JPH1187779A - チップ型発光素子 - Google Patents
チップ型発光素子Info
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- JPH1187779A JPH1187779A JP23936397A JP23936397A JPH1187779A JP H1187779 A JPH1187779 A JP H1187779A JP 23936397 A JP23936397 A JP 23936397A JP 23936397 A JP23936397 A JP 23936397A JP H1187779 A JPH1187779 A JP H1187779A
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- organic compound
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- terminal electrodes
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5522—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/754—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
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- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワイヤボンディングをしないで、電極膜を形
成することにより端子電極との電気的接続をすることが
でき、非常に薄型を達成することができる有機化合物発
光層を用いた具体的な構造のチップ型発光素子を提供す
る。 【解決手段】 絶縁性基板１と、絶縁性基板１の両端部
に表面から裏面に亘ってそれぞれ設けられる第１および
第２の端子電極２、３と、第１および第２の端子電極
２、３の一方の基板表面の端部に順次積層される下部電
極膜１１、有機化合物発光層１３、および上部電極膜１
５からなる積層体８と、積層体８の周囲を被覆するパッ
ケージ５とからなり、上部電極膜１５が透明導電膜から
なり、第１および第２の端子電極２、３の他方と接続さ
れるように設けられている。
成することにより端子電極との電気的接続をすることが
でき、非常に薄型を達成することができる有機化合物発
光層を用いた具体的な構造のチップ型発光素子を提供す
る。 【解決手段】 絶縁性基板１と、絶縁性基板１の両端部
に表面から裏面に亘ってそれぞれ設けられる第１および
第２の端子電極２、３と、第１および第２の端子電極
２、３の一方の基板表面の端部に順次積層される下部電
極膜１１、有機化合物発光層１３、および上部電極膜１
５からなる積層体８と、積層体８の周囲を被覆するパッ
ケージ５とからなり、上部電極膜１５が透明導電膜から
なり、第１および第２の端子電極２、３の他方と接続さ
れるように設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話機やＰＨＳ
などの携帯用電子機器の照明や表示用などの光源に用い
られるのに適した小型の発光素子であるチップ型発光素
子に関する。さらに詳しくは、絶縁基板上に電極膜と有
機化合物層との積層により発光素子チップが形成されて
ワイヤボンディングが不要とされ、基板からの高さが非
常に低い薄型のチップ型発光素子に関する。
などの携帯用電子機器の照明や表示用などの光源に用い
られるのに適した小型の発光素子であるチップ型発光素
子に関する。さらに詳しくは、絶縁基板上に電極膜と有
機化合物層との積層により発光素子チップが形成されて
ワイヤボンディングが不要とされ、基板からの高さが非
常に低い薄型のチップ型発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話機やＰＨＳなどの携帯機器の小
形化に伴い、それらに用いられる発光素子なども軽薄短
小化が要求され、とくに高さが低い薄型のチップ型発光
素子が要求されている。
形化に伴い、それらに用いられる発光素子なども軽薄短
小化が要求され、とくに高さが低い薄型のチップ型発光
素子が要求されている。
【０００３】この種の小形で薄型のチップ型発光素子は
図２（ａ）に示されるように、基板１の両端部に端子電
極２、３が形成され、一方の端子電極２と接続され端子
電極の一部となる電極上に、発光ダイオード（以下、Ｌ
ＥＤという）チップ４が図示しない銀ペーストなどの導
電性接着剤などによりボンディングされて、その下部電
極が端子電極２と直接接続され、その上部電極が金線７
により他方の端子電極３とワイヤボンディングされて、
それぞれ電気的に接続されている。ＬＥＤチップ４は、
たとえば図２（ｂ）に示されるように、ＧａＡｓやＧａ
Ｐなどからなるｎ型半導体層４１とｐ型半導体層４２と
の接合によるｐｎ接合面（発光層）４３が形成され、そ
の両面に電極４４、４５が設けられることにより構成さ
れている。この基板１の表面側には、透明または乳白色
のエポキシ樹脂などからなる樹脂によりＬＥＤチップ４
や金線７を被覆して保護するパッケージ５が形成されて
いる。
図２（ａ）に示されるように、基板１の両端部に端子電
極２、３が形成され、一方の端子電極２と接続され端子
電極の一部となる電極上に、発光ダイオード（以下、Ｌ
ＥＤという）チップ４が図示しない銀ペーストなどの導
電性接着剤などによりボンディングされて、その下部電
極が端子電極２と直接接続され、その上部電極が金線７
により他方の端子電極３とワイヤボンディングされて、
それぞれ電気的に接続されている。ＬＥＤチップ４は、
たとえば図２（ｂ）に示されるように、ＧａＡｓやＧａ
Ｐなどからなるｎ型半導体層４１とｐ型半導体層４２と
の接合によるｐｎ接合面（発光層）４３が形成され、そ
の両面に電極４４、４５が設けられることにより構成さ
れている。この基板１の表面側には、透明または乳白色
のエポキシ樹脂などからなる樹脂によりＬＥＤチップ４
や金線７を被覆して保護するパッケージ５が形成されて
いる。
【０００４】ＬＥＤチップ４は、その縦Ａおよび横Ｂの
長さは共に０.２４〜０.３５ｍｍ程度で、その厚さＴも
同程度の寸法の立方体形状に形成される。しかもその表
面側の上部電極４５は金線７などによるワイヤボンディ
ングがなされているため、基板１の表面から金線７を被
覆するパッケージ５の表面までの寸法は０.５ｍｍ程度
が限界である。
長さは共に０.２４〜０.３５ｍｍ程度で、その厚さＴも
同程度の寸法の立方体形状に形成される。しかもその表
面側の上部電極４５は金線７などによるワイヤボンディ
ングがなされているため、基板１の表面から金線７を被
覆するパッケージ５の表面までの寸法は０.５ｍｍ程度
が限界である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
チップ型発光素子は、基板表面の端子電極上に半導体層
の積層により形成されたＬＥＤチップが銀ペーストなど
によりダイボンディングされ、さらにワイヤボンディン
グがなされて樹脂でパッケージングされている。そのた
め、その高さを低くすることに限界があり、最近の携帯
電話機やＰＨＳなどの携帯機器の発展に伴う超薄型の発
光素子の要求を満たすことができないという問題があ
る。
チップ型発光素子は、基板表面の端子電極上に半導体層
の積層により形成されたＬＥＤチップが銀ペーストなど
によりダイボンディングされ、さらにワイヤボンディン
グがなされて樹脂でパッケージングされている。そのた
め、その高さを低くすることに限界があり、最近の携帯
電話機やＰＨＳなどの携帯機器の発展に伴う超薄型の発
光素子の要求を満たすことができないという問題があ
る。
【０００６】また、前述のように、金線などによるワイ
ヤボンディングがなされると、熱ストレスなどにより断
線が発生する可能性があり、歩留りを低下させたり、信
頼性を低下させるという問題がある。
ヤボンディングがなされると、熱ストレスなどにより断
線が発生する可能性があり、歩留りを低下させたり、信
頼性を低下させるという問題がある。
【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、ワイヤボンディングをしないで、電
極膜を形成することにより端子電極との電気的接続をす
ることができ、非常に薄型を達成することができる有機
化合物発光層を用いた具体的な構造のチップ型発光素子
を提供することを目的とする。
になされたもので、ワイヤボンディングをしないで、電
極膜を形成することにより端子電極との電気的接続をす
ることができ、非常に薄型を達成することができる有機
化合物発光層を用いた具体的な構造のチップ型発光素子
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるチップ型発
光素子は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の両端部に表面
から裏面に亘ってそれぞれ設けられる第１および第２の
端子電極と、前記基板表面における前記第１および第２
の端子電極の一方の端部に順次積層される下部電極膜、
有機化合物発光層、および上部電極膜からなる積層体
と、該積層体の周囲を被覆するパッケージとからなり、
前記上部電極膜が透明導電膜からなり、前記第１および
第２の端子電極の他方と接続されるように設けられてい
る。
光素子は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の両端部に表面
から裏面に亘ってそれぞれ設けられる第１および第２の
端子電極と、前記基板表面における前記第１および第２
の端子電極の一方の端部に順次積層される下部電極膜、
有機化合物発光層、および上部電極膜からなる積層体
と、該積層体の周囲を被覆するパッケージとからなり、
前記上部電極膜が透明導電膜からなり、前記第１および
第２の端子電極の他方と接続されるように設けられてい
る。
【０００９】この構造にすることにより、電極膜および
有機化合物層を積層するだけで発光素子を形成すること
ができ、ワイヤボンディングをする必要がなく、非常に
薄型のチップ型発光素子が得られる。ここに有機化合物
発光層とは、一対の電極から注入される電子と正孔との
再結合により励起子が生じ、この励起子が放射失活する
過程で光を放ち得る有機化合物層を意味し、必要により
正孔輸送性化合物層および／または電子輸送性化合物層
との組合せからなる発光層、および正孔輸送層もしくは
電子輸送層の単層をも含む意味である。
有機化合物層を積層するだけで発光素子を形成すること
ができ、ワイヤボンディングをする必要がなく、非常に
薄型のチップ型発光素子が得られる。ここに有機化合物
発光層とは、一対の電極から注入される電子と正孔との
再結合により励起子が生じ、この励起子が放射失活する
過程で光を放ち得る有機化合物層を意味し、必要により
正孔輸送性化合物層および／または電子輸送性化合物層
との組合せからなる発光層、および正孔輸送層もしくは
電子輸送層の単層をも含む意味である。
【００１０】前記第１および第２の端子電極の前記基板
表面における間隙部において、前記端子電極の一方から
他方側に向って前記積層体の各層が層構造をなすよう
に、前記積層体が前記端子電極の一方の端部から食み出
すように積層される構造にすることにより、各層をパタ
ーニングしながら積層するだけで電極間のショートを防
ぎながら、サイド部分からも発光させることができる薄
型のチップ型発光素子が簡単に得られる。
表面における間隙部において、前記端子電極の一方から
他方側に向って前記積層体の各層が層構造をなすよう
に、前記積層体が前記端子電極の一方の端部から食み出
すように積層される構造にすることにより、各層をパタ
ーニングしながら積層するだけで電極間のショートを防
ぎながら、サイド部分からも発光させることができる薄
型のチップ型発光素子が簡単に得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明のチップ型発光素子について説明をする。
明のチップ型発光素子について説明をする。
【００１２】本発明のチップ型発光素子は、その一実施
形態の断面および斜視図の説明図が図１に示されるよう
に、絶縁性基板１の表面の両端部に表面から裏面に亘っ
て第１および第２の端子電極２、３が設けられ、第１の
端子電極２の表面側端部は絶縁性基板１の中央部付近ま
で延びている。そして、一方の端子電極である第１の端
子電極２の表面側の先端部上に陰極となる下部電極１
１、有機化合物電子輸送層１２、有機化合物発光層１
３、有機化合物正孔輸送層１４、および陽極となる上部
電極１５からなる積層体８が設けられ、積層体８の周囲
は発光する光を透過させるエポキシ樹脂、ガラスなどか
らなるパッケージ５で被覆されることにより形成されて
いる。
形態の断面および斜視図の説明図が図１に示されるよう
に、絶縁性基板１の表面の両端部に表面から裏面に亘っ
て第１および第２の端子電極２、３が設けられ、第１の
端子電極２の表面側端部は絶縁性基板１の中央部付近ま
で延びている。そして、一方の端子電極である第１の端
子電極２の表面側の先端部上に陰極となる下部電極１
１、有機化合物電子輸送層１２、有機化合物発光層１
３、有機化合物正孔輸送層１４、および陽極となる上部
電極１５からなる積層体８が設けられ、積層体８の周囲
は発光する光を透過させるエポキシ樹脂、ガラスなどか
らなるパッケージ５で被覆されることにより形成されて
いる。
【００１３】絶縁性基板１は、たとえばガラスクロスに
耐熱性のＢＴ樹脂を含浸させたＢＴレジン、ガラスエポ
キシ、セラミックスなどの絶縁性の基板からなってお
り、小形化が要求されるこの種のチップ型発光素子で
は、その大きさが０.８ｍｍ×１.６ｍｍ程度で、その厚
さが０.１〜０.２ｍｍ程度である。この基板は、製造段
階では１０ｃｍ×５ｃｍ程度の大きな基板に多数の素子
がマトリクス状に形成され、最終的に各チップ素子に切
断されることにより形成される。
耐熱性のＢＴ樹脂を含浸させたＢＴレジン、ガラスエポ
キシ、セラミックスなどの絶縁性の基板からなってお
り、小形化が要求されるこの種のチップ型発光素子で
は、その大きさが０.８ｍｍ×１.６ｍｍ程度で、その厚
さが０.１〜０.２ｍｍ程度である。この基板は、製造段
階では１０ｃｍ×５ｃｍ程度の大きな基板に多数の素子
がマトリクス状に形成され、最終的に各チップ素子に切
断されることにより形成される。
【００１４】端子電極２、３は大きな基板の状態でその
表面と裏面にスパッタなどにより銅被膜が形成され、そ
の表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキが順次形成された
積層構造になっている。この端子電極２、３を形成する
際に、端子電極２、３側のチップ側面部には大きな基板
の状態でスリットが形成されており、隣接するチップは
スリットを介して並んでいるため、表面および裏面の銅
被膜を形成する際にスリット部分にも銅被膜が設けら
れ、図１（ａ）に示されるように、表面から裏面に亘っ
て端子電極２、３が形成される。この端子電極２、３
は、後述する有機化合物発光層１２〜１４の温度上昇に
よるアモルファスからの結晶化を防止するため、材料的
には熱伝導の良い材料が用いられることが好ましく、構
造的には電極パターンをできるだけ大きくした構造にす
ることが好ましい。
表面と裏面にスパッタなどにより銅被膜が形成され、そ
の表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキが順次形成された
積層構造になっている。この端子電極２、３を形成する
際に、端子電極２、３側のチップ側面部には大きな基板
の状態でスリットが形成されており、隣接するチップは
スリットを介して並んでいるため、表面および裏面の銅
被膜を形成する際にスリット部分にも銅被膜が設けら
れ、図１（ａ）に示されるように、表面から裏面に亘っ
て端子電極２、３が形成される。この端子電極２、３
は、後述する有機化合物発光層１２〜１４の温度上昇に
よるアモルファスからの結晶化を防止するため、材料的
には熱伝導の良い材料が用いられることが好ましく、構
造的には電極パターンをできるだけ大きくした構造にす
ることが好ましい。
【００１５】下部電極１１は、上に積層される有機化合
物層１２との導通特性の点から、たとえばＭｇ-Ｉｎ合
金などが蒸着、またはスパッタなどにより０.１〜１μ
ｍ程度の厚さに設けられる。また、上部電極１５は、上
部から光を取り出すため、発光する光を透過させる酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化スズ
などの透明導電膜が０.１〜１μｍ程度の厚さで設けら
れている。この上部電極１５は、端子電極３上に連続す
るようにパターニングされることにより上部電極１５の
形成と同時に端子電極３との電気的接続がなされる。
物層１２との導通特性の点から、たとえばＭｇ-Ｉｎ合
金などが蒸着、またはスパッタなどにより０.１〜１μ
ｍ程度の厚さに設けられる。また、上部電極１５は、上
部から光を取り出すため、発光する光を透過させる酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化スズ
などの透明導電膜が０.１〜１μｍ程度の厚さで設けら
れている。この上部電極１５は、端子電極３上に連続す
るようにパターニングされることにより上部電極１５の
形成と同時に端子電極３との電気的接続がなされる。
【００１６】有機化合物発光層１３としては、電子輸送
性または正孔輸送性を有し、固体状態で強い蛍光を発す
る物質が用いられる。電子輸送性を有する物質、有機化
合物電子輸送層１２としては、ペリノン誘導体、キノリ
ン錯体誘導体などを用いることができる。また、正孔輸
送性を有する物質、正孔輸送層１４としては、たとえば
トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、
トリフェニルアミン誘導体などを用いることができる。
これらの有機化合物層はスパッタなどにより、それぞれ
０.１μｍ程度の厚さに成膜される。発光色は有機化合
物層に用いられる色素分子を変えることにより、青色か
ら赤色まで発光させることができる。
性または正孔輸送性を有し、固体状態で強い蛍光を発す
る物質が用いられる。電子輸送性を有する物質、有機化
合物電子輸送層１２としては、ペリノン誘導体、キノリ
ン錯体誘導体などを用いることができる。また、正孔輸
送性を有する物質、正孔輸送層１４としては、たとえば
トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、
トリフェニルアミン誘導体などを用いることができる。
これらの有機化合物層はスパッタなどにより、それぞれ
０.１μｍ程度の厚さに成膜される。発光色は有機化合
物層に用いられる色素分子を変えることにより、青色か
ら赤色まで発光させることができる。
【００１７】本発明によれば、絶縁性基板上に電極膜と
有機化合物層をそれぞれパターニングしながら積層する
だけで、発光素子チップの両電極が端子電極とそれぞれ
直接接続されたチップ型発光素子が得られるため、ワイ
ヤボンディングの必要がない。そのため、基板の厚さ
０.１〜０.２ｍｍおよびパッケージまでを含めた全体の
厚さが０.４ｍｍ以下と非常に薄型のチップ型発光素子
が得られる。しかも、端子電極が面積の広い電極に形成
されることにより、一層プリント基板などに面実装され
る端子電極を介して熱放散がよく、アモルファスである
有機化合物層が温度上昇により結晶化することを防止す
ることができ、高い発光効率を維持することができる。
有機化合物層をそれぞれパターニングしながら積層する
だけで、発光素子チップの両電極が端子電極とそれぞれ
直接接続されたチップ型発光素子が得られるため、ワイ
ヤボンディングの必要がない。そのため、基板の厚さ
０.１〜０.２ｍｍおよびパッケージまでを含めた全体の
厚さが０.４ｍｍ以下と非常に薄型のチップ型発光素子
が得られる。しかも、端子電極が面積の広い電極に形成
されることにより、一層プリント基板などに面実装され
る端子電極を介して熱放散がよく、アモルファスである
有機化合物層が温度上昇により結晶化することを防止す
ることができ、高い発光効率を維持することができる。
【００１８】前述の例では、発光部を形成する積層体と
して、有機化合物電子輸送層と有機化合物正孔輸送層と
で発光特性を有する有機化合物発光層が挟持された構造
であったが、これらの単層または発光性有機化合物と電
子輸送性化合物もしくは正孔輸送性化合物との組合せに
より形成されてもよい。
して、有機化合物電子輸送層と有機化合物正孔輸送層と
で発光特性を有する有機化合物発光層が挟持された構造
であったが、これらの単層または発光性有機化合物と電
子輸送性化合物もしくは正孔輸送性化合物との組合せに
より形成されてもよい。
【００１９】さらに、前述の例では、積層体８の周囲が
透明なパッケージのみで被覆されていたが、さらにその
パッケージの周囲を反射ケースで覆うタイプにすること
もできる。
透明なパッケージのみで被覆されていたが、さらにその
パッケージの周囲を反射ケースで覆うタイプにすること
もできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、電極膜および有機化合
物層を積層するだけでチップ型発光素子が得られるた
め、基板の裏面からパッケージ上面までの全体の厚さが
０. ４ｍｍ以下と、チップ型抵抗並みの非常に薄いチッ
プ型発光素子が得られる。その結果、携帯電話やＰＨＳ
などの小型化する携帯機器の照明部分を非常に小さくす
ることができ、電子機器のさらなる小型化に大きく寄与
する。また、ワイヤボンディングなされないため、断線
などの虞れがなく信頼性が非常に向上する。
物層を積層するだけでチップ型発光素子が得られるた
め、基板の裏面からパッケージ上面までの全体の厚さが
０. ４ｍｍ以下と、チップ型抵抗並みの非常に薄いチッ
プ型発光素子が得られる。その結果、携帯電話やＰＨＳ
などの小型化する携帯機器の照明部分を非常に小さくす
ることができ、電子機器のさらなる小型化に大きく寄与
する。また、ワイヤボンディングなされないため、断線
などの虞れがなく信頼性が非常に向上する。
【図１】本発明のチップ型発光素子の一実施形態の断面
および斜視の説明図である。
および斜視の説明図である。
【図２】従来のチップ型発光素子およびそのＬＥＤチッ
プの一例の斜視説明図である。
プの一例の斜視説明図である。
１ 絶縁性基板 ２、３ 端子電極 ５ パッケージ ８ 積層体 １１ 下部電極 １２ 有機化合物電子輸送層 １３ 有機化合物発光層 １４ 有機化合物正孔輸送層 １５ 上部電極
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁性基板と、該絶縁性基板の両端部に
表面から裏面に亘ってそれぞれ設けられる第１および第
２の端子電極と、前記基板の表面側における前記第１お
よび第２の端子電極の一方の端部に順次積層される下部
電極膜、有機化合物発光層、および上部電極膜からなる
積層体と、該積層体の周囲を被覆するパッケージとから
なり、前記上部電極膜が透明導電膜からなり、前記第１
および第２の端子電極の他方と接続されるように設けら
れてなるチップ型発光素子。 - 【請求項２】 前記第１および第２の端子電極の前記基
板表面における間隙部において、前記端子電極の一方か
ら他方側に向って前記積層体の各層が層構造をなすよう
に、前記積層体が前記端子電極の一方の端部から順次食
み出るように積層されてなる請求項１記載のチップ型発
光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23936397A JPH1187779A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | チップ型発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23936397A JPH1187779A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | チップ型発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1187779A true JPH1187779A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17043656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23936397A Pending JPH1187779A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | チップ型発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1187779A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004228170A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 配線板及び発光装置 |
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