JP2008218894A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ガラス基板の代わりにプラスチック基板100を用いた表示装置1において、プラスチック基板100の熱伝導率が低く、放熱性が悪いために、安定した特性を得ることが難しく、信頼性に欠けるという課題を解決すること。
【解決手段】 プラスチック基板100と、薄膜LED102との間に縦配線と一体形成された裏面電極107を積層し、この裏面電極107を放熱層として作用させ、薄膜LED102の内部に発生する熱量を外部へ取り出して放熱する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、プラスチック基板上に半導体薄膜素子を接合してなる表示装置に関する。
近年、表示装置の軽量化、薄型化の開発が進む中で、電子ペーパーに代表されるようなフレキシブル表示装置への必要性が高まっている。従来、薄型表示装置の基板としては、リジッドなガラス基板を用いることが主流であった。しかしながらガラス基板は、衝撃に弱く、割れ、ひびなどの損傷が発生しやすい。又、ガラス基板は、比重が大きいため装置全体が重くなってしまうなどのデメリットがあった。そこで、ガラス基板の代わりにプラスチック基板を用いることにより、耐衝撃性の向上、装置全体の軽量化を図ることが進められている。
しかしながら、ガラス基板の代わりにプラスチック基板を用いた表示装置では、プラスチック基板の熱伝導率が低く、放熱性が悪いために、安定した特性を得ることが難しく、信頼性に欠けるという解決すべき課題が残されていた。
特開2006−269716号公報
本発明は、プラスチック基板上に半導体薄膜素子を接合してなる表示装置であって、
上記プラスチック基板と上記半導体薄膜素子との間に放熱層を備えることを特徴とする。
放熱層として形成された裏面電極をプラスチック基板と半導体薄膜素子との間に介在させることにより、半導体薄膜素子の内部に発生する熱を効率よく放熱することが可能になり、長寿命、且つ、大出力で、信頼性の高い表示装置を実現できるという効果を得る。
以下、本発明の一実施形態を図を用いて詳細に説明する。
図1は、実施例1の表示装置の全体構造平面図である。
図に示すように、実施例1の表示装置1は、複数の、半導体薄膜素子としての薄膜LED102がプラスチック基板100上にマトリックス状に配列されている。更に、複数の薄膜LED102の同一の列のアノード電極が接続用パット108を有する横配線104に接続され、複数の薄膜LED102の同一の行のカソード電極が接続用パット108を有する縦配線103に接続されている。
図2は、実施例1の表示装置の拡大平面図である。
図3は、実施例1の表示装置の断面拡大図である。
この図は、図2における薄膜LED102を含むA−A断面矢視図である。
図2及び図3を用いて表示装置1及び薄膜LED102を詳細に説明する。
図2に示すように表示装置1は、プラスチック基板100と、半導体薄膜素子としての薄膜LED102と、縦配線103と、横配線104と、層間絶縁膜105と、接続配線(横)106とを備える。
プラスチック基板100は、薄膜LED102を実装するための基板であり、ポリエチレンテレフタレート(PET)に代表される有機材料を用いた薄板である。有機材料としては、他にポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、あるいは、アラミドを用いてもよい。薄膜LED102は、プラスチック基板100上に薄膜状に形成されるMドット×NドットのLEDである。縦配線103は、プラスチック基板100上に形成された薄膜LED102のカソードを接続する導電薄膜である。この縦配線103は、金もしくはアルミニュウム、もしくは上記の金属材料とニッケル、チタンなどの金属材料がプラスチック基板100上で薄膜積層された金属配線で、各薄膜LED102のカソードにそれぞれ電気的に接続されている。尚、本実施例では、縦配線103は、裏面電極107(図3)と一体化されている。
横配線104は、プラスチック基板100上に形成された薄膜LED102のアノードを接続する導電薄膜である。この横配線104は、金もしくはアルミニュウム、もしくは上記の金属材料とニッケル、チタンなどの金属材料がプラスチック基板100上で薄膜積層された金属配線で、各薄膜LED102のアノードにそれぞれ電気的に接続されている。
層間絶縁膜105は、縦配線103と、横配線104との間の層間絶縁を図るために積層される、例えば酸化シリコン等の絶縁薄膜である。接続配線(横)106は、後に説明する上側コンタクト層109(図3)と、横配線104とを接続する金もしくはアルミニュウム、もしくは上記の金属材料とニッケル、チタンなどの金属材料がプラスチック基板100上で薄膜積層された金属配線である。
図3に示すように、上側コンタクト層109と、上側クラッド層110と、活性層111と、下側クラッド層112と、下側コンタクト層113とが積層され、その側面斜面が層間絶縁膜105で覆われた薄膜LED102が裏面電極107を介してプラスチック基板100上に積層されている。
裏面電極107は、薄膜LED102を発光させるための電界強度を上側コンタクト層109との間に印加するための電極であると共に、本発明では、薄膜LED102を発光させる際に発せられる熱量を効率よく放熱することを可能とする放熱用のメタル層である。尚、本実施例では、縦配線103(図2)と一体化されている。
即ち、薄膜LED102は、放熱層として形成された裏面電極107、例えばAu、AuGeNi、Al、AlNd、Ti、Ni、Pt、Ag、Pd、Cu等のメタル層や、例えばITO、ZおよびIn2等の透明電極層の表面に、水素結合による分子間力によって強固に接合されていることを特徴としている。なお、これらの放熱層は、公知の蒸着法、およびスパッタ法により形成されていることを特徴としている。そして熱伝導率が50W/mK以上であることが望ましい。
上記のように、薄膜LED102と放熱層として形成された裏面電極107とは、水素結合による分子間力により強固に接合されていることを特徴とするため、薄膜LED102のボンディング面、およびボンディングされるプラスチック基板表面は、表面荒さ、即ち凹凸のピークと谷の典型的な高低差が約5nm以下となるように制御されていることが望ましい。
また、ボンディング力をより強固な状態にするために、それらのボンディング面は、エネルギー波、例えばプラズマ装置などによって洗浄、および活性化が行われていることが望ましい。また、活性剤を塗布することも、接合面を活性化する方法の一つである。
薄膜LED102は、複数個分を一体として短冊状に生成されたLED薄膜が放熱層として形成された裏面電極107の表面に水素結合による分子間力により強固に接合された後、フォトリソエッチング法によって形成される。
上記LED薄膜は、公知の有機金属化学蒸着法(MOCVD法)、有機金属化学気相エピタキシー法(MOVPE法)、および分子線エピタキシー法(MBE法)などによって、GaAs基板、サファイア基板、InP基板、ガラス基板、石英基板あるいはSi基板上に犠牲層を介在させて成長させたものである。
LED薄膜(薄膜LED102)は、例えば5μm以下と非常に薄膜化することが可能であるため、非常にフレキシブル性に富んでいることを特徴としている。また、LED薄膜(薄膜LED102)は、液晶、有機ELとは異なり、非常に高品質、高信頼性を有する材料として実績の高い、半導体エピタキシャル成長法により製作された材料を使用しているため、高品質、高信頼性を確保することができる材料であることを特徴としている。
LED薄膜は、選択的にエッチングが可能な犠牲層を設けるようにエピタキシャル成長されており、その犠牲層を選択的にエッチングすることによりLED薄膜としてリフトオフ法を用いて形成されている。また、選択的に犠牲層をエッチングすることが困難な化合物半導体、例えばGaN系のLED素子などの場合には、薄膜化する手段の一つとして、基板裏面をグラインド処理する手段を用いることができる。この場合には、LED発光素子として必要となるエピタキシャル成長層を含む約50μm以下の厚さとなるよう薄膜化し、そのLED薄膜を発光素子として使用するとよい。フレキシブル基板上に形成されたLED薄膜は、公知のホトリソグラフィー技術により薄膜LED102として配列形成される。
プラスチック基板100上に形成された薄膜LED102は、横配線104と、縦配線103との間を順バイアス方向に電流を注入されることにより発光する。薄膜LED102は、例えば5μm以下とすることが可能であるため、フレキシブルに扱うことが可能であり、プラスチック基板100上に形成した際においても、高品質、高信頼性を確保した発光素子として動作することを特徴としている。なお、薄膜LED102を動作させる際には、発光に寄与しない電力、あるいは放出光の吸収等により、多量の熱量が発生する。ここで、本発明により放熱層として形成された裏面電極107を介し、その発生した熱量が効率よく装置外へ放出される。
(効果)の説明
以上説明したように、放熱層として形成された裏面電極107をプラスチック基板100と薄膜LED102との間に介在させることにより、薄膜LED102の内部に発生する熱を効率よく放熱することが可能となる。したがって、長寿命、且つ、大出力で信頼性の高い薄膜LEDを用いた表示装置を実現できるという効果を得る。
図4は、実施例2の拡大平面図である。
図5は、実施例2の表示装置の断面拡大図である。
この図は、図4における薄膜LED102を含むA−A断面矢視図である。
図4及び図5を用いて表示装置2及び薄膜LED102を詳細に説明する。
尚、実施例2の表示装置の全体構造平面図は、上記図1と同様なので説明を省略する。
図4に示すように表示装置2は、プラスチック基板100と、半導体薄膜素子としての薄膜LED102と、縦配線103と、横配線104と、層間絶縁膜204と、接続配線(横)106とを備える。以下に実施例1と相違する部分のみについて説明する。実施例1と同様の部分については実施例1と同一の符号を付して説明を省略する。
層間絶縁膜204は、縦配線103と、横配線104との間の層間絶縁を図るために積層される、例えば酸化シリコン等の絶縁薄膜である。更に、本実施例では厚膜熱伝導層203(図5)を覆う絶縁薄膜でもある。
図5に示すように、上側コンタクト層109と、上側クラッド層110と、活性層111と、下側クラッド層112と、下側コンタクト層113とが積層され、その側面斜面が層間絶縁膜204で覆われた薄膜LED102が、厚膜熱伝導層203を介して裏面電極107上に積層されている。
厚膜熱伝導層203は、薄膜LED102の発熱領域直下に設けられた5μmから100μm放熱メタル層である。この厚膜化する手法としては例えば、電解メッキ等があり、発熱領域の直下のみを局所的に厚膜化するようにパターニングすることも可能である。また電解メッキ材料としても、実施例1と同様に様々な材料があるが、こちらに関しても熱伝導率が50W/mK以上の特性を有することが望ましい。
本実施例に示したプラスチック基板100上に形成された薄膜LED102も、実施例1と同様に、横配線104と、縦配線103との間を順バイアス方向に電流を注入することにより発光する。また、実施例1と同様に、LED薄膜(薄膜LED102)も例えば5μm以下とすることが可能であるため、フレキシブルに扱うことが可能であり、プラスチック基板100上に形成した際においても、高品質、高信頼性を確保した発光素子として動作することを特徴としている。
そして、実施例2では、発熱領域の直下に、厚膜化した厚膜熱伝導層203が設けられていることを特徴としているため、発熱量が集中する領域において、局所的に熱容量を大きくすることができる。したがって、実施例1と比較して、急激な温度変化にも対応可能であり、且つ、効率よく放熱することが可能となる。
(効果)の説明
薄膜LED102の発熱領域の直下に厚膜化した放熱用メタル層(厚膜熱伝導層203)を設けることにより、熱容量が大きくなり、急激な温度変化にも対応可能であり、さらに効率よく放熱することが出来るという効果を得る。
図6は、実施例3の表示装置の全体構造平面図である。
図に示すように、実施例3の表示装置3は、複数の、半導体薄膜素子としての薄膜LED102がプラスチック基板100上に積層された、熱伝導層310、及び、平滑層301の上にマトリックス状に積層されている。又、複数の薄膜LED102の同一の列のアノード電極が接続用パット108を有する横配線104に接続され、複数の薄膜LED102の同一の行のカソード電極が接続用パット108を有する縦配線103に接続されている。更に、表示装置3の周囲4辺には放熱用メタルフレーム303が積層されている。ここで、放熱用メタルフレーム303は、薄膜LED102が発生する熱を熱伝導層310を介して受け入れて、気中に放熱する放熱板である。
図7は、実施例3の表示装置の拡大平面図である。
図8は、実施例3の表示装置の断面拡大図である(その1)。
この図は、図7における薄膜LED102を含むA−A断面矢視図である。
図7及び図8を用いて表示装置3及び薄膜LED102を詳細に説明する。
図7に示すように表示装置3は、プラスチック基板100上に積層された熱伝導層310(図8)及び平滑層301の上にマトリックス状に積層されている半導体薄膜素子としての薄膜LED102と、縦配線305と、横配線104と、層間絶縁膜105と、接続配線(横)106と、接続配線(縦)308を備える。以下に実施例1と相違する部分のみについて説明する。実施例1と同様の部分については、実施例1と同一の符号を付して説明を省略する。
熱伝導層310(図8)は、薄膜LED102で発生した熱を放熱させるためプラスチック基板100上に積層された、例えばAu、AuGeNi、Al、AlNd、Ti、Ni、Pt、Ag、Pd、Cu等のメタル層であり公知の蒸着法、およびスパッタ法により形成されていることを特徴としている。そして熱伝導率が50W/mK以上であることが望ましい。
平滑層301は、薄膜LED102のボンディング面の表面荒さ、即ち凹凸のピークと谷の典型的な高低差が約5nm以下となるように制御することを目的として積層された平滑コーティング層である。この平滑層301は薄膜LED102と熱伝導層310間の熱伝導を極力、遮断しないようにするために2μm以下に設定される。その材質は、通常、有機化合物材料、酸化物材料あるいは窒化物材料のいずれかが用いられることが望ましい。公知の化学気相成長法(CVD法)、スピンコーティング、スリットコーティング、溶液中に浸漬することによるコーティングおよびスプレーコーティングにより形成される。
縦配線305は、プラスチック基板100上に形成された薄膜LED102のカソードを接続する導電薄膜である。この縦配線305は、金もしくはアルミニュウム、もしくは上記の金属材料とニッケル、チタンなどの金属材料がプラスチック基板100上で薄膜積層された金属配線で、各薄膜LED102のアノードにそれぞれ電気的に接続されている。但し、本実施例では、縦配線305は、薄膜LED102のカソードと直接接続せず、接続配線(縦)308を介して接続されている。
図8に示すように、上側コンタクト層109と、上側クラッド層110と、活性層111と、下側クラッド層112と、下側コンタクト層113とが積層され、その側面斜面が層間絶縁膜105で覆われた薄膜LED102が、プラスチック基板100上に積層された熱伝導層302及び平滑層301の上に積層される。又、縦配線305が、薄膜LED102の下側コンタクト層113と直接接続せず、接続配線(縦)308を介して接続されている。
本実施例に示す、プラスチック基板100上に形成された薄膜LED102も、実施例1および実施例2に示した素子同様、アノード、カソード、配線間を順バイアス方向に電流を注入することにより発光する。また、LED薄膜(薄膜LED102)は例えば5μm以下とすることが可能であるため、フレキシブルに扱うことが可能であり、プラスチック基板100上に形成した際においても、高品質、高信頼性を確保した発光素子として動作することを特徴としている。
また、実施例1及び実施例2と同様に、薄膜LED102の裏面に熱伝導層310を形成しているため、薄膜LED102を動作させた際に発生する熱量を効率よく放熱することができる。なお、本実施例では平滑層301を熱伝導層310の上にコーティングすることにより、実施例1および実施例2で提案した機能に加え、表面平滑性を改善し、強固なボンディング性を得ることができる。
(効果)の説明
上記、実施例1および実施例2において薄膜LED102を放熱層(裏面電極107)、および厚膜化したメタル層(厚膜熱伝導層203)上に直接接合することにより、薄膜LED102から発せられる熱量は、これらの層を介し、効率的に放熱することができた。しかしながら、これらの層の表面荒さを前述したように5nm以下に調整するためには、成膜条件、成膜装置等に細心の注意を払う必要があり、それらの膜質に求められる品質が非常に制限されていた。本実施例によれば、平滑層301を裏面電極107にコーティングすることにより、実施例1の効果に加えて、表面荒さを5nm以下に容易に調整することが出来るため、熱伝導層310上に、薄膜LED102強固に接合することが出来るという効果を得る。
本実施例の拡張例について以下に説明する。
図9は、実施例3の表示装置の断面拡大図(その2)である。
上記、実施例3の表示装置3は、実施例1の表示装置1の裏面電極107(図3)と薄膜LED102(図3)との間に平滑層を設けたが、本拡張例では、実施例2の表示装置2の厚膜熱伝導層203(図5)と薄膜LED102(図5)との間に平滑層を設けた場合である。この場合においても、厚膜熱伝導層203(図5)上にコーティングすることにより、容易に、表面荒さを5nm以下に調整することが出来るという効果を得る。その結果、厚膜熱伝導層203(図5)上に、薄膜LED102(図5)を強固に接合することが出来るという効果を得る。
図10は、実施例4の表示装置の全体構造平面図である。
図に示すように、実施例4の表示装置4は、複数の、半導体薄膜素子としての薄膜LED402がプラスチック基板100上にマトリックス状に配列されている。更に、複数の薄膜LED402の同一の列のアノード電極が接続用パット108を有する横配線104に接続され、複数の薄膜LED102の同一の行のカソード電極が接続用パット108を有する縦配線403に接続されている。
図11は、実施例4の表示装置の拡大平面図である。
図に示すように表示装置4は、プラスチック基板100と、半導体装置としての薄膜LED402と、縦配線403と、横配線104と、層間絶縁膜105と、接続配線(横)106とを備える。
図12は、実施例4の表示装置の断面拡大図(その1)である。
この図は、図11における薄膜LED402を含むA−A断面矢視図である。
図11及び図12を用いて表示装置4及び薄膜LED402を詳細に説明する。
図11に示すように、表示装置4は、プラスチック基板100と、半導体薄膜素子としての薄膜LED402と、縦配線403と、横配線104と、層間絶縁膜105と、接続配線(横)106とを備える。以下に実施例1から実施例3と相違する部分のみについて説明する。実施例1から実施例3と同様の部分については実施例1から実施例3と同一の符号を付して説明を省略する。
縦配線403は、プラスチック基板100上に形成された薄膜LED402のカソードを接続する導電薄膜である。この縦配線403は、金もしくはアルミニュウム、もしくは上記の金属材料とニッケル、チタンなどの金属材料がプラスチック基板100上で薄膜積層された金属配線で、各薄膜LED402のカソードにそれぞれ電気的に接続されている。但し、本実施例では、縦配線403は、薄膜LED402のカソードと直接接続せず、熱伝導層および接続配線408(図12)を介して接続されている。
図12に示すように、上側コンタクト層109と、上側クラッド層110と、活性層111と、下側クラッド層112と、下側コンタクト層113とが積層され、その側面斜面が層間絶縁膜105及び熱伝導層および接続配線408で覆われた薄膜LED402が、プラスチック基板100上に積層されている。
熱伝導層および接続配線408は、薄膜LED402の全体を表面側から覆う薄膜メタル層である。薄膜メタル層は、アノード電極、あるいはカソード電極の冗長パターンから形成されることができ、また両電極からは完全に分離されたパターンとして形成することも可能である。また、該薄膜メタル層は、公知の蒸着法、あるいはスパッタ法により形成することが可能であり、アノード電極、あるいはカソード電極を形成する際に、同時に形成することも可能である。該薄膜メタル層においても、放熱特性を考慮して熱伝導率が50W/mK以上であることが望ましい。
上記のような形態を用いることにより、薄膜LED402の表面側からの放熱特性が改善されていることから、実施例1から実施例3に掲載した薄膜LED402の素子構造のように薄膜LED402とプラスチック基板100との間に放熱層を設けることなく、放熱特性を改善することができる。また、実施例1から実施例3で説明したように、薄膜LED402とプラスチック基板100との間に放熱層を複合的に設けることにより、更に放熱特性改善した素子構造とすることができる。
本実施例に示したプラスチック基板100上に形成された薄膜LED402も、実施例1から実施例3に示した素子同様、カソード、アノード配線間を順バイアス方向に電流を注入することにより発光する。また、LED薄膜(薄膜LED402)は例えば5μm以下とすることが可能であるため、フレキシブルに扱うことが可能であり、プラスチック基板上に形成した際においても、高品質、高信頼性を確保した発光素子として動作することを特徴としている。
(効果)の説明
以上説明したように、本実施例によれば、薄膜LED402を動作させた際に生じる熱量を、素子表面側に設けた熱伝導層および接続配線408を介して、効率よく放熱することが可能になるという効果を得る。又、熱伝導層および接続配線408は、アノード電極、あるいはカソード電極の冗長パターンとすることができ、さらには両電極とは電気的に分離したパターンとして形成することができる。したがって、アノード電極、あるいはカソード電極を形成する際に、同時に形成することが出来るという効果を得る。又、熱伝導層および接続配線408は、薄膜LED402の素子表面に形成することを特徴としているため、実施例1、実施例2及び実施例3とは異なり、プラスチック基板100との接合強度を考慮せずに材料選定を行うことができるという効果を得る。更に、実施例1、実施例2及び実施例3に記載した形態と複合的に用いることにより、より一層放熱特性を改善することが出来るという効果を得る。
本実施例の拡張例について以下に説明する。
図13は、実施例4の表示装置の断面拡大図(その2)である。
上記、実施例4の表示装置4は、実施例3の表示装置3の薄膜LED102(図8)の素子表面側に熱伝導層および接続配線408を積層したが、本拡張例では、実施例1の表示装置1の薄膜LED102(図3)の素子表面側に熱伝導層415を積層した場合である。この場合においても、実施例4と同様の効果を得ることが出来る。
図14は、実施例5の表示装置の全体構造平面図である。
図に示すように、実施例5の表示装置5は、複数の、半導体薄膜素子としての薄膜LED502がプラスチック基板100上に積層され、その後に、表示装置5の全面に亘ってパッシベーション膜503(後記)と、熱伝導層501とが積層されている。以下に実施例1から実施例4までと異なる部分のみについて説明する。実施例1から実施例4までと同様の部分には実施例1から実施例4までと同一の符号を付して説明を省略する。
図15は、実施例5の表示装置の断面拡大図である。
図に示すように、上側コンタクト層109と、上側クラッド層110と、活性層111と、下側クラッド層112と、下側コンタクト層113とが積層され、その側面斜面が層間絶縁膜105と、パッシベーション膜503と、熱伝導層501とで覆われた薄膜LED502が、プラスチック基板100上に積層される。
パッシベーション膜503は、素子表面に形成される透明な酸化膜、または透明な窒化膜からなる絶縁層である。この膜は、その上層に用いる熱伝導率の高い熱伝導層501への熱伝導を極力、遮断しないようにしなければならない。そこで、該パッシベーション膜503の膜厚は5000A以下で形成されていることが望ましい。なお、該酸化膜、および窒化膜は例えば、公知のプラズマCVD法、あるいはスパッタ法により形成される。
熱伝導層501は、パッシベーション膜503上に積層される熱伝導率の高い膜である。例えばITO、Z、In2等の透明導電膜であること、また導電性を有する有機化合物材料であることを特徴とする。また例えばAu、あるいはAlなどのメタル材料を、例えば100A以下に成膜することを特徴としている。これらの膜は、公知のスパッタ法、蒸着法、スピンコーティング、スリットコーティング、溶液中に浸漬することによるコーティングおよびスプレーコーティングにより形成することができる。
本実施例に示したプラスチック基板100成された薄膜LED502も、実施例1から実施例4までに示した素子と同様に、カソード、アノード配線間を順バイアス方向に電流を注入することにより発光する。また、実施例1と同様、LED薄膜(薄膜LED502)は例えば5μm以下とすることが可能であるため、フレキシブルに扱うことが可能であり、プラスチック基板100上に形成した際においても、高品質、高信頼性を確保した発光素子として動作することを特徴としている。
本実施例による素子構造では、素子表面全体を覆うように放熱用の層を設けているため、薄膜LED502を動作した際に発生する熱量を、高熱伝導率有する層(熱伝導層501)を介して放熱することができる。また、実施例1から実施例4に提案した素子構造を複合的に用いることにより、薄膜LED502の表面側と、裏面側から効率よく放熱することもできる。
(効果)の説明
以上説明したように本実施例によれば、薄膜LEDを動作させた際に生じる熱量を、素子表面側に設けた放熱用の高熱伝導率有する熱伝導層501を介して、効率よく放熱するので放熱効率が向上するという効果を得る。又、本実施例によれば、パッシベーション膜503を介して熱伝導層501を薄膜LED502に形成するのでパターニングすることなく、薄膜LED502の素子全体を覆うように形成することができるので製法が容易であるという効果を得る。
上記実施例では、本発明を、薄膜LEDを用いた表示装置に適用させた場合に限定して説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。即ち、プラスチック基板上に積層できる半導体素子を構成要素とする、如何なる表示装置にも適用可能である。
実施例1の表示装置の全体構造平面図である。 実施例1の表示装置の拡大平面図である。 実施例1の表示装置の断面拡大図である。 実施例2の拡大平面図である。 実施例2の表示装置の断面拡大図である。 実施例3の表示装置の全体構造平面図である。 実施例3の表示装置の拡大平面図である。 実施例3の表示装置の断面拡大図(その1)である。 実施例3の表示装置の断面拡大図(その2)である。 実施例4の表示装置の全体構造平面図である。 実施例4の表示装置の拡大平面図である。 実施例4の表示装置の断面拡大図(その1)である。 実施例4の表示装置の断面拡大図(その2)である。 実施例5の表示装置の全体構造平面図である。 実施例5の表示装置の断面拡大図である。
符号の説明
100 プラスチック基板
102 薄膜LED
105 層間絶縁膜
106 接続配線(横)
107 裏面電極
109 上側コンタクト層
110 上側クラッド層
111 活性層
112 下側クラッド層
113 下側コンタクト層

Claims (12)

  1. プラスチック基板上に半導体薄膜素子を接合してなる表示装置であって、
    前記プラスチック基板と前記半導体薄膜素子との間に放熱層を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 前記放熱層は、メタル層により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記放熱層が、透明導電膜により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記メタル層が、電解メッキ法により局所的に厚膜化されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  5. 前記放熱層の上層に平坦化膜が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の表示装置。
  6. 前記平坦化膜は、有機化合物材料、酸化物材料、あるいは窒化物材料のいずれかを用いることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  7. プラスチック基板上に半導体薄膜素子を接合してなる表示装置であって、
    前記半導体薄膜素子表面に放熱促進薄膜メタル層を形成することを特徴とする表示装置。
  8. 前記放熱促進薄膜メタル層は、アノード、もしくはカソード電極の冗長パターンにより構成されていることを特徴とする請求項7記載の表示装置。
  9. 前記放熱促進薄膜メタル層は、アノード、もしくはカソード電極から電気的に分離されていることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
  10. プラスチック基板上に半導体薄膜素子を接合してなる表示装置であって、
    前記半導体薄膜素子全体にパッシベーション膜を形成し、該パッシベーション膜上に高熱伝導率薄膜を積層してなることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記パッシベーション膜は、有機化合物材料、酸化物材料、及び窒化物材料のいずれかを用いることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
  12. 前記放熱促進薄膜メタル層は、透明導電膜材料、有機化合物材料、及びメタル材料のいずれかを用いることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011114075A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Oki Data Corp 発光素子アレイ及び画像表示装置
JP2011228408A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Kowadenki Co Ltd 照明装置
JP2012015226A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置及び照明装置
JP2013048282A (ja) * 2012-10-30 2013-03-07 Oki Data Corp 表示装置
JP2013074171A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Oki Data Corp 発光装置、発光素子アレイ、および画像表示装置
JP6861900B1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-21 三菱電機株式会社 光半導体装置の製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4420932B2 (ja) * 2007-03-09 2010-02-24 株式会社沖データ 可撓性表示体及び可撓性表示体付き物品
US8057067B2 (en) * 2009-05-04 2011-11-15 Peterson Manufacturing Co., Inc. Vehicle lamp with polymer conductors and mounting structures
KR101452768B1 (ko) * 2012-08-21 2014-10-21 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR101422037B1 (ko) * 2012-09-04 2014-07-23 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
CN104125672B (zh) * 2013-04-24 2016-10-12 浙江嘉熙光电设备制造有限公司 一种一体化薄膜式大功率led芯片的集成结构的生产方法
US9059339B1 (en) 2014-02-11 2015-06-16 International Business Machines Corporation Light emitting diodes with via contact scheme
US9865769B2 (en) 2015-03-23 2018-01-09 International Business Machines Corporation Back contact LED through spalling

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06340118A (ja) * 1993-05-31 1994-12-13 Kyocera Corp 画像装置及びその製造方法
JP2006065011A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Sony Corp 素子接続配線、画像表示装置及び配線切断方法
JP2006261218A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Oki Data Corp 半導体装置、半導体ユニット、ledヘッド及び画像形成装置
JP2006269716A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Oki Data Corp 半導体複合装置、半導体複合装置の製造方法、ledヘッド、及び画像形成装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6541908B1 (en) * 1999-09-30 2003-04-01 Rockwell Science Center, Llc Electronic light emissive displays incorporating transparent and conductive zinc oxide thin film
TW494447B (en) * 2000-02-01 2002-07-11 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2002063985A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Nec Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
US6630980B2 (en) * 2001-04-17 2003-10-07 General Electric Company Transparent flexible barrier for liquid crystal display devices and method of making the same
JP2003109773A (ja) * 2001-07-27 2003-04-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置、半導体装置およびそれらの作製方法
JP4067802B2 (ja) * 2001-09-18 2008-03-26 松下電器産業株式会社 照明装置
US7528421B2 (en) * 2003-05-05 2009-05-05 Lamina Lighting, Inc. Surface mountable light emitting diode assemblies packaged for high temperature operation
US7172909B2 (en) * 2003-07-04 2007-02-06 Epistar Corporation Light emitting diode having an adhesive layer and a reflective layer and manufacturing method thereof
US20050285518A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Eastman Kodak Company OLED display having thick cathode
JP4837295B2 (ja) 2005-03-02 2011-12-14 株式会社沖データ 半導体装置、led装置、ledヘッド、及び画像形成装置
WO2006103596A2 (en) 2005-03-30 2006-10-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Flexible led array
JP4636501B2 (ja) 2005-05-12 2011-02-23 株式会社沖データ 半導体装置、プリントヘッド及び画像形成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06340118A (ja) * 1993-05-31 1994-12-13 Kyocera Corp 画像装置及びその製造方法
JP2006065011A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Sony Corp 素子接続配線、画像表示装置及び配線切断方法
JP2006261218A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Oki Data Corp 半導体装置、半導体ユニット、ledヘッド及び画像形成装置
JP2006269716A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Oki Data Corp 半導体複合装置、半導体複合装置の製造方法、ledヘッド、及び画像形成装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011114075A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Oki Data Corp 発光素子アレイ及び画像表示装置
JP2011228408A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Kowadenki Co Ltd 照明装置
JP2012015226A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置及び照明装置
JP2013074171A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Oki Data Corp 発光装置、発光素子アレイ、および画像表示装置
US8957923B2 (en) 2011-09-28 2015-02-17 Oki Data Corporation Light emitting device, light emitting element array, and image display device
JP2013048282A (ja) * 2012-10-30 2013-03-07 Oki Data Corp 表示装置
JP6861900B1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-21 三菱電機株式会社 光半導体装置の製造方法

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