JP2015144254A - 発光デバイス、表示装置及び発光デバイスの製造方法 - Google Patents

発光デバイス、表示装置及び発光デバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】配線と電極との接続部分にかかる負荷を抑制することができる発光デバイスを提供する。【解決手段】複数のLEDチップ10が配列された発光デバイス1であって、複数のLEDチップ10のそれぞれは、基板11と、基板11上に形成された発光領域12と、基板11上に形成された第1パッド電極13aと、基板11を貫通する第1スルーホール14aとを有する。1つのLEDチップ10の第1スルーホール14aと隣接する他のLEDチップ10の第1スルーホール14aとを通過した上で、1つのLEDチップ10の第1パッド電極13aと他のLEDチップ10の第1パッド電極13aとを電気的に接続する配線21を備える。基板11の主面に平行な平面で切断したときの断面において、第1スルーホール14aを通過した配線21の先端部は、配線21の第1スルーホール14a内での断面積よりも大きい断面積を有する。【選択図】図4A

Description

本開示は、発光デバイス、表示装置及び発光デバイスの製造方法に関する。
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の発光素子は、ディスプレイ用途や照明用途等、様々な製品の光源として広く利用されている。
例えば、ディスプレイ用途としては、多数の発光素子を規則的に並べて装着し、この発光素子を適宜点滅させて所定の文字、図形又は記号等を表示するディスプレイ装置が知られている(特許文献1)。
特許文献1に開示されたディスプレイ装置では、薄板状の導体を格子状に配置し、導体の縦列及び横列の一方をアノードとし、他方をカソードとして、縦列と横列との交点位置に発光素子が装着された配線基板が用いられている。これにより、適度な可撓性を有するディスプレイ装置を実現している。
特開平8−054840号公報
しかしながら、従来のディスプレイ装置では、配線基板を曲面状に撓ませて使用する際に、導体と発光素子との接続部分に負荷がかかりやすく、導通不良等の不具合が発生するという課題がある。
例えば、導体である配線と発光素子の電極との接続部分に負荷がかかりやすい。配線と電極との接続部分に負荷がかかると、当該接続部分に亀裂が生じてコンタクト不良が生じたり、配線と電極とが離れてしまって断線不良が生じたり、配線とともに電極が基板から剥がれたりする場合がある。
本開示は、配線と電極との接続部分にかかる負荷を抑制することができる発光デバイス等を提供する。
本開示に係る発光デバイスの一態様は、複数のLEDチップが配列された発光デバイスであって、前記複数のLEDチップのそれぞれは、基板と、前記基板上に形成された発光領域と、前記基板上に形成された電極と、前記基板を貫通するスルーホールとを有し、前記発光デバイスは、1つの前記LEDチップの前記スルーホールと前記1つのLEDチップに隣接する他のLEDチップのスルーホールとを通過した上で、前記1つのLEDチップの前記電極と前記他のLEDチップの前記電極とを電気的に接続する配線を備え、前記1つのLEDチップ及び前記他のLEDチップの各々について、前記基板の主面に平行な平面で切断したときの断面において、前記スルーホールを通過した前記配線の先端部は、当該配線の前記スルーホール内での断面積よりも大きい断面積を有し、前記1つのLEDチップの前記基板と前記他のLEDの前記基板とは分離し、前記配線が前記1つのLEDチップと前記他のLEDチップとを連結する。
本開示に係る一態様の発光デバイスは、配線と電極との接続部分にかかる負荷を抑制することができる。
図1Aは、実施の形態1に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図1Bは、実施の形態1に係る発光デバイスの電気回路図である。 図2は、実施の形態1に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図3Aは、図2のA−A’線におけるLEDチップの断面図である。 図3Bは、図2のB−B’線におけるLEDチップの断面図である。 図4Aは、実施の形態1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図4Bは、実施の形態1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第2配線との接続関係を示す図である。 図5は、実施の形態1の変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図6は、実施の形態1の変形例2に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図7Aは、実施の形態1の変形例3に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図7Bは、実施の形態1の変形例3に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図8は、実施の形態1の変形例4に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図9は、実施の形態2に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図10Aは、実施の形態2に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図10Bは、実施の形態2に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第2配線との接続関係を示す図である。 図11は、実施の形態2の変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図12Aは、実施の形態2の変形例2に係るLEDチップの断面図である。 図12Bは、実施の形態2の変形例2に係るLEDチップの断面図である。 図13は、実施の形態2の変形例3に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図14は、実施の形態3に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図15は、実施の形態3に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図16Aは、図15のA−A’線におけるLEDチップの断面図である。 図16Bは、図15のB−B’線におけるLEDチップの断面図である。 図17は、実施の形態3に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図18は、実施の形態3の変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図19は、実施の形態4に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図20は、実施の形態4に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図21Aは、図20のA−A’線におけるLEDチップの断面図である。 図21Bは、図20のB−B’線におけるLEDチップの断面図である。 図22Aは、実施の形態4に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図22Bは、実施の形態4に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第2配線との接続関係を示す図である。 図23Aは、実施の形態4の変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図23Bは、実施の形態4の変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第2配線との接続関係を示す図である。 図24は、実施の形態5に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図25は、実施の形態5に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図26は、図25のA−A’線におけるLEDチップの断面図である。 図27は、実施の形態5に係る発光デバイスにおけるLEDチップと配線(第1配線、第2配線)との接続関係を示す図である。 図28は、実施の形態5の変形例1に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図29は、実施の形態5の変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図30は、実施の形態6に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。 図31は、実施の形態6に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。 図32Aは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法における基板準備工程を示す図である。 図32Bは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法におけるスルーホール形成(穴あけ加工)工程を示す図である。 図32Cは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法における基板研磨工程を示す図である。 図32Dは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法における発光領域形成工程を示す図である。 図32Eは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法におけるチップ分離工程(ダイシング工程)を示す図である。 図32Fは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法におけるLEDチップ配列工程を示す図である。 図32Gは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法における配線挿入工程(挿入前)を示す図である。 図32Hは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法における配線挿入工程(挿入後)を示す図である。 図32Iは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法における配線先端加工工程(加工前)を示す図である。 図32Jは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法における配線先端加工工程(加工後)を示す図である。 図32Kは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法において、発光デバイスが完成した様子を示す図である。 図33は、実施の形態6の変形例1に係る発光デバイスの製造方法における配線挿入工程(挿入前)を示す図である。 図34は、実施の形態7に係る表示装置の概略図である。 図35は、変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図36は、変形例2に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図37は、変形例3に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図38は、変形例4に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。 図39は、比較例の発光デバイスの構成を示す図である。
(本開示の基礎となった知見)
従来のディスプレイ装置では、配線基板を曲面状に撓ませて使用する際に、導体と発光素子との接続部分に負荷がかかりやすく、導通不良等の不具合が発生するという課題がある。
例えば、導体である配線と発光素子の電極との接続部分に負荷がかかりやすい。配線と電極との接続部分に負荷がかかると、当該接続部分に亀裂が生じてコンタクト不良が生じたり、配線と電極とが離れてしまって断線不良が生じたり、配線とともに電極が基板から剥がれたりする場合がある。
そこで、本発明者等は鋭意検討の上、配線と電極との接続部分にかかる負荷を抑制することができる発光デバイス等に想到した。
(開示の態様)
本開示に係る発光デバイスの一態様は、複数のLEDチップが配列された発光デバイスであって、前記複数のLEDチップのそれぞれは、基板と、前記基板上に形成された発光領域と、前記基板上に形成された電極と、前記基板を貫通するスルーホールとを有し、前記発光デバイスは、1つの前記LEDチップの前記スルーホールと前記1つのLEDチップに隣接する他のLEDチップのスルーホールとを通過した上で、前記1つのLEDチップの前記電極と前記他のLEDチップの前記電極とを電気的に接続する配線を備え、前記1つのLEDチップ及び前記他のLEDチップの各々について、前記基板の主面に平行な平面で切断したときの断面において、前記スルーホールを通過した前記配線の先端部は、当該配線の前記スルーホール内での断面積よりも大きい断面積を有し前記1つのLEDチップの前記基板と前記他のLEDの前記基板とは分離し、前記配線が前記1つのLEDチップと前記他のLEDチップとを連結する。
本態様によれば、1つの前記LEDチップの前記スルーホールと前記1つのLEDチップに隣接する他のLEDチップのスルーホールとを通過した上で、前記1つのLEDチップの前記電極と前記他のLEDチップの前記電極とを電気的に接続する配線を備えている。一方、前記配線は、前記1つのLEDチップと前記他のLEDチップとを連結している。即ち、前記配線は、前記1つのLEDチップの前記電極と前記他のLEDチップの前記電極とを電気的に接続する機能を有すると共に、前記1つのLEDチップと前記他のLEDチップとを連結する機能を兼ね備えている。
これにより、前記1つのLEDチップの前記基板と前記他のLEDチップの前記基板とは分離し、即ち、前記1つのLEDチップの前記基板と前記他のLEDチップの前記基板とは連結することなしに、前記配線が、前記1つのLEDチップと前記他のLEDチップとを連結している。そのため、本態様による発光デバイスを用いれば、適度な可撓性を有する、例えば表示装置を容易に実現できる。
また、本態様によれば、LEDチップを連結する配線が基板のスルーホールを通過した上でLEDチップの電極に接続されている。
これにより、配線の可動領域が制限されるので、配線とLEDチップの電極との接続部分にかかる負荷を抑制できる。したがって、湾曲するように発光デバイスを撓ませたとしても、当該接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる。
さらに、本態様によれば、基板の主面に平行な平面で切断したときの断面において、スルーホールを通過した配線の先端部は、当該配線のスルーホール内での断面積よりも大きい断面積を有する。
これにより、配線がスルーホールから抜けることなくLEDチップごとに配線とLEDチップとを連結固定することができるので、配線が細い線材であっても当該配線を用いて複数のLEDチップを容易に連結することができる。
また、上記一態様において、前記配線は、隣接する2つの前記LEDチップごとに複数設けられている、としてもよい。
本態様によれば、隣接するLEDチップごとに配線が設けられるので、1本の配線を各LEDチップのスルーホールに上下交互に連続して通して複数のLEDチップを連結する場合と比べて、複数のLEDチップを容易に連結することができる。
また、上記一態様において、前記スルーホールを通過した前記配線の前記先端部は、前記基板の表面に沿って屈曲している、としてもよい。
本態様によれば、複数のLEDチップの連結を容易に行うことができる。
また、上記一態様において、前記スルーホールを通過した前記配線の前記先端部は、前記基板の前記発光領域が形成された主面と対向する主面に存在する、としてもよい。
本態様によれば、折り曲げた部分の先端部の長さを長くすることができるので、配線とLEDチップとを強固に固定することができ、発光デバイスを撓ませたときの導通不良を一層軽減できる。さらに、発光領域が形成されていない基板の主面で配線が折り曲げられるので、配線を折り曲げる際に発光領域を傷つけてしまうことを回避できる。しかも、発光領域が形成されていない基板の主面で配線を折り曲げることで、複数の配線を同時に折り曲げられる等、配線の折り曲げ加工を容易に行うことができる。
また、上記一態様において、前記配線は、隣接する2つの前記LEDチップの間に伸縮構造を有する、としてもよい。
本態様によれば、発光デバイスを撓ませたときに生じる配線の曲げ応力(負荷)を伸縮構造で吸収することができる。
また、上記一態様において、前記配線は、3つ以上の前記LEDチップを接続する主配線部と、前記主配線部から前記LEDチップごとに分岐する副配線部とを有し、前記主配線部は、前記基板のうち前記発光領域が形成された主面と対向する主面に沿って形成されており、前記副配線部は、前記スルーホール内に位置する、としてもよい。
本態様によれば、多くのLEDチップを同時に連結することが可能となるので、配線とLEDチップとの連結作業を短時間で行うことができる。
また、上記一態様において、前記スルーホールは、1つの前記基板に複数設けられており、前記配線は、前記1つのLEDチップの1つの前記スルーホールと前記他のLEDチップの1つの前記スルーホールとを前記基板の一方の主面側から挿通する第1配線と、前記1つのLEDチップの他の前記スルーホールと前記他のLEDチップの他の前記スルーホールとを前記基板の他方の主面側から挿通する第2配線とを有する、としてもよい。
本態様によれば、第1配線と第2配線とがLEDチップを挟んで位置することになるので、発光デバイスを撓ませた場合であっても、第1配線と第2配線とが短絡することを抑制できる。
また、上記一態様において、前記スルーホールの断面積は、当該配線の前記スルーホール内での断面積よりも大きい、としてもよい。
本態様によれば、発光デバイスを撓ませた場合、前記配線は前記スルーホール内の隙間で自由度をもたせることができるので、前記配線が前記スルーホールの開口端で断線する可能性を軽減できる。また、発光デバイスを撓ませた場合、前記スルーホール内に隙間があるため、湾曲する配線の屈曲状態を緩和させることができるので、前記配線にかかる曲げ応力の負荷を軽減することができる。
また、上記一態様において、前記複数のLEDチップは、前記配線より柔軟である樹脂でパッケージされている、としてもよい。
本態様によれば、前記配線で接続された前記複数のLEDチップ間の連結を強化しつつ、本態様による発光デバイスを用いた、例えば、表示装置の可撓性を維持できる。
また、上記一態様において、前記発光デバイスは、前記他のLEDチップとは異なる側に前記1つのLEDチップに隣接する第3のLEDチップを含み、前記1つのLEDチップの前記スルーホールには、前記他のLEDチップの前記電極と前記1つのLEDチップの前記電極とが電気的に接続された第1配線と、前記第3のLEDチップの前記電極と前記1つのLEDチップの前記電極とが電気的に接続された第2配線とが通過している、としてもよい。
本態様によれば、前記1つのLEDチップの前記スルーホールには、前記他のLEDチップの前記電極と前記1つのLEDチップの前記電極とが電気的に接続された第1配線と、前記第3のLEDチップの前記電極と前記1つのLEDチップの前記電極とが電気的に接続された第2配線とが挿通することになる。そのため、前記1つのLEDチップと、前記他のLEDチップと前記第3のLEDチップとを連結するために、前記1つのLEDチップは、共用の1つのスルーホールを有すればよいので、構成が簡素になる。
また、上記一態様において、前記スルーホールの孔径は、前記発光領域及び前記電極が形成された前記基板の第1主面とは反対側の第2主面に向けて広くなっている、としてもよい。
本態様によれば、前記配線が前記スルーホールの開口端で断線する可能性を軽減できる。また、発光デバイスを撓ませた場合、湾曲する配線の屈曲状態を緩和させることができるので、前記配線にかかる曲げ応力の負荷を軽減することができる。
また、本開示に係る表示装置の一態様は、上記のいずれかに記載の発光デバイスを備える。
本態様によれば、適度な可撓性を有する布状の表示装置を実現できる。
また、本開示に係る発光デバイスの製造方法の一態様は、複数のLEDチップが配列された発光デバイスの製造方法であって、基板に前記基板を貫通する複数のスルーホールを形成する工程と、前記基板上に複数の発光領域を形成する工程と、前記基板に複数の電極を形成する工程と、各々が、少なくとも1つの前記スルーホールと、少なくとも1つの発光領域と、少なくとも1つの電極とを含むように、前記基板を分割して、複数のLEDチップを形成する工程と、前記複数のLEDチップのうち1つの前記LEDチップが有する前記電極と他の前記LEDチップが有する前記電極とを接続するように、前記スルーホールに配線を挿通する工程と、前記基板の主面に水平な平面で切断したときの断面において、前記配線の前記スルーホール内での断面積よりも大きい断面積となるように、前記スルーホールを挿通させた前記配線の先端を加工する工程と、を含む。
本態様によれば、配線が細い線材であっても当該配線を用いて複数のLEDチップを容易に連結することができるので、湾曲するように撓ませたとしても配線とLEDチップとの接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる発光デバイスを容易に製造することができる。
また、上記した発光デバイスの製造方法の一態様において、前記配線の先端を加工する工程では、前記スルーホールに挿通させた前記配線の先端を、溶着装置によって溶着する、としてもよい。
あるいは、上記した発光デバイスの製造方法の一態様において、前記配線の先端を加工する工程では、前記スルーホールに挿通させた前記配線の先端を、圧接装置によって圧接する、としてもよい。
以下、本開示の一実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程(ステップ)、工程の順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1に係る発光デバイス1について、図1A及び図1Bを用いて説明する。図1Aは、実施の形態1に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。図1Bは、実施の形態1に係る発光デバイスの電気回路図である。なお、図1Aにおいて、LEDチップ10は、一部の構成のみを図示している。
図1Aに示すように、発光デバイス1は、全体としてフレキシブル性を有する布状の発光デバイスであって、複数のLEDチップからなるLEDアレイであって、行列状(マトリクス状)に配列された複数のLEDチップ10と、隣接する2つのLEDチップ10を連結するとともに当該隣接する2つのLEDチップ10の電極同士を電気的に接続する配線20とを備える。詳細は後述するが、配線20は、LEDチップ10が有するスルーホール内を通過した上で当該LEDチップ10の電極に接続されている。
本実施の形態において、配線20は、複数の第1配線21と、複数の第2配線22とによって構成されている。複数の第1配線21は、LEDチップ10を介して行方向に連続して設けられている。一方、複数の第2配線22は、LEDチップ10を介して列方向に連続して設けられている。
複数の第1配線21の各々は、行方向に隣接する2つのLEDチップ10のうち1つのLEDチップ10が有する電極と他のLEDチップ10が有する電極とを電気的に接続する。一方、複数の第2配線22の各々は、列方向に隣接する2つのLEDチップ10のうち1つのLEDチップ10が有する電極と他のLEDチップ10が有する電極とを電気的に接続する。
このように、第1配線21及び第2配線22の各々は、隣接する2つのLEDチップ10ごとに複数設けられている。すなわち、発光デバイス1は、互いに隣接する2つのLEDチップ10が、複数の第1配線21と複数の第2配線22とで接続されて構成されている。つまり、行方向において第1配線21とLEDチップ10とが交互に設けられているとともに、列方向において第2配線22とLEDチップ10とが交互に設けられている。
そして、LEDチップ10を介して1つの行方向に接続される複数の第1配線21は、1つの走査線(アノード配線)21Lとして構成される。また、LEDチップ10を介して1つの列方向に接続される複数の第2配線22は、1つのデータ線(カソード配線)22Lとして構成される。走査線21L及びデータ線22Lは、それぞれ、走査線群及びデータ線群として複数設けられている。
なお、本実施形態においては、走査線がアノード配線、データ線がカソード配線であるとしているが、この逆に、走査線がカソード配線、データ線がアノード配線であるようにしてもよい。このような変形については、以下に述べる全ての実施の形態においても同様に適用できる。
図1Bに示すように、本実施の形態において、行方向に配列される複数のLEDチップ10については、隣り合うLEDチップ10のアノード同士が第1配線21によって順次接続される。また、列方向に配列されるLEDチップ10については、隣り合うLEDチップ10のカソード同士が第2配線22によって順次接続される。
第1配線21及び第2配線22は、導電性線材(ワイヤ)であり、例えば、金(Au)、銀(Ag)、Cu(銅)等の金属からなる金属配線である。本実施の形態において、第1配線21及び第2配線22は、銅電線である。
なお、第1配線21及び第2配線22は、導電性を有するだけではなく可撓性や伸縮性を有してもよい。この場合、第1配線21及び第2配線22の材料としては、グラファイトやカーボンナノチューブ等のグラフェンを用いることができる。これにより、発光デバイス1を撓ませたときに生じる第1配線21及び第2配線22の負荷を緩和させることができる。
次に、発光デバイス1における各LEDチップ10の詳細な構造について、図2、図3A及び図3Bを用いて説明する。図2は、実施の形態1に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。図3Aは、図2のA−A’線における断面図である。図3Bは、図2のB−B’線における断面図である。なお、図2において、絶縁膜16は図示していない。
図2、図3A及び図3Bに示すように、各LEDチップ10は、基板11と、基板11上に形成された発光領域12と、基板11上に形成された第1パッド電極13a及び第2パッド電極13bと、基板11を貫通する第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bとを有する。さらに、LEDチップ10は、p側電極15a及びn側電極15bと、絶縁膜16とを有する。
基板11は、図3A及び図3Bに示すように、発光領域12が形成される面である第1主面11a(表側面)と、当該第1主面11aに対向する面である第2主面11b(裏側面)とを有する。
基板11は、一例として、絶縁性基板又は導電性基板である。絶縁性基板としては、例えばサファイア基板等を用いることができる。また、導電性基板としては、例えばGaN基板等の半導体基板を用いることができる。本実施の形態では、基板11として、平面視形状が矩形のサファイア基板を用いている。また、基板11のサイズは、上方から平面視した場合に、例えば縦1mm、横1mmの正方形とすることができる。
発光領域12は、複数の半導体層の積層構造体であり、例えば、図3A及び図3Bに示すように、n型半導体層12a、活性層(発光層)12b及びp型半導体層12cによって構成される。本実施の形態では、n型半導体層12a、活性層(発光層)12b及びp型半導体層12cは、基板11の第1主面11aに下から上に順次形成されている。各半導体層の材料としては、活性層12bで発光させる光の波長に応じて適宜選択することができ、例えば、GaAs系やGaN系の化合物半導体が用いられる。
また、図2に示すように、平面視において、n型半導体層12aは、活性層12b及びp型半導体層12cからはみ出すように大きく形成されている。このはみ出した領域は、n側電極15bを形成するためのn側電極形成領域である。
第1パッド電極13aは、p側電極15aに接続されるp側引き出し電極(取り出し電極)である。本実施の形態において、第1パッド電極13aには第1配線21が接続される。
図2及び図3Aに示すように、第1パッド電極13aは、発光領域12(積層構造体)の上部に設けられたp側電極15aから基板11の第1主面11aの表面にかけて、絶縁膜16を介して発光領域12の側面に沿って形成されている。本実施の形態において、第1パッド電極13aは、発光領域12を中心に対向するように2つ形成されている。
第2パッド電極13bは、n側電極15bに接続されるn側引き出し電極(取り出し電極)である。本実施の形態において、第2パッド電極13bには第2配線22が接続される。
図2及び図3Bに示すように、第2パッド電極13bは、n型半導体層12aのn側電極形成領域に設けられたn側電極15bから基板11の第1主面11aの表面にかけて、絶縁膜16を介して発光領域12の側面に沿って形成されている。本実施の形態において、第2パッド電極13bは、発光領域12を中心に対向するように2つ形成されている。
第1スルーホール(ビアホール)14aは、第1主面11aから第2主面11bにかけて基板11を貫通するように設けられている。本実施の形態において、第1スルーホール14aは、基板11とともに第1パッド電極13aを貫通するように設けられている。
同様に、第2スルーホール(ビアホール)14bも、第1主面11aから第2主面11bにかけて基板11を貫通するように設けられている。本実施の形態において、第2スルーホール14bは、基板11とともに第2パッド電極13bを貫通している。
具体的には、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは2つずつ設けられており、各スルーホールは基板11の角部(対角)に設けられている。このように、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを基板11の角部に設けることによって発光領域12を大きく形成することができる。これにより、LEDチップ10の発光面積を大きく取ることができる。
なお、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bの孔径は、例えば百μmであり、いずれも同じ形状及び大きさである。
p側電極15aは、p型半導体層12cの上に形成されている。また、n側電極15bは、n型半導体層12aのn側電極形成領域に形成されており、図2に示すように、2つのn側電極15bは、活性層12b及びp型半導体層12cを挟むように対向して設けられている。
絶縁膜16は、n型半導体層12a、活性層12b及びp型半導体層12cの積層構造体の表面を覆うように形成されている。また、絶縁膜16は、p側電極15a及びn側電極15bの表面にも形成されているが、p側電極15aと第1パッド電極13aとの接続部分及びn側電極15bと第2パッド電極13bとの接続部分には形成されていない。
このように構成されるLEDチップ10は、p側電極15aとn側電極15bとの間に所定の電圧が印加されることにより、発光領域12に電流が流れて発光する。
なお、本実施の形態において、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは、第1パッド電極13a及び第2パッド電極13bを貫通するように設けているが、これに限らない。つまり、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは、少なくとも基板11を貫通するように設けられていればよく、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bと第1パッド電極13a及び第2パッド電極13bとを基板11の異なる位置に設けてもよい。
また、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは、発光領域12(半導体層)を貫通するように設けられていてもよい。但し、この場合、第1配線21及び第2配線22と第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bとの絶縁を確保するために、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bの各々の内面には絶縁膜を形成してもよい。
次に、発光デバイス1におけるLEDチップ10と配線20(第1配線21、第2配線22)との接続関係について、図4A及び図4Bを用いて説明する。図4Aは、実施の形態1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図であり、図4Bは、実施の形態1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第2配線との接続関係を示す図である。
図4Aに示すように、第1配線21は、隣接する2つのLEDチップ10のうち1つのLEDチップ10の第1スルーホール14aと他のLEDチップ10の第1スルーホール14aとを通過した上で、当該1つのLEDチップ10の第1パッド電極13aと当該他のLEDチップ10の第1パッド電極13aとに電気的に接続している。
第1配線21における第1パッド電極13aに接続された部分は第1配線21の先端部21aであり、先端部21aは、第1スルーホール14aを通過した第1配線21の先端を加工することで所定形状に形成されている。本実施の形態において、第1配線21の先端部21aは、基板11の第1主面11a側に存在する。
また、第1配線21の先端部21aは、基板11の第1主面11a又は第2主面11bに水平な平面で切断したときの断面において、第1配線21の第1スルーホール14a内での断面積よりも大きい断面積を有する。つまり、平面視したときにおいて、第1配線21の先端部21aは、第1スルーホール14aの孔径よりも大きい外径を有する。具体的には、第1配線21の先端部21aは、略半球状であり、第1スルーホール14aの開口を覆うように形成されている。
同様に、第2配線22は、図4Bに示すように、隣接する2つのLEDチップ10のうち1つのLEDチップの第2スルーホール14bと他のLEDチップ10の第2スルーホール14bとを通過した上で、当該1つのLEDチップ10の第2パッド電極13bと当該他のLEDチップ10の第2パッド電極13bとに電気的に接続している。
第2配線22における第2パッド電極13bに接続された部分は第2配線22の先端部22aであり、先端部22aは、第2スルーホール14bを通過した第2配線22の先端を加工することで所定形状に形成されている。本実施の形態において、第2配線22の先端部22aは、基板11の第1主面11a側に存在する。
また、第2配線22の先端部22aは、基板11の第1主面11a又は第2主面11bに水平な平面で切断したときの断面において、第2配線22の第2スルーホール14b内での断面積よりも大きい断面積を有する。つまり、平面視したときにおいて、第2配線22の先端部22aは、第2スルーホール14bの孔径よりも大きい外径を有する。具体的には、第2配線22の先端部22aは、略半球状であり、第2スルーホール14bの開口を覆うように形成されている。
このように、本実施の形態では、第1配線21の先端部21a及び第2配線22の先端部22aはいずれも基板11の第1主面11a側に存在する。
なお、本実施の形態1においては、図4A、図4Bに示すように、第1スルーホール14aの孔径と第1配線21の線径とが同じであり、第1スルーホール14aの断面積と第1配線21の断面積とが同じである。また、第2スルーホール14bの孔径と第2配線22の線径とが同じであり、第2スルーホール14bの断面積と第2配線22の断面積とが同じである。しかしながら、このような形態には限定されず、第1スルーホール14aの断面積は、第1配線21の第1スルーホール14a内での断面積よりも大きくなるようにしてもよい。同様に、第2スルーホール14bの断面積は、第2配線22の第2スルーホール14b内での断面積よりも大きくなるようにしてもよい。なお、これらについては、本実施の形態1のみならず、以下に述べる全ての実施の形態においても同様に適用してよい。
このような構成とすることで、発光デバイス1を撓ませた場合、第1配線21、第2配線22は第1スルーホール14a、第2スルーホール14b内に空間(隙間)ができるため自由度をもたせることができる。したがって、第1配線21、第2配線22が、第1スルーホール14a、第2スルーホール14bの開口端で断線する可能性を軽減できる。また、発光デバイス1を撓ませた場合、湾曲する第1配線21、第2配線22の屈曲状態を緩和させることができるので、第1配線21、第2配線22にかかる曲げ応力の負荷を軽減することができる。
次に、LEDチップ10と第1配線21及び第2配線22との接続方法について説明する。
まず、第1配線21及び第2配線22として、同一線径のU字状の導電性線材を用意し、このU字状の第1配線21及び第2配線22の各々を第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bに挿通させる。
具体的には、U字状の第1配線21の先端の各々を、基板11の第2主面11b側から隣接する2つのLEDチップ10のうちの1つのLEDチップ10の第1スルーホール14aと他のLEDチップ10の第1スルーホール14aとに差し込んで、第1スルーホール14aを挿通させる。
同様に、U字状の第2配線22の先端の各々を、基板11の第2主面11b側から隣接する2つのLEDチップ10のうちの1つのLEDチップ10の第2スルーホール14bと他のLEDチップ10の第2スルーホール14bとに差し込んで、第2スルーホール14bを挿通させる。
その後、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを通過した部分の第1配線21及び第2配線22の先端を放電溶着装置等によって溶着させることで、図4A及び図4Bに示すように、第1配線21及び第2配線22の先端の各々を略半球状の先端部21a及び22aに加工する。
これにより、隣接する2つのLEDチップ10の第1パッド電極13aと第1配線21とを接続するとともに、第1配線21が各第1スルーホール14aから抜け出すことを防止して第1配線21と2つのLEDチップ10とを連結固定することができる。同様に、隣接する2つのLEDチップ10の第2パッド電極13bと第2配線22とを接続するとともに、第2配線22が各第2スルーホール14bから抜け出すことを防止して第2配線22と2つのLEDチップ10とを連結固定することができる。
以上、本実施の形態に係る発光デバイス1によれば、配線20(第1配線21及び第2配線22)が基板11のスルーホール(第1スルーホール14a及び第2スルーホール14b)を通過した上でLEDチップ10の電極(第1パッド電極13a、第2パッド電極13b)に接続されている。
これにより、配線20の可動領域が制限されるので、配線20とLEDチップ10の電極との接続部分にかかる負荷を抑制できる。したがって、湾曲するように発光デバイス1を撓ませたとしても、当該接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる。
さらに、本実施の形態における発光デバイス1によれば、基板11の第1主面11a又は第2主面11bに平行な平面で切断したときの断面において、第1スルーホール14aを通過した第1配線21の先端部21aは、第1配線21の第1スルーホール14a内での断面積よりも大きい断面積を有する。また、第2スルーホール14bを通過した第2配線22の先端部22aは、第2配線22の第2スルーホール14b内での断面積よりも大きい断面積を有する。
これにより、配線がスルーホールから抜けることなくLEDチップ10ごとに第1配線21又は第2配線22とLEDチップ10とを連結固定することができるので、第1配線21及び第2配線22が細い線材であっても、第1配線21及び第2配線22を用いて複数のLEDチップ10を容易に連結することができる。
また、本実施の形態における発光デバイス1では、第1配線21及び第2配線22が、隣接する2つのLEDチップ10ごとに複数設けられている。具体的には、行方向においては第1配線21が、列方向においては第2配線22が、それぞれLEDチップ10と交互に設けられている。
これにより、図39に示すように、糸で布を編むように1本の配線21X(又は22X)を各LEDチップ10のスルーホールに上下交互に連続して通して複数のLEDチップ10を連結する場合と比べて、複数のLEDチップ10を容易に連結することができる。
また、本実施の形態において、第1配線21及び第2配線22の基板11の第2主面11b側に露出している部分の太さは、第1配線21及び第2配線22のスルーホール内の部分よりも太くしてもよい。例えば、第1配線21及び第2配線22の基板11の第2主面11b側に露出している部分の線径を、第1配線21及び第2配線22のスルーホール内の部分の線径よりも大きくしてもよい。
これにより、第1配線21及び第2配線22の機械的強度を向上させることができるので、発光デバイス1を撓ませたときに生じる第1配線21及び第2配線22の負荷を軽減することができる。
また、第1配線21及び第2配線22の形状は、U字状ではなく、コ字状であってもよい。この場合、第1スルーホール14a、第2スルーホール14bを通過させた第1配線21、第2配線22の先端を溶着させることで先端部21a及び22aを形成してもよい。また、図5に示すように、第1スルーホール14aを通過させた第1配線21の先端を、基板11の第1主面11aの表面に沿って屈曲させてもよい。
具体的には、例えばコ字状の第1配線21の先端を、基板11の第2主面11b側から第1スルーホール14aに差し込んで、第1スルーホール14aを通過させる。その後、第1スルーホール14aを通過した第1配線21の先端部分を、例えば90度の角度で折り曲げる。これにより、図5に示すように、先端部21aがL字状に折れ曲がった第1配線21を形成することができる。
この場合でも、隣接する2つのLEDチップ10の第1パッド電極13aと第1配線21とを接続するとともに、第1配線21が各第1スルーホール14aから抜け出すことを防止して第1配線21と2つのLEDチップ10とを連結固定することができる。
また、第1配線21又は第2配線22の先端を折り曲げることで、電気的接続とスルーホールからの脱落防止構造とを実現できるので、複数のLEDチップ10の連結を容易に行うことができる。
さらに、図5では、第1配線21の先端は、基板11の外方に向くように折り曲げられている。これにより、折り曲げた第1配線21の先端部21aが発光領域12と接触することを容易に回避できる。
なお、第1配線21の折り曲げた先端は、基板11からはみ出していてもよいが、基板11からはみ出さないように折り曲げてもよい。また、図5では、第1配線21について説明したが、第2配線22についても同様の構成とすることができる。
また、図6に示すように、配線20が、隣接する2つのLEDチップ10の間に伸縮可能な伸縮構造を有していてもよい。例えば、第1配線21における基板11の第2主面11b側に露出している部分に、ミアンダ構造又はバネ構造等の伸縮構造を設けるとよい。
このように配線20の一部に伸縮構造を設けることによって、発光デバイス1を撓ませたときに生じる配線20の曲げ応力(負荷)を配線構造で吸収することができる。つまり、配線20自身が伸縮することで曲げ応力を緩和することができる。
なお、図6では、第1配線21について説明したが、第2配線22についても同様の構成とすることができる。
また、本実施の形態では、図1Aに示すように、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは基板11の角部(対角)に設けられていたが、これに限るものではない。例えば、図7A及び図7Bに示すように、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを基板11の4辺(対辺)に設けたLEDチップ10’をマトリクス状に配列し、隣接する2つのLEDチップ10’を第1配線21及び第2配線22によって接続してもよい。なお、図7Bに示すように、LEDチップ10’では、第1パッド電極13a及び第2パッド電極13bについても基板11の4辺(対辺)に引き出すように形成されている。
これにより、図7Aに示すように、隣り合うLEDチップ10の基板11の辺同士が向かい合うようにLEDチップ10を配列することができる。この結果、図1Aに示すように、隣り合うLEDチップ10の基板11の角同士が向かい合うようにLEDチップ10を配列する場合と比べて、LEDチップ10の配列ピッチを小さくすることができる。したがって、LEDチップ10が高密度に配列された発光デバイスを実現できる。
また、図8に示すような構成の発光デバイスとしてもよい。図8に示す発光デバイスは、図1Aにおける各LEDチップ10を45°回転させた構成となっている。具体的には、図1AにおけるLEDチップ10を、行方向及び列方向のいずれの方向にも右に45°回転と左に45°回転とを1つずつ交互に繰り返すように向きを変更している。
これにより、隣り合うLEDチップ10の基板11の辺同士が向かい合うようにLEDチップ10を配列することができるので、LEDチップ10の配列ピッチを小さくすることができる。
しかも、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは基板11の角部(対角)に設けられているので、発光領域12を大きく形成することもできる。
したがって、発光領域12が大きく、かつ、LEDチップ10が高密度に配列された発光デバイスを実現できる。
以上、実施の形態1およびその変形例について説明したが、複数のLEDチップ10、10’は、第1配線21、第2配線22よりも柔軟(可撓性が大)である樹脂でパッケージしてもよい。このような構成とすることで、第1配線21、第2配線22で接続された複数のLEDチップ間の連結を強化しつつ、本実施の形態1およびその変形例にかかる発光デバイスを用いた表示装置の可撓性を維持できる。なお、樹脂でパッケージする構成については、本実施の形態1のみならず、以下に述べる全ての実施の形態においても同様に適用してよい。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る発光デバイス2について、図9、図10A及び図10Bを用いて説明する。図9は、実施の形態2に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。図10Aは、実施の形態2に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図であり、図10Bは、実施の形態2に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第2配線との接続関係を示す図である。
図9に示すように、本実施の形態でも、第1配線21及び第2配線22の各々は、隣接する2つのLEDチップ10を連結するように、LEDチップ10と交互に設けられている。
また、図10A及び図10Bに示すように、第1配線21は、隣接する2つのLEDチップ10の第1スルーホール14aを通過した上で、隣接する2つのLEDチップ10の第1パッド電極13a同士を電気的に接続している。同様に、第2配線22は、隣接する2つのLEDチップ10の第2スルーホール14bを通過した上で、隣接する2つのLEDチップ10の第2パッド電極13b同士を電気的に接続している。
また、本実施の形態でも、基板11の第1主面11a又は第2主面11bに平行な平面で切断したときの断面において、第1スルーホール14aを通過した第1配線21の先端部21aは、当該第1配線21の第1スルーホール14a内での断面積よりも大きい断面積を有する。
同様に、基板11の第1主面11a又は第2主面11bに平行な平面で切断したときの断面において、第2スルーホール14bを通過した第2配線22の先端部22aは、当該第2配線22の第2スルーホール14b内での断面積よりも大きい断面積を有する。
本実施の形態における発光デバイス2が実施の形態1における発光デバイス1と異なる点は、LEDチップ10(基板11)に対する配線20の配置位置である。
すなわち、実施の形態1では、第1配線21及び第2配線22は、いずれも、基板11の第2主面11b側からLEDチップ10を連結していたが、本実施の形態では、第1配線21については、基板11の第1主面11a側(発光領域12側)からLEDチップ10を連結し、第2配線22については、基板11の第2主面11b側からLEDチップ10を連結している。
この結果、実施の形態1では、第1配線21の先端部21aが基板11の第1主面11aに存在していたが、本実施の形態では、図9及び図10Aに示すように、第1配線21の先端部21aが基板11の第2主面11bに存在することになる。
したがって、本実施の形態では、第1配線21の第1スルーホール14aへの挿入方向が実施の形態1と異なる。
具体的には、U字状の第1配線21の先端の各々を、基板11の第1主面11a側から隣接する2つのLEDチップ10のうちの1つのLEDチップ10の第1スルーホール14aと他のLEDチップ10の第1スルーホール14aとに差し込んで、第1スルーホール14aを挿通させる。その後、第1スルーホール14aを通過した部分の第1配線21の先端を放電溶着装置等によって溶着させることで、図10Aに示すように、第1配線21の先端を略半球状の先端部21aに加工する。
これにより、第1配線21が第1スルーホール14aから抜け出すことを防止して第1配線21とLEDチップ10とを連結固定することができる。また、第1配線21と第1パッド電極13aとは基板11の第1主面11aで接触することで電気的に接続される。
なお、図10Bに示すように、第2配線22とLEDチップ10との接続関係は、実施の形態1と同様である。つまり、第2配線22の先端部22aは基板11の第1主面11a側に存在し、第2配線22は実施の形態1と同様の方法でLEDチップ10に接続することができる。
以上、本実施の形態に係る発光デバイス2によれば、実装の形態1と同様の効果が得られる。すなわち、配線20とLEDチップ10の電極との接続部分にかかる負荷を抑制できるので、当該接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる。また、LEDチップ10ごとに第1配線21又は第2配線22とLEDチップ10とを連結固定することができるので、第1配線21及び第2配線22が細い線材であっても複数のLEDチップ10を容易に連結することができる。
さらに、本実施の形態では、隣接するLEDチップ10は、行方向については、基板11の第1主面11a側(発光領域12側)から第1配線21を挿入することで連結されており、列方向については、基板11の第2主面11b側から第2配線22を挿入することで連結されている。
これにより、第1配線21と第2配線22とがLEDチップ10(基板11)を挟んで存在することになるので、第1配線21と第2配線22とが短絡することを抑制できる。特に、発光デバイス2を撓ませた場合には、第1配線21と第2配線22とが近づいて短絡不良が生じる可能性があるが、本実施の形態のように、第1配線21及び第2配線22を配置することで、発光デバイス2を撓ませたときでも、第1配線21と第2配線22との短絡不良を回避することができる。
また、本実施の形態では、第1配線21の先端部21aが基板11の第2主面11bに存在している。
これにより、第1配線21の先端の加工時に、発光領域12へのダメージを軽減することができる。また、基板11の第2主面11bには半導体層等が形成されていないので、第1配線21の先端の加工を容易に行うことができる。
なお、本実施の形態では、第1スルーホール14aを通過させた第1配線21の先端を溶着させることで先端部21aを形成したが、これに限るものではない。例えば、図11に示すように、第1スルーホール14aを通過させた第1配線21の先端部分を、基板11の第2主面11bの表面に沿って屈曲させてもよい。
具体的には、例えばコ字状の第1配線21の先端を、基板11の第1主面11aから第1スルーホール14aに差し込んで、第1スルーホール14aを通過させる。その後、第1スルーホール14aを通過した部分の第1配線21の先端部分を、例えば90度の角度で折り曲げる。これにより、図11に示すように、先端部21aがL字状に折れ曲がった第1配線21を形成することができる。図11は、実施の形態2の変形例1に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図である。
このように構成することで、隣接する2つのLEDチップ10の第1パッド電極13aと第1配線21とを接続するとともに、第1配線21が各第1スルーホール14aから抜け出すことを防止して第1配線21と2つのLEDチップ10とを連結固定することができる。
さらに、図11では、第1配線21の先端は、基板11の内方(LEDチップ10の中心方向)に向くように折り曲げられている。基板11の第2主面11bには発光領域12が設けられておらずスペースがあるので、第1配線21の先端を基板11の内方に向けて折り曲げることで、折り曲げた部分の先端部21aの長さを長くすることができる。
これにより、第1配線21とLEDチップ10とを強固に固定することができるので、発光デバイスを撓ませたときの導通不良を一層軽減することができる。
しかも、図11では、基板11の第2主面11bにおいて第1配線21の先端を折り曲げているので、第1配線21を折り曲げる際に発光領域12を傷つけてしまうことを回避できる。また、半導体層等が形成されていない基板11の第2主面11bで第1配線21の先端の加工することで、第1配線21の折り曲げ加工を容易に行うことができる。例えば、全ての第1配線21を同時に折り曲げる場合であっても容易に行うこともできる。
なお、図11では、第1配線21について説明したが、第2配線22についても同様の構成とすることができる。
また、本実施の形態における発光デバイス2において、LEDチップ10に代えて、図12A及び図12Bに示すLEDチップ10”を用いてもよい。図12A及び図12Bは、実施の形態2の変形例2に係るLEDチップの断面図であり、それぞれ図3A及び図3Bの断面図に対応する。
図12A及び図12Bに示すように、LEDチップ10”は、図3A及び図3Bに示すLEDチップ10に、さらに、裏面側第1パッド電極13a”及び裏面側第2パッド電極13b”を設けた構成となっている。
図12Aに示すように、裏面側第1パッド電極13a”は、基板11の第2主面11bに形成されており、第1スルーホール14aの内面に形成された導電膜を介して第1パッド電極13aと電気的に接続されている。
また、図12Bに示すように、裏面側第2パッド電極13b”は、基板11の第2主面11bに形成されており、第2スルーホール14bの内面に形成された導電膜を介して第2パッド電極13bと電気的に接続されている。
例えば、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bの内面から基板11の第2主面11b側にまで金属めっき処理を施すことで、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bと接続された裏面側第1パッド電極13a”及び裏面側第2パッド電極13b”を形成することができる。
このように構成されたLEDチップ10”を用いることによって、図10Aに示すように、第1配線21の先端部21aが基板11の第2主面11bに存在する場合には、当該先端部21aと裏面側第1パッド電極13a”とを接触させることができる。これにより、裏面側第1パッド電極13a”を介して先端部21aと第1パッド電極13aとを電気的に接続することができる。したがって、第1配線21と第1パッド電極13aとの電気的な接続を確実に行うことができる。
なお、上述の図10Bのように、第2配線22の先端部22aが基板11の第1主面11aに存在する場合であっても、図12A及び図12Bに示されるLEDチップ10”を用いることによって、第2配線22は、第2パッド電極13bと裏面側第2パッド電極13b”との2箇所で接触する。したがって、第2配線22と第2パッド電極13bとの導通不良の発生を一層軽減することができる。この図10A及び図10Bの構成は、他の実施の形態及び変形例にも適用することができる。
また、図9に示す本実施の形態における発光デバイス2では、第1配線21を基板11の第1主面11a側から挿入し、第2配線22を基板11の第2主面11b側から挿入したが、これに限らない。例えば、図13に示すように、第1配線21を基板11の第2主面11b側から挿入し、第2配線22を基板11の第1主面11a側から挿入することで、配線20とLEDチップ10とを連結してもよい。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3に係る発光デバイス3について説明する。図14は、実施の形態3に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。
図14に示すように、発光デバイス3は、行列状(マトリクス状)に配列された複数のLEDチップ10Aと、隣接する2つのLEDチップ10Aを連結するとともに当該隣接する2つのLEDチップ10Aの電極同士を電気的に接続する配線20とを備える。
本実施の形態でも、配線20は、LEDチップ10Aが有するスルーホール内を通過した上で当該LEDチップ10Aの電極に接続されている。配線20は、複数の第1配線21と、第2配線22Aとによって構成されている。第2配線22Aは、第1配線21と同様に、導電性線材(ワイヤ)である。
次に、本実施の形態におけるLEDチップ10Aの詳細な構造について、図15、図16A及び図16Bを用いて説明する。図15は、実施の形態3に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。図16Aは、図15のA−A’線における断面図である。図16Bは、図15のB−B’線における断面図である。なお、図15において、絶縁膜16は図示していない。
図15、図16A及び図16Bに示すように、LEDチップ10Aには3つのスルーホールが設けられている。具体的には、基板11には、2つの第1スルーホール14aと、1つの第2スルーホール14bとが設けられている。
なお、基板11におけるパッド電極の総数もスルーホールの総数にあわせて3つにしている。具体的には、基板11には、2つの第1パッド電極13aと、1つの第2パッド電極13bとが設けられている。
次に、発光デバイス3におけるLEDチップ10Aと配線20(第1配線21、第2配線22A)との接続関係について、図17を用いて説明する。図17は、実施の形態3に係る発光デバイスにおけるLEDチップと配線との接続関係を示す図である。
図17に示すように、第1配線21は、実施の形態1と同様にして、隣接する2つのLEDチップ10Aごとに第1スルーホール14aを挿通して第1パッド電極13aに接続されている。
一方、第2配線22Aは、図14及び図17に示すように、隣接する2つのLEDチップ10Aだけを連結するのではなく、少なくとも3つ以上のLEDチップ10Aを一続きで連結している。
具体的には、第2配線22Aは、少なくとも3つ以上のLEDチップ10A接続する主配線部22A1と、主配線部22A1からLEDチップ10Aごとに分岐する副配線部22A2とを有する。本実施の形態における第2配線22Aは、列方向におけるLEDチップ10Aを一続きで連結している。
図17に示すように、主配線部22A1は、基板11の第2主面11bに沿って形成されている。また、副配線部22A2は、第2スルーホール14b(図示せず)内に位置している。
つまり、第2配線22Aについては、隣接する2つのLEDチップ10Aのうち1つのLEDチップの第2スルーホール14bと他のLEDチップ10Aの第2スルーホール14bとを副配線部22A2が通過することで、当該1つのLEDチップ10Aの第2パッド電極13bと当該他のLEDチップ10Aの第2パッド電極13bとを電気的に接続している。
副配線部22A2の先端部である第2配線22Aの先端部22Aaは、第2スルーホール14bを通過した副配線部22A2の先端を加工することによって所定形状に形成してもよい。
また、第2配線22Aの先端部22Aaは、実施の形態1における第2配線22と同様に、基板11の第1主面11a又は第2主面11bに水平な平面で切断したときの断面において、第2配線22Aの第2スルーホール14b内での断面積よりも大きい断面積を有する。つまり、平面視したときにおいて、第2配線22Aの先端部22Aaは、第2スルーホール14bの孔径よりも大きい外径を有する。具体的には、第2配線22Aの先端部22Aaは、略半球状であり、第2スルーホール14bの開口を覆うように形成されている。
以上、本実施の形態に係る発光デバイス3によれば、実装の形態1と同様の効果が得られる。すなわち、配線20とLEDチップ10Aの電極との接続部分にかかる負荷を抑制できるので、当該接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる。また、本実施の形態でも、LEDチップ10Aごとに第1配線21又は第2配線22AとLEDチップ10Aとを連結固定しているので、第1配線21及び第2配線22Aが細い線材であっても複数のLEDチップ10Aを容易に連結することができる。
また、本実施の形態における発光デバイス3によれば、実施の形態1、2と比べて、スルーホールの総数が少ない。
これにより、発光領域12を大きく形成することができるので、LEDチップ10Aの発光面積を大きく取ることができる。また、スルーホールの穴あけコストを低減することができる。
また、本実施の形態における発光デバイス3によれば、実施の形態1、2と比べて、パッド電極の総数が少ない。
これにより、第1配線21と第2配線22との間で短絡不良が発生することを抑制することができる。
また、本実施の形態における発光デバイス3によれば、第2配線22Aは、少なくとも3つ以上のLEDチップ10Aを一続きで連結している。
これにより、実施の形態1に比べて、第2配線22AとLEDチップ10Aとの連結作業を短時間で行うことができる。例えば、第2配線22Aが列方向におけるLEDチップ10Aを一続きで連結することで、列方向におけるLEDチップ10Aを一度に連結することができる。
なお、本実施の形態では、2つの第1スルーホール14aと1つの第2スルーホール14bを設けたが、これに限るものではない。例えば、図18に示すように、1つの第1スルーホール14aと2つの第2スルーホール14bとを有するLEDチップ10A’を用いてもよい。この場合、第1配線21と第2配線22Aの構造や配置等を逆にすればよい。
また、本実施の形態では、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは基板11の角部(対角)に設けられていたが、これに限らない。例えば、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを基板11の4辺(対辺)うちの3辺に設けたLEDチップをマトリクス状に配列し、隣接する2つのLEDチップ10を第1配線21及び第2配線22Aによって接続してもよい。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4に係る発光デバイス4について説明する。図19は、実施の形態4に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。
図19に示すように、発光デバイス4は、行列状(マトリクス状)に配列された複数のLEDチップ10Bと、隣接する2つのLEDチップ10Bを連結するとともに当該隣接する2つのLEDチップ10Bの電極同士を電気的に接続する配線20とを備える。
本実施の形態でも、配線20は、LEDチップ10Bのスルーホールを通過した上で当該LEDチップ10Bの電極に接続されている。配線20は、第1配線21Aと、第2配線22Aとによって構成されている。詳細は後述するが、第1配線21Aは、第2配線22Aと同様の構成である。
次に、本実施の形態におけるLEDチップ10Bの詳細な構造について、図20、図21A及び図21Bを用いて説明する。図20は、実施の形態4に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。図21Aは、図20のA−A’線における断面図である。図21Bは、図20のB−B’線における断面図である。なお、図20において、絶縁膜16は図示していない。
図20、図21A及び図21Bに示すように、LEDチップ10Bには2つのスルーホールが設けられている。具体的には、基板11には、1つの第1スルーホール14aと1つの第2スルーホール14bとが隣り合う角部に設けられている。
なお、基板11におけるパッド電極の総数もスルーホールの総数にあわせて2つにしている。具体的には、基板11には、1つの第1パッド電極13aと、1つの第2パッド電極13bとが設けられている。
次に、発光デバイス4におけるLEDチップ10Bと配線20(第1配線21A、第2配線22A)との接続関係について、図22A及び図22Bを用いて説明する。図22Aは、実施の形態4に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第1配線との接続関係を示す図であり、図22Bは、実施の形態4に係る発光デバイスにおけるLEDチップと第2配線との接続関係を示す図である。
図22Aに示すように、第1配線21Aは、隣接する2つのLEDチップ10Bだけを連結するのではなく、少なくとも3つ以上のLEDチップ10Bを一続きで連結している。
具体的には、第1配線21Aは、少なくとも3つ以上のLEDチップ10Bを接続する主配線部21A1と、主配線部21A1からLEDチップ10Bごとに分岐する副配線部21A2とを有する。本実施の形態における第1配線21Aは、行方向におけるLEDチップ10Bを一続きで連結している。
図22Aに示すように、主配線部21A1は、基板11の第2主面11bに沿って形成されている。また、副配線部21A2は、第1スルーホール14a内に位置している。
つまり、第1配線21Aにおいては、隣接する2つのLEDチップ10Bのうち1つのLEDチップの第1スルーホール14aと他のLEDチップ10Bの第1スルーホール14aとを副配線部21A2が通過することで、当該1つのLEDチップ10Bの第1パッド電極13aと当該他のLEDチップ10Bの第1パッド電極13aとを電気的に接続している。
副配線部21A2の先端部である第1配線21Aの先端部21Aaは、第1スルーホール14aを通過した副配線部21A2の先端を加工することによって所定形状に形成することができる。
また、第1配線21Aの先端部21Aaは、実施の形態1における第1配線21と同様に、基板11の主面に水平な平面で切断したときの断面において、第1配線21Aの第1スルーホール14a内での断面積よりも大きい断面積を有する。つまり、平面視したときにおいて、第1配線21Aの先端部21Aaは、第1スルーホール14aの孔径よりも大きい外径を有する。具体的には、第1配線21Aの先端部21Aaは、略半球状であり、第1スルーホール14aの開口を覆うように形成されている。
図22Bに示すように、第2配線22Aは、実施の形態3と同じ構成であるが、第2配線22Aの主配線部22A1は、基板11の第2主面11bに接しておらず、第1配線21Aの主配線部21A1と絶縁層30を介して絶縁分離されている。
絶縁層30は、少なくとも第1配線21Aの主配線部21A1と第2配線22Aの主配線部22A1との間に形成されていればよい。例えば、絶縁層30は、第1配線21Aの主配線部21A1と第2配線22Aの主配線部22A1の形状に沿って格子状に形成されていてもよいし、平面状の膜状に形成されていてもよい。
以上、本実施の形態に係る発光デバイス4によれば、実装の形態1と同様の効果が得られる。すなわち、配線20とLEDチップ10Bの電極との接続部分にかかる負荷を抑制できるので、当該接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる。また、本実施の形態でも、LEDチップ10Bごとに第1配線21A又は第2配線22AとLEDチップ10Bとを連結固定しているので、第1配線21A及び第2配線22Aが細い線材であっても複数のLEDチップ10Bを容易に連結することができる。
また、本実施の形態における発光デバイス4によれば、実施の形態3と比べて、スルーホールの総数がさらに少ない。
これにより、発光領域12をさらに大きく形成することができるので、LEDチップ10Bの発光面積をさらに大きく取ることができる。また、スルーホールの穴あけコストも一層低減することができる。
また、本実施の形態における発光デバイス4によれば、実施の形態3と比べて、パッド電極の総数がさらに少ない。
これにより、第1配線21と第2配線22との間で短絡不良が発生することをさらに抑制することができる。
なお、本実施の形態では、実施の形態1と同様に、第1スルーホール14aを通過させた第1配線21Aの副配線部21A2の先端、および、第2スルーホール14bを通過させた第2配線22Aの副配線部22A2の先端を溶着させることで先端部21Aa及び22Aaを形成したが、これに限るものではない。
例えば、図23Aに示すように、第1スルーホール14aを通過させた第1配線21Aの副配線部21A2の先端を、基板11の第1主面11aの表面に沿って屈曲させてもよい。同様に、図23Bに示すように、第2スルーホール14bを通過させた第2配線22Aの副配線部22A2の先端を、基板11の第1主面11aの表面に沿って屈曲させてもよい。
(実施の形態5)
次に、実施の形態5に係る発光デバイス5について説明する。図24は、実施の形態5に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。
図24に示すように、本実施の形態における発光デバイス5は、実施の形態4における発光デバイス4と同様に、行列状(マトリクス状)に配列された複数のLEDチップ10B’と、隣接する2つのLEDチップ10B’を連結するとともに当該隣接する2つのLEDチップ10B’の電極同士を電気的に接続する配線20とを備える。
本実施の形態でも、配線20は、LEDチップ10B’のスルーホールを通過した上で当該LEDチップ10B’の電極に接続されている。また、配線20は、第1配線21Aと第2配線22Aとによって構成されている。
そして、本実施の形態における発光デバイス5が実施の形態4における発光デバイス4と異なる点は、LEDチップ10B’の構成と配線20の配置である。
まず、本実施の形態におけるLEDチップ10B’の詳細な構造について、図25及び図26を用いて説明する。図25は、実施の形態5に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。図26は、図25のA−A’線における断面図である。なお、図25において、絶縁膜16は図示していない。
図25及び図26に示すように、LEDチップ10B’が1つの第1スルーホール14aと1つの第2スルーホール14bとを有する点では、実施の形態4におけるLEDチップ10Bと同じであるが、本実施の形態におけるLEDチップ10B’では、第1スルーホール14aと第2スルーホール14bとが対向する角部に設けられている。
次に、本実施の形態における配線20の配置について、図27を用いて説明する。図27は、実施の形態5に係る発光デバイスにおけるLEDチップと配線(第1配線、第2配線)との接続関係を示す図である。
図27に示すように、第1配線21Aについては、基板11の第2主面11b側から隣接する2つのLEDチップ10B’のうちの1つのLEDチップ10B’の第1スルーホール14aと他のLEDチップ10B’の第1スルーホール14aとに副配線部21A2を差し込んで、第1スルーホール14aを挿通させる。
一方、第2配線22Aについては、基板11の第1主面11a側から隣接する2つのLEDチップ10B’のうちの1つのLEDチップ10B’の第2スルーホール14bと他のLEDチップ10B’の第2スルーホール14bとに副配線部22A2を差し込んで、第2スルーホール14bを挿通させる。
また、第1配線21Aの先端部21Aa及び第2配線22Aの先端部22Aaは、実施の形態4と同様の構成であるが、第1配線21Aは先端部21Aaが第2配線22Aに接触しないように配置されているとともに、第2配線22Aは先端部22Aaが第1配線21Aに接触しないように配置されている。
以上、本実施の形態に係る発光デバイス5によれば、実装の形態1と同様の効果が得られる。すなわち、配線20とLEDチップ10B’の電極との接続部分にかかる負荷を抑制できるので、当該接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる。また、本実施の形態でも、LEDチップ10B’ごとに第1配線21A又は第2配線22AとLEDチップ10B’とを連結固定しているので、第1配線21A及び第2配線22Aが細い線材であっても複数のLEDチップ10B’を容易に連結することができる。
また、本実施の形態における発光デバイス5によれば、LEDチップ10B’は、行方向については、基板11の第2主面11b側から第1配線21Aが挿入されて連結されており、列方向については、基板11の第1主面11a側(発光領域12側)から第2配線22Aが挿入されて連結されている。
これにより、第1配線21Aと第2配線22AとがLEDチップ10を挟んで位置することになるので、第1配線21Aと第2配線22Bとが短絡することを抑制できる。
したがって、第1配線21Aと第2配線22Aとの短絡不良を抑制するために別途絶縁膜等を形成する必要はないが、発光デバイス5を撓ませた場合に第1配線21A及び第2配線22Aの先端部が他方の配線に接触して短絡不良が発生する可能性がある。そこで、この短絡不良を防止するために、例えば、第1配線21Aの先端部21Aaと第2配線22Aの主配線部22A1との間、及び第2配線22Aの先端部22Aaと第1配線21Aの主配線部21A1との間に絶縁膜等の絶縁部材を設けてもよい。
また、本実施の形態では、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは基板11の角部(対角)に設けられていたが、これに限るものではない。例えば、図28及び図29に示すように、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを基板11の対向する2辺に設けた構成のLEDチップ10B”をマトリクス状に配列し、隣接する2つのLEDチップ10B”を第1配線21A及び第2配線22Aによって接続してもよい。
これにより、LEDチップ10B”の配列ピッチを小さくすることができるので、LEDチップ10B”が高密度に配列された発光デバイス5Aを実現できる。
(実施の形態6)
次に、実施の形態6に係る発光デバイス6について説明する。図30は、実施の形態6に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。
図30に示すように、発光デバイス6は、行列状(マトリクス状)に配列された複数のLEDチップ10Cと、隣接する2つのLEDチップ10Cを連結するとともに当該隣接する2つのLEDチップ10Cの電極同士を電気的に接続する配線20とを備える。
本実施の形態でも、配線20は、LEDチップ10Cのスルーホールを通過した上で当該LEDチップ10Cの電極に接続されている。
配線20は、第1配線21Bと、第2配線22Bとによって構成されている。第1配線21B及び第2配線22Bは、実施の形態1における第1配線21及び第2配線22のように、隣接する2つのLEDチップ10Cごとに複数設けられていてもよいし、実施の形態5における第1配線21A及び第2配線22Aのように主配線部と副配線部とによって構成されていてもよい。
次に、本実施の形態におけるLEDチップ10Cの詳細な構造について、図31を用いて説明する。図31は、実施の形態6に係る発光デバイスにおけるLEDチップの平面図である。
図31に示すように、LEDチップ10Cが1つの第1スルーホール14aと1つの第2スルーホール14bとを有する点では、実施の形態4におけるLEDチップ10Bと同じであるが、本実施の形態におけるLEDチップ10Cでは、第1スルーホール14aと第2スルーホール14bとが隣り合う2辺に対応して設けられている。
以上、本実施の形態に係る発光デバイス6によれば、実装の形態1と同様の効果が得られる。すなわち、配線20とLEDチップ10Cの電極との接続部分にかかる負荷を抑制できるので、当該接続部分に導通不良等が発生することを軽減できる。また、本実施の形態でも、LEDチップ10Cごとに第1配線21B又は第2配線22BとLEDチップ10Cとを連結固定しているので、第1配線21B及び第2配線22Bが細い線材であっても複数のLEDチップ10Cを容易に連結することができる。
また、1つのLEDチップのスルーホールには、隣接する他のLEDチップの電極と前記1つのLEDチップの電極とが電気的に接続された第1配線と、隣接する第3のLEDチップの電極と前記1つのLEDチップの電極とが電気的に接続された第2配線とが挿通することになる。そのため、発光デバイスを撓ませた場合、湾曲する配線の屈曲状態を緩和させることができるので、配線にかかる曲げ応力の負荷を軽減することができる。さらに、1つのLEDチップと、前記他のLEDチップと前記第3のLEDチップとを連結するために、前記1つのLEDチップには、個別に2つのスルーホールを形成することなく、共用の1つのスルーホールを有すればよいので、構成が簡素になる。
次に、本実施の形態における発光デバイス6の製造方法について、図32A〜図32Kを用いて説明する。図32A〜図32Kは、実施の形態6に係る発光デバイスの製造方法を説明するための工程図である。
図32Aに示すように、まず、複数のLEDチップ10Cを作製するために、基板11の母材基板であるウエハ100を用意する。ウエハ100としては、例えばサファイア基板を用いてもよい。
次に、図32Bに示すように、ウエハ100にウエハ100を貫通する第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを形成する。例えば、レーザーを用いて、ウエハ100の両面を貫通するように複数の第1スルーホール14a及び複数の第2スルーホール14bを形成する。第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bは、LEDチップ10Cにおける発光領域12の周辺に位置するように形成される。
このように、発光領域12等の半導体層を形成するよりも前に第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを形成することによって、レーザーの熱によって半導体層がダメージを受けることを防ぐことができるとともに、ウエハ100への穴あけ加工を容易に行うことができるので、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bを容易に形成できる。
次に、図32Cの(a)及び(b)に示すように、ウエハ100の裏面を研磨等してウエハ100を薄くする。図32Cは、図32BにおけるA−A’線における断面図である。例えば、化学機械研磨(CMP)によって、ウエハ100を薄く加工することができる。
このように、ウエハ100を薄くすることにより、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bについて、ウエハ100の表面側と裏面側との孔径差を小さくすることができる。したがって、ウエハ100の表面側の孔径と裏面側の孔径とを同じにしたり意図的に異ならせたりすることができる。
また、ウエハ100を研磨することで、レーザー加工によって第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bの開口部分に生じるバリ(Burr)等を除去することもできる。
次に、図32Dに示すように、ウエハ100の所定の位置に所定形状の複数の発光領域12を形成する。例えば、複数の半導体層を成膜してパターニングすることで、n型半導体層12a、活性層12b及びp型半導体層12cを含む積層構造体からなる発光領域12を島状に複数形成することができる。
次いで、図示しないが、ウエハ100に、p側電極15a、n側電極15b、絶縁膜16、第1パッド電極13a及び第2パッド電極13bを形成する。
次に、図32Eに示すように、ウエハ100を分割して、複数のLEDチップ10Cにチップ分離する。この場合、各LEDチップ10Cは、少なくとも1つのスルーホールと、少なくとも1つの発光領域と、少なくとも1つの電極とを含むように、ウエハ100を分割する。
具体的には、各LEDチップ10Cが、第1スルーホール14a及び第2スルーホール14bと、発光領域12と、第1パッド電極13a及び第2パッド電極13bとを含むように、ウエハ100をダイシングする。
次に、図32Fに示すように、複数のLEDチップ10Cの位置決めを行って、複数のLEDチップ10Cを所定の並びで配列する。例えば、複数のLEDチップ10Cをマトリクス状に配列する。
次に、図32Gに示すように、コ字状の第1配線21Bの先端の各々を、基板11の第2主面11b側から隣接する2つのLEDチップ10の各々の第1スルーホール14aに差し込んで、図32Hに示すように、第1スルーホール14aを挿通させる。
次に、図32Iに示すように、加圧端子201が第1配線21Bの先端に対向するように圧接装置200を配置する。
次に、図32Jに示すように、加圧端子201を第1配線21Bの先端に当接させて第1配線21Bの先端を加工する。このとき、基板11の第1主面11aに水平な平面で切断したときの断面において、第1配線21Bの第1スルーホール14a内での断面積よりも大きい断面積となるように、第1スルーホール14aを挿通させた第1配線21Bの先端を加工して所定形状の先端部にする。
これにより、隣接する2つのLEDチップ10Cの第1パッド電極13aと第1配線21Bとを接続するとともに、第1配線21Bと隣接する2つのLEDチップ10Cとを連結固定することができる。
なお、加圧端子201によって発光領域12がダメージを受けることを抑制するために、加圧端子201を囲むようにガイドを設けてもよい。
その後、図示しないが、第2配線22Bについても第1配線21Bと同様の方法によって、隣接する2つのLEDチップ10Cの第2パッド電極13bと第2配線22Bとを接続するとともに、第2配線22Bと隣接する2つのLEDチップ10Cとを連結固定することができる。
以上により、図32Kに示すように、発光デバイス6を作製することができる。
なお、本実施の形態では、図32Gに示すように、第1配線21Bは、隣接する2つのLEDチップ10Cごとに複数設けられていたが、図33に示すように、主配線部21B1と副配線部21B2とで一体的に構成された第1配線21B’を用いてもよい。これは、第2配線22Bについても同様である。
また、本実施の形態における発光デバイスの製造方法は、上記した他の実施の形態にも適用することができる。つまり、上記した他の実施の形態における発光デバイスについても、本実施の形態の製造方法に準じて製造することができる。例えば、実施の形態1では、第1配線21及び第2配線22の先端を加工する際、圧接装置200に代えて放電溶着装置を用いて溶着してもよい。
(実施の形態7)
次に、実施の形態7に係る表示装置1000について、図34を用いて説明する。図34は、実施の形態7に係る表示装置の概略図である。
図34に示すように、表示装置1000は、実施の形態6における発光デバイス6と、スキャンドライバ1100と、データドライバ1200とを備える。
発光デバイス6の各第1配線21Bは、スキャンドライバ1100に接続されている。これにより、LEDチップ10Cのp側電極15a(図示せず)には、第1配線21Bを介して、スキャンドライバ1100からスキャン信号(スキャン電圧)が供給される。
また、発光デバイス6の各第2配線22Bは、データドライバ1200に接続されている。これにより、LEDチップ10Cのn側電極15b(図示せず)には、第2配線22Bを介して、データドライバ1200からデータ信号(データ電圧)が供給される。
このように構成される表示装置1000では、スキャンドライバ1100及びデータドライバ1200によって所定のLEDチップ10Cに電流を供給することで、所定のLEDチップ10Cの発光領域12を選択的に発光させることができる。
したがって、各LEDチップ10Cを表示画素に対応させることで、所望の画像を表示する表示装置を実現できる。また、本実施の形態における表示装置1000は、可撓性を有する発光デバイス6を用いているので、フレキシブル性を有する布状の表示装置を実現できる。
(その他変形例等)
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態では、第1スルーホール14aは、基板11の第1主面11aの垂直方向に貫通しているが、これに限らない。例えば、図35に示すように、基板11の第1主面11aに対して傾斜するように貫通させることで、第1スルーホール14a1を形成してもよい。この場合、第1スルーホール14a1は、第1主面11aから第2主面11bに向かって基板11の外方(LEDチップの外周側)に寄るように傾斜させるとよい。これにより、第1配線21が第1スルーホール14a1の基板11の第1主面11a側の開口端で断線する可能性を軽減できる。さらに、湾曲する第1配線21の屈曲状態を緩和することができるので、第1配線21にかかる曲げ応力の負荷を軽減することができる。
また、上記の実施の形態では、第1スルーホール14aの孔径は一定としたが、これに限らない。この場合、図36に示すように、少なくとも第1スルーホール14a2の内周面のうち外方の面(LEDチップの外周側の面)が第1主面11aから第2主面11bに向かって基板11の外方(LEDチップの外周側)に寄る(広くなる)ように傾斜しているとよい。この場合でも、第1配線21が第1スルーホール14a2の基板11の第1主面11a側の開口端で断線する可能性を軽減できる。また、湾曲する第1配線21の屈曲状態を緩和することもできるので、第1配線21にかかる曲げ応力の負荷を軽減することができる。
また、第1スルーホールの内周面に傾斜面を形成する場合、傾斜面は、基板11の第1主面11aから第2主面11bにわたって連続して形成しなくてもよい。例えば、図37に示すように、第1スルーホール14a3には、第1配線21の湾曲部分が存在する第2主面11b側の開口近傍にのみに傾斜面が形成されていてもよい。この場合でも、第1配線21の断線の発生を軽減できるとともに、第1配線21にかかる曲げ応力の負荷を軽減することができる。
なお、図35〜図37における第1スルーホールの傾斜角度や傾斜面の形成位置は、基板11に対するレーザーの向きや基板11の研磨等によって調整することができる。また、第1スルーホールだけではなく、第2スルーホールについても同様の構成とすることができる。
また、上記の実施の形態において、第1配線21の先端部21aは、第1スルーホール14aを通過させた第1配線21の先端を加工することで、第1配線21の第1スルーホール14a内での断面積よりも大きい断面積を有するような形状に形成したが、これに限らない。例えば、図38に示すように、第1スルーホール14aを通過させた第1配線21の先端を覆うように半田等の導電性接着剤17を形成することで、第1パッド電極13aと第1配線21とを電気的及び物理的に接続してもよい。
また、上記の実施の形態において、第1配線21は、隣接する2つのLEDチップのうちの1つのLEDチップのアノード側の電極(第1パッド電極13a、p側電極15a)と他のLEDチップのアノード側の電極(第1パッド電極13a、p側電極15a)とを電気的に接続した(つまり、アノード側の電極同士を電気的に接続した)が、これに限らない。
また、上記の実施の形態において、第2配線22は、隣接する2つのLEDチップのうちの1つのLEDチップのカソード側の電極(第2パッド電極13b、n側電極15b)と他のLEDチップのカソード側の電極(第2パッド電極13b、n側電極15b)とを電気的に接続した(つまり、カソード側の電極同士を電気的に接続した)が、これに限らない。
例えば、第1配線21は、隣接する2つのLEDチップのうちの1つのLEDチップのアノード側の電極(第1パッド電極13a、p側電極15a)と他のLEDチップのカソード側の電極(第2パッド電極13b、n側電極15b)とを電気的に接続してもよい。
また、第2配線22についても、隣接する2つのLEDチップのうちの1つのLEDチップのアノード側の電極(第1パッド電極13a、p側電極15a)と他のLEDチップのカソード側の電極(第2パッド電極13b、n側電極15b)とを電気的に接続してもよい。
つまり、第1配線21及び第2配線22は、同じ極性の電極同士を接続してもよいし、異なる極性の電極同士を接続してもよい。
また、上記の実施の形態において、LEDチップが発する光の波長を変換するために、波長変換材を組み合わせてもよい。また、表示装置としては、さらに、カラーフィルタ等の光学部材を適宜組み合わせてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示は、発光デバイス、表示装置及び発光デバイスの製造方法等に有用であり、曲面状に撓ませて使用するディスプレイ装置等に利用することができる。
1、2、3、4、5、5A、6 発光デバイス
10、10’、10”、10A、10A’、10B、10B’、10B”、10C LEDチップ
11 基板
12 発光領域
12a n型半導体層
12b 活性層
12c p型半導体層
13a 第1パッド電極
13a” 裏面側第1パッド電極
13b 第2パッド電極
13b” 裏面側第2パッド電極
14a、14a1、14a2、14a3 第1スルーホール
14b 第2スルーホール
15a p側電極
15b n側電極
16 絶縁膜
17 導電性接着剤
20 配線
21、21A、21B、21B’ 第1配線
21a、21Aa、22a、22Aa 先端部
21L 走査線
22、22A、22B 第2配線
21A1、21B1、22A1 主配線部
21A2、21B2、22A2 副配線部
22L データ線
30 絶縁層
100 ウエハ
200 圧接装置
201 加圧端子
1000 表示装置
1100 スキャンドライバ
1200 データドライバ

Claims (15)

  1. 複数のLEDチップが配列された発光デバイスであって、
    前記複数のLEDチップのそれぞれは、
    基板と、
    前記基板上に形成された発光領域と、
    前記基板上に形成された電極と、
    前記基板を貫通するスルーホールとを有し、
    前記発光デバイスは、
    1つの前記LEDチップの前記スルーホールと前記1つのLEDチップに隣接する他のLEDチップのスルーホールとを通過した上で、前記1つのLEDチップの前記電極と前記他のLEDチップの前記電極とを電気的に接続する配線を備え、
    前記1つのLEDチップ及び前記他のLEDチップの各々について、前記基板の主面に平行な平面で切断したときの断面において、前記スルーホールを通過した前記配線の先端部は、当該配線の前記スルーホール内での断面積よりも大きい断面積を有し、
    前記1つのLEDチップの前記基板と前記他のLEDの前記基板とは分離し、前記配線が前記1つのLEDチップと前記他のLEDチップを連結する、
    発光デバイス。
  2. 前記配線は、隣接する2つの前記LEDチップごとに複数設けられている、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  3. 前記スルーホールを通過した前記配線の前記先端部は、前記基板の表面に沿って屈曲している、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  4. 前記スルーホールを通過した前記配線の前記先端部は、前記基板の前記発光領域が形成された主面と対向する主面に存在する、
    請求項3に記載の発光デバイス。
  5. 前記配線は、隣接する2つの前記LEDチップの間に伸縮構造を有する、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  6. 前記配線は、3つ以上の前記LEDチップを接続する主配線部と、前記主配線部から前記LEDチップごとに分岐する副配線部とを有し、
    前記主配線部は、前記基板のうち前記発光領域が形成された主面と対向する主面に沿って形成されており、
    前記副配線部は、前記スルーホール内に位置する、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  7. 前記スルーホールは、1つの前記基板に複数設けられており、
    前記配線は、前記1つのLEDチップの1つの前記スルーホールと前記他のLEDチップの1つの前記スルーホールとを前記基板の一方の主面側から挿通する第1配線と、前記1つのLEDチップの他の前記スルーホールと前記他のLEDチップの他の前記スルーホールとを前記基板の他方の主面側から挿通する第2配線とを有する、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  8. 前記スルーホールの断面積は、当該配線の前記スルーホール内での断面積よりも大きい、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  9. 前記複数のLEDチップは、前記配線より柔軟である樹脂でパッケージされている、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  10. 前記発光デバイスは、
    前記他のLEDチップとは異なる側に前記1つのLEDチップに隣接する第3のLEDチップを含み、
    前記1つのLEDチップの前記スルーホールには、前記他のLEDチップの前記電極と前記1つのLEDチップの前記電極とが電気的に接続された第1配線と、前記第3のLEDチップの前記電極と前記1つのLEDチップの前記電極とが電気的に接続された第2配線とが通過している、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  11. 前記スルーホールの孔径は、前記発光領域及び前記電極が形成された前記基板の第1主面とは反対側の第2主面に向けて広くなっている、
    請求項1に記載の発光デバイス。
  12. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光デバイスを備える、
    表示装置。
  13. 複数のLEDチップが配列された発光デバイスの製造方法であって、
    基板に前記基板を貫通する複数のスルーホールを形成する工程と、
    前記基板上に複数の発光領域を形成する工程と、
    前記基板に複数の電極を形成する工程と、
    各々が、少なくとも1つの前記スルーホールと、少なくとも1つの発光領域と、少なくとも1つの電極とを含むように、前記基板を分割して、複数のLEDチップを形成する工程と、
    前記複数のLEDチップのうち、1つの前記LEDチップが有する前記電極と他の前記LEDチップが有する前記電極とを接続するように、前記スルーホールに配線を挿通する工程と、
    前記基板の主面に水平な平面で切断したときの断面において、前記配線の前記スルーホール内での断面積よりも大きい断面積となるように、前記スルーホールを挿通させた前記配線の先端を加工する工程と、を含む、
    発光デバイスの製造方法。
  14. 前記配線の先端を加工する工程では、前記スルーホールに挿通させた前記配線の先端を、溶着装置によって溶着する、
    請求項13に記載の発光デバイスの製造方法。
  15. 前記配線の先端を加工する工程では、前記スルーホールに挿通させた前記配線の先端を、圧接装置によって圧接する、
    請求項13に記載の発光デバイスの製造方法。
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