JPS6237554B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6237554B2
JPS6237554B2 JP16118378A JP16118378A JPS6237554B2 JP S6237554 B2 JPS6237554 B2 JP S6237554B2 JP 16118378 A JP16118378 A JP 16118378A JP 16118378 A JP16118378 A JP 16118378A JP S6237554 B2 JPS6237554 B2 JP S6237554B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emitting diode
light emitting
substrate
diffusion layer
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP16118378A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5591186A (en
Inventor
Kyoshi Morimoto
Hiroshi Watanabe
Shigeo Ito
Ko Harada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Futaba Corp
Original Assignee
Futaba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Futaba Corp filed Critical Futaba Corp
Priority to JP16118378A priority Critical patent/JPS5591186A/en
Publication of JPS5591186A publication Critical patent/JPS5591186A/en
Publication of JPS6237554B2 publication Critical patent/JPS6237554B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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、製造工程の簡略化が図れて、安価に
製造できるマトリクス形の発光ダイオード表示装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a matrix-type light emitting diode display device that can be manufactured at low cost with a simplified manufacturing process.

半導体発光ダイオードを用いた表示装置として
は、従来より所定形状の複数個の発光ダイオード
のチツプを、一つの基板上に配列させた構造のハ
イブリツド形の表示装置と、一つの半導体結晶基
板中に必要とする発光ダイオード素子を作り込ん
だ構造のモノリシツク形の表示装置とが知られて
いる。
Conventionally, display devices using semiconductor light-emitting diodes include a hybrid display device in which multiple light-emitting diode chips of a predetermined shape are arranged on a single substrate, and a hybrid display device in which a plurality of light-emitting diode chips in a predetermined shape are arranged on a single substrate. A monolithic display device having a structure incorporating a light emitting diode element is known.

このうち、モノリシツク形の表示装置では、フ
オトエツチング技術等を用いて精緻な表示パター
ンを容易に形成でき、しかも同時に多数の発光領
域を形成することが可能であることから、量産に
適しており、さらに各発光領域での輝度のばらつ
きなどをほとんどなくすことができるために、ハ
ンデイタイプの電卓や腕時計のデイジタル表示
部、あるいは各種計測機器の表示部などに多く用
いられている。
Among these, monolithic display devices are suitable for mass production because they allow precise display patterns to be easily formed using photoetching technology, and many light emitting regions can be formed at the same time. Furthermore, since it is possible to almost eliminate variations in brightness among each light emitting region, it is often used in digital display sections of handheld calculators and wristwatches, and display sections of various measuring instruments.

ところで、このモノリシツク形の表示装置で
は、単一の半導体の基板中に形成される各発光ダ
イオード素子間の電気的及び光学的な分離を行う
必要があり、また分離された各発光ダイオード素
子に駆動電圧を供給するための電極及びリード線
の形成工程が必要となつている。
By the way, in this monolithic display device, it is necessary to electrically and optically separate each light emitting diode element formed in a single semiconductor substrate, and it is also necessary to provide a driving force for each separated light emitting diode element. A process for forming electrodes and lead wires for supplying voltage is required.

しかして、従来は発光ダイオード素子を分離す
る手段としてエツチングやダイシングによる分離
方法、あるいは一導電形の半導体基板の所定領域
に反対導電形の領域を形成する不純物を選択的に
拡散して、分離された発光ダイオード素子を作る
選択拡散法などが多く用いられている。
Conventionally, light emitting diode elements have been separated by separation methods such as etching or dicing, or by selectively diffusing impurities that form regions of the opposite conductivity type into predetermined regions of a semiconductor substrate of one conductivity type. Selective diffusion methods are often used to create light-emitting diode devices.

また、各発光ダイオード素子に電極を形成し、
さらにリード線を接続するには、蒸着法やワイヤ
ボンデイング法などが用いられており、現在実用
化されている多くの表示装置では、一般に一方の
電極を共通電極とし、他方の電極を独立させた構
造がとられている。
In addition, electrodes are formed on each light emitting diode element,
Furthermore, vapor deposition methods, wire bonding methods, etc. are used to connect lead wires, and in many display devices currently in use, one electrode is generally used as a common electrode and the other electrode is made independent. A structure is taken.

一方、近時表示装置が多様化し、発光ダイオー
ドを用いた表示装置にあつても、従来の数字表示
から各種の文字・図形などの複雑なパターン表示
が可能な表示装置が要求されるようになつてき
た。
On the other hand, display devices have diversified in recent years, and even for display devices using light-emitting diodes, there is now a demand for display devices that can display complex patterns such as various characters and figures in addition to the conventional numeric display. It's here.

さらに、従来の陰極線管に代わる小形・平面表
示装置として、この発光ダイオードを用いた表示
装置が一部では検討されている。
Further, display devices using light emitting diodes are being considered in some areas as small flat display devices to replace conventional cathode ray tubes.

しかしながら、前述したように発光ダイオード
素子のそれぞれに形成した電極から、独立にリー
ド線を引出す構造では、配線構造がきわめて複雑
になり緻密なパターン表示を行わせる表示装置を
得ることは困難である。この種の表示装置では、
電極及びリード線をマトリクス状に形成し、この
マトリクスの交点に発光ダイオード素子が位置す
るようにした構造が適しており、従来より各種の
マトリクス形の表示装置が種々提案されている
が、従来のモノリシツク形の表示装置における発
光ダイオード素子の分離構造では、電極及びリー
ド線をマトリクス状に形成するのに十分適してい
るとはいえず、その形成工程が複雑化して表示装
置自体がきわめて高価になつてしまうという問題
点があつた。
However, with the structure in which the lead wires are drawn out independently from the electrodes formed on each of the light emitting diode elements as described above, the wiring structure becomes extremely complicated and it is difficult to obtain a display device that displays a precise pattern. In this type of display device,
A structure in which electrodes and lead wires are formed in a matrix and light emitting diode elements are located at the intersections of this matrix is suitable. Various matrix-shaped display devices have been proposed in the past, but the conventional The separated structure of the light emitting diode elements in a monolithic display device is not suitable for forming electrodes and lead wires in a matrix, and the formation process becomes complicated, making the display device itself extremely expensive. There was a problem with this.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
であり、高品質で、しかも各製造工程での取扱い
が容易になるような規定形状のものが安価に得ら
れるSiやGeなどの族半導体材料やGaAsなどの
化合物半導体材料などを基板として用い、発光ダ
イオードに駆動電流を供給するための電極の一
部、あるいは電気的な分離帯となる拡散層を前記
基板の表裏を貫通して設けるという新たな構造を
とることにより、製造工程の簡略化や、緻密な表
示を行えるようにした発光ダイオード表示装置を
提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is a group semiconductor material such as Si or Ge that can be obtained at low cost in a prescribed shape that is high quality and easy to handle in each manufacturing process. A new method is to use a compound semiconductor material such as or GaAs as a substrate, and to provide a diffusion layer that penetrates the front and back of the substrate to serve as a part of the electrode or an electrical separation zone for supplying drive current to the light emitting diode. It is an object of the present invention to provide a light emitting diode display device which has a structure that simplifies the manufacturing process and enables precise display.

以下、図面を参照して本発明による発光ダイオ
ード表示装置の一実施例を説明する。
Hereinafter, one embodiment of a light emitting diode display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明による発光ダイオード表示装
置の一実施例を示す一部破断斜視図、第2図は、
同実施例の要部断面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of a light emitting diode display device according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a main part of the same embodiment.

ここで1は、例えばp形のSiからなる基板であ
り、この基板1の表裏面に絶縁材料からなる拡散
マスク2及び3を所定形状に被着する。この拡散
マスク2及び3は、例えば基板1の表裏面を高温
酸化性雰囲気にさらしてSiO2膜を形成した後、
これを周知の写真食刻技術を用いて不要部分の
SiO2膜を除去することにより、拡散マスク2及
び3を得ることができる。
Here, 1 is a substrate made of, for example, p-type Si, and diffusion masks 2 and 3 made of an insulating material are adhered to the front and back surfaces of this substrate 1 in a predetermined shape. These diffusion masks 2 and 3 are made by, for example, exposing the front and back surfaces of the substrate 1 to a high-temperature oxidizing atmosphere to form a SiO 2 film.
This is done using well-known photo-etching technology to remove unnecessary parts.
Diffusion masks 2 and 3 can be obtained by removing the SiO 2 film.

また4は、前記拡散マスク2及び3により区画
されたストライプ状の開口部分から、Si中でドナ
ーとなる不純物、例えばP、Sb、Biなどの元素
を周知の熱拡散法や、イオン注入法などにより拡
散させて得た高不純物濃度の層(以下拡散層とい
う)であり、基板1の表裏面を貫通して設けられ
る。この拡散層4は、その下面が後述する裏面側
の電極に接触するとともに、表面には、発光ダイ
オード素子の一部となる半導体層がエピタキシヤ
ル成長されて、この半導体層に駆動電位を付与す
るための電極の一部となるように、ドナー不純物
を高濃度に拡散して低抵抗層としているものであ
る。
Further, 4 is a method for removing impurities that become donors in Si, such as elements such as P, Sb, and Bi, from the striped opening portions partitioned by the diffusion masks 2 and 3 using a well-known thermal diffusion method or ion implantation method. This is a layer with a high impurity concentration obtained by diffusion (hereinafter referred to as a diffusion layer), and is provided to penetrate the front and back surfaces of the substrate 1. The lower surface of this diffusion layer 4 is in contact with an electrode on the back surface side, which will be described later, and a semiconductor layer that will become a part of the light emitting diode element is epitaxially grown on the surface, and a driving potential is applied to this semiconductor layer. A low-resistance layer is formed by diffusing donor impurities at a high concentration so that it becomes a part of the electrode for the electrode.

この場合、基板1が薄ければ、その表面、ある
いは裏面のいずれか一方から拡散を行うのみで基
板1の表裏を貫通する拡散層4が得られるが、比
較的厚い基板1を用いる場合は、図示するように
基板1の表裏面から拡散を行つて表裏面を貫通す
る拡散層4を形成する。
In this case, if the substrate 1 is thin, the diffusion layer 4 penetrating the front and back of the substrate 1 can be obtained by simply performing diffusion from either the front or back surface, but if a relatively thick substrate 1 is used, As shown in the figure, diffusion is performed from the front and back surfaces of the substrate 1 to form a diffusion layer 4 that penetrates the front and back surfaces.

さらに5は、前記拡散層4の表面上にエピタキ
シヤル成長させたn形のGaP層5である。この
GaP層5は、周知の気相成長法、あるいは液相成
長法などによつても形成可能であるが、本発明者
は、クラスタイオンビーム蒸着法によつてGaP層
5を得た。
Furthermore, 5 is an n-type GaP layer 5 epitaxially grown on the surface of the diffusion layer 4. this
Although the GaP layer 5 can be formed by a well-known vapor phase growth method or a liquid phase growth method, the present inventor obtained the GaP layer 5 by a cluster ion beam evaporation method.

このクラスタイオンビーム蒸着法は、少なくと
も一個のノズルを有する密閉形の複数個のるつぼ
内に、化合物の成分元素、本実施例ではGaとP
とを各別に充てんし、さらにGaP中でドナーとな
る例えばSを添加して加熱することによつて蒸気
化するとともに、この成分元素の蒸着を、るつぼ
内の蒸気の圧力よりも少なくとも1/100以下の圧
力の高真空領域内に噴出させることにより、噴出
時の断熱膨脹に基づく過冷却過程をへて、前記蒸
着物質の原子が100〜2000個程度のフアンデルワ
ールス力によりゆるく結合した塊状原子集団、い
わゆるクラスタが生成される。
In this cluster ion beam evaporation method, component elements of a compound, in this example Ga and P, are placed in a plurality of closed crucibles each having at least one nozzle.
and evaporated by heating and adding a donor, for example, S, in GaP, and controlling the vapor deposition of the component elements to a pressure at least 1/100 lower than the pressure of the vapor in the crucible. By ejecting it into a high vacuum region with a pressure of: A group, a so-called cluster, is generated.

しかして、前記蒸着物質のクラスタ中の少なく
とも一個の原子をイオン化し、電界により加速し
て適宜手段で加熱されている前記基板1の拡散マ
スク3により覆われていない表面に射突させるこ
とにより、GaP化合物半導体単結晶のエピタキシ
ヤル層が得られるものである。
By ionizing at least one atom in the cluster of the deposited material, accelerating it by an electric field, and causing it to impinge on the surface of the substrate 1 which is heated by an appropriate means and which is not covered by the diffusion mask 3, An epitaxial layer of GaP compound semiconductor single crystal is obtained.

この場合、クラスタイオンが基板1に射突する
ときに、その運動エネルギーが基板1の表面のス
パツタリングエネルギー、熱エネルギー、イオン
注入エネルギーなどに変換され、さらに、クラス
タイオンのもつ特有の表面マイグレーシヨン効果
などが加わり、良好なエピタキシヤル層が形成で
きるようになるのである。
In this case, when the cluster ions impinge on the substrate 1, their kinetic energy is converted into sputtering energy, thermal energy, ion implantation energy, etc. on the surface of the substrate 1, and furthermore, the unique surface migration of the cluster ions is With the addition of the Yong effect, etc., a good epitaxial layer can be formed.

さらに、前記n形GaP層5上に、p形のGaP層
6をエピタキシヤル成長させてp−n接合7を形
成する。このGaP層6も、前記GaP層5と同様に
クラスタイオンビーム蒸着法により形成できるも
のである。
Furthermore, a p-type GaP layer 6 is epitaxially grown on the n-type GaP layer 5 to form a pn junction 7. Like the GaP layer 5, this GaP layer 6 can also be formed by cluster ion beam evaporation.

また、GaP層5及び6の成長時に、ドーパン
ト、例えばS及びZnとともにOを添加すれば、
赤色発光の発光ダイオードが得られ、Nを添加す
れば、緑色発光の発光ダイオードが得られる。
Also, if O is added together with dopants such as S and Zn when growing the GaP layers 5 and 6,
A red light emitting diode is obtained, and by adding N, a green light emitting diode is obtained.

8は、前記基板1の裏面に被着されている拡散
マスク2を電気的絶縁層として、第1図に示すよ
うに拡散層4に沿つてX方向に被着された裏面側
の電極であり、9は、前記GaP層6上に形成さ
れ、このGaP層6にオーミツク接触する表面側の
電極である。
Reference numeral 8 denotes an electrode on the back side of the substrate 1, which is attached in the X direction along the diffusion layer 4 as shown in FIG. 1, using the diffusion mask 2 attached to the back side of the substrate 1 as an electrically insulating layer. , 9 are surface-side electrodes formed on the GaP layer 6 and in ohmic contact with the GaP layer 6.

この電極9は、リード線10により、前記電極
8と交差する方向、すなわち第1図に示すY方向
に沿つて各列ごとに共通に接続されるようにな
り、このリード線10の端部がそれぞれ電極パツ
ド12に接続される。この場合も前記拡散マスク
3が電気的な絶縁層となるので、前記リード線1
0を、例えば蒸着法などによつて、きわめて容易
に形成できるという利点が生ずる。また13は、
前記拡散層4を介して前記電極8に電気的に導通
する電極8の電極パツドである。
The electrodes 9 are commonly connected to each column by a lead wire 10 in a direction intersecting with the electrode 8, that is, along the Y direction shown in FIG. Each is connected to an electrode pad 12. In this case as well, the diffusion mask 3 serves as an electrical insulating layer, so the lead wire 1
An advantage arises that 0 can be formed very easily, for example by a vapor deposition method. Also, 13 is
This is an electrode pad of the electrode 8 that is electrically connected to the electrode 8 via the diffusion layer 4.

しかして、第1図に示すように、X方向に電極
8を有し、Y方向にリード線10が形成されて、
両者の交点にp−n接合7を有する発光ダイオー
ド素子11が形成された表示装置が得られるよう
になるのである。
As shown in FIG. 1, the electrode 8 is formed in the X direction and the lead wire 10 is formed in the Y direction.
A display device in which a light emitting diode element 11 having a pn junction 7 at the intersection of the two is formed can be obtained.

すなわち、上述した実施例では、基板1として
安価に入手できるSiを用い、この基板1の表裏面
を貫通してn形不純物を高濃度に拡散した拡散層
4を設け、この拡散層4を発光ダイオード素子1
1に駆動電流を供給するための電路の一部として
用いるとともに、また、拡散層4が形成されてい
ない基板1の部分を、各発光ダイオード素子11
のY方向の電気的分離帯としているものである。
That is, in the above embodiment, Si, which is available at low cost, is used as the substrate 1, and the diffusion layer 4 in which n-type impurities are diffused at a high concentration is provided through the front and back surfaces of the substrate 1, and the diffusion layer 4 is used to emit light. Diode element 1
In addition, the portion of the substrate 1 on which the diffusion layer 4 is not formed is used as a part of an electric path for supplying a driving current to each light emitting diode element 11.
This is an electrical isolation zone in the Y direction.

さらに、前記拡散層4を形成するのに用いた拡
散マスク2及び3はその後の工程で電極8の電気
的な絶縁層及びリード線10の電気的な絶縁層と
しているものである。
Furthermore, the diffusion masks 2 and 3 used to form the diffusion layer 4 are used as an electrically insulating layer for the electrode 8 and the lead wire 10 in subsequent steps.

したがつて、各発光ダイオード素子11の分離
構造及び電極配置構造がきわめて簡略化され、容
易にマトリクス形の表示装置が得られるようにな
るものである。
Therefore, the separation structure and electrode arrangement structure of each light emitting diode element 11 are extremely simplified, and a matrix type display device can be easily obtained.

また、基板1として用いているSiは、可視光に
対して不透明であるので、各発光ダイオード素子
11の発光のにじみが少なく、鮮明な表示が得ら
れるようになる。
Further, since Si used as the substrate 1 is opaque to visible light, there is little blurring of the light emitted from each light emitting diode element 11, and a clear display can be obtained.

ところで、上述した実施例では、p形のSi基板
1を用いて、この上に発光ダイオード素子11を
形成した例について述べたが、基板1としてはn
形のSiを用いることもできる。
Incidentally, in the above embodiment, an example was described in which a p-type Si substrate 1 was used and a light emitting diode element 11 was formed thereon.
It is also possible to use Si in the form of Si.

この場合の実施例を第3図に示す。 An example in this case is shown in FIG.

この第3図に示す実施例では、n形のSiからな
る基板21の裏面に、まず図示二点鎖線で示すよ
うに拡散マスク22を形成し、この裏面側からSi
中でp形となる不純物、例えばBを深く拡散した
p形の拡散層24を形成する。この拡散層24
は、n形の基板21中に埋込まれて各n形領域間
の電気的な絶縁を行う絶縁分離帯としての作用を
なすものである。
In the embodiment shown in FIG. 3, a diffusion mask 22 is first formed on the back surface of a substrate 21 made of n-type Si, as shown by the two-dot chain line in the figure, and a diffusion mask 22 is formed from the back surface side.
A p-type diffusion layer 24 is formed in which an impurity that becomes p-type, for example, B, is deeply diffused. This diffusion layer 24
is embedded in the n-type substrate 21 and functions as an insulating separation band for electrically insulating each n-type region.

さらに23は、前記拡散マスク22の形成時に
同時に、あるいはその前後の工程で基板1の表面
に形成された絶縁マスクである。
Furthermore, 23 is an insulating mask formed on the surface of the substrate 1 at the same time as the formation of the diffusion mask 22, or in a process before or after the formation of the diffusion mask 22.

しかして、この絶縁マスク23により区画され
た基板1の開口部に、まずn形のGaP層25を選
択的にエピタキシヤル成長させ、さらにその表面
にp形のGaP層26をエピタキシヤル成長させて
p−n接合27を有する発光ダイオード素子31
を形成する。
First, an n-type GaP layer 25 is selectively epitaxially grown in the opening of the substrate 1 defined by the insulating mask 23, and then a p-type GaP layer 26 is epitaxially grown on the surface thereof. Light emitting diode element 31 having pn junction 27
form.

一方28は、前記拡散層24の形成後の任意の
工程で前記拡散マスク22を剥離し、露出した基
板1の裏面に被着した裏面側の電極であり、この
実施例では、基板1がn形の半導体であることか
ら、前記基板1とオーミツク接触をする材料、例
えばAu−Sb合金からなる電極を用いる。
On the other hand, reference numeral 28 denotes a backside electrode that is attached to the exposed backside of the substrate 1 after the diffusion mask 22 is peeled off in an arbitrary step after the formation of the diffusion layer 24. In this embodiment, the substrate 1 is n Since the electrode is a shaped semiconductor, an electrode made of a material that makes ohmic contact with the substrate 1, for example, an Au-Sb alloy, is used.

さらに、29は前記GaP層26に対してオーミ
ツク接触をする表面側の電極、30は、前記電極
28と交差する方向に配列された各列の電極29
に接続させたリード線である。
Furthermore, 29 is an electrode on the surface side that makes ohmic contact with the GaP layer 26, and 30 is an electrode 29 in each row arranged in a direction intersecting the electrode 28.
This is the lead wire connected to.

すなわち、この第二の実施例ではn形の基板2
1の表裏面を貫通するように電気的分離層となる
p形の拡散層24を設けた構造になるものであ
り、この第3図に示す構造によつても、きわめて
簡単で、電極及びリード線の形成が容易なマトリ
クス形の表示装置が得られるものである。
That is, in this second embodiment, the n-type substrate 2
The structure is such that a p-type diffusion layer 24 serving as an electrical isolation layer is provided so as to penetrate the front and back surfaces of the substrate 1.The structure shown in FIG. A matrix type display device in which lines can be easily formed can be obtained.

さらに、第4図に、本発明による第三の実施例
を示す。
Furthermore, FIG. 4 shows a third embodiment according to the present invention.

この第4図に示す実施例は、基本的な構造にお
いては第1図に示す実施例と同一であるが、n形
のGaP層5に対する電極の一部となる拡散層4の
形成を容易にするために、この拡散層4が形成さ
れる基板1の部分にエツチング加工により凹溝1
4を形成し、基板1の表面側からSi中でドナーと
なる不純物を高濃度に拡散し、拡散層4としてい
るものである。ここで凹溝14の形状は、ストラ
イプ状に配設する溝形にするとか、あるいはマト
リクス状に配設する凹穴にするなど任意に選択形
成できるのはもちろんである。
The embodiment shown in FIG. 4 has the same basic structure as the embodiment shown in FIG. In order to do this, grooves 1 are formed by etching in the portion of the substrate 1 where the diffusion layer 4 is to be formed.
4 is formed, and an impurity serving as a donor is diffused in Si at a high concentration from the surface side of the substrate 1 to form a diffusion layer 4. Of course, the shape of the grooves 14 can be arbitrarily selected, such as grooves arranged in stripes or holes arranged in a matrix.

その他の部分は、第1図に示す構造とほぼ同一
であるので、同一機能の部分には同一符号を付
し、説明は省略する。
Since the other parts are almost the same in structure as shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the parts having the same functions, and the explanation thereof will be omitted.

また、上述した各実施例では、p−n接合7及
び27を形成するのにn形のGaP層5及び25上
に、p形のGaP層6及び26をエピタキシヤル成
長させてp−n接合を得ているものであるが、こ
れはn形のGaP層5及び25に対して、GaP中で
アクセプタとなる不純物、例えばZnを周知の方
法で選択的に拡散させてGaP層5及び25中にp
形のGaP層を形成する、いわゆるプレーナ技術に
よつてp−n接合を有する発光ダイオード素子を
形成するようにしてもよい。
Furthermore, in each of the embodiments described above, p-type GaP layers 6 and 26 are epitaxially grown on n-type GaP layers 5 and 25 to form p-n junctions 7 and 27. This is achieved by selectively diffusing impurities that act as acceptors in GaP, such as Zn, into the n-type GaP layers 5 and 25 using a well-known method. ni p
A light emitting diode element having a pn junction may be formed by a so-called planar technique in which a shaped GaP layer is formed.

また、第1図に示す実施例では、基板1のX方
向に沿つてストライプ状に形成された拡散層4の
全面にn形のGaP層をエピタキシヤル成長させる
ようにしているが、これは例えば、第5図に示す
ように、発光ダイオード素子11となる部分のみ
に、n形のGaP層5を選択的にエピタキシヤル成
長させ、その上にp形のGaP層6を成長させるよ
うにして、各発光ダイオード素子11を完全に分
離した構造とすることもできる。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 1, an n-type GaP layer is epitaxially grown on the entire surface of the diffusion layer 4 formed in stripes along the X direction of the substrate 1. As shown in FIG. 5, an n-type GaP layer 5 is selectively epitaxially grown only in the portion that will become the light emitting diode element 11, and a p-type GaP layer 6 is grown thereon. It is also possible to have a structure in which each light emitting diode element 11 is completely separated.

この第5図に示す構造では、材料のむだがなく
なるとともに、とくに、GaPの発光ダイオードで
問題となる光のにじみ現象も防止できるものであ
る。
The structure shown in FIG. 5 eliminates wasted material, and can also prevent light bleeding, which is a problem with GaP light emitting diodes.

すなわち、GaPのエネルギーギヤツプは室温で
約2.26eVと大きく、発光が結晶内で吸収される
ことが少ないため、駆動信号が与えられていない
発光ダイオード素子まで光が伝ぱんしてにじみが
生じやすいという問題があるが、第5図に示すよ
うに、不要部分のGaP層をなくすことにより、に
じみがなくなり高品質の表示が得られるという利
点が生ずる。
In other words, GaP has a large energy gap of approximately 2.26 eV at room temperature, and as light is rarely absorbed within the crystal, light propagates to light-emitting diode elements to which no driving signal is applied, causing smearing. However, as shown in FIG. 5, by eliminating unnecessary portions of the GaP layer, there is an advantage that bleeding is eliminated and a high-quality display can be obtained.

そのほか本発明は、上記し、かつ図面に示した
実施例に限定されるものではなく、例えば、基板
1としてSiのほかにGeなどの単元半導体材料や
GaAsなどの化合物半導体などの、可視光に対し
て不透明な半導体材料も用いることもでき、ま
た、基板上に成長させる発光ダイオード素子とし
てGaAs、GaAsP、GaAlAs、ZnSe等の化合物半
導体を用いることができるなど、形成すべき発光
ダイオード素子の半導体層よりもバンドギヤツプ
の小さな半導体を基板として用いることにより、
その要旨を変更しない範囲で種々変形して実施で
きるものである。
In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings. For example, the substrate 1 may be made of a unitary semiconductor material such as Ge in addition to Si.
Semiconductor materials that are opaque to visible light, such as compound semiconductors such as GaAs, can also be used, and compound semiconductors such as GaAs, GaAsP, GaAlAs, and ZnSe can be used as light-emitting diode elements grown on the substrate. By using a semiconductor with a smaller bandgap as a substrate than the semiconductor layer of the light emitting diode element to be formed,
It can be implemented with various modifications without changing the gist thereof.

以上述べたように、本発明による発光ダイオー
ド表示装置は、一導電形の半導体からなる基板1
の表裏面を貫通してストライプ状に拡散層4を形
成させ、この拡散層4が形成された基板1の表面
に、基板1とは別部材のp層とn層よりなる発光
ダイオード素子11部を形成させて表面側電極部
9を接続形成させるとともに前記基板1の下地面
と該下地面に直接形成される側の発光ダイオード
素子11の半導体層とを同一導電形とし、他方上
記基板1の裏面における基板側には裏面側電極部
8を直接固着支持させて、上記基板1の拡散層4
あるいは基板のその他のストライプ部分を一方の
マトリクス電極の一部として用いる構造としたの
で、基板1の材料として、SiあるいはGeなどの
族半導体材料やGaAsなどの化合物半導体材料
を用いることが出来、その材料の範囲が拡大する
効果がある。また上記発光ダイオード素子部を駆
動する電極も、マトリクス電極の一部となる基板
1の表裏両面側に支持されて直接形成され、基板
1の厚さも十分厚くすることが出来、削り出し、
孔明け等の手間を要しないところから、取り扱い
並びに製作も容易となる効果がある。
As described above, the light emitting diode display device according to the present invention has a substrate 1 made of a semiconductor of one conductivity type.
A diffusion layer 4 is formed in a stripe shape by penetrating the front and back surfaces of the substrate 1, and on the surface of the substrate 1 on which the diffusion layer 4 is formed, a light emitting diode element 11 section consisting of a p layer and an n layer, which are separate members from the substrate 1, is formed. The surface side electrode part 9 is formed to connect the surface side electrode part 9, and the underlying surface of the substrate 1 and the semiconductor layer of the light emitting diode element 11 formed directly on the underlying surface are of the same conductivity type. The back side electrode portion 8 is directly fixed and supported on the substrate side on the back side, and the diffusion layer 4 of the substrate 1 is
Alternatively, since the other striped portion of the substrate is used as a part of one matrix electrode, the material of the substrate 1 can be a group semiconductor material such as Si or Ge, or a compound semiconductor material such as GaAs. This has the effect of expanding the range of materials. Further, the electrodes for driving the light emitting diode element portions are also supported and formed directly on both the front and back sides of the substrate 1, which will become part of the matrix electrode, and the thickness of the substrate 1 can be made sufficiently thick.
Since it does not require any effort such as drilling holes, it has the effect of being easy to handle and manufacture.

また、本発明においては、前記基板1は、その
上に形成される発光ダイオード素子11の半導体
層よりもバンドギヤツプの小さな半導体を用いて
いるので、点灯された発光ダイオード素子の光が
隣接する非点灯の発光ダイオード素子から漏れる
いわゆる光漏れの現象がなく、各発光ダイオード
素子間の光学的分離が有効確実に行い得る効果が
ある。
Further, in the present invention, since the substrate 1 is made of a semiconductor having a smaller bandgap than the semiconductor layer of the light emitting diode element 11 formed thereon, the light from the light emitting diode element 11 that is lit is transmitted to the adjacent unlit light emitting diode element 11. There is no phenomenon of so-called light leakage from the light emitting diode elements, and the optical separation between the light emitting diode elements can be effectively and reliably achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による発光ダイオード表示装
置の一実施例を示す一部を破断した要部斜視図、
第2図は、同実施例の一部を拡大して示す要部断
面図、第3図及び第4図は、本発明による発光ダ
イオード表示装置のそれぞれ異なる実施例を示す
要部断面図、第5図は、本発明の発光ダイオード
表示装置のさらに異なる実施例を示す要部斜視図
である。 1……基板、4……拡散層、5,6……GaP
層、7……P−n接合、8,9……電極、10…
…リード線、11……発光ダイオード素子、14
……溝。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of essential parts showing an embodiment of a light emitting diode display device according to the present invention;
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the same embodiment, and FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views of main parts showing different embodiments of the light emitting diode display device according to the present invention. FIG. 5 is a perspective view of main parts showing still another embodiment of the light emitting diode display device of the present invention. 1...Substrate, 4...Diffusion layer, 5, 6...GaP
Layer, 7... P-n junction, 8, 9... Electrode, 10...
... Lead wire, 11 ... Light emitting diode element, 14
……groove.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 形成すべき発光ダイオード素子部11の半導
体層よりもバンドギヤツプの小さな一導電形の半
導体からなる基板の表裏面を貫通してストライプ
状に形成された反対導電形の拡散層と、この拡散
層又はこの拡散層により区画された前記基板のい
ずれか一方の表面を下地とし、この下地上に、所
定の間隔をもつて前記基板とは別部材で、かつ前
記下地と同一導電形の半導体層を形成するととも
にその上に反対導電形の半導体層を形成してなる
p−n接合を有する複数個の発光ダイオード素子
部と、この発光ダイオード素子部が形成された前
記拡散層の裏面又は拡散層によつて区画された前
記基板の裏面における基板側に直接固着支持され
て形成された裏面側の電極部と、前記発光ダイオ
ード素子部上に形成された表面側の電極部と、前
記各電極部に接続されるリード線部とを有する構
成になる発光ダイオード表示装置。 2 前記基板は、前記拡散層が形成される部分に
凹溝部が設けられた構成になる特許請求の範囲第
1項記載の発光ダイオード表示装置。 3 前記表面側の電極部に接続するリード線部
は、裏面側の電極部と交差する方向に配列された
表面側の電極部を共通に接続する構成になる特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の発光ダイオー
ド表示装置。
[Claims] 1. A diffusion layer of the opposite conductivity type formed in a stripe shape through the front and back surfaces of a substrate made of a semiconductor of one conductivity type with a smaller bandgap than that of the semiconductor layer of the light emitting diode element portion 11 to be formed. The surface of either this diffusion layer or the substrate partitioned by this diffusion layer is used as a base, and on this base, a member separate from the substrate and having the same conductivity as the base is placed at a predetermined distance. a plurality of light emitting diode element parts having p-n junctions formed by forming a semiconductor layer of a shape and a semiconductor layer of an opposite conductivity type thereon, and the diffusion layer in which the light emitting diode element parts are formed. an electrode portion on the back surface side formed by being directly fixedly supported on the substrate side on the back surface or the back surface of the substrate partitioned by a diffusion layer; and an electrode portion on the front side formed on the light emitting diode element portion; A light emitting diode display device comprising a lead wire section connected to each of the electrode sections. 2. The light emitting diode display device according to claim 1, wherein the substrate has a groove portion provided in a portion where the diffusion layer is formed. 3. The lead wire portion connected to the electrode portion on the front side is configured to commonly connect the electrode portions on the front side arranged in a direction crossing the electrode portion on the back side. 2. The light emitting diode display device according to item 2.
JP16118378A 1978-12-28 1978-12-28 Light emitting diode display device Granted JPS5591186A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16118378A JPS5591186A (en) 1978-12-28 1978-12-28 Light emitting diode display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16118378A JPS5591186A (en) 1978-12-28 1978-12-28 Light emitting diode display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5591186A JPS5591186A (en) 1980-07-10
JPS6237554B2 true JPS6237554B2 (en) 1987-08-13

Family

ID=15730156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16118378A Granted JPS5591186A (en) 1978-12-28 1978-12-28 Light emitting diode display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5591186A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60158758U (en) * 1984-03-31 1985-10-22 パイオニア株式会社 light emitting display element
JPH05110137A (en) * 1991-10-15 1993-04-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd GaP red light emitting device
JP2004259836A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Sony Corp Light receiving / emitting element, optical head, and optical disk device
JP4212939B2 (en) 2003-03-25 2009-01-21 富士通株式会社 Equipment frame

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5591186A (en) 1980-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4241281A (en) Light emitting diode display device
US4080245A (en) Process for manufacturing a gallium phosphide electroluminescent device
US3930912A (en) Method of manufacturing light emitting diodes
US3546542A (en) Integrated high voltage solar cell panel
US4182025A (en) Manufacture of electroluminescent display devices
JPS6237554B2 (en)
JP3311946B2 (en) Light emitting diode array
JPS6212916B2 (en)
JP2000357818A (en) Light emitting element and its manufacture
JPH03190287A (en) Light-emitting diode array
JPH077846B2 (en) Method of manufacturing light emitting device
JP3492862B2 (en) Manufacturing method of light emitting diode array
JP2555305Y2 (en) Light emitting diode array
JPS62207Y2 (en)
JPH08186288A (en) Semiconductor light-emitting element
KR790000915B1 (en) Method of making a gallium phosphide light emission element
KR930010130B1 (en) Light emitting diode array and manufacturing method thereof
JP3506585B2 (en) Light emitting diode array
JP2882133B2 (en) Solid state light emitting device
JPH0458714B2 (en)
JPH07111866B2 (en) Solid-state electron beam generator
JPS6328510B2 (en)
JPS592382A (en) Semiconductor light-emitting device
JPH05327013A (en) Light emitting diode array
US20050227404A1 (en) Manufacture of a semiconductor light-emitting device