特許 7348520 発光装置及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-12

(45)【発行日】2023-09-21

(54)【発明の名称】発光装置及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/38 20100101AFI20230913BHJP

   H01L 33/44 20100101ALI20230913BHJP

   H01L 33/06 20100101ALI20230913BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20230913BHJP

   G09F 9/33 20060101ALI20230913BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

H01L33/38

H01L33/44

H01L33/06

H01L33/48

G09F9/33

G09F9/30 348A

G09F9/30 338

G09F9/30 349C

G09F9/30 349Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019229616

(22)【出願日】2019-12-19

(65)【公開番号】P2020107887

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2022-11-21

(31)【優先権主張番号】P 2018240457

(32)【優先日】2018-12-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119301

【弁理士】

【氏名又は名称】蟹田 昌之

(72)【発明者】

【氏名】丸谷 幸利

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２４９４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０１６２０１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０－９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電型半導体層と、活性層と、第２導電型半導体層と、がこの順に積層された半導体積層体と、
前記活性層及び前記第２導電型半導体層を被覆する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層の側面を連続的に囲んで配置され、前記第１導電型半導体層の側面と接続された第１導電層と、
前記第１導電層と、前記活性層と、前記第２導電型半導体層とを被覆し、前記第２導電型半導体層の上方に設けられ前記第２導電型半導体層を露出させる孔を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜を介して前記第１導電層の前記第２導電型半導体層側に位置する端部を連続的に被覆し、前記孔を通じて前記第２導電型半導体層の上面と接続された第２導電層と、を備える発光装置。

【請求項2】

前記第１導電層は、上面視において前記半導体積層体が配置された領域の外側に位置する第１パッド部を有し、
前記第２導電層は、上面視において前記半導体積層体が配置された領域の外側に位置する第２パッド部を有し、
前記第１パッド部上に設けられた第１金属部と、
前記第２パッド部上に設けられた第２金属部と、を備える請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記半導体積層体と、前記第１金属部と、前記第２金属部と、を覆うように設けられた遮光性を有する樹脂層を備え、
前記第１金属部及び前記第２金属部の一部は、前記半導体積層体の上方において、前記樹脂層から露出している請求項２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記活性層は、前記第１導電型半導体層の上面に設けられた第１の井戸層と、前記第１導電型半導体層の側面に設けられ、前記第１の井戸層の外縁に接続される第２の井戸層と、を含み、
前記第１の井戸層の膜厚は、前記第２の井戸層の膜厚よりも厚い請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項5】

前記半導体積層体が設けられた基板を備え、
前記基板は、上面視において、前記半導体積層体が設けられた領域に対応する位置に開口部を有し、
前記開口部内に波長変換部材が設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項6】

前記波長変換部材は、母材と蛍光体を含み、
前記蛍光体は、前記母材中において、前記半導体積層体側に偏在している請求項５に記載の発光装置。

【請求項7】

請求項５又は６に記載の発光装置が実装基板上に配列されている表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置及び表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１、２には、従来の発光装置に比べて小さな発光装置を多数配列した表示装置が開示されている。このような表示装置は、高輝度、高コントラスト比、長寿命、フレキシブル化等の優れた特性が期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２６２９９３

【文献】特開２０１８－７８２７９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような表示装置においては、発光装置が配置された発光部同士の間隔が非常に小さく、隣接する発光部間で光のクロストークが生じるおそれがある。特許文献１、２では、隣接する発光部が共通の透明基板または透明な半導体層を有し、その部分を導光する光の存在により、隣接する画素間において光のクロストークが発生する。このような隣接する発光部間で生じる光のクロストークは、コントラスト比の低下や混色などの原因となり、表示装置の性能向上を妨げる。

【0005】

そこで、本発明は、発光装置を複数配置したときに生じる光のクロストークの発生を抑制できる発光装置及び表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以上の目的を達成するために、本発明の実施形態に係る発光装置は、第１導電型半導体層と、活性層と、第２導電型半導体層と、がこの順に積層された半導体積層体と、前記活性層及び前記第２導電型半導体層を被覆する第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層の側面を連続的に囲んで配置され、前記第１導電型半導体層の側面と接続された第１導電層と、前記第１導電層と、前記活性層と、前記第２導電型半導体層とを被覆し、前記第２導電型半導体層の上方に設けられ前記第２導電型半導体層を露出させる孔を有する第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜を介して前記第１導電層の前記第２導電型半導体層側に位置する端部を連続的に被覆し、前記孔を通じて前記第２導電型半導体層の上面と接続された第２導電層と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

発光装置の光出射領域を小さくし、光出射領域とその周囲の非発光領域との界面での急な輝度変化を実現でき、光の取り出し効率を向上できる。さらに、発光装置を複数配列した表示装置において光のクロストークを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】実施形態１に係る発光装置のマスクパターンを形成した基板の第１主面側の概略平面図である。

【図1B】図１ＡのＩＢ－ＩＢ線における概略断面図である。

【図2A】実施形態１に係る発光装置の島状の半導体積層体の概略平面図である。

【図2B】図２ＡのＩＩＢ－ＩＩＢ線における概略断面図である。

【図3A】実施形態１に係る発光装置の島状の半導体積層体を覆うマスクパターンを除去した後の概略平面図である。

【図3B】図３ＡのＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線における概略断面図である。

【図4A】実施形態１に係る発光装置の半導体積層体を覆うマスク層を形成した後の概略断面図である。

【図4B】図４ＡのＩＶＢ－ＩＶＢ線における概略断面図である。

【図5A】実施形態１に係る発光装置の島状の半導体積層体の第１接続領域を露出した後の概略断面図である。

【図5B】図５ＡのＶＢ－ＶＢ線における概略断面図である。

【図6A】実施形態１に係る発光装置の第１絶縁膜を形成した後、半導体積層体の第１接続領域を再露出したときの概略平面図である。

【図6B】図６ＡのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線における概略断面図である。

【図7A】実施形態１に係る発光装置の第１導電層を形成した後の概略平面図である。

【図7B】図７ＡのＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線における概略断面図である。

【図7C】実施形態１に係る発光装置の第１導電層の上面正投影図である。

【図8A】実施形態１に係る発光装置の第２導電層を形成後の概略平面図である。

【図8B】図８ＡのＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ線における概略断面図である。

【図8C】実施形態１に係る発光装置の第２導電層の上面正投影図である。

【図9A】実施形態１に係る発光装置の第１金属部及び第２金属部を形成した後の概略平面図である。

【図9B】図９ＡのＩＸＢ－ＩＸＢ線における概略断面図である。

【図10】実施形態１に係る発光装置の金属部形成の変形例を示す概略断面図である。

【図11A】実施形態１に係る樹脂層を形成後の概略平面図である。

【図11B】図１１ＡのＸＩＢ－ＸＩＢ線における概略断面図である。

【図12A】実施形態１に係る発光装置の基板の第２主面を研削研磨し基板に開口部を形成した後の概略平面図である。

【図12B】図１２ＡのＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ線における概略断面図である。

【図13A】実施形態１に係る発光装置の蛍光体含有透光性樹脂を充填した後の概略平面図である。

【図13B】図１３ＡのＸＩＩＩＢ－ＸＩＩＩＢ線における概略断面図である。

【図14A】実施形態１に係る発光装置の個片化後の概略平面図である。

【図14B】図１４ＡのＸＩＶＢ－ＸＩＶＢ線における概略断面図である。

【図15A】実施形態４に係る表示装置の概略回路図である。

【図15B】実施形態４に係る表示装置の部分拡大概略平面図である。

【図15C】図１５ＢのＸＶＣ－ＸＶＣ線における概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。本発明は、以下に示す実施形態の組合せを含みうる。また、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張や簡略化していることがある。さらに、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、重複した説明は適宜省略する。

【0010】

＜実施形態１＞
基板１０として、半導体層を成長することができるものを用いる。例えば、Ｓｉ単結晶からなる基板１０を成長基板として用いる。Ｓｉからなる基板１０は、第１主面１１である（１１１）面と、第１主面１１に対向する第２主面１２である（－１－１－１）面を有する。第１主面１１上に、ＣＶＤ、フォトリソグラフィー、ＲＩＥ等の半導体ウェハープロセス技術を用いて、半導体層を選択エピタキシャル成長させるためのマスクパターン２１を形成する。マスクパターン２１の開口部に第１主面１１が露出する。図１Ａ、１Ｂに示すように、マスクパターン２１の直径が、例えば、上面視において、約１～５０μｍ、好ましくは約１～１０μｍ、さらに好ましくは約１～３μｍの円形である複数の開口部を有する。複数の開口部は周期が、例えば、約５～１００μｍ、好ましくは約５～５０μｍ、さらに好ましく約５～１０μｍで正方格子状に配列されている。

【0011】

マスクパターン２１の開口部から露出する第１主面１１に、ＡｌＮバッファ層３１をＭＯＣＶＤ法により形成する。その後、ＡｌＮバッファ層３１上に、ｎ型のＧａＮ層等を含む第１導電型半導体層４０、多重量子井戸層を含む活性層５０、ｐ型のＧａＮ層等を含む第２導電型半導体層６０を順次結晶成長する。このような結晶成長により、第１導電型半導体層４０と、活性層５０と、第２導電型半導体層とを有する島状の半導体積層体７０が複数形成される。第１導電型半導体層４０、活性層５０、及び第２導電型半導体層６０は、例えば、Ａｌ_ｘＩｎ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ+ｙ≦１）の組成を有している。１つの半導体積層体７０の上面視における形状は、例えば、矩形状、六角形状とすることができる。また、１つの半導体積層体７０の上面視における大きさは、例えば、矩形状や六角形状である場合、１辺を１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下とすることができる。半導体積層体７０は、マスクパターン２１の複数の開口部それぞれに対応する位置に形成される。各半導体積層体７０は、六方晶系のミラー指数を用いて表すと、頂面が（０００１）面、側面が｛１－１０１｝面から成る六角錐台形状である（図２Ａ、図２Ｂ）。また、六角錐形状、六角柱と六角錐台の組合せ形状、又は、六角柱と六角錐の組合せ形状でもよい。半導体積層体７０が正方晶系の場合は、（０００１）面および｛１－１０１｝面の代わりに、それぞれ（１１１）Ａ面および｛１－１０｝面となる。なお以下は、複数の半導体積層体７０のうち１つの半導体積層体７０およびその周辺領域の構造について説明する。

【0012】

活性層５０は、第１導電型半導体層４０の（０００１）面にエピタキシャル成長された多重量子井戸層である第１の井戸層５１と、第１導電型半導体層４０の｛１－１０１｝面にエピタキシャル成長された多重量子井戸層である第２の井戸層５２とを含む。図２Ｂに示すように、第１の井戸層５１は第１導電型半導体層４０の上面に設けられ、第２の井戸層５２は第１導電型半導体層４０の側面に設けられている。第１の井戸層５１と第２の井戸層５２は、第１導電型半導体層４０の上面及び側面に連続して形成され、第２の井戸層５２は第１の井戸層５１の外縁にて接続されている。第１の井戸層５１の井戸層の膜厚は、第２の井戸層５２の膜厚よりも厚い。厚い量子井戸層の方が薄い量子井戸層よりサブバンド間のエネルギー差が小さいので、第１の井戸層５１での電子と正孔の対消滅により光が放出される。第１の井戸層５１の外縁はエピタキシャル成長した結晶で覆われているので、第１の井戸層５１の外縁に表面準位は存在せず、表面準位に係る非発光遷移が第１の井戸層５１の外縁で発生しない。従って、第１の井戸層５１の外縁に第２の井戸層５２が接続されていることが好ましい。

【0013】

図３に示すように、マスクパターン２１のうち、上面視において半導体積層体７０と重なる位置に設けられていないマスクパターン２１をウェットエッチングで除去する。このとき、結晶成長のときにマスクパターン２１上に形成された不要な結晶がある場合には、マスクパターン２１と同時に除去される。そして、図４Ａ、４Ｂに示すように、半導体積層体７０と第１主面１１を連続して覆うＲＩＥマスク層８１形成する。

【0014】

半導体積層体７０の側面下部領域に設けられたマスク層８１をＲＩＥで除去しつつ、第２導電型半導体層６０の一部および第２の井戸層５２の一部を除去する。これにより、図５Ａ、５Ｂに示すように、第１導電型半導体層４０の側面の一部を第２導電型半導体層６０及び第２の井戸層５２から露出させる。第２導電型半導体層６０及び第２の井戸層５２から露出した第１導電型半導体層４０は、後述する第１導電層１１０と接続される半導体積層体７０の第１接続領域７１である。その後、マスク層８１を全て除去する。

【0015】

半導体積層体７０および第１主面１１を連続して覆う第１絶縁膜９１を形成する。第１絶縁膜９１には、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン等を用いることができる。その後、半導体積層体７０の第１接続領域７１上に位置する第１絶縁膜９１をＲＩＥで選択的に除去し、図６Ａ、６Ｂに示すように、第１接続領域７１を第２導電型半導体層６０及び第２の井戸層５２から再度露出させる。第１接続領域７１は、島状の半導体積層体７０の側面下部領域を連続的に囲む（図６Ａ）。第１絶縁膜９１は、第２導電型半導体層６０と第２の井戸層５２との短絡を防ぐために設けられ、第２導電型半導体層６０及び第２の井戸層５２の表面を少なくとも覆って設けられる。

【0016】

第１導電層１１０は、半導体積層体７０の側面下部領域に設けられる。半導体積層体７０の第１接続領域７１上と第１絶縁膜９１の一部の領域上に、第１導電層１１０を形成する。第１導電層１１０の形成には、周知の半導体ウェハープロセス技術を用いることができる。第１導電層１１０は、図７Ａ～７Ｃに示すように、半導体積層体７０の上面視において、半導体積層体７０の外側に位置する第１絶縁膜９１の上まで延伸して形成され、半導体積層体７０の側面下部領域を連続的に囲んで設けられる。第１導電層１１０は、第１接続領域７１で第１導電型半導体層４０と電気的に接続される。第１導電層１１０は、第１半導体接続部１１１と、第１延伸部１１２と、第１パッド部１１３とを有する。第１半導体接続部１１１は、第１接続領域７１で第１導電型半導体層４０と接続される部分である。第１パッド部１１３は、後述する第１金属部１３１が設けられる部分であり、上面視において半導体積層体７０が配置された領域の外側に位置する。第１延伸部１１２は、第１半導体接続部１１１と第１パッド部１１３とを繋ぐ部分である。

【0017】

第１導電層１１０は、半導体積層体７０との導通を確保しつつ、半導体積層体７０から発せられる光を反射する機能を有する。このような効果を得るために、第１導電層１１０には、高い光反射性と導電性を有する金属材料を用いることが好ましい。第１導電層１１０には、例えば、銀、アルミニウム、及びロジウムまたはこれらの金属材料を含む合金層を含む多層膜を用いることが好ましい。第１導電層１１０の膜厚は、半導体積層体７０から発せられる光が透過しない程度以上が好ましい。例えば、第１導電層１１０を、１００ｎｍ以上とすることができ、好ましくは、１００～５００ｎｍとすることができる。なお、複数の半導体積層体７０を設ける場合、第１導電層１１０を、隣接する他の半導体積層体７０にまで延在して設けてもよい。例えば、第１導電層１１０により、２つの半導体積層体７０を直列接続してもよい。後述の第２導電層１２０についても、第１導電層１１０と同様である。

【0018】

第１導電層１１０と、活性層５０及び第２導電型半導体層６０を被覆する第１絶縁膜９１とを被覆する第２絶縁膜９２を形成する。その後、第２導電型半導体層６０の上方に位置する第１絶縁膜９１及び第２絶縁膜９２の一部を除去し、第１絶縁膜９１及び第２絶縁膜９２を貫通する孔を形成する。第２導電型半導体層６０の一部は、その孔から露出している。第２絶縁膜９２は、第１導電層１１０と第２導電層１２０との短絡を防ぐために設けられる。第２絶縁膜９２は、上述した第１絶縁膜９１と同様の材料を用いることができる。第２絶縁膜９２は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体層を複数積層した誘電体多層膜としてもよい。例えば、酸化シリコン層と酸化チタン層とを交互に積層し、半導体積層体７０からの光が反射されるように設計した誘電体多層膜を用いることができる。

【0019】

図８Ａ～８Ｃに示すように、第２絶縁膜９２に設けられた孔から露出した第２導電型半導体層６０と、上面視において半導体積層体７０の外側に位置する第２絶縁膜９２の一部の領域上に連続する第２導電層１２０を形成する。第２導電型半導体層６０と第２導電層１２０が電気的に接続された領域が半導体積層体７０の第２接続領域７２である。第２導電層１２０は、第２絶縁膜９２を介して第１導電層１１０の第２導電型半導体層６０側に位置する端部を連続的に被覆して形成される。さらに、上面視において半導体積層体７０の外側に延在し、第１主面１１上に設けられた第１絶縁膜９１上及び第２絶縁膜９２を被覆して形成される。第２導電層１２０は、第２半導体接続部１２１、第２延伸部１２２と第２パッド部１２３を有する。第２半導体接続部１２１は、第２接続領域７２で第２導電型半導体層６０と接続される部分である。第２パッド部１２３は、後述する第２金属部１３２が設けられる部分であり、上面視において半導体積層体７０が配置された領域の外側に位置する。第２延伸部１２２は、第２半導体接続部１２１と第２パッド部１２３とを繋ぐ部分である。

【0020】

第１導電層１１０を覆う第２絶縁膜９２の上に第２導電層１２０を形成することにより、第１導電層１１０及び第２導電層１２０のパターンの位置合わせを、１つの絶縁膜上に第１導電層１１０及び第２導電層１２０のパターンを形成する場合に比べ、容易に行うことができる。半導体積層体７０の上面及び側面が光反射性の第１導電層１１０及び第２導電層１２０で被覆されることにより、半導体積層体７０から発せられる光が半導体積層体７０の上面及び側面で反射される。その結果、主な光取り出し面である半導体積層体７０の下面へ光を向かわせ、光取り出し効率を向上させることができる。また、半導体積層体７０の側面からの漏れ光を抑制することができる。半導体積層体７０の上面及び側面が隙間なく光反射性の第１導電層１１０及び第２導電層１２０で覆われることが好ましい。半導体積層体７０の側面が第１主面１１に対して傾斜していることが好ましい。これにより、活性層５０から発せられた光は、半導体積層体７０の傾斜した側面に入射し、第１導電層１１０や第２導電層１２０により反射されるため、第１導電型半導体層４０の下面方向へ向かわせることができる。そのため、発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。第２導電層１２０を、隣接する他の半導体積層体７０にまで延在して設けてもよい。例えば、第２導電層１２０により、２つの半導体積層体７０を直列接続してもよい。

【0021】

第１パッド部１１３上に位置する第２絶縁膜９２に開口部を形成し、第１パッド部１１３を露出させる。図９Ａ、９Ｂに示すように、露出した第１パッド部１１３上にそれぞれ第１金属部１３１を形成し、第２パッド部１２３上に第２金属部１３２を形成する。第１金属部１３１および第２金属部１３２は、例えば、実装基板上に設けられた配線に発光装置を実装したときに、半導体積層体７０へ配線を介して電力を供給する通電経路となる。実装基板上には複数の発光装置をｎ行ｍ列の配列（ｎ、ｍは１以上の整数）で配列してもよい。第１金属部１３１および第２金属部１３２は、電気伝導率の高い金属を用いることが好ましく、例えば、銅を用いることができる。第１金属部１３１及び第２金属部１３２は、例えば、マスキング方式の部分めっきにより形成することができる。

【0022】

上面視において、半導体積層体７０の外側に、通電経路となる第１金属部１３１及び第２金属部１３２を形成することで、半導体積層体７０の上面視における面積に依存することなく第１金属部１３１及び第２金属部１３２と配線との接続面積を決めることができるため、配線との接続面積を容易に確保することができる。また、第１金属部１３１及び第２金属部１３２を配線に接続する際に生じる熱や機械的応力が、半導体積層体７０に直接加わらないので、半導体積層体７０への負荷を軽減できる。第１金属部１３１および第２金属部１３２の形状を異なる形状とし、カソードとアノードとの識別を容易とすることができる。

【0023】

なお、別の形態として、図１０に示すように、通電経路となる第１金属部１３１及び第２金属部１３２のめっき形成と同時に、半導体積層体７０の上方に第３金属部１３３が形成されてもよい。半導体積層体７０の上方の第３金属部１３３は、ヒートシンクと熱的に接続することで、半導体積層体７０で発生する熱を逃がす放熱経路として機能させることができる。

【0024】

図１１Ａ、１１Ｂに示すように、第１金属部１３１、第２金属部１３２、第２導電層１２０、と第２絶縁膜９２、を覆う遮光性を有する第１の樹脂層１４１を形成する。その後、第１の樹脂層１４１を研削研磨により平坦化して、第１金属部１３１および第２金属部１３２を第１の樹脂層１４１から露出させる。第１金属部１３１および第２金属部１３２の側面は第１の樹脂層１４１で覆われている。第１の樹脂層１４１は、第２導電層１２０と第１導電層１１０との隙間から漏れる光および第２導電層１２０および第１導電層１１０を透過する光を反射または遮光し、半導体積層体７０からの漏れ光を抑制するために設けられる。第１の樹脂層１４１から露出した第１金属部１３１および第２金属部１３２の上面が、配線との接続面（以下、「通電面」と呼ぶことがある。）となる。また、配線との接続面となる第１金属部１３１および第２金属部１３２の上面に、配線との接続方法に応じて、例えば半田層やＩｎ／Ａｕマイクロバンプのような接続バンプなどの接続部材を適宜設けてもよい。

【0025】

第１の樹脂層１４１には、絶縁性を有する樹脂に光反射性物質が含有された樹脂層を用いることができる。樹脂には、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。光反射性物質には、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等を用いることができる。第１の樹脂層１４１は、例えば、コンプレッションモールディング技術やトランスファーモールド技術を用いて形成することができる。

【0026】

図１２Ａ、１２Ｂに示すように、第１の支持体１５１に、基板１０上に半導体積層体７０が設けられたウェハーの第１の樹脂層１４１が設けられた側を貼り付ける。半導体積層体７０の成長に選択エピタキシャル成長を用いた結果、基板１０全体に半導体層をエピタキシャル成長させた場合に比べて、ウェハーの反りが抑制されている。このため、第１の支持体１５１とウェハーとの貼り合せが容易である。

【0027】

ウェハーの底面である基板１０の第２主面１２側から研削研磨し、例えば基板１０の厚みを約１０μｍ～５０μｍになるまで基板１０を薄くする。研削研磨した後、第２主面１２に、例えば、メタルクロムと酸化クロムからなる低反射率を有する金属膜を形成してもよい。このような金属膜を形成することにより、基板１０の第２主面１２における反射率を低下させ黒色とし、発光素子の点灯時と発光素子の消灯時とのコントラスト差が大きくさせることができるので、表示装置に好適である。

【0028】

図１２Ａ、１２Ｂに示すように、基板１０のうち半導体積層体７０が設けられた領域に位置する基板１０を除去し、基板１０に開口部１６０を形成する。基板１０の開口部１６０は、半導体積層体７０が設けられた領域に対応する位置に設けられる。開口部１６０には、第１導電型半導体層４０が露出している。基板１０の除去には、半導体ウェハープロセス技術、例えば、フォトリソグラフィーとＩＣＰ－ＲＩＥを用いる。さらに、第１導電型半導体層４０を露出させるために、マスクパターン２１とＡｌＮバッファ層３１を除去する。基板の開口部１６０の平面視形状は、例えば六角形である。基板１０の開口部１６０が、半導体積層体７０からの光が主に取り出される光出射面となる。基板の開口部１６０の平面視は、六角形に替えて、円形など他の形状とすることもできる。

【0029】

図１３Ａ、１３Ｂに示すように、基板１０の開口部１６０に波長変換部材１７０を充填する。基板１０の開口部１６０に充填され、硬化された波長変換部材１７０は、蛍光体を含有する透光性樹脂である。波長変換部材１７０は、母材と蛍光体を含んでいる。波長変換部材１７０の母材は、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂のような光を透過する樹脂やシリカのような光を透過する無機材料である。波長変換部材１７０に含有される蛍光体は、例えば、量子ドット蛍光体、ガーネット系蛍光体（例えばＹＡＧ：Ｃｅ、ＬＡＧ：Ｃｅ）、酸化物蛍光体（例えばＹＰＶＯ₄:Ｅｕ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１４Ｏ_２４：Ｅｕ）、酸窒化物蛍光体（例えばＳｉ_６－ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８－ｚ：Ｅｕ（０＜Ｚ＜４．２））、窒化物系蛍光体（例えばＣＡＳＮ、ＳＣＡＳＮ）、フッ化物蛍光体（例えばＫ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体等が挙げられる。

【0030】

基板１０の開口部１６０内部に充填された波長変換部材１７０の母材中において、蛍光体を半導体積層体７０側に、例えば遠心沈降等の手法を用いて、偏在させることができる。基板１０の開口部１６０に波長変換部材１７０を配置した後、その波長変換部材１７０上に透明樹脂を配置することもできる。さらに基板１０の開口部１６０の側面に光反射性の部材を設けてもよい。このような部材を設けることにより、波長変換部材１７０のうち蛍光体密度の低い領域、あるいは基板１０の開口部１６０内で透明樹脂を配置した領域は、いわゆるライトパイプの機能を有する。基板１０の開口部１６０を均一な光源とする場合には、基板１０の開口部１６０の平面視形状を六角形、四角形、または三角形とすると好適である。

【0031】

基板１０および第１の樹脂層１４１を切断し、第１の支持体１５１を剥がし、図１４Ａ、１４Ｂに示す個片化した発光装置とする。

【0032】

本実施形態によれば、光を発する活性層５０を含む島状の半導体積層体７０の上面及び側面が、第１導電型半導体層４０に接続された第１導電層１１０、第２導電型半導体層６０に接続された第２導電層１２０、及び第１の樹脂層１４１により覆われた発光装置を製造することができる。さらに、第１導電層１１０は、第１導電型半導体層４０の側面を連続的に囲んで配置され、その第１導電層１１０の第２導電型半導体層６０側に位置する端部が第２導電層１２０により連続的に被覆されている。このような発光装置は、半導体積層体７０からの光のうち半導体積層体７０の上面及び側面に向かう光を反射できるため、半導体積層体７０の上面及び側面からの漏れ光を抑制しつつ、光取り出し効率を向上させることができる。したがって、本実施形態に係る発光装置を基板１０上に複数配列した表示装置においては、発光装置が配置された発光部間で生じるクロストークの発生を抑制することができる。
発光装置の光出射側に配置された波長変換部材１７０の周囲が、遮光性を有するＳｉからなる基板１０で囲まれることにより、出射する光の広がりが抑制できるので、エタンデュの小さい光源とできる。

【0033】

＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１において発光装置の光出射側に配置された波長変換部材１７０の周囲を囲むＳｉからなる基板１０の代わりに、遮光性を有する第２の樹脂層１４２を用いる。

【0034】

具体的には、基板１０の第２主面１２側を研削研磨した後、島状の半導体積層体７０が設けられた領域に対応した位置に基板１０を柱状に残されるように、他の領域に位置する基板１０を除去する。島状の半導体積層体７０と柱状に残された基板１０の間の第１絶縁膜９１を残して、他の領域の第１絶縁膜９１を除去する。

【0035】

柱状に残された基板１０、第１導電層１１０、第２導電層１２０、および第１の樹脂層１４１を全面覆う第２の樹脂層１４２を形成する。第２の樹脂層１４２に用いる樹脂として、例えばカーボンブラックなどの黒色顔料を添加して着色したエポキシ樹脂を用いることができる。

【0036】

その後、第２の樹脂層１４２を研削研磨することにより、柱状の基板１０の一部を第２の樹脂層１４２から露出させる。

【0037】

第２の樹脂層を研削研磨することにより露出した基板１０をエッチング除去し、第２の樹脂層１４２に開口部を形成する。この第２の樹脂層１４２の開口部は、上面視において、半導体積層体７０が設けられた領域に対応している。そして、第２の樹脂層１４２の開口部内に波長変換部材１７０を設ける。上面視において、第１パッド部１１３と第１金属部１３１とが導通する導通面および第２パッド部１２３と第２金属部１３２とが導通する導通面が位置する領域に遮光性を有する第２の樹脂層１４２が設けられる。第２の樹脂層１４２の表面における反射率は低く黒色となるため、発光素子点灯時と発光素子消灯時とのコントラスト差を大きくでき表示装置に好適である。

【0038】

第２の樹脂層１４２および第１の樹脂層１４１を切断し、第１の支持体１５１を剥がし、個片化する。

【0039】

＜実施形態３＞
実施形態３では、実施形態１の成長基板としてＳｉからなる基板１０の代わりに、サファイアとＡｌ_ｕＩｎ_ｖＧａ_{１－ｕ－ｖ}Ｎ層（０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１、ｕ+ｖ≦１）からなる基板１０をウェハーとして用いる。例えば、サファイアからなる基板１０のｃ面上にＧａＮ低温バッファ層、Ａｌ_ｕＩｎ_ｖＧａ_{１－ｕ－ｖ}Ｎ層を順次積層する。

【0040】

Ａｌ_ｕＩｎ_ｖＧａ_{１－ｕ－ｖ}Ｎ層がサファイア基板のｃ面上に積層されたウェハーは、サファイア基板のｃ面上の全面にＡｌ_ｕＩｎ_ｖＧａ_{１－ｕ－ｖ}Ｎ層を形成したウェハーでもよいし、サファイア基板のｃ面上の全面にＡｌ_ｕＩｎ_ｖＧａ_{１－ｕ－ｖ}Ｎ層を形成した後、フォトリソグラフィー法とＲＩＥなどのエッチング技術を用い、サファイア基板のｃ面上に複数の島状のＡｌ_ｕＩｎ_ｖＧａ_{１－ｕ－ｖ}Ｎ層を配列させたウェハーでもよいし、サファイア基板のｃ面上に選択エピタキシャルにより複数の島状のＡｌ_ｕＩｎ_ｖＧａ_{１－ｕ－ｖ}Ｎ層を配列形成したウェハーでもよい。

【0041】

基板１０上に半導体積層体７０を選択的にエピタキシャル成長させた後、第１の支持体１５１へ貼り合せるまでの工程は、実施形態１と基本的に同様であるため適宜説明を省略する。その後、例えばレーザーリフトオフを用いて、基板１０を除去し、バッファ層等をＲＩＥにより除去する。基板１０を除去した面に、遮光性を有する第２の樹脂層１４２を形成し、半導体積層体７０が設けられた領域に対応する位置に第１導電型半導体層４０が露出する開口部を形成する。

【0042】

第２の樹脂層１４２の開口部に波長変換部材１７０を充填し、第２の樹脂層１４２および第１の樹脂層１４１を個片化予定線に沿って切断し、第１の支持体１５１を剥がすことで個片化する。

【0043】

＜実施形態４＞
実施形態１と同様の工程により、図１３Ｂに示すように、第１の支持体１５１に複数の発光装置が貼り付けられた構造体を準備する。その後、波長変換部材１７０側に支持部材を貼り付け、第１の支持体１５１を剥がす。

【0044】

例えば、ガラス基板上に、マトリックス状に第１金属部１３１及び第２金属部１３２のそれぞれに対応する複数のＴＦＴ素子２５２と通電ＰＡＤを配置したＴＦＴ付配線基板２５０を準備する。

【0045】

図１５Ｂに示すように、複数の発光装置をマトリックス状に配置する。図１５Ｃに示すように、ＴＦＴ付配線基板２５０の通電ＰＡＤと、第１金属部１３１及び第２金属部１３２とを接合する。接合には、表面活性化接合、熱圧着、半田接合、接着剤による接合等の方法を用いることができる。上面視において、第１金属部１３１及び第２金属部１３２の導通面の面積を半導体積層体７０の面積よりも大きくすることで、位置合わせおよび接合が容易となる。

【0046】

さらに、図１５Ａに示すように、映像信号処理回路２１０に接続された列方向駆動回路２２０および行方向駆動回路２３０の電源線（図示せず）、アドレス線、信号線、グランド線（図示せず）とＴＦＴ付配線基板２５０の発光装置のアノード、ＴＦＴ素子２５２のゲート、ＴＦＴ素子２５２のソース、ＴＦＴ素子２５２のドレイン等とをそれぞれ接続し、複数の発光装置を個別点灯制御可能な表示装置２００とする。

【0047】

本実施形態における発光装置は、活性層５０を含む島状の半導体積層体７０が、第２導電層１２０および第１導電層１１０と、第１の樹脂層１４１で覆われ、かつ発光装置の光出射側に配置された波長変換部材１７０の周囲が遮光性部材であるＳｉからなる基板１０で囲まれている。発光部となる隣接する島状の半導体積層体７０間におけるクロストークが防止され、表示装置のコントラスト比を高くできる。

【0048】

上面視において、接合される部分となる金属部の通電面が配置される領域に半導体積層体７０が設けられていないため、金属部の通電面に接合の際に生じる熱や機械的応力が半導体積層体７０へ伝わりにくくできる。したがって、半導体積層体７０の劣化を抑制できる。図１５Ｂに示すように、第１金属部１３１及び第２金属部１３２の直下を除く領域にＴＦＴ素子２５２を設ける。これにより、金属部の通電面に接合の際に生じる熱や機械的応力がＴＦＴ素子２５２へ伝わりにくくできるので、ＴＦＴ素子２５２の劣化を抑制できる。なお実施形態４においては、複数の発光装置を同時にＴＦＴ付配線基板２５０に接合する例を説明したが、複数の発光装置をＴＦＴ付配線基板２５０に時期をずらして接合する場合にも、前述した効果を得ることができる。

【0049】

＜実施形態５＞
実施形態４と同様の工程により、発光装置の基板１０の開口部１６０から、赤色光が出射される表示装置、緑色光が出射される表示装置、青色光が出射される表示装置を準備する。そして、これら三種類の表示装置と、コリメートレンズ、ダイクロイックプリズム、投射レンズ等と組合せて、プロジェクターを構成する。

【0050】

このように構成されたプロジェクターによれば、出射される光の広がりが抑制され、エタンデュの小さい表示装置を用いていることで、光の利用効率の高いプロジェクターとすることができる。

【符号の説明】

【0051】

１０ 基板
１１ 第１主面
１２ 第２主面
２１ マスクパターン
３１ ＡｌＮバッファ層
４０ 第１導電型半導体層
５０ 活性層
５１ 第１の井戸層
５２ 第２の井戸層
６０ 第２導電型半導体層
７０ 半導体積層体
７１ 第１接続領域
８１ マスク層
９１ 第１絶縁膜
９２ 第２絶縁膜
１１０ 第１導電層
１１１ 第１半導体接続部
１１２ 第１延伸部
１１３ 第１パッド部
１２０ 第２導電層
１２１ 第２半導体接続部
１２２ 第２延伸部
１２３ 第２パッド部
１３１ 第１金属部
１３２ 第２金属部
１４１ 第１の樹脂層
１４２ 第２の樹脂層
１５１ 第１の支持体
１６０ 基板の開口部
１７０ 波長変換部材
２００ 表示装置
２１０ 映像信号処理回路
２２０ 列方向駆動回路
２３０ 行方向駆動回路
２５０ ＴＦＴ付配線基板
２５２ ＴＦＴ素子

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図15C】