JPS61290780A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、光電変換装置、特に複数の光電変換素子を搭
載してなる光電変換装置に適用して有効な技術に関する
。

（背景技術〕 光電変換素子として、たとえば発光ダイオード（以下、
ＬＥＤチップともいう、）を搭載する光電変換装置にお
いて、は、上記ＬＥＤチップを外部端子の一方の電極に
対応する３５　Ｌ　Ｅ　Ｄチップの電極を金属接合部材
を介して取り付け、外部端子とＭＩ　Ｌ　Ｅ　Ｄチップ
の他方の電極どうしはワイヤボンディングすることによ
り電気的に接続することができる。

ところで、一つ基板に、複数のＬＥＤチップを上記技術
を用いて搭載しようとする場合、個々のＬＥＤチフブの
取り付けとワイヤボンディングが必要となる。この場合
、平坦な基板に取付用電極が形成されているときには正
確な位置に各ＬＥＤチップを取り付けることが難しくな
ってくる。

このような場合、多数のＬＥＤチップを規則正しく配列
して大形のパネル型ディスプレイをつ（るために、素子
を一個ずつ搭載しなければならないため、膨大な時間が
かかり、作業性においても問題があることが本発明者に
より見い出された。

なお、発光ダイオードについては、１９８２年１１月５
日、岩波書店株式会社発行、「理化学辞典」第３版増補
版、Ｐ１５２３に説明されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、複数の光電変換素子を同一基板に搭載
してなる充電変換装置を短時間で製造できる技術を提供
することにある。

本発明の他の目的は、複数の光電変換素子を同一基板の
所定位置に正確に搭載できる技術を提供することにある
。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示、される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、ＬＥＤチップが置かれるべき凹部が形成され
、かつ、かかる凹部に電極が設けられた第１基板と、Ｌ
ＥＤチップ上面の電極と対応される電極を持つ透明基板
と、異方性透明導電層とが用いられ、上記異方性導電層
を介して上記ＬＥＤチップの上面電極が上記透明基板の
電極に結合されるようにすることによって、各素子ごと
に金属接合層のようなろう材を利用した取付工程および
ワイヤボンディング工程を行うことなく、多数の素子を
速やかに搭載することができるものである。

また、基板の凹部に光電変換素子を嵌挿することにより
、該凹部の配置に一致する場所に正確にかつ容易に搭載
することができるものである。

〔実施例１〕 第１図は本発明による実施例１である光電変換装置を示
す部分断面口であり、第２図（ａｌは本実施例１の光電
変換装置の概略斜視図であり、第２図（１））は本実施
例１の光電変換装置の基板に形成された凹部の拡大斜視
図である。

本実施例１の光電変換装置においては、第１図に示すよ
うに、基板１に形成された凹部２に光電変換素子である
ＬＥＤチップ３が嵌挿され、そのＬ：ＥＤチップ３の上
には異方性透明導電層４が配置され、さらにその上には
裏面に透明電極５が被着形成されている透明基板６が載
設されている。

そして、前記凹部の底部には、基板１の内部に図中左右
方向に延長形成されているメタライズ層のような配線層
７と電気的に接続された弾性をもつ電極片８が設けられ
ている。該電極片８は、弾性を有しているためＬＥＤチ
ップ３の一方の電極であるＮｔ＋Ｊ域と確実に接触せら
れる。

さらに、その詳細を第２図について説明する。

すなわち、同図（ａｌは、搭載するＬＥＤチップ３およ
びその上に形成する透明導電層を省略した状態における
本実施例１の光電変換装置の全体を示すもので、基板１
には多数の凹部２が、縦横に規則正しく形成されている
。

基板１の内部には、図示しないが、複数の配線層７が行
配線を構成するように延長されている。

各配線層は、凹部内において第１図のように露出されて
いる。それ故に、第２図（５）において、１つの行に属
する各凹部内には、その行に対応された配線Ｎ７が露出
されている。凹部２を拡大して示すのが第２図（ｂｌで
あり、基板１の内部に左右方向に延長して形成されてい
る配線層７に電気的に接続された電極片８が、上方凸の
状態で該凹部２の底部に形成されているものである。

なお、上記配線層７は、図面の左右方向に延長され、そ
の一端が同図ｆａｔに示す基板ｌの周囲に形成されてい
る電極７ａに結合されている。

前記ＬＥＤチフブの他方の電極９は、第１図に示す如く
該ＬＥＤチップのパッシベーション層ＩＯの一部を穿孔
してＰ領域を露出させた開口部に、該ＰＳＩ域と電気的
接続されたアルミニウムで形成されている。そして、こ
の電極９の上に接触されている異方性透明導電層を介し
て、図中紙面に垂直な方向に延長形成されている、たと
えば酸化錫からなる透明電極５と電気的に接続されてい
る。

したがって、前記ＬＥＤチップ３は、基板１に形成され
た配線Ｎ７と透明基板６に被着形成された透明電極（配
ｗＡ）層５とを介して電圧を印加することにより発光さ
れる。

前記の透明導電層４を形成するものとしては、たとえば
、日経メカニカル１９８４年４月９日号Ｐ６４、同１９
８５年３月２５日号Ｐ１７８〜１７９、日経エレクトロ
ニクス１９８４年８月１３日号Ｐ２４６等に紹介されて
いる。

この透明導電Ｎ４の内部には導電性粒子４ａが所定濃度
で混合されており、該導電層４に上下方向に圧縮される
と、それに応じて該導電性粒子４ａの相互間に接触が生
じるので、上下方向に電気的導通が達成されるものであ
る。

したがって、上記透明導電層４の下面および上面に接触
しているＬＥＤチップの電極９と透明電極５との間に電
気的接続が達成される。

なお、第３図は本実施例１の光電変換装置の一部を示す
分解斜視図であり、その構造と製造工程とをさらに詳細
に示すものである。すなわち、基板ｌの凹部２にＬＥ、
Ｄチフブ３を嵌挿し、その上に異方性透明導電層（膜）
４を載置し、さらにその上に、裏面に透明電極５が被着
形成された透明基板６を載置し、その後、上方より加圧
、加熱圧着することにより本実施例１の光電変換装置が
完成されるものである。このようにＬＥＤチップの正確
な位！決め、および電気的接続が極めて容易に行うこと
ができるものである。

それ故、本実施例１に示した技術によれば、たとえば約
１００万個のＬＥＤチンプを規則的に配列して初めて完
成される、解像度４ドツト／ＩＩＩＩで、サイズがＡ４
版（２１０１ｍＸ２９６鶴）のディスプレイをも容易に
形成できるものである。

〔実施例２〕 第４図は、本発明による実施例２である光電変換装置の
一部を示す分解斜視図である。

本実施例２の光電変換装置は、搭載されるＬＥＤチップ
が異なるだけで、他は前記実施例１とほぼ同一のもので
ある。

すなわち、第４図に示す如く、基板１の凹部に嵌挿され
ているＬＥＤチップ３には、左右方向に一列に配列され
た複数の発光部である開口部１１が、そのパッシベーシ
ョン層１０に形成されており、該開口部１１には、ＬＥ
ＤチップのＰｓＩ域と電気的に接続されたアルミニウム
からなる電極９が形成されている。

上記ＬＥＤチップのＮ　６Ｎ域は、基板１の内部に図面
の左右方向に延長して形成された配線７と接触形成され
ている共通の電極８と電気的に接続されている。

一方、上記Ｐ領域と導通されている電極９は、前記実施
例１の場合と同様に、ＬＥＤチップの上に形成された異
方性透明導電層を介して、その上に載設される透明基板
６に被着形成されている透明電極５と電気的に接続され
る。

上記透明電極５は、前記配線７にほぼ直交する方向に延
長形成されており、各電極５〜５ｃは、各々開口部１１
〜ｌｌｃと矢印で示す方向に電気的に接続されているも
のである。

したがって、上記ＬＥＤチップ３は配線７と透明電極５
〜５ｃとの間に電圧を印加することにより、開口部１１
〜ｌｌｃに電極が形成された発光部を発光させることが
できるものである。

以上説明した如く、本実施例２の光電変換装置は、一つ
のＬＥＤチップが複数の発光部を有しているため、前記
実施例１に比べ、一段と発光部の密度を向上できるもの
である。

〔実施例３〕 第５図は、本発明による実施例３である光電変換装置の
一部を示す分解斜視図である。また、第６図（ａｌは、
本実施例３の光電変換装置に搭載されるＬＥＤチップの
平面図、第６図（ト））は、該ＬＥＤチップに対応する
場所の透明基板を示す部分平面図である。

本実施例３の光電変換装置は、一枚の基板１に多数の凹
部が規則的に配列形成され、該凹部に一つずつＬＥＤチ
ップ３が嵌挿され、その上に異方性透明導電層４が形成
され、さらにその上に透明電極５が被着形成された透明
基板６が載設されてなる点においては、前記実施例１と
同様である。

しかし、本実施例３の光電変換装置に搭載される前記Ｌ
ＥＤチップ３が二次元的に配列された複数の発光部を備
えており、それに対応した電極がＬＥＤチップ３および
基板１に形成されている点において異なっている。

すなわち、基板１の凹部に嵌挿されているＬＥＤチップ
のパッシベーション層１０には、４つのアノード用の開
口部１１．ｌｌａ、ｌｌｂ、’１１Ｃと２つのカソード
用の開口部１２，１２２とが形成されている。開口部１
１〜ｌｌｃには、Ｐ領域と接触しているアルミニウムか
らなるアノードが露出されており、開口部１２，１２ａ
には、該Ｐ領域にＮ領域を介して隣接されているＮ“領
域と接触するカソードからバンシベーション層下に連続
形成されているアルミニウムからなるカソード用共通電
極が露出されている。そして、上記Ｐ領域とＮ′″領域
を１単位として構成される発光部が、Ｐ″領域形成され
るアイソレーション層１３で各々分離されている。

以上の関係をさらに具体的に第６図ｔａ＋で示すと、鎖
線１４．１４ａ、、１４ｂ、１４ｃで示すアノード＋１
１．　＋２１．　＋３１．　（４）の上にはそれぞれ開
口部１１゜１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃが形成されており、
その隣には同じく鎖線１５．１５ａ、１５ｂ、１５ｃで
示すカソード（１１，＋２１．　（３１，＋４１が開口
部に露出されて共通電極を形成するアルミニウム配線層
１６゜１６２と電気的に接続されている。すなわち、カ
ソード（１１１５および（２１１５ａは配線層１６を介
して開口部１２の共通電極と接続され、カソード（３）
１５ｂおよび＋４＋　１５　ｃは配線層１６ａを介して
開口部１２ａの共通電極と接続されている。

前記のＬＥＤチフプ３のアノードは、その上に形成され
ている異方性透明導電層４を介して、透明基板６に前記
配線層１６，１６８に直交する方向に延長して被着形成
されている透明電極５，５ａと電気的に接続されている
。すなわち、開口部１１．１１ｂにそれぞれ露出されて
いるアノード（１１’１４および＋３１１４　ｂは透明
電極５と、開口部１１ａ、ＩＩＣに露出されているアノ
ード＋２＋　１４　ａおよび＋４１１４　ｃは透明電極
５ａと電気的に接続されている。

一方、開口部１２．１２ａの共通電極は、基板１の内部
に形成されている配線７．７ａと電気的に接続する必要
がある。第５図においては、その状態も示しである。す
なわち、ＬＥＤチップ３が嵌挿されている凹部下方の基
板内部には、図中左右方向に２本の配線７．７ａが延長
形成されている。そして、基板１の凹部と凹部の間の仕
切枠の上には上記配線７，７ａから延在されている電極
１７．１７ａが形成されている。また、透明基板６の裏
面には、カソード用の電極１８．１８ａが形成されてい
る。この具体的配置が、第６図（ｂｌにおいて同図ｉａ
ｌに示すＬＥＤチップの丁度上方に当たる透明基板の一
部の平面図で示しである。

上記のように、透明基板６に電極１８，１８２を形成す
ることにより、開口部１２の共通電極とパンケージベー
ス内の電極７から引き出された電極１７とを異方性透明
導電層を介して電気的に接続でき、同様に開口部１２ａ
の共通電極と電極１７ａとの接続が達成される。

したがって、ＬＥＤチップにアイソレーション層１３で
分離されて形成されている４つの発光部の各々は、基板
１に形成されている配線７または７ａと、透明基板６に
形成されている電極５または５ａとに電圧を印加するこ
とにより、任意に発光させることができる。たとえば、
配線７と電極５との間に印加すると、開口部１１の下に
形成されているアノード１４とカソード１５との組み合
わせからなる発光部を発光させることができる。

以上説明した如く、本実施例３の光電変換装置は、前記
実施例２と同様に発光部の密度を拡大させることができ
るものであり、それも二次元的に拡大させることができ
るものである。

〔効果〕

（１）、外部端子の一方の電極が形成されている基板に
所定配置からなる複数の凹部を形成し、該電極と電気的
に整合する電極を備えた光電変換素子を該凹部に嵌挿し
、その光電変換素子の上に該素子の他方の電極と電気的
に接続する異方性透明導電層を形成し、その導電層上に
該導電層を通して上記光電変換素子の他方の電極と電気
的に整合する外部端子の他方の電極が形成された透明基
板を載設して光電変換装置を形成することにより、単に
上記凹部に光電変換素子を嵌挿するだけで容易に電気的
接続が達成される。

（２）、光電変換素子を凹部に嵌挿して搭載するため、
該凹部の配置に一致する場所に正確に搭載することがで
きる。

（３）、前記（１）および（２）により、多数の光電変
換素子を正確な配置で搭載してなる大形ｄ光電変ｖＡ装
置であっても容易に製造することができる。

（４）、前記（１）により、歩留り向上を達成できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、透明基板の裏面には酸化錫からなる透明電極
を形成したものを示したが、酸化インジウム等の同様の
性質を備えたものであれば如何なる材料で形成してもよ
い。また、必ずしも透明電極である必要もなく、発光さ
れた光の進路の障害にならない配置または巾でアルミニ
ウム等の金属で形成してもよい。

また、基板の凹部等またはＬＥＤチップの開口部等のレ
イアウトは実施例に示したものに限るものでないことは
いうまでもない。

さらに、光電変換素子としてはＬＥＤチップについての
み説明したが、これに限るものでなく、同様の機能を備
えた他の光電変換素子を用いてもよいことはいうまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例１である光電変換装置を示
す部分断面図、 第２図（８）は本実施例１の光電変換装置の概略斜視図
、 第２図中）は本実施例１の光電変換装置の基板に形成さ
れた凹部の拡大斜視図、 第３図は本実施例１の光電変換装置の一部を示す分解斜
視図、 第４図は本発明による実施例２である光電変換装置の一
部を示す分解斜視図、 第５図は本発明による実施例３である光電変換装置の一
部を示す分解斜視図、 第６図Ｆａｔは本実施例３の光電変換装置に搭載される
ＬＥＤチップの平面図、 第６図中）は本実施例３の光電変換装置に搭載されるＬ
ＥＤチップに対応する場所の透明基板を示す部分平面図
である。 １・・・基板、２・・・凹部、３・・・ＬＥＤチップ、
４・・・透明導電層、４ａ・・・導電性粒子、５．５ａ
、５ｂ、５ｃ　−−・透明電極、６・・・透明基板、７
・・・配線、７ａ・・・電極、８．９・・・ｌｉ、１０
，１０ｂ・・・パフシヘーシａン層、１１．ｌｌａ、ｌ
ｌｂ、１１ｃ＝・開口部、１２．’１２ａ・・・開口部
、１３・・・アイソＬ／−ジョン層、１４．１４ａ、１
４ｂ。 １４Ｃ・　・　・アノード、１５．１５ａ、１５ｂ。 １５ｃ・・・カソード、１６．１６ａ・・・配線層、１
７．Ｌ７ａ−−−電極、１８．１８ａ・・・電極。 第　　　１　　図 第　　　２　　図 第　　３　　図 第　　４　　図 第　　５　　図 第　　６　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、その上面に一方の電極が形成された第１基板、その
   第１電極が上記一方の電極に電気的に接触された状態を
   もって上記基板上に配置された光電変換素子、他方の電
   極を持ちその主要部が透明部材から構成された第２基板
   および上記光電変換素子の第２電極と上記他方の電極と
   の間にそれらを電気的に結合させるように介在された異
   方性透明導電層とからなることを特徴とする光電変換装
   置。 ２、上記第１基板はその上面に上記光電変換素子が配置
   されるべき凹部を持ち、上記一方の電極が、凹部の底部
   に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光電変換装置。 ３、上記他方の電極が、異方性透明導電層に接する側の
   第２基板の表面に被着形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光電変換装置。 ４、上記一方の電極が、他方の電極とともに異方性透明
   導電層に接する側の透明基板に被着形成され、かつ基板
   に形成された一方の電極から該透明導電層を介して電気
   的に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光電変換装置。 ５、透明基板の表面に被着形成されている電極が透明電
   極であることを特徴とする特許請求の範囲第３項または
   第４項記載の光電変換装置。 ６、光電変換素子が複数の発光部を有していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換装置。 ７、光電変換素子が発光ダイオードであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光電変換装置。