特開 2024-34595 ＬＥＤディスプレイ素子およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024034595

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】ＬＥＤディスプレイ素子およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/36 20100101AFI20240306BHJP

   H01L 33/08 20100101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

H01L33/36

H01L33/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022138942

(22)【出願日】2022-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】五所野尾 浩一

【テーマコード（参考）】

5F241

【Ｆターム（参考）】

5F241AA14

5F241CA40

5F241CA88

5F241CA92

5F241CA94

5F241CB11

5F241CB29

5F241FF01

(57)【要約】

【課題】コントラストが向上されたモノリシック型のＬＥＤディスプレイ素子を提供すること。
【解決手段】ＬＥＤディスプレイ素子は、ＩＩＩ族窒化物半導体からなり、モノリシック型である。ＬＥＤディスプレイ素子のｎ電極２０は、ｎ層１１上に接して設けられたｎコンタクト層２０１と、ｎコンタクト層２０１上に設けられたｎ側低反射層２０２と、ｎ側低反射層２０２上に設けられたｎ側接合層２０３と、を有している。ｎ側低反射層２０２は、光透過金属膜２０２Ａと透明導電性酸化物からなる透明導電膜２０２Ｂを交互に２ペア以上積層させたものである。このｎ側低反射層２０２によってｎ電極２０の反射率を低減している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｎ層、活性層、ｐ層、ｎ電極、およびｐ電極を有し、前記活性層のうち前記ｐ電極に対向する領域が発光部となり、複数の前記発光部が配列されたモノリシック型のＬＥＤディスプレイ素子であって、
前記ｐ電極と前記ｎ電極の少なくとも一方は、透明導電性酸化物からなる透明導電膜と光を透過可能な光透過金属膜とが交互に積層された低反射層を有する、ＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項2】

前記低反射層は、前記ｎ層の反対端に積層された光不透過金属膜を有する、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項3】

最も前記ｎ層側の前記光透過金属膜の厚さは、最も前記ｎ層側の前記透明導電膜の厚さよりも薄く形成されている、請求項１に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項4】

前記ｐ電極は、前記ｐ層に接するｐコンタクト層と、前記ｐコンタクト層に積層された前記低反射層と、を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項5】

前記ｐコンタクト層に積層された前記低反射層の総厚さは、前記ｐコンタクト層よりも厚く形成されている、請求項４に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項6】

前記ｐコンタクト層は、透明導電性酸化物からなり、
前記低反射層のうち最も前記ｐコンタクト層側の層は、前記光透過金属膜である、請求項４に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項7】

前記ｎ電極は、前記ｎ層に接するｎコンタクト層と、前記ｎコンタクト層に積層された前記低反射層と、を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項8】

前記ｎコンタクト層に積層された前記低反射層の総厚さは、前記ｎコンタクト層よりも厚く形成されている、請求項７に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項9】

前記ｎコンタクト層は、金属からなり、
前記低反射層のうち最も前記ｎコンタクト層側の層は、前記透明導電膜である、請求項７に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項10】

前記ｎコンタクト層に積層された前記低反射層を構成する前記光透過金属膜の厚さは、前記ｎコンタクト層よりも厚く形成されている、請求項９に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項11】

前記透明導電膜は、ＩＴＯまたはＩＺＯである、請求項１～３のいずれか１項に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項12】

前記光透過金属膜は、Ｃｒ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、ＴｉＮより選択される少なくとも１つである、請求項１～３のいずれか１項に記載のＬＥＤディスプレイ素子。

【請求項13】

請求項１～３のいずれか１項に記載のＬＥＤディスプレイ素子の製造方法であって、
前記低反射層の各層の厚さについて複数の組合せを設定する組合せ設定工程と、
前記複数の組合せについて、前記低反射層が設けられた前記ｐ電極または前記ｎ電極の反射率を波長４００～７００ｎｍ、入射角０～１６°の範囲で積分する積分工程と、
前記積分工程により取得された複数の積分値の中で、最小積分値を抽出する最小積分値抽出工程と、
前記積分工程により取得された複数の積分値の中で、前記最小積分値の２倍以下となる積分値に対応する前記組合せを抽出する組合せ抽出工程と、
前記各層の厚さが、前記組合せ抽出工程にて抽出された前記組合せとなるように前記各層を形成する形成工程と、
を備える、ＬＥＤディスプレイ素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤディスプレイ素子およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ディスプレイの高精細化が求められており、マイクロＬＥＤディスプレイが注目されている（特許文献１）。マイクロＬＥＤディスプレイは、１～１００μｍオーダーの微小なＬＥＤをマトリクス状に配列したディスプレイである。１つの微小なＬＥＤが１つのピクセルあるいはサブピクセルとなる。マイクロＬＥＤディスプレイには、マイクロＬＥＤが個々のチップである構造と、１つの基板上に複数のマイクロＬＥＤを作製したモノリシック型の構造が知られている（特許文献１）。モノリシック型は微細化の点で優れている。

【0003】

特許文献２には、発光素子の側面や上面を黒色のエポキシモールディングコンパウンドからなるパッシベーション層で覆うことが記載されている。パッシベーション層によって発光素子の側面から光が漏れるのを抑制し、隣接する発光素子からの光の干渉を抑制することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－８８３８３号公報

【特許文献2】特表２０２２－５３２３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来のモノリシック型のマイクロＬＥＤでは、活性層から放射された光や外部からの光が電極の界面で反射してコントラストが低下したり、望まない領域が発光しているように見えたりする問題があった。たとえば、発光していないピクセルが、電極での光の反射によって発光しているように見えたり、十分に暗くならなかったりする問題があった。

【0006】

また、特許文献２のように、パッシベーション層によって覆う方法では、マイクロＬＥＤディスプレイ素子の各ピクセルを微細にした場合に、その効果が低下してしまう。たとえば、各画素の微細化のために各画素を溝で区切らずに半導体層を連続的にすると、発光層の側面を覆うことができなくなり、各画素間での干渉を十分に抑制できない。また、各画素を微細にする結果、各画素に対する電極の面積の割合が大きくなるため、パッシベーション層の割合が減り、光を十分に吸収できない。

【0007】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、コントラストが向上されたモノリシック型のＬＥＤディスプレイ素子およびその製造方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、ｎ層、活性層、ｐ層、ｎ電極、およびｐ電極を有し、前記活性層のうち前記ｐ電極に対向する領域が発光部となり、複数の前記発光部が配列されたモノリシック型のＬＥＤディスプレイ素子であって、
前記ｐ電極と前記ｎ電極の少なくとも一方は、透明導電性酸化物からなる透明導電膜と光を透過可能な光透過金属膜とが交互に積層された低反射層を有する、ＬＥＤディスプレイ素子にある。

【0009】

本発明の他の態様は、上記一の態様のＬＥＤディスプレイ素子の製造方法であって、
前記低反射層の各層の厚さについての複数の組合せを設定する組合せ設定工程と、
前記複数の組合せについて、前記低反射層が設けられた前記ｐ電極または前記ｎ電極の反射率を波長４００～７００ｎｍ、入射角０～１６°の範囲で積分する積分工程と、
前記積分工程により取得された複数の積分値の中で、最小積分値を抽出する最小積分値抽出工程と、
前記積分工程により取得された複数の積分値の中で、前記最小積分値の２倍以下となる積分値に対応する前記組合せを抽出する組合せ抽出工程と、
前記各層の厚さが、前記組合せ抽出工程にて抽出された前記組合せとなるように前記各層を形成する形成工程と、
を備える、ＬＥＤディスプレイ素子の製造方法にある。

【発明の効果】

【0010】

上記ＬＥＤディスプレイ素子およびその製造方法によれば、ｐ電極やｎ電極による光の反射を低減することができるので、ディスプレイのコントラストの低下を抑制することができ、望まない領域が発光しているように見えることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１におけるＬＥＤディスプレイ素子の構成を示した図。

【図2】溝と電極の平面パターンを示した図。

【図3】ｎ電極２０の構成を示した図。

【図4】ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの構成を示した図。

【図5】実施形態１におけるＬＥＤディスプレイ素子の製造工程を示した図。

【図6】実施形態１におけるＬＥＤディスプレイ素子の製造工程を示した図。

【図7】実施形態１におけるＬＥＤディスプレイ素子の製造工程を示した図。

【図8】実施形態１におけるＬＥＤディスプレイ素子の製造工程を示した図。

【図9】ｎ電極２０の各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【図10】ｎ電極２０の各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【図11】ｎ電極２０の各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【図12】ｎ電極２０の各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【図13】ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【図14】ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【図15】ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【図16】ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表、および反射率の波長依存性を示したグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0012】

ＬＥＤディスプレイ素子は、ｎ層、活性層、ｐ層、ｎ電極、およびｐ電極を有する。前記活性層のうち前記ｐ電極に対向する領域が、発光部となる。ＬＥＤディスプレイ素子は、複数の前記発光部が配列されたモノリシック型を構成する。そして、前記ｐ電極と前記ｎ電極の少なくとも一方は、透明導電性酸化物からなる透明導電膜と光を透過可能な光透過金属膜とが交互に積層された低反射層を有する。例えば、ＬＥＤディスプレイ素子は、複数の前記発光部がマトリクス状に配列された構成を有するようにしてもよい。前記光透過金属膜の厚さは、光を透過可能な厚さに設定されている。

【0013】

前記低反射層は、前記ｎ層の反対端に積層された光不透過金属膜を有していてもよい。

【0014】

前記低反射層のうち、最も前記ｎ層側の前記光透過金属膜の厚さは、最も前記ｎ層側の前記透明導電膜の厚さよりも薄く形成されていてもよい。

【0015】

前記ｐ電極は、前記ｐ層に接するｐコンタクト層と、前記ｐコンタクト層に積層された前記低反射層と、を有していてもよい。この場合、前記ｐコンタクト層に積層された前記低反射層の総厚さは、前記ｐコンタクト層よりも厚く形成されていてもよい。前記ｐコンタクト層は、透明導電性酸化物からなり、前記低反射層のうち最も前記ｐコンタクト層側の層は、前記光透過金属膜であってもよい。

【0016】

前記ｎ電極は、前記ｎ層に接するｎコンタクト層と、前記ｎコンタクト層に積層された前記低反射層と、を有していてもよい。この場合、前記ｎコンタクト層に積層された前記低反射層の厚さは、前記ｎコンタクト層よりも厚く形成されていてもよい。また、前記ｎコンタクト層は、金属からなり、前記低反射層のうち前記ｎコンタクト層側の層は、前記透明導電膜であってもよい。前記ｎコンタクト層に積層された前記低反射層を構成する前記光透過金属膜の厚さは、前記ｎコンタクト層よりも厚く形成されてもよい。

【0017】

前記透明導電膜は、ＩＴＯまたはＩＺＯであってもよい。

【0018】

前記光透過金属膜は、Ｃｒ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、ＴｉＮより選択される少なくとも１つであってもよい。

【0019】

（実施形態１）
１．素子構成の概要
図１は、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子の構成を示した図である。実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子は、ＩＩＩ族窒化物半導体からなり、モノリシック型のマイクロＬＥＤディスプレイ素子である。モノリシック型は、複数の発光素子構造が同一基板上に設けられた構造であり、各発光素子構造がマトリクス状に配列されることでディスプレイを構成している。発光素子構造はディスプレイにおける１ピクセルであり、１ピクセルは青、緑、赤のそれぞれを発光可能するサブピクセルで構成されている。また、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子は、基板の裏面側から光を取り出すフリップチップ型であり、図示しない実装基板にフェイスダウンで実装されている。なお、説明の簡便のため、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子は２×２ピクセルのディスプレイとする。

【0020】

実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子は、図１に示すように、基板１０と、ｎ層１１と、第１活性層１２と、第１中間層１３と、第２活性層１４と、第２中間層１５と、第３活性層１６と、保護層１７と、ｐ層１８と、ｎ電極２０と、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃと、を有している。

【0021】

２．各構成要素について
次に、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子について、各構成をより詳細に説明する。

【0022】

基板１０は、ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させる成長基板である。たとえば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＮなどである。

【0023】

ｎ層１１は、低温バッファ層や高温バッファ層（図示しない）を介して基板１０上に設けられたｎ型の半導体層である。ただし、バッファ層は必要に応じて設ければよく、基板がＧａＮである場合などにはバッファ層を設けなくともよい。ｎ層１１は、たとえばｎ－ＧａＮ、ｎ－ＡｌＧａＮなどである。Ｓｉ濃度は、たとえば１×１０^１８～１００×１０^１８ｃｍ^－３である。

【0024】

ｎ層１１上には、ＥＳＤ層や下地層を設けてもよい。ＥＳＤ層は、静電耐圧向上のために設ける層である。ＥＳＤ層は、たとえば、ノンドープまたは低濃度にＳｉがドープされたＧａＮ、ＩｎＧａＮ、またはＡｌＧａＮである。下地層は、ＥＳＤ層上に設けられる超格子構造の半導体層であり、下地層上に形成される半導体層の格子歪みを緩和するための層である。下地層は、組成比の異なるＩＩＩ族窒化物半導体薄膜（たとえばＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮのうち２つ）を交互に積層させたものであり、ペア数はたとえば３～３０である。ノンドープでもよいし、Ｓｉを１×１０^１７～１００×１０^１７ｃｍ^－３程度ドープしてもよい。また、歪を緩和できるのでれば超格子構造である必要はない。第１活性層１２とのヘテロ界面で格子定数差が小さくなるような材料であればよく、たとえば、ＩｎＧａＮ層、ＡｌＩｎＮ層、ＡｌＧａＩｎ層であってもよい。

【0025】

第１活性層１２は、ｎ層１２上に設けられたＳＱＷまたはＭＱＷ構造の発光層である。発光波長は青色であり、４３０～４８０ｎｍである。第１活性層１２はＡｌＧａＮからなる障壁層とＩｎＧａＮからなる井戸層を交互に１～７ペア積層させた構造である。より好ましくは１～５ペア、さらに好ましくは１～３ペアである。

【0026】

第１中間層１３は、第１活性層１２上に設けられた半導体層であり、第１活性層１２と第２活性層１４の間に位置している。第１中間層１３は、第１活性層１２からの発光と第２活性層１４からの発光とを個別に制御可能とするために設ける層である。また、後述の第２溝３１を形成する際に第１活性層１２をエッチングダメージから保護する役割も有する。

【0027】

第１中間層１３の材料は、ＧａＮやＩｎＧａＮである。第１中間層１３はノンドープでもよいが、ｎ型不純物がドープされていることが好ましい。たとえば、Ｓｉ濃度が１×１０^１７～１０００×１０^１７ｃｍ^－３、好ましくは１０×１０^１７～１００×１０^１７ｃｍ^－３、さらに好ましくは２０×１０^１７～８０×１０^１７ｃｍ^－３であってもよい。

【0028】

第１中間層１３の厚さは、２０～１５０ｎｍとすることが好ましい。１５０ｎｍよりも厚いと、第１中間層１３の表面が荒れる原因となり得る。また、２０ｎｍよりも薄いと、後述の第２溝３１を形成する際に第２溝３１の深さを第１中間層１３内とする制御が難しくなる可能性がある。より好ましくは３０～１００ｎｍ、さらに好ましくは５０～８０ｎｍである。

【0029】

第２活性層１４は、第１中間層１３上に設けられたＳＱＷまたはＭＱＷ構造の発光層である。発光波長は緑色であり、５１０～５５０ｎｍである。第２活性層１４はＧａＮからなる障壁層とＩｎＧａＮからなる井戸層を交互に１～７ペア積層させた構造である。より好ましくは１～５ペア、さらに好ましくは１～３ペアである。また、第１活性層１２のペア数と等しいか少ないことが好ましく、少ないことがより好ましい。

【0030】

第２中間層１５は、第２活性層１４上に設けられた半導体層であり、第２活性層１４と第３活性層１６の間に位置している。第２中間層１５は、第１中間層１３と同様の理由により設けられたものであり、第２活性層１４からの発光と第３活性層１６からの発光とを個別に制御可能とするために設ける層である。また、後述の第３溝３２を形成する際に第２活性層１４をエッチングダメージから保護する役割も有する。

【0031】

第２中間層１５の材料は、第１中間層１３と同様である。第１中間層１３と第２中間層１５を同一材料としてもよい。また、第２中間層１５にも第１中間層１３と同様に不純物がドープされていてもよい。また、第１中間層１３と第２中間層１５の厚さを同一としてもよい。

【0032】

第３活性層１６は、第２中間層１５上に設けられたＳＱＷまたはＭＱＷ構造の発光層である。発光波長は赤色であり、５９０～７００ｎｍである。第３活性層１６はＩｎＧａＮからなる障壁層とＩｎＧａＮからなる井戸層７を交互に１～７ペア積層させた構造である。より好ましくは１～５ペア、さらに好ましくは１～３ペアである。また、第２活性層１４のペア数と等しいか少ないことが好ましく、少ないことがより好ましい。

【0033】

保護層１７は、第３活性層１６上に設けられた半導体層である。保護層１７は、活性層を保護するとともに、電子ブロック層としても機能する層である。保護層１７は、第３活性層１６の井戸層よりもバンドギャップの広い材料であればよく、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮなどである。保護層１７の厚さは、２．５～５０ｎｍが好ましく、より好ましくは５～２５ｎｍである。保護層１７に不純物をドープしてもよく、Ｍｇをドープしてもよい。その場合、Ｍｇ濃度は１×１０^１８～１０００×１０^１８ｃｍ^－３とするのがよい。

【0034】

保護層１７の一部領域はエッチングされて溝が設けられ、保護層１７から第２中間層１５に達する第３溝３２、第１中間層１３に達する第２溝３１、ｎ層１１に達する第１溝３０が設けられている。第１溝３０、第２溝３１、第３溝３２の平面パターンは図２の通りである。第１溝３０は、ＬＥＤディスプレイ素子の外周領域に、その外周に沿った環状のパターンに設けられている。第２溝３１や第３溝３２は、第１溝３０で囲われる領域内において、一方の端から順に、溝の設けられていない領域、第３溝３２、第２溝３１、溝の設けられていない領域、第３溝３２、第２溝３１、の順に繰り返してストライプ状のパターンに設けられている。よって、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子では、各ピクセルは溝によって区切られておらず、半導体層が連続的に設けられている。

【0035】

ｐ層１８は、保護層１７上、第３溝３２の底面に露出する第２中間層１５上、および第２溝３１の底面に露出する第１中間層１３上に連続して膜状に設けられた半導体層であり、基板１０側から順に第１層、第２層で構成されている。以下、ｐ層１８のうち、保護層１７上の領域をｐ層１８Ａ、第２中間層１５上の領域をｐ層１８Ｂ、第１中間層１３上の領域をｐ層１８Ｃと呼ぶことにする。第１層は、ｐ－ＧａＮ、ｐ－ＩｎＧａＮが好ましい。第１層の厚さは１０～５００ｎｍが好ましく、より好ましくは１０～２００ｎｍ、さらに好ましくは１０～１００ｎｍである。第１層のＭｇ濃度は１×１０^１９～１００×１０^１９ｃｍ^－３とするのがよい。第２層は、ｐ－ＧａＮ、ｐ－ＩｎＧａＮが好ましい。第２層の厚さは２～５０ｎｍが好ましく、より好ましくは４～２０ｎｍ、さらに好ましくは６～１０ｎｍである。第２層のＭｇ濃度は１×１０^２０～１００×１０^２０ｃｍ^－３とするのがよい。

【0036】

なお、実施形態１では、ｐ層１８は保護層１７上、第２中間層１５上、第１中間層１３上に連続して設けているが、それぞれ分離して設けてもよい。また、ｐ層１８Ａと保護層１７との間、ｐ層１８Ｂと第２中間層１５との間、およびｐ層１８Ｃと第１中間層１３との間には、保護層１７と同様の構成の再成長層を設けたり、電子ブロック層を設けたりしてもよい。電子ブロック層は、電子が第３活性層１６を超えてｐ層１８側に入らないようにブロックする層である。電子ブロック層はＧａＮやＡｌＧａＮの単層でもよいし、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮのうち２以上を積層させた構造や、ＡｌＧａＮなどを組成比のみ替えて積層させた構造であってもよい。また、超格子構造としてもよい。電子ブロック層の厚さは、たとえば５～５０ｎｍであり、Ｍｇ濃度は、たとえば１×１０^１９～１００×１０^１９ｃｍ^－３である。

【0037】

ｎ電極２０は、第１溝３０の底面に露出するｎ層１１上に設けられた電極である。ｎ電極２０は、図２のように、ＬＥＤディスプレイ素子の外周に沿った矩形の環状のパターンである。ｎ電極は１つであり、各ピクセル、各サブピクセルに共通の電極となっている。ｎ電極２０は反射率（ＧａＮからｎ電極２０に光が入射したときの反射率、以下特に断りのない限り、ｎ電極２０の反射率について同様）の低い構造となっている。ｎ電極２０のより詳細な構成や材料については後述する。

【0038】

ｐ電極２１Ａ～２１Ｃは、ｐ層１８Ａ～１８Ｃ上にそれぞれ分離して設けられた電極である。また、ピクセルとなる領域上に、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃを一組としてそれぞれ設けられている。また、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃはそれぞれサブピクセルとなる領域上に設けられている。各活性層のうち、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃ直下の領域が発光部となる。つまり、第３活性層１６のうちｐ電極２１Ａ直下の領域（ｐ電極２１Ａに対向する領域）が赤色発光して赤のサブピクセルとなり、第２活性層１４のうちｐ電極２１Ｂ直下の領域（ｐ電極２１Ｂに対向する領域）が緑色発光して緑のサブピクセルとなり、第１活性層１２のうちｐ電極２１Ｃ直下の領域（ｐ電極２１Ｃに対向する領域）が青色発光して青のサブピクセルとなる。ｐ電極２１Ａ～２１Ｃは反射率（ＧａＮからｐ電極２１Ａ～２１Ｃに光が入射したときの反射率、以下特に断りのない限り、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率について同様）の低い構造となっている。ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの詳細な構成や材料については後述する。

【0039】

３．ｎ電極２０の構成
次に、ｎ電極２０の構成について詳細に説明する。図３は、ｎ電極２０の構成を示した図である。図３のように、ｎ電極２０は、ｎ層１１上に接して設けられたｎコンタクト層２０１と、ｎコンタクト層２０１上に設けられたｎ側低反射層２０２と、ｎ側低反射層２０２上に設けられたｎ側接合層２０３と、を有している。

【0040】

ｎコンタクト層２０１は、ｎ層１１に対してオーミックコンタクトし、ｎ電極２０のｎ層１１に対するコンタクト抵抗を低減するために設ける層である。ｎコンタクト層２０１の材料は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉなどである。

【0041】

ｎ側低反射層２０２は、光透過金属膜２０２Ａと透明導電膜２０２Ｂを交互に２ペア以上積層させたものである。好ましくは２～６ペアである。光透過金属膜２０２Ａは、光を透過する厚さに設定された金属膜である。このｎ側低反射層２０２によってｎ電極２０の反射率を低減している。また、光透過金属膜２０２Ａ、透明導電膜２０２Ｂのいずれも導電性材料であり、ｎ側低反射層２０２全体としても導電性を有している。

【0042】

ｎ側低反射層２０２によってｎ電極２０の光の反射率が低減される理由は次の通りである。第１に、ｎ側低反射層２０２では、ｎ層１１とｎコンタクト層２０１との界面での反射と、ｎコンタクト層２０１とｎ側低反射層２０２との界面での反射と、ｎ側低反射層２０２の各層界面での反射とが、全体として弱め合うようにしているためである。第２に、ｎ側低反射層２０２の各光透過金属膜２０２Ａが光を吸収するためである。光透過金属膜２０２Ａのそれぞれの厚さは薄くても、トータルでは十分な厚さとなっているため、光を十分に吸収させることができる。

【0043】

光透過金属膜２０２Ａの材料は、たとえば、Ｃｒ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、ＴｉＮなどである。可視光、特に発光波長に対して吸収率が高く、反射率が低い材料が好ましい。光透過金属膜２０２Ａは合金であってもよく、たとえば上に挙げた金属元素を主とする合金であってもよい。複数の光透過金属膜２０２Ａは全て同一材料であってもよいが、異なっていてもよい。

【0044】

透明導電膜２０２Ｂの材料は、可視光、特に発光波長に対して透過率が高く、導電性の高い透明導電性酸化物であればよい。たとえばＩＴＯ、ＩＺＯなどである。複数の透明導電膜２０２Ｂは全て同一材料であってもよいが、異なっていてもよい。

【0045】

ｎ側低反射層２０２の最初の層（最もｎコンタクト層２０１側の層）は、透明導電膜２０２Ｂが好ましい。ｎコンタクト層２０１とｎ側低反射層２０２との界面での光の反射が増えるので、その反射をｎ側低反射層２０２の各層界面での反射と打ち消すようにすることで、ｎ電極２０の反射をより低減することができる。ｎ側低反射層２０２の最後の層（最上層でありｎ層１１側から最も離れた層）は光透過金属膜２０２Ａでも透明導電膜２０２Ｂでもどちらでもよい。

【0046】

また、ｎ電極２０の反射率を低減するために、最もｎ層１１側の光透過金属膜２０２Ａの厚さは、最もｎ層１１側の透明導電膜２０２Ｂの厚さよりも薄く形成されていてもよい。同様に、ｎ側低反射層２０２の総厚さは、ｎコンタクト層２０１よりも厚く形成されていてもよい。

【0047】

また、光透過金属膜２０２Ａは、光を透過（たとえば可視光の範囲で透過率が５％以上）する厚さの金属膜である。たとえば光透過金属膜２０２Ａは１００ｎｍ以下とする。光を透過しない厚さとすると、それよりも後段のｎ側低反射層２０２側に光が透過せず、後段の構造が機能しない可能性があるためである。ただし、ｎ側低反射層２０２の最後の層（ｎ層１１側から最も離れた層）を光透過金属膜２０２Ａとする場合には、最後の層の光透過金属膜２０２Ａを光不透過金属膜２０２Ｃとし、光を透過しない厚さたとえば１００ｎｍよりも厚くしてもよい。

【0048】

ｎコンタクト層２０１およびｎ側低反射層２０２の各層の厚さは、ｎ電極２０の反射率の入射角依存性や波長依存性が次の範囲を満たすように設定されていることが好ましい。波長依存性については、入射角０°（垂直入射）の場合に可視光（波長４００～７００ｎｍ）の範囲において最大反射率が５％以下、好ましくは３％以下である。入射角依存性については、第１活性層１２、第２活性層１４、第３活性層１６の発光波長の光に対し入射角が１６°以下の範囲において最大反射率が１０％以下、好ましくは５％以下である。ｎコンタクト層２０１の厚さは固定して、上記を満たすようにｎ側低反射層２０２の各層の厚さを設定してもよい。

【0049】

また、ｎコンタクト層２０１およびｎ側低反射層２０２の各層の厚さは、次のように設定されていることが好ましい。まず、ｎコンタクト層２０１およびｎ側低反射層２０２の各層の厚さについての複数の組合せを設定する。そして、それら複数の組合せについて、ｎ電極２０の反射率を波長４００～７００ｎｍ、入射角０～１６°の範囲で積分する。次に、得られた複数の積分値の中で、最小積分値を抽出する。次に、得られた複数の積分値の中で、最小積分値の２倍以下となる積分値を抽出し、その積分値に対応する各層の厚さについての組合せを抽出する。このようにして抽出された各層の厚さの組合せを、ｎコンタクト層２０１およびｎ側低反射層２０２の各層の厚さとして設定する。なお、上記ではｎコンタクト層２０１およびｎ側低反射層２０２の両方を考慮しているが、ｎコンタクト層２０１の厚さは固定してｎ側低反射層２０２のみを考慮してもよい。

【0050】

ｎ側接合層２０３は、素子外部と接続する層である。ｎ側接合層２０３の材料は、ＡｕやＡｕを主とするＡｕ合金である。

【0051】

なお、ｎコンタクト層２０１を省いてｎ側低反射層２０２を直接ｎ層１１上に設けてもよい。この場合、ｎ側低反射層２０２中の最初の層（ｎ層１１と接する層）を光透過金属膜２０２Ａとするのがよい。またこの場合、光透過金属膜２０２Ａのうち最初の層の材料をｎコンタクト層２０１と同様の材料としてもよい。また、ｎコンタクト層２０１とｎ側低反射層２０２との間や、ｎ側低反射層２０２とｎ側接合層２０３との間には、金属の拡散を防止するためのバリア層などを挿入してもよい。

【0052】

４．ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの構成
次に、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの構成について詳細に説明する。図４は、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの構成を示した図である。図４のように、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃは、ｐ層１８Ａ～１８Ｃ上に接して設けられたｐコンタクト層２１１と、ｐコンタクト層上に設けられたｐ側低反射層２１２と、ｐ側低反射層２１２上に設けられたｐ側接合層２１３と、を有している。

【0053】

ｐコンタクト層２１１は、ｐ層１８Ａ～１８Ｃに対してオーミックコンタクトし、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃのｐ層１８Ａ～１８Ｃに対するコンタクト抵抗を低減するために設ける層である。ｐコンタクト層２１１の材料は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｏ／Ａｕ、Ｒｕ／Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕなどである。ここで／は積層を意味し、Ａ／ＢはＡ、Ｂの順に積層させた構造であることを意味する。

【0054】

ｐ側低反射層２１２は、光透過金属膜２１２Ａと透明導電膜２１２Ｂを交互に２ペア以上積層させたものである。好ましくは３～６ペアである。光透過金属膜２１２Ａは、光を透過する厚さに設定された金属膜である。このｐ側低反射層２１２によってｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率を低減している。また、光透過金属膜２１２Ａ、透明導電膜２１２Ｂのいずれも導電性材料であり、ｐ側低反射層２１２全体としても導電性を有している。ｐ側低反射層２１２とｎ側低反射層２０２を同一構造にしてもよい。

【0055】

ｐ側低反射層２１２によってｐ電極２１Ａ～２１Ｃの光の反射率が低減される理由は、ｎ側低反射層２０２と同様の理由である。

【0056】

光透過金属膜２１２Ａの材料、透明導電膜２１２Ｂの材料は、ｎ側低反射層２０２と同様である。ｐ側低反射層２１２の最後の層（最上層でありｎ層１１側から最も離れた層）を光透過金属膜２１２Ａとする場合には、最後の層の光透過金属膜２１２Ａを光不透過金属膜２１２Ｃとし、光を透過しない厚さ、たとえば１００ｎｍよりも厚くしてもよい。

【0057】

ｐコンタクト層２１１としてＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜を用いる場合、ｐ側低反射層２１２の最初の層（最もｐコンタクト層２１１側の層）は、光透過金属膜２１２Ａが好ましい。ｐコンタクト層２１１とｐ側低反射層２１２との界面での光の反射が増えるので、その反射をｐ側低反射層２１２の各層界面での反射と打ち消すようにすることで、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射をより低減することができる。ｐ側低反射層２１２の最後の層（最上層）は光透過金属膜２１２Ａでも透明導電膜２１２Ｂでもどちらでもよい。

【0058】

ｐコンタクト層２１１およびｐ側低反射層２１２の各層の厚さは、ｎコンタクト層２０１、ｎ側低反射層２０２と同様である。ただし、ｐ層１８はｎ層１１に比べてコンタクトを取りづらいため、ｐコンタクト層２１１の厚さをコンタクトが取れる厚さに固定した上で、ｐ側低反射層２１２の各層の厚さについて、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率の入射角依存性や波長依存性がｎ電極２０と同様の条件を満たすように設定されていてもよい。

【0059】

すなわち、ｐ側低反射層２１２の各層の厚さは、次のように設定されていてもよい。まず、ｐ側低反射層２１２の各層の厚さについての複数の組合せを設定する。そして、それら複数の組合せについて、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率を波長４００～７００ｎｍ、入射角０～１６°の範囲で積分する。次に、得られた複数の積分値の中で、最小積分値を抽出する。次に、得られた複数の積分値の中で、最小積分値の２倍以下となる積分値を抽出し、その積分値に対応する各層の厚さについての組合せを抽出する。このようにして抽出された各層の厚さの組合せを、ｐ側低反射層２１２の各層の厚さとして設定する。

【0060】

また、ｐ電極２０の反射率を低減するために、最もｐ層１８側の光透過金属膜２１２Ａの厚さは、最もｐ層１８側の透明導電膜２１２Ｂの厚さよりも薄く形成されていてもよい。同様に、ｐ側低反射層２１２の総厚さは、ｐコンタクト層２１１よりも厚く形成されていてもよい。

【0061】

また、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率を低減するために、最もｎ層１１側の光透過金属膜２１２Ａの厚さは、最もｎ層１１側の透明導電膜２１２Ｂの厚さよりも薄く形成されていてもよい。同様に、ｐ側低反射層２１２の総厚さは、ｐコンタクト層２１１よりも厚く形成されていてもよい。

【0062】

ｐ側接合層２１３は、ｎ側接合層２０３と同様であり、素子外部と接続する層である。

【0063】

なお、ｐコンタクト層２１１とｐ側低反射層２１２との間や、ｐ側低反射層２１２とｐ側接合層２１３との間には、金属の拡散を防止するためのバリア層などを挿入してもよい。

【0064】

５．ＬＥＤディスプレイ素子の動作について
次に、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子の動作について説明する。実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子では、あるピクセルのｐ電極２１Ａとｎ電極２０の間に電圧を印加することで第３活性層１６のうちｐ電極２１Ａ直下の領域から赤色の光を発光させることができ、あるピクセルのｐ電極２１Ｂとｎ電極２０の間に電圧を印加することで第２活性層１４のうちｐ電極２１Ｂ直下の領域から緑色の光を発光させることができ、あるピクセルのｐ電極２１Ｃとｎ電極２０の間に電圧を印加することで第１活性層１２のうちｐ電極２１Ｃ直下の領域から青色の光を発光させることができる。これらの各色の発光は独立に制御することができ、青色、緑色、赤色のうち２以上を同時に発光させることもできる。このように、実施形態のＬＥＤディスプレイ素子では、電圧を印加する電極の選択によって所望のピクセルの青、緑、赤の発光（つまり各サブピクセルの発光）を制御することができ、フルカラーのディスプレイとして利用することができる。

【0065】

ここで、あるサブピクセルから発光した光の一部は、直接、あるいは素子内部で反射してｐ電極２１Ａ～２１Ｃやｎ電極２０に向かう。また、素子外部から素子内部に入射する外来光にはｐ電極２１Ａ～２１Ｃやｎ電極２０に向かうものも存在する。低反射層を用いない従来のｐ電極２１Ａ～２１Ｃやｎ電極２０の場合、３０％程度の反射率があり、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃやｎ電極２０によって光の一部は反射され、発光していない領域に向かう光が存在した。そのため、発光していないピクセルが発光しているように見えたり、十分に暗くならなかったりする問題があった。

【0066】

これに対し実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子では、ｎ電極２０やｐ電極２１Ａ～２１Ｃにｎ側低反射層２０２、ｐ側低反射層２１２を設けており、非常に反射率の低い構造となっている。そのため、ｎ電極２０やｐ電極２１Ａ～２１Ｃによる光の反射が低減されており、上記のような問題が抑制されている。また、ｎ電極２０、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃは可視光の全波長域において反射率が低く、しかもおよそ一定であるため、発光色に影響を与えることがない。その結果、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子ではディスプレイのコントラストを向上させることができ、発光していない領域が発光しているように見えることを抑制できる。

【0067】

以上、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子では、ｎ電極２０およびｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率が低いため、ｎ電極２０やｐ電極２１Ａ～２１Ｃによる光の反射が低減されている。その結果、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子によれば、ディスプレイのコントラストを向上させることができる。

【0068】

６．ＬＥＤディスプレイ素子の製造方法
次に、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子の製造工程について、図を参照に説明する。

【0069】

まず、基板１０上にｎ層１１、第１活性層１２、第１中間層１３、第２活性層１４、第２中間層１５、第３活性層１６、保護層１７を順に形成する（図５参照）。

【0070】

次に、保護層１７表面の一部領域を第２中間層１５に達するまでドライエッチングして第３溝３２を形成し、第１中間層１３に達するまでドライエッチングして第２溝３１を形成する（図６参照）。第３溝３２、第２溝３１は、第２中間層１５、第１中間層１３の中間の厚さまでエッチングすることが好ましい。

【0071】

次に、保護層１７上、第３溝３２によって露出した第２中間層１５上、および第２溝３１によって露出した第１中間層１３上に、ｐ層１８Ａ～１８Ｃを形成する（図７参照）。ｐ層１８Ａ～１８Ｃは連続させてもよいし分離させてもよい。

【0072】

次に、ｐ層１８Ｃ表面の一部領域をｎ層１１に達するまでドライエッチングして第１溝３０を形成する（図８参照）。そして、第１溝３０の底面に露出するｎ層１１上にｎ電極２０を形成し、ｐ層１８Ａ～１８Ｃ上にｐ電極２１Ａ～２１Ｃを形成する。以上によって実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子が製造される。ｎ電極２０、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃはどちらを先に形成してもよい。

【0073】

ｎ電極２０やｐ電極２１Ａ～２１Ｃの形成において、成膜はスパッタや蒸着を用い、パターン形成はリフトオフを用いる。成膜はスパッタが好ましい。ｎ電極２０やｐ電極２１Ａ～２１Ｃにおける各層を凹凸なく平坦に形成することができ、透明導電膜２０２Ｂ、２１２Ｂの透明性を向上させることができる。

【0074】

一般に、ｐ層１８Ａ～１８Ｃはｎ層１１に比べて電極のコンタクトを取りにくい。そのため、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃを形成する場合、ｐ層１８Ａ～１８Ｃ上にｐコンタクト層２１１を形成した後、アニールを行ってｐ層１８Ａ～１８Ｃとのコンタクト抵抗を下げ、その後にｐ側低反射層２１２、ｐ側接合層２１３を順に積層するとよい。また、このとき、位置ずれや寸法ずれがあってもｐコンタクト層２１１上にｐ側低反射層２１２を形成できるように、ｐ側低反射層２１２の幅をｐコンタクト層２１１の幅よりも狭くするとよい。一方、ｎ電極２０は、ｎコンタクト層２０１形成後、ｎ側低反射層２０２の形成前にアニールを行わなくてもよい。

【0075】

また、ｎ側低反射層２０２、ｎ側接合層２０３と、ｐ側低反射層２１２、ｐ側接合層２１３を同一構造とすれば、これらを同一工程で同時に形成することもできる。また、ｎ側低反射層２０２、ｐ側低反射層２１２の一部を同一構造として、その一部を同時に形成してもよい。

【0076】

たとえば、ｎ側低反射層２０２とｐ側低反射層２１２を光透過金属膜２０２Ａ、２１２Ａを最初の層とする同一構造とし、ｎ電極２０からｎコンタクト層２０１を省くことで、以下のように同時形成してもよい。まず、ｐ層１８Ａ～１８Ｃ上にｐコンタクト層２１１を形成してアニールを行う。次に、ｎ層１１上にｎ側低反射層２０２、ｎ側接合層２０３、ｐコンタクト層２１１上にｐ側低反射層２１２、ｐ側接合層２１３を同時に形成する。

【0077】

（実験例）
実験例１
次に、実施形態１のｎ電極２０に関するシミュレーション結果を説明する。

【0078】

実験例１－１
ＧａＮ層上にｎコンタクト層２０１、ｎ側低反射層２０２、ｎ側接合層２０３が順に積層されたｎ電極２０について、ＧａＮ層からｎ電極２０に入射した光の反射率をシミュレーションによって算出した。ｎコンタクト層２０１はＴｉ、ｎ側低反射層２０２はＩＴＯとＴｉを交互に３ペア積層させた構造とし最初の層をＩＴＯとした。ｎ側接合層２０３はＡｕとし厚さは無限とした。そして、ｎ電極２０の反射率を波長（範囲４００～７００ｎｍ）と入射角（範囲０～１６°）で積分し、積分値が最も小さくなるようにｎコンタクト層２０１とｎ側低反射層２０２の各層の厚さについて設定した。

【0079】

図９は、ｎ電極２０の各層の厚さの表（図９（ａ））と、ｎ電極２０の反射率の波長依存性を示したグラフ（図９（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図９（ｂ）のグラフのように、波長４００～７００ｎｍの可視光領域で反射率は１％以下であった。また、入射角０～１６°の範囲において、可視光領域では反射率１％以下であった。

【0080】

実験例１－２
実験例１－１においてｎコンタクト層２０１をＴｉ、ｎ側低反射層２０２をＩＴＯとＷを交互に３ペア積層させた構造であって最初の層をＩＴＯとした構造に置き換え、同様にシミュレーションを行った。そして、実験例１－１と同様にｎコンタクト層２０１とｎ側低反射層２０２の各層の厚さについて設定した。

【0081】

図１０は、ｎ電極２０の各層の厚さの表（図１０（ａ））と、ｎ電極２０の反射率の波長依存性を示したグラフ（図１０（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図１０（ｂ）のグラフのように、波長４００～７００ｎｍの可視光領域で反射率は１％以下であった。また、入射角０～１６°の範囲において、可視光領域では反射率１％以下であった。

【0082】

実験例１－３
実験例１－１においてｎコンタクト層２０１をＶ、ｎ側低反射層２０２をＩＴＯとＴａを交互に２ペア積層させた構造であって最初の層をＩＴＯとした構造に置き換え、実験例１－１と同様にシミュレーションを行った。そして、実験例１－１と同様にｎコンタクト層２０１とｎ側低反射層２０２の各層の厚さについて設定した。

【0083】

図１１は、ｎ電極２０の各層の厚さの表（図１１（ａ））と、ｎ電極２０の反射率の波長依存性を示したグラフ（図１１（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図１１のグラフのように、波長４００～７００ｎｍの可視光領域において７００ｎｍの極近傍の領域を除いて反射率は１％以下であった。また、入射角０～１６°の範囲において、可視光領域における７００ｎｍの極近傍の領域を除いて反射率は１％以下であった。

【0084】

実験例１－４
実験例１－３におけるｎ側低反射層２０２の最上層（Ｔａの層）を３９６．６ｎｍから１００ｎｍに変更した。それ以外の各層の厚さは図１１の表から変更していない。この場合に反射率を算出した。

【0085】

図１２は、ｎ電極２０の各層の厚さの表（図１２（ａ））と、ｎ電極２０の反射率の波長依存性を示したグラフ（図１２（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図１２に示すように図１１に対して反射率の変化はなかった。Ｔａを１００ｎｍとしても十分に厚く、光の透過がないため、反射率にも影響しなかったものと考えられる。

【0086】

実験例２
次に、実施形態１のｐ電極２１Ａ～２１Ｃに関するシミュレーション結果を説明する。

【0087】

実験例２－１
ＧａＮ層上にｐコンタクト層２１１、ｐ側低反射層２１２、バリア層、ｐ側接合層２１３が順に積層されたｐ電極２１Ａ～２１Ｃについて、ＧａＮ層側から光を入射した場合の反射率をシミュレーションによって算出した。ｐコンタクト層２１１はＩＴＯで厚さ１００ｎｍ、ｐ側低反射層２１２はＴｉとＩＴＯを交互に４．５ペア積層させた構造とし最初の層と最後の層をＴｉとした。バリア層はＰｔとし厚さを１００ｎｍとした。ｎ側接合層２０３はＡｕとし厚さは無限とした。そして、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率を波長（範囲４００～７００ｎｍ）と入射角（範囲０～１６°）で積分し、その積分値が最も小さくなるようにｐ側低反射層２１２の各層の厚さについて設定した。ただし、ｐ側低反射層２１２の最後の層（Ｔｉ）は厚さを１００ｎｍに固定した。

【0088】

図１３は、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表（図１３（ａ））と、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率の波長依存性を示したグラフ（図１３（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図１３（ｂ）のグラフのように、波長４００～７００ｎｍの可視光領域のうち、４００ｎｍ極近傍を除いた領域で反射率は１％以下であり、ほぼ全域で反射率１％以下であった。また、入射角０～１６°の範囲において、可視光領域ではほぼ全域で反射率１％以下であった。

【0089】

実験例２－２
実験例２－１においてバリア層を省き、ｐ側低反射層２１２を４．５ペアから３．５ペアに変更し、実験例２－１と同様にシミュレーションを行った。ただし、ｐ側低反射層２１２の最後の層（Ｔｉ）は厚さを固定せずパラメータとした。そして、実験例２－１と同様にｐ側低反射層２１２の各層の厚さについて設定した。

【0090】

図１４は、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表（図１４（ａ））と、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率の波長依存性を示したグラフ（図１４（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図１４（ｂ）のグラフのように、波長４００～７００ｎｍの可視光領域において反射率は２％以下であった。また、入射角０～１６°の範囲において、可視光領域では７００ｎｍの極近傍の領域を除いて反射率は２％以下であった。

【0091】

実験例２－３
実験例２－１において、ｐ側低反射層２１２をＣｒとＩＴＯを交互に４ペア積層させ最後にＴｉを積層させた構造に変更し、実験例２－１と同様にシミュレーションを行った。実験例２－１と同様にｐ側低反射層２１２の最後の層（Ｔｉ）の厚さは１００ｎｍに固定した。そして、実験例２－１と同様にｐ側低反射層２１２の各層の厚さについて設定した。

【0092】

図１５は、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表（図１５（ａ））と、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率の波長依存性を示したグラフ（図１５（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図１５（ｂ）のグラフのように、波長４００～７００ｎｍの可視光領域において反射率は２％以下であった。また、入射角０～１６°の範囲において、可視光領域では反射率２％以下であった。

【0093】

実験例２－４
実験例２－３において、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃのうちｐコンタクト層２１１から数えて９番目の層（ＩＴＯ）と１０番目の層（Ｔｉ）、および１１番目の層（Ｐｔ）を省いた。それ以外の各層の厚さは図１５の表から変更していない。この場合に実験例２-１と同様に反射率を算出した。

【0094】

図１６は、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの各層の厚さの表（図１６（ａ））と、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率の波長依存性を示したグラフ（図１６（ｂ））である。反射率の波長依存性は入射角０°のときである。図１６（ｂ）のグラフのように図１５（ｂ）に対して反射率の変化はなかった。ｐ電極２１Ａ～２１Ｃのうちｐコンタクト層２１１から数えて８番目の層（Ｃｒ）が１７７．７ｎｍと厚く、これよりも後段の層に光が透過しないため、９～１１番目の層を省いても反射率に影響しなかったものと考えられる。

【0095】

実験例１、２の結果、ｎ電極２０、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃにｎ側低反射層２０２、ｐ側低反射層２１２を設けることにより、ｎ電極２０、ｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率を非常に低くできることが分かった。また、ｎ側低反射層２０２、ｐ側低反射層２１２の各層の厚さの設定の結果、光透過金属膜２０２Ａ、２１２Ａの厚さが光を透過しないほど厚い場合には、その層の厚さを光が透過しない程度に薄くしても反射率に影響しないことが分かった。また、ｎ側低反射層２０２、ｐ側低反射層２１２の各層の厚さの設定の結果、途中の光透過金属膜２０２Ａ、２１２Ａについて光が透過しないほど厚い場合には、それよりも後段の層は省略しても反射率に影響しないことが分かった。

【0096】

（変形例）
実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子は、青、緑、赤のサブピクセル一組を１ピクセルとしたフルカラーのディスプレイであるが、単色や２色などのディスプレイにも適用できる。また、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子では、３つのサブピクセルが各色を直接発光するものであるが、他の任意の方式でフルカラー化を実現してよい。たとえば、蛍光体などで波長変換する方式としてもよい。具体的には、青と緑はマイクロＬＥＤによる発光とし、赤は青を蛍光体によって波長変換する方式としてもよい。また、紫外線を発光するマイクロＬＥＤとし、紫外線を青色、緑色、赤色の各色に変換する方式でもよい。

【0097】

また、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子では、微細化や製造コスト低減のためにピクセル間やサブピクセル間に溝を設けていないが、溝を設けてもよい。ただし、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子は、ピクセル間、サブピクセル間を溝で分離しない構造に好適である。溝で分離しない構造の場合、活性層の側面が露出しないため、側面を吸収膜で覆ってコントラストを高めることが難しい。そのため、クロストークなどによりコントラストの低下が一層顕著となる。そのような場合でも、実施形態１のようにｎ電極２０やｐ電極２１Ａ～２１Ｃの反射率を低減すればコントラストを高めることができる。

【0098】

また、実施形態１のＬＥＤディスプレイ素子では、ｎ電極２０とｐ電極２１Ａ～２１Ｃの両方に低反射層（ｎ側低反射層２０２、ｐ側低反射層２１２）を設けているが、一方にのみ低反射層を設けてもよい。ただし、コントラスト向上のためには実施形態１のように両方に設けることが好ましい。

【0099】

また、実施形態１では半導体材料としてＩＩＩ族窒化物半導体を用いているが、本発明は他の半導体材料を用いる場合にも適用できる。

【符号の説明】

【0100】

１０：基板
１１：ｎ層
１２：第１活性層
１３：第１中間層
１４：第２活性層
１５：第２中間層
１６：第３活性層
１７：保護層
１８：ｐ層
２０：ｎ電極
２１Ａ～２１Ｃ：ｐ電極
２０１：ｎコンタクト層
２０２：ｎ側低反射層
２０２Ａ、２１２Ａ：光透過金属膜
２０２Ｂ、２１２Ｂ：透明導電膜
２０３：ｎ側接合層
２１１：ｐコンタクト層
２１２：ｐ側低反射層
２１３：ｐ側接合層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】