JP2021015901A - Ｌｅｄモジュール及びｌｅｄモジュールを含む表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロＬＥＤの電極間ショートを改善する。【解決手段】ＬＥＤモジュール１００ａは、絶縁表面に設けられた第１の突起部１０６ａと、該第１の突起部に隣接する第２の突起部１０６ｂと、第１の突起部に設けられた第１の電極１０８ａと、第２の突起部に設けられた第２の電極１０８ｂと、第１の突起部及び第２の突起部の上面に配置されたＬＥＤチップ１１０と、を有し、ＬＥＤチップは、前記第１の電極及び前記第２の電極と導電性部材１１４ａ、１１４ｂを介して接続され、第１の突起部及び第２の突起部は１μｍ以上５０μｍ以下の高さを有する絶縁材料である。【選択図】図１
Description
本発明の一実施形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）がベアチップの状態で実装されたＬＥＤモジュールの構造に関する。本発明の一実施形態は、発光ダイオードにより画素が構成された表示装置の構造に関する。
マトリクス状に配列される画素にマイクロＬＥＤと呼ばれる微小な発光ダイオードが実装されたマイクロＬＥＤディスプレイが知られている。マイクロＬＥＤディスプレイは、画素が自発光型であるという点で有機エレクトロルミネセンス素子を用いた有機ＥＬディスプレイと共通する。しかし、有機ＥＬディスプレイが、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）が作製されたバックプレーンと呼ばれる基板に有機エレクトロルミネセンス素子を直接形成するのに対し、マイクロＬＥＤディスプレイはサファイア基板等に作製されたＬＥＤチップをバックプレーンに実装する点で相違する。
マイクロＬＥＤディスプレイでは、マイクロＬＥＤがフェイスダウンでバックプレーンに実装される。マイクロＬＥＤの実装には、塗布時に流動性のある導電性ペーストや半田が用いられる。このとき、導電性ペーストや半田の塗布位置及び塗布量を精密に制御する必要がある。しかし、マイクロＬＥＤはチップサイズが微小であるため、電極間ショートが問題となる。
本発明の一実施形態に係るＬＥＤモジュールは、絶縁表面に設けられた第１の突起部と、該第１の突起部に隣接する第２の突起部と、第１の突起部に設けられた第１の電極と、第２の突起部に設けられた第２の電極と、第１の突起部及び第２の突起部の上面に配置されたＬＥＤチップと、を有し、ＬＥＤチップは、前記第１の電極及び前記第２の電極と導電性部材を介して接続され、第１の突起部及び第２の突起部は１μｍ以上５０μｍ以下の高さを有する絶縁材料である。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、画素を形成する領域の絶縁表面に設けられた第１の突起部と、第１の突起部に隣接する第２の突起部と、第１の突起部に設けられた第１の電極と、第２の突起部に設けられた第２の電極と、第１の突起部及び第２の突起部の上面に配置されたＬＥＤチップと、を有し、ＬＥＤチップは、第１の電極及び第２の電極と、導電性部材を介して接続され、第１の突起部及び第２の突起部は１μｍ以上５０μｍ以下の高さを有する絶縁材料である。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視において、ベース部材に対してタッチセンサが設けられる側を「上」又は「上方」といい、「上」又は「上方」から見た面を「上面」又は「上面側」というものとし、その逆を「下」、「下方」、「下面」又は「下面側」というものとする。
本発明において、マイクロＬＥＤとは、チップサイズが数μｍ以上１００μｍ以下、ミニＬＥＤとは、チップサイズが１００μｍ以上のものをいうが、本発明の一実施形態はいずれのサイズのＬＥＤも用いることができ、ＬＥＤモジュール及び表示装置の画素サイズに応じて使い分けることができる。
［第１の実施形態］
本発明の一実施形態に係るＬＥＤモジュール１００ａの構造を図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１（Ａ）はＬＥＤモジュール１００ａの模式的な平面図を示し、（Ｂ）はＡ１−Ａ２線に対応する模式的な断面図を示す。
本発明の一実施形態に係るＬＥＤモジュール１００ａの構造を図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１（Ａ）はＬＥＤモジュール１００ａの模式的な平面図を示し、（Ｂ）はＡ１−Ａ２線に対応する模式的な断面図を示す。
ＬＥＤモジュール１００ａは、絶縁表面１０５に設けられた第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂ、の上にＬＥＤチップ１１０が実装された構造を有する。絶縁表面１０５は、絶縁性を有する基板によって形成され、または、基板１０２上に設けられた第１の絶縁層１０４によって形成されてもよい。図１（Ａ）及び（Ｂ）には示されないが、基板１０２上にはＬＥＤチップ１１０と接続される配線が形成されていてもよいし、ＬＥＤチップ１１０の発光を制御する回路が薄膜トランジスタによって形成されていてもよい。
絶縁表面１０５は、略平坦な面を有する。第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂは、略平坦な絶縁表面１０５から突出するように設けられる。第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂは絶縁材料で形成される。例えば、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂは、ポリイミド、アクリル等の樹脂材料、酸化シリコンなどの無機絶縁材料を用いて形成される。また、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂは、金属材料で形成されるコア部分と、その表面を覆う絶縁膜によって形成されてもよい。
第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂとは、絶縁表面１０５上において離隔して配置される。なお、第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂとは、必ずしも明確に分離された２つの領域として区別される必要はないが、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、少なくともＬＥＤチップ１１０と重なる領域において第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂの間には空隙が形成されるように離隔されていることが好ましい。第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂとは、後述されるように、ＬＥＤチップ１１０が備える一対の電極間隔と整合する間隔を有するように配置される。
第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂは立体的な形状を有し、四角錐台、円錐台のように上面に平面を有する錐台状の形状を有する。第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの絶縁表面１０５から上面までの高さは、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの上に導電性部材を塗布したとき、突起部の上面と絶縁表面との間で当該導電性部材が分離する高さを有していることが好ましい。このような状態を発現するために、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの高さは、例えば、１μｍから５０μｍ、好ましくは５μｍから１０μｍの高さを有していることが好ましい。
第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの高さは同じであってもよいし、異なっていてもよい。別言すれば、ＬＥＤチップ１１０が第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂの上に配置されたとき、水平になるように高さが調節されていることが好ましい。
第１の突起部１０６ａの上面には第１の電極１０８ａが設けられ、第２の突起部１０６ｂの上面には第２の電極１０８ｂが設けられる。第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂは、それぞれ第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの上に設けられることで、絶縁表面１０５よりも高い位置に配置される。第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとは、第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂとの間の間隙により分離されている。第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂを形成する材料に限定はないが、塗布又は滴下時に流動性を有する導電性材料とぬれ性の良い材料が選択される。第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂは、例えば、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料で形成される。
ＬＥＤチップ１１０は２端子型の素子であり、所謂フリップチップ実装が可能なように第１のパッド電極１１２ａ及び第２のパッド電極１１２ｂを有する。例えば、ＬＥＤチップ１１０は、第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂに対向する面側に、第１のパッド電極１１２ａ及び第２のパッド電極１１２ｂが設けられる。第１のパッド電極１１２ａ及び第２のパッド電極１１２ｂは、ＬＥＤチップ１１０を発光させるための電極であり、一方がｎ側電極、他方がｐ側電極とも呼ばれる。第１のパッド電極１１２ａ及び第２のパッド電極１１２ｂは、金属材料を用いて形成され、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属表面を有していることが好ましい。
ＬＥＤチップ１１０は、第１の導電性部材１１４ａ及び第２の導電性部材１１４ｂによって、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの上に固定される。第１のパッド電極１１２ａと第１の電極１０８ａとの間には第１の導電性部材１１４ａが設けられ、第２のパッド電極１１２ｂと第２の電極１０８ｂとの間には第２の導電性部材１１４ｂが設けられる。第１の導電性部材１１４ａと第２の導電性部材１１４ｂとは、第１のパッド電極１１２ａと第２のパッド電極１１２ｂとが短絡しないように、相互に離隔して設けられる。
第１の導電性部材１１４ａ及び第２の導電性部材１１４ｂは、導電性ペーストが用いられる。導電ペーストとしては、銀ペースト、カーボンペースト、銀とカーボンが混合されたペースト等が用いられる。また、第１の導電性部材１１４ａ及び第２の導電性部材１１４ｂとして、半田ペーストが用いられてもよい。導電ペーストは流動性を有し、対象物に滴下した後、焼成又は単に乾燥させることにより硬化する。導電ペーストは、第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂのそれぞれの上に精密に滴下する必要がある。導電性ペーストの滴下量が多すぎると広がってしまい、電極間のショートの原因となる。一方、導電性ペーストの滴下量が少なすぎると導通不良を生じさせ、ＬＥＤチップ１１０を固定する力（付着力）が低下して剥落することが問題となる。
また、第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂに導電性ペースト又は半田ペーストを滴下した後、その上にＬＥＤチップ１１０を設置すると、導電性ペーストが押圧されて横方向に広がってしまう。このとき、導電性ペースト又は半田ペーストの滴下量が多すぎると、導電性ペースト又は半田ペーストの広がりが大きくなり、第１のパッド電極１１２ａと第２のパッド電極１１２ｂとのが短絡する原因となり得る。このため、導電性ペーストの滴下量に精密な制御が求められる。しかし、ＬＥＤチップ１１０は微小なサイズであることから、導電性ペースト又は半田ペーストの滴下量の制御は困難性を増している。
図２にＬＥＤチップ１１０の構造の一例を示す。ＬＥＤ１１０チップはＧａＡｓ等の半導体ウエハーを用いた基板、又はサファイア等の絶縁材料で形成された基板２０２の上に窒化ガリウム等で形成されるバッファ層２０４、窒化ガリウム系の化合物半導体で形成されるｎ型層２０６、窒化ガリウム系の化合物半導体で量子井戸構造が形成される活性層２０８、窒化ガリウム系の化合物半導体で形成されるｐ型層２１０、パッシベーション層２１４、第１のパッド電極１１２ａ、第２のパッド電極１１２ｂが設けられた構造を有する。ＬＥＤチップ１１０のサイズは、所謂マイクロＬＥＤと呼ばれるものであって、縦幅Ｌが１０μｍから２０μｍ、横幅Ｗが２０μｍから４０μｍ、高さＨが１５０μｍ程度のサイズを有する。したがって、第１のパッド電極１１２ａと第２のパッド電極１１２ｂとの間隔は１０μｍ以下となる。ただし、ＬＥＤ１１０のサイズはマイクロＬＥＤに限定されず、所謂ミニＬＥＤと呼ばれるものであってもよい。
このような微小な構造に対し、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１００ａは、ＬＥＤチップ１１０とコンタクトを形成する第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂが、断面視において２つの領域に区別され得る突起部１０６（第１の突起部１０６ａ、第２の突起部１０６ｂ）の上に設けられることにより電極間の短絡を防止する構造を有している。すなわち、ＬＥＤモジュール１００は、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとは平坦な絶縁表面１０５に並置されるのではなく、両電極間に段差部が介在することにより、第１の導電性部材１１４ａと第２の導電性部材１１４ｂとが横方向に広がった場合でも短絡しにくい構造を有している。
図３（Ａ）は、第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂの上に第１の導電性部材１１４ａ及び第２の導電性部材１１４ｂを滴下した状態を示す。第１の導電性部材１１４ａ及び第２の導電性部材１１４ｂは流動性を有すると共に、所定の厚みをもって第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂの上に設けられる。この状態でＬＥＤチップ１１０を第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂの上に載せると、図３（Ｂ）に示すように、第１の導電性部材１１４ａ及び第２の導電性部材１１４ｂは、ＬＥＤチップ１１０により押圧されて厚みが減少した分、横方向に広がってしまう。この場合、ＬＥＤモジュール１１０ａは、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂにより形成される段差を有しているので、流動した導電性部材１１ｃは突起部により形成される段差で第１の導電性部材１１４ａと第２の導電性部材１１４ｂと段切れを起こし、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとが導通することを防止する構造を有している。
なお、第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂの高さは、ＬＥＤチップ１１０の形状に合わせて適宜調整されてもよい。例えば、図４に示すように、ＬＥＤチップ１１０において第１のパッド電極１１２ａと第２のパッド電極１１２ｂとの高さが異なる場合、第１の突起部１０６ａの高さを第２の突起部１０６ｂの高さに比べて大きくすることができる。これにより、ＬＥＤチップ１１０を水平に実装すると共に、電極間の短絡を防止することができる。
このように、本実施形態によれば、ＬＥＤチップ１１０を実装する面に突起部１０６（第１の突起部１０６ａ、第２の突起部１０６ｂ）を設け、その上に導電性部材１１４（第１の導電性部材１１４ａ、第２の導電性部材１１４ｂ）を用いてＬＥＤチップ１１０が着接されるようにすることで、電極間の短絡を防止することができる。それにより、ＬＥＤモジュール１００ａの短絡欠陥の発生を防止することができ、製造時の歩留まりを向上させることができる。また、ＬＥＤモジュール１００ａの製造後に、導電性部材１１４（第１の導電性部材１１４ａ、第２の導電性部材１１４ｂ）がマイグレーションした場合でも、突起部１０６（第１の突起部１０６ａ、第２の突起部１０６ｂ）により段差が形成されていることで、ＬＥＤチップ１１０における短絡欠陥の生成を防止することができる。
［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態で示すＬＥＤモジュールに対し、突起部の構造が異なる態様を示す。以下の説明では、第１の実施形態と相違する部分について述べる。
本実施形態は、第１の実施形態で示すＬＥＤモジュールに対し、突起部の構造が異なる態様を示す。以下の説明では、第１の実施形態と相違する部分について述べる。
図５は、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１００ｂを示す。ここで、図５（Ａ）は、ＬＥＤモジュール１００ｂの平面図を示し、（Ｂ）はＡ３−Ａ４線に沿った断面図を示す。本実施形態において、突起部１０６は貫通孔１１６を有する。貫通孔１１６は、突起部１０６の上面から下面を貫通するように設けられる。具体的には、第１の突起部１０６ａには第１の貫通孔１１６ａが設けられ、第２の突起部１０６ｂには第２の貫通孔１１６ｂが設けられる。第１の電極１０８ａは第１の貫通孔１１６ａと重なるように配置され、第２の電極１０８ｂは第２の貫通孔１１６ｂと重なるように配置される。
突起部の上に設けられる電極は、貫通孔によって基板側に設けられる回路と接続することができる。例えば、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１の突起部１０６ａが第１の配線１１８ａと重なるように設けられ、第２の突起部１０６ｂが第２の配線１１８ｂと重なるように設けられているとき、第１の電極１０８ａは第１の貫通孔１１６ａを介して第１の配線１１８ａと接続され、第２の電極１０８ｂは第２の貫通孔１１６ｂを介して第２の配線１１８ｂと接続される。
このように、突起部の下層側に配線又は電極が設けられる場合において、突起部に貫通孔を設けることで、突起部の上面に設けられる電極と下層側の配線又は電極とを接続することが可能となる。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂにより、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとの間に段差部が形成されているので、ＬＥＤチップ１１０を実装したときの電極間のショートを防止することができる。
［第３の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態で示すＬＥＤモジュールに対し、突起部に設けられる電極の構造が異なる態様を示す。以下の説明では、第１の実施形態と相違する部分について述べる。
本実施形態は、第１の実施形態で示すＬＥＤモジュールに対し、突起部に設けられる電極の構造が異なる態様を示す。以下の説明では、第１の実施形態と相違する部分について述べる。
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１００ｃを示す。ここで、図６（Ａ）は、ＬＥＤモジュール１００ｃの平面図を示し、（Ｂ）はＡ５−Ａ６線に沿った断面図を示す。本実施形態において、第１の電極１０８ａは第１の突起部１０６ａの上面及び側面にかけて設けられ、第２の電極１０８ｂは第２の突起部１０６ｂの上面及び側面にかけて設けられる。別言すれば、ＬＥＤモジュール１００ｃは、第１の電極１０８ａの一部が突起するように第１の突起部１０６ａが第１の電極１０８ａと重ねて設けられ、第２の電極１０８ｂの一部が突起するように第２の突起部１０６ｂが第２の電極１０８ｂと重ねて設けられた構造を有する。
第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂを、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂのそれぞれの上面部だけでなく側面部にかけて設けることで、ＬＥＤチップ１１０を実装するのに必要な電極幅を十分に確保することができる。第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂの上面を露出させ側面を覆う保護絶縁層１２０が設けられてもよい。保護絶縁層１２０が設けられることで、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとの絶縁を確実に図ることができる。
ＬＥＤチップ１１０は、第１の電極１０８ａが第１の突起部１０６ａによって突出した部分と、第２の電極１０８ｂが第２の突起部１０６ｂによって突出した部分と接するように設けられる。この場合、第１の導電性部材１１４ａは第１の電極１０８ａの突出部分に設けられ、第２の導電性部材１１４ｂは第２の電極１０８ｂの突出部分に設けられる。本実施形態においても、ＬＥＤモジュール１００ｃは、第１の導電性部材１１４ａと第２の導電性部材１１４ｂとは、第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂとで形成される段差部を介して設けられるので、両者が接触し導通することが防止できる構造を有している。
なお、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂは、側面が傾斜していてもよい。図７（Ａ）の平面図、及び（Ｂ）の断面図に示すように、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの断面形状が台形の形状を有することにより、第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂを段差部で段切れしないように設けることができる。図７（Ｂ）では図示されないが、第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂの側面には保護絶縁層が設けられていてもよい。
図６（Ａ）及び（Ｂ）、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すいずれの形態においても、第１の導電性部材１１４ａは第１の電極１０８ａに形成される突起部の上面に設けられ、第２の導電性部材１１４ｂは第２の電極１０８ｂに形成される突起部の上面に設けられる。その結果、第１の導電性部材１１４ａと第２の導電性部材１１４ｂとの間には段差部が介在することになる。これにより、ＬＥＤチップ１１０を実装したときの電極間のショートを防止することができる。
なお、本実施形態で示す構成に、第２の実施形態で示す構成を適宜組み合わせることができる。すなわち、突起部を覆う電極の構造に対し、突起部に貫通孔が設けられていてもよい。そして、貫通孔によって下層側の配線と接続する構造を有していてもよい。
［第４の実施形態］
本実施形態は、第３の実施形態で示すＬＥＤモジュールに対し、第３の突起部が設けられた態様を示す。以下の説明では、第３の実施形態と相違する部分について述べる。
本実施形態は、第３の実施形態で示すＬＥＤモジュールに対し、第３の突起部が設けられた態様を示す。以下の説明では、第３の実施形態と相違する部分について述べる。
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係るＬＥＤモジュール１００ｄを示す。ここで、図８（Ａ）は、ＬＥＤモジュール１００ｄの平面図を示し、（Ｂ）はＡ７−Ａ８線に沿った断面図を示す。
図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂの間に第３の突起部１０６ｃが設けられる。第３の突起部１０６ｃは、第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂとの間を横断するように設けられる。このような突起部の構造を有することで、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとを、それぞれ第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂとの表面に沿って設ける場合でも、確実に２つの電極を分離することができる。また、第１の導電性部材１１４ａ及び第２の導電性部材１１４ｂが横方向に流動した場合でも、第３の突起部１０６ｃがその流動を防止する遮断壁として機能し、隣接する電極への流動を阻止することができる。これにより、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとのショートを確実に防止することができる。
本実施形態は、第３の実施形態のみならず、第１の実施形態及び第２の実施形態と適宜組み合わせて実施することができる。
［第５の実施形態］
本実施形態は、第１乃至第４の実施形態に示すＬＥＤモジュールの構成を有する表示装置を示す。
本実施形態は、第１乃至第４の実施形態に示すＬＥＤモジュールの構成を有する表示装置を示す。
図９は、本実施形態に係る表示装置３００の構成を示す。表示装置３００は、基板１０２上に、画素３０２ａがマトリクス状に複数個配列された表示部３０４を有する。表示部３０４には、画素３０２ａに走査信号を入力する走査信号線３０６と、映像信号を入力するデータ信号線３０８が配設される。走査信号線３０６とデータ信号線３０８は交差するように配設される。基板１０２の周縁部には、走査信号線３０６の入力端子部３１０ａとデータ信号線３０８の入力端子部３１０ｂが設けられている。なお、図９では図示されないが、基板１０２上には、画素３０２ａを駆動するドライバＩＣが実装されていてもよい。
図１０は、画素３０２ａの断面構造の一例を示す。画素３０２ａは、基板１０２側から第１の絶縁層１０４、第２の絶縁層１２２、第３の絶縁層１２４が積層され、第３の絶縁層１２６で形成される絶縁表面の上に第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂが設けられた構造を有する。走査信号線３０６は、第１の絶縁層１０４と第２の絶縁層１２２の間に設けられ、データ信号線３０８は第２の絶縁層１２２と第３の絶縁層１２４の間に設けられる。表示部３０４は、走査信号線３０６とデータ信号線３０８との間に第２の絶縁層１２４が設けられることで、２つの信号線を交差するように配設することが可能とされている。
第１の電極１０８ａは、第１の突起部１０６ａの上面から傾斜した側面に沿って第３の絶縁層１２４及び第２の絶縁層１２２を貫通するコンタクトホール１２６ａと重なるように設けられ、走査信号線３０６と接続される。第２の電極１０８ｂは、第２の突起部１０６ｂの上面から傾斜した側面に沿って第３の絶縁層１２４を貫通するコンタクトホール１２６ｂに重なるように設けられ、データ信号線３０８と接続される。第１の電極１０８ａ及び第２の電極１０８ｂの上層側には、さらにパッシベーション層１２８が設けられていてもよい。
ＬＥＤチップ１１０は、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの上に配置される。ＬＥＤチップ１１０の第１のパッド電極１１２ａは、第１の導電性部材１１４ａを介して第１の電極１０８ａと接続され、第２のパッド電極１１２ｂは、第２の導電性部材１１４ｂを介して第２の電極１０８ｂと接続される。ＬＥＤチップ１１０は、第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂの上に設けられる。表示部３０４は、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂとの間に第１の突起部１０６ａと第２の突起部１０６ｂによる段差が形成されていることにより、第１の導電性部材１１４ａと第２の導電性部材１１４ｂが横方向に流動しても、ＬＥＤチップ１１０の電極間の短絡が防止できる構造を有している。別言すれば、画素３０２の中に第１の突起部１０６ａ及び第２の突起部１０６ｂを有することで、第１の導電性部材１１４ａと第２の導電性部材１１４ｂとを滴下するときの工程にマージンを与えることができ、表示装置３００の生産性の向上と歩留まりの向上を図ることができる。
また、走査信号線３０６は第１の突起部１０６ａと重なるように配置され、データ信号線３０８は第２の突起部１０６ｂと重なるように配置されてもよい。この場合、第１の電極１０８ａは、第１の突起部１０６ａに設けられる第１の貫通孔１１６ａを介して走査信号線３０６と接続され、第２の電極１０８ｂは、第２の突起部１０６ｂの設けられる第２の貫通孔１１６ｂを介してデータ信号線３０８と接続される。
本実施形態は、第１の電極１０８ａと第２の電極１０８ｂの構造が、第３の実施形態にかかる構成を適用したものを示したが、これに限定されず第１の実施形態、第２の実施形態、第４の実施形態に係る構成を適宜適用することができる。
なお、本実施形態は、ＬＥＤモジュールによってパッシブマトリクス型の画素が構成される例を示すが、本実施形態はこれに限定されず、個々の画素の発光がトランジスタによる画素回路で制御されるアクティブマトリクス型の画素に適用することもできる。
［第６の実施形態］
本実施形態は、第５の実施形態で示す画素の構造において、封止層とカバーガラスがさらに設けられた態様を示す。以下の説明では、第４の実施形態と相違する部分について説明する。
本実施形態は、第５の実施形態で示す画素の構造において、封止層とカバーガラスがさらに設けられた態様を示す。以下の説明では、第４の実施形態と相違する部分について説明する。
本実施形態において、表示装置３００における画素３０２は、図１２に示すように封止層１３０とカバーガラス１３２とを備える。その他の構造については、第５の実施形態において図１０を参照して説明するものと同等である。封止層１３０はＬＥＤチップ１１０を保護する保護膜としての機能を有し、またカバーガラスと貼り合わせるための粘着層としての機能を有し、さらにカバーガラス１３２の貼り合せ時にＬＥＤチップ１１０による段差を平坦化するための平坦化層としての機能も有する。
封止層１３０は、例えば、アクリルなどの樹脂により形成され、ＬＥＤチップ１１０の実装後に、例えばスリットコート法により塗布され、塗布後にカバーガラスを貼り付け紫外線硬化を行うことで接着される。封止層１３０の塗布の際、本発明の一実施形態に係る突起部１０６（１０６ａ、１０６ｂ）が設けられない場合、ＬＥＤチップ１１０の下面（基板１０２側）とＬＥＤチップ１１０直下の絶縁表面１０５（図１２においては最上絶縁膜であるパッシベーション層１２８の表面）とＬＥＤチップ１１０とのギャップが小さくなると考えられる。このギャップが小さいと、封止層１３０を形成する流動性の組成物が製造時にギャップに流れ込まないという問題がある。また、ギャップに気泡が残ってしまうという問題がある。仮に、気泡がＬＥＤチップ１１０の直下に残っていると、ＬＥＤチップ１１０から絶縁表面１０５に向かって発光される光を乱反射してしまい表示特性を損ねることが懸念される。さらに気泡が封止層１３０内を移動してしまい望まぬ場所で乱反射を起こしてしまうことが問題となる。
これに対し、本実施形態に係る画素３０２は、突起部１０６（１０６ａ、１０６ｂ）が設けられていることにより、導電性部材１１４の流動による短絡防止以外にも、ＬＥＤチップ１１０直下と絶縁表面１０５とのギャップを拡大させ、封止層１３０を形成する流動性の組成物を流れ込みやすくさせることができ、上述のような気泡の発生を抑制できる。それにより、表示装置における表示特性の低下を防止することができる。なお、本実施形態で示す封止層１３０及びカバーガラス１３２の構成は、第１乃至第４の実施形態に示す構成を適宜組み合わせて実施することができる。
１００・・・ＬＥＤモジュール、１０２・・・基板、１０４・・・第１の絶縁層、１０５・・・絶縁表面、１０６・・・突起部、１０８・・・電極、１１０・・・ＬＥＤチップ、１１２・・・パッド電極、１１４・・・導電性部材、１１６・・・貫通孔、１１８・・・配線、１２０・・・保護絶縁層、１２２・・・第２の絶縁層、１２４・・・第３の絶縁層、１２６・・・コンタクトホール、１２８・・・パッシベーション層、１３０・・・封止層、１３２・・・カバーガラス、２０２・・・基板、２０４・・・バッファ層、２０６・・・ｎ型層、２０８・・・活性層、２１０・・・ｐ型層、２１２・・・透明導電層、２１４・・・パッシベーション層、３００・・・表示装置、３０２・・・画素、３０４・・・表示領域、３０６・・・走査信号線、３０８・・・データ信号線、３１０・・・端子部
Claims (19)
- 絶縁表面に設けられた第１の突起部と、前記第１の突起部に隣接する第２の突起部と、
前記第１の突起部に設けられた第１の電極と、前記第２の突起部に設けられた第２の電極と、
前記第１の突起部及び前記第２の突起部の上面に配置されたＬＥＤチップと、
を有し、
前記ＬＥＤチップは、前記第１の電極及び前記第２の電極と、導電性部材を介して接続され、
前記第１の突起部及び前記第２の突起部は１μｍ以上５０μｍ以下の高さを有する絶縁材料である
ことを特徴とするＬＥＤモジュール。 - 前記ＬＥＤチップは、第１のパッド電極と、前記第１のパッド電極に隣接する第２のパッド電極と、を有し、
前記第１のパッド電極が前記第１の電極と、前記第２のパッド電極が前記第２のパッド電極と、前記導電性部材を介してそれぞれ接続されている、
請求項１に記載のＬＥＤモジュール。 - 前記第１の突起部の高さと、前記第２の突起部の高さが異なる、
請求項１又は２に記載のＬＥＤモジュール。 - 前記第１の突起部は上面から底面を貫通する第１の貫通孔を有し、前記第２の突起部は上面から底面を貫通する第２の貫通孔を有し、
前記第１の電極は前記貫通孔と重なるように配置され、前記第２の電極は前記第２の貫通孔と重なるように配置されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。 - 前記第１の突起部に少なくとも一部が覆われる第１の配線と、前記第２の突起部に少なくとも一部の領域が覆われる第２の配線と、を有し、
前記第１の突起部は前記第１の配線を露出させる第１の貫通孔を有し、前記第２の突起部は前記第２の配線を露出させる第２の貫通孔を有し、
前記第１の電極は、前記第１の貫通孔を介して前記第１の配線と接続され、前記第２の電極は、前記第２の貫通孔を介して前記第２の配線と接続されている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。 - 前記第１の電極は、前記第１の突起部の上面及び側面に沿って設けられ、前記第２の電極は、前記第２の突起部の上面及び側面に沿って設けられている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。 - 前記第１の突起部及び前記第２の突起部は、前記側面が傾斜面である、
請求項５に記載のＬＥＤモジュール。 - 前記第１の突起部と前記第２の突起部との間に第３の突起部を有する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。 - 前記ＬＥＤチップが、マイクロＬＥＤチップである、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュール。 - 画素を形成する領域の絶縁表面に設けられた第１の突起部と、前記第１の突起部に隣接する第２の突起部と、
前記第１の突起部に設けられた第１の電極と、前記第２の突起部に設けられた第２の電極と、
前記第１の突起部及び前記第２の突起部の上面に配置されたＬＥＤチップと、
を有し、
前記ＬＥＤチップは、前記第１の電極及び前記第２の電極と、導電性部材を介して接続され、
前記第１の突起部及び前記第２の突起部は１μｍ以上５０μｍ以下の高さを有する絶縁材料である
ことを特徴とする表示装置。 - 前記ＬＥＤチップは、第１のパッド電極と、前記第１のパッド電極に隣接する第２のパッド電極と、を有し、
前記第１のパッド電極が前記第１の電極と、前記第２のパッド電極が前記第２のパッド電極と、前記導電性部材を介してそれぞれ接続されている、
請求項１０に記載の表示装置。 - 前記第１の突起部の高さと、前記第２の突起部の高さが異なる、
請求項１０又は１１に記載の表示装置。 - 前記第１の突起部に少なくとも一部が覆われる第１の配線と、前記第２の突起部に少なくとも一部の領域が覆われる第２の配線と、を有し、
前記第１の突起部は前記第１の配線を露出させる第１の貫通孔を有し、前記第２の突起部は前記第２の配線を露出させる第２の貫通孔を有し、
前記第１の電極は、前記第１の貫通孔を介して前記第１の配線と接続され、前記第２の電極は、前記第２の貫通孔を介して前記第２の配線と接続されている、
請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記第１の電極は、前記第１の突起部の上面及び側面に沿って設けられ、前記第２の電極は、前記第２の突起部の上面及び側面に沿って設けられている、
請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記第１の突起部及び前記第２の突起部は、前記側面が傾斜面である、
請求項１４に記載の表示装置。 - 前記第１の突起部と重ならない第１の配線と、前記第２の突起部と重ならない第２の配線と、を有し、
前記第１の電極は、前記第１の突起部の外側で前記第１の配線と接続され、前記第２の電極は、前記第２の突起部の外側で前記第２の配線と接続されている、
請求項１４又は１５に記載の表示装置。 - 前記第１の配線が走査信号線であり、前記第２の配線がデータ信号線である、請求項１３又は１６に記載の表示装置。
- 前記第１の突起部と前記第２の突起部との間に第３の突起部を有する、
請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記ＬＥＤチップが、マイクロＬＥＤチップである、
請求項１０乃至１８のいずれか一項に記載の表示装置。
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