JP2021026099A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロＬＥＤディスプレイの正面方向への光量を向上させ得る表示装置を提供すること。【解決手段】一実施形態に係る表示装置は、基板と、基板上に配置されたアノード電極と、アノード電極上に実装された発光素子と、アノード電極より下方に配置され、平面視において、発光素子が実装されている領域と重畳するように配置される反射板と、を備える。発光素子は、底部に配置され、アノード電極と電気的に接続されるアノード端子と、アノード端子とは反対側の上部全面に亘って配置されたカソード端子と、を有し、アノード電極は、平面視においてカソード端子よりも小さい。【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

自発光素子である発光ダイオード（LED: Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤディスプレイが知られているが、近年では、より高精細化した表示装置として、マイクロＬＥＤと称される微小なダイオード素子を用いた表示装置（以下、マイクロＬＥＤディスプレイと表記する）が開発されている。

このマイクロＬＥＤディスプレイは、従来の液晶表示ディスプレイや有機ＥＬディスプレイと異なり、表示領域に、チップ状の多数のマイクロＬＥＤが実装されて形成されるため、高精細化と大型化の両立が容易であり、次世代ディスプレイとして注目されている。

しかしながら、マイクロＬＥＤは光を多方向に拡散して出射するという特性を有しているため、マイクロＬＥＤディスプレイの正面方向への光量が少なく、輝度の低下を招く可能性がある。さらにダイオード素子の屈折率が高いため、外部取り出し効率が低い。

特開２００４−１１９１４７号公報 特開２００８−２３４９２８号公報 米国特許出願公開第２０１８／０２１９１２３号明細書

本開示は、マイクロＬＥＤディスプレイの正面方向への光量を向上させ得る表示装置を提供することを目的の一つとする。

一実施形態に係る表示装置は、基板と、前記基板上に配置されたアノード電極と、前記アノード電極上に実装された発光素子と、前記アノード電極より下方に配置され、平面視において、前記発光素子が実装されている領域と重畳するように配置される反射板と、を具備する。前記発光素子は、底部に配置され、前記アノード電極と電気的に接続されるアノード端子と、前記アノード端子とは反対側の上部全面に亘って配置されたカソード端子と、を備え、前記アノード電極は、平面視において前記カソード端子よりも小さい。

図１は実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図２は同実施形態に係る表示装置の断面構造の一例を模式的に表した断面図である。 図３は同実施形態に係る表示装置に含まれる画素に対するアノード電極のレイアウトの一例を示す平面図である。 図４は図３に示すＡ−Ａ’線で切断された断面を模式的に表した断面図である。 図５は比較例に係る表示装置の断面構造の一例を模式的に表した断面図である。 図６は同実施形態に係る表示装置に関し、発光素子からの出射光の取り出し方を説明するための模式図である。 図７は実施形態の第１変形例に係る表示装置の断面構造の一例を模式的に表した断面図である。 図８は実施形態の第２変形例に係る表示装置の断面構造の一例を模式的に表した断面図である。

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実施の態様に比べ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。各図において、連続して配置される同一または類似の要素については符号を省略することがある。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一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

図１は、本実施形態に係る表示装置１の構成を概略的に示す斜視図である。図１は、第１方向Ｘと、第１方向Ｘに垂直な第２方向Ｙと、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに垂直な第３方向Ｚによって規定される三次元空間を示している。なお、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していても良い。また、本実施形態において、第３方向Ｚを上と定義し、第３方向Ｚと反対側の方向を下と定義する。「第１部材の上の第２部材」および「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していても良いし、第１部材から離れて位置していても良い。

以下、本実施形態においては、表示装置１が自発光素子であるマイクロＬＥＤを用いたマイクロＬＥＤ表示装置（マイクロＬＥＤディスプレイ）である場合について主に説明する。

図１に示すように、表示装置１は、表示パネル２、第１回路基板３および第２回路基板４、等を備える。

表示パネル２は、一例では矩形状である。図示した例では、表示パネル２の短辺ＥＸは、第１方向Ｘと平行であり、表示パネル２の長辺ＥＹは、第２方向Ｙと平行である。第３方向Ｚは、表示パネル２の厚さ方向に相当する。第１方向Ｘは、表示装置１の短辺と平行な方向と読み替えられ、第２方向Ｙは、表示装置１の長辺と平行な方向と読み替えられ、第３方向Ｚは、表示装置１の厚さ方向と読み替えられても良い。

表示パネル２の主面は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとにより規定されるＸ−Ｙ平面に平行である。表示パネル２は、表示領域ＤＡ、および表示領域ＤＡの外側の非表示領域ＮＤＡを有している。非表示領域ＮＤＡは、端子領域ＭＴを有している。図示した例では、非表示領域ＮＤＡは、表示領域ＤＡを囲んでいる。

表示領域ＤＡは、画像を表示する領域であり、例えばマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えている。画素ＰＸは、発光素子（マイクロＬＥＤ）および当該発光素子を駆動するためのスイッチング素子（駆動トランジスタ）等を含む。

端子領域ＭＴは、表示パネル２の短辺ＥＸに沿って設けられ、表示パネル２を外部装置等と電気的に接続するための端子を含んでいる。

第１回路基板３は、端子領域ＭＴの上に実装され、表示パネル２と電気的に接続されている。第１回路基板３は、例えばフレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circuit）である。第１回路基板３は、表示パネル２を駆動する駆動ＩＣチップ（以下、パネルドライバと表記する）５等を備えている。なお、図示した例では、パネルドライバ５は、第１回路基板３の上に配置されているが、下に配置されていても良い。または、パネルドライバ５は、第１回路基板３以外に実装されていても良く、例えば表示パネル２の非表示領域ＮＤＡや、例えば第２回路基板４に実装されていても良い。第２回路基板４は、例えばリジットプリント回路基板（Printed Circuit Board）である。第２回路基板４は、第１回路基板３の例えば下方において第１回路基板３と接続されている。

上記したパネルドライバ５は、例えば第２回路基板４を介して制御基板（図示せず）と接続されている。パネルドライバ５は、例えば制御基板から出力される映像信号に基づいて複数の画素ＰＸを駆動することによって表示パネル２に画像を表示する制御を実行する。

なお、表示パネル２は、斜線を付して示す折り曲げ領域ＢＡを有していても良い。折り曲げ領域ＢＡは、表示装置１が電子機器等の筐体に収容される際に折り曲げられる領域である。折り曲げ領域ＢＡは、非表示領域ＮＤＡのうち端子領域ＭＴ側に位置している。折り曲げ領域ＢＡが折り曲げられた状態において、第１回路基板３および第２回路基板４は、表示パネル２と対向するように配置される。

図２は、表示装置１（表示パネル２）の断面構造を模式的に表したものである。ここでは、上記したマイクロＬＥＤと称される微小な発光ダイオード素子が表示素子として基板上に実装された例について説明する。なお、図２においては、上記したマイクロＬＥＤと、画素を構成するＴＦＴ（Thin Film Transistor）とが接続される部分の構造について主に示している。

また、画素ＰＸは、後述するように、例えば赤色の副画素ＳＰＲ、緑色の副画素ＳＰＧおよび青色の副画素ＳＰＢといった３つの副画素（サブピクセル）ＳＰＲ、ＳＰＧおよびＳＰＢを含んでいるが、３つの副画素ＳＰＲ、ＳＰＧおよびＳＰＢはいずれも同じ構成を有するので、図２では、１つの副画素に対応する構造のみを図示している。

図２に示す表示パネル２のアレイ基板ＡＲは、絶縁基板２１を備えている。絶縁基板２１としては、ＴＦＴ工程中の処理温度に耐え得るものであれば特に材質は問わないが、主に石英、無アルカリガラス等のガラス基板、またはポリイミド等の樹脂基板を用いることができる。樹脂基板は可撓性を有し、シートディスプレイとして表示装置１を構成することができる。なお、樹脂基板としては、ポリイミドに限らず、他の樹脂材料を用いても良い。上記のことから、絶縁基板２１は、有機絶縁層、または、樹脂層と称されても良い。また、薄膜のガラス基板を折り曲げ領域ＢＡのみ湾曲させるものであってもよい。

絶縁基板２１上には、三層積層構造のアンダーコート層２２が設けられている。詳細についての図示は省略するが、アンダーコート層２２は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）で形成された最下層、シリコン窒化物（ＳｉＮ）で形成された中層、およびシリコン酸化物（ＳｉＯ２）で形成された最上層を有している。最下層は、基材である絶縁基板２１との密着性向上のために設けられる。中層は、外部からの水分および不純物のブロック膜として設けられる。最上層は、中層内に含有する水素原子が後述する半導体層ＳＣ側に拡散しないようにするブロック膜として設けられる。

なお、アンダーコート層２２は、この構造に限定されるものではない。アンダーコート層２２は、さらに積層があっても良いし、単層構造あるいは二層構造であっても良い。例えば、絶縁基板２１がガラス基板である場合、シリコン窒化膜は比較的密着性が良いため、当該絶縁基板２１上に直接シリコン窒化膜を形成しても構わない。

絶縁基板２１の上には、図示しない遮光層が配置されている。遮光層の位置は、後にＴＦＴを形成する箇所に合わせられている。遮光層は、金属層や黒色層等、遮光性を有する材料で形成されていれば良い。このような遮光層によれば、ＴＦＴのチャネル裏面への光の侵入を抑制することができるため、絶縁基板２１側から入射され得る光に起因したＴＦＴ特性の変化を抑制することが可能である。なお、遮光層を導電層で形成した場合には、当該遮光層に所定の電位を与えることで、ＴＦＴにバックゲート効果を付与することが可能である。

上記したアンダーコート層２２の上にはＴＦＴ（例えば駆動トランジスタ）が形成される。ＴＦＴとしては半導体層ＳＣにポリシリコンを利用するポリシリコンＴＦＴを例としている。ただし、半導体層ＳＣはポリシリコンに限らず酸化物半導体やアモルファスシリコンであってもよい。本実施形態において、半導体層ＳＣは低温ポリシリコンを利用して形成されている。ＴＦＴは、ＮｃｈＴＦＴ、ＰｃｈＴＦＴのいずれを用いても良い。または、ＮｃｈＴＦＴとＰｃｈＴＦＴを同時に形成しても良い。以下では、駆動トランジスタとしてＮｃｈＴＦＴが用いられた場合について説明する。

ＮｃｈＴＦＴの半導体層ＳＣは、第１領域と、第２領域と、第１領域および第２領域の間のチャネル領域と、チャネル領域および第１領域の間ならびにチャネル領域および第２領域の間にそれぞれ設けられた低濃度不純物領域と、を有する。第１および第２領域の一方はソース領域として機能し、第１および第２領域の他方はドレイン領域として機能している。

ゲート絶縁膜ＧＩはシリコン酸化膜を用い、ゲート電極ＧＥはＭｏＷ（モリブデン・タングステン）で形成されている。なお、ゲート電極ＧＥは、ＴＦＴのゲート電極としての機能に加え、後述する保持容量電極としての機能も有している。ここではトップゲート型のＴＦＴを例として説明しているが、ＴＦＴはボトムゲート型のＴＦＴであっても良い。

ゲート絶縁膜ＧＩおよびゲート電極ＧＥの上には、層間絶縁膜２３が設けられている。層間絶縁膜２３は、ゲート絶縁膜ＧＩおよびゲート電極ＧＥの上に、例えば、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜を順に積層して構成されている。

層間絶縁膜２３の上に、ＴＦＴの第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２が設けられている。また、層間絶縁膜２３の上には、共通電源配線ＰＶＤＤが設けられている。第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２、および共通電源配線ＰＶＤＤは、それぞれ三層積層構造（Ｔｉ系／Ａｌ系／Ｔｉ系）が採用され、Ｔｉ（チタン）、Ｔｉを含む合金等Ｔｉを主成分とする金属材料からなる最下層と、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌを含む合金等Ａｌを主成分とする金属材料からなる中層と、Ｔｉ、Ｔｉを含む合金等Ｔｉを主成分とする金属材料からなる最上層と、を有している。

第１電極Ｅ１は、半導体層ＳＣの第１領域に接続され、第２電極Ｅ２は、半導体層ＳＣの第２領域に接続されている。例えば、半導体層ＳＣの第１領域がドレイン領域として機能する場合、第１電極Ｅ１はドレイン電極であり、第２電極Ｅ２はソース電極である。第１電極Ｅ１は、層間絶縁膜２３、および、ＴＦＴのゲート電極（保持容量電極）ＧＥと共に、保持容量を形成している。

ＴＦＴおよび共通電源配線ＰＶＤＤを覆うように平坦化膜２４が、層間絶縁膜２３、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２、および共通電源配線ＰＶＤＤの上に形成されている。平坦化膜２４は、後述する導電層２５と共通電源配線ＰＶＤＤとがコンタクトする領域、および、後述する中継電極２７とＴＦＴとがコンタクトする領域では除去され、開口部を有している。平坦化膜２４としては、感光性アクリル等の有機絶縁材料が多く用いられる。これは、ＣＶＤ等により形成される無機絶縁材料に比べて、配線段差のカバレッジ性や、表面の平坦性に優れている。

平坦化膜２４の上には、導電層２５が設けられている。導電層２５は、平坦化膜２４に形成される開口部を介して共通電源配線ＰＶＤＤとコンタクトし、電気的に接続されている。また、導電層２５は、後述する中継電極２７とＴＦＴの第１電極Ｅ１とがコンタクトする領域には形成されず、当該領域において開口部を有している。導電層２５は、酸化物導電層として、例えばＩＴＯで形成されている。

平坦化膜２４および導電層２５は、絶縁層２６で被覆されている。絶縁層２６は、平坦化膜２４と同様に、後述する中継電極２７とＴＦＴとがコンタクトする領域では除去され、開口部を有している。絶縁層２６は、例えばシリコン窒化膜で形成されている。

絶縁層２６の上には、中継電極２７が設けられている。中継電極２７は、平坦化膜２４および絶縁層２６に形成される開口部を介してＴＦＴの第１電極Ｅ１にコンタクトし、電気的に接続されている。中継電極２７は、共通電源配線ＰＶＤＤと電気的に接続された導電層２５と対向する領域まで延在し、上記した導電層２５、絶縁層２６、および中継電極２７によれば、補助容量が形成される。中継電極２７は、Ａｌ（アルミ）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）等の遮光性の金属材料およびこれら金属材料の積層体で形成されている。また、中継電極はＩＴＯなどの透明電極であってもよい。

絶縁層２６および中継電極２７を覆うように平坦化膜２８が形成されている。平坦化膜２８は、後述するアノード電極２９と中継電極２７とがコンタクトする領域では除去され、開口部を有している。平坦化膜２８は、感光性アクリル等の有機絶縁材料によって形成されている。なお、平坦化膜２８は有機絶縁材料ではなく無機絶縁材料によって形成されても構わない。

平坦化膜２８の上には、発光素子ＬＥＤを実装するためのパッドとして機能するアノード電極２９が設けられている。アノード電極２９は、平坦化膜２８に形成される開口部を介して中継電極２７にコンタクトし、電気的に接続されている。アノード電極２９は、Ａｌ（アルミ）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）等の遮光性の金属材料およびこれら金属材料の積層体で形成されている。

アノード電極２９は、発光素子ＬＥＤの裏面側から出射光を取り出すために、発光素子ＬＥＤの実装領域と重畳する位置に２つの開口部を有している。なお、アノード電極２９に形成される２つの開口部については、図３の平面図と共に詳述するため、ここではその詳しい説明は省略する。

表示領域ＤＡにおいて、アノード電極２９の上に、矩形状の発光素子ＬＥＤが実装される。
発光素子ＬＥＤは、アノード端子ＡＮと、カソード端子ＣＡと、光を放出する発光層ＬＩと、を有している。アノード端子ＡＮおよびカソード端子ＣＡは、発光層ＬＩを介して対向する位置に配置されている。換言すれば、アノード端子ＡＮは発光素子ＬＥＤの底部（裏面側）に配置され、カソード端子ＣＡはその反対側である発光素子の上部（表面側）に配置されている。

カソード端子ＣＡが発光素子ＬＥＤの上部全面に亘って配置されているのに対し、アノード端子ＡＮは発光素子ＬＥＤの底部の全面ではなく一部に配置されている。つまり、アノード端子ＡＮは、カソード端子ＣＡよりも小さく形成されている。これによれば、アノード端子ＡＮは、アノード電極２９に形成された２つの開口部に挟まれた領域において、アノード電極２９と電気的に接続することが可能となる。

発光素子ＬＥＤのアノード端子ＡＮとアノード電極２９との間の接合は、両者の間で良好な導通が確保でき、かつ、アレイ基板ＡＲの形成物を破損しないものであれば特に限定されない。本実施形態においては、発光素子ＬＥＤのアノード端子ＡＮとアノード電極２９とがはんだ部材３０などの導電材料により接合されている場合を想定している。なお、上記したように、発光素子ＬＥＤのアノード端子ＡＮが小さく形成されていることに伴い、アノード端子ＡＮとアノード電極２９とを接合するはんだ部材３０もまた同様に小さく形成される。

発光素子ＬＥＤが実装されたアレイ基板ＡＲの上には、素子絶縁層３１が設けられている。素子絶縁層３１は、アレイ基板ＡＲの上で、発光素子ＬＥＤの間の空隙部に充填された樹脂材料で形成されている。なお、素子絶縁層３１は、発光素子ＬＥＤのうちカソード端子ＣＡの表面を露出させる。

対向カソード電極３２は、発光素子ＬＥＤを介してアノード電極２９と対向する位置に配置される。対向カソード電極３２は、発光素子ＬＥＤのカソード端子ＣＡの表面と素子絶縁層３１の上に形成され、カソード端子ＣＡに接触することによって、当該カソード端子ＣＡと電気的に接続されている。対向カソード電極３２は、発光素子ＬＥＤからの出射光を取り出すために、透明電極として形成される必要がある。対向カソード電極３２は、透明導電材料として例えばＩＴＯを用いて形成される。対向カソード電極３２は、表示領域ＤＡに実装された複数の発光素子ＬＥＤのカソード端子ＣＡを共通に接続する。

図３は、本実施形態における画素ＰＸ（副画素ＳＰＲ、ＳＰＧおよびＳＰＢ）に対するアノード電極２９のレイアウト（形状）の一例を示す平面図である。

図３に示すように、副画素ＳＰＲ、ＳＰＧおよびＳＰＢを含む画素ＰＸは、単個の導電層２５を共用している。換言すれば、導電層２５は、複数の副画素ＳＰＲ、ＳＰＧおよびＳＰＢ（複数の画素ＰＸ）に亘って連続的に延在するように形成されている。なお、導電層２５は、上記したようにアノード電極２９より下方に位置している。

また、図３においては、副画素ＳＰＲに含まれるアノード電極２９（つまり、副画素ＳＰＲの発光素子ＬＥＤ（Ｒ）に接続されるアノード電極２９）を便宜的にアノード電極２９Ｒとする。さらに、副画素ＳＰＧに含まれるアノード電極２９（つまり、副画素ＳＰＧの発光素子ＬＥＤ（Ｇ）に接続されるアノード電極２９）を便宜的にアノード電極２９Ｇとする。同様に、副画素ＳＰＢに含まれるアノード電極２９（つまり、副画素ＳＰＢの発光素子ＬＥＤ（Ｂ）に接続されるアノード電極２９）を便宜的にアノード電極２９Ｂとする。

図３の平面視において、アノード電極２９Ｒは、矩形状に形成されている。また、アノード電極２９Ｇおよび２９Ｂは、非矩形状に形成されている。なお、アノード電極２９Ｒ、２９Ｇおよび２９Ｂは、アノード電極２９Ｒのサイズが最も大きく、アノード電極２９Ｇおよび２９Ｂのサイズが同一となるように形成されている。なお、アノード電極２９Ｇおよび２９Ｂのサイズは、異なっていても良い。

また、配置領域ＬＡＲ、ＬＡＧおよびＬＡＢは、第１方向Ｘに並んでいる。ここで、配置領域ＬＡＲは、副画素ＳＰＲの画素回路のうち例えばアノード電極２９Ｒ以外の残りの素子が配置される領域である。配置領域ＬＡＧは、副画素ＳＰＧの画素回路のうち例えば発光素子ＬＥＤ（Ｇ）およびアノード電極２９Ｇ以外の残りの素子が配置される領域である。配置領域ＬＡＢは、副画素ＳＰＢの画素回路のうち例えば発光素子ＬＥＤ（Ｂ）およびアノード電極２９Ｂ以外の残りの素子が配置される領域である。

なお、図３に示す例において、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）は配置領域ＬＡＲに位置しているが、発光素子ＬＥＤ（Ｇ）およびＬＥＤ（Ｂ）はそれぞれ配置領域ＬＡＧおよびＬＡＢに跨るように位置している。

また、図３に示す例において、アノード電極２９Ｒは、配置領域ＬＡＲに位置すると共に、配置領域ＬＡＧにさらに位置している。また、アノード電極２９Ｇおよび２９Ｂの各々は、配置領域ＬＡＧおよびＬＡＢに位置している。なお、アノード電極２９（２９Ｒ、２９Ｇおよび２９Ｂ）は、隣の画素ＰＸの配置領域に位置するように設けられても構わない。

図３に示すように、導電層２５は、開口部ＣＨ１Ｒ、ＣＨ１ＧおよびＣＨ１Ｂを有している。開口部ＣＨ１Ｒは、アノード電極２９Ｒ（と電気的に接続される中継電極２７）と、当該アノード電極２９Ｒより下方に位置するＴＦＴとをコンタクトするために導電層２５に形成される開口部である。開口部ＣＨ１Ｇは、アノード電極２９Ｇ（と電気的に接続される中継電極２７）と、当該アノード電極２９Ｇより下方に位置するＴＦＴとをコンタクトするために導電層２５に形成される開口部である。開口部ＣＨ１Ｂは、アノード電極２９Ｂ（と電気的に接続される中継電極２７）と、当該アノード電極２９Ｂより下方に位置するＴＦＴとをコンタクトするために導電層２５に形成される開口部である。図３に示す例において、開口部ＣＨ１Ｒ、ＣＨ１ＧおよびＣＨ１Ｂは、第１方向Ｘに延在する直線状に配置されている。

また、図３に示すように、アノード電極２９Ｒは、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の実装領域と重畳する位置に形成された、２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒを有している。２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒは、第１方向Ｘに所定の間隔を空けて、並んで形成されている。なお、アノード電極２９Ｒにおいて、２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒに挟まれる領域（つまり、２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒ間の領域）は、アノード電極線状部２９ＲＳと称されても良い。

図３に示すように、平面視において、２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒ間のアノード電極線状部２９ＲＳの第１方向Ｘの長さＬＸ１（つまり、上記した所定の間隔の長さ）は、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の第１方向Ｘの長さＬＸ２（より詳しくは、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）のカソード端子ＣＡの第１方向の長さ）よりも短い。

具体的には、２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒ間のアノード電極線状部２９ＲＳの第１方向Ｘの長さＬＸ１は、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）のカソード端子ＣＡの第１方向Ｘの長さＬＸ２の１／３程度であることが望ましい。換言すれば、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の実装領域と重畳する位置におけるアノード電極２９のサイズは、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）のカソード端子ＣＡのサイズの１／３程度であることが望ましい。

開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒは、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の裏面側（アノード端子ＡＮ側）から出射光を取り出すために形成される開口部である。発光素子ＬＥＤ（Ｒ）のアノード端子ＡＮは、開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒ間のアノード電極線状部２９ＲＳにおいて、はんだ部材３０を介してアノード電極２９Ｒと接合されている。また、アノード電極２９はアノード端子ＡＮと接続される箇所がアノード電極線状部のように小さく設計されていればよく、開口部ＣＨ２や開口部ＣＨ３を形成せず、発光素子ＬＥＤの周囲のみアノード電極２９の一部が細線状に形成されるものであってもよい。

図３に示すように、平面視において円状の反射板ＲＰ（Ｒ）が、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の実装領域と重畳する位置に設けられている。換言すれば、反射板ＲＰ（Ｒ）は、アノード電極２９Ｒに形成される２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒと重畳する位置に設けられている。図３に示すように、反射板ＲＰ（Ｒ）は、アノード電極２９Ｒより下方に配置されている。図３では、反射板ＲＰ（Ｒ）が、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の実装領域より大きく、２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒと、これら開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒ間のアノード電極線状部２９ＲＳとを含む矩形の領域より小さい場合を図示しているが、反射板ＲＰ（Ｒ）は、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の実装領域より大きければ良い。つまり、反射板ＲＰ（Ｒ）は、２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒと、これら開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒ間のアノード電極線状部２９ＲＳとを含む矩形の領域より大きくても構わない。

ここでは、アノード電極２９Ｒを例にとって、アノード電極２９Ｒに形成される２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒと、当該アノード電極２９Ｒの下方に配置される反射板ＲＰ（Ｒ）とについて説明したが、アノード電極２９Ｇおよび２９Ｂについても同様である。つまり、アノード電極２９Ｇは、２つの開口部ＣＨ２ＧおよびＣＨ３Ｇを有しており、その下方には反射板ＲＰ（Ｇ）が配置されている。同様に、アノード電極２９Ｂは、２つの開口部ＣＨ２ＢおよびＣＨ３Ｂを有しており、その下方には反射板ＲＰ（Ｂ）が配置されている。

図４は、図３に示すＡ−Ａ’線により切断された表示装置１（表示パネル２）の断面を示している。なお、図４では、平坦化膜２４より下方に位置する要素の図示を省略している。

図４に示すように、平坦化膜２４の上には、導電層２５、絶縁層２６および平坦化膜２８が順に積層されている。

図４に示すように、平坦化膜２８の上には、第２方向Ｙに延びる細線状のアノード電極線状部２９ＲＳが形成されている。つまり、細線状のアノード電極線状部２９ＲＳの左右には２つの開口部ＣＨ２ＲおよびＣＨ３Ｒが形成されている。図４に示すように、細線状のアノード電極線状部２９ＲＳは、第１方向ＸにＬＸ１の長さを有している。

細線状のアノード電極２９ＲＳは、はんだ部材３０により発光素子ＬＥＤ（Ｒ）のアノード端子ＡＮと接合している。図４に示すように、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）は、アノード端子ＡＮ、発光層ＬＩおよびカソード端子ＣＡを有しており、カソード端子ＣＡ（および発光層ＬＩ）は、第１方向ＸにＬＸ２の長さを有している。

上記したように、細線状のアノード電極２９ＲＳの第１方向Ｘの長さＬＸ１は、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）のカソード端子ＣＡの第１方向Ｘの長さＬＸ２の１／３程度であることが望ましい。

図４に示すように、平坦化膜２８のうち、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の実装領域と重畳する位置には、半球状凹型の反射板ＲＰ（Ｒ）が設けられている。半球状凹型の反射板ＲＰ（Ｒ）は、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の裏面側（つまり、アノード端子ＡＮ側）からの光を反射して、表示パネル２の正面方向に集光するために設けられる。このため、半球状凹型の反射板ＲＰ（Ｒ）は、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の実装領域よりも大きく形成される必要がある。反射板ＲＰ（Ｒ）は、例えばＡｌ（アルミ）やＡｇ（銀）等により形成される。なお、反射板ＲＰ（Ｒ）は、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）からの出射光を反射可能な特性を有する金属材料であれば、上記したＡｌやＡｇ以外の金属材料により形成されても良い。

なお、ここでは、反射板ＲＰ（Ｒ）が平坦化膜２８に設けられている場合を例示したが、反射板ＲＰ（Ｒ）は、アノード電極２９Ｒより下方に位置する層であれば、任意の層に設けられて構わない。但し、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の裏面側からの光を反射し、表示パネル２の正面方向に集光する必要があるため、反射板ＲＰ（Ｒ）は、ＴＦＴ等の金属配線よりは上方に配置される方が望ましい。これによれば、発光素子ＬＥＤ（Ｒ）の裏面側からの光がＴＦＴ等の金属配線が妨げになって反射板ＲＰ（Ｒ）に届かないこと、反射板ＲＰ（Ｒ）により反射された光がＴＦＴ等の金属配線が妨げになって表示パネル２の正面方向に集光されないこと、等を抑制することが可能である。

以下では、比較例を用いて、本実施形態に係る表示装置１の効果について説明する。なお、比較例は、本実施形態に係る表示装置１が奏し得る効果の一部を説明するためのものであって、本実施形態と比較例とで共通する構成や効果を本願発明の範囲から除外するものではない。

図５は、比較例に係る表示装置１００の断面構造を模式的に表すものであって、当該表示装置１００に実装される発光素子ＬＥＤからの出射光の取り出し方を説明するための模式図である。

比較例に係る表示装置１００は、発光素子ＬＥＤの裏面側に配置されるアノード電極２９に開口部が設けられていない点と、アノード電極２９の下方に反射板ＲＰが設けられていない点とで、本実施形態に係る表示装置１と相違している。

一般的に、発光素子ＬＥＤは、高効率発光という特性を有している一方で、発光素子ＬＥＤの出射光は、図５に示すように、取り出し効率は低く、取り出せたとしても多方向に拡散されてしまう傾向がある。比較例に係る表示装置１００は、出射光の取り出し方に工夫が施されていないので、多方向に拡散された出射光、ならびに、発光素子ＬＥＤの裏面側に配置されているアノード電極２９により反射された光の一部（具体的には、出射面への入射角が臨界角より小さく、出射光として取り出し可能な光）、等を用いて表示パネルに画像を表示している。

しかしながら、表示パネルに画像を表示するために用いられる出射光は、表示パネルの正面方向の出射光に限られるため、比較例に係る表示装置１００のように多方向に拡散された発光光を用いて画像を表示する場合、出射光の取り出し効率が低く、表示パネルの正面方向の輝度が低下してしまうという問題がある。これは画像が見辛くなり、観察者にとって好ましいことではない。

これに対し、本実施形態に係る表示装置１においては、図６に示すように、発光素子ＬＥＤの裏面側に配置されているアノード電極２９に開口部を設けることで、発光素子ＬＥＤの裏面側から出射光を取り出し可能にすると共に、アノード電極２９の下方に反射板ＲＰを設けることにより、発光素子ＬＥＤの裏面側に出射された光を表示パネル２の正面方向に集光することが可能である。これによれば、比較例に係る表示装置１００に比べて、表示パネル２の正面方向への光量を向上させることが可能であり、ひいては、表示パネル２の正面方向の輝度を向上させることが可能である。

なお、本実施形態に係る表示装置１は、上記したように、発光素子ＬＥＤの裏面側に配置されているアノード電極２９に開口部を設け、かつ、アノード電極２９の下方に反射板ＲＰを設けることで、表示パネル２の正面方向に光を集光するとしたが、表示パネル２の正面方向に光を集光する別の方法としては、例えば、発光素子ＬＥＤの出射面側に集光レンズを設けて、表示パネルの正面方向に出射光を集める方法が考えられる。

この方法の場合、発光素子ＬＥＤの実装後に、実装された発光素子ＬＥＤとの位置関係等を考慮して集光レンズを設ける必要があるが、発光素子ＬＥＤは大判のバックプレーン毎ではなく表示パネル毎に実装されるため、集光レンズもまた表示パネル毎に設ける必要がある。これは、製造にかかる手間を考えると、あまり好ましいことではない。

これに対し、本実施形態に係る表示装置１によれば、発光素子ＬＥＤの実装前に、アノード電極２９に開口部を設け、かつ、アノード電極２９の下方に反射板ＲＰを設けることが可能であるため、表示パネル毎ではなくバックプレーン毎の加工が可能である。このように、本実施形態に係る表示装置１においては、製造にかかる手間も低減することが可能である。

以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１は、アレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲ上に配置されたアノード電極２９と、アノード電極２９上に実装された発光素子ＬＥＤと、アノード電極２９より下方に配置され、平面視において、発光素子ＬＥＤが実装されている領域と重畳するように配置される反射板ＲＰと、を備え、この発光素子ＬＥＤは、底部に配置され、アノード電極２９と電気的に接続されるアノード端子ＡＮと、アノード端子ＡＮとは反対側の上部全面に亘って配置されたカソード端子ＣＡと、を有し、アノード電極２９は、平面視においてカソード端子ＣＡよりも小さいという特徴を有している。

これによれば、発光素子ＬＥＤの裏面側から出射光を取り出し可能にすると共に、この裏面側の出射光を反射板ＲＰで反射させて、表示装置１の正面方向に集光することが可能となる。つまり、マイクロＬＥＤディスプレイ（表示装置１）の正面方向への光量を向上させることが可能であり、当該正面方向の輝度を向上させることが可能である。

以下では、本実施形態に係る表示装置１の変形例について説明する。
［第１変形例］
図７は、本実施形態の第１変形例に係る表示装置１Ａの断面構造を模式的に表すものであって、当該表示装置１Ａに実装される発光素子ＬＥＤからの出射光の取り出し方を説明するための模式図である。なお、図７では、図６と同様に取り出される光の図示を省略し、図６では取り出されることのない光のみを図示している。

第１変形例に係る表示装置１Ａは、図７に示すように、発光素子ＬＥＤの実装領域において平坦化膜２８が半球状凹型の穴Ｈを有しており、発光素子ＬＥＤがこの半球状凹型の穴Ｈに入るように実装されている点で、図６に示した構造と相違している。なお、平坦化膜２８に形成される半球状凹型の穴Ｈは、例えばパターニングにより形成される。

まず、第１変形例に係る表示装置１Ａは、図６に示した構造と同様に、アノード電極２９の下方に設けられた反射板ＲＰにおいて、発光素子ＬＥＤの裏面側に出射された光を反射し、表示パネル２の正面方向に集光することが可能である。これによれば、図６の場合と同様な効果を達成することが可能である。

また、第１変形例に係る表示装置１Ａは、図７に示すように、平坦化膜２８に形成された半球状凹型の穴Ｈ内に発光素子ＬＥＤが配置され、発光素子ＬＥＤが配置されている高さと、反射板ＲＰが配置されている高さとを近づけた（揃えた）ことにより、発光素子ＬＥＤの側面から下方向に出射される光の取り出し効率の向上を期待することが可能である。

発光素子ＬＥＤの出射面から有効な光として取り出される光は、発光素子ＬＥＤの出射面の法線方向の光と、出射面への入射角が臨界角より小さい光とに限られる。つまり、発光素子ＬＥＤの側面から有効な光として取り出される光もまた、発光素子ＬＥＤの側面の法線方向の光と、側面への入射角が臨界角より小さい光とに限られることになる。このため、発光素子ＬＥＤの側面から下方向に出射される光を有効な光として取り出すことは困難であり、発光素子ＬＥＤの側面からの出射光を有効に活用できていないという問題がある。

これに対し、第１変形例に係る表示装置１Ａは、平坦化膜２８に形成された半球状凹型の穴Ｈ内に発光素子ＬＥＤを配置し、発光素子ＬＥＤが配置されている高さと、反射板ＲＰが配置されている高さとを近づけている（揃えている）ので、発光素子ＬＥＤの側面への入射角が臨界角より小さい光を、発光素子ＬＥＤの側面から下方向に出射される有効な光として取り出すことが可能である。

すなわち、第１変形例に係る表示装置１Ａは、図７に示すように、発光素子ＬＥＤの裏面側からの出射光だけでなく、発光素子ＬＥＤの側面からの出射光を反射板ＲＰにおいて反射し、表示パネル２の正面方向に集光することを可能にしている。これによれば、表示パネル２の正面方向への光量をさらに向上させ、表示パネル２の正面方向の輝度をさらに向上させることが可能となる。

なお、第１変形例に係る表示装置１Ａにおいても、発光素子ＬＥＤの実装前に、例えばパターニング等により平坦化膜２８に半球状凹型の穴Ｈを形成すれば良いため、表示パネル毎ではなくバックプレーン毎の加工が可能である。

［第２変形例］
図８は、本実施形態の第２変形例に係る表示装置１Ｂの断面構造を模式的に表すものであって、当該表示装置１Ｂに実装される発光素子ＬＥＤからの出射光の取り出し方を説明するための模式図である。なお、図８では、図６と同様に取り出される光の図示を省略し、図６では取り出されることのない光のみを図示している。

第２変形例に係る表示装置１Ｂは、図８に示すように、台形状の発光素子ＬＥＤが実装されている点で、図６に示した構造と相違している。図８に示す台形状の発光素子ＬＥＤは、アノード端子ＡＮ側の下辺がカソード端子ＣＡ側の上辺よりも短いという特徴を有している。換言すれば、図８に示す台形状の発光素子ＬＥＤは、アノード端子ＡＮ側の底部（裏面）がカソード端子ＣＡ側の上部（表面）よりも小さいという特徴を有している。以下では、このような特徴を有する発光素子ＬＥＤを、台形状の発光素子ＬＥＤではなく、逆台形状の発光素子ＬＥＤと称する場合がある。

まず、第２変形例に係る表示装置１Ｂは、図６に示した構造と同様に、アノード電極２９の下方に設けられた反射板ＲＰにおいて、発光素子ＬＥＤの裏面側に出射された光を反射し、表示パネル２の正面方向に集光することが可能である。これによれば、図６の場合と同様な効果を達成することが可能である。

また、第２変形例に係る表示装置１Ｂは、図８に示すように、発光素子ＬＥＤが逆台形状であることにより、発光素子ＬＥＤの側面から下方向に出射される光の取り出し効率の向上、ならびに、発光素子ＬＥＤの側面から上方向に出射される光の取り出し効率の向上を期待することが可能である。

上記した第１変形例において既述したように、発光素子ＬＥＤの側面から下方向に出射される光を有効な光として取り出すことは困難であり、発光素子ＬＥＤの側面からの出射光を有効に活用できていないという問題がある。

これに対し、第２変形例に係る表示装置１Ｂは、発光素子ＬＥＤが逆台形状であるので、発光素子ＬＥＤの側面から下方向に出射される光を、当該側面の法線方向の光として取り出すことが可能である。すなわち、第２変形例に係る表示装置１Ｂは、図８に示すように、発光素子ＬＥＤの裏面側からの出射光だけでなく、発光素子ＬＥＤの側面からの出射光を反射板ＲＰにおいて反射し、表示パネル２の正面方向に集光することを可能にしている。

さらに、第２変形例に係る表示装置１Ｂは、発光素子ＬＥＤが逆台形状であるので、発光素子ＬＥＤの側面から上方向に出射される光のうち、当該側面への入射角が臨界角より大きく全反射してしまう光の一部を、表示パネル２の正面方向に出射される光として取り出すことが可能である。すなわち、第２変形例に係る表示装置１Ｂは、図８に示すように、発光素子ＬＥＤの側面から下方向に出射される光だけでなく、上方向に出射される光の取り出し効率の向上を期待することが可能であり、表示パネル２の正面方向への光量のさらなる向上、ならびに、表示パネル２の正面方向の輝度のさらなる向上を期待することが可能となる。

なお、第２変形例に係る表示装置１Ｂにおいては、発光素子ＬＥＤの形状以外に図６に示した構造から変更された点はないため、当然の如く、表示パネル毎ではなくバックプレーン毎の加工が可能である。

また、以上説明した表示装置１、１Ａおよび１Ｂに実装される発光素子ＬＥＤの表面（底部、上部、および側面）には、多数の凹凸が形成されるとしても良い。これによれば、図８の場合と同様な効果を期待することが可能であり、表示パネル２の正面方向への光量をさらに向上させ、表示パネル２の正面方向の輝度をさらに向上させることが可能となる。

以上説明した一実施形態によれば、マイクロＬＥＤディスプレイの正面方向への光量を向上させ得る表示装置を提供することが可能となる。

以上、本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、上述の各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１…表示装置、２…表示パネル、２４…平坦化膜、２５…導電層、２６…絶縁層、２８…平坦化膜、２９…アノード電極、３０…はんだ部材、３１…素子絶縁層、３２…対向カソード電極、ＬＥＤ…発光素子、ＡＮ…アノード端子、ＬＩ…発光層、ＣＡ…カソード端子、ＲＰ…反射板。

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に配置されたアノード電極と、
   前記アノード電極上に実装された発光素子と、
   前記アノード電極より下方に配置され、平面視において、前記発光素子が実装されている領域と重畳するように配置される反射板と、
   を具備し、
   前記発光素子は、底部に配置され、前記アノード電極と電気的に接続されるアノード端子と、前記アノード端子とは反対側の上部全面に亘って配置されたカソード端子と、を備え、
   前記アノード電極は、平面視において前記カソード端子よりも小さい、
   表示装置。
2. 前記アノード電極は、前記平面視において前記発光素子が実装されている領域と重畳する位置に形成された２つの開口部を有し、平面視において前記２つの開口部に挟まれる領域において前記アノード端子と電気的に接続される、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記アノード電極を介して前記発光素子に対して供給される電流を制御する駆動トランジスタ
   をさらに具備し、
   前記反射板は、前記アノード電極と前記駆動トランジスタとの間に配置される、
   請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記反射板は、前記平面視において前記発光素子が実装されている領域よりも大きい、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記反射板は、前記平面視において前記２つの開口部が形成されている領域よりも小さい、
   請求項４に記載の表示装置。
6. 前記アノード電極は、平面視において前記カソード端子の１／３の大きさである、
   請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記アノード電極を配置するために前記基板上に配置される平坦化膜
   をさらに具備し、
   前記平坦化膜は、前記アノード電極が配置される領域に形成された半球状凹型の穴を有する、
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記発光素子は、矩形である、
   請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記発光素子は、前記底部と前記上部とが異なる大きさの矩形からなる台形状であり、前記上部は前記底部よりも大きい、
   請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記発光素子は、前記底部と、前記上部と、前記底部および前記上部の間に延びる複数の側面とに多数の凹凸を有する、
    請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。

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