JPH0625966Y2

JPH0625966Y2 - マトリクス型発光ダイオ−ド

Info

Publication number: JPH0625966Y2
Application number: JP1987057019U
Authority: JP
Inventors: 幹仁山根; 博山根
Original assignee: Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-05-14
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2002-04-15
Also published as: JPS6375058U

Description

【考案の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野本考案は複数条の溝により分離されたマトリクス型の発
光ダイオード画素を有する発光ダイオード装置に関す
る。

(ロ)従来の技術従来より発光ダイオードの発光状態を直視する表示器
や、像投影用のマトリクス装置においては、発光ダイオ
ードからなる画素が近接するので、特開昭５４−５６７
９６号公報や特開昭６０−１３６７８８号公報に示され
るように発光ダイオードウエハをそのまま利用するもの
でなければ利用できない。

これをより詳細に説明すると、第６図(a)(b)に示すよう
に、セラミック等からなる絶縁性の台座（１００）の上
にＰＮ接合（２１０）を有する発光ダイオードウエハを
載置固着し、その後表面からＰＮ接合（２１０）より深
い溝（２４０）（２４０）…（２５０）（２５０）…を
複数条、互いに直交するように設け、金属細線（３０
０）（３００）…で行（又は列）配線を行うものであ
る。この時溝（２４０）（２４０）…（２５０）（２５
０）…で分離された各々が画素（２６１）（２６２）
（２６３）…となる。

ところがこの方法では、画素（２６１）（２６２）（２
６３）（２６３）…にしばしば不良が生じる。それは、
発光ダイオード材料である化合物半導体が脆いので、溝
形成中にダイシングブレード等の切削具がぶれたり、ワ
イヤボンド装置の衝撃の加わり具合により、割れるべき
でない部分で割れたり、画素が剥離したりする。このよ
うな不良は、中央に位置する画素（２６２）より端の行
又は列に位置する画素（２６１）において多発する。ま
た台座（１００）の上にウエハを載置した後に溝（２４
０）（２４０）…（２５０）（２５０）…を設けるわけ
であるが、ウエハの載置において載置面積が広いので、
固着用の導電性接着剤（５００）がはみ出し、半導体結
晶側面を伝い上がってＰＮ接合（２１０）の短絡事故を
生じることも多い。

これらの不良が発生すると、表示が不完全（歯抜表示）
となり不都合である。しかし、端部画素の不良であって
も、もともと個別ペレットの画素ではないので補修がで
きない。従って１画素の不良であっても、全マトリクス
が不良扱いとなり、歩留りは５％にも満たない。

またこのようなマトリクス型発光ダイオードにおいて
は、画素の光は周囲の画素にも影響し、例えば隣接する
画素の側面で光が上方に反射され点灯画素は大きく投影
される。これに対し端に位置する画素は外壁が解放され
ているので画素が小さく投影されるので中央の画素より
小さく観察され表示品位が低い。

さらに、溝（２５０）（２５０）…形成の時には台座
（１００）にもダイシングブレード等の切削具があたる
ので、台座（１００）にセラミック等の硬い材料を用い
ると、切り屑が発光ダイオードを損傷したり、切削具の
寿命が短くなる。一方台座（１００）として樹脂板や表
面処理された金属板を用いると、溝（２５０）（２５
０）…の形成はしやすい。しかし発光ダイオードは点灯
に伴って発熱し、マトリクス型発光ダイオードは画素が
近接しているので熱が台座（１００）に集中する。この
ため樹脂版の台座では放熱特性が悪いから光出力が低下
したり発光ダイオードが剥離するので不都合である。ま
た金属板の台座でも発光ダイオードとの熱膨脹係数の差
により発光ダイオードの剥離が生じ好ましくない。

(ハ)考案が解決しようとする問題点本考案は上述の点を考慮してなされたもので、画素が充
分に近接したマトリクス型発光ダイオードにおいて画素
欠けがなく、また生産性のよい発光ダイオードを提供す
るものである。また本考案は表示品位がよく使用中に不
都合の生じないドットマトリクス型発光ダイオードを提
供するものである。

(ニ)問題点を解決するための手段本考案は上述の如く不良が端に位置する発光ダイオード
画素に多発する事に着目してなされたもので、必要な数
の発光ダイオード画素の周囲にも発光ダイオード画素を
形成し、これら最外周の発光ダイオード画素には電流供
給路を形成しないものである。

さらに本考案は台座に、好ましくはＧａを含む化合物半
導体を用いるものである。

(ホ)作用これにより、表示に用いる画素は、割れ、剥離、短絡等
の不良は生じないし、製造歩留も高い。また表示におい
て有効表示領域内での画素の大きさが等しいから表示品
位が高く、放熱がよい上に剥離等も生じない。

(ヘ)実施例第１図は本考案実施例のマトリクス型発光ダイオードの
斜視図で、６行６列表示を例にとっている。(1)は表面
に導電膜(11)(11)…を有した台座で、ｎ型ＧａＰ，Ｇａ
Ａｓ等の化合物半導体からなっている。(2)は発光ダイ
オードで、表面と略平行なＰＮ接合(21)を有したＧａＰ
発光ダイオードウエハから正方形に切り出されたもので
表面及び裏面に電極(22)(23)(23)…を有している。この
発光ダイオード(2)には縦横にＰＮ接合より深い溝(24)
(24)…(25)(25)…が等間隔で設けられており、これによ
って各々が表面正方形をなし、電気的に独立した８行８
列の発光ダイオード画素(26)(26)…(27)(27)…に分割さ
れる。上述した溝(25)(25)…は台座(1)にも及ぶように
設けてあり、この溝(25′)(25′)…によって分離された
台座(1)の導電膜(11)(11)…は裏面電極(22)と導通され
て列電極を形成している。(3)(3)…は行配線を行う金属
細線で表面電極(23)(23)を行方向に接続している。台座
(1)はプリント基板(4)上に固着され、行、列両配線は各
々プリント基板(4)の電極(41)(41)…(42)(42)…に接続
され、発光ダイオードドライバ（図示せず）に接続され
ている。しかし、８行８列のうち最外周（四辺）にあた
る画素(27)(27)…においては行及び／又は列の配線がな
されていないとか、発光ダイオードドライバに接続され
ていないとかによって電流供給路（閉回路）が形成され
ていない。

このようなマトリクス型発光ダイオードは次のようにし
て製造される。まず第２図(a)に示すようにエピタキシ
ャル成長によりＰＮ接合(21)が形成され、蒸着等により
電極(22)(23)(23)…が形成され、所望の大きさにウエハ
から切り出された発光ダイオードを準備する。この時ウ
エハの厚みは例えば280μｍであり、裏面の電極(22)は
全面電極、表面の電極(23)(23)……は画素ピッチと等し
いピッチの円形をした分散電極でよい。この発光ダイオ
ード(2)を同図(b)に示すように予じめ表面に1.０μｍ程
度の金合金からなる金属膜(11)を設けてあるｎ型ＧａＰ
の台座(1)の金属膜(11)上に、銀ペースト等の導電性接
着剤(5)で固着する。この時導電性接着剤(5)は量が少な
いと接着剤中に気泡が残ったり、接着不良を生じる。こ
のため量を多目にするが、それにより発光ダイオード
(2)の周囲にはみだすが、最外周の画素は中央の画素と
実質的に分離され、そして表示には用いないので、はみ
だした導電性接着剤(5)が不良原因となることはない。

その後発光ダイオード(2)の表面側からダイシングして
同図(C)の如くに複数条の溝(25)(25)…を例えば0.２０
乃至0.３mmピッチで設ける。台座を半導体とすることは
特開昭５４−１０２８８６号公報にも示されているが、
本考案においては発光ダイオードと共に切削する時にガ
リウム化合物を用いるもので、これによりダイシングソ
ーに大きな負担はかからないし、切屑も基板につきささ
って洩れ電流路を形成するようなことはない。またこの
溝(25)(25)…に直交する溝(24)(24)…も形成するが、列
電極を損傷しないようにするため、発光ダイオードの裏
面には至らないような溝とする。このため第３図に示す
ように１つの画素(26₀)を点灯させると、発光ダイオー
ドの底面側を光が伝播するなどにより、隣接する画素(2
6₁)(26₁)に光が洩れる。ウエハの厚み(t)に対する溝(2
4)(24)の深さ(X)と光洩れ比（I_p1／I_p0）を調べたのが
第４図である。光洩れ比が著しく減少するのは溝(24)の
深さ(X)がウエハの厚み(t)の1/2（第４図では１４０μ
ｍ）より大きくなってからである。一方ＰＮ接合(21)の
深さとの関係（図示せず）を調べたが、溝(24)の深さが
ＰＮ接合(21)のそれの３倍以上あればよいことがわかっ
た。第５図はこのような発光ダイオードの溝(24)が１５
０μｍの時点灯条件（周期１ｍｓｅｃ、デューティ１／
２０、電流１００ｍＡｐ−ｐ）のもとで１画素（位置
０）の点灯に対し浅溝(24)側（列方向）と深溝(25)側
（行方向）の隣接画素の輝度を示したものである。

このように溝(24)(24)…(25)(25)…を設けたあとは、化
学エッチングにより切屑除去等を行い、プリント基板上
に台座を固定する。金属細線(3)(3)…による配線はワイ
ヤボンド法により行うが、ステッチボンドによって各行
毎に一連に配線してもよいし、ボールボンドによって隣
接２画素ずつ順に配線してもよい。また配線が終了した
ら、表面保護のため、無色透明又は黒色透明のシリコン
樹脂等による薄膜で、発光ダイオード表面や金属細線を
覆ってもよい。

(ト)考案の効果以上の構成により、発光ダイオードの最外周画素は表示
に用いないから、これが浮き上がったり短絡事故を生じ
たりしても不良扱いとならないし表示品位にも影響しな
い。そして全ての表示に用いる画素は各々、四方を他の
画素で囲まれているので点灯画素の大きさは同じであ
り、表示品位はむしろ高い。さらに台座がＧａを含む化
合物半導体であるから硬度や脆さは発光ダイオードと同
じになり、生産歩留りは９０％を超えた。またこの様な
台座は熱膨張率や熱伝導率も発光ダイオードのそれと略
一致するので点灯中に熱が局所的に蓄えられたり、発光
ダイオードが剥離したりすることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例のマトリクス型発光ダイオードの
斜視図、第２図(a)(b)(c)はその製造を説明する工程
図、第３図は光もれの説明図、第４図と第５図は光もれ
の特性図、第６図(a)(b)は従来の発光ダイオードの側面
図である。 (1)……台座、(11)(11)……導電膜、 (2)……発光ダイオード、(21)……ＰＮ接合、(22)(23)
(23)……電極、(24)(24)…(25)(25)……溝、(26)(26)…
(27)(27)……画素、(3)(3)……金属細線、(5)……導電
性接着剤。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】表面と略平行なＰＮ接合と、ＰＮ接合より
深い溝によりｉ行ｊ列（ｉ，ｊは３以上の自然数）に分
離された画素を有する発光ダイオードと、表面に複数の
分断された導電膜を有し、その各々の導電膜上に導電材
で前記発光ダイオードの前記画素の列（又は行）を載置
した台座と、発光ダイオードの表面側で前記画素の行
（又は列）に配線を施した金属細線とを具備したマトリ
クス型発光ダイオードにおいて、発光ダイオードの前記
画素の最外周の行及び列以外の（ｉ−２）行（ｊ−２）
列に電流供給路が形成されている事を特徴とするマトリ
クス型発光ダイオード。
【請求項２】前記台座は前記導電膜を有する化合物半導
体からなり前記溝のうち行（又は列）分離用の溝は台座
にも及んで設けられている事を特徴とする前記実用新案
登録請求の範囲第１項記載のマトリクス型発光ダイオー
ド。
【請求項３】前記台座はＧａを含んでおり、前記溝はＰ
Ｎ接合の深さの３倍以上であってかつ発光ダイオードの
厚みの1/2以上の深さを有している事を特徴とする前記
実用新案登録請求の範囲第２項記載のマトリクス型発光
ダイオード。