JPH0897500A - Light emitting device and laser crt employing the same - Google Patents

Light emitting device and laser crt employing the same

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JPH0897500A
JPH0897500A JP6232607A JP23260794A JPH0897500A JP H0897500 A JPH0897500 A JP H0897500A JP 6232607 A JP6232607 A JP 6232607A JP 23260794 A JP23260794 A JP 23260794A JP H0897500 A JPH0897500 A JP H0897500A
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JP
Japan
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light emitting
layer
light
emitting device
active layer
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Application number
JP6232607A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Funato
健次 船戸
Takeharu Asano
竹春 浅野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0897500A publication Critical patent/JPH0897500A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a light emitting device whose manufacturing process can be simplified and which is highly reliable and a laser CRT employing the light emitting device. CONSTITUTION: A light emitting device 1 has an active layer made of AlGaInN system compound semiconductor and reflective layers 3 and 4 which are provided at least on one of the sides of the active layer 2 and are made of AlGaInN system compound semiconductor. In a laser CRT, an electron beam is applied to the light emitting device 1 as a target and a light having a required wavelength is applied to a screen to obtain a picture.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、AlGaInN系から
成る活性層と反射層とを備えた発光素子およびそれを用
いたレーザCRTに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device having an AlGaInN-based active layer and a reflective layer, and a laser CRT using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、発光領域である活性層と2つの多
層膜反射層で挟んだ構造の発光素子は、小さな励起エネ
ルギーで高効率のレーザ発振を行うことができる光学デ
バイスとして知られており、レーザCRTのターゲット
として使用することも考えられている。例えば、GaA
sから成る活性層をAlAs/GaAsから成る多層膜
反射層で挟んだ構造の発光素子では、赤外領域の波長か
ら成るレーザ光を発振することができる。また、II-IV
族のZnCdSe、CdSSe等から成る活性層を使用
する場合には青緑領域の波長から成るレーザ光を発振す
ることができる。レーザCRTでは、このような発光素
子をターゲットとして電子線励起を行い、赤色、緑色、
青色の3原色をスクリーンに照射して所望のカラー画像
を得るようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting element having a structure in which an active layer, which is a light emitting region, and two multilayer reflective layers are sandwiched is known as an optical device capable of highly efficient laser oscillation with a small excitation energy. It is also considered to be used as a target of a laser CRT. For example, GaA
In a light emitting device having a structure in which an active layer made of s is sandwiched between multilayer reflective layers made of AlAs / GaAs, laser light having a wavelength in the infrared region can be oscillated. Also, II-IV
When an active layer made of ZnCdSe, CdSSe or the like belonging to the group is used, laser light having a wavelength in the blue-green region can be oscillated. In the laser CRT, electron beam excitation is performed by using such a light emitting element as a target, and red, green,
A screen is irradiated with the three primary colors of blue to obtain a desired color image.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ZnC
dSe等を用いた発光素子においては、活性層であるZ
nCdSeに対して格子整合するような反射層材料が考
えられておらず素子を構成する上での問題となってい
る。また、レーザCRTにおいては、発光素子を支持台
へ貼り合わせて固定する必要があり製造工程の複雑化お
よびコストアップを招く原因となっている。しかも、貼
り合わせ層として通常使用するエポキシ系の接着剤は熱
伝導率が低く発光素子から発生する熱を支持台側へ逃が
すのが困難となり、発光素子の温度上昇による特性劣
化、短寿命化を招く要因となる。また、発光素子の厚さ
が入射電子の飛程より短い場合には、入射電子が貼り合
わせ層に到達し、エポキシ系の接着剤を変性させ、光の
透過性劣化や発光素子の短寿命化を招く要因となる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In a light emitting device using dSe or the like, the active layer Z
A reflective layer material that lattice-matches nCdSe has not been considered, which is a problem in forming an element. Further, in the laser CRT, it is necessary to bond and fix the light emitting element to the support base, which causes a complicated manufacturing process and an increase in cost. Moreover, the epoxy-based adhesive that is usually used as the bonding layer has a low thermal conductivity, and it is difficult to release the heat generated from the light emitting element to the support base side, resulting in deterioration of characteristics due to temperature rise of the light emitting element and shortening of life. It becomes a factor to invite. When the thickness of the light emitting element is shorter than the range of incident electrons, the incident electrons reach the bonding layer and modify the epoxy adhesive, which deteriorates the light transmission and shortens the life of the light emitting element. It becomes a factor to invite.

【0004】よって、本発明は製造工程を簡素化できし
かも信頼性の高い発光素子およびそれを用いたレーザC
RTを提供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, a light emitting device which can simplify the manufacturing process and has high reliability, and a laser C using the same.
The purpose is to provide RT.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために成された発光素子およびそれを用いたレ
ーザCRTである。すなわち、本発明は、AlGaIn
N系から成る活性層と、この活性層の少なくとも一方側
に設けたAlGaInN系から成る反射層とを備える発
光素子であり、またこの発光素子をターゲットとして電
子線を照射し、所定波長の光をスクリーンに照射して画
像を得るレーザCRTである。
The present invention is a light emitting device and a laser CRT using the same which are made to achieve the above object. That is, the present invention relates to AlGaIn
A light-emitting device comprising an N-based active layer and an AlGaInN-based reflective layer provided on at least one side of the active layer, wherein the light-emitting device is irradiated with an electron beam to emit light of a predetermined wavelength. It is a laser CRT that illuminates a screen to obtain an image.

【0006】[0006]

【作用】本発明の発光素子では、活性層および反射層と
してAlGaInN系を用いていることから、活性層と
反射層とを格子整合させることができ、しかも可視光全
域から紫外領域にわたる広範な光を出射できることにな
る。また、本発明のレーザCRTでは、赤色、緑色、青
色の3原色を出射するターゲットとして各色に対応した
組成比から成る同系のAlGaInNで構成した発光素
子を用いることから、ターゲットの材料を共通化でき製
造工程の簡素化を図ることができる。しかも、ターゲッ
トを支持する支持台としてAlGaInN系の発光素子
を積み上げ成形できる材料を使用できることから、貼り
合わせ層を介すことなく発光素子を支持台上に設けるこ
とができるようになる。
In the light emitting device of the present invention, since the AlGaInN system is used as the active layer and the reflection layer, the active layer and the reflection layer can be lattice-matched and a wide range of visible light to ultraviolet light can be obtained. Can be emitted. Further, in the laser CRT of the present invention, since the light emitting element composed of AlGaInN of the same system having the composition ratio corresponding to each color is used as the target for emitting the three primary colors of red, green and blue, the target material can be made common. The manufacturing process can be simplified. Moreover, since a material capable of stacking and molding AlGaInN-based light emitting elements can be used as the support base for supporting the target, the light emitting elements can be provided on the support base without the interposing of the bonding layer.

【0007】[0007]

【実施例】以下に、本発明の発光素子およびそれを用い
たレーザCRTにおける実施例を図に基づいて説明す
る。図1は、本発明における発光素子を説明する基本構
成図である。すなわち、この発光素子1は、所定波長の
光を生成する発光領域である活性層2と、例えばこの活
性層2を挟む状態に設けられる反射層3、4と、これら
を保持するための支持台である基板5とを備え、しかも
活性層2および反射層3、4が各々AlGaInN系か
ら成る構成となっている。
EXAMPLES Examples of a light emitting device of the present invention and a laser CRT using the same will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a basic configuration diagram illustrating a light emitting device according to the present invention. That is, the light emitting element 1 includes an active layer 2 which is a light emitting region for generating light of a predetermined wavelength, reflective layers 3 and 4 provided, for example, in a state of sandwiching the active layer 2, and a support base for holding these. And the substrate 5 which is the above, and the active layer 2 and the reflective layers 3 and 4 are each made of AlGaInN system.

【0008】AlGaInN系から成る活性層2および
反射層3、4は、各々異なる組成比から構成されてお
り、基板5上に反射層4、活性層2、反射層3の順に例
えばMOCVD(有機金属化学気相成長法)やMBE
(分子線成長法)によって積層されている。つまり、各
層は全てAlGaInN系から成る同系のものであり、
格子整合して欠陥のない層を構成することができるよう
になる。しかも、格子整合することで各層が臨界膜厚に
よる制限を受けることがなくなり、自由な膜厚を設定で
きるようになる。
The AlGaInN-based active layer 2 and the reflective layers 3 and 4 have different composition ratios. The reflective layer 4, the active layer 2 and the reflective layer 3 are formed on the substrate 5 in this order, for example, by MOCVD (organic metal). Chemical vapor deposition) and MBE
They are stacked by (molecular beam growth method). In other words, each layer is of the same type composed of AlGaInN type,
It becomes possible to form a defect-free layer by lattice matching. Moreover, by lattice matching, each layer is not restricted by the critical film thickness, and the film thickness can be set freely.

【0009】また、AlGaInN系を用いることで、
これを積み上げ成形できる基板5例えばAl2 3 、Z
nO、GaAs、SiCを使用できるようになる。これ
によって、活性層2および反射層3、4から成る素子部
を基板5上にエポキシ系の接着剤を介して貼り合わせる
必要がなくなる。つまり、基板5上に直接素子部を成長
させることができ、素子部から発生した熱を容易に基板
5側へ逃がすことができるようになる。また、AlGa
InN系から成る活性層2および反射層3、4を用いる
ことで、その組成比の選択により可視光全域から紫外領
域にわたる広範な光を出射できる発光素子1を構成する
ことが可能となる。
Further, by using the AlGaInN system,
Substrates 5 on which these can be stacked and formed, for example Al 2 O 3 , Z
It becomes possible to use nO, GaAs, and SiC. This eliminates the need to attach the element portion including the active layer 2 and the reflection layers 3 and 4 onto the substrate 5 via the epoxy adhesive. That is, the element portion can be directly grown on the substrate 5, and the heat generated from the element portion can be easily released to the substrate 5 side. In addition, AlGa
By using the active layer 2 and the reflective layers 3 and 4 made of InN, it is possible to configure the light emitting element 1 that can emit a wide range of light from the entire visible light region to the ultraviolet region by selecting the composition ratio thereof.

【0010】次に、本発明の発光素子1における具体例
を説明する。図2は本発明の発光素子1における具体例
を説明する模式図である。この発光素子1においては、
活性層21としてAlx Gay In1-x-y N(0≦x<
1,0≦y≦1)を用い、反射層31としてAlx1Ga
y1In1-x1-y1 N、Alx2Gay2In1-x2-y2 Nから成
る多層膜を用い、反射層41としてAlx3Gay3In
1-x3-y3 N、Alx4Gay4In1-x4-y4 Nから成る多層
膜を用いている。この活性層21のx,yを設定するこ
とにより、室温で直接遷移型のバンドギャップエネルギ
ーを1.95eV以上6.2eV未満とすることができ
る。
Next, a specific example of the light emitting device 1 of the present invention
Will be explained. FIG. 2 is a specific example of the light emitting device 1 of the present invention.
It is a schematic diagram explaining. In this light emitting element 1,
Al as the active layer 21xGayIn1-xyN (0 ≦ x <
1, 0 ≦ y ≦ 1) and Al is used as the reflective layer 31.x1Ga
y1In1-x1-y1N, Alx2Gay2In1-x2-y2Made up of N
Using a multilayer film ofx3Gay3In
1-x3-y3N, Alx4Gay4In1-x4-y4Multilayer consisting of N
It uses a membrane. It is possible to set x and y of this active layer 21.
And the direct transition type bandgap energy at room temperature
Can be 1.95 eV or more and less than 6.2 eV
It

【0011】活性層21を電流励起する場合には、反射
層31をp型またはn型とし、反射層41をn型または
p型とする。p型のドーパントとしては例えばMgを用
い、n型のドーパントとしては例えばSiを用いる。ま
た、反射層31、41を構成する多層膜は活性層21よ
りもバンドギャップが大きくなる層とさらにバンドギャ
ップが大きく成る層とを交互に配置した状態となってお
り、光の閉じ込め効果を高めるようにしている。
When the active layer 21 is excited by current, the reflection layer 31 is of p-type or n-type, and the reflection layer 41 is of n-type or p-type. For example, Mg is used as the p-type dopant, and Si is used as the n-type dopant. Further, the multilayer film forming the reflection layers 31 and 41 is in a state in which layers having a larger bandgap and layers having a larger bandgap than the active layer 21 are alternately arranged to enhance the light confinement effect. I am trying.

【0012】これら各層は例えばMOCVDやMBEに
よって製造される。同系から成る反射層31、41は活
性層21と格子整合し、欠陥のない高効率の発光を行う
ことのできる発光素子1を提供できるようになる。例え
ば、反射層31、41側から活性層21に電流を注入す
ることによって活性層21内に電子と正孔とを供給し、
これによってレーザ光が積層方向と平行な方向へ出射す
るようになる。
Each of these layers is manufactured by MOCVD or MBE, for example. The reflective layers 31 and 41 of the same type are lattice-matched with the active layer 21, and it is possible to provide the light emitting device 1 capable of emitting light with high efficiency without defects. For example, electrons and holes are supplied into the active layer 21 by injecting a current into the active layer 21 from the reflective layers 31 and 41 side,
As a result, laser light is emitted in a direction parallel to the stacking direction.

【0013】この活性層21として六方晶Alx Gay
In1-x-y Nを用いた場合、室温でのバンドギャップエ
ネルギーEg (eV)は、数1で与えられる。
As the active layer 21, hexagonal Al x Ga y
When In 1-xy N is used, the band gap energy E g (eV) at room temperature is given by Equation 1.

【0014】[0014]

【数1】 Eg =1.95(1−y)+3.40y−y(1−y)1.05[Number 1] E g = 1.95 (1-y ) + 3.40y-y (1-y) 1.05

【0015】また、室温における六方晶Alx Gay
1-x-y Nのa軸の格子定数(nm)はベガード則によ
り数2で与えられる。
Hexagonal Al x Ga y I at room temperature
The a-axis lattice constant (nm) of n 1-xy N is given by Equation 2 according to Vegard's law.

【0016】[0016]

【数2】 0.3112x+0.3160y+0.3544(1−x−y)## EQU00002 ## 0.3112x + 0.3160y + 0.3544 (1-xy)

【0017】次に、この発光素子1を赤色レーザダイオ
ードとして構成する場合の一例を説明する。この場合に
は、活性層21として例えばAlx Gay In1-x-y
(x=0,y=0.1)を用いる。また反射層31と
しては数3を満たす組成比のAlx1Gay1In1-x1-y1
NとAlx2Gay2In1-x2-y2 Nとを交互に積み上げ
る。なお、ここでx2>x1>0であり、各層の厚さを
発光波長の4分の1をさらにそれぞれの層の屈折率で除
した値とする。
Next, an example in which the light emitting element 1 is constructed as a red laser diode will be described. In this case, for example, the active layer 21 Al x Ga y In 1- xy N
(X = 0, y = 0.1) is used. The reflective layer 31 has a composition ratio of Al x1 Ga y1 In 1-x1-y1
Stacking the N and Al x2 Ga y2 In 1-x2 -y2 N alternately. Here, x2>x1> 0, and the thickness of each layer is a value obtained by further dividing a quarter of the emission wavelength by the refractive index of each layer.

【0018】[0018]

【数3】 0.432xi +0.384yi =0.0384 (i=1,2)## EQU00003 ## 0.432x i + 0.384y i = 0.0384 (i = 1,2)

【0019】また、反射層41としては数4を満たす組
成比のAlx3Gay3In1-x3-y3 NとAlx4Gay4In
1-x4-y4 Nとを交互に積み上げる。なお、ここでx4>
x3>0であり、各層の厚さを発光波長の4分の1をさ
らにそれぞれの層の屈折率で除した値とする。
The reflective layer 41 is composed of Al x3 Ga y3 In 1-x3-y3 N and Al x4 Ga y4 In having a composition ratio satisfying the formula (4).
Alternately stack 1-x4-y4 N. Here, x4>
x3> 0, and the thickness of each layer is a value obtained by dividing a quarter of the emission wavelength by the refractive index of each layer.

【0020】[0020]

【数4】 0.432xi +0.384yi =0.0384 (i=3,4)(4) 0.432x i + 0.384y i = 0.0384 (i = 3,4)

【0021】これら反射層31、41の総膜数を設定す
ることにより、発光波長の光に対する反射率を選択する
ことができる。また、反射層31、41のバンドギャッ
プエネルギーは活性層21のバンドギャップエネルギー
より大きいため、活性層21でのキャリアの閉じ込めが
起きて、発光素子1の発光効率を高めることができるよ
うになる。例えば、xi =0.010,yi =0.08
9 (i=1,3)とし、xi =0.089,yi =0
(i=2,4)として反射層31、41を構成し、発光
素子1を電流励起することにより波長620nm程度の
赤色レーザ光を得ることができる。
By setting the total number of the reflection layers 31 and 41, the reflectance for the light of the emission wavelength can be selected. In addition, since the bandgap energy of the reflective layers 31 and 41 is larger than the bandgap energy of the active layer 21, carriers are confined in the active layer 21, and the light emitting efficiency of the light emitting element 1 can be improved. For example, x i = 0.010, y i = 0.08
9 (i = 1, 3), x i = 0.089, y i = 0
By forming the reflection layers 31 and 41 as (i = 2, 4) and exciting the light emitting element 1 with current, red laser light having a wavelength of about 620 nm can be obtained.

【0022】次に、発光素子1を緑色レーザダイオード
として構成する場合の一例を説明する。この場合には、
活性層21として例えばAlx Gay In1-x-y
(x=0,y=0.46)を用いる。また反射層31と
しては数5を満たす組成比のAl x1Gay1In1-x1-y1
NとAlx2Gay2In1-x2-y2 Nとを交互に積み上げ
る。なお、ここでx2>x1>0であり、各層の厚さを
発光波長の4分の1をさらにそれぞれの層の屈折率で除
した値とする。
Next, the light emitting element 1 is replaced with a green laser diode.
An example in the case of configuring as will be described. In this case,
As the active layer 21, for example, AlxGayIn1-xyN
(X = 0, y = 0.46) is used. In addition, with the reflective layer 31
Then, Al with a composition ratio satisfying the formula 5 x1Gay1In1-x1-y1
N and Alx2Gay2In1-x2-y2Alternately stack N
It Note that here, x2> x1> 0, and the thickness of each layer is
Divide one quarter of the emission wavelength by the refractive index of each layer.
Value.

【0023】[0023]

【数5】 0.432xi +0.384yi =0.177 (i=1,2)## EQU5 ## 0.432x i + 0.384y i = 0.177 (i = 1, 2)

【0024】また、反射層41としては数6を満たす組
成比のAlx3Gay3In1-x3-y3 NとAlx4Gay4In
1-x4-y4 Nとを交互に積み上げる。なお、ここでx4>
x3>0であり、各層の厚さを発光波長の4分の1をさ
らにそれぞれの層の屈折率で除した値とする。
The reflective layer 41 is composed of Al x3 Ga y3 In 1-x3-y3 N and Al x4 Ga y4 In having a composition ratio satisfying the formula (6).
Alternately stack 1-x4-y4 N. Here, x4>
x3> 0, and the thickness of each layer is a value obtained by dividing a quarter of the emission wavelength by the refractive index of each layer.

【0025】[0025]

【数6】 0.432xi +0.384yi =0.177 (i=3,4)(6) 0.432x i + 0.384y i = 0.177 (i = 3,4)

【0026】これら反射層31、41の総膜数を設定す
ることにより、発光波長の光に対する反射率を選択する
ことができる。また、反射層31、41のバンドギャッ
プエネルギーは活性層21のバンドギャップエネルギー
より大きいため、先に説明したと同様に活性層21での
キャリアの閉じ込めが起きて、発光素子1の発光効率を
高めることができるようになる。例えば、xi =0.0
10,yi =0.450 (i=1,3)とし、xi
0.409,yi =0(i=2,4)として反射層3
1、41を構成し、発光素子1を電流励起することによ
り波長525nm程度の緑色レーザ光を得ることができ
る。
By setting the total number of the reflection layers 31 and 41, the reflectance with respect to the light of the emission wavelength can be selected. Further, since the bandgap energy of the reflective layers 31 and 41 is larger than the bandgap energy of the active layer 21, carriers are confined in the active layer 21 as described above, and the luminous efficiency of the light emitting element 1 is improved. Will be able to. For example, x i = 0.0
10, y i = 0.450 (i = 1, 3), and x i =
Reflection layer 3 with 0.409, y i = 0 (i = 2, 4)
The green laser light having a wavelength of about 525 nm can be obtained by configuring the elements 1 and 41 and exciting the light emitting element 1 with current.

【0027】次に、発光素子1を青色レーザダイオード
として構成する場合の一例を説明する。この場合には、
活性層21として例えばAlx Gay In1-x-y
(x=0,y=0.67)を用いる。また反射層31と
しては数7を満たす組成比のAl x1Gay1In1-x1-y1
NとAlx2Gay2In1-x2-y2 Nとを交互に積み上げ
る。なお、ここでx2>x1>0であり、各層の厚さを
発光波長の4分の1をさらにそれぞれの層の屈折率で除
した値とする。
Next, the light emitting element 1 is replaced with a blue laser diode.
An example in the case of configuring as will be described. In this case,
As the active layer 21, for example, AlxGayIn1-xyN
(X = 0, y = 0.67) is used. In addition, with the reflective layer 31
Then, Al having a composition ratio satisfying Equation 7 x1Gay1In1-x1-y1
N and Alx2Gay2In1-x2-y2Alternately stack N
It Note that here, x2> x1> 0, and the thickness of each layer is
Divide one quarter of the emission wavelength by the refractive index of each layer.
Value.

【0028】[0028]

【数7】 0.432xi +0.384yi =0.257 (i=1,2)(7) 0.432x i + 0.384y i = 0.257 (i = 1,2)

【0029】また、反射層41としては数8を満たす組
成比のAlx3Gay3In1-x3-y3 NとAlx4Gay4In
1-x4-y4 Nとを交互に積み上げる。なお、ここでx4>
x3>0であり、各層の厚さを発光波長の4分の1をさ
らにそれぞれの層の屈折率で除した値とする。
The reflective layer 41 is composed of Al x3 Ga y3 In 1-x3-y3 N and Al x4 Ga y4 In having a composition ratio satisfying the formula (8).
Alternately stack 1-x4-y4 N. Here, x4>
x3> 0, and the thickness of each layer is a value obtained by dividing a quarter of the emission wavelength by the refractive index of each layer.

【0030】[0030]

【数8】 0.432xi +0.384yi =0.257 (i=3,4)(8) 0.432x i + 0.384y i = 0.257 (i = 3,4)

【0031】これら反射層31、41の総膜数を設定す
ることにより、発光波長の光に対する反射率を選択する
ことができる。また、反射層31、41のバンドギャッ
プエネルギーは活性層21のバンドギャップエネルギー
より大きいため、先と同様に活性層21でのキャリアの
閉じ込めが起きて、発光素子1の発光効率を高めること
ができるようになる。例えば、xi =0.010,yi
=0.658 (i=1,3)とし、xi =0.59
5,yi =0(i=2,4)として反射層31、41を
構成し、発光素子1を電流励起することにより波長46
0nm程度の青色レーザ光を得ることができる。
By setting the total number of the reflection layers 31 and 41, the reflectance with respect to the light of the emission wavelength can be selected. Further, since the bandgap energy of the reflective layers 31 and 41 is larger than the bandgap energy of the active layer 21, carriers are confined in the active layer 21 as described above, and the luminous efficiency of the light emitting element 1 can be improved. Like For example, x i = 0.010, y i
= 0.658 (i = 1,3), x i = 0.59
5, y i = 0 (i = 2, 4), the reflective layers 31 and 41 are formed, and the light emitting element 1 is excited by current to generate a wavelength of 46
A blue laser light of about 0 nm can be obtained.

【0032】次に、このような発光素子1の具体的な構
造の一例を図3に基づいて説明する。図3は具体的な構
造の一例を示す図で、(a)は断面図、(b)は平面図
である。図3(a)に示すように、この発光素子1は、
例えばAl2 3 、ZnO、GaAs、SiCから成る
基板5上に反射層41を積層し、この反射層41の上面
に断面視凸状に活性層21と反射層31とを積層した構
成となっている。活性層21および反射層31は例えば
図3(b)に示すように平面視円形となっている。つま
り全体として円柱状となっている。なおこの形状は円柱
状に限定するものではない。
Next, an example of a specific structure of such a light emitting device 1 will be described with reference to FIG. 3A and 3B are diagrams showing an example of a specific structure, FIG. 3A is a sectional view, and FIG. 3B is a plan view. As shown in FIG. 3A, this light emitting element 1 has
For example, the reflection layer 41 is laminated on the substrate 5 made of Al 2 O 3 , ZnO, GaAs, and SiC, and the active layer 21 and the reflection layer 31 are laminated on the upper surface of the reflection layer 41 in a convex shape in cross section. ing. The active layer 21 and the reflective layer 31 are circular in plan view as shown in FIG. 3B, for example. That is, it has a cylindrical shape as a whole. Note that this shape is not limited to the cylindrical shape.

【0033】また、この円柱状となる反射層31の上面
には例えばAuから成るp電極6が設けられ、さらに円
柱部分の周りとなる反射層41の上面には例えばAlか
ら成るn電極7が設けられている。このp電極6および
n電極7による活性層2への電流注入によりp電極6側
または基板5側へ所定の光を面発光させることができる
ようになる。
Further, the p-electrode 6 made of, for example, Au is provided on the upper surface of the cylindrical reflection layer 31, and the n-electrode 7 made of, for example, Al is provided on the upper surface of the reflection layer 41 around the columnar portion. It is provided. By injecting a current into the active layer 2 by the p-electrode 6 and the n-electrode 7, it becomes possible to surface-emit predetermined light toward the p-electrode 6 side or the substrate 5 side.

【0034】ここで、基板5がAl2 3 、ZnO、S
iCなど可視光に対して十分な透光性を備えている材料
から成る場合には基板5側から光を取り出せるため、p
電極6に対する厚さ制限はないが、GaAsなど可視光
に対して透光性が不十分な材料から成る場合にはp電極
6を十分に(可視光が透過できるように)薄くしてして
おく。後者の場合において、p電極6がAuから成る場
合には例えば数10nm程度の厚さにしておき、ここか
ら光を取り出すようにする。なお、透光性を備えた基板
5を用いる場合であっても、p電極6を薄く設けてここ
から光を取り出すようにしてもよい。このような構成に
より、反射型および透過型のいずれの発光素子1であっ
ても対応することができるようになる。
Here, the substrate 5 is made of Al 2 O 3 , ZnO, S.
In the case of a material such as iC that has a sufficient transparency to visible light, light can be extracted from the substrate 5 side, so p
There is no limitation on the thickness of the electrode 6, but when the material is made of a material such as GaAs that has insufficient transparency to visible light, the p-electrode 6 should be sufficiently thin (to allow visible light to pass). deep. In the latter case, when the p-electrode 6 is made of Au, the thickness is set to, for example, several tens of nm, and light is extracted from there. Even when the substrate 5 having a light-transmitting property is used, the p-electrode 6 may be provided thinly and light may be extracted therefrom. With such a configuration, both the reflection type and the transmission type light emitting elements 1 can be dealt with.

【0035】また、図1〜図3に示す例では、いずれも
活性層2、21を反射層3、31および反射層4、41
で挟む場合を説明したが、本発明は活性層2、21の少
なくとも一方に反射層を設けた構成であっても同様であ
る。例えば、あまり高い反射率を要求されない発光ダイ
オードのような場合には片側だけ反射層を設けた構造で
あってもよい。また、基板5と反射層4、41との間に
GaNやAlNから成るバッファ層(図示せず)を設
け、格子欠陥の発生を防ぐ構造としてもよい。
In each of the examples shown in FIGS. 1 to 3, the active layers 2 and 21 are the reflection layers 3 and 31 and the reflection layers 4 and 41.
Although the case where the reflective layer is provided on at least one of the active layers 2 and 21 has been described, the same applies to the present invention. For example, in the case of a light emitting diode which is not required to have a very high reflectance, it may have a structure in which a reflecting layer is provided on only one side. In addition, a buffer layer (not shown) made of GaN or AlN may be provided between the substrate 5 and the reflective layers 4 and 41 so as to prevent the generation of lattice defects.

【0036】次に、本発明におけるレーザCRTの例を
図4に基づいて説明する。図4は本発明におけるレーザ
CRTを説明する概略断面図である。この例におけるレ
ーザCRT10は、電子線励起によって赤色、緑色、青
色の3原色のレーザ光を出射するターゲット12、1
3、14として先に説明した発光素子1(図1、図2、
図3参照)を各々用いている点に特徴がある。
Next, an example of the laser CRT according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view illustrating a laser CRT according to the present invention. The laser CRT 10 in this example is a target 12 which emits laser light of three primary colors of red, green and blue by electron beam excitation.
3 and 14, the light-emitting element 1 (FIG. 1, FIG. 2,
(See FIG. 3).

【0037】すなわち、赤色レーザ光を発光させるため
のターゲット12、緑色レーザ光を発光させるためのタ
ーゲット13および青色レーザ光を発光させるためのタ
ーゲット14を、それぞれの色に対応した組成比のAl
GaInN系から成る発光素子1(図1、図2、図3参
照)にて構成し、各ターゲット12、13、14を電子
線励起する。
That is, the target 12 for emitting red laser light, the target 13 for emitting green laser light, and the target 14 for emitting blue laser light are made of Al having a composition ratio corresponding to each color.
The light emitting device 1 (see FIGS. 1, 2 and 3) made of a GaInN system is used to excite each target 12, 13, 14 with an electron beam.

【0038】図4に示すレーザCRT10においては各
ターゲット12、13、14が透過型となるため、発光
素子1の基板5(図1、図2、図3参照)として可視光
に対して十分な透光性を備えた例えばAl2 3 、Zn
O、SiCなどを用いる。ただし、レーザCRT10の
ターゲット12、13、14として使用する発光素子1
では電子線励起による発光となるため、反射層3、31
および反射層4、41(図1、図2、図3参照)をp型
やn型にする必要はない。
In the laser CRT 10 shown in FIG. 4, since the targets 12, 13 and 14 are transmissive, the substrate 5 of the light emitting element 1 (see FIGS. 1, 2 and 3) is sufficient for visible light. A transparent material such as Al 2 O 3 or Zn
O, SiC or the like is used. However, the light emitting device 1 used as the targets 12, 13, and 14 of the laser CRT 10
Then, since the light is emitted by the electron beam excitation, the reflection layers 3 and 31
The reflection layers 4 and 41 (see FIGS. 1, 2, and 3) need not be p-type or n-type.

【0039】レーザCRT10により所望の画像を得る
には、カソード11aから出射した電子を偏向ヨーク1
1bにより偏向してターゲット11に当て、ここから緑
色のレーザ光をスクリーン14に照射する。また、カソ
ード12aから出射した電子を偏向ヨーク12bにより
偏向してターゲット12に当て、ここから赤色のレーザ
光をスクリーン14に照射する。さらに、カソード13
aから出射した電子を偏向ヨーク13bにより偏向して
ターゲット13に当て、ここから青色のレーザ光をスク
リーン14に照射する。
In order to obtain a desired image with the laser CRT 10, the electrons emitted from the cathode 11a are deflected by the deflection yoke 1.
It is deflected by 1b and applied to the target 11, and the green laser beam is irradiated onto the screen 14 from here. Further, the electrons emitted from the cathode 12a are deflected by the deflection yoke 12b and applied to the target 12, and the red laser light is irradiated onto the screen 14 from there. Furthermore, the cathode 13
Electrons emitted from a are deflected by the deflection yoke 13b and applied to the target 13, from which the blue laser light is applied to the screen 14.

【0040】レーザCRT10では、各カソード11
a、12a、13aに流す電流量を調整することでそれ
に応じた光量のレーザ光すなわち所定光量の緑色、赤
色、青色のレーザ光をターゲット11、12、13から
出射し、その割合いに応じた色の映像をスクリーン14
に映し出している。しかも、各偏向ヨーク11a、11
b、11cによる電子線の偏向を同期させ、その電子線
でターゲット11、12、13を走査することでスクリ
ーン14の所定位置に所望のカラー画像を映し出すよう
にしている。
In the laser CRT 10, each cathode 11
By adjusting the amount of current flowing through a, 12a, and 13a, laser light of a corresponding light amount, that is, a predetermined light amount of green, red, and blue laser light is emitted from the targets 11, 12, and 13 and the ratio is adjusted. Color image on screen 14
Is reflected in. Moreover, each deflection yoke 11a, 11
The deflection of the electron beam by b and 11c is synchronized, and the target 11, 12, and 13 are scanned by the electron beam, so that a desired color image is displayed at a predetermined position on the screen 14.

【0041】このようなレーザCRT10により、発光
効率の良い高輝度のカラー画像を得ることができるよう
になる。さらに、本発明におけるレーザCRT10で
は、ターゲット11、12、13として全てAlGaI
nN系から成る同系の発光素子1を用いているため、材
料、結晶成長装置等の共通化を図ることができ、製造工
程を簡素化することができるようになる。また、先に説
明したように、図1〜図3に示す発光素子1では直接基
板5上に活性層2、21、反射層3、31および反射層
4、41から成る素子部を積み上げ形成することができ
るため、エポキシ系等の接着剤による貼り合わせ層が不
要となる。そこで、このような発光素子1をターゲット
11、12、13として使用することによりレーザCR
T10の放熱性を向上させることができるようになる。
With such a laser CRT 10, it is possible to obtain a high-luminance color image having a high luminous efficiency. Further, in the laser CRT 10 according to the present invention, all of the targets 11, 12 and 13 are made of AlGaI.
Since the light emitting element 1 of the same system made of nN is used, the materials, the crystal growth apparatus, and the like can be shared, and the manufacturing process can be simplified. In addition, as described above, in the light emitting device 1 shown in FIGS. 1 to 3, the element portion including the active layers 2 and 21, the reflection layers 3 and 31 and the reflection layers 4 and 41 is stacked and formed directly on the substrate 5. Therefore, a bonding layer made of an epoxy-based adhesive or the like is unnecessary. Therefore, by using such a light emitting element 1 as the targets 11, 12 and 13, a laser CR can be obtained.
It becomes possible to improve the heat dissipation of T10.

【0042】なお、本実施例において示した各層の組成
比や格子定数、波長等の各数値は一例であり、本発明は
これに限定されない。つまり、活性層2、21、反射層
3、31および反射層4、41としてAlGaInN系
を用い、所望の発光波長、反射効率に合わせた組成比を
選んで構成すれば同様である。また、発光素子1として
はレーザダイオードに限定されず、例えば、活性層2、
21、反射層3、31および反射層4、41の各層をA
lGaInN系から成る材料で構成し、所望の発光色に
対応する組成比を選択するとともに、各層へ不純物添加
を行って製造した発光ダイオードであっても同様であ
る。
The numerical values such as the composition ratio, the lattice constant, and the wavelength of each layer shown in this embodiment are examples, and the present invention is not limited to this. In other words, the same applies if the active layers 2 and 21, the reflective layers 3 and 31, and the reflective layers 4 and 41 are made of AlGaInN and the composition ratio is selected according to the desired emission wavelength and reflection efficiency. Further, the light emitting element 1 is not limited to the laser diode, and for example, the active layer 2,
21, each of the reflection layers 3 and 31 and the reflection layers 4 and 41 is A
The same applies to a light emitting diode which is made of a material composed of 1GaInN system, has a composition ratio corresponding to a desired emission color selected, and is manufactured by adding impurities to each layer.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光素子
およびそれを用いたレーザCRTによれば次のような効
果がある。すなわち、本発明の発光素子によれば、活性
層および反射層としてAlGaInN系を用いること
で、活性層と反射層との格子整合をとりつつ、所望の直
接遷移型のバンドギャップを設定することが可能とな
る。これにより、高効率の発光を行うことができる発光
素子を提供できるようになる。
As described above, the light emitting device of the present invention and the laser CRT using the same have the following effects. That is, according to the light emitting device of the present invention, by using AlGaInN-based materials for the active layer and the reflective layer, it is possible to set a desired direct transition type band gap while achieving lattice matching between the active layer and the reflective layer. It will be possible. This makes it possible to provide a light emitting element that can emit light with high efficiency.

【0044】また、このような発光素子をターゲットと
して利用した本発明のレーザCRTによれば高輝度の画
像を得ることが可能となるとともに、ターゲットとなる
発光素子の活性層および反射層から成る素子部を直接支
持台(基板)上に積層できるため製造工程が簡素化で
き、大幅な生産性向上およびコストダウンを図ることが
可能となる。しかも、素子部と支持台との間の貼り合わ
せ層が不要となることで、素子部からの熱を容易に支持
台側へ逃がすことができ、レーザCRTおよび発光素子
の長寿命化を図ることが可能となる。また、貼り合わせ
層の影響を考慮する必要が無くなるため、発光素子の各
膜厚を自由に選択することができ、設計上の制限を緩和
することが可能となる。これらによって、製造工程を簡
素化できしかも信頼性の高い発光素子およびレーザCR
Tを提供することが可能となる。
Further, according to the laser CRT of the present invention in which such a light emitting element is used as a target, it is possible to obtain a high-luminance image, and at the same time, an element composed of an active layer and a reflective layer of the target light emitting element. Since the parts can be directly laminated on the support base (substrate), the manufacturing process can be simplified, and the productivity can be greatly improved and the cost can be reduced. Moreover, since the bonding layer between the element portion and the support base is not necessary, heat from the element portion can be easily released to the support base side, and the life of the laser CRT and the light emitting element can be extended. Is possible. Further, since it is not necessary to consider the influence of the bonding layer, each film thickness of the light emitting element can be freely selected, and it becomes possible to relax design restrictions. With these features, the manufacturing process can be simplified and the light emitting element and laser CR are highly reliable.
It becomes possible to provide T.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の発光素子を説明する基本構成図であ
る。
FIG. 1 is a basic configuration diagram illustrating a light emitting device of the present invention.

【図2】発光素子の具体例を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a specific example of a light emitting element.

【図3】発光素子の具体的な構造の一例を示す図で、
(a)は断面図、(b)は平面図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific structure of a light emitting element,
(A) is sectional drawing, (b) is a top view.

【図4】本発明におけるレーザCRTを説明する概略断
面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view illustrating a laser CRT according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光素子 2、21 活性層 3、31、4、41 反射層 5 基板 10 レーザCRT 11、12、13 ターゲット 14 スクリーン 1 Light-Emitting Element 2, 21 Active Layer 3, 31, 4, 41 Reflective Layer 5 Substrate 10 Laser CRT 11, 12, 13 Target 14 Screen

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 AlGaInN系から成る活性層と、 前記活性層の少なくとも一方側に設けたAlGaInN
系から成る反射層とを備えていることを特徴とする発光
素子。
1. An active layer made of AlGaInN system, and AlGaInN provided on at least one side of the active layer.
A light emitting device comprising a reflective layer made of a system.
【請求項2】 ターゲットに電子線を照射して該ターゲ
ットから所定波長の光を出射し、その光をスクリーンに
照射して所望の画像を得るレーザCRTであって、 前記ターゲットとして請求項1記載の発光素子を用いた
ことを特徴とするレーザCRT。
2. A laser CRT for irradiating a target with an electron beam to emit light of a predetermined wavelength from the target and irradiating the screen with the light to obtain a desired image, wherein the target is the target. A laser CRT using the above light emitting device.
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