[发明专利]驱动GaN基半导体发光元件、平面光源装置和发光装置的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含涉及于2009年3月5日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2009-051776中所公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种驱动GaN基半导体发光元件的方法、一种使用驱动GaN基半导体发光元件的方法来驱动图像显示装置的GaN基半导体发光元件的方法、一种驱动平面光源装置的方法以及一种驱动发光装置的方法。

背景技术

由氮化镓(GaN)基化合物半导体所形成的GaN基半导体发光元件可以通过混合的晶体成分或者其膜厚度控制带隙能量来实现从紫外线至红外线的发光波长。此外，用于从紫外线发出蓝色或者绿色可见光的发光二极管已经实现商用，并且该发光二极管在诸如各种显示装置、照明或者检查装置、或者消毒装置中广泛使用。此外，还开发了蓝紫激光二极管并且将其用作用于大容量光盘的写或者读的拾取器。

然而，在GaN基半导体发光元件中，当注入载流子时，众所周知，其发光波长会偏移至短波长侧。例如，在其中层叠有n型GaN层、由InGaN所形成的活性层以及p型GaN层的发光二极管(LED)中，InGaN晶体的晶格常数稍微大于GaN晶体的晶格常数。因此，如果层叠了顶部表面为C面的n型GaN层、顶部表面为C面的由InGaN所形成的活性层以及顶部表面为C面的p型GaN层，则作为将压力施加给活性层的结果，在活性层的厚度方向上产生压力自发极化(piezo spontaneous polarization)。因此，具体地，如果激发强度很高，则来自这种LED的发光波长会偏移至短波长侧，或者出现诸如发光效率劣化、操作电压增大或者亮度饱和的现象。

发明内容

为了防止在活性层的厚度方向上发生压力自发极化，在衬底的非极性平面上制造GaN基半导体发光元件是公知的(例如，JP-A-2006-196490)。然而，在通过这种方法制造的GaN基半导体发光元件中，用于发光的波长频带受到限制并且其发光效率也很低。

因此，期望提供一种驱动在其中发光波长基本上不向短波长侧偏移的GaN基半导体发光元件的方法、一种使用驱动GaN基半导体发光元件的方法驱动图像显示装置的GaN基半导体发光元件的方法、一种驱动平面光源装置的方法以及一种驱动发光装置的方法。

本发明的第一至第三实施例涉及一种驱动通过层叠具有第一导电型的第一GaN基化合物半导体层、具有阱层的活性层、具有第二导电型的第二GaN基化合物半导体层所形成的GaN基半导体发光元件的方法。

本发明的第一至第三实施例还涉及一种驱动图像显示装置的GaN基半导体发光元件的方法，该图像显示装置包括用于显示图像的GaN基半导体发光元件，其中，通过层叠具有第一导电型的第一GaN基化合物半导体层、具有阱层的活性层、具有第二导电型的第二GaN基化合物半导体层来形成该GaN基半导体发光元件。

本发明的第一至第三实施例还涉及一种驱动用来从背面将光照射至透射型或者半透射型液晶显示装置的平面光源装置的方法，其中，通过层叠具有第一导电型的第一GaN基化合物半导体层、具有阱层的活性层、具有第二导电型的第二GaN基化合物半导体层来形成包括在平面光源装置中的作为光源的GaN基半导体发光元件。

本发明的第一至第三实施例还涉及一种驱动包括GaN基半导体发光元件和颜色转换材料的发光装置的方法，所述颜色转换材料用于接收从GaN基半导体发光元件所发出的光并且发出具有与从GaN基半导体发光元件所发出的光的波长不同的波长的光，其中，通过层叠具有第一导电型的第一GaN基化合物半导体层、具有阱层的活性层、具有第二导电型的第二GaN基化合物半导体层来形成GaN基半导体发光元件。

在驱动根据本发明的第一实施例的GaN基半导体发光元件的方法、驱动根据本发明的第一实施例的图像显示装置的GaN基半导体发光元件的方法、驱动根据本发明的第一实施例的平面光源装置的方法或者驱动根据本发明的第一实施例的发光装置的方法(下文中，可以将其统称为“根据本发明的第一实施例的驱动方法”)中，在通过开始注入载流子从而开始发光以后，在发光亮度(lightemission illuminance)值变成常数以前，停止载流子的注入。在根据本发明的第一实施例的驱动方法中，即使在停止载流子注入之后，发光亮度值仍可以增大，并且在发光亮度值变成最大值之后，发光亮度值可以立即减小。