が長くなる。好ましくは、１００μｍ〜５００μｍである。また、ＩＰＡの量に対して、棒状発光素子の個数は、 １×１０４個／ｃｍ３ 〜 １×１０７個／ｃｍ３ が好ましい。
上記棒状発光素子３５,３６を含むＩＰＡを絶縁基板３４に塗布するために、棒状発光素子３５,３６を配列させる金属電極３１〜３３の外周囲に枠(図示せず)を形成し、その枠内に上記棒状発光素子３５,３６を含むＩＰＡを所望の厚さになるよう充填するとよい。しかし、上記棒状発光素子３５,３６を含むＩＰＡが粘性を有する場合は、枠を必要とせずに、所望の厚さに塗布することが可能である。上記ＩＰＡやエチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、アセトン、またはそれらの混合物、或いは、他の有機物からなる液体、または水などの液体は、上記棒状発光素子３５,３６の配列工程のためには粘性が低いほど望ましく、また加熱により蒸発しやすい方が望ましい。
次に、金属電極３１,３３間に電位差を与える。また、金属電極３２には、一例として上記金属電極３１の電位と上記金属電極３３の電位の中間の電位を与える。また、上記金属電極３１と３３との間の電位差は、例えば、０．５Ｖもしくは１Ｖの電位差とする。なお、この金属電極３１と３３の電位差は、０．１〜１０Ｖを印加することができるが、０．１Ｖ以下では棒状発光素子３５,３６の配列姿勢が乱れ始め、１０Ｖ以上では金属電極間の絶縁が問題になり始める。したがって、上記電位差は０．５Ｖ〜５Ｖが好ましく、さらには、０．５Ｖ程度とするのが好ましい。金属電極３１に電位ＶＬを与え、金属電極３３に上記電位ＶＬよりも高い電位ＶＨ（ＶＬ＜ＶＨ)を与えると、金属電極３１には負電荷が誘起され、金属電極３３には正電荷が誘起される。この金属電極３１,３３に上記棒状発光素子３５,３６が接近すると、棒状発光素子３５,３６のうち金属電極３１に近い側に正電荷が誘起され、金属電極３３に近い側に負電荷が誘起される。上記棒状発光素子３５,３６に電荷が誘起されるのは静電誘導による。よって、上記棒状発光素子３５,３６は、金属電極３１,３２,３３間に生じる電気力線に沿った姿勢になると共に、各棒状発光素子３５,３６に誘起された電荷がほぼ等しいので、電荷による反発力により、ほぼ等間隔に一定方向に規則正しく配列する。このとき、金属電極３１、３２、３３の表面に絶縁膜がコーティングされており、かつ、金属電極３１、３３間に与える電位差が一定（ＤＣ）であると、金属電極３１、３３上にコーティングされた絶縁膜表面に、金属電極３１、３３の電位と反対極性のイオンが誘起されて溶液中の電界が非常に弱くなってしまう。そのような場合は、金属電極３１,３３間に交流電圧を印加することが好ましい。一例として、電極３２には基準電位(接地電位)を与え、電極３１と３３には互いに位相が１８０度異なる交流電源を印加する。これにより、金属電極３１、３３の電位と反対極性のイオンが誘起されるのを防ぎ、棒状発光素子３５、３６を正常に配列することができる。なお、金属電極３１,３３間に印加する交流電圧の周波数は、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚとするのが好ましいが、交流電圧の周波数が１０Ｈｚ未満のときは、棒状発光素子３５、３６が激しく振動し、配列が乱される可能性がある。一方、金属電極３１,３３間に印加する交流電圧の周波数が１ＭＨｚを超える場合は、棒状発光素子３５、３６が金属電極３１,３３に吸着される力が弱くなり、外部の擾乱により配列が乱されることがある。このため、棒状発光素子３５、３６の配列の安定のためには、上記交流電圧の周波数を５０Ｈｚ〜１ｋＨｚとすることがより好ましい。さらに、上記交流電圧の波形は、正弦波に限らず、矩形波、三角波、ノコギリ波など、周期的に変動するものであればよい。なお、上記交流電圧の振幅は一例として０．５Ｖ程度とすることが好ましい。
このように、本実施形態では、金属電極３１,３２,３３間に発生した外部電場により、各棒状発光素子３５,３６に電荷を発生させ、電荷の引力により金属電極３１,３２,３３に棒状発光素子３５,３６を吸着させるので、棒状発光素子３５,３６の大きさは、液体中で移動可能な大きさであることが必要である。したがって、棒状発光素子３５,３６の大きさ(最大寸法)の許容値は、液体の塗布量(塗布厚さ)により変化する。上記液体の塗布量が少ない場合は、各棒状発光素子３５,３６の大きさ(最大寸法)はナノスケールでなければならないが、液体の塗布量が多い場合は、各棒状発光素子３５,３６の大きさがミクロンオーダーであってもかまわない。
また、各棒状発光素子３５,３６が電気的に中性ではなく、正味として正または負に帯電している場合は、金属電極３１,３３間に静的な電位差(ＤＣ)を与えるだけでは、各棒状発光素子３５,３６を安定して配列することができない。例えば、棒状発光素子３５が正味として正に帯電した場合は、正電荷が誘起されている電極３３との引力が相対的に弱くなるために、棒状発光素子３５の金属電極３１,３３に対する配列が非対称になってしまう。そのような場合は、金属電極３１,３３に交流電圧を印加することが好ましい。一例として、電極３２には基準電位(接地電位)を与え、電極３１と３３には互いに位相が１８０度異なる交流電源を印加する。これにより、棒状発光素子３５が正味として帯電している場合でも、配列を対象に保つことができる。なお、金属電極３１,３３に印加する交流電圧の周波数は、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚとするのが好ましいが、交流電圧の周波数が１０Ｈｚ未満のときは、棒状発光素子が激しく振動し、配列が乱される可能性がある。一方、金属電極３１,３３に印加する交流電圧の周波数が１ＭＨｚを超える場合は、棒状発光素子３５,３６が金属電極３１,３３に吸着される力が弱くなり、外部の擾乱により配列が乱されることがある。このため、棒状発光素子３５,３６の配列の安定のためには、上記交流電圧の周波数を５０Ｈｚ〜１ｋＨｚとすることがより好ましい。さらに、上記交流電圧の波形は、正弦波に限らず、矩形波、三角波、ノコギリ波など、周期的に変動するものであればよい。なお、上記交流電圧の振幅は一例として０．５Ｖ程度とすることが好ましい。
上記棒状発光素子３５,３６が配列を始めてしばらくすると、図４に模式的に示すように、第１電極３１の突出部３１Ｂ,３１Ｃと第３電極３３の突出部３３Ｂ,３３Ｃとの間に棒状発光素子３５,３６が配列する。各棒状発光素子３５,３６は、第１,第２,第３電極３１,３２,３３が延在している方向とは垂直な姿勢に整列して上記延在の方向にほぼ等間隔で配列した。上記突出部３１Ｂ,３１Ｃと突出部３３Ｂ,３３Ｃとの間に電界が集中すると共に棒状発光素子３５,３６に誘起された電荷により棒状発光素子３５,３６間に反発力が働いて、棒状発光素子３５,３６がほぼ等間隔に並ぶ。
なお、図４に仮想線で示すように、上記溶液に含まれるが上記棒状発光素子３５,３６以外の棒状発光素子Ｚが、第１電極３１の基部３１Ａや第３電極３３の基部３３Ａに吸着する場合もある。この場合には、上記第１,第３電極３１,３３に交流電圧を印加しつつ、上記第１,第３電極３１,３３の基部３１Ａ,３３Ａの周囲にＩＰＡ等の溶液を流すことによって、上記第１電極３１や第３電極３３に吸着した棒状発光素子Ｚを除去できる。これにより、歩留まりの向上を図れる。
こうして、第１電極３１の突出部３１Ｂ,３１Ｃと第３電極３３の突出部３３Ｂ,３３Ｃとの間に、棒状発光素子３５,３６を配列させた後、基板３４を加熱または一定時間放置することにより、上記溶液の液体を蒸発させて乾燥させ、棒状発光素子３５,３６を金属電極２２と２３との間の電気力線に沿って、等間隔に配列させ固着させる。
以上のように、本実施形態の発光装置の製造方法によれば、いわゆる誘電泳動を用いて、上記第１,第２,第３の電極３１,３２,３３によって規定される位置に最大寸法が１００μｍ以下の微細な棒状発光素子３５,３６を配置できる。この製造方法では、棒状発光素子３５,３６の向きを一方に決めることが困難なので、第１,第３の電極３１,３３に対する棒状発光素子３５,３６の第１,第３の領域３５Ａ,３５Ｃの接続が入れ替わることがあるが、この場合でも、前述の第３実施形態は正常に発光するので、第３実施形態の発光装置の製造方法として好適である。
また、本実施形態の製造方法では、一例として２個の棒状発光素子を配列する場合を説明したが、本発明の発光装置の製造方法は、多数の微細な棒状発光素子を一度に第１,第２,第３電極間に配列,接続可能になるので、棒状発光ダイオードのサイズが小さく(一例として１００μｍ以下)であり、第１の電極３１と第３の電極３３との間に接続する棒状発光素子の個数が多数個(例えば１００個以上)である場合に特に有利である。
(第５の実施の形態)
次に、図６に、本発明の第５実施形態としてのＬＥＤディスプレイの１画素の回路を示す。この第５実施形態は、前述の第１〜第３実施形態で説明した発光装置のうちの１つを備え、図５に示すように、上記発光装置が有する棒状発光素子の１つを１画素の画素ＬＥＤ５１,５２として備える。図５において、符号Ｗ１,Ｗ３で示す箇所が第１,第３の電極に対応し、符号Ｗ２で示す箇所が第２の電極に対応している。
次に、図６に、本発明の第５実施形態としてのＬＥＤディスプレイの１画素の回路を示す。この第５実施形態は、前述の第１〜第３実施形態で説明した発光装置のうちの１つを備え、図５に示すように、上記発光装置が有する棒状発光素子の１つを１画素の画素ＬＥＤ５１,５２として備える。図５において、符号Ｗ１,Ｗ３で示す箇所が第１,第３の電極に対応し、符号Ｗ２で示す箇所が第２の電極に対応している。
この第５実施形態のＬＥＤディスプレイは、アクティブマトリックスアドレス方式であり、選択電圧パルスが行アドレス線Ｘ１に供給され、データ信号が列アドレス線Ｙ１に送られる。上記選択電圧パルスがトランジスタＴ１のゲートに入力されて、トランジスタＴ１がオンすると、上記データ信号は、トランジスタＴ１のソースからドレインに伝達され、データ信号はキャパシタＣに電圧として記憶される。トランジスタＴ２は画素ＬＥＤ５１,５２の駆動用である。上記トランジスタＴ１からのデータ信号でトランジスタＴ２がオンすることにより、画素ＬＥＤ５１,５２は、上記直流電源Ｖｓによって駆動される。
この実施形態のＬＥＤディスプレイは、図６に示す１画素がマトリックス状に配列されている。このマトリックス状に配列された各画素の画素ＬＥＤ５１,５２とトランジスタＴ１,Ｔ２が基板上に形成されている。この基板上において、各画素の画素ＬＥＤ５１,５２は、前述の第４実施形態で説明した製造方法でもって第１〜第３の電極に対して配列でき、上記画素ＬＥＤ５１,５２をなす棒状発光素子が各画素に複数配列された発光装置を製造できる。よって、本実施形態のＬＥＤディスプレイを容易に製造できて製造コストを抑えることができる。
なお、ディスプレイ用バックライトや照明装置に用いる発光装置を、上述の第１,第２,第３実施形態で説明した発光装置のうちの１つとすることによって、製造を容易にでき製造コストを抑えることができる。また、上記各実施形態で説明した各棒状発光素子を作製する半導体としては、例えば、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＺｎＳｅ、ＡｌＧａＩｎＰ等の半導体を採用できる。また、上記各棒状発光素子を量子井戸構造を有するものとして発光効率を向上させてもよい。
１,３１ 第１の電極
１Ａ,３１Ａ 基部
１Ｂ,３１Ｂ,３１Ｃ 突出部
２,３２ 第２の電極
３,３３ 第３の電極
３Ａ,３３Ａ 基部
３Ｂ,３３Ｂ,３３Ｃ 突出部
４,３４ 基板
５,２１,３５,３６ 棒状発光素子
６,３５Ａ,３６Ａ Ｐ型の第１領域
７,３５Ｂ,３６Ｂ Ｎ型の第２領域
８,３５Ｃ,３６Ｃ Ｐ型の第３領域
１０,１１,４０,４１ 直流電源
Ｓ１,Ｓ２,Ｓ２１,Ｓ３１,Ｓ３２,Ｓ３３,Ｓ３４ ＰＮ接合面
２２ Ｐ型の円柱状のコア部
２２Ａ 外周面
２２Ｂ,２２Ｃ 端部
２３ Ｎ型の円筒状のシェル部
５１,５２ 画素ＬＥＤ
１Ａ,３１Ａ 基部
１Ｂ,３１Ｂ,３１Ｃ 突出部
２,３２ 第２の電極
３,３３ 第３の電極
３Ａ,３３Ａ 基部
３Ｂ,３３Ｂ,３３Ｃ 突出部
４,３４ 基板
５,２１,３５,３６ 棒状発光素子
６,３５Ａ,３６Ａ Ｐ型の第１領域
７,３５Ｂ,３６Ｂ Ｎ型の第２領域
８,３５Ｃ,３６Ｃ Ｐ型の第３領域
１０,１１,４０,４１ 直流電源
Ｓ１,Ｓ２,Ｓ２１,Ｓ３１,Ｓ３２,Ｓ３３,Ｓ３４ ＰＮ接合面
２２ Ｐ型の円柱状のコア部
２２Ａ 外周面
２２Ｂ,２２Ｃ 端部
２３ Ｎ型の円筒状のシェル部
５１,５２ 画素ＬＥＤ
Claims (5)
- 基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んだ棒状発光素子と
を備え、
上記第１の領域が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続され、上記第２の領域が上記第２の電極に接続され、上記第３の領域が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続され、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電されるか、もしくは、上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第３の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第４の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電され、
上記棒状発光素子は、
上記第１の領域と上記第３の領域とが棒状に連なって構成されていると共に上記第２の領域を貫通しているコア部と、
上記第２の領域から構成されていると共に上記コア部の外周面を被覆するシェル部とを備え、
上記シェル部の両端から上記コア部の上記第１の領域と第３の領域が露出していることを特徴とする発光装置。 - 基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んだ棒状発光素子と
を備え、
上記第１の領域が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続され、上記第２の領域が上記第２の電極に接続され、上記第３の領域が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続され、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れると共に上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れると共に上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電され、
上記棒状発光素子は、
上記第１の領域と上記第３の領域とが棒状に連なって構成されていると共に上記第２の領域を貫通しているコア部と、
上記第２の領域から構成されていると共に上記コア部の外周面を被覆するシェル部とを備え、
上記シェル部の両端から上記コア部の上記第１の領域と第３の領域が露出していることを特徴とする発光装置。 - 請求項１または２に記載の発光装置を製造する発光装置の製造方法であって、
第１の電極と第２の電極および第３の電極を有する基板を用意する工程と、
上記基板に、第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて最大寸法が１００μｍ以下の複数の棒状発光素子を含んだ溶液を塗布する工程と、
上記第１の電極と第３の電極に電圧を印加して上記複数の棒状発光素子を上記第１,第２,第３の電極によって規定される位置に配列させる工程と
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。 - 基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて上記第１導電型の第１の領域が上記棒状発光素子の一端をなすと共に上記第１導電型の第３の領域が上記棒状発光素子の他端をなしている棒状発光素子と
を備え、
上記第１の領域が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続され、上記第２の領域が上記第２の電極に接続され、上記第３の領域が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続され、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電されるか、もしくは、上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第３の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第４の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電される発光装置を製造する発光装置の製造方法であって、
上記第１の電極と第２の電極および第３の電極を有する基板を用意する工程と、
上記基板に、第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて最大寸法が１００μｍ以下の複数の棒状発光素子を含んだ溶液を塗布する工程と、
上記第１の電極と第３の電極に電圧を印加して上記複数の棒状発光素子を上記第１,第２,第３の電極によって規定される位置に配列させる工程と
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。 - 基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記基板上に形成された第３の電極と、
第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて上記第１導電型の第１の領域が上記棒状発光素子の一端をなすと共に上記第１導電型の第３の領域が上記棒状発光素子の他端をなしている棒状発光素子と
を備え、
上記第１の領域が上記第１の電極または第３の電極の一方に接続され、上記第２の領域が上記第２の電極に接続され、上記第３の領域が上記第１の電極または第３の電極の他方に接続され、
さらに、上記第１の電極または第３の電極の一方から上記第１の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れると共に上記第１の電極または第３の電極の他方から上記第３の領域と第２の領域を順に経由して上記第２の電極に電流が流れる第１の通電方向と、上記第２の電極から上記第２の領域と第１の領域を順に経由して上記第１の電極または第３の電極の一方に電流が流れると共に上記第２の電極から上記第２の領域と第３の領域を順に経由して上記１の電極または第３の電極の他方に電流が流れる第２の通電方向とのうちのいずれか一方の通電方向に通電される発光装置を製造する発光装置の製造方法であって、
上記第１の電極と第２の電極および第３の電極を有する基板を用意する工程と、
上記基板に、第１導電型の第１の領域と第２導電型の第２の領域と第１導電型の第３の領域とを有すると共に上記第１,第２,第３の領域が上記第１,第２,第３の領域の順に並んでいて最大寸法が１００μｍ以下の複数の棒状発光素子を含んだ溶液を塗布する工程と、
上記第１の電極と第３の電極に電圧を印加して上記複数の棒状発光素子を上記第１,第２,第３の電極によって規定される位置に配列させる工程と
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
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