GaN系UV-LED励起に基づく新規フルカラー・フラットパネルディスプレイの開発

开发基于GaN基UV-LED激发的新型全彩平板显示器

基本信息

批准号：
12750290
负责人：
佐藤祐一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は、提案する新規フラット・パネルディスプレイの実現において最も重要な事項である、大面積化が可能な基板上でのGaN系薄膜の成長に関して検討を行った。ディスクリート紫外線発光ダイオードによる蛍光体の励起特性に関する予備実験を行い、4000cd/m2以上の高輝度な可視発光が得られたことから、紫外線発光ダイオードアレイの発光は単結晶基板上に成長したGaN系単結晶薄膜による高効率発光ダイオードに対し10分の1程度でも十分にデバイス化が可能であると判断した。したがって、GaN系薄膜の成長に用いる基板としては単結晶を用いて高品質の単結晶薄膜を作製しなくとも良いと考え、大面積化、フレキシブル、軽量、安価などの利点を有する多結晶Ti金属箔を選択した。金属箔の場合、金属板に対してさらに圧延などの工程が加わっており、金属板とは多少異なる結晶状態となっているが、このような金属箔上に直接GaN薄膜を成長した場合には、下地の結晶状態の影響により結晶性の良好なGaN薄膜は得られなかった。これに対し、GaN薄膜を高温で成長した後もアモルファスの状態を保つ中間層を金属箔との間に挿入することで結晶配向性の優れたGaN薄膜を得ることができた。しかし、この中間層材料はSiO2であり、金属箔をGaN薄膜に対して直接電極として使おうとする場合には支障が生じる。これを避けるために、金属箔としてアモルファス金属箔を用いることを試み、GaN薄膜をその上に成長した。その結果、アモルファス中間層を用いた場合と同様なc軸優先配向性を有するGaN薄膜が得られ、下地がアモルファスであることの有効性が確認された。また、作製した各薄膜の電気的光学的特性がデバイス化にとって重要であるが、光学的特性の評価としてフォトルミネセンス測定を行った。GaN薄膜に関しては主として可視光領域のディープレベル発光のみが見られた。一方、GaNに対してInを混合することにより紫外光領域のバンド端発光が見られるようになり、さらに、SiO2中間層を用いてTi箔上に成長したInGaN薄膜からは強いバンド端発光が見られた。電気的特性の評価および制御に関しては今後進めなければならないが、このような多結晶の金属箔上に成長した場合でも、短波長領域の発光が見られるGaN系薄膜を得ることが可能であることを確認できた。

申请人检查了可以使底物更大的基板上基于GAN的薄膜的生长，这是实现拟议的新平板显示屏的最重要问题。 We conducted a preliminary experiment on the excitation characteristics of the phosphor using discrete ultraviolet light emitting diodes, and obtained high brightness visible emission of 4000 cd/m2 or more, and determined that the ultraviolet light emitting diode array could be sufficiently made into a device even if it was about one tenth of the light emitting diodes made of GaN-based single crystal thin films grown on a single crystal基材。因此，人们认为不必使用单晶产生高质量的单晶薄膜，作为用于生长基于GAN的薄膜的底物，而PolyCrystalline Ti Metal Foil具有大面积，柔韧性，轻质重量和低成本等优点。在金属箔的情况下，将诸如滚动的过程施加到金属板上，从而导致与金属板的晶体状态略有不同，但是当直接在这样的金属箔上生长gan薄膜时，由于下层基础的结晶状态的影响，无法获得具有良好结晶度的gan薄膜。相反，通过在高温下生长Gan薄膜后，通过在金属箔之间插入中间层，从而获得了具有出色晶体取向的GAN薄膜。但是，这种中间层的材料是SIO2，当金属箔直接用作Gan薄膜的电极时，这是一个问题。为了避免这种情况，尝试将无定形的金属箔试图用作金属箔和gan薄膜。结果，获得了与使用无定形中间层相同的C轴优先取向的GAN薄膜，并确认了基础碱的有效性。此外，每种制造的薄膜的电气和光学特性对于设备形成很重要，但是进行了光致发光测量以评估光学性能。对于Gan薄膜，仅观察到可见光区域的深层发射。另一方面，通过与GAN混合，观察到紫外线区域中的带缘发射，并使用SIO2中间层从Ti Foil上生长的Ingan薄膜观察到了强带边缘发射。尽管将来必须对电性能进行评估和控制，但已确认即使在这种多晶金属箔上生长，也可以获得可以在短波长区域发出光的基于GAN的薄膜。