JP5118503B2

JP5118503B2 - 発光素子

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Publication number: JP5118503B2
Application number: JP2008040327A
Authority: JP
Inventors: 麗子谷口; 雅行小野; 栄一佐藤; 隆之島村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: JP2009199883A

Description

本発明は、ＧａＮ系半導体を用いた発光素子と、それを用いた表示装置とに関する。

ＧａＮ系半導体は発光材料として優れた特性を備えており、その単結晶薄膜を用いたＬＥＤ（Light emitting diode）は低電圧・高輝度な直流発光素子として実用化されている。なお、ＧａＮ系半導体を用いた発光素子は、一般に青色に発光する。

このようなＧａＮ系半導体を用いた発光素子は、表示装置等に利用されている。その一例として、例えば、特許文献１には、表示装置用の白色光源として利用することが可能な、ＧａＮ系半導体を用いた白色ＬＥＤが開示されている。この白色ＬＥＤでは、ＧａＩｎＮ系の青色発光素子を用い、この青色発光素子を構成するＧａＮ基板に蛍光中心をドープすることによって、青色発光素子から発光される青色光の一部を黄色に変換している。すなわち、この白色ＬＥＤは、青色と黄色とを混合することによって白色光を得ている。

一方、単色光の発光素子を利用してフルカラーの表示装置を実現する技術も、種々検討されている。有機ＥＬ（Electro Luminescence）においても様々なフルカラー方式が提案されており、例えば特許文献２には、蛍光体物質で形成された色変換層（蛍光媒体）を用いて、発光層から発せられた青色光を緑色光や赤色光へ変換してＲＧＢ画素を作製することによって、フルカラーの表示装置を実現している有機ＥＬが開示されている。
特許第３３９７１４１号公報特許第３３６９６１８号公報

本発明者らは、粒子状のＧａＮ系半導体（ＧａＮ系半導体粒子）を用いた場合に、直流低電流で高輝度発光が可能な発光素子を実現できることを見いだした。そこで、本発明者らは、ＧａＮ系半導体粒子を用いてＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）フルカラー発光素子を実現することを試みた。

図３に、ＧａＮ系半導体粒子を用いた発光素子に、特許文献２で開示されたようなフルカラー方式を適用した、ＲＧＢフルカラー発光素子の概略断面図を示す。このＲＧＢフルカラー発光素子１００は、基板１０１上に背面電極１０２、発光層１０３および透明電極１０４がこの順に配置され、さらに透明電極１０４上に色変換層（赤色光に変換する層１０５ａ、緑色光に変換する層１０５ｂ）が設けられることによって形成されている。図中、１０６はブラックマトリックスである。発光層１０３はＧａＮ系半導体粒子２０１を含んでいる。ＧａＮ系半導体粒子２０１は、背面電極１０２および透明電極１０４によって発光層１０３に注入された電流がＧａＮ系半導体粒子２０１内に効率良く注入されるように、例えば背面電極１０２および透明電極１０４と接するように、発光層１０３中で分散されている。また、背面電極１０２と透明電極１０４とは、直流電源１０７を介して電気的に接続されている。発光素子１００において、直流電源１０７に電圧を印加すると、正極に接続された背面電極１０２からは正孔が、負極に接続された透明電極１０４からは電子が、それぞれ発光層１０３に注入される。発光層１０３に注入された電子と正孔は、ＧａＮ系半導体粒子２０１内に注入されて、粒子２０１内で再結合し発光が起こる。この光は、透明電極１０４および色変換層１０５ａ、１０５ｂを透過して、Ｒ、Ｇ、Ｂの光として発光素子１００の外部に取り出される。

しかし、上記のような構成の発光素子の場合、取り出されるＲ、Ｇ、Ｂの各光の色純度が悪いという問題があった。図中、矢印Ｘ₁〜Ｘ₃は、Ｒ、Ｇ、Ｂ色以外の発光成分を示している。

そこで、本発明は、直流低電圧での高輝度発光が可能で、且つ、色純度の高い青色発光が得られる発光素子であって、さらにフルカラー方式を適用した際に色純度の高いＲ、Ｇ、Ｂ光を得ることができる発光素子を提供することを目的とする。また、本発明は、このような発光素子を用いた表示装置を提供することも目的とする。

本発明者らは、ＧａＮ系半導体粒子を用いた発光素子においてＲ、Ｇ、Ｂの各光の色純度が悪くなる現象が、ＧａＮ系半導体粒子の表面欠陥等の要因により、青色発光に他色の光成分、つまり波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの光成分が含まれることに起因していることを突き止めた。

そこで、本発明の発光素子は、発光層と、前記発光層に電流を注入する一対の電極とを備えた発光素子であって、前記発光層は、ＧａＮ系半導体粒子を含んでおり、かつ前記ＧａＮ系半導体粒子の表面の少なくとも一部に、波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの光の透過率が０．３以下である光吸収膜が設けられていることを特徴とする。

本発明は、上記の本発明の発光素子を備えた表示装置を提供する。

本発明の発光素子は、ＧａＮ系半導体粒子の表面に設けられた光吸収膜によって、ＧａＮ系半導体粒子からの発光に含まれる波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの光の少なくとも一部をカットできる。このように、光吸収膜によって、波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの光成分が発光層外に取り出されることを抑制できるので、従来よりも色純度の高い青色発光を実現できる。また、色純度の高い青色発光が得られるので、青色光を他色（赤色、緑色）に変換させるフルカラー方式を適用した場合に、色純度の高いＲ、Ｇ、Ｂ光を得ることができる。これにより、色再現性の高いフルカラー表示装置を実現することも可能となる。また、本発明の発光素子は、ＧａＮ系半導体粒子を用いているので、直流低電流での高輝度発光が可能である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる図では、見やすいようにハッチングを省略する場合がある。また、以下に説明する発光素子の構成は本発明の一例であり、本発明の発光素子は以下の構成に限定されない。

（実施の形態１）
本発明の発光素子の実施の形態として、フルカラー方式を採用したＲＧＢフルカラー発光素子について説明する。図１は、本実施の形態の発光素子の一例について、その概略構成を示す断面図である。この発光素子１０には、基板１１上に背面電極１２、発光層１３および透明電極１４が設けられている。さらに、発光素子１０には、フルカラーを実現するための構成として、透明電極１４上に配置された色変換層１５ａ、１５ｂが設けられている。色変換層１５ａは、青色光を赤色光に変換する層である。色変換層１５ｂは、青色光を緑色光に変換する層である。なお、青色光は、発光層１３から発せられる光をそのまま使用すればよいため、色変換層は不要である。また、本実施の形態では、各色の混色を抑制するために、各色間にブラックマトリクス１６が配置されている。背面電極１２と透明電極１４とは直流電源１７を介して電気的に接続されている。すなわち、この発光素子１０は、発光層１３が、発光層１３に電流を注入する一対の電極である背面電極１２と透明電極１４との間に配置されて、形成されている。

発光層１３はＧａＮ系半導体粒子２１を含んでおり、このＧａＮ系半導体粒子２１の表面は、波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの光の少なくとも一部を吸収する光吸収膜２２で被覆されている。なお、図１に示すように、本実施の形態では光吸収膜２２がＧａＮ系半導体粒子２１の表面全体を覆うように設けられているが、光吸収膜２２は、ＧａＮ系半導体粒子２１の表面の少なくとも一部に設けられていればよい。

発光素子１０において、直流電源１７に電圧を印加すると、正極に接続された背面電極１２からは正孔が、負極に接続された透明電極１４からは電子が、それぞれ発光層１３に注入される。発光層１３に注入された電子と正孔は、ＧａＮ系半導体粒子２１内に注入されて、粒子２１内で再結合する。この再結合によって発光が起こる。この光は、光吸収膜２２を通過する際に、光吸収膜２２によって波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの光のうち少なくとも一部の光成分が吸収される。したがって、発光層１３から取り出される光は、光吸収膜２２によって上記の光成分がカットされた、より色純度の高い青色光となる。発光層１３から取り出された光は、透明電極１４および色変換層１５ａ、１５ｂを透過して発光素子１０の外部に取り出される。色変換層１５ａ、１５ｂによって、青色光は赤色光又は緑色光に変換されるので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光が得られる。

なお、色純度の更なる向上のために、色変換層１５ａ、１５ｂの上部にカラーフィルターをさらに設けてもよい。また、素子の劣化防止の為に、色変換層１５ａ、１５ｂ上、あるいはカラーフィルターを設ける構成の場合はカラーフィルター上に、保護膜を設けてもよい。

また、本実施の形態では、各色の混色を抑制するためにブラックマトリクス１６が設けられているが、他の構成、例えば発光層１３内に色画素毎のセパレータを設ける構成、カラーフィルターが設けられている場合はカラーフィルターの各色画素の間にブラックマトリクスを設ける構成等を用いることもできる。

以下、発光素子１０の各構成要素について、詳述する。

＜基板＞
基板１１には、その上に形成する各層を支持できる基板が用いられる。具体的には、シリコン、Ａｌ₂Ｏ₃およびＡｌＮ等のセラミックス基板、ポリエステルおよびポリイミド等のプラスチック基板を用いることができる。また、ガラス基板（例えばコーニング社製の「コーニング１７３７」等）、石英基板等を用いることもできる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラス基板や、表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラス基板を用いてもよい。なお、これらは例示であって、基板１１の材料は特にこれらに限定されない。

＜電極＞
光を取り出さない側に配置された電極（本実施の形態では背面電極１２）には、一般に電極に用いられている導電性材料であれば、何れの材料も適用できる。例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、ＴｉおよびＰｔ等の金属薄膜を用いることができる。また、このような金属薄膜を複数積層させた多層導電膜を用いることも可能である。

光を取り出す側に配置された電極（本実施の形態では透明電極１４）の材料は、ＧａＮ系半導体粒子２１から発せられる光の波長に対して光透過性を有するものであればよく、低抵抗であることが望ましい。透明電極１４の材料として、好適なものは、例えばＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃にＳｎＯ₂をドープしたものであり、インジウム錫酸化物ともいう。）や、ＺｎＯ、ＡｌＺｎＯおよびＧａＺｎＯ等の金属酸化物や、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Poly(3,4-ethylnedioxythiophene) / Poly(styrene sulfonate)）、ポリチオフェン等の導電性高分子等であるが、特にこれらに限定されるものではない。

例えばＩＴＯの成膜方法としては、その透明性を向上させたり、抵抗率を低下させたりする目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の方法が好適に用いられる。また、成膜後に、抵抗率制御の目的で、プラズマ処理等の表面処理を施してもよい。透明電極１４の膜厚は、必要とされるシート抵抗値と可視光透過率とから決定することができる。

電極１２，１４は、層内全面を覆うように形成されていてもよく、複数のストライプ状の電極によって構成されていてもよい。また、背面電極１２および透明電極１４が複数のストライプ状電極によって構成されている場合、背面電極１２を構成する各ストライプ状電極と、透明電極１４を構成する各ストライプ状電極とが、それぞれねじれの位置の関係であり、且つ、背面電極１２を構成する全ストライプ状電極を発光面（発光層１３に平行な面）に投影したものと透明電極１４を構成する全ストライプ状電極を発光面に投影したものとが、互いに交差するように構成してもよい。この場合、背面電極１２の各ストライプ状電極、および、透明電極１４の各ストライプ状電極からそれぞれ選択した電極に電圧を印加することによって、発光素子の所定位置を発光させることができるので、表示装置としての利用が可能となる。

＜色変換層＞
本実施の形態の発光素子１０には、フルカラー化を実現するために、色変換層１５ａ、１５ｂが設けられている。色変換層１５ａは、青色光を赤色光に変換できるような蛍光物質を含有し、色変換層１５ｂは、青色光を緑色光に変換できるような蛍光物質を含有する。これらの蛍光物資は、無機材料でも有機材料でもよい。具体的には、色変換層１５ｂの場合は、例えば波長４７０ｎｍ以下の青色光を吸収して波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの蛍光を発生させるような蛍光物質を用いることができ、色変換層１５ａの場合は、例えば波長４７０ｎｍ以下の青色光を吸収して波長７００ｎｍ〜８００ｎｍの蛍光を発生するような蛍光物質を用いることができる。例えば、緑色変換用の蛍光物質としては、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ等の無機蛍光体、クマリン系色素等の有機蛍光色素が使用できる。赤色変換用の蛍光物質としては、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ等の無機蛍光体、ローダミン系色素およびオキサジン系色素等の有機蛍光色素が使用できる。

色変換層１５ａ、１５ｂの形成方法としては、蒸着法、印刷法、分散法等の種々の方法が使用できる。分散法とは、蛍光物質を分散させたレジストを配置した後、フォトリソグラフィー法等でパターニングする方法である。このレジストは、例えばバインダ樹脂、溶剤および硬化促進剤等を含有する。

＜発光層＞
発光層１３には、少なくとも発光体となるＧａＮ系半導体粒子２１が含まれている。発光層１３は、さらに、ＧａＮ系半導体粒子２１を分散させるためのバインダ樹脂や、ＧａＮ系半導体粒子２１内への電子や正孔の注入性を向上させることを目的とした物質（例えば正孔輸送材料や電子輸送材料等）を含んでいてもよい。

例えば、無機系正孔輸送材料としては、ｐ型伝導性を示す無機材料として、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、Ｓｅ、ＳｅＴｅおよびＡｓ₂Ｓｅ₃等の半金属系半導体、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯおよびＣｕＩ等の２元化合物半導体、ＣｕＧａＳ₂、ＣｕＧａＳｅ₂およびＣｕＩｎＳｅ₂等のカルコパイライト型半導体、さらにこれらの混晶、ＣｕＡｌＯ₂およびＣｕＧａＯ₂等の酸化物半導体、さらにこれらの混晶等が挙げられる。また、有機系正孔輸送材料としては、ベンジジン系誘導体、フタロシアニン系誘導体、テトラフェニルブタジエン系誘導体、トリフェニル系アミン誘導体およびジアミン系誘導体等が挙げられる。電子輸送材料としては、ＩＴＯ、Ａｌｑ₃等の金属錯体、フェナントロリン系誘導体、シロール系誘導体等が挙げられる。

＜ＧａＮ系半導体粒子＞
発光層１３中におけるＧａＮ系半導体粒子２１の構造は、特には限定されず、カラム構造、量子ドット構造であってもよい。ＧａＮ系半導体粒子の大きさは、特には限定されないが、０．５μｍ以上であることが望ましい。一般に、半導体粒子の表面には非発光再結合の要因である表面準位が多く存在するため、高い発光効率を得るためには粒子の表面積が小さい方が望ましい。そこで、本実施の形態では、表面積の増加を抑えて高い発光効率を得るために、ＧａＮ系半導体粒子２１の平均粒径を０．５μｍ以上とすることが望ましい。また、表示装置への展開を考えると、均質な画像表示を実現するために、一画素（３００μｍ角程度）当たりに少なくとも数個以上のＧａＮ系半導体粒子２１が含まれていることが望ましい。したがって、ＧａＮ系半導体粒子２１の平均粒径は、５０μｍ以下であることが望ましい。なお、ここでの粒径とは、レーザ回折・散乱法により測定した場合の光散乱相当径のことであり、平均粒径は、粒径個数分布の累積５０％に相当する粒径のことである。

本明細書においてＧａＮ系半導体とは、III族窒化物半導体においてガリウム（Ｇａ）原子が含まれる半導体であり、具体的には、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム・ガリウム混晶（ＩｎＧａＮ）、窒化アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌＧａＮ）および窒化インジウム・アルミニウム・ガリウム混晶（ＩｎＡｌＧａＮ）が挙げられる。このようなＧａＮ系半導体粒子２１には、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等の１６族元素および１４族元素から選ばれる少なくとも１種の元素がドープされていてもよく、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、ＢｅおよびＣａ等の１２族元素および２族元素から選ばれる少なくとも１種の元素がドープされていてもよい。

またさらに、上記のＧａＮ系半導体粒子２１に、ドナーやアクセプターとなる不純物元素を１種類または複数種類ドーピングしてもよい。また、ＧａＮ系半導体粒子２１は、ｐ型とｎ型とが混在した構造であってもよく、ｐ−ｉ−ｎ型量子井戸構造を形成していてもよい。

＜光吸収膜＞
光吸収膜２２は、波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの光の少なくとも一部の光、すなわちこの波長範囲に含まれる少なくともある波長の光を吸収すればよく、好ましくは波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの光の少なくとも一部を吸収することである。ＧａＮ系半導体粒子２１から発せられる光に含まれて、色純度を低下させる原因となる波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの光の少なくとも一部を光吸収膜２２でカットすることによって、発光層１３から取り出される青色光の純度を高くすることできる。さらに、黄色〜橙色光の波長範囲である５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの光の少なくとも一部をカットすることによって、青色光の純度をより確実に高くできる。さらに高い色純度を実現するために、光吸収膜２２は、波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの全波長範囲の光を吸収することが好ましく、波長４７０ｎｍ〜８００ｎｍの全波長範囲の光を吸収することがより好ましい。また、光吸収膜２２において、波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの光の透過率（透過光／入射光）が０．３以下であれば、ＧａＮ系半導体粒子２１からの発光に含まれる黄色〜橙色光を効果的にカットし、さらなる高い色純度を実現できる。なお、本発明の発光素子は青色光を得ることを目的としているため、光吸収膜２２は青色光を実質的に吸収せず、吸収する場合であってもその吸収率は非常に低い。

光吸収膜２２は、上記波長範囲の光を吸収する材料を用いて形成されている。例えば、コバルト・アルミ・珪素酸化物である紺青顔料、アルミニウムとナトリウムの珪酸塩であるウルトラマリン、アルミン酸コバルト等の無機顔料や、銅フタロシアニン、インダンスロンブルー等の有機顔料や、金、銀等の金属ナノ粒子や、バンドギャップが１．７〜２．５ｅＶ付近の半導体物質（例えば、ＳｉＣ，Ｓｅ，ＡｌＰ，ＡｌＡｓ，ＧａＰ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ）等を用いて形成できる。光吸収膜２２は、これらの材料を１種類のみ含んでいてもよいし、２種類以上含んでいてもよい。また、光吸収膜２２として酸化珪素/クロム系、酸化珪素/チタン系などの多層干渉膜を用いてもよい。

なお、光吸収膜２２のＧａＮ系半導体粒子２１に対する被覆構造は、特には限定されず、連続膜として形成してもよいし、島状構造であってもよい。また、光吸収膜２２によるＧａＮ系半導体粒子２１の表面被覆率は、７０％以上が好ましい。表面被覆率７０％以上であれば、不要な光成分をより効果的にカットすることが可能となる。

また、光吸収膜２２は、導電性を有する材料を用いて形成されていることが望ましい。光吸収膜２２によるＧａＮ系半導体粒子２１の表面被覆率が高い場合であっても、Ｇａｎ系半導体粒子２１内へ効率よく電子や正孔を注入するためである。この場合は、金属ナノ粒子等の電気抵抗の低い材料を用いて光吸収膜２２を形成することが好ましい。また、電気抵抗が高い材料であっても、光吸収膜２２の厚みを薄くすることによって導電性を確保できる場合は、用いることができる。

光吸収膜２２の膜厚は、用いる材料によっても異なるため、特には限定されないが、導電性の理由から１μｍ以下が好ましい。

光吸収膜２２は、例えば電子ビーム蒸着法、真空蒸着法等の方法を用いて作製できる。

（実施の形態２）
本発明の表示装置の一構成例について、図２を用いて説明する。本実施の形態の表示装置３０は、本発明の発光素子を用いた表示装置であって、ここでは実施の形態１で説明した発光素子１０（図１参照）が用いられたパッシブマトリクス型表示装置である。

表示装置３０は、図１に示す発光素子１０において背面電極１２および透明電極１４をそれぞれ複数のストライプ状電極で構成することによって形成されている。背面電極１２を構成する各ストライプ状電極３１と、透明電極１４を構成する各ストライプ状電極３２とは、それぞれねじれの位置の関係であり、且つ、背面電極４を構成する全ストライプ状電極３１を発光面（発光層１３に平行な面）に投影したものと透明電極１４を構成する全ストライプ状電極３２を発光面に投影したものとが、互いに交差（本実施の形態では直交）するように配置されている。表示装置３０では、背面電極１２の各ストライプ状電極３１、および、透明電極１４の各ストライプ状電極３２からそれぞれ選択した電極に電圧を印加することによって、発光素子の所定の位置（所定の画素）を発光させることができる。

表示装置３０は、本発明の発光素子を用いているので、低電圧駆動で高輝度を実現できると共に、色純度の高いＲＧＢ発光画素により色再現性の高いフルカラー表示を実現できる。なお、本実施の形態ではパッシブマトリクス型表示装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、本発明の表示装置は例えばアクティブマトリクス型表示装置等であってもよい。

以下に実施例および比較例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、本発明の要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例）
実施例では、図１に示す発光素子１０と同様の構成のサンプルを、以下の方法で作製した。
（１）まず、ＧａＮ粒子を作製した。０．１８ｇのＧａ₂Ｏ₃をアンモニア雰囲気中１０００℃で３時間反応させることによって、薄黄色の粉末を得た。この試料をＸ線で分析したところ、結晶性の高いＧａＮの粒子（平均粒径：１μｍ）であった。また、３６５ｎｍの紫外線ランプ照射下でのＰＬ（Photo Luminescence）スペクトルは４３０ｎｍの鋭いピークと６００ｎｍに中心を持つ弱いブロードなピークが観測された。
（２）次に、（１）で作製したＧａＮ粒子の表面に、電子ビーム蒸着法で銅フタロシアニン（Aldrich社製、９９％）を厚さ５０ｎｍ堆積することによって、光吸収膜を形成した。
（３）次に、図１に示すような発光素子を作製した。まず、ガラス基板上に、Ｐｔを電子ビーム蒸着法で厚さ２００ｎｍ堆積し、背面電極１２を形成した。
（４）続いて、背面電極１２上に、発光層１３を次のようにして形成した。（２）で作製した、光吸収膜で表面が被覆されたＧａＮ粒子と、バインダ樹脂（住友金属鉱山社製ＩＴＯペーストＳＣ−１１５）と、有機正孔輸送性材料としてのテトラフェニルブタジエン系誘導体（高砂香料社製、「Ｐ７７０」）とを準備し、ＧａＮ粒子とバインダ樹脂と有機正孔輸送材料とを質量比１：０．５：０．５で混合してペーストを作製した。このペーストを背面電極１２上に塗布して、発光層１３を作製した。
（５）続いて、発光層１３上に、透明電極１４として、ＩＴＯを厚さ２００ｎｍ蒸着した。
（６）続いて、透明電極１４上に、色変換層１５を形成した。赤（Ｒ）領域にはＳｒＳ：Ｅｕを、緑（Ｇ）領域にはＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕを、それぞれ厚さ２００ｎｍのマスクを用いて蒸着した。

以上の（１）〜（６）の工程によって、本実施例の発光素子を作製した。

この発光素子の透明電極１４と背面電極１２とを直流電源（regulated DC Power Supply（Kenwood製））に接続し、１０Ｖの電圧を印加して素子を発光させ、紫外可視フォトダイオードアレー分光光度計（Shimadzu製、MultiSpec-1500）を用いて各画素のＣＩＥ色度座標の評価を行った。結果、赤（Ｒ）画素部では（０．６，０．３２）、緑（Ｇ）画素部では（０．２５，０．６２），青（Ｂ）画素部では（０．１６，０．０５）となった。

（比較例）
ＧａＮ粒子の表面を光吸収膜で被覆させないことは、実施例と同様の方法で、比較サンプルを作製した。この比較サンプルに対し、実施例と同様の方法を用いてＣＩＥ色度座標の評価を行った。その結果、Ｒ画素部では（０．５５，０．４）、Ｇ画素部では（０．３５，０．５６）、Ｂ画素部では（０．２５，０．２）となった。

実施例と比較例の色度結果を比較したところ、明らかに実施例のＲＧＢ各画素の色純度が比較例よりも大きく向上していることが確認できた。

本発明に係る発光素子および表示装置によれば、低電圧駆動で高輝度表示が得られると共に、色純度の高いＲＧＢ画素を実現できるので、色再現性の優れたフルカラー表示装置を提供できる。したがって、本発明の発光素子および表示装置は、特にテレビ等の高品位ディスプレイデバイスに有用である。

本発明の発光素子の構成の一例を示す断面図である。本発明の表示装置の一構成例を示す斜視図である。従来の発光素子の構成の例を示す断面図である。

符号の説明

１１基板
１２背面電極
１３発光層
１４透明電極
１５ａ、１５ｂ色変換層
１６ブラックマトリクス
１７直流電源
２１ＧａＮ系半導体粒子
２２光吸収膜
３０表示装置
３１，３２ストライプ状電極

Claims

発光層と、前記発光層に電流を注入する一対の電極とを備えた発光素子であって、
前記発光層は、ＧａＮ系半導体粒子を含んでおり、かつ前記ＧａＮ系半導体粒子の表面の少なくとも一部に、波長５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの光の透過率が０．３以下である光吸収膜が設けられていることを特徴とする発光素子。