JP5913671B2 - 発光ダイオード - Google Patents
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Description
図1を参照すると、本発明の実施形態1は、発光ダイオード10の製造方法を提供する。発光ダイオード10の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム100を提供するステップ(S10)であって、カーボンナノチューブフィルム100は、自立構造体であり、分子間力で端と端とが接続される複数のカーボンナノチューブ104を含み、該複数のカーボンナノチューブ104は同じ方向に沿って配列され、隣接するカーボンナノチューブ104の間には第一間隙105を有するステップ(S10)と、カーボンナノチューブフィルム100を懸架させて、カーボンナノチューブフィルム100の表面を処理して、カーボンナノチューブ104の表面に欠陥を形成するステップ(S11)と、原子層堆積法(ALD)によって、カーボンナノチューブフィルム100における複数のカーボンナノチューブ104の表面にナノ材料層110を成長させるステップ(S12)と、ナノ材料層110が成長したカーボンナノチューブフィルム100をアニーリングして、カーボンナノチューブフィルム100を除去して、複数のナノチューブ112を形成し、複数のナノチューブ112は同じ方向に沿って配列され、且つ相互に連接してナノチューブフィルム114を形成し、該ナノチューブフィルム114は自立構造体であるステップ(S13)と、ナノチューブフィルム114を基板120の成長表面122に設置するステップ(S14)と、基板120の成長表面122に、第一半導体層130、活性層140及び第二半導体層150を順に成長させるステップ(S15)と、活性層140及び第二半導体層150をエッチングして、第一半導体層130の一部を露出させるステップ(S16)と、第二半導体層150の表面に第一電極160を設置し、露出した第一半導体層130の表面に第二電極170を設置するステップ(S16)と、を含む。
図20を参照すると、本発明の実施形態2は発光ダイオード10を提供する。発光ダイオード10は、基板120と、第一半導体層130と、活性層140と、第二半導体層150と、第一電極160と、第二電極170と、ナノチューブフィルム114と、を含む。
図21を参照すると、本発明の実施形態3は、発光ダイオード20の製造方法を提供する。発光ダイオード20の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム100を提供するステップ(S20)であって、カーボンナノチューブフィルム100は自立構造体であり、分子間力で端と端とが接続される複数のカーボンナノチューブ104を含み、この複数のカーボンナノチューブ104は同じ方向に沿って配列され、隣接するカーボンナノチューブ104の間に第一間隙105を有するステップ(S20)と、カーボンナノチューブフィルム100を懸架させて、カーボンナノチューブフィルム100を表面処理して、カーボンナノチューブ104の表面に欠陥を形成するステップ(S21)と、原子層堆積法によって、カーボンナノチューブフィルム100における複数のカーボンナノチューブ104の表面にナノ材料層110を成長させるステップ(S22)と、ナノ材料層110が成長したカーボンナノチューブフィルム100をアニーリングして、カーボンナノチューブフィルム100を除去した後、複数のナノチューブ112を形成し、複数のナノチューブ112は同じ方向に沿って配列され、且つ相互に連接してナノチューブフィルム114を形成し、該ナノチューブフィルム114は自立構造体であるステップ(S23)と、ナノチューブフィルム114を基板120の成長表面122の上方に懸架して設置するステップ(S24)と、基板120の成長表面122に第一半導体層130、活性層140及び第二半導体層150を順に成長させるステップ(S25)と、活性層140と第二半導体層150とをエッチングして、第一半導体層130の一部を露出させるステップ(S26)と、第二半導体層150の表面に第一電極160を設置して、露出された第一半導体層130の表面に第二電極170を設置するステップ(S76)と、を含む。
図22を参照すると、本発明の実施形態4は発光ダイオード20を提供する。発光ダイオード20は、基板120と、第一半導体層130と、活性層140と、第二半導体層150と、第一電極160と、第二電極170と、ナノチューブフィルム114と、を含む。
図23を参照すると、本発明の実施形態5は、発光ダイオード30の製造方法を提供する。発光ダイオード30の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム100を提供するステップ(S30)であって、カーボンナノチューブフィルム100は自立構造体であり、分子間力で端と端とが接続される複数のカーボンナノチューブ104を含み、複数のカーボンナノチューブ104は同じ方向に沿って配列され、隣接するカーボンナノチューブ104の間に第一間隙105を有するステップ(S30)と、カーボンナノチューブフィルム100を懸架させて、カーボンナノチューブフィルム100を表面処理して、カーボンナノチューブ104の表面に欠陥を形成するステップ(S31)と、原子層堆積法(ALD)によって、カーボンナノチューブフィルム100における複数のカーボンナノチューブ104の表面にナノ材料層110を成長させるステップ(S32)と、ナノ材料層110が成長したカーボンナノチューブフィルム100をアニーリングして、カーボンナノチューブフィルム100を除去し、複数のナノチューブ112を形成し、この複数のナノチューブ112は同じ方向に沿って配列され、且つ相互に連接してナノチューブフィルム114を形成し、該ナノチューブフィルム114は自立構造体であるステップ(S33)と、基板120の成長表面122にバッファ層124を成長させ、ナノチューブフィルム114を該バッファ層124の基板120と接触する表面の反対面に設置するステップ(S34)と、基板120に形成されたバッファ層124に、第一半導体層130、活性層140及び第二半導体層150を順に成長させるステップ(S35)と、基板120及びバッファ層124を除去するステップ(S36)と、第二半導体層150の活性層140と接触する表面の反対面に第一電極160を設置し、第一半導体層130の活性層140と接触する表面の反対面に第二電極170を設置するステップ(S37)と、を含む。
図24を参照すると、本発明の実施形態6は発光ダイオード30を提供する。発光ダイオード30は、第一半導体層130と、活性層140と、第二半導体層150と、第一電極160と、第二電極170と、ナノチューブフィルム114と、を含む。
図25を参照すると、本発明の実施形態7は、発光ダイオード40の製造方法を提供する。発光ダイオード40の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム100を提供するステップ(S40)であって、カーボンナノチューブフィルム100は自立構造体であり、分子間力で端と端とが接続される複数のカーボンナノチューブ104を含み、複数のカーボンナノチューブ104は同じ方向に沿って配列され、隣接するカーボンナノチューブ104の間に第一間隙105を有するステップ(S40)と、カーボンナノチューブフィルム100を懸架させて、カーボンナノチューブフィルム100を表面処理して、カーボンナノチューブ104の表面に欠陥を形成するステップ(S41)と、原子層堆積法(ALD)によって、カーボンナノチューブフィルム100における複数のカーボンナノチューブ104の表面に、ナノ材料層110を成長させるステップ(S42)と、ナノ材料層110が成長したカーボンナノチューブフィルム100をアニーリングして、カーボンナノチューブフィルム100を除去し、複数のナノチューブ112を形成し、複数のナノチューブ112は同じ方向に沿って配列され、且つ相互に連接してナノチューブフィルム114を形成し、該ナノチューブフィルム114は自立構造体であるステップ(S43)と、基板120の成長表面122にバッファ層124を成長させ、ナノチューブフィルム114をバッファ層124の基板120と接触する表面の反対面に設置するステップ(S44)と、バッファ層124の基板120と接触する表面の反対面に第一半導体層130を成長させるステップ(S45)と、基板120及びバッファ層124を除去して、ナノチューブフィルム114を露出させるステップ(S46)と、ナノチューブフィルム114が露出した第一半導体層130の表面に、活性層140及び第二半導体層150を順に成長させるステップ(S47)と、第二半導体層150の活性層140と接触する表面の反対面に第一電極160を設置し、第一半導体層130の活性層140と接触する表面の反対面に第二電極170を設置ステップ(S48)と、を含む。
図26を参照すると、本発明の実施形態8は、発光ダイオード40を提供する。発光ダイオード40は、第一半導体層130と、活性層140と、第二半導体層150と、第一電極160と、第二電極170と、ナノチューブフィルム114と、を含む。
図27を参照すると、本発明の実施形態9は、発光ダイオード50の製造方法を提供する。発光ダイオード50の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム100を提供するステップ(S50)であって、カーボンナノチューブフィルム100は自立構造体であり、分子間力で端と端とが接続される複数のカーボンナノチューブ104を含み、複数のカーボンナノチューブ104は同じ方向に沿って配列され、隣接するカーボンナノチューブ104の間には第一間隙105を有するステップ(S50)と、カーボンナノチューブフィルム100を懸架させて、カーボンナノチューブフィルム100を表面処理して、カーボンナノチューブ104の表面に欠陥を形成するステップ(S51)と、原子層堆積法(ALD)によって、カーボンナノチューブフィルム100における複数のカーボンナノチューブ104の表面に、ナノ材料層110を成長させるステップ(S52)と、ナノ材料層110が成長したカーボンナノチューブフィルム100をアニーリングして、カーボンナノチューブフィルム100を除去して、複数のナノチューブ112を形成し、複数のナノチューブ112は同じ方向に沿って配列され、且つ相互に連接してナノチューブフィルム114を形成し、該ナノチューブフィルム114は自立構造体であるステップ(S53)と、基板120の成長表面122にバッファ層124を成長させ、ナノチューブフィルム114をバッファ層124の基板120と接触する表面の反対面に設置するステップ(S54)と、バッファ層124の基板120と接触する表面の反対面に第一半導体層130を成長させるステップ(S55)と、基板120及びバッファ層124を除去して、ナノチューブフィルム114を露出させるステップ(S56)と、ナノチューブフィルム114を露出した第一半導体層130の表面に、活性層140及び第二半導体層150を順に成長させるステップ(S57)と、活性層140と第二半導体層150とをエッチングして、第一半導体層130の一部を露出させるステップ(S58)と、第二半導体層150の活性層140と接触する表面の反対面に第一電極160を設置して、露出された第一半導体層130の表面に第二電極170を設置するステップ(S59)と、を含む。
図28を参照すると、本発明の実施形態10は、発光ダイオード50を提供する。発光ダイオード50は、第一半導体層130と、活性層140と、第二半導体層150と、第一電極160と、第二電極170と、ナノチューブフィルム114と、を含む。
100 カーボンナノチューブフィルム
102 カーボンナノチューブワイヤ
104、106 カーボンナノチューブ
105 第一間隙
108 カーボンナノチューブセグメント
110 ナノ材料層
112 ナノチューブ
114 ナノチューブフィルム
116 第二間隙
120 基板
122 成長表面
130 第一半導体層
132 エピタキシャル結晶粒
134 エピタキシャル膜
140 活性層
150 第二半導体層
160 第一電極
170 第二電極
200 弾性支持体
Claims (2)
- 基板と、第一半導体層と、活性層と、第二半導体層と、第一電極と、第二電極と、無機絶縁ナノチューブフィルムと、を含む発光ダイオードであって、
前記第一半導体層、前記活性層及び前記第二半導体層は前記基板の表面に順に積層され、
前記第一電極は前記第二半導体層と電気的に接続され、
前記第二電極は前記第一半導体層と電気的に接続され、
前記ナノチューブフィルムは前記第一半導体層に設置され、
前記ナノチューブフィルムは自立構造体であり、同じ方向に沿って配列され、相互に接触している複数のナノチューブを含み、
前記ナノチューブフィルムは、軸方向において隣接するカーボンナノチューブの端と端とが接続して配列されているドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブの表面全体に原子層堆積法によってナノ材料層を形成した後、ナノ材料層で被覆された前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムがアニーリングされ、前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが除去された状態で形成されたものであり、
前記ナノチューブは非炭素材料からなり、複数の前記ナノチューブは間隔をあけて設置されて複数の間隙が形成され、複数の前記ナノチューブが相互に接触する箇所はイオン結合によって結合していることを特徴とする発光ダイオード。 - 前記ナノ材料層の材料は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素の何れか一種であることを特徴とする、請求項1に記載の発光ダイオード。
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