半导体装置制造方法及图纸

半导体装置。在层叠有光学元件膜的半导体装置中，通过在其表面配置微透镜，能够实现更高性能化，但由于距透镜的距离因层叠的光学元件膜而不同，因此透镜的聚光率因光学元件膜而出现差异，因此，难以通过一个透镜高效地实现期望的颜色特性。半导体装置具有：G层(12G)，其包含绿色发光元件(14G)；R层(12R)，其包含转换效率比绿色发光元件(14G)低的红色发光元件(14R)；微透镜(115)。绿色发光元件(14G)和红色发光元件(14R)在微透镜(115)的光轴方向上位于微透镜(115)与其焦点(115a)之间，从光轴方向观察至少一部分重叠，配置成红色发光元件(14R)比绿色发光元件(14G)更靠近焦点。(14R)比绿色发光元件(14G)更靠近焦点。(14R)比绿色发光元件(14G)更靠近焦点。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置


[0001]本专利技术涉及微型受光发光装置中的光半导体元件和透镜的构造。

技术介绍

[0002]在对角尺寸小于1英寸且高分辨率的微型显示器或高分辨率的摄像元件中，要求高亮度、高精细、全彩色等。作为用于实现高精细的对策，已提出使用100μm以下的发光元件、受光元件。但是，例如在作为现有的LED安装技术的倒装芯片安装中，难以在小于1英寸的微型显示器上高精度地安装微型LED。另一方面，对于倒装芯片安装，通过基于晶片接合的单片构造，能够进行高精度的加工，但在单片构造中难以实现全彩色。
[0003]作为其对策，已提出通过层叠薄膜化的LED膜来实现全彩色的构造(例如，参照专利文献1)。
[0004]另外，微型LED相对于有机EL等其他微型发光元件为高亮度，但为了实现进一步的高亮度化，已提出在微型LED的正上方形成微细的微透镜，通过控制光的射出方向，提高正上方的亮度(例如，参照专利文献2)。
[0005]专利文献1：日本特开2010
‑
62351号公报(第6页、图1)
[0006]专利文献2：日本特开2014
‑
153385号公报(第5页、图2)
[0007]在层叠有光半导体元件膜的半导体装置中，通过在其表面配置微透镜，能够实现更高性能化，但由于距透镜的距离因层叠的光半导体元件膜而不同，因此透镜的聚光率因光半导体元件膜而出现差异，因此，难以通过一个透镜高效地实现期望的颜色特性。

技术实现思路

[0008]本专利技术的半导体装置的特征在于，所述半导体装置具有：第1层，其包含第1光半导体元件；第2层，其包含转换效率比所述第1光半导体元件低的第2光半导体元件；以及透镜部件，所述第1光半导体元件和所述第2光半导体元件在所述透镜部件的光轴方向上位于所述透镜部件与所述透镜部件的焦点之间，从所述光轴方向观察至少一部分重叠，被配置成所述第2光半导体元件比所述第1光半导体元件更靠近所述焦点。
[0009]根据本专利技术，在能够进行高密度安装的半导体装置中，能够利用透镜部件的聚光率来弥补转换效率低的光半导体元件的转换效率，因此，能够提供具有期望的颜色特性的半导体装置。
附图说明
[0010]图1是将本专利技术的实施方式1的半导体装置的一部分放大后的俯视图。
[0011]图2是图1中的A
‑
A剖视图。
[0012]图3是图1中的B
‑
B剖视图。
[0013]图4是表示使用了实施方式1的半导体装置的显示模块的概略俯视图。
[0014]图5是用于说明微透镜及其焦距f等的图。
[0015]图6是将本专利技术的实施方式2的半导体装置的一部分放大后的俯视图。
[0016]图7是图6中的A
‑
A剖视图。
[0017]图8是图6中的B
‑
B剖视图。
[0018]图9是将本专利技术的实施方式3的半导体装置的一部分放大后的俯视图。
[0019]图10是图9中的C
‑
C剖视图。
[0020]图11是图9中的D
‑
D剖视图。
[0021]图12是将实施方式3的变形例1的半导体装置的一部分放大后的俯视图。
[0022]图13是图12中的C
‑
C剖视图。
[0023]图14是图12中的D
‑
D剖视图。
[0024]图15是用于说明基于光线追踪的光学模拟的图，图15的(a)表示以在基底绝缘层上形成有发光元件的状态为基准的该情况下的总光通量L(All)，图15的(b)表示从发光元件向微透镜入射的光通量L(Lens
‑
in)、以及从该微透镜115射出的总光通量L(Lens
‑
out)，图15的(c)表示从微透镜向上表面的单侧15度范围的立体角射出的光通量L(Lens15)。
[0025]图16的(a)是根据表1的结果绘制距离与E(ins)以及E(15)的关系的图表，图16的(b)是根据表1的结果绘制距离与E(lens)的关系的图表。
[0026]标号说明
[0027]11：驱动电路基板；11a：连接盘；12R：R层；12G：G层；12B：B层；13：基底绝缘层；14R：红色发光元件；14G：绿色发光元件；14B：蓝色发光元件；15：彩色发光部；16：层间绝缘层；25：彩色发光部；100：半导体装置；101：阳极层；102：阴极层；103：阳极电极；104：阴极电极；107：绝缘层；108：阳极电极盘；109G：阴极电极盘；109B：阴极电极盘；110G：阳极电极柱；110B：阳极电极柱；111：阴极电极柱；113：阳极盘；114：阴极公共布线；115：微透镜；115a：微透镜的焦点；116：虚设盘；117：发光层；119：发光层117的下表面；120：柔性基板；200：显示模块；302：光轴；400：半导体装置；415：微透镜；500：半导体装置；511：独立电极选择电路基板；512R：R层；512G：G层；512B：B层；514R：红色受光元件；514G：绿色受光元件；514B：蓝色受光元件；515：彩色受光部；601：独立电极；602：公共电极；608：独立电极盘；609：公共电极盘；610：独立电极柱；611：公共电极柱；613：独立盘；614：公共电极布线；617：光电转换元件；700：半导体装置；717：光电转换元件。
具体实施方式
[0028]实施方式1
[0029]图1是将本专利技术的实施方式1的半导体装置100的一部分放大后的俯视图，图2是图1中的A
‑
A剖视图，图3是图1中的B
‑
B剖视图。
[0030]如图2、图3的各剖视图所示，半导体装置100形成从下方起层叠有驱动电路基板11、R(Red：红色)层12R、G(Green：绿色)层12G以及B(Blue：蓝色)层12B的结构。这各个层被基底绝缘层13R、13G、13B分隔，在各基底绝缘层13R、13G、13B的从上方观察时重叠的位置，配置有红色发光元件14R、绿色发光元件14G、蓝色发光元件14B。如图1所示，由这些发光元件14R、14G、14B及后述的微透镜115构成的作为集合部的彩色发光部15以格子状彼此相邻地形成有多个。
[0031]在此，各基底绝缘层13R、13G、13B由相对于可见光为透明的绝缘材料形成。另外，
各个基底绝缘层13R、13G、13B可以由相同材料形成，也可以由不同的材料形成。
[0032]各彩色发光部15具有相同的结构，另外，各彩色发光部15内的形成于R(红色)层12R的红色发光元件14R、形成于G(绿色)层12G的绿色发光元件14G以及形成于B(蓝色)层12B的蓝色发光元件14B由于彼此对应的部位形成为大致相同形状，因此标注相同编号，在其编号末尾标注大写字母(R)、(G)、(B)来进行区分。同样地，对具有彼此相同的功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置具有：第1层，其包含第1光半导体元件；第2层，其包含转换效率比所述第1光半导体元件低的第2光半导体元件；以及透镜部件，所述第1光半导体元件和所述第2光半导体元件在所述透镜部件的光轴方向上位于所述透镜部件与所述透镜部件的焦点之间，从所述光轴方向观察至少一部分重叠，被配置成所述第2光半导体元件比所述第1光半导体元件更靠近所述焦点。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该半导体装置具有：第3层，其包含第3光半导体元件；以及控制基板，其控制所述第1光半导体元件、所述第2光半导体元件和所述第3光半导体元件，所述第2层配置在所述控制基板上，所述第1层配置在所述第2层上，所述第3层配置在所述第1层上，所述透镜部件配置在所述第3层上。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述焦点位于所述控制基板的内部。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该半导体装置具有：第3层，其包含第3光半导体元件；以及控制基板，其控制所述第1光半导体元件、所述第2光半导体元件和所述第3光半导体元件，所述第3层配置在所述控制基板上，所述第2层配置在所述第3层上，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：中井佑亮，石川琢磨，谷川兼一，川田宽人，
申请(专利权)人：冲电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：