JPS6212916B2 - - Google Patents
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- JPS6212916B2 JPS6212916B2 JP3131979A JP3131979A JPS6212916B2 JP S6212916 B2 JPS6212916 B2 JP S6212916B2 JP 3131979 A JP3131979 A JP 3131979A JP 3131979 A JP3131979 A JP 3131979A JP S6212916 B2 JPS6212916 B2 JP S6212916B2
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はLED（発光ダイオード）を利用した
カラー表示装置及びその製造方法に関し、更に詳
述すればプレーナ型のモノリシツクタイプの
LEDカラー表示装置を提案したものである。
カラー表示装置及びその製造方法に関し、更に詳
述すればプレーナ型のモノリシツクタイプの
LEDカラー表示装置を提案したものである。
従来LEDを用いた表示装置として、発光部を
１枚の結晶基板上に集積形成してなるモノリシツ
ク型と、複数のLEDペレツトを適宜の絶縁基板
上に並置してなるハイブリツド型とが製作されて
いる。前者に属するものとしてはGaP、GaAsPな
どの結晶基板上に選択拡散又は選択成長によつて
部分的に複数個のPN接合を形成したものである
が、その発光色は用いる材料及び不純物の種類に
よつて定まり赤色又は緑色など一種類の光しか出
すことができない、いわゆるモノクロームの表示
装置しか得られない。一方、後者の技術では発光
色の異る２種類以上のLEDペレツト、例えば赤
色及び緑色のLEDペレツトを各１個ずつ組合せ
たものを１つの絵素として、赤色、緑色及びその
中間色（橙色又は黄色等）の表示を行わせること
も可能であるが、製造工程が複雑化し、実用的で
はない。このような理由で従前のLEDを用いた
表示装置はその殆んどがモノクロームタイプのも
のであつた。本発明は斯かる技術的背景の下にな
されたものであつて、複数色の発光部を一枚の結
晶基板上に形成して鮮明カラー表示を可能とした
LED表示装置を提供することを目的とし、併せ
てその製造方法も提案したものである。
１枚の結晶基板上に集積形成してなるモノリシツ
ク型と、複数のLEDペレツトを適宜の絶縁基板
上に並置してなるハイブリツド型とが製作されて
いる。前者に属するものとしてはGaP、GaAsPな
どの結晶基板上に選択拡散又は選択成長によつて
部分的に複数個のPN接合を形成したものである
が、その発光色は用いる材料及び不純物の種類に
よつて定まり赤色又は緑色など一種類の光しか出
すことができない、いわゆるモノクロームの表示
装置しか得られない。一方、後者の技術では発光
色の異る２種類以上のLEDペレツト、例えば赤
色及び緑色のLEDペレツトを各１個ずつ組合せ
たものを１つの絵素として、赤色、緑色及びその
中間色（橙色又は黄色等）の表示を行わせること
も可能であるが、製造工程が複雑化し、実用的で
はない。このような理由で従前のLEDを用いた
表示装置はその殆んどがモノクロームタイプのも
のであつた。本発明は斯かる技術的背景の下にな
されたものであつて、複数色の発光部を一枚の結
晶基板上に形成して鮮明カラー表示を可能とした
LED表示装置を提供することを目的とし、併せ
てその製造方法も提案したものである。
本発明に係るLED表示装置は第１の導電型か
らなる第１の層の両側に第２の導電型からなる第
２、第３の層を積層してなる結晶基板と、前記第
２の層を複数の絵素に対応づけて電気的に分離す
る分離領域と、各絵素ごとに複数が分離形成さ
れ、夫々に発光色が異なる発光部とを具備し、各
発光部は前記第２の層を共通導電路としているこ
とを特徴としている。以下本発明を緑、赤、青の
三原色の発光を可能とした実施例を示す図面に基
いて詳述する。
らなる第１の層の両側に第２の導電型からなる第
２、第３の層を積層してなる結晶基板と、前記第
２の層を複数の絵素に対応づけて電気的に分離す
る分離領域と、各絵素ごとに複数が分離形成さ
れ、夫々に発光色が異なる発光部とを具備し、各
発光部は前記第２の層を共通導電路としているこ
とを特徴としている。以下本発明を緑、赤、青の
三原色の発光を可能とした実施例を示す図面に基
いて詳述する。
第１図は本発明に係るLED表示装置の平面
図、第２図はその断面構造図である。図において
１は結晶基板であり、縦横に多数条形成したＰ型
領域９によつてマトリツクス状に配置された絵素
E11，E12………に分離されており、各絵素毎に緑
色発光部２、赤色発光部３及び青色発光部４が同
一パターンで、すなわち平面視で縦長の矩形をな
し、各発光部２，３，４が平行に横並びとなるよ
うなパターンで形成してある。５，６，７，８は
電力供給のための配線電極であつて、縦方向に並
ぶ絵素、例えばE11，E21，E31………等の緑色発
光部２（又は赤色発光部３、青色発光部４）はそ
の上面側において配線電極５（又は６，７）によ
つて共通的に接続されている。これに対して基板
１側の電極としては各絵素毎に電極１３を形成し
ておき、横方向に並ぶ絵素、例えばE11，E12，
E13………を配線電極８で共通に接続してある。
なお縦方向の配線電極５，６，７と横方向の配線
電極８とは交差することになるが後述するように
２層配線構造としてある。また、配線電極５，
６，７，８と外部回路との接続のために、結晶基
板１の端部の適処においてボンデイングパツド部
（図示せず）を設けている。
図、第２図はその断面構造図である。図において
１は結晶基板であり、縦横に多数条形成したＰ型
領域９によつてマトリツクス状に配置された絵素
E11，E12………に分離されており、各絵素毎に緑
色発光部２、赤色発光部３及び青色発光部４が同
一パターンで、すなわち平面視で縦長の矩形をな
し、各発光部２，３，４が平行に横並びとなるよ
うなパターンで形成してある。５，６，７，８は
電力供給のための配線電極であつて、縦方向に並
ぶ絵素、例えばE11，E21，E31………等の緑色発
光部２（又は赤色発光部３、青色発光部４）はそ
の上面側において配線電極５（又は６，７）によ
つて共通的に接続されている。これに対して基板
１側の電極としては各絵素毎に電極１３を形成し
ておき、横方向に並ぶ絵素、例えばE11，E12，
E13………を配線電極８で共通に接続してある。
なお縦方向の配線電極５，６，７と横方向の配線
電極８とは交差することになるが後述するように
２層配線構造としてある。また、配線電極５，
６，７，８と外部回路との接続のために、結晶基
板１の端部の適処においてボンデイングパツド部
（図示せず）を設けている。
さて各絵素は前記Ｐ型領域９によつて電気的に
分離されている。すなわち第２図に示すように結
晶基板１は下層のＮ型単結晶層（前記第３の層）
１０１、中層のＰ型エピタキシヤル層（前記第１
の層）１０２及び上層のＮ型エピタキシヤル層
（前記第２の層）１０３とからなつており、所要
領域にＰ型領域９を基板１の表面、すなわちＮ型
エピタキシヤル層１０３側からＰ型エピタキシヤ
ル層１０２迄達するように拡散法等によつて形成
され、絵素相互間の電気的分離を実現している。
このような構造としたことにより、所定の横方向
配線電極８と縦方向配線電極５，６，７とを選択
して電圧を印加するとその交点に相当する絵素中
の発光部２，３，４が発光することになる。
分離されている。すなわち第２図に示すように結
晶基板１は下層のＮ型単結晶層（前記第３の層）
１０１、中層のＰ型エピタキシヤル層（前記第１
の層）１０２及び上層のＮ型エピタキシヤル層
（前記第２の層）１０３とからなつており、所要
領域にＰ型領域９を基板１の表面、すなわちＮ型
エピタキシヤル層１０３側からＰ型エピタキシヤ
ル層１０２迄達するように拡散法等によつて形成
され、絵素相互間の電気的分離を実現している。
このような構造としたことにより、所定の横方向
配線電極８と縦方向配線電極５，６，７とを選択
して電圧を印加するとその交点に相当する絵素中
の発光部２，３，４が発光することになる。
以上のように本発明装置は緑色、赤色、青色発
光部の一方の電極（基板側電極）を共通にしたも
のを１絵素とし、斯かる絵素を縦横にマトリツク
ス状に配置し、１絵素内の３個の発光部の共通電
極を、横方向に並ぶ他の絵素内の３個の発光部の
共通電極と共通に接続する一方、縦方向に並ぶ他
の絵素とは同一色発光部同士を共通に接続してい
る。そして斯かる構成により、課電すべき配線電
極５，６，７及び８の選択と通電電流値等の選定
を適当に行うことによつて任意の絵素を、任意の
明るさで、また任意の色で発光させることができ
る。なお縦横の関係についてはこの実施例に限る
ものではないことは勿論である。
光部の一方の電極（基板側電極）を共通にしたも
のを１絵素とし、斯かる絵素を縦横にマトリツク
ス状に配置し、１絵素内の３個の発光部の共通電
極を、横方向に並ぶ他の絵素内の３個の発光部の
共通電極と共通に接続する一方、縦方向に並ぶ他
の絵素とは同一色発光部同士を共通に接続してい
る。そして斯かる構成により、課電すべき配線電
極５，６，７及び８の選択と通電電流値等の選定
を適当に行うことによつて任意の絵素を、任意の
明るさで、また任意の色で発光させることができ
る。なお縦横の関係についてはこの実施例に限る
ものではないことは勿論である。
第３図は１つの絵素、例えばE11を詳細に示し
た平面図であつて第４図、第５図は夫々第３図の
−線、−線における断面構造図である。
これらの図に基いて各発光部の詳細な構造及び本
発明装置の製造方法を説明する。
た平面図であつて第４図、第５図は夫々第３図の
−線、−線における断面構造図である。
これらの図に基いて各発光部の詳細な構造及び本
発明装置の製造方法を説明する。
前述の如く結晶基板１は３層構造となつている
が、下層のＮ型単結晶層１０１としてはＮ型GaP
結晶基板で（111）Ｂ面を使用する。この結晶基
板はＳをドーピングし、キヤリア濃度約１×1017
cm-3としたLEC（高圧溶融）結晶をスライスし、
表面を研磨、エツチング処理したものである。そ
してこの結晶基板上にＰ型及びＮ型のGaP二重エ
ピタキシヤル層を形成して前記Ｐ型エピタキシヤ
ル層１０２、Ｎ型エピタキシヤル層１０３とす
る。Ｐ型GaPエピタキシヤル層１０２はZnをドー
ピングし、キヤリア濃度を１×1018cm-3程度とし
たものであり、厚さは約10μｍである。Ｎ型GaP
エピタキシヤル層１０３は、Ｓをドーピングし、
キヤリア濃度を３×1016cm-3程度とし、更に後述
する緑色発光部２の形成のためにその発光中心と
なる窒素をドーピングしておく。なお窒素濃度は
２×1018cm-3程度とする。またこのエピタキシヤ
ル層１０３の厚さは約５μｍである。而して上記
エピタキシヤル層１０２，１０３の形成にはLPE
（液層エピタキシヤル）結晶成長法を用いる。こ
のLPE結晶成長工程では両層１０２，１０３の形
成を別工程としても、また成長用の融液をＮ型
用、Ｐ型用の２種類用意してボートに入れ、連続
的に成長させることとしてもよい。いずれにして
もエピタキシヤル層１０２，１０３としては、上
述の如きキヤリア濃度及び厚さを有し、Ｎ型エピ
タキシヤル層１０３には窒素が付加されているこ
と、またこのＮ型エピタキシヤル層１０３の表面
が平坦であり、且つ高品位であることが要求され
る。
が、下層のＮ型単結晶層１０１としてはＮ型GaP
結晶基板で（111）Ｂ面を使用する。この結晶基
板はＳをドーピングし、キヤリア濃度約１×1017
cm-3としたLEC（高圧溶融）結晶をスライスし、
表面を研磨、エツチング処理したものである。そ
してこの結晶基板上にＰ型及びＮ型のGaP二重エ
ピタキシヤル層を形成して前記Ｐ型エピタキシヤ
ル層１０２、Ｎ型エピタキシヤル層１０３とす
る。Ｐ型GaPエピタキシヤル層１０２はZnをドー
ピングし、キヤリア濃度を１×1018cm-3程度とし
たものであり、厚さは約10μｍである。Ｎ型GaP
エピタキシヤル層１０３は、Ｓをドーピングし、
キヤリア濃度を３×1016cm-3程度とし、更に後述
する緑色発光部２の形成のためにその発光中心と
なる窒素をドーピングしておく。なお窒素濃度は
２×1018cm-3程度とする。またこのエピタキシヤ
ル層１０３の厚さは約５μｍである。而して上記
エピタキシヤル層１０２，１０３の形成にはLPE
（液層エピタキシヤル）結晶成長法を用いる。こ
のLPE結晶成長工程では両層１０２，１０３の形
成を別工程としても、また成長用の融液をＮ型
用、Ｐ型用の２種類用意してボートに入れ、連続
的に成長させることとしてもよい。いずれにして
もエピタキシヤル層１０２，１０３としては、上
述の如きキヤリア濃度及び厚さを有し、Ｎ型エピ
タキシヤル層１０３には窒素が付加されているこ
と、またこのＮ型エピタキシヤル層１０３の表面
が平坦であり、且つ高品位であることが要求され
る。
このような結晶基板１が用意されると次にはＰ
型領域９の形成が行われる。これは基板１表面に
例えばSi3N4膜を形成し、これにフオトリソグラ
フイ技術でＰ型領域を形成すべき領域のパターン
に応じて格子状の開孔を行い、この孔を通して
Znの拡散を行う。Znの拡散の方法としては封管
式、開管式等、公知の方法を適当に採択すればよ
い。例えばZnP2と基板１とを同一の石英アンプ
ル内に真空封入して600〜700℃で数時間熱処理す
ることにより数μｍの深さに迄Znの拡散が進行
する。これによつてＰ型領域９が形成される。拡
散深さをＰ型エピタキシヤル層１０２に達せしめ
る如くに選定すればその上層のＮ型エピタキシヤ
ル層１０３は格子状に分離されることになる。
型領域９の形成が行われる。これは基板１表面に
例えばSi3N4膜を形成し、これにフオトリソグラ
フイ技術でＰ型領域を形成すべき領域のパターン
に応じて格子状の開孔を行い、この孔を通して
Znの拡散を行う。Znの拡散の方法としては封管
式、開管式等、公知の方法を適当に採択すればよ
い。例えばZnP2と基板１とを同一の石英アンプ
ル内に真空封入して600〜700℃で数時間熱処理す
ることにより数μｍの深さに迄Znの拡散が進行
する。これによつてＰ型領域９が形成される。拡
散深さをＰ型エピタキシヤル層１０２に達せしめ
る如くに選定すればその上層のＮ型エピタキシヤ
ル層１０３は格子状に分離されることになる。
次に各色の発光部の形成方法について述べる。
まず緑色発光部２は一層構造であつてＰ型GaPエ
ピタキシヤル層２０１からなる。前述の如くＮ型
GaPエピタキシヤル層１０３には窒素をドーピン
グしてあるのでその上層にＰ型GaPエピタキシヤ
ル層を選択的に形成したことにより、PN接合が
でき、該PN接合が緑色発光部となる。この緑色
発光部２となるエピタキシヤル層２０１の形成
は、MBE（分子線エピタキシヤル）結晶成長法
による。このMBE結晶成長法は10-10Torr程度の
超高真空下で成長用材料を分子状に、且つ方向性
のあるビームとし、これを結晶基板上にエピタキ
シヤル成長させる方法であるが、下記の如き特長
を有している。すなわち、超高真空下で成長させ
得るので成長中の汚染が少い、成長させるべきエ
ピタキシヤル層の組成が任意且つ高精度に制御で
きる、成長が低温（GaPの場合500℃程度）で行
える、成長層の厚みが原子層単位で制御し得る、
成長層表面の平坦性に優れている、等の点が挙げ
られ、要するにMBE結晶成長法は表面の平坦な
エピタキシヤル層を、その組成、厚みを高精度に
制御して成長させるのに最適の方法である。而し
てこの方法により選択的にＰ型GaPエピタキシヤ
ル成長を行うには予め基板上に例えばSiO2膜を
形成しておき、これを緑色発光部２を形成すべき
パターンに応じて開孔し、その上層にMBE結晶
成長法でＰ型GaPエピタキシヤル成長を行い、そ
の開孔部以外は後工程でフオトリソグラフイによ
りエツチングする。なおＰ型GaPエピタキシヤル
層２０１にはZnをドーピングしてキヤリア濃度
は１×1018cm-3とし、またその厚みは３〜５μｍ
とする。
まず緑色発光部２は一層構造であつてＰ型GaPエ
ピタキシヤル層２０１からなる。前述の如くＮ型
GaPエピタキシヤル層１０３には窒素をドーピン
グしてあるのでその上層にＰ型GaPエピタキシヤ
ル層を選択的に形成したことにより、PN接合が
でき、該PN接合が緑色発光部となる。この緑色
発光部２となるエピタキシヤル層２０１の形成
は、MBE（分子線エピタキシヤル）結晶成長法
による。このMBE結晶成長法は10-10Torr程度の
超高真空下で成長用材料を分子状に、且つ方向性
のあるビームとし、これを結晶基板上にエピタキ
シヤル成長させる方法であるが、下記の如き特長
を有している。すなわち、超高真空下で成長させ
得るので成長中の汚染が少い、成長させるべきエ
ピタキシヤル層の組成が任意且つ高精度に制御で
きる、成長が低温（GaPの場合500℃程度）で行
える、成長層の厚みが原子層単位で制御し得る、
成長層表面の平坦性に優れている、等の点が挙げ
られ、要するにMBE結晶成長法は表面の平坦な
エピタキシヤル層を、その組成、厚みを高精度に
制御して成長させるのに最適の方法である。而し
てこの方法により選択的にＰ型GaPエピタキシヤ
ル成長を行うには予め基板上に例えばSiO2膜を
形成しておき、これを緑色発光部２を形成すべき
パターンに応じて開孔し、その上層にMBE結晶
成長法でＰ型GaPエピタキシヤル成長を行い、そ
の開孔部以外は後工程でフオトリソグラフイによ
りエツチングする。なおＰ型GaPエピタキシヤル
層２０１にはZnをドーピングしてキヤリア濃度
は１×1018cm-3とし、またその厚みは３〜５μｍ
とする。
なおこのエピタキシヤル成長についてはMBE
結晶成長法の外に例えばLPE結晶成長法、VPE
（気相エピタキシヤル）結晶成長法等も考えられ
るが、これらはいずれも成長温度が約800℃又は
それ以上となり、また成長層の厚みの制御が比較
的困難であり、本発明装置の製造には不適当であ
る。すなわちエピタキシヤル成長時の温度を600
℃以上にすると先工程で形成させたＰ型領域９よ
りZnの再拡散が発生し、分離領域としての、
幅、深さ、キヤリア濃度等の特性が所望通りに得
られなくなる。また成長層の厚みが所望の３〜５
μｍ以上になつた場合は後の電極形成工程等が困
難となる。
結晶成長法の外に例えばLPE結晶成長法、VPE
（気相エピタキシヤル）結晶成長法等も考えられ
るが、これらはいずれも成長温度が約800℃又は
それ以上となり、また成長層の厚みの制御が比較
的困難であり、本発明装置の製造には不適当であ
る。すなわちエピタキシヤル成長時の温度を600
℃以上にすると先工程で形成させたＰ型領域９よ
りZnの再拡散が発生し、分離領域としての、
幅、深さ、キヤリア濃度等の特性が所望通りに得
られなくなる。また成長層の厚みが所望の３〜５
μｍ以上になつた場合は後の電極形成工程等が困
難となる。
次に赤色発光部３について記す。この赤色発光
部３はGaAsPのPN接合を利用しており、その構
造は第４図に示すように、基板１のＮ型エピタキ
シヤル層１０３に接するGaAsPの組成比傾斜層
３０１、その上層のTe，ＳをドープしたＮ型
GaAs0.6P0.4層３０２（キヤリア濃度1017cm-3程
度、成長層厚さ２μｍ程度）及び更に上層のZn
等をドープしたＰ型GaAs0.6P0.4層３０３（キヤ
リア濃度1018cm-3、成長層厚さ２μｍ程度）の三
層構造となつている。前記組成比傾斜層３０１は
GaPからGaAs0.6P0.4へとその成長層の厚み方向
に組成比が連続的に変化しているGaPとGaAsと
の混晶である。この装置では結晶基板１として
GaPを用いていること、また発光接合として
GaAsPを用いていることのために、この赤色発
光部３を形成するには、結晶基板１との間で格子
定数、熱膨脹係数等の物性定数の整合を図る必要
がある。このため結晶成長開始時は結晶基板と同
材料であるGaPを成長させ、次第にGaAsの組成
比を増し、適当なところで発光接合材料の組成
GaAs0.6P0.4に一致させる。本発明装置ではこの
組成比傾斜層３０１の厚さを１μｍ程度としてお
り、またTe，Ｓ等をドープしたＮ形層となつて
おり、そのキヤリア濃度は1017〜1018cm-3として
いる。このような構造としたことにより
GaAs0.6P0.4のPN接合が形成されて赤色発光部３
となつている。そしてこのGaAs0.6P0.4PN接合の
形成及びそれに先立つ組成比傾斜層３０１の形成
には緑色発光部２と同様にMBE結晶成長法を用
いる。すなわち前述したところと同様の理由によ
りLPE，VPE結晶成長法は不適当である。
部３はGaAsPのPN接合を利用しており、その構
造は第４図に示すように、基板１のＮ型エピタキ
シヤル層１０３に接するGaAsPの組成比傾斜層
３０１、その上層のTe，ＳをドープしたＮ型
GaAs0.6P0.4層３０２（キヤリア濃度1017cm-3程
度、成長層厚さ２μｍ程度）及び更に上層のZn
等をドープしたＰ型GaAs0.6P0.4層３０３（キヤ
リア濃度1018cm-3、成長層厚さ２μｍ程度）の三
層構造となつている。前記組成比傾斜層３０１は
GaPからGaAs0.6P0.4へとその成長層の厚み方向
に組成比が連続的に変化しているGaPとGaAsと
の混晶である。この装置では結晶基板１として
GaPを用いていること、また発光接合として
GaAsPを用いていることのために、この赤色発
光部３を形成するには、結晶基板１との間で格子
定数、熱膨脹係数等の物性定数の整合を図る必要
がある。このため結晶成長開始時は結晶基板と同
材料であるGaPを成長させ、次第にGaAsの組成
比を増し、適当なところで発光接合材料の組成
GaAs0.6P0.4に一致させる。本発明装置ではこの
組成比傾斜層３０１の厚さを１μｍ程度としてお
り、またTe，Ｓ等をドープしたＮ形層となつて
おり、そのキヤリア濃度は1017〜1018cm-3として
いる。このような構造としたことにより
GaAs0.6P0.4のPN接合が形成されて赤色発光部３
となつている。そしてこのGaAs0.6P0.4PN接合の
形成及びそれに先立つ組成比傾斜層３０１の形成
には緑色発光部２と同様にMBE結晶成長法を用
いる。すなわち前述したところと同様の理由によ
りLPE，VPE結晶成長法は不適当である。
次に青色発光部４について説明する。本実施例
ではこの青色発光部としてZnSe、ZnS等による
MIS（金属−絶縁膜−半導体）型のダイオードを
用いており、Ｎ型エピタキシヤル層１０３上に
GaAsPの組成比傾斜層４０１を形成し、更にそ
の上層にＮ型ZnSeエピタキシヤル層４０２（キ
ヤリア濃度1016〜1019cm-3、成長層厚さ３〜５μ
ｍ）を形成してある。組成比傾斜層４０１はエピ
タキシヤル層１０３上にＮ型ZnSeエピタキシヤ
ル層４０２を形成するに際し、両者の格子定数
や、熱膨脹係数などの相違を緩和するための中間
層であり、基板１側はGaPを成長させ、次第に
GaAsを増し、ZnSeエピタキシヤル層４０２と接
すべき部分ではGaAsとしたGaAsP混晶を用いて
いる。なお厚さは１μｍ程度とし、キヤリア濃度
は1016〜1018cm-3程度のＮ型としてある。上述の
両層４０１，４０２の形成もまた緑色、赤色の発
光部２，３におけると同様の理由でMBE結晶成
長法によるのが好適であり、LPE，VPE等他の
成長法は不適当である。そしてZnSeエピタキシ
ヤル層４０２の形成後にはその上層にSiO2等の
絶縁膜４０３を500〜2000Åの厚さに形成する。
なおZnSe層４０２に替えてZnS層等を用いてもよ
いがZnSはZnSeとは異りGaPと比較的物性定数が
類似しているのでGaAsPの中間層は不用であ
る。
ではこの青色発光部としてZnSe、ZnS等による
MIS（金属−絶縁膜−半導体）型のダイオードを
用いており、Ｎ型エピタキシヤル層１０３上に
GaAsPの組成比傾斜層４０１を形成し、更にそ
の上層にＮ型ZnSeエピタキシヤル層４０２（キ
ヤリア濃度1016〜1019cm-3、成長層厚さ３〜５μ
ｍ）を形成してある。組成比傾斜層４０１はエピ
タキシヤル層１０３上にＮ型ZnSeエピタキシヤ
ル層４０２を形成するに際し、両者の格子定数
や、熱膨脹係数などの相違を緩和するための中間
層であり、基板１側はGaPを成長させ、次第に
GaAsを増し、ZnSeエピタキシヤル層４０２と接
すべき部分ではGaAsとしたGaAsP混晶を用いて
いる。なお厚さは１μｍ程度とし、キヤリア濃度
は1016〜1018cm-3程度のＮ型としてある。上述の
両層４０１，４０２の形成もまた緑色、赤色の発
光部２，３におけると同様の理由でMBE結晶成
長法によるのが好適であり、LPE，VPE等他の
成長法は不適当である。そしてZnSeエピタキシ
ヤル層４０２の形成後にはその上層にSiO2等の
絶縁膜４０３を500〜2000Åの厚さに形成する。
なおZnSe層４０２に替えてZnS層等を用いてもよ
いがZnSはZnSeとは異りGaPと比較的物性定数が
類似しているのでGaAsPの中間層は不用であ
る。
さて次に各色の発光部の電極については、緑色
発光部２及び赤色発光部３についてはＰ側のオー
ミツク電極１０，１１をその長手方向の例えば３
個所に形成する。金属材料としては例えばAu−
Zn等の合金を用いる。また青色発光部４の電極
１２についてはZnSe層４０２及び絶縁膜４０３
と共にMIS型ダイオードを形成して、効率よく正
孔をZnSe中に注入する役割を有せしめる必要が
あり、それに適した金属材料として例えばAuを
用いる。また各絵素内の三色の発光部２，３，４
の共通電極として第５図に示すように基板１のＮ
型エピタキシヤル層１０３上にオーミツク電極１
３を形成する。この電極１３の金属材料としては
Au−Sn等が適当である。オーミツク電極１０，
１１，１３は適当な形状にフオトリソグラフイで
形成後、500℃前後で合金化処理を行う必要があ
るので、本発明装置の製造に際してはこれらの電
極１０，１１，１３の合金化処理を青色発光部４
の形成よりも先に行うのが望ましい。これは上記
合金化処理に先立つてZnSeエピタキシヤル層４
０２を形成すると、後の合金化処理工程における
温度でこのエピタキシヤル層４０２及び絶縁膜４
０３の特性が低下するためである。
発光部２及び赤色発光部３についてはＰ側のオー
ミツク電極１０，１１をその長手方向の例えば３
個所に形成する。金属材料としては例えばAu−
Zn等の合金を用いる。また青色発光部４の電極
１２についてはZnSe層４０２及び絶縁膜４０３
と共にMIS型ダイオードを形成して、効率よく正
孔をZnSe中に注入する役割を有せしめる必要が
あり、それに適した金属材料として例えばAuを
用いる。また各絵素内の三色の発光部２，３，４
の共通電極として第５図に示すように基板１のＮ
型エピタキシヤル層１０３上にオーミツク電極１
３を形成する。この電極１３の金属材料としては
Au−Sn等が適当である。オーミツク電極１０，
１１，１３は適当な形状にフオトリソグラフイで
形成後、500℃前後で合金化処理を行う必要があ
るので、本発明装置の製造に際してはこれらの電
極１０，１１，１３の合金化処理を青色発光部４
の形成よりも先に行うのが望ましい。これは上記
合金化処理に先立つてZnSeエピタキシヤル層４
０２を形成すると、後の合金化処理工程における
温度でこのエピタキシヤル層４０２及び絶縁膜４
０３の特性が低下するためである。
最後に各発光部の配線を行うが、これにはまず
全面に絶縁膜１４を形成した後、各絵素の共通電
極１３の部分を開孔し、その上に例えばAl等で
配線電極８とフオトリソグラフイにて形成する。
次いで再度全面に絶縁膜１５を形成して電極１
０，１１，１２を形に開孔し、配線電極５，６，
７を形成し、これにより本発明装置が完成する。
全面に絶縁膜１４を形成した後、各絵素の共通電
極１３の部分を開孔し、その上に例えばAl等で
配線電極８とフオトリソグラフイにて形成する。
次いで再度全面に絶縁膜１５を形成して電極１
０，１１，１２を形に開孔し、配線電極５，６，
７を形成し、これにより本発明装置が完成する。
叙上の如き構造を有し、且つ製造される本発明
装置は所要の横方向配線電極８を、また所要の縦
方向配線電極５，６，７を選択して前者に負の、
また後者に正の電圧を印加することにより、所望
絵素の各発光部２，３，４を夫々緑、赤、青に発
光させ得、要するに従来は不可能であつたカラー
表示が可能となる。そして配線電極５，６，７の
選択にて各色の発光が独立的に行われるので鮮明
な表示が得られる。このように本発明がLED利
用のカラーデイスプレイ技術の向上に貢献する処
は多大である。
装置は所要の横方向配線電極８を、また所要の縦
方向配線電極５，６，７を選択して前者に負の、
また後者に正の電圧を印加することにより、所望
絵素の各発光部２，３，４を夫々緑、赤、青に発
光させ得、要するに従来は不可能であつたカラー
表示が可能となる。そして配線電極５，６，７の
選択にて各色の発光が独立的に行われるので鮮明
な表示が得られる。このように本発明がLED利
用のカラーデイスプレイ技術の向上に貢献する処
は多大である。
図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図はその略示部分平面図、第２図は略示断面構
造図、第３図は詳細な部分平面図、第４，５図は
夫々第３図の−線、−線における断面構
造図である。 １……結晶基板、２……緑色発光部、３……赤
色発光部、４……青色発光部、５，６，７，８…
…配線電極、E11，E12……絵素。
１図はその略示部分平面図、第２図は略示断面構
造図、第３図は詳細な部分平面図、第４，５図は
夫々第３図の−線、−線における断面構
造図である。 １……結晶基板、２……緑色発光部、３……赤
色発光部、４……青色発光部、５，６，７，８…
…配線電極、E11，E12……絵素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の導電型からなる第１の層の両側に第２
の導電型からなる第２、第３の層を積層してなる
結晶基板と、前記第２の層を複数の絵素に対応づ
けて電気的に分離する分離領域と、各絵素ごとに
複数が分離形成され、夫々に発光色が異なる発光
部とを具備し、各発光部は前記第２の層を共通導
電路としていることを特徴とするLED表示装
置。 ２ 前記絵素は縦横に規則的に配置されており、
また各絵素の発光部のパターンが均一である特許
請求の範囲第１項記載のLED表示装置。 ３ 縦（又は横）方向に並ぶ複数の絵素内の同一
色発光部の一方の電極を共通に接続し、また横
（又は縦）方向に並ぶ複数の絵素夫々における発
光部に共通の電極を共通に接続してなる特許請求
の範囲第２項記載のLED表示装置。 ４ Ｎ型GaP結晶基板上にＰ型及びＮ型のGaP二
重エピタキシヤル層を順次形成し、Ｎ型GaPエピ
タキシヤル層を複数の絵素に対応づけて電気的に
分離し、該Ｎ型GaPエピタキシヤル層上には、各
絵素の領域ごとにＰ型GaPエピタキシヤル層、Ｎ
型及びＰ型のGaAs0.6P0.4二重エピタキシヤル
層、及びＮ型ZnSe又はＮ型ZnSエピタキシヤル層
をMBE結晶成長法にて各別の位置に分離形成す
ることを特徴とするLED表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131979A JPS55124180A (en) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Led display unit and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131979A JPS55124180A (en) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Led display unit and production thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55124180A JPS55124180A (en) | 1980-09-25 |
| JPS6212916B2 true JPS6212916B2 (ja) | 1987-03-23 |
Family
ID=12327945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3131979A Granted JPS55124180A (en) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Led display unit and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55124180A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2524745B1 (fr) * | 1982-04-02 | 1986-07-11 | Pollard Jean | Procede et dispositif pour la visualisation d'une image electro-optique |
| JPS60140082U (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-17 | 豊田合成株式会社 | 表示器 |
| JP3726398B2 (ja) * | 1997-02-14 | 2005-12-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 半導体装置 |
| JP4535053B2 (ja) * | 2006-10-12 | 2010-09-01 | ソニー株式会社 | 発光ダイオードの配線の形成方法、発光ダイオード実装基板、ディスプレイ、バックライト、照明装置および電子機器 |
| JP7216270B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2023-02-01 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP7054031B2 (ja) * | 2020-01-31 | 2022-04-13 | 日亜化学工業株式会社 | 発光モジュールの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5210090A (en) * | 1975-07-08 | 1977-01-26 | Philips Nv | Multicolor monolithic semiconductor device |
-
1979
- 1979-03-16 JP JP3131979A patent/JPS55124180A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5210090A (en) * | 1975-07-08 | 1977-01-26 | Philips Nv | Multicolor monolithic semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55124180A (en) | 1980-09-25 |
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