JP2001024235A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子の発光特性を低下させることなく、
発光素子との配線の接続信頼性を向上させる。 【解決手段】 ＬＥＤバーチップ１０は、基台１５に設
けられた溝２に銀フィラーシート、銀ペーストなどを用
いて実装される。ＬＥＤバーチップ１０上の各発光素子
１３は、金線１２によって接続される。該金線１２は、
ランド２５およびスルーホール２６で、裏面に形成され
たパターンに接続される。発光素子１３と裏面のパター
ン４とは、ランド２５およびスルーホール２６により、
導通接続されているので、検査用等の目的を除いて、金
線１２をサイドスルー３に導通接続する必要はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤモジュール
をタイリング実装した表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、より大面積の液晶表示装置を
得るために、発光素子の配列や、発光素子の実装方法、
発光素子の駆動方法、発光素子への配線引き回し手法な
ど、さまざまな提案がなされている。図６（ａ）は、従
来技術による発光素子を配列する基台の構造を示す斜視
図であり、同図（ａ）は表側を示し、同図（ｂ）は裏側
を示している。図６（ａ）において、基台１は、例え
ば、ガラスエポキシ基板のように、絶縁特性を有する部
材で構成されており、表側には、発光素子（ＬＥＤ）が
配列されたＬＥＤバーチップ（後述）を整列実装するた
めの複数の溝２，２，…がレーザ加工により形成されて
いる。端面には、溝加工工程と同じく、レーザ加工によ
り、サイドスルー３，３，…が形成されている。該サイ
ドスルー３，３，…の壁面は、メッキされている。図６
（ｂ）において、裏面には、対応するサイドスルー３，
３，…同士を導通させるための導電性部材（例えば、銅
箔）からなるパターン４，４，…が形成されている。

【０００３】次に、図７（ａ）〜（ｃ）は、上述した基
台１にＬＥＤバーチップを搭載する方法を示す斜視図で
ある。図７（ａ）において、基台１の表側、各溝２，
２，…部分には、銀フィラーシートと銀ペーストなどに
より、ＬＥＤバーチップ１０，１０，…が実装される。
ＬＥＤバーチップ１０，１０，…には、複数の発光素子
（ＬＥＤ）１３，１３，…と上部電極１４，１４，…と
が対で配列されており、底部には、図示しない下部電極
が形成されている。溝底部には、両端にスルーホール１
１，１１，…が形成されており、溝２，２，…に実装さ
れたＬＥＤバーチップ１０，１０，…の底部に形成され
ている下部電極（図示略）を、基台１の裏面へ電気的に
導出させるようになっている。

【０００４】図７（ｂ）において、各溝２，２，…に実
装されたＬＥＤバーチップ１０，１０，…上には、上部
電極１４，１４，…を介して金線１２，１２，…が導通
接続されている。上記金線１２，１２，…は、両端面に
形成されているメッキされたサイドスルー３，３，…に
導通接続されることにより、裏面パターン４，４，…へ
と接続される。すなわち、金線１２，１２，…は、発光
素子１３，１３，…上では、ボンディングマシンによ
り、金線１２，１２，…の上からスタッドバンプ加工に
より各発光素子１３，１３，…の上部電極１４，１４，
…と接続され、裏面のパターン４，４，…とは、メッキ
されたサイドスルー３，３，…内で銀ペーストにより接
続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
よるでは、サイドスルー３，３，…が形成されている側
壁の厚さは、基台１をＬＥＤバーチップ１０，１０，…
が等ピッチになるようにタイリング実装する必要から、
大きく確保できない。したがって、サイドスルー３，
３，…の内径も側壁の厚さに制約を受け、内径に金線１
２，１２，…を銀ペーストで接続するのに十分な径を確
保することができず、上部電極１４とパターン４との接
続信頼性を確保することが難しくなるという問題があっ
た。

【０００６】また、サイドスルー３，３，…の形成に
は、通常、メッキされたスルーホールをカットする手法
が採用されるが、サイドスルー３，３，…の内径を確保
したいために、図７（ｃ）に示すように、半円形状より
も浅くなっており、形状からメッキの密着性が悪く、サ
イドスルー３，３，…を機械加工する際に、メッキ部分
が脱落したり、タイリング実装するときに問題となるバ
リが発生し、歩留まりが悪化するという問題があった。

【０００７】さらに、各列には、金線１２が１本ずつ配
線されているだけであったので、１ヶ所断線すると、断
線箇所以降のＬＥＤバーチップ１０には電流が流れず、
発光させることができなくなる。そこで、接続の信頼性
を向上させるために、各列に複数本の金線１２を配線す
ることや、金線１２の径を大きくすることが考えられる
が、この場合、発光面を覆うことになり、高輝度である
ＬＥＤ素子の発光特性を活かしきることができなくなる
という問題があった。

【０００８】そこで本発明は、発光素子の発光特性を低
下させることなく、発光素子との配線の接続信頼性を向
上させることができる表示装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明による表示装置は、表面に複数の溝が
等ピッチで形成され、裏面に導電パターンが形成された
基台と、複数の発光素子が配列され、前記複数の発光素
子に駆動電流を供給するための、上面に設けられた上部
電極と下面に設けられた下部電極とを備え、前記基台に
形成された複数の溝に整列実装される短冊状のチップと
を具備し、前記導電パターンと前記上部電極とを導電性
部材により接続する表示装置において、前記上部電極と
前記導電パターンとは、前記基台の表面から裏面まで貫
通する複数のスルーホールを介して導電接続されている
ことを特徴とする。

【００１０】また、好ましい態様として、例えば請求項
２記載のように、請求項１記載の表示装置において、前
記複数のスルーホールは、前記複数の溝の間に形成され
ている凸部に設けるようにしてもよい。

【００１１】また、好ましい態様として、例えば請求項
３記載のように、請求項１記載の表示装置において、前
記複数のスルーホールは、その壁面にメッキが施されて
おり、前記基台の下面で前記導電パターンに導通接続さ
れるようにしてもよい。

【００１２】また、好ましい態様として、例えば請求項
４記載のように、請求項１記載の表示装置において、前
記基台の対向する端面に形成され、前記基台の下面で前
記導電パターンに導通接続されている複数のサイドスル
ーを具備し、前記上部電極と前記導電パターンとは、前
記複数のスルーホールに加えて、前記複数のサイドスル
ーを介して導電接続されるようにしてもよい。

【００１３】本発明では、複数の発光素子に駆動電流を
供給するための、発光素子の上面に設けられた上部電極
と基台の裏面に形成された導電パターンとを、複数のス
ルーホールで導通接続するようにしたので、基台の表面
で、発光素子の上部電極と裏面の導電パターンを接続し
ている導電性部材がＲＧＢ１単位内で１ヶ所、複数単位
断線しても、発光素子の発光に全く支障がない。このこ
とにより、各発光素子の上部電極と導電パターンとの間
における接続信頼性を大幅に向上させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。 Ａ．実施形態 図１は、本発明の実施形態による液晶表示装置の基台の
基本構造およびＬＥＤバーチップの構造を示す斜視図で
ある。なお、図６または図７に対応する部分には同一の
符号を付けて説明を省略する。図において、基台１５
は、絶縁特性を有する部材であり、一例として、本実施
形態では、ガラスエポキシ基板を用いており、基本的に
は、前述した図６または図７に示す従来技術による基台
１と同様の構造をとっている。基台１５には、前述した
ように、レーザ加工工程により、ＲＧＢ各１本、計３本
の溝を１単位として溝２，２，…が複数列加工されてお
り、この各溝２に、複数の発光素子（ＬＥＤ）１３が１
列に配列された、幅２５０μｍ以下、高さ１３０μｍ前
後、長さ１００００μｍのＬＥＤバーチップ１０を実装
し、任意の座標の発光素子（ＬＥＤ）１３を発光させ、
ディスプレイとして動作させる。

【００１５】次に、図２は、ＬＥＤディスプレイの構成
を示す斜視図である。複数のＬＥＤバーチップ１０が実
装された上記基台（小ユニット）１は、小ユニット２０
として、図２に示すように、複数個（一例として、３×
３の９個構成）タイリングされることにより、中ユニッ
ト２１を形成し、さらに、この中ユニット２１を任意の
複数個タイリング実装されることにより、薄型大画面デ
ィスプレイ２２を構成するようになっている。

【００１６】次に、上述した基台の構造についてさらに
詳細に説明する。ここで、図３は、本実施形態による基
台の詳細な構造を示す斜視図である。図において、基台
１５は、両面銅箔付き基板（ＰＣＢ）などに樹脂付き銅
箔などを加熱加圧して接合することなどにより形成さ
れ、３層の導通層を有する構造になっている。基台１５
の表側に形成された溝２，２，…の底部両端には、裏側
へと貫通するスルーホール１１，１１，…が設けられて
おり、下部電極を形成している。基台１５の対向する端
面には、サイドスルー３，３，…が形成されており、内
面にはメッキが施されている。対向するサイドスルー３
同士は、裏面のパターン４を介して導通接続されてい
る。このパターン４の部分が上側電極となる。また、３
本１単位の表側の溝２，２，…間には、ランド幅２００
μｍ程度のランド２５，２５，…が設けられ、穴径１０
０μｍのスルーホール２６，２６，…によって裏側のパ
ターン４，４，…と導通接続されている。

【００１７】次に、上記基台（小ユニット）１５の回路
形成プロセスについて説明する。ここで、図４は、本実
施形態による基台（小ユニット）の回路形成プロセスを
説明するための断面図である。まず、両面銅箔付き基板
（ＰＣＢ）３０などに、所定の位置に貫通孔を形成した
後、メッキを施すことによりスルーホール１１を形成す
る（図４（ａ））。次に、パターニングにより、溝底面
電極となるランド３１，３１，…、印刷機用アライメン
トマーク（φ１×２個：図示略）を形成し、銅箔表面に
金メッキを施す（図４（ｂ））。次に、ＲＣＣ（Resin
Coating Cupper）成形により、上記両面銅箔付き基板３
０に樹脂付き銅箔３２などを加熱加圧して接合した後、
ドリル穴あけによって、サイドスルー３となる貫通孔お
よびスルーホール２６となる貫通孔（破線：穴径１００
μｍ程度）を形成する（図４（ｃ））。

【００１８】次に、全面にメッキを施すことにより、サ
イドスルー３およびスルーホール２６（ランド幅２００
μｍ程度のランド２５を含む）を形成する（図４
（ｄ））。次に、エッチングを施すことにより、両サイ
ドおよび裏面にパターン４，４，…を形成した後、小ユ
ニット２０の大きさに分割するためのダイシング用およ
びレーザ加工用のアライメントマーク（６×４ケ）を形
成する（図４（ｅ））。その後、レーザ加工により、樹
脂付き銅箔３２の不要な樹脂を除去し（図４（ｆ））、
レジスト３３の印刷、金メッキ、外形カットを施し、図
３に示す基台１５を得る（図４（ｇ））。

【００１９】次に、ＬＥＤバーチップ１０を上述した工
程を経て製作された基台１５に搭載する方法について説
明する。ここで、図５（ａ），（ｂ）は、上述した基台
１５にＬＥＤバーチップ１０を搭載する方法を示す斜視
図である。図５において、ＬＥＤバーチップ１０を各溝
２に銀フィラーシート、銀ペーストなどを用いて実装し
た後、金線１２を用いてＬＥＤバーチップ１０上の各発
光素子１３に金スタッドバンプをボンディングマシンに
よって形成し、発光素子１３と金線１２とを図示するラ
ンド２５で接続する。本実施形態では、ランド２５およ
びスルーホール２６により、発光素子１３と裏面のパタ
ーン４とを導通接続しているので、金線１２をサイドス
ルー３に導通接続する必要はない。但し、検査用等の目
的がある場合には、金線１２をサイドスルー３に銀ペー
ストなどにより導通接続する。

【００２０】上述したように、本実施形態では、ボンデ
ィングマシンによるスタッドバンプ接続を、新たに設け
たランド幅２００μｍ程度のランド２５上でも行うこと
がポイントである。表側の金線１２と、裏側のパターン
４とが穴径１００μｍ程度の複数個のスルーホール２６
で接続された結果、表側の金線１２が複数のＲＧＢ１単
位中の１ヶ所で断線しても、発光素子１３の発光には、
全く支障が生じないという、極めて接続信頼性の高い回
路を形成することができる。また、従来技術による接続
方法では、必須であったサイドスルーが不要となり、導
通チェックなどの用途以外には使用する必要が無くなっ
た。このため、ＲＧＢ１単位が等ピッチでタイリングさ
れねばならない構造上の制約から、金線を接続するのに
十分な内径にすることができずにサイドスルーに発生す
る問題（メッキの密着性の悪化、外形切削時のサイドス
ルー部分のメッキ脱落、バリ発生）を避けることができ
る。

【００２１】Ｂ．変形例 次に、本発明の変形例について説明する。上述した基台
１５の材質に関しては、絶縁特性を有していればいいの
で、セラミックスなどを用いることも可能である。但
し、ガラスセラミックなどを除く高温焼結のセラミック
スにおいては、銀フィラーシート、銀ペーストなどによ
る、低融点の接続方法では、剥離してしまうことが多い
ので、メタライジング処理を行って、共に焼結させるこ
とが必要である。また、ガラスセラミックにおいては、
溝加工などの微細加工時に欠損が発生しやすく、加工方
法に工夫が必要である。その他、各種エンジニアリング
・プラスチックでも形成可能であるが、配線に要する工
程の問題と、接続方法によっては、耐熱性のある材料を
選定する必要がある。

【００２２】また、表側の金線１２，１２，…、裏側の
パターン４，４，…は、それぞれ導通接続することが目
的であるので、その他の導通接続方法を用いてもよい。
また、スタッドバンプをボンディングマシンで形成する
工程についても、金線１２をパターン４に接続するため
の手段であるので、銀ペースト、はんだ、その他の接続
手段を用いていもよい。同様に、スルーホール２６，２
６，…についても、側壁がメッキされた貫通孔が必要で
あるわけではなく、導通接続させることができればいい
ので、導電性ペーストで貫通孔を充填するなどという手
法でも構わないし、鳩目のようにピンを挿入する方法も
可能である。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数の発
光素子に駆動電流を供給するための、発光素子の上面に
設けられた上部電極と基台の裏面に形成された導電パタ
ーンとを、複数のスルーホールで導通接続するようにし
たので、基台の表面で、発光素子の上部電極と裏面の導
電パターンを接続している導電性部材がＲＧＢ１単位内
で１ヶ所、複数単位断線しても、発光素子の発光に全く
支障がない。このことにより、各発光素子の上部電極と
導電パターンとの間における接続信頼性を大幅に向上さ
せることができるという利点が得られる。

【００２４】また、請求項２記載の発明によれば、前記
複数の溝の間に形成されている凸部に前記複数のスルー
ホールを設けるようにしたので、既存の基台をそのまま
使用することができ、各発光素子の上部電極と導電パタ
ーンとの間における接続信頼性を大幅に向上させること
ができるという利点が得られる。

【００２５】また、請求項３記載の発明によれば、前記
複数のスルーホールの壁面にメッキを施すことにより、
前記基台の下面で前記導電パターンに導通接続されるよ
うにしたので、既存のメッキ法により容易に形成するこ
とができ、各発光素子の上部電極と導電パターンとの間
における接続信頼性を大幅に向上させることができると
いう利点が得られる。

【００２６】また、請求項４記載の発明によれば、前記
上部電極と前記導電パターンとは、前記複数のスルーホ
ールに加えて、前記基台の対向する端面に形成され、前
記基台の下面で前記導電パターンに導通接続されている
複数のサイドスルーを介して導電接続されるようにした
ので、より確実に各発光素子の上部電極と導電パターン
との間における接続信頼性を大幅に向上させることがで
きるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による液晶表示装置の基台の
基本構造およびＬＥＤバーチップの構造を示す斜視図で
ある。

【図２】ＬＥＤディスプレイの構成を示す斜視図であ
る。

【図３】本実施形態による基台の詳細な構造を示す斜視
図である。

【図４】本実施形態による基台（小ユニット）の回路形
成プロセスを説明するための断面図である。

【図５】基台にＬＥＤバーチップを搭載する方法を示す
斜視図である。

【図６】従来技術による発光素子を配列する基台の構造
を示す斜視図である。

【図７】従来技術による基台にＬＥＤバーチップを搭載
する方法を示す斜視図である。

【符号の説明】

２……溝、３……サイドスルー、４……パターン（導電
パターン）、１０……ＬＥＤバーチップ、１１……スル
ーホール、１２……金線（導電性部材）、１３……発光
素子、１５……基台、２０……小ユニット、２１……中
ユニット、２２……薄型大画面ディスプレイ、２５……
ランド、２６……スルーホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 正美 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA43 CA77 CB22 DA02 DA07 DA14 DA20 DB08 FF06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に複数の溝が等ピッチで形成され、
   裏面に導電パターンが形成された基台と、 複数の発光素子が配列され、前記複数の発光素子に駆動
   電流を供給するための、上面に設けられた上部電極と下
   面に設けられた下部電極とを備え、前記基台に形成され
   た複数の溝に整列実装される短冊状のチップとを具備
   し、前記導電パターンと前記上部電極とを導電性部材に
   より接続する表示装置において、 前記上部電極と前記導電パターンとは、前記基台の表面
   から裏面まで貫通する複数のスルーホールを介して導電
   接続されていることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記複数のスルーホールは、前記複数の
   溝の間に形成されている凸部に設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記複数のスルーホールは、その壁面に
   メッキが施されており、前記基台の下面で前記導電パタ
   ーンに導通接続されていることを特徴とする請求項１記
   載の表示装置。
4. 【請求項４】 前記基台の対向する端面に形成され、前
   記基台の下面で前記導電パターンに導通接続されている
   複数のサイドスルーを具備し、 前記上部電極と前記導電パターンとは、前記複数のスル
   ーホールに加えて、前記複数のサイドスルーを介して導
   電接続されていることを特徴とする請求項１記載の表示
   装置。