JP2000315062A

JP2000315062A - 平面表示装置

Info

Publication number: JP2000315062A
Application number: JP12542299A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Ichikawa; 昌和市川; Masao Tamura; 誠男田村; Eiichi Maruyama; 瑛一丸山; Yuichi Hiroyama; 雄一廣山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細、小型軽量の色彩平面表示装置を実現す
る。【解決手段】シリコン基板１上に複数の窒化ガリウム系
の半導体発光素子と、上記複数の半導体発光素子からの
紫外線によって上記半導体発光素子を構成する層上に直
接形成された蛍光体１０を励起されるするように構成さ
れ、上記複数の蛍光体１０は上記発光によって励起され
ることにより複数の色相を得るように配列形成された平
面表示装置。また、上記複数の半導体発光素子の選択及
び輝度を制御する表示制御回路が上記基板１上に形成さ
れる。【効果】紫外線によって上記半導体発光素子を構成する
層上に直接形成された蛍光体を励起するので、高輝度、
小型軽量の表示装置ができ、また半導体製造プロセスに
よって実現できるため、製造が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平面表示装置、更に
詳しくいえば、複数の発光素子を同一基板上に集積して
構成した高輝度、軽量、小型の平面表示装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、色彩表示ができる平面表示装置に
は、カラー液晶ディスプレイ、カラープラズマディスプ
レイ、電界放射型ディスプレイを始め種々なものが知ら
れている。しかし、それぞれ一長一短であり、特に移動
の容易さすなわち携帯容易性、消費電力、輝度、製造の
容易性（製造コスト）の点等で全てを満足するものはま
だ実現されていない。例えば、カラー液晶ディスプレイ
は、平面型で、携帯容易であるが、応答が遅く、視野角
が狭い。また、半導体プロセスで実現できず、製造コス
トが高い。カラープラズマディスプレイは、大型平面表
示装置には適しているが、携帯容易性に乏しく、高電圧
を必要とし、また、製造においても放電ガスの注入等必
要とし製造コストが高い。また現在開発中の電界放射型
ディスプレイは、平面型、高解像度、低消費電力とされ
ているが、現段階では輝度が低く、信頼性に乏しい。平
面型であるが、電子放射源と蛍光体との間に電子の移動
空間を必要とし、厚さが十分に薄いとは言えない。

【０００３】なお、比較的小型で、輝度の高い平面表示
装置である電界放射型ディスプレイについては、日経エ
レクトロニックス、１９９６年、１月（６５４号）第８
６−１０３頁に記載さている。また、従来の色彩表示装
置の特徴を比較したものが、工業所有権雑誌、「発明」
１９９８年、１１月号、第５０頁ないし５３頁に記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来知られている平面表示装置より更に薄型に形成
でき、半導体プロセスに若干の簡単な製造プロセスを付
加することにより高精細度かつ小型軽量の平面表示装置
を提供することである。

【０００５】本発明の他の目的は、上記目的達成すると
同時に輝度が高い色彩表示ができる平面表示装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の平面表示装置は、基板上に複数の半導体発
光素子と、上記複数の半導体発光素子からの発光によっ
て励起され可視光に発光する複数の蛍光体層を配置して
構成され、上記複数の蛍光体層は上記発光によって励起
されることにより複数の色相を得るように配列形成され
る。

【０００７】本発明の好ましい形態では、上記複数の蛍
光体は上記半導体発光素子を構成する層上に直接形成さ
れる。カラー画像を表示する場合は、上記複数の半導体
発光素子が１画素に対し３個の半導体発光素子が配置さ
れ、上記３個の半導体発光素子のそれぞれに近接して配
置される上記蛍光体が赤、青及び緑色の発光を行う蛍光
体で構成する。

【０００８】上記半導体発光素子は、窒化ガリウムを主
成分とする発光ダイオードや半導体レーザが望ましく、
発光素子はシリコン基板上にヘテロエピキタシーによっ
て形成された窒化ガリウム系の発光素子で構成する。こ
れらの発光素子は紫外線を発光し、蛍光体を励起し輝度
の高い色彩光を得る。上記発光素子は紫外線を利用する
場合は、上記蛍光体の出力側すなわち、平面表示装置の
観察者側に可視光を透過し紫外線を阻止するフィルタを
形成する。

【０００９】平面表示装置に色彩やパターンを制御する
ため、上記複数の光素子は水平、垂直のマトリクス状に
配置され、上記表示制御回路はマトリクス状に配置され
た複数の光素子線の行又は列単位に選択する順次走査又
は光素子線群の素子単位に選択する点順次走査を行う走
査回路駆動回路を設ける。上記表示制御回路は、上記半
導体基板に形成することが、装置の小型化、製造プロセ
スの簡易化の観点から望ましい。

【００１０】本発明の平面表示装置は、半導体プロセス
によって構成される半導体発光子からの光によって、蛍
光体を励起するものであり、従来知られている電子線を
利用したものに対し明るい表示装置を実現できる。ま
た、従来のプラズマ表示装置や電界放射型ディスプレイ
のように放電空間を介して蛍光体を励起するのでなく、
半導体発光表示素子を構成する層に直接蛍光体層を形成
するので、非常に薄い発光平面を形成できると共に、殆
ど半導体プロセスによって実現され、１画素の面積を数
ミクロン平方の大きさに実現でき、高精細の平面表示装
置ができ、腕時計の表示面積に画像表示をすることもで
きる。更に基板をシリコン基板とし、発光素子の表示制
御を行う表示制御回路も発光素子と同一基板上に実現で
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】＜実施形態１＞図１は本発明によ
る平面表示装置を構成する複数の半導体発光素子の１素
子の実施形態を示す断面図である。

【００１２】シリコン（１１１）基板１の表面を絶縁性
のシリコン膜２で被覆し、選択エッチング法で窒化ガリ
ウム系発光素子のあるべき場所の酸化シリコン膜を除去
してシリコン基板表面を露出させる。この露出部の上に
トリメチルアルミニュウム及びアンモニヤを原料ガスと
した化学気相反応法（ＭＯＣＶＤ）によって窒化アルミ
ニュウム膜３を約５０Åの厚さに形成する。更にその上
にトリメチルガリウム及びアンモニヤを原料ガスとして
用いるＭＯＣＶＤ法によって窒化ガリウム膜４が形成さ
れる。窒化ガリウム膜４は通常窒素の欠損のためｎ型導
電性を示し、六方晶である。更にその上に窒化ガリウ
ム、窒化アルミニュウム、窒化インジュウムの混晶を用
いた発光層５が形成される。使用するガスはトリメチル
ガリウム、トリメチルアルミニュウム、トリメチルイン
ジュウム、アンモニヤ等である。必要に応じて微量のシ
リコン又はマグネシュウムをドープしてｎ型及びｐ型の
導電にする。発光層５は発光効率を高めるために通常は
量子井戸構造をとる。更に発光層５上にｐ型の窒化ガリ
ウム膜６が形成され、エッチングによって各素子を分離
した後、電流を供給するための電極７を窒化ガリウム膜
６に接触するように形成する。電極７は絶縁層８によっ
て発光素子との不要な接触が防止されている。電極７は
プラス電極であるが、マイナス電極はシリコン基板１と
いう共通電極になっている。この発光素子の上部には選
択塗布によって蛍光体層９が形成され、蛍光体層９上に
フィルタ膜１０が設けられている。

【００１３】フィルタ膜１０は、観察者の眼球保護のた
めの紫外線吸収体で構成する。発光素子からの近紫外光
は、大部分が蛍光体を励起するために利用されるよう
に、発光素子と蛍光体層の位置は適当に配置されなくて
はならないが、それでもなお漏洩した近紫外光が平面表
示装置を注視する人の眼球に悪影響を及ぼす恐れがあ
る。そのため平面表示装置とその観察者の間には、紫外
線吸収体を設置する必要がある。紫外線吸収体は蛍光体
上に密着したフィルター膜として形成してもよいし、平
面表示装置と観察者の間に分離した透明板のような形で
設置されてもよい。

【００１４】上記実施形態において、窒化ガリウムは禁
止帯幅３．４ｅＶの直接遷移型半導体であって、紫外線
又は電子線で励起された場合波長４００ｎｍ付近の近紫
外の発光を示す。またこの物質の禁止帯幅は窒化アルミ
ニウムとの混晶を作ることによってより広くなり、窒化
インジウムとの混晶を作ることによってより狭くなる。
更にシリコンのようなＩＶｂ族不純物の添加によってｎ
型になり、マグネシウムのようなＩＩａ族不純物の添加
によってｐ型にななるのでｐｎ接合やさまざまのヘテロ
接合を形成することができる。

【００１５】窒化ガリウムの格子定数は４．４９Åであ
り、シリコンの格子定数は５．４３Åとは約１７％の違
いがあるので、通常はシリコン基板上に直接窒化ガリウ
ムの単結晶をヘテロエピキタシーによって形成すること
が困難である。しかし、シリコンと窒化ガリウムの間に
炭化珪素あるいは窒化アルミニウム等の薄膜を介在させ
ることによってシリコン基板上に窒化ガリウムの単結晶
膜を分子線エピタキシー、または有機金属系気相成長法
を用いてヘテロエピタキシーによって形成することがで
きる。窒化ガリウム膜はシリコン基板全面に作成しても
よいし、またシリコン基板に制御回路を形成した後、必
要部分に選択的に作成してもよい。

【００１６】特に選択エピタキシャル成長を用いる場合
には、格子定数の大幅に異なる基板そのもの上に成長し
た窒化ガリウム膜よりも、基板１を例えば酸化シリコン
膜で被覆してその被覆膜の上に表面に沿って面内成長さ
せた窒化ガリウム膜の方が欠陥密度が小さくて良質であ
る。従って、シリコン基板の直上に形成された窒化ガリ
ウム膜を種結晶として被覆膜上に面内成長させた窒化ガ
リウム膜を発光素子用に利用すれば良好な素子特性が得
られる。

【００１７】窒化ガリウム結晶には安定相である六方晶
形と準安定相である立方晶形とがあるがシリコン基板の
（１１１）面上に成長させた場合は六方晶形になり易
く、（１００）面上に成長させた場合は立方晶形になり
易い傾向がある。多くの場合は六方晶と立方晶とが入り
混じったものが得られるが、このような混晶は結晶中に
素子特性を劣化させる結晶欠陥を多く含み、また発光ス
ペクトルの分散も大きくなるので、素子特性のためには
膜全体が六方晶のみであるかあるいは立方晶のみである
ことが望ましい。このような膜を得るための必要条件は
シリコン基板が（１１１）面であるか（１００）面のど
ちらかであることである。

【００１８】シリコン基板上に形成した窒化ガリウム系
発光素子の発光色を変えるためにはアルミニウムやイン
ジウムを添加して混晶を作ってもよいが、このような方
法は同一基板上に多数の発光素子を混在させることが必
ずしも容易ではない。一方。窒化ガリウム系発光素子か
らでる光が波長約４００ｎｍの近紫外光であるため、こ
の発光素子と適当な蛍光体とを組み合わせることによっ
て任意の波長の可視光を得ることができる。

【００１９】＜実施形態２＞図２は、本発明による平面
表示装置を構成する複数の発光素子の他の実施形態の断
面構造を示す図である。

【００２０】シリコン（１００）基板１１の表面を絶縁
性の酸化シリコン膜１２で被覆し、選択エッチング法で
窒化ガリウム系発光素子のを形成する場所の酸化シリコ
ン膜を選択的に除去してシリコン基板表面を露出させ
る。この露出シリコン基板表面及び酸化シリコン膜１２
上にアセチレンを原料として９００℃の基板温度で炭化
珪素膜１３を約１００Åの厚さに形成する。ヘテロエピ
キタシーによって形成された窒化ガリウム系結晶が絶縁
層表面に沿って面方向に伸延した結晶部位を発光素子の
主要部分として用い、更にその上にトリメチルガリウム
及びアンモニヤを原料ガスとして用いるＭＯＣＶＤ法に
よって絶縁性の窒化ガリウム膜１４を形成する。このた
めに膜中に微量のマグネシュウムをドープする。

【００２１】更にその上に実施の形態１と同様に窒化ガ
リウム系のｎ型層１５、発光層１６、ｐ型層１７を順次
形成する。エッチングによって各素子を分離した後、電
流を供給するための電極１８及び１９を形成する。電極
１８はｎ型層１５に接続されたマイナス電極となり、電
極１９はｐ型層１７に接続されたプラス電極となる。電
極１９は絶縁膜２０によって発光素子との不必要な接触
が防止されている。この素子の上部に選択塗布によって
蛍光体層２１が形成され、更にこの素子の上方に発せら
れる紫外光をカットするためのフィルタ膜２２が設けら
れている。

【００２２】シリコン基板１１上にはこのような構造の
発光素子がモザイク状に配列されており、表示制御回路
からの個々の発光素子への配線によって画像が表示され
るものである。この場合の駆動回路は図６に示されたも
のを用いることができる。

【００２３】上記実施形態において、酸化シリコン膜の
形成及び微量のマグネシュウムのドープは、シリコン基
板上の発光素子それぞれを基板から電気的に絶縁して形
成するためにはシリコン基板と窒化ガリウム膜の間に絶
縁膜を設ける必要があるからである。この目的のために
は真正の窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムが十分
に高抵抗であるので、通例はｎ型になり易いこれらの膜
に微量のマグネシュウムをドープする。また、シリコン
基板を酸化する形成される酸化シリコン膜もこの目的の
ために利用できる。

【００２４】特に、シリコン基板上の制御回路形成部分
を酸化シリコン膜で被覆して、特定の部分の酸化シリコ
ン膜を除去してシリコン基板を露出させ、その部分に窒
化ガリウムを選択結晶させる場合には、前述のシリコン
基板直上に成長した窒化ガリウム結晶よりも酸化シリコ
ン膜上に表面に沿って面内成長した窒化ガリウム結晶の
方が良質であるので、その結晶部位を発光素子作成に利
用して、シリコン基板直上に種結晶として成長した窒化
ガリウム結晶部位をエッチングによって除去すれば、シ
リコン基板とは酸化シリコン膜によって電気的に絶縁さ
れた発光素子群を形成することができる。

【００２５】＜実施形態３＞図３は、本発明による平面
表示装置を構成する複数の発光素子のさらに他の実施形
態の断面構造を示す図である。本実施形態は複数の発光
素子の中の隣接した３つの発光素子を基板に垂直な面で
切った断面構造を示す。

【００２６】この３つの発光素子は表示装置の１画素の
表示単位を構成し、全色彩を実現する。（１００）面を
有するシリコン基板２３の表面を絶縁性のシリコン膜２
４で被覆し、選択エッチングにより窒化ガリウム結晶の
成長開始部の酸化シリコン膜を除去してシリコン基板２
４表面を露出させる。この露出したシリコン基板２３上
及び酸化シリコン膜２４上にメタノールを原料ガスとし
て９００℃の基板温度で炭化珪素膜２５を約１００Åの
厚さに形成する。更にその上にトリメチルガリウム、ト
リメチルアルミニュウム、トリメチルインジュウム、ア
ンモニヤなどを原料ガスとして用いるＭＯＣＶＤ法によ
って窒化ガリウム膜系のｎ型層２６、発光層２７及びｐ
型層２８を順次形成する。必要に応じてｎ型ドーパント
のシリコン，ｐ型ドーパントのマグネシウムを微量不純
物として添加する。こうして形成された窒化ガリウム系
結晶の結晶性はシリコン基板２３に接して成長を開始し
た部分よりも、酸化シリコン膜２４上に面内方向に伸延
して成長した部分の方が欠陥が少なく良質であるので、
酸化シリコン膜２４上の結晶２６、２７、２８の必要な
部分だけ残しエッチングによって他の部分を除去する。

【００２７】上述のような工程によって、シリコン基板
２３上には酸化シリコン膜２４で絶縁された窒化シリコ
ン系のｎ−ｉ−ｐ構造の島がモザイク状に並ぶ。この上
全面を紫外線透過性の絶縁膜、例えば、酸化シリコン膜
２９で被覆する。その後、シリコン基板２３上の回路構
成部分の酸化シリコン２９を選択的に除去し、集積回路
作成プロセスによって走査回路を作成する。このとき、
酸化シリコン膜２４又は２９を選択除去し、ｎ型層２６
に接続するマイナス電極３０、ｐ型層２８に接続するプ
ラス電極３１を形成し、走査回路とする。

【００２８】同時に各発光素子に隣接して遮光層兼反射
膜３５を、例えばアルミニュウム膜形成する。緑色蛍光
体３２，青色蛍光体３３，赤色蛍光体３４は選択的に真
空蒸着や塗布等の方法によって窒化ガリウム発光素子上
に形成される。塗布による蛍光体の不要な部分はホトレ
ジストによるリフトオフで取り除くなどの方法で所定の
形状にする。緑色蛍光体３２，青色蛍光体３３、赤色蛍
光体３４を用いることにより、全色彩の表示が実現され
る。蛍光体３２、３３及び３４は発光素子の上面のみな
らず、側面から発せられる光によっても照射されるよう
に側面を包込むように塗布され、隣接素子には遮光層兼
反射膜３５で光の混入が防がれる。

【００２９】更に最上部に設置された紫外線カット膜３
６によって漏洩した紫外光が観測者のめ到達することを
防止する。遮光層兼反射膜３５は１個の発光素子から発
せられる光がそれぞれ特定の蛍光体領域を照射して刺激
し、他の発光素子からの紫外光を遮断する目的と、蛍光
体から発した光を観察者の方向に向けて効果的に放射さ
せる目的をもつ。窒化ガリウムから発せられる紫外光
は、基板垂直方向ばかりでなく、水平方向にも向かうた
め隣接した素子に付属した蛍光体部をも刺激して、不必
要な光を発する場合がありうる。そのため、発光素子か
らの発光の面方向の光を遮断するための不透明部分を各
素子ごとに設置することが表示装置の画質の向上のため
に望ましい。更に、不透明部分が反射板の役目をし、発
光素子からの紫外光を効果的に蛍光体に照射させると同
時に、蛍光体からの可視光を効果的に基板垂直方向に反
射するように配置し、表示装置の明るさを向上する。

【００３０】＜実施形態４＞図４は本発明による平面表
示装置の一実施形態示す概念的構成図である。

【００３１】単一のシリコン基板１上には、上述の実施
形態で示す発光素子で構成された複数の画素表示領域４
４が２次元的に、すなわち水平、垂直のマトリクス状に
配列される。また、シリコン基板１上には、水平走査回
路３９及び垂直走査回路４１、上記複数の画素表示領域
４４を選択駆動する表示制御回路、すなわち、レジスタ
３８、４０、フレームメモリ３７、走査駆動回路４２、
同期信号入力端子４３を含む表示制御回路が形成されて
いる。上記表示制御回路の構成は原理的には従来知られ
ている平面表示装置と同じである。

【００３２】画像信号の緑、赤、青信号は、フレームメ
モリ３７に格納される。フレームメモリ３７からの信号
の読み出しは、表示装置に合った読み出しをするため、
専用の読み出しＲＯＭなどで構成されるに走査駆動回路
４２で、同期信号入力端子４３からのクロック信号を用
いて水平、垂直同期信号に対応した信号を作り、水平走
査回路３９及び垂直走査回路４１を駆動する。走査駆動
は、画素単位で順次選択する点順次走査、１ライン単位
で行又は列の全画素を同時に選択する線順次走査のする
いずれでもよいが、フレーム時間が同一の場合、点順次
よりも線順次の方が単位発光素子の発光時間が長くなる
ので十分な明るさの画像を得るためには線順次方式の駆
動が望ましい。

【００３３】フレームメモリ３７から読み出された画像
信号は、レジスタ３８に加ええられ、水平走査回路３９
のドライバによって、発光素子の駆動に必要な電流信号
に変換される。表示面を構成する各画素領域４４は、図
３に示した様に、青、緑、赤の蛍光体層をもつ３個の発
光素子が含まれ、これによってフルカラーの発光表示装
置が得られる。この場合青色蛍光体を使わず、もともと
の窒化ガリウム系発光素子の発光色を青色に選んで作成
してもよい。

【００３４】蛍光体の発光強度の制御は、励起光の強度
すなわち発光素子の発光強度を制御するか、励起光の発
光時間を制御するかのどちらかで行う。なお、図１ない
し図３に示した発光素子の電流輝度特性は一定の電流値
（閾値）以上で電流の増加に対し輝度は単調増加する関
係をもつので、容易に輝度を制御できる。また、表示が
面の視覚的なチラツキを軽減するため、蛍光体の残光時
定数は表示装置のフレーム時間、すなわち発光素子の発
光周期と略同程度であるように選択されていることが望
ましい。

【００３５】前述のように、本実施形態の平面表示装置
では、表示面のみならず水平走査回路３９及び垂直走査
回路４１を含む表示制御回路が、単一の半導体基板１上
に、通常の半導体プロセスによって構成される。

【００３６】＜実施形態５＞図５は本発明による平面表
示装置の他の実施形態における走査制御を説明するため
の図である。なお、説明の簡単のために、発光素子は蛍
光体を除いた素子のみで示している。色彩表示をするた
めには、１画素を構成する３個の発光素子を同時に発光
するようにすればよい。発光光素子と発光体の発光部分
の形状は必ずしも点状（ドット）である必要はなく、た
とえば線状であってもよいが、それぞれの発光素子はシ
リコン基板上に形成された表示制御回路によってそれぞ
れ独立に発光させることができ、そのことによって任意
の色彩パターンを表示する。

【００３７】平面上に配列された発光素子群４５−１…
４５−４…の中の１個だけを発光させるためには、その
発光素子のみに電流を供給し、他の素子には電流を供給
しない走査のためのアクセス回路が必要である。発光素
子群が一方の電極を共通にもつ場合、例えば、シリコン
基板が発光素子群の共通う電極であるような場合に、発
光素子それぞれの対向電極に個別に電流を供給するよう
なアクセス回路をもつ場合である。この場合には発光素
子４５−１…４５−４…それぞれに対応するスイッチン
グトランジスタ４６−１…４６−４…を作成し、水平及
び垂直の走査回路３９、４１によってこのトランジスタ
４６のオン、オフ（発光、非発光）を制御し、シリコン
基板と絶縁された電流供給電極から発光素子に電流を供
給する。

【００３８】＜実施形態６＞図５は本発明による平面表
示装置の更に他の実施形態における走査制御を説明する
ための図である。

【００３９】本実施形態では、発光素子群４７−１…４
７−４…が共通電極をもたず、それぞれ独立の発光素子
として形成させるものである。半導体発光素子のように
電流駆動型の素子の場合、液晶表示素子などのような電
圧駆動型素子に比べて容量結合によるクロストークが発
生しにくいので、単純な走査駆動で表示が可能になる。
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明が上
記実施形態に限定されるものではない。

【００４０】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば発光素子
が半導体発光素子で構成され、発光素子のの構成層直上
に螢光体層を形成するので、半導体製造プロセスで平面
表示装置が実現できる。又、電子線やプラズマ放電で空
間を介して蛍光体を励起する従来の平面表示装置に比
べ、極めて薄い平面表示装置を構成できる。さらに紫外
線で蛍光体を励起するので、高い輝度の表示装置が実現
できる。また、走査駆動回路を同一の基板上に半導体製
造プロセスで実現できるため、小型軽量のカラー発光表
示装置を低コストで実現できる。更に、一般に、発光素
子群を走査駆動するための配線と制御回路との接続は表
示装置の精度が上がるほど困難になるが、本発明は同一
シリコン基板上に制御回路と発光素子群とを集積化して
形成することができるので配線接続上の問題は大幅に軽
減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による平面表示装置を構成する複数の半
導体発光素子の１素子の一実施形態を示す断面図

【図２】本発明による平面表示装置を構成する複数の半
導体発光素子の１素子の他の実施形態を示す断面図

【図３】本発明による平面表示装置を構成する複数の発
光素子の中の隣接した３つの発光素子の実施形態を示す
断面構造図

【図４】本発明による平面表示装置の一実施形態を示す
概念的構成図

【図５】本発明による平面表示装置の実施形態における
走査駆動の説明図

【図６】本発明による平面表示装置の実施形態における
走査駆動の説明図

【符号の説明】

１：シリコン基板、２：酸化シリコン膜、３：窒化アル
ミニウム膜、４：窒化ガリウム膜、５：発光層、６：窒
化ガリウム膜、７：電極、８：絶縁膜、９：蛍光体層、
１０：フィルタ膜、１１：シリコン基板、１２：酸化シ
リコン膜、１３：炭化珪素膜、１４：絶縁性窒化ガリウ
ム膜、１５：窒化ガリウム膜、１６：発光層、１７：窒
化ガリウム膜、１８：マイナス電極、１９：プラス電
極、２１：蛍光体層、２２：フィルタ膜、２３：シリコ
ン基板、２４：酸化シリコン膜、２５：炭化珪素膜、２
６：窒化ガリウム膜、２７：発光層、２８：窒化ガリウ
ム膜、２９：酸化シリコン膜、３０：マイナス電極、３
１：プラス電極、３２：緑色蛍光体、３３：青色蛍光
体、３４：赤色蛍光体、３５：遮光権反射膜、３６：紫
外線カット膜、３７：フレームメモリ、３８：レジス
タ、３９：水平走査回路、４０：レジスタ、４１：垂直
走査回路、４２：走査駆動回路、４３：同期信号入力端
子、４４：画素表示領域、４５：発光素子、４６：スイ
ッチングトランジスタ、４７：発光素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣山雄一茨城県つくば市花畑３−17−１天矢場ハイツＤ−202 Ｆターム(参考） 5C060 AA01 BA08 BB01 BB07 BC01 EA10 HA18 HC14 HD07 5C094 AA07 AA15 AA43 AA44 BA07 BA12 BA21 BA23 BA32 CA19 CA24 DA13 DA14 DA15 EA04 EA07 EB05 ED01 FB12 FB14 FB15 GB10 5F041 AA12 BB34 CA40 CB23 CB27 CB36 EE22 FF06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に複数の半導体発光素子と、上記複
数の半導体発光素子からの発光によってそれぞれ励起さ
れる複数の蛍光体を配置して構成され、上記複数の蛍光
体は上記発光によって励起されることにより複数の色相
を得るように配列形成された平面表示装置。
【請求項２】上記複数の蛍光体は上記半導体発光素子を
構成する層上に直接形成された請求項１記載の平面表示
装置。
【請求項３】上記複数の半導体発光素子の選択及び輝度
を制御する表示制御回路が上記基板上に形成された請求
項２記載の平面表示装置。
【請求項４】上記複数の半導体発光素子が１画素に対し
３個の半導体発光素子が配置され、上記３個の半導体発
光素子のそれぞれに近接して配置される上記蛍光体が
赤、青及び緑色の発光を行う蛍光体である請求項１、２
又は３記載の平面表示装置。
【請求項５】上記複数の半導体発光素子からの発光が紫
外線である請求項１ないし４のいずれか一に記載の平面
表示装置。
【請求項６】上記蛍光体の出力側に可視光を透過し紫外
線を阻止するフィルタを形成した請求項５記載の平面表
示装置。
【請求項７】上記基板がシリコン基板で、上記半導体発
光素子が上記シリコン基板上に形成された窒化ガリウム
系の半導体発光素子である請求項１ないし６のいずれか
一に記載の平面表示装置。
【請求項８】上記複数の半導体発光素子は水平、垂直の
マトリクス状に配置され、上記表示制御回路はマトリク
ス状に配置された複数の光素子群の行又は列単位に選択
する線順次走査又は光素子線群の素子単位に選択する点
順次走査を行う走査回路駆動回路をもつ請求項３ないし
６のいずれか一に記載の平面表示装置。
【請求項９】上記発光素子の主要部分が上記シリコン基
板の表面を絶縁層で被覆し、上記絶縁層の一部を選択的
に除去してシリコン基板を露出せしめた部分にヘテロエ
ピキタシーによって形成された窒化ガリウム系結晶が絶
縁層表面に沿って面方向に伸延した結晶部位であり、上
記シリコン基板と接して種結晶として成長した結晶部位
を選択的に除去することにより上記発光素子と上記シリ
コン基板を電気的に絶縁した請求項７ないし８のいずれ
か一に記載の平面表示装置。
【請求項１０】上記特定の蛍光体部は単一の発光素子か
らの紫外光のみを当て、他の発光素子からの紫外光を遮
断し、上記蛍光体からの光を特定の方向に向けて放射す
るため、上記蛍光体の周辺に不透明な反射膜を設けた請
求項４ないし９のいずれか一に記載の平面表示装置。
【請求項１１】上記蛍光体の残光時定数が上記表示制御
回路により駆動される上記発光素子の発光周期以下であ
る請求項１ないし１０のいずれか一に記載の平面表示装
置。