JP3841130B2 - Optical semiconductor module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、LED(発光ダイオード)チップやLD(レーザダイオード)チップなどの光半導体チップを備えた光半導体モジュール、および光半導体モジュールの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子機器のインジケータなどとして可視形態で利用される光半導体モジュールは、通常一つのLEDチップごとに透光性を有する樹脂パッケージによって封止した構造とされており、つまり、LEDチップは、パッケージ内に内蔵された状態とされている。このような光半導体モジュールでは、パッケージ内においてLEDチップと電極とを接続するために、ワイヤ・ボンディングによる極細状の導体ワイヤを介して接続されているのが一般的とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光半導体モジュールでは、次のような不具合があった。
【0004】
すなわち、近年において、光半導体モジュールの使用用途は未だ拡大の一途を辿っているのが実情であり、その使用用途如何では、光半導体モジュールの薄型化が強く要請される場合がある。たとえば、全体が薄手のカード状に形成されるICカードの内部に光半導体モジュールを組み込むような場合には、LEDチップを内蔵したモジュール全体の厚みをできる限り小さくすることが望まれる。また、多数のLEDチップを集合させることにより、配列画素による幾何学的な表示を可能としてインジケータなどと異なる趣向の表示機能を発揮させようという要望もある。
【0005】
ところが、従来のインジケータなどで利用される光半導体モジュールでは、LEDチップと電極とがワイヤ・ボンディングによって接続されているため、LEDチップの厚みに加えて導体ワイヤのボンディング高さ分を考慮しなければならず、ICカードのような薄手の厚み程度まで薄型化した構造を到底実現することができなかった。
【0006】
一方、複数のLEDチップを利用して配列画素による幾何学的な表示を可能とする場合、パッケージ化された個々のLEDチップを多数集合させる必要があることから、パッケージ分の大きさに起因してモジュール全体が大きな構造となってしまい、上記薄型化の問題に加えてモジュール全体の小型化を図ることができなかった。
【0007】
また、このような不具合は、LEDチップに限らず、LDチップなどの他の光半導体チップにおいても、同様に生じていた。
【0008】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、従来とは全く異なる構造のものであり、光半導体チップを多数集合させてモジュール化するのに伴って、モジュール全体の薄型化および小型化を実現することができる光半導体モジュール、およびその製造方法を提供することをその課題とする。
【0009】
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0010】
すなわち、本願発明の第1の側面によって提供される光半導体モジュールは、少なくとも一方のフィルムが透光性を有するとともに、一方のフィルムの表面に複数の電極が形成され、かつ、他方のフィルムが導電性を有する第1および第2のフィルムと、上記複数の電極にそれぞれ接続された状態で上記第1および第2のフィルム間に挟み込まれ、これら両フィルム面内において所定の平面パターンをもって配列された複数の光半導体チップと、を備えており、上記光半導体チップは、基板に化合物半導体により半導体積層部を成長させ、かつ半導体積層部上に光反射層を形成したものから上記基板を除去し、かつ除去面に導電層を形成した構造をもつLEDチップであることを特徴としている。
【0011】
上記技術的手段が講じられた第1の側面により提供される光半導体モジュールによれば、複数の光半導体チップが第1および第2のフィルム間に挟み込まれた状態で、これら両フィルム面内において所定の平面パターンをもって配列された構造である。これら複数の光半導体チップは、第1および第2のフィルムのうち、一方のフィルムの表面に形成された複数の電極を介して通電可能とされている。これにより、複数の電極を介した通電制御に応じて複数の光半導体チップから選択的に光が発せられ、複数の光半導体チップによる配列画素に応じた幾何学的な表示が可能となる。したがって、光半導体モジュールは、2枚のフィルムに挟み込まれた状態で複数の光半導体チップを配列した構造であるので、チップおよび2枚のフィルム分のみの厚みを有することでモジュール全体の薄型化を実現することができる。しかも、フィルム面内において個々の光半導体チップが単に平面パターンをもって配列された構造であることから、第1および第2のフィルムによって従来のパッケージ機能を果たしつつ、モジュール全体の小型化を実現することができる。
【0014】
また、この光半導体モジュールにおいては、光半導体チップは、基板に化合物半導体により半導体積層部を成長させ、かつ半導体積層部上に光反射層を形成したものから上記基板を除去し、かつ除去面に導電層を形成した構造をもつLEDチップとしているので、結晶成長用の基板を備えた光半導体チップとは異なり、ウェハから形成される結晶成長用の基板の厚み分が排除されることから、チップ自体の厚みをかなり小さくすることができ、それにともなってモジュール全体の厚みも相当小さくすることができる。
【0015】
他の好ましい実施の形態においては、上記第1および第2のフィルム間には、上記複数の光半導体チップに整合して複数の穿孔部を有する中間フィルムが挟み込まれている。
【0016】
このような実施形態によれば、第1および第2のフィルム間には、複数の光半導体チップに整合して複数の穿孔部を有する中間フィルムが挟み込まれているので、中間フィルムの穿孔部に光半導体チップが嵌め合わされる状態で、その中間フィルムが第1および第2のフィルムを表裏面としてモジュール全体の補強機能を果たし、薄型でありながら剛性のあるモジュール構造を提供することができる。
【0017】
さらに、他の好ましい実施の形態においては、上記中間フィルムは、光拡散性を有している。
【0018】
このような実施形態によれば、中間フィルムが光拡散性を有しているので、光半導体チップから発せられた光が中間フィルムを通じて効率よく第1のフィルムまたは第2のフィルムへと導かれ、外部に放出される光の明るさを一定に保つことができる。
【0019】
さらに、他の好ましい実施の形態においては、上記電極は、透光性を有するとともに、上記第1および第2のフィルムのうち、少なくとも一方の透光性を有するフィルムの表面に形成されている。
【0020】
このような実施形態によれば、透光性を有する電極が第1および第2のフィルムのうち、少なくとも一方の透光性を有するフィルムの表面に形成されているので、光半導体チップから発せられた光が透光性を有するフィルムを透過しつつ電極も透過することとなり、光半導体チップから外部に放出される光の透過性を良好とすることができる。
【0021】
なお、透光性を有する電極としては、液晶ディスプレイなどで用いられるITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電膜が利用可能である。あるいは、一般的に良導体である金などの金属でも適用可能であり、その厚みを十分に小さくすることによって、透光性をもたせることができる。
【0022】
さらに、他の好ましい実施の形態においては、上記複数の光半導体チップは、マトリクス状の平面パターンをもって配列されている。
【0023】
このような実施形態によれば、複数の光半導体チップは、マトリクス状の平面パターンをもって配列されているので、そのような光半導体チップを選択的に発光させることにより、インジケータなどと異なる趣向の表示機能、たとえば文字や図形などの幾何学的な表示を行うことができる。
【0024】
さらに、他の好ましい実施の形態においては、上記第1および第2のフィルムは、ともに透光性を有している。
【0025】
このような実施形態によれば、第1および第2のフィルムは、ともに透光性を有しているので、モジュール全体の表裏両面から光が外部に放出されることとなり、いずれの面を表面または裏面とするか関わりなくしてモジュールの取り扱いを容易とすることができる。
【0026】
また、本願発明の第2の側面により提供される光半導体モジュールの製造方法は、少なくとも一方のフィルムが透光性を有するとともに、一方のフィルムの表面に複数の光半導体チップと接続可能な複数の電極が形成され、かつ他方のフィルムが導電性を有する第1および第2のフィルムが用意されている、光半導体モジュールの製造方法であって、基板に化合物半導体により半導体積層部を成長させ、かつ半導体積層部上に光反射層を形成した一定面積を有する光半導体原形を形成する工程と、上記光半導体原形の上記光反射層上に延伸可能な帯状部材を貼着する工程と、上記光半導体原形から上記基板を除去し、かつ除去面に導電層を形成したものを切断して上記複数の光半導体チップに分割する工程と、上記帯状部材を所定の方向に延伸させることにより、上記複数の光半導体チップを所定の平面パターンに配列させる工程と、上記帯状部材が貼着された面とは反対の面に対して、上記複数の光半導体チップ全体にわたって上記第1のフィルムを接合する工程と、上記複数の光半導体チップから上記帯状部材を剥離した後、その帯状部材が貼着されていた面に対して、上記複数の光半導体チップ全体にわたって上記第2のフィルムを接合する工程と、を有していることを特徴としている。
【0027】
上記技術的手段が講じられた第2の側面により提供される光半導体モジュールの製造方法によれば、延伸可能な帯状部材を利用して複数に分割された光半導体チップを一まとめにして一度に配列させることができるので、本願発明の第1の側面によって提供される光半導体モジュールを適切に、かつ効率良く製造することができる。
【0029】
また、先述と同様の光半導体モジュール、つまり、化合物半導体の結晶成長に用いられた基板以外の半導体積層部を本体とする光半導体チップを備えた光半導体モジュールを製造することができる。
【0030】
他の好ましい実施の形態においては、上記複数の光半導体チップを所定の平面パターンに配列させる工程の後、これら複数の光半導体チップに整合して複数の穿孔部を有する中間フィルムを上記帯状部材に貼着する工程を有している。
【0031】
このような実施形態によれば、先述と同様の光半導体モジュール、つまり、複数の光半導体チップに整合して複数の穿孔部を有する中間フィルムが第1および第2のフィルム間に挟み込まれた状態の光半導体モジュールを製造することができる。
【0032】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0034】
図1は、本願発明にかかる光半導体モジュールの一実施形態を示した概略斜視図、図2は、図1に示す光半導体モジュールを拡大分解して示した拡大分解斜視図、図3は、図1に示す光半導体モジュールのX−X断面を一部拡大して示した一部拡大断面図である。
【0035】
図1によく示されるように、光半導体モジュールAは、一例として薄手のICカードB内に組み込まれる程度の大きさのものであり、ICカードBの厚みよりも薄いシート状とされている。このような光半導体モジュールAは、複数のLED(発光ダイオード)チップ1、LEDチップ1を挟み込む状態で被覆する第1および第2のフィルム2,3、およびLEDチップ1とともに第1および第2のフィルム2,3間に挟み込まれる中間フィルム4を具備して概略構成されている。
【0036】
LEDチップ1それぞれは、光反射層11、半導体積層部12、および導電層13が順次積層して設けられた構造を有しており、上記半導体積層部12によって発光作用が発揮されるものである。このLEDチップ1は、上記半導体積層部12を構成する化合物半導体を結晶成長させるのに用いられた後述の基板が上記半導体積層部12から除去された構造となっている。また、LEDチップ1は、たとえば0.3mm角のペレット状に形成されている。さらに、上記光反射層11、半導体積層部12、および導電層13のトータルの厚みは、5〜10μm程度の極薄寸法とされている。このようなLEDチップ1の複数個は、後述する第1および第2のフィルム2,3間の平面内において、複数行複数列にわたるマトリクス状の平面パターンをもって所定間隔おきに配列された構造とされている。
【0037】
上記光反射層11は、Ag、Cr、Ti、あるいはその他の光沢を有する金属の薄膜層であり、後述するように、蒸着あるいはスパッタリングなどによって所定の金属を成膜して形成された部分である。
【0038】
上記半導体積層部12は、従来既知の発光ダイオードと同様な構成である。この半導体積層部12は、ガリウムを含むIIIb−Vb属化合物半導体の単純結晶を利用したものであり、たとえば、光拡散層としてのGaP層12a、p型InGaAlP層12b、発光層12c、およびn型InGaAlP層12dが積層された構造となっている。上記発光層12cは、InGaAlPの層である。
【0039】
上記導電層13は、たとえば金(Au)の薄膜層であり、上記n型InGaAlP層12dの表面全面に金を蒸着あるいはスパッタリングなどによって成膜させた部分である。この金製の導電層13は、その厚みがたとえば100Å程度であり、十分に薄いことから透光性を有している。
【0040】
第1および第2のフィルム2,3それぞれは、たとえば厚みが10μm〜100μm程度で透光性を有する合成樹脂フィルムであり、図示される一例では、その全体的な平面視形状が長矩形状に形成されている。
【0041】
上記第1のフィルム2は、上記LEDチップ1の片側となる光反射層11の表面に貼着されるものであり、金属粒子などの導電性粒子を練り込むなどしてそのフィルム各所に導電性をもたせたものである。
【0042】
上記第2のフィルム3は、上記LEDチップ1の光反射層11の反対側となる電極層13の表面に貼着されるものであり、その貼着面には、複数のLEDチップ1それぞれに接続する複数の電極31が形成されている。これら電極31は、複数のLEDチップ1それぞれと整合する位置でマトリクス状の平面パターンをもって薄膜形成されており、第2のフィルム3の厚みに比べて十分に薄く形成されることから透光性を有している。また、これら電極31は、互いに導通することなく第2のフィルム3の一端へと引き延ばされた配線パターン32に接続されており、このような配線パターン32も、電極31と同様にして薄膜形成されたものである。なお、これら電極31と配線パターン32とは、いわゆるITO膜などの透明電極膜によって構成することも可能である。
【0043】
中間フィルム4は、上記LEDチップ1と同程度の厚みを有する合成樹脂フィルムであり、その全体的な平面視形状が上記第1および第2のフィルム2,3と同様の形状とされている。また、中間フィルム4には、第1および第2のフィルム2,3間に挟み込まれた状態で複数のLEDチップ1に嵌め合わされる複数の穿孔部4aが形成されており、それ以外の実体部分は、絶縁性および光拡散性を有している。このような穿孔部4aは、その各々がLEDチップ1よりもわずかに大きな形状をもって形成されており、LEDチップ1が収まる具合の大きさとされている。
【0044】
次に、上記光半導体モジュールAの製造方法について、図4ないし図13を参照しながら説明する。
【0045】
まず、図4に示すように、製造方法においてのみ用いられるGaAs基板5の表面上に、複数の半導体層12a〜12dを結晶成長させて、半導体積層部12を作製する。この結晶成長は、たとえば有機金属化学気相成長法(MOCVD法)によって行えばよく、この成長法によって発光ダイオードを構成する所定の化合物半導体の単結晶を効率良く成長させることができる。なお、上記GaAs基板5は、ウェハとして形成されたものであって、その厚みは200μm〜300μm以上である。上記半導体積層部12は、このウェハの表面の全面に作製する。
【0046】
次いで、図5に示すように、上記半導体積層部12の最上層のGaP層12aの表面に、光沢を有する所定のAgやCrなどの金属を蒸着またはスパッタリングによって成膜し、光反射層11を作製する。このようにして作製されたウエハ全体の大きさに匹敵するものを光半導体原形という。
【0047】
その後、図6に示すように、光半導体原形の光反射層11の表面全面に、延伸可能な帯状部材6を貼着する。この帯状部材6とは、上記ウェハよりも大きな平面積を有するたとえばエキスパンドテープなどからなるものであり、その貼着面には、あらかじめ粘着層が被膜形成されている。
【0048】
上記帯状部材6の貼着作業後には、図7に示すように、結晶成長に用いられたGaAs基板5を半導体積層部12の片面から除去する。この作業は、たとえば上記GaAs基板5をアンモニアと過酸化水素水とを混合したエッチング処理液に浸漬させるエッチング処理によって行うことができる。また、このようなエッチング処理に代えて、たとえば上記GaAs基板5を機械的な手段によって研削して除去することも可能である。ただし、作業性および半導体積層部12の保護の観点からすれば、エッチッグ処理を行うことが好ましい。
【0049】
上記GaAs基板5を除去した後には、図8に示すように、半導体積層部12の最外層に位置するn型InGaAlP層12dの表面に、金製の導電層13を形成する。この作業は、金を蒸着し、またはスパッタリングすることによって行うことができる。これまでの作業工程により光半導体原形が作製され、続いて以下に説明する作業工程によってペレット状のLEDチップ1が作製される。
【0050】
ウエハ全体の大きさに匹敵する光半導体原形が完成された後には、図9に示すように、その光半導体原形を帯状部材6に貼着させた状態で分割する。この際、光半導体原形は、図示されないが采の目状に分割され、その分割された各々がペレット状のLEDチップ1とされる。この作業は、一般のウェハのダイシング工程と同様に、たとえばダイヤモンドカッタやレーザカッタを用いて行われる。
【0051】
次いで、図10に示すように、帯状部材6を矢印方向Wに延伸させることにより、その帯状部材6に貼着されたLEDチップ1を所定間隔tおきに配列させた状態とする。この際、帯状部材6は、図示しないが矢印方向Wに直交する方向にも延伸され、その結果、LEDチップ1は、マトリクス状の平面パターンをもって配列された状態となる。
【0052】
その後、図11に示すように、帯状部材6を延伸させたままの状態で穿孔部4aをLEDチップ1に嵌め合わせつつ、その帯状部材6の貼着面に中間フィルム4を貼着する。この際、中間フィルム4は、連続したテープ状の中間形態のものが用いられる。
【0053】
上記中間フィルム4の貼着作業後には、図12に示すように、帯状部材6を延伸させたままの状態で、その帯状部材6が貼着された面とは反対の面となるLEDチップ1および中間フィルム4の表面全体に第2のフィルム3を接合する。この際、LEDチップ1の導電層13と第2のフィルム3の電極31とが整合して接続されるように位置合わせしながら作業が行われる。また、第2のフィルム3は、上記中間フィルム4と同様に連続したテープ状の中間形態のものが用いられる。
【0054】
上記第2のフィルム3の接合作業後、貼着状態にある帯状部材6がLEDチップ1および中間フィルム4から剥離され、その後、図13に示すように、帯状部材6が貼着されていたLEDチップ1および中間フィルム4の表面全体に第1のフィルム2を接合する。この際も、第1のフィルム2は、上記中間フィルム4や第2のフィルム3と同様に連続したテープ状の中間形態のものが用いられる。
【0055】
上記一連の作業工程によれば、第1および第2のフィルム2,3間にマトリクス状の平面パターンをもって複数のLEDチップ1が配列された構造の半完成品が作製され、この半完成品を所定寸法の長矩形状に切断することによって最終形態の上記光半導体モジュールAが完成することとなる。
【0056】
このようにして製造された光半導体モジュールAでは、複数のLEDチップ1が第1および第2のフィルム2,3間に挟み込まれた状態で、これら両フィルム2,3面内においてマトリクス状の平面パターンをもって配列された構造である。これら複数のLEDチップ1それぞれは、第1のフィルム2に対してそのフィルム全体に練り込まれた導電性粒子を介してアース接続された状態であり、一方、第2のフイルム3に対してはそれぞれ対応する電極31を介して図示しない外部電源と導通された状態とされている。これにより、複数の電極31を介した通電制御に応じて複数のLEDチップ1から選択的に光が発せられ、複数のLEDチップ1による配列画素に応じた幾何学的な表示発光が第2のフィルム3を通じて視認されることとなる。
【0057】
したがって、光半導体モジュールAは、2枚のフィルム2,3に挟み込まれた状態で複数のLEDチップ1をマトリクス状に配列した構造であるので、チップ1および2枚のフィルム2,3分のみの厚みを有することでモジュール全体の薄型化を実現することができ、しかも、フィルム2,3面内において個々のLEDチップ1がマトリクス状の平面パターンをもって配列された構造であることから、第1および第2のフィルム2,3によって従来のパッケージ機能を果たしつつ、モジュール全体の小型化を実現することができる。
【0058】
また、LEDチップ1は、製造工程における化合物半導体の結晶成長に用いられた基板5以外の半導体積層部12を本体としているので、結晶成長用の基板5を備えた従来構造のLEDチップとは異なり、ウェハから形成される結晶成長用の基板5の厚み分が排除されることから、チップ自体の厚みをかなり小さくすることができ、それにともなってモジュール全体の厚みも相当小さくすることができる。
【0059】
さらに、第1および第2のフィルム2,3間には、複数のLEDチップ1に整合して複数の穿孔部4aを有する中間フィルム4が挟み込まれているので、中間フィルム4の穿孔部4aにLEDチップ1が嵌め合わされる状態で、その中間フィルム4が第1および第2のフィルム2,3を表裏面としてモジュール全体の補強機能を果たし、薄型でありながら剛性のあるモジュール構造を提供することができる。
【0060】
さらにまた、複数のLEDチップ1は、マトリクス状の平面パターンをもって配列されているので、そのようなLEDチップ1を選択的に発光させることにより、インジケータなどと異なる趣向の表示機能、たとえば文字や図形などの幾何学的な表示を行うことができる。
【0061】
一方、上記したような光半導体モジュールAの製造方法によれば、延伸可能な帯状部材6を利用して複数に分割されたLEDチップ1を一まとめにして一度に配列させることができるので、薄型化および小型化された上記光半導体モジュールAを適切に、かつ効率良く製造することができる。
【0062】
なお、本実施形態においては、第1および第2のフィルム2,3ともに透光性を有するものであるが、他の実施形態としてICカードBの表面側となる第2のフィルム3のみに透光性をもたせ、ICカードBの内部に収容される第1のフィルム2は、透光性を有することなく光反射性を有するようなものであってもよい。
【0063】
また、第1のフィルム2は、第2のフィルム3と同様に片面に透光性を有する電極が形成されたものであってもよい。この場合、その電極の厚み分がモジュール全体の厚みに加えられることから、なるべく薄型のモジュールを作製する場合には、上記実施形態の構造がもっとも望ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明にかかる光半導体モジュールの一実施形態を示した概略斜視図である。
【図2】図1に示す光半導体モジュールを拡大分解して示した拡大分解斜視図である。
【図3】図1に示す光半導体モジュールのX−X断面を一部拡大して示した一部拡大断面図である。
【図4】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図5】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図6】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図7】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図8】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図9】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図10】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図11】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図12】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【図13】図1に示す光半導体モジュールの製造方法の一工程を示した要部断面図である。
【符号の説明】
1 LEDチップ
2 第1のフィルム
3 第2のフィルム
31 電極
4 中間フィルム
4a 穿孔部
5 基板
12 半導体積層部
A 光半導体モジュール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor module including an optical semiconductor chip such as an LED (light emitting diode) chip or an LD (laser diode) chip, and a method for manufacturing the optical semiconductor module.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical semiconductor module used in a visible form as an indicator of an electronic device or the like is usually structured so that each LED chip is sealed with a light-transmitting resin package. It is supposed to be built in. In such an optical semiconductor module, in order to connect an LED chip and an electrode in a package, it is generally connected via an extremely fine conductor wire by wire bonding.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional optical semiconductor module has the following problems.
[0004]
That is, in recent years, the usage of optical semiconductor modules is still expanding, and depending on the usage, there is a strong demand for reducing the thickness of optical semiconductor modules. For example, when an optical semiconductor module is incorporated in an IC card that is formed into a thin card as a whole, it is desirable to reduce the thickness of the entire module incorporating the LED chip as much as possible. There is also a demand for gathering a large number of LED chips to enable geometric display by array pixels and to display a display function with a different taste from an indicator or the like.
[0005]
However, in an optical semiconductor module used in a conventional indicator or the like, the LED chip and the electrode are connected by wire bonding. Therefore, in addition to the thickness of the LED chip, the bonding height of the conductor wire must be taken into consideration. In other words, it has not been possible to realize a structure that is thin as thin as an IC card.
[0006]
On the other hand, when a plurality of LED chips are used to enable geometric display by array pixels, it is necessary to collect a large number of packaged individual LED chips. Thus, the entire module has a large structure, and in addition to the above-described problem of thinning, the entire module cannot be reduced in size.
[0007]
Further, such a problem occurs not only in the LED chip but also in other optical semiconductor chips such as an LD chip.
[0008]
The present invention has been conceived under such circumstances, and has a completely different structure from that of the prior art. As a result of assembling a large number of optical semiconductor chips into a module, the entire module It is an object of the present invention to provide an optical semiconductor module capable of realizing a reduction in thickness and size and a manufacturing method thereof.
[0009]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
[0010]
That is, the optical semiconductor module provided by the first aspect of the present invention, together with at least one film has a light-transmitting property, a plurality of electrodes on the surface of the hand of the film is formed, and the other films It is sandwiched between the first and second films having conductivity and the first and second films in a state of being connected to the plurality of electrodes, respectively, and is arranged with a predetermined plane pattern in both film surfaces. A plurality of optical semiconductor chips, wherein the optical semiconductor chip removes the substrate from a substrate in which a semiconductor laminated portion is grown with a compound semiconductor and a light reflecting layer is formed on the semiconductor laminated portion. The LED chip has a structure in which a conductive layer is formed on the removal surface.
[0011]
According to the optical semiconductor module provided by the first aspect in which the above technical measures are taken, in a state where a plurality of optical semiconductor chips are sandwiched between the first and second films, It is a structure arranged with a predetermined plane pattern. The plurality of optical semiconductor chip, one of the first and second films, and is capable energized via a plurality of electrodes formed on a surface of the hand of the film. Thereby, light is selectively emitted from the plurality of optical semiconductor chips in accordance with energization control via the plurality of electrodes, and geometric display according to the array pixels by the plurality of optical semiconductor chips becomes possible. Therefore, since the optical semiconductor module has a structure in which a plurality of optical semiconductor chips are arranged while being sandwiched between two films, the thickness of only the chip and two films is reduced, so that the entire module can be thinned. Can be realized. In addition, since the individual optical semiconductor chips are simply arranged in a plane pattern in the film plane, the first and second films can achieve the conventional package function and realize the miniaturization of the entire module. Can do.
[0014]
Further, in this optical semiconductor module, the optical semiconductor chip is formed by removing the substrate from the semiconductor laminated portion grown on the substrate with the compound semiconductor and forming the light reflecting layer on the semiconductor laminated portion. Since the LED chip has a structure in which a conductive layer is formed, unlike the optical semiconductor chip provided with the crystal growth substrate, the thickness of the crystal growth substrate formed from the wafer is eliminated. The thickness of the module itself can be considerably reduced, and the thickness of the entire module can be considerably reduced accordingly.
[0015]
In another preferred embodiment, an intermediate film having a plurality of perforated portions is sandwiched between the first and second films in alignment with the plurality of optical semiconductor chips.
[0016]
According to such an embodiment, since the intermediate film having a plurality of perforated portions aligned with the plurality of optical semiconductor chips is sandwiched between the first and second films, the perforated portion of the intermediate film In a state where the optical semiconductor chip is fitted, the intermediate film serves to reinforce the entire module with the first and second films as the front and back surfaces, and a thin but rigid module structure can be provided.
[0017]
Furthermore, in another preferred embodiment, the intermediate film has light diffusibility.
[0018]
According to such an embodiment, since the intermediate film has light diffusibility, the light emitted from the optical semiconductor chip is efficiently guided to the first film or the second film through the intermediate film, The brightness of the light emitted to the outside can be kept constant.
[0019]
In another preferred embodiment, the electrode has translucency and is formed on the surface of at least one of the first and second films.
[0020]
According to such an embodiment, since the translucent electrode is formed on the surface of at least one translucent film of the first and second films, it is emitted from the optical semiconductor chip. The transmitted light passes through the translucent film while passing through the electrode, so that the transparency of light emitted from the optical semiconductor chip to the outside can be improved.
[0021]
Note that a transparent conductive film such as an ITO (Indium Tin Oxide) film used in a liquid crystal display or the like can be used as the light-transmitting electrode. Alternatively, a metal such as gold, which is generally a good conductor, can be applied, and the light-transmitting property can be provided by sufficiently reducing the thickness thereof.
[0022]
In another preferred embodiment, the plurality of optical semiconductor chips are arranged in a matrix-like plane pattern.
[0023]
According to such an embodiment, the plurality of optical semiconductor chips are arranged in a matrix-like plane pattern. Therefore, by selectively emitting light from such an optical semiconductor chip, a display with a different taste from the indicator or the like is displayed. Functions such as geometric display of characters and figures can be performed.
[0024]
Furthermore, in other preferable embodiment, both the said 1st and 2nd film have translucency.
[0025]
According to such an embodiment, since both the first and second films have translucency, light is emitted to the outside from both the front and back surfaces of the entire module. Alternatively, the module can be easily handled regardless of the back side.
[0026]
The manufacturing method of the optical semiconductor module provided by the second aspect of the present invention, together with at least one film has a light-transmitting property, a plurality connectable to a plurality of optical semiconductor chip on the surface of the hand of the film The first and second films having conductivity are prepared , and the other film is prepared. The method of manufacturing an optical semiconductor module, wherein a semiconductor stacked portion is grown from a compound semiconductor on a substrate, And a step of forming an optical semiconductor prototype having a certain area in which a light reflecting layer is formed on the semiconductor laminate, a step of attaching a stretchable strip-shaped member on the light reflecting layer of the optical semiconductor prototype , and the light a step of dividing the plurality of optical semiconductor chips from a semiconductor plasma removal of the substrate, and by cutting a material obtained by forming a conductive layer on the removal surface, extending the belt-shaped member in a predetermined direction By doing so, the first optical semiconductor chip is arranged over the whole of the plurality of optical semiconductor chips with respect to the step of arranging the plurality of optical semiconductor chips in a predetermined plane pattern and the surface opposite to the surface to which the band-shaped member is attached. The second film over the plurality of optical semiconductor chips, with respect to the surface on which the band-shaped member is adhered after the step of bonding the film and the surface of the plurality of optical semiconductor chips after the strip-like member is peeled off. And a step of bonding.
[0027]
According to the method of manufacturing an optical semiconductor module provided by the second aspect in which the above technical means is taken, the optical semiconductor chips divided into a plurality of pieces using a stretchable strip-shaped member are collectively put together. Since it can arrange, the optical semiconductor module provided by the 1st side surface of this invention can be manufactured appropriately and efficiently.
[0029]
Also , an optical semiconductor module similar to that described above, that is, an optical semiconductor module including an optical semiconductor chip whose main body is a semiconductor stacked portion other than a substrate used for crystal growth of a compound semiconductor can be manufactured.
[0030]
In another preferred embodiment, after the step of arranging the plurality of optical semiconductor chips in a predetermined plane pattern, an intermediate film having a plurality of perforated portions aligned with the plurality of optical semiconductor chips is formed on the band-shaped member. It has the process of sticking.
[0031]
According to such an embodiment, the same optical semiconductor module as described above, that is, a state in which an intermediate film having a plurality of perforated portions aligned with a plurality of optical semiconductor chips is sandwiched between the first and second films An optical semiconductor module can be manufactured.
[0032]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0034]
1 is a schematic perspective view showing an embodiment of an optical semiconductor module according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged exploded perspective view showing the optical semiconductor module shown in FIG. 1 in an enlarged manner, and FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a partially enlarged XX cross section of the optical semiconductor module shown in FIG.
[0035]
As shown in FIG. 1, the optical semiconductor module A is, for example, of a size that can be incorporated into a thin IC card B, and has a sheet shape that is thinner than the thickness of the IC card B. Such an optical semiconductor module A includes a plurality of LED (light emitting diode)
[0036]
Each
[0037]
The
[0038]
The semiconductor laminated
[0039]
The
[0040]
Each of the first and
[0041]
The
[0042]
The said
[0043]
The
[0044]
Next, a method for manufacturing the optical semiconductor module A will be described with reference to FIGS.
[0045]
First, as shown in FIG. 4, a plurality of semiconductor layers 12 a to 12 d are crystal-grown on the surface of a
[0046]
Next, as shown in FIG. 5, a predetermined glossy metal such as Ag or Cr is formed on the surface of the
[0047]
Thereafter, as shown in FIG. 6, a stretchable belt-
[0048]
After the affixing operation of the belt-shaped
[0049]
After removing the
[0050]
After the optical semiconductor prototype that is comparable to the size of the entire wafer is completed, the optical semiconductor prototype is divided in a state of being attached to the belt-
[0051]
Next, as shown in FIG. 10, the strip-shaped
[0052]
After that, as shown in FIG. 11, the
[0053]
After the operation of attaching the
[0054]
After the joining operation of the
[0055]
According to the above series of work steps, a semi-finished product having a structure in which a plurality of
[0056]
In the optical semiconductor module A manufactured in this way, a plurality of
[0057]
Therefore, since the optical semiconductor module A has a structure in which a plurality of
[0058]
Further, since the
[0059]
Further, since the
[0060]
Furthermore, since the plurality of
[0061]
On the other hand, according to the manufacturing method of the optical semiconductor module A as described above, since the
[0062]
In the present embodiment, both the first and
[0063]
In addition, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of an optical semiconductor module according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged exploded perspective view showing the optical semiconductor module shown in FIG. 1 in an exploded manner.
3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a partially enlarged XX cross section of the optical semiconductor module shown in FIG. 1;
4 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view of the principal part showing one step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
6 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
7 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
8 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
9 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
10 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
11 is a fragmentary cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1; FIG.
12 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1. FIG.
13 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing the optical semiconductor module shown in FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記複数の電極にそれぞれ接続された状態で上記第1および第2のフィルム間に挟み込まれ、これら両フィルム面内において所定の平面パターンをもって配列された複数の光半導体チップと、
を備えており、
上記光半導体チップは、基板に化合物半導体により半導体積層部を成長させ、かつ半導体積層部上に光反射層を形成したものから上記基板を除去し、かつ除去面に導電層を形成した構造をもつLEDチップであることを特徴とする、光半導体モジュール。Which has at least one film is a light-transmitting property, a plurality of electrodes is formed on the surface of the hand of a film, and the first and second films other film is electrically conductive,
A plurality of optical semiconductor chips sandwiched between the first and second films in a state of being connected to the plurality of electrodes, respectively, and arranged in a predetermined plane pattern in both film surfaces;
With
The optical semiconductor chip has a structure in which a semiconductor laminated portion is grown from a compound semiconductor on a substrate, a light reflecting layer is formed on the semiconductor laminated portion, the substrate is removed, and a conductive layer is formed on a removal surface. An optical semiconductor module, which is an LED chip.
基板に化合物半導体により半導体積層部を成長させ、かつ半導体積層部上に光反射層を形成した一定面積を有する光半導体原形を形成する工程と、
上記光半導体原形の上記光反射層上に延伸可能な帯状部材を貼着する工程と、
上記光半導体原形から上記基板を除去し、かつ除去面に導電層を形成したものを切断して上記複数の光半導体チップに分割する工程と、
上記帯状部材を所定の方向に延伸させることにより、上記複数の光半導体チップを所定の平面パターンに配列させる工程と、
上記帯状部材が貼着された面とは反対の面に対して、上記複数の光半導体チップ全体にわたって上記第1のフィルムを接合する工程と、
上記複数の光半導体チップから上記帯状部材を剥離した後、その帯状部材が貼着されていた面に対して、上記複数の光半導体チップ全体にわたって上記第2のフィルムを接合する工程と、
を有していることを特徴とする、光半導体モジュールの製造方法。At least one of the film with a light-hand of the film surface a plurality of optical semiconductor chip which can be connected a plurality of electrodes are formed on the, and the other of the film first and second having conductivity A method of manufacturing an optical semiconductor module in which a film is prepared,
A step of growing a semiconductor laminated portion with a compound semiconductor on a substrate and forming an optical semiconductor prototype having a certain area in which a light reflecting layer is formed on the semiconductor laminated portion;
A step of attaching a belt-shaped member capable of stretching in the optical semiconductor original form of the light-reflecting layer,
Removing the substrate from the optical semiconductor prototype, and cutting the conductive layer on the removal surface and dividing it into the plurality of optical semiconductor chips;
Arranging the plurality of optical semiconductor chips in a predetermined plane pattern by extending the strip-shaped member in a predetermined direction; and
The step of bonding the first film across the plurality of optical semiconductor chips to the surface opposite to the surface to which the band-shaped member is attached,
After peeling the band-shaped member from the plurality of optical semiconductor chips, the step of bonding the second film over the plurality of optical semiconductor chips to the surface on which the band-shaped member is adhered;
A method of manufacturing an optical semiconductor module, comprising:
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