JP7454854B2 - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
互いに異なる波長の光を発光する複数種類のPiN接合型の発光ダイオードが、同一基板上に配置され、
前記複数種類の発光ダイオードの少なくとも1種類が、希土類元素を含んだ活性層を有する発光部を備えていることを特徴とする表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードのうち、少なくとも最も波長が長い発光ダイオードに、前記希土類元素を含む活性層を有する発光ダイオードが用いられていることを特徴とする第1の態様に記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成され、
前記基板が窒化ガリウム基板であり、
前記赤色ダイオードが、前記希土類元素としてユーロピウム(Eu)を含んだ窒化ガリウム系(GaN系)の活性層を備えていることを特徴とする第1の態様または第2の態様に記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、前記基板の表面に順次積層されており、
一の色にかかる発光層の少なくとも一部に重畳して他の色にかかる発光層が形成されていることを特徴とする第1の態様ないし第3の態様のいずれかに記載の表示装置である。
前記発光部は、前記基板側から赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順に、または、赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順に積層されていることを特徴とする第4の態様に記載の表示装置である。
前記発光部は、表面側に前記緑色ダイオード、青色ダイオードそれぞれの発光ダイオードに通電する電極を形成するための段差が形成された段差構造を有していることを特徴とする第5の態様に記載の表示装置である。
前記段差によって形成された凹部が絶縁体で埋められ、前記発光部の表面が平坦化されていることを特徴とする第6の態様に記載の表示装置である。
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面、および、前記緑色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面に、
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面、および、前記青色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面に、
AlN、AlGaN、AlInN、AlGaInNのいずれかによって形成されたバリア層が設けられていることを特徴とする第4の態様ないし第7の態様のいずれかに記載の表示装置である。
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面、および、前記緑色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面に、
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面、および、前記青色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面に、
AlInNおよびGaNが積層、AlGaNおよびGaNが積層、あるいはAlGaInNおよびGaNが積層されたDBR構造が形成されていることを特徴とする第4の態様ないし第8の態様のいずれかに記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードは、前記基板の表面に横並びで配置されていることを特徴とする第1の態様ないし第3の態様のいずれかに記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成されていることを特徴とする第10の態様に記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードの間の隙間が絶縁体で埋められ、前記発光部の表面が平坦化されていることを特徴とする第10の態様または第11の態様に記載の表示装置である。
前記絶縁体が、可視光透過性樹脂材料、可視光不透過性樹脂材料、可視光を反射する樹脂材料のいずれかで形成されていることを特徴とする第7の態様または第12の態様に記載の表示装置である。
前記発光部の表面上に電気回路を形成するための多層配線構造が形成され、前記多層配線構造に少なくとも1つの能動素子が含まれていることを特徴とする第1の態様ないし第13の態様のいずれかに記載の表示装置である。
前記発光部の表面上に電気回路を形成するための多層配線構造が形成され、前記多層配線構造が、能動素子を含まないパッシブマトリクス型構造であることを特徴とする第1の態様ないし第13の態様のいずれかに記載の表示装置である。
前記青色ダイオード、緑色ダイオード、赤色ダイオードが、ペンタイル状に配置されていることを特徴とする第5の態様ないし第9の態様のいずれかまたは第11の態様に記載の表示装置である。
第1の態様ないし第16の態様のいずれかに記載の表示装置の製造方法であって、
前記複数種類の発光ダイオードの発光部を有機金属気相成長法を用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法である。
赤色、緑色、および青色の互いに異なる波長の光を発光する3種類のPiN接合型の発光ダイオードが、同一基板上に積層された表示装置であって、
前記積層は、エピタキシャル結晶成長による積層であり、
赤色ダイオードが、ユーロピウム(Eu)を含んだ窒化ガリウム系(GaN系)の活性層を有し、
緑色ダイオードおよび青色ダイオードが、赤色ダイオードと異なる元素で構成されたバンドギャップ間の遷移に基づく発光部を備えており、
赤色ダイオードと、緑色ダイオードと、青色ダイオードの積層順が、基板側より、赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順、または、赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順である
ことを特徴とする表示装置である。
光を基板側から取り出すことを特徴とする請求項1に記載の表示装置である。
前記基板が窒化ガリウム基板であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置である。
前記3種類の発光ダイオードが、前記基板の表面に順次積層されており、
一の色にかかる発光層の少なくとも一部に重畳して他の色にかかる発光層が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置である。
前記発光部は、表面側に前記緑色ダイオード、青色ダイオードそれぞれの発光ダイオードに通電する電極を形成するための段差が形成された段差構造を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の表示装置である。
前記段差によって形成された凹部が絶縁体で埋められ、前記発光部の表面が平坦化されていることを特徴とする請求項5に記載の表示装置である。
前記絶縁体が、可視光透過性樹脂材料、可視光不透過性樹脂材料、可視光を反射する樹脂材料のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項6に記載の表示装置である。
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面、および、前記緑色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面に、
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面、および、前記青色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面に、
AlN、AlGaN、AlInN、AlGaInNのいずれかによって形成されたバリア層が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の表示装置である。
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面、および、前記緑色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面に、
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面、および、前記青色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面に、
AlInNおよびGaNが積層、AlGaNおよびGaNが積層、あるいはAlGaInNおよびGaNが積層されたDBR構造が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の表示装置である。
前記発光部の表面上に電気回路を形成するための多層配線構造が形成され、前記多層配線構造に少なくとも1つの能動素子が含まれていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の表示装置である。
前記発光部の表面上に電気回路を形成するための多層配線構造が形成され、前記多層配線構造が、能動素子を含まないパッシブマトリクス型構造であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の表示装置である。
前記青色ダイオード、緑色ダイオード、赤色ダイオードが、ペンタイル状に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項または請求項10に記載の表示装置である。
請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法であって、
前記複数種類の発光ダイオードの発光部を有機金属気相成長法を用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法である。
A.発光部の構成
図1は、縦集積型の発光部の形成プロセスを示す模式図である。図1において(12)は、3色のLEDを積層させた後の状態を示す図であって、サファイア基材上に、低温GaN(LT-GaN)から成るバッファー層と、バッファー層の上に積層され、n-GaNの結晶性を高めるために設けられた無添加GaN(u-GaN)層からなる半導体基板が設けられている。その上に、基板側から赤色LED、青色LED、緑色LEDの順で積層されている。
1.基板の形成
まず、サファイア基材上に低温GaN層をバッファー層として成長(例えば475℃)させた後、無添加GaN層(例えば1180℃)を0.5~5.0μm程度成長させる。
GaN:Eu層を発光層とする赤色LED構造を、有機金属気相エピタキシー(OMVPE)法により作製する。具体的には、無添加GaN層上に、Siを添加したn型GaN層を、0.1~5.0μm程度成長させる(例えば1180℃)。このとき、Si濃度を1017~1022cm-3程度に制御する。Si源としては、モノメチルシラン(CH3SiH3)やトリメチルシラン((CH3)3SiH)などのSiを含む原料を、試料表面にガス状に供給する。
上記で作製した試料表面上に、InGaN層を発光層とする青色LED構造を有機金属気相エピタキシー法により作製する。
上記で作製した試料表面上に、InGaN層を発光層とする緑色LED構造を、有機金属気相エピタキシー法により作製する。
上記により、図1の(1)で示す積層体が形成される。次に、赤色LEDにn電極を、青色LEDおよび緑色LEDにn電極とp電極を形成するため、赤色LEDの面積>青色LEDの面積>緑色LEDの面積となるように積層体を段差構造とする。この際、R、G、Bの3色全てを発光させたときに質の高い白色が形成されるように、緑色LED、青色LED、赤色LEDの発光面積の比を調整する。面積比は各LEDの外部量子効率と、人の明視標準比視感度とに基づいて決定する。
(1)緑色LED下部領域用レジストのパターニング
(2)緑色LEDのn層までドライエッチング
(3)レジスト剥離
(4)青色LED上部電極領域用レジストのパターニング
(5)青色LEDのp層までドライエッチング
(6)レジスト剥離
(7)青色LED下部電極領域用レジストのパターニング
(8)青色LEDのn層までドライエッチング
(9)レジスト剥離
(10)赤色LED上部電極領域用レジストのパターニング
(11)赤色LEDのp層までドライエッチング
(12)レジスト剥離
(13)赤色LED下部電極領域用レジストのパターニング
(14)赤色LEDのn層までドライエッチング
(15)レジスト剥離
1.上側取り出しタイプ
上側取り出しタイプ、即ち、光を緑色LED側から取り出す場合、以下のプロセスで電極を形成する。下記の番号は、図5の番号と対応している。
(16)スピンオングラスやビスベンゾシクロブテン、あるいはポリジメチルシロキサンなど、最初は液体だが熱や露光による化学反応で固化するような樹脂を用いて図1の(15)の構造を埋め込み・平坦化する。樹脂の条件としては、可視光(RGB)に対して透過性があるもの(可視光領域での吸収が無いもの、あるいは少ないもの)を用いる。上記材料は可視光に対して吸収が無いもの、あるいは少ないものであるが、上記条件を満たす樹脂であればそれらも含まれる。なお、画素側壁から隣接画素へ光が拡散して漏れると、隣り合った画素間で干渉が起こって、画像のぼけが発生するおそれがあるため、このような場合には、上記樹脂として、可視光不透過性の樹脂材料を用いて、可視光を吸収することが好ましい。
(17)樹脂のドライエッチングにより赤色LEDのp-GaN上部が露出するまでエッチング(エッチバックと呼ぶ)
(18)緑色・青色・赤色LEDのn層への電極形成のためのパターニング
(19)樹脂のエッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチング)→n型電極形成(通常のn-GaNにオーミックコンタクトが取れる材料。例としてTiAu:チタン・金)→レジスト剥離による電極のリフトオフプロセス
(20)緑色・青色・赤色LEDのp層への透明電極形成のためのパターニング
(21)樹脂のエッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチング)→p型電極形成(ITO:インジウム・スズ・鉛)→レジスト剥離による透明電極のリフトオフプロセス
下側取り出しタイプ、即ち、光を基板側から取り出す場合、以下のプロセスで電極を形成する。なお、下記の番号は、図6の番号と対応している。基本的には、上側取り出しタイプと同じプロセスを用いるが、光を上側へ取り出す必要がないため、p側コンタクト電極として透明電極の代わりに金属電極を用いている点が異なる。
(16)スピンオングラスやビスベンゾシクロブテン、あるいはポリジメチルシロキサンなど、最初は液体だが熱や露光などによる化学反応で固化するような絶縁性の樹脂を用いて図1の(15)の構造を埋め込み・平坦化する。樹脂の条件としては、可視光(RGB)に対して透過性があるもの(可視光領域での吸収が無い、あるいは少ないもの)または可視光を反射するものでもよい。なお、画素側壁から隣接画素へ光が拡散して漏れると、上側取り出しタイプの場合と同様に、隣り合った画素間で干渉が起こって、画像のぼけが発生するおそれがあるため、上記樹脂として、可視光不透過性の樹脂材料を用いて、可視光を吸収することが好ましい。
(17)樹脂のドライエッチングにより、赤色LEDのp-GaN上部が、露出するまでエッチバック
(18)緑色・青色・赤色LEDのn層への電極形成のためのパターニング
(19)樹脂のエッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチング)→n型電極形成(通常のn-GaNにオーミックコンタクトが取れる材料、例としてTiAu:チタン・金)→レジスト剥離による電極のリフトオフプロセス
(20)緑色・青色・赤色LEDのp層への電極形成のためのパターニング
(21)樹脂のエッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチング)→p型電極形成(通常のp-GaNにオーミックコンタクトが取れる材料。例としてCrAu:クロム・金)→レジスト剥離による金属電極のリフトオフプロセス
A.発光部の構成
図9は本発明の他の一実施の形態に係る表示装置の発光部の構成および発光部と電気回路基板との接続を示す模式図であり、3色LEDの横集積型の構成の一例を示している。図9(a)に示すように、R、G、B3色のLEDが、同一のGaN基板上に、横並びに集積され、LED間の隙間には樹脂等の絶縁体が埋め込まれている。また、R、G、B3色のLEDは、n電極を共通にしてp電極同士、n電極同士が同じ方向に向くように配置されている。また、p電極の高さが揃えられており、図9(b)に示すように発光部を上下逆さにしてフェースダウンすることで各LEDのp電極を1プロセスで3色のLEDの発光を制御する電気回路基板に接続することができる。
1.製法1
製法1における横集積型の発光部は、以下のプロセスで形成する。なお、下記の番号は、図11の番号と対応している。ただし、Inを含む青色LEDおよび緑色LEDでは、継続的な高温プロセスによって発光層が劣化することが知られており、とくに高In濃度を要する緑色LEDでは、劣化現象が顕著であるため、In濃度の低い順に、赤色LED、青色LED、緑色LEDの順に発光部を形成する。
(1)サファイア基材の表面の一部に蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法などを用いて、GaN系半導体の結晶成長を阻害するマスク材料を形成する(例えばSiO2やTiNなど)。
(2)上記で作製したマスク材料が存在しない表面上に、GaN:Eu層を発光層とする赤色LED構造を有機金属気相エピタキシー法により作製する。
まず、低温GaN層をバッファー層として成長(例えば475℃)させた後、無添加GaN層(例えば1180℃)を0.5~5.0μm程度成長させる。
(3)上記の(1)で作製したマスク材料を化学的エッチングによって除去した後、試料表面の一部に蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法などを用いて、GaN系半導体の結晶成長を阻害するマスク材料を形成する。(例えばSiO2やTiNなど)
まず、低温GaN層をバッファー層として成長(例えば475℃)後、無添加GaN層(例えば1180℃)を0.5~5.0μm程度成長させる。
(5)上記の(3)で作製したマスク材料を化学的エッチングによって除去した後、試料表面の一部に蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法などを用いて、GaN系半導体の結晶成長を阻害するマスク材料を形成する(例えばSiO2やTiNなど)。
まず、低温GaN層をバッファー層として成長(例えば475℃)後、無添加GaN層(例えば1180℃)を0.5~5.0μm程度成長させる。
次に、電極を形成する。先ず図12に示すプロセスでn電極を形成した後、図13に示すプロセスでp電極を形成する。なお、n電極プロセスの番号、p電極形成プロセスの番号は、それぞれ図12、図13の番号と符号している。
(8)3色LEDそれぞれのn層領域用のレジストのパターニング
(9)3色LEDそれぞれのn層までドライエッチング
(10)レジスト剥離
(11)樹脂埋め込み。スピンオングラスやビスベンゾシクロブテン、あるいはポリジメチルシロキサンなど、最初は液体だが熱や露光などの化学反応で固化するような樹脂を用いて図12の(11)の構造を埋め込み・平坦化する。樹脂の条件としては、可視光(RGB)に対して透過性があるもの(可視光領域での吸収が無いもの、あるいは少ないもの)を用いる。
(12)樹脂のドライエッチングにより3色EDそれぞれのp-GaN上部が露出するまでエッチバック
(13)3色LEDのそれぞれのn電極形成のためのパターニング
(14)樹脂のエッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチング)
(15)n電極形成(通常のn-GaNにオーミックコンタクトが取れる材料。例としてTiAu:チタン・金)
(16)レジスト剥離による電極のリフトオフプロセス
(17)3色LEDそれぞれのp電極形成用のマスク形成
(18)p電極形成(通常のp-GaNにオーミックコンタクトが取れる材料。例としてCrAu:クロム・金)
(19)レジスト剥離による電極のリフトオフプロセス(完成)
A.発光部の形成
製法2における横集積型の発光部は、以下のプロセスで形成する。なお、下記の番号は、図14の番号と対応している。
(a)基板の形成
(1)まず、サファイア基材上に低温GaN層をバッファー層として成長(例えば475℃)後、無添加GaN層(例えば1180℃)を0.5~5.0μm程度成長させる。
上記の層上に、Siを添加したn型GaN層を0.1~5.0μm程度成長させる(例えば1180℃)。このとき、Si濃度を1017~1022cm-3程度に制御する。Si源としてはモノメチルシラン(CH3SiH3)やトリメチルシラン((CH3)3SiH)などのSiを含む原料を試料表面にガス状に供給する。
試料の表面の一部に蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法などを用いて、GaN系半導体の結晶成長を阻害するマスク材料を形成する(例えばSiO2やTiNなど)。
(2)上記で作製したマスク材料が存在しない表面上に、GaN:Eu層を発光層とする赤色LED構造を有機金属気相エピタキシー法により作製する。(1)で作製したn型GaN層上に、Euを添加したGaN:Eu層を0.1~5.0μm程度成長させる(例えば960℃)。この際、Eu濃度を1017~1022cm-3程度となるように制御する。Eu原料としてはEuCppm2やEu(DPM)3等を用いる。
(3)上記の(1)で作製したマスク材料を化学的エッチングによって除去する。
(4)試料表面の一部に蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法などを用いて、GaN系半導体の結晶成長を阻害するマスク材料を形成する(例えばSiO2やTiNなど)。
(6)上記の(4)で作製したマスク材料を化学的エッチングによって除去する。
(7)試料表面の一部に蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法などを用いて、GaN系半導体の結晶成長を阻害するマスク材料を形成する(例えばSiO2やTiNなど)。
次に、電極を形成する。先ず図15に示すプロセスでn電極を形成した後、図16に示すプロセスでp電極を形成する。なお、n電極プロセスの番号、p電極形成プロセスの番号は、それぞれ図15、図16の番号と符号している。
(10)3色LEDに共通のn層領域用のレジストのパターニング
(11)n層までドライエッチング
(12)レジスト剥離
(13)樹脂埋め込み。スピンオングラスやビスベンゾシクロブテン、あるいはポリジメチルシロキサンなど、最初は液体だが熱や露光などの化学反応で固化するような樹脂を用いて図12の(11)の構造を埋め込み・平坦化する。樹脂の条件としては、可視光(RGB)に対して透過性があるもの(可視光領域での吸収が無いもの、あるいは少ないもの)を用いる。
(14)樹脂のドライエッチングにより3色EDそれぞれのp-GaN上部が露出するまでエッチバック
(15)n電極形成用のマスク形成
(16)樹脂のエッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチング)
(17)n電極形成(通常のn-GaNにオーミックコンタクトが取れる材料。例としてTiAu:チタン・金)
(18)レジスト剥離による電極のリフトオフプロセス
(19)3色LEDそれぞれのp電極形成用のマスク形成
(20)p電極形成(通常のp-GaNにオーミックコンタクトが取れる材料。例としてCrAu:クロム・金)
(21)レジスト剥離による電極のリフトオフプロセス(完成)
本実施の形態の表示装置は、前記のように発光部の表面が平坦化されているため、発光部を駆動させる駆動用ドライバを表示部に一体に組込むことが可能である。駆動用ドライバを組み込んだ多層配線構造を形成することにより、ドライバの実装工程を簡略化することができ、低コスト化を図ることができる。また、実装エリアを縮小することができ、さらに表示の高精細化が可能となる。
以上の発明は一般化することができるため、本発明には、以下の発明も含まれる。
同一基板に複数の異なる波長を発光する発光部が形成され、少なくとも一つの前記発光部の活性層に希土類元素が含まれている構造を有することを特徴とする表示装置である。
前記複数の異なる波長を発光する発光部が、波長の長い順番に前記基板に近接して積層された構造を有すること特徴とする付記1に記載の表示装置である。
前記複数の異なる波長を発光する発光部の少なくとも波長の最も長い発光部の活性層に希土類元素が含まれていることを特徴とする付記1または付記2に記載の表示装置である。
前記複数の異なる波長を発光する発光部の波長の長い発光部の発光面積が、最も大きいことを特徴とする付記1ないし付記3のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数の異なる波長を発光する発光部が、電流を流す電極を形成するために段差構造を有することを特徴とする付記1ないし付記4のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数の異なる波長を発光する発光部が、段差構造の表面を平坦化するための絶縁体を有することを特徴とする付記1ないし付記5のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数の異なる波長を発光する発光部の平坦化された表面上に、電気回路を形成するための多層配線構造を形成し、前記多層配線構造に少なくとも1つの能動素子が含まれていることを特徴とする付記1ないし付記6のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数の異なる波長を発光する発光部が、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成され、
前記赤色ダイオード、緑色ダイオード、および青色ダイオードのそれぞれが、前記基板の表面に横並びで配置されていることを特徴とする付記1に記載の表示装置である。
横並びに配置された前記赤色ダイオード、緑色ダイオード、および青色ダイオードの間の隙間が絶縁体で埋められ、前記発光部の表面が平坦化されていることを特徴とする付記8に記載の表示装置である。
前記活性層が、ユーロピウム(Eu)を含んだ窒化ガリウム(GaN)の活性層であることを特徴とする付記1ないし付記9のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成され、
前記緑色ダイオードが、インジウム(In)を含んだ窒化ガリウム(GaN)活性層を備えていることを特徴とする付記1ないし付記10のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成され、
前記緑色ダイオードが、前記希土類元素としてテルビウム(Tb)、あるいはエルビウム(Er)を含んだ窒化ガリウム(GaN)活性層を備えていることを特徴とする付記1ないし付記10のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成され、
前記青色ダイオードが、インジウム(In)を含んだ窒化ガリウム(GaN)活性層を備えていることを特徴とする付記1ないし付記12のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成され、
前記青色ダイオードは、ツリウム(Tm)を含む窒化ガリウム(GaN)活性層を備えていることを特徴とする付記1ないし付記12のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記複数種類の発光ダイオードが、赤色ダイオード、緑色ダイオードおよび青色ダイオードの3種類の発光ダイオードから構成され、
前記基板上に、前記赤色ダイオード、緑色ダイオード、および青色ダイオードが、ハニカム状に配置されていることを特徴とする付記1ないし付記14のいずれか1つに記載の表示装置である。
前記基板側に光を取り出すように構成されており、前記基板の主面上に微細な凹凸加工が施されていることを特徴とする付記1ないし付記15のいずれか1つに記載の表示装置である。
付記1ないし付記16のいずれか1つに記載の表示装置の製造方法であって、
前記複数種類の発光ダイオードを、前記基板上に並列に配置して製造することを特徴とする表示装置の製造方法である。
付記1ないし付記16のいずれか1つに記載の表示装置の製造方法であって、
前記複数種類の発光ダイオードを、前記基板上に積層して製造することを特徴とする表示装置の製造方法である。
Claims (13)
- 赤色、緑色、および青色の互いに異なる波長の光を発光する3種類のPiN接合型の発光ダイオードが、同一基板上に積層された表示装置であって、
前記積層は、エピタキシャル結晶成長による積層であり、
赤色ダイオードが、ユーロピウム(Eu)を含んだ窒化ガリウム系(GaN系)の活性層を有し、
緑色ダイオードおよび青色ダイオードが、赤色ダイオードと異なる元素で構成されたバンドギャップ間の遷移に基づく発光部を備えており、
赤色ダイオードと、緑色ダイオードと、青色ダイオードの積層順が、基板側より、赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順、または、赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順である
ことを特徴とする表示装置。 - 光を基板側から取り出すことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記基板が窒化ガリウム基板であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 前記3種類の発光ダイオードが、前記基板の表面に順次積層されており、
一の色にかかる発光層の少なくとも一部に重畳して他の色にかかる発光層が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。 - 前記発光部は、表面側に前記緑色ダイオード、青色ダイオードそれぞれの発光ダイオードに通電する電極を形成するための段差が形成された段差構造を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記段差によって形成された凹部が絶縁体で埋められ、前記発光部の表面が平坦化されていることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
- 前記絶縁体が、可視光透過性樹脂材料、可視光不透過性樹脂材料、可視光を反射する樹脂材料のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
- 前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面、および、前記緑色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面に、
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面、および、前記青色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面に、
AlN、AlGaN、AlInN、AlGaInNのいずれかによって形成されたバリア層が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面、および、前記緑色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面に、
前記発光部が、前記基板側から赤色ダイオード、青色ダイオード、緑色ダイオードの順に積層されている場合には、前記赤色ダイオードと前記青色ダイオードとの界面、および、前記青色ダイオードと前記緑色ダイオードとの界面に、
AlInNおよびGaNが積層、AlGaNおよびGaNが積層、あるいはAlGaInNおよびGaNが積層されたDBR構造が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記発光部の表面上に電気回路を形成するための多層配線構造が形成され、前記多層配線構造に少なくとも1つの能動素子が含まれていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記発光部の表面上に電気回路を形成するための多層配線構造が形成され、前記多層配線構造が、能動素子を含まないパッシブマトリクス型構造であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記青色ダイオード、緑色ダイオード、赤色ダイオードが、ペンタイル状に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項または請求項10に記載の表示装置。
- 請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法であって、
前記複数種類の発光ダイオードの発光部を有機金属気相成長法を用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
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