[发明专利]发光元件、制造发光元件的方法以及发光装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2011年10月26日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-234637以及2011年12月26日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-283570的公开内容相关的主题，在这里将所述在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及发光元件、制造该发光元件的方法以及发光装置，所述发光元件适用于例如具有2500μm²或更小发光区域的微型LED(发光二极管)。

背景技术

为将发光元件应用于打印机及显示器，已对例如发光二极管(LED)等发光元件的小型化进行了研究(例如，参见Tomohiko Sagimori等人的OKI技术综论(OKI Technical Review)第216期，第77卷，第1号(2010)以及Oki数据公司等人的新闻稿第091102号(2009))。此种LED具有层叠结构，所述层叠结构包括第一导电半导体层、有源层及第二导电半导体层。有源层(发光区域)的面积等于或小于2500μm²。

在打印机中，通过设置许多如上所述被小型化的LED并提高设置密度，可实现高分辨率。此外，通过增加LED的光量，可实现高速打印。与在打印机中一样，在显示器中，其显示图像的高分辨率是通过使LED小型化来实现的。此外，在使用自发光元件(例如LED)的显示器中，其响应速度高于液晶显示器的响应速度，并能够降低其耗电量。

然而，随着发光元件向小型化发展，有源层的端面处的非发光复合(nonradiative recombination)对其发光效率有更大的影响。非发光复合是如下现象：由空穴与电子结合产生的载流子不发光，而是产生热。非发光复合容易出现于有源层的端面处。非发光复合是由于在制造步骤中对有源层的端面造成损坏、有源层自身的悬挂键(dangling bond)、被吸收至端面中的杂质及/或类似情形而引起。随着发光元件向小型化发展，由如上所述的端面处的非发光复合所引起的非发光部的面积比增大，从而导致发光效率降低。

发明内容

期望提供能够抑制有源层的端面处的非发光复合并提高发光效率的发光元件、制造该发光元件的方法以及发光装置。

根据本发明的实施例，提供一种发光元件，其包括：层叠体，其依次包括第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层，所述第二导电半导体层具有光提取表面；以及复合抑制结构，其设置在所述有源层的端面附近，所述复合抑制结构的带隙大于所述有源层的带隙。

根据本发明的实施例，提供一种包括上述实施例的发光元件的发光装置。

在根据本发明实施例的发光元件及发光装置中，复合抑制结构设置在有源层的端面附近。因此，由于有源层的中心部与有源层的端面附近的部分之间存在带隙差异，因此能够抑制端面处的电子与空穴的非发光复合。有源层的端面附近的部分包括自外部与所述有源层的端面相接触的部分以及位于所述有源层内部的端部。

根据本发明的实施例，提供一种制造上述实施例的发光元件的方法，所述方法包括：形成层叠体，所述层叠体依次包括第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层，所述第二导电半导体层具有光提取表面；以及形成复合抑制结构，所述复合抑制结构设置在所述有源层的端面附近，所述复合抑制结构的带隙大于所述有源层的带隙。

根据本发明实施例的发光元件、制造发光元件的方法以及发光装置，将复合抑制结构设置在有源层的端面附近。因此，能够抑制有源层的端面处的非发光复合。相应地，能够增大发光面积并提高发光效率。

应理解，以上整体说明与下文详细说明均为示例性的，并旨在提供对所要求保护的技术的进一步解释。

附图说明

包含附图是为了进一步理解本发明，这些附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图例示本发明的实施例并与本说明书一起用于解释技术原理。

图1A及图1B表示本发明第一实施例的发光元件的构造。

图2A、图2B及图2C是按步骤次序表示图1A及图1B所示发光元件的制造方法的剖视图。

图3A、图3B及图3C是表示图2C所示步骤之后的步骤的剖视图。

图4A及图4B表示发光元件的尺寸与其发光强度之间的关系。

图5A及图5B表示比较示例的发光元件的构造。

图6表示图1A及图1B所示发光元件的光致发光(photo luminescence，PL)图像的强度线轮廓。