(57)【要約】【課題】高輝度、高解像度、低消費電力、薄型の表示装置および照明装置を提供する。【解決手段】赤色発光部および緑色発光部にそれぞれ赤色蛍光体５および緑色蛍光体６を設ける。赤色蛍光体５および緑色蛍光体６を粒径が励起子ボーア半径の２倍以下の結晶により構成する。赤色発光部および緑色発光部では、ＧａＮ系発光ダイオード２から発せられる青色の光により赤色蛍光体５および緑色蛍光体６を励起してそれぞれ赤色および緑色を発光する。青色発光部ではＧａＮ系発光ダイオード２から発せられる青色の光をそのまま用いる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた青色の光を発する発光素子と、
上記発光素子から発せられる光により励起される蛍光体とを有し、
上記蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなり、
上記蛍光体は赤色発光部および緑色発光部にそれぞれ設けられた赤色蛍光体および緑色蛍光体からなり、上記発光素子から発せられる光によりこれらの赤色蛍光体および緑色蛍光体が励起されてそれぞれ赤色および緑色を発光するとともに、青色発光部は上記発光素子から青色を発光するように構成されている表示装置。
【請求項２】
上記結晶の粒径が６〜１０ｎｍである請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
上記赤色蛍光体および上記緑色蛍光体を構成する結晶はＺｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ（ただし、０＜ｘ≦１）からなる請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
上記結晶が量子井戸構造を有する請求項１〜３のいずれか一項記載の表示装置。
【請求項５】
上記発光素子がアレイ状に配置されている請求項１記載の照明装置。
【請求項６】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた青色の光を発する発光素子と、
上記発光素子から発せられる光により励起される蛍光体とを有し、
上記蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなり、
上記蛍光体は赤色発光部および緑色発光部にそれぞれ設けられた赤色蛍光体および緑色蛍光体からなり、上記発光素子から発せられる光によりこれらの赤色蛍光体および緑色蛍光体が励起されてそれぞれ赤色および緑色を発光するとともに、青色発光部は上記発光素子から青色を発光するように構成されている照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置および照明装置に関し、特に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた発光素子およびこの発光素子から発せられる光により励起される蛍光体を用いた表示装置および照明装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ系半導体は直接遷移半導体であり、その禁制帯幅は１．９ｅＶから６．２ｅＶに亘っており、可視領域から紫外線領域におよぶ発光が可能な発光素子の実現が可能であることから、近年注目を集めており、その開発が活発に進められている。
【０００３】
このようなＧａＮ系発光素子を用いた装置として、全色画像表示装置が提案されている（特開平８−６３１１９号公報）。この全色画像表示装置においては、基板上に配置されたＧａＮ系発光ダイオードアレイによってそれぞれ赤、緑および青の３原色を発する蛍光体を励起するか、あるいは、ＧａＮ系発光ダイオードアレイによってそれぞれ赤および緑の蛍光体を励起し、青にはＧａＮ系発光ダイオードの発光を用いる。
【０００４】
一方、次世代の表示装置としては、高輝度かつ高解像度であることが望まれている。このうち輝度は、発光ダイオードの出力と蛍光体の量子効率とで決まるため、蛍光体としてはより量子効率の高いものが望まれる。また、解像度は画素の大きさで決まってしまうため、蛍光材料を塗布することにより蛍光面を形成する場合には、画素の大きさに合わせて蛍光体結晶粒子の大きさも小さくしなければならない。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−６３１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、一般に蛍光体結晶表面近傍は表面準位による非発光再結合が支配的になり、ほとんど発光に寄与しない。このため、蛍光体の結晶粒子を小さくしていくと量子効率は減少する。特に粒径１μｍ程度以下では、この減少が著しいと言われている。
【０００７】
また、エピタキシャル成長、真空蒸着、スパッタリングなどで蛍光材料を成膜することにより蛍光面を形成することも可能であるが、これらの方法では、屈折率が大きい蛍光体面内で導波的に光が伝搬し、光が外に放射されにくくなってしまうという不都合がある。
【０００８】
以上のような理由により、これまでは、ＧａＮ系発光素子を用いた、高輝度かつ高解像度の表示装置の実現は困難であった。
【０００９】
したがって、この発明の目的は、高輝度、高解像度、低消費電力、薄型の表示装置を提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的は、高輝度、低消費電力、薄型、全固体型の照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
結晶サイズを励起子ボーア半径程度まで小さくすると（以降このような結晶を「ナノクリスタル」と呼ぶ）、量子サイズ効果による励起子の閉じ込めやバンドギャップの増大が観測される（J.Chem.Phys.,Vol.80,No.9,p.1984)。このようなサイズの半導体には、フォトルミネッセンスにおける量子効率が大きくなるものもあることが報告されている（Phys.Rev.Lett.,Vol.72,No.3,p.416,1994 、MRSbulletin Vol.23,No.2,p.18,1998 および米国特許第５４５５４８９号）。この効果を、発光波長が量子サイズ効果で変化しないため比較しやすいＭｎドープＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｍｎ）を例にとって説明する。表１に、メタクリル酸で表面処理したＺｎＳ：Ｍｎナノクリスタルと、１μｍ以上の粒径のバルクＺｎＳ：Ｍｎ粒子とを同じ紫外線ランプによって励起したときの発光の輝度を比較して示す。表１より、ＺｎＳ：Ｍｎナノクリスタルでは、バルクＺｎＳ：Ｍｎ粒子の５倍近く高い輝度が得られていることがわかる。
【００１２】
表１
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ナノクリスタル      バルク
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
輝度    ６９ｃｄ／ｍ2     １４．２ｃｄ／ｍ2 
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
このような高い量子効果と量子サイズ効果とが物理的にどのように関係しているかは未だ明確に説明されていないが、電子−正孔対形成による振動子強度の増大、エネルギー準位の量子化による発光に寄与しない状態密度の減少、結晶格子の歪みによる発光中心付近の結晶場の変化の影響、結晶表面処理などが関係していると考えられる。これらのうちどの要素が発光効率に有効に寄与しているかは明らかではないが、以下に説明する励起子ボーア半径以下の大きさの結晶で、発光効率の増大が報告されている。ここで、励起子ボーア半径とは励起子の存在確率の広がりを示すもので、４πε0 ｈ2 ／ｍｅ2 （ただし、ε0 は材料の低周波誘電率、ｈはプランク定数、ｍは電子および正孔の有効質量から得られる換算質量、ｅは電子の電荷）で表される。例えば、ＺｎＳの励起子ボーア半径は２ｎｍ程度である。
【００１３】
最も典型的な量子サイズ効果の例としては、バンドギャップの増大が挙げられる。図１はL.E.Brusらの理論を基に計算したＺｎＳのバンドギャップの結晶サイズ依存性を示す。本来のＺｎＳのバンドギャップは約３．５ｅＶであるから、直径約８ｎｍより小さい範囲で量子サイズ効果が大きくなると予測することができる。この直径の値は励起子ボーア半径の２倍の半径を有する結晶に相当する。したがって、励起子ボーア半径の２倍以下の大きさの結晶からなる蛍光体を用いることで、量子サイズ効果の発光への寄与を利用することができる。
【００１４】
一方、表面処理をしていない結晶では、表面に存在するイオンのダングリングボンドに励起された電子が捕獲され、非発光再結合するため、発光強度が著しく減少する。例えば、表２に示すように、アクリル酸によって表面処理されたＺｎＳ：Ｍｎナノクリスタルでは、結晶表面のダングリングボンドが有効にターミネイトされ、表面処理されていない試料に比べて著しく発光強度が増大している。また、図２に示すように、ＺｎＳでキャッピングしたＣｄＳｅナノクリスタルでは、同じように結晶表面のダングリングボンドがターミネイトされているだけでなく、量子井戸構造をとることで電子−正孔対がナノクリスタル内に強く閉じ込められ、再結合する。この材料では、キャッピングのないＣｄＳｅナノクリスタルに比べ一桁以上高い発光効率が得られ、５０％程度の量子効率が得られる。
【００１５】
表２
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
表面処理    アクリル酸            無
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
輝度      ６９ｃｄ／ｍ2     ９．４ｃｄ／ｍ2 
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
蛍光体としてＺｎＳｅ量子ドットを用いた場合について説明する。本来室温ではＺｎＳｅは２．５８ｅＶのバンドギャップを有するが、結晶サイズを粒径８．５±１．５ｎｍ程度まで小さくすると、量子サイズ効果によりバンドギャップは２．８ｅＶ程度に大きくなり、波長４３５ｎｍ付近にバンド端発光が観測される（図３）。ＺｎＳｅの励起子ボーア半径は４ｎｍ程度なので、この蛍光体の結晶粒径はこれとほぼ同程度と考えられる。この蛍光体は、紫外線照射により化学反応を誘起することで、結晶表面のダングリングボンドをターミネイトすることができ、さらに結晶表面に生成される反応物質がポテンシャル障壁となるので、理想的な量子井戸構造を形成することができる。このため、紫外線処理により図４に示すように発光強度を著しく増大させることができる。
【００１６】
この蛍光体の励起スペクトル（発光強度の励起波長依存性）を図３に示す。図３より、波長２７０ｎｍおよび波長３７０ｎｍのところにピークが観測される。これらのうち長波長側の３７０ｎｍのピークはＧａＮのバンドギャップに相当していることから、ＧａＮあるいはＧａＮにＩｎを添加したＧａＩｎＮを活性層の材料とする紫外線発光ダイオードでこの蛍光体を励起することにより高い発光効率が得られる。また、発光ピークの半値幅も、従来の青色蛍光体に用いられている粒径が数μｍのＺｎＳ：Ａｇの６０ｎｍに比べ、ＺｎＳｅ量子ドットでは２０ｎｍ程度と非常に狭いので、色品質の良いディスプレイを実現することが可能である。
【００１７】
一方、緑色および赤色の蛍光体については、ＺｎＳｅの一部のＺｎをＣｄで置換したＺｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ（ただし、０＜ｘ≦１）量子ドットを用いることで、バンドギャップを小さくすることができる。そして、このＺｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ量子ドットにおいて、ＺｎおよびＣｄの組成比あるいは結晶サイズを変えることにより、所望の波長の発光を得ることができる。これらの直接バンド間遷移の発光を用いることで、フルカラーディスプレイを実現することができる。
【００１８】
さらに、上述のようなナノクリスタルからなる赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体を混在させた白色蛍光体を用い、この白色蛍光体をＧａＮ系発光ダイオードの光で励起することにより、白色の照明装置を得ることができる。
【００１９】
以上のように、量子サイズ効果を示すような微結晶、すなわちナノクリスタルからなる蛍光体には、非常に大きな量子効率を示すものがあるので、このような蛍光体を紫外線発光素子で励起することにより、効率の良い表示装置や照明装置を実現することができる。
この発明は、本発明者による以上のような検討に基づいて案出されたものである。
【００２０】
すなわち、上記目的を達成するために、この発明の第１の発明は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた発光素子と、発光素子から発せられる光により励起される蛍光体とを有する表示装置において、蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明の第２の発明は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた発光素子と、発光素子から発せられる光により励起される蛍光体とを有する照明装置であって、蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなることを特徴とする照明装置である。
【００２２】
この発明において、好適には、蛍光体を構成する結晶の表面のダングリングボンドがターミネイトされる。また、典型的には、蛍光体を構成する結晶は量子井戸構造を有する。
この発明において、発光素子は、典型的には、一次元または二次元のアレイ状に配置される。また、これらの発光素子は、典型的には、サファイア基板、ＳｉＣ基板、ＺｎＯ基板などの基板上に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させることにより形成される。
【００２３】
この発明の第１の発明において、典型的な一つの例では、蛍光体は、赤色発光部、緑色発光部および青色発光部にそれぞれ設けられた赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体からなり、これらの赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体のそれぞれに対応して発光素子が設けられ、発光素子から発せられる光によりこれらの赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体が励起されてそれぞれ赤色、緑色および青色を発光するように構成される。また、典型的なもう一つの例では、蛍光体は、赤色発光部および緑色発光部にそれぞれ設けられた赤色蛍光体および緑色蛍光体からなり、これらの赤色蛍光体および緑色蛍光体のそれぞれに対応して発光素子が設けられているとともに、青色発光部に発光素子が設けられ、発光素子から発せられる光によりこれらの赤色蛍光体および緑色蛍光体が励起されてそれぞれ赤色および緑色を発光するとともに、青色発光部に設けられた発光素子から直接青色を発光するように構成される。
【００２４】
この発明の第２の発明において、典型的には、蛍光体は赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体が混在した白色蛍光体からなり、発光素子から発せられる光により白色蛍光体を構成する赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体が励起されてそれぞれ赤色、緑色および青色を発光することにより白色を発光するように構成される。
【００２５】
この発明において、赤色蛍光体および緑色蛍光体を構成する結晶は例えばＺｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ（ただし、０＜ｘ≦１）からなり、青色蛍光体を構成する結晶は例えばＺｎＳｅからなる。
【００２６】
この発明において、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、Ｇａ、Ａｌ、ＩｎおよびＢからなる群より選ばれた少なくとも一種類のＩＩＩ族元素と、少なくともＮを含み、場合によってさらにＡｓまたはＰを含むＶ族元素とからなる。この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の具体例を挙げると、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＩｎＮなどである。
【００２７】
上述のように構成されたこの発明の第１の発明によれば、蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなるので、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた発光素子から発せられる光によりこの蛍光体を励起することにより、蛍光体の量子効率を高くすることができるとともに、蛍光体を構成する結晶のサイズが極めて小さいことにより解像度を高くすることができる。
【００２８】
上述のように構成されたこの発明の第２の発明によれば、蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなるので、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた発光素子から発せられる光によりこの蛍光体を励起することにより、蛍光体の量子効率を高くすることができるとともに、蛍光体を構成する結晶のサイズが極めて小さいことにより、より均一な照明を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
この発明の第１の発明によれば、蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなることにより、高輝度、高解像度、低消費電力、薄型の表示装置を実現することができる。
この発明の第２の発明によれば、蛍光体が励起子ボーア半径の２倍以下の粒径を有する結晶からなることにより、高輝度、低消費電力、薄型の照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００３１】
図５にこの発明の第１の実施形態によるカラー表示装置を示す。図５に示すように、この第１の実施形態によるカラー表示装置においては、表示面積に対応した大きさを有するサファイア基板１上に、ＧａＮ系発光ダイオード２が二次元アレイ状に配置されている。このＧａＮ系発光ダイオード２の発光波長は例えば３８０ｎｍ程度である。サファイア基板１としては例えばｃ面方位のものが用いられる。これらのＧａＮ系発光ダイオード２同士は隔壁３で互いに分離されている。これらのＧａＮ系発光ダイオード２をはさんでサファイア基板１と対向して、サファイア基板１と同じ大きさの紫外線遮断フィルター４がサファイア基板１と平行に設けられている。この紫外線遮断フィルター４のＧａＮ系発光ダイオード２側の主面には、各ＧａＮ系発光ダイオード２に対応して蛍光体が設けられている。具体的には、互いに隣接する三つのＧａＮ系発光ダイオード２を一組とし、これらのＧａＮ系発光ダイオード２のそれぞれに対して赤色蛍光体５、緑色蛍光体６および青色蛍光体７が設けられている。そして、これらの赤色蛍光体５、緑色蛍光体６および青色蛍光体７のそれぞれに対応するＧａＮ系発光ダイオード２から発せられる光が照射されて励起されることにより、それぞれ赤色、緑色および青色を発光するようになっている。この場合、これらの一組の赤色蛍光体５、緑色蛍光体６および青色蛍光体７とこれに対応する一組のＧａＮ系発光ダイオード２とにより１画素が形成される。
【００３２】
ＧａＮ系発光ダイオード２の構造の一例を図６に示す。図６に示すように、このＧａＮ系発光ダイオード２は、サファイア基板１上にＧａＮバッファ層２１、ｎ型ＧａＮコンタクト層２２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２３、Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎ／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ多重量子井戸構造の活性層２４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２５およびｐ型ＧａＮコンタクト層２６を順次積層した構造を有する。ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２３、活性層２４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２５およびｐ型ＧａＮコンタクト層２６は所定のメサ形状を有する。そして、ｐ型ＧａＮコンタクト層２６上に例えばＴｉ／Ａｕ膜からなるｐ側電極２７がオーミックコンタクトしているとともに、ｎ型ＧａＮコンタクト層２２上に例えばＴｉ／Ａｌ膜からなるｎ側電極２８がオーミックコンタクトしている。
【００３３】
このＧａＮ系発光ダイオード２の形成は次のようにして行われる。すなわち、サファイア基板１上に有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により例えば５６０℃程度の温度でＧａＮバッファ層２１を成長させた後、引き続いてＭＯＣＶＤ法により、このＧａＮバッファ層２１上にｎ型ＧａＮコンタクト層２２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２３、活性層２４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２５およびｐ型ＧａＮコンタクト層２６を順次成長させる。ここで、Ｉｎを含まない層であるｎ型ＧａＮコンタクト層２２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２３、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２５およびｐ型ＧａＮコンタクト層２６の成長温度は１０００℃程度とし、Ｉｎを含む層であるＧａ1-x Ｉｎx Ｎ／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ多重量子井戸構造の活性層２４の成長温度は７００〜８００℃とする。この後、これらの層にドープされたｎ型不純物およびｐ型不純物の電気的活性化、特にｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２５およびｐ型ＧａＮコンタクト層２６にドープされたｐ型不純物の電気的活性化のための熱処理を行う。この熱処理は、例えば窒素ガス雰囲気中において８００℃の温度で行う。次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層２６上に所定のストライプ形状のレジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとして例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりｎ型ＧａＮコンタクト層２２に達するまでエッチングする。この後、このレジストパターンを除去する。次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層２６上にｐ側電極２７を形成するとともに、ｎ型ＧａＮコンタクト層２２上にｎ側電極２８を形成する。次に、基板表面に所定のストライプ形状のレジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとして、ＧａＮバッファ層２１、ｎ型ＧａＮコンタクト層２２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２３、Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎ／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ多重量子井戸構造の活性層２４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２５およびｐ型ＧａＮコンタクト層２６をエッチングする。以上により、ＧａＮ系発光ダイオード２が互いに分離された状態で二次元アレイ状に形成される。
【００３４】
この第１の実施形態において、赤色蛍光体５としては、例えば粒径６〜１０ｎｍの例えばｘ＝０．９０のＺｎ1-x Ｃｄx ＳｅからなるナノクリスタルあるいはＺｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ量子ドットからなるものが用いられる。また、緑色蛍光体６としては、例えば粒径６〜１０ｎｍの例えばｘ＝０．３８のＺｎ1-x Ｃｄx ＳｅからなるナノクリスタルあるいはＺｎ1-x Ｃｄx Ｓｅ量子ドットからなるものが用いられる。また、青色蛍光体６としては、粒径６〜１０ｎｍ程度のＺｎＳｅからなるナノクリスタルあるいはＺｎＳｅ量子ドットからなるものが用いられる。
【００３５】
上述のように構成されたこの第１の実施形態によるカラー表示装置においては、入力信号に応じた電流を各ＧａＮ系発光ダイオード２に注入し、各ＧａＮ系発光ダイオード２から発生される光により赤色蛍光体５、緑色蛍光体６および青色蛍光体７を励起することで、フルカラーの表示を行うことができる。
【００３６】
以上のように、この第１の実施形態によれば、赤色蛍光体５、緑色蛍光体６および青色蛍光体７とも、励起子ボーア半径以下の粒径の結晶、すなわちナノクリスタルからなることにより、高輝度、高解像度、低消費電力のフルカラーフラット型ディスプレイを実現することができる。
【００３７】
図７はこの発明の第２の実施形態によるカラー表示装置を示す。図７に示すように、この第２の実施形態によるカラー表示装置においては、青色蛍光体７が設けられていない。また、ＧａＮ系発光ダイオード２の発光波長は４６０ｎｍ程度である。この場合、青色発光部においては、ＧａＮ系発光ダイオード２から発せられる青色の光がそのまま紫外線遮断フィルター４を通って外部に放出される。その他のことは、第１の実施形態によるカラー表示装置と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の利点を有する。
【００３９】
図８はこの発明の第３の実施形態による照明装置を示す。図８に示すように、この第３の実施形態による照明装置においては、所定の大きさを有するサファイア基板１上に、ＧａＮ系発光ダイオード２が二次元アレイ状に配置されている。このＧａＮ系発光ダイオード２の発光波長は例えば３８０ｎｍ程度である。サファイア基板１としては例えばｃ面のものが用いられる。これらのＧａＮ系発光ダイオード２同士は隔壁３で互いに分離されている。これらのＧａＮ系発光ダイオード２をはさんでサファイア基板１と対向して、サファイア基板１と同じ大きさの紫外線遮断フィルター４がサファイア基板１と平行に設けられている。この紫外線遮断フィルター４のＧａＮ系発光ダイオード２側の主面には、各ＧａＮ系発光ダイオード２に対応して白色蛍光体８が設けられている。そして、これの白色蛍光体８に対応するＧａＮ系発光ダイオード２から発せられる光が照射されて励起されることにより、白色を発光するようになっている。
【００４０】
ＧａＮ系発光ダイオード２の構造および形成方法は第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４１】
この第３の実施形態において、白色蛍光体８としては、第１の実施形態において用いた赤色蛍光体５、緑色蛍光体６および青色蛍光体７をそれぞれ構成する３種類のナノクリスタルを混在させたものからなるものが用いられる。
【００４２】
この第３の実施形態によれば、高輝度かつ低消費電力のフラット型照明装置を実現することができるとともに、従来の照明装置と異なり、全固体で機械的強度の非常に高い照明装置を実現することができる。
【００４３】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００４４】
例えば、上述の第１、第２および第３の実施形態において挙げた数値、構造、基板、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、基板、プロセスなどを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ＺｎＳのバンドギャップエネルギーの結晶サイズ依存性を示す略線図である。
【図２】ＣｄＳｅ量子ドットを示す断面図およびエネルギーバンド図である。
【図３】室温で測定されたフォトルミネッセンススペクトルおよび励起スペクトルを示す略線図である。
【図４】ＺｎＳｅ量子ドットのフォトルミネッセンス強度を紫外線照射時間の関数として表した略線図である。
【図５】この発明の第１の実施形態によるカラー表示装置を示す断面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態によるカラー表示装置におけるＧａＮ系発光ダイオードの構造例を示す断面図である。
【図７】この発明の第２の実施形態によるカラー表示装置を示す断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態による照明装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・サファイア基板、２・・・ＧａＮ系発光ダイオード、３・・・隔壁、４・・・紫外線遮断フィルター、５・・・赤色蛍光体、６・・・緑色蛍光体、７・・・青色蛍光体、８・・・白色蛍光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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