JP6861068B2 - 表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の発光素子が複数設けられた表示装置および表示装置の製造方法に関するものである。

従来、ＬＥＤ等の発光素子を含む画素部を複数有する、バックライト装置が不要な自発光型の表示装置が知られている。そのような表示装置の基本構成のブロック回路図を図９に示す。表示装置は、ガラス基板等から成る基板５１上に、発光素子７３（LD11，LD12，LD13，LD21，LD22，LD23，LD31，LD32，LD33〜）のそれぞれに発光信号を入力するためのスイッチ素子としての薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）７１と、発光制御信号（画像信号線SLを伝達する信号）のレベル（電圧）に応じた、正電圧（アノード電圧：３〜５Ｖ程度）と負電圧（カソード電圧：−３Ｖ〜０Ｖ程度）の電位差（発光信号）から発光素子７３を電流駆動するための駆動素子としてのＴＦＴ７２と、を含む発光部（画素部ともいう）７４（P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33〜）が多数
配置されている。

ＴＦＴ７１，７２はｐチャネル型ＴＦＴであり、それらのゲート電極にロー信号（Ｌ信号）が入力されることによって、ソース−ドレイン間が導通しオン状態となり電流が流れる。そして、ＴＦＴ７２は、そのゲート電極に発光制御信号が入力されており、その発光制御信号のレベルに応じた電位差により生じた電流（発光信号）が発光素子７３の正電極（アノード電極）と負電極（カソード電極）の間に流れる。発光素子７３の正電極には正電圧入力線７５を介して正電圧が入力され、発光素子７３の負電極には負電圧入力線７６を介して負電圧が入力される。正電圧入力線７５の入力端部にはスルーホール等から成る貫通導体７８があり、貫通導体７８を介して、基板５１の裏面側にある駆動素子あるいは電源部等に電気的に接続されている。負電圧入力線７６の入力端部にはスルーホール等から成る貫通導体７９があり、貫通導体７９を介して、基板５１の裏面側にある駆動素子あるいは電源部等に電気的に接続されている。またＴＦＴ７２は、ゲート電極にロー信号が入力されている間オン状態となり、発光素子７３に電流を流す。また、ＴＦＴ７２のゲート電極とソース電極とを接続する接続線上には容量素子が配置されており、容量素子はＴＦＴ７２のゲート電極に入力された発光制御信号の電圧を次の書き換えまでの期間（１フレームの期間）保持する保持容量として機能する。

また、基板５１上には、第１の方向（例えば、行方向）に形成された複数本のゲート信号線５２（GL1，GL2，GL3〜）と、第１の方向と交差する第２の方向（例えば、列方向）
にゲート信号線５２と交差させて形成された複数本の画像信号線（ソース信号線）５３（SL1，SL2，SL3〜）と、ゲート信号線５２と画像信号線５３の各交差部に対応して形成さ
れた画素部７４と、を有する構成である。なお、図９において、７０は表示部、６１は、基板５１の裏面側にある駆動素子からゲート信号を伝達するためのスルーホール等から成る貫通導体である。なお、駆動素子は、例えば、基板５１の裏面にＣＯＧ（Chip On Glass）方式等の手段によって搭載される。また、基板５１の裏面側には、駆動素子との間
で引き出し線を介して駆動信号、制御信号等を入出力するための回路基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）が設置されている場合がある。

ＴＦＴ７１，７２は、例えば、アモルファスシリコン(a-Si)、低温多結晶シリコン（Low-Temperature Poly Silicon：ＬＴＰＳ）等から成る半導体膜を有し、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の３端子を有する構成であり、また双方ともｎチャネル型ＴＦＴである構成、双方ともｐチャネル型ＴＦＴである構成、一方がｎチャネル型ＴＦＴで他方がｐチャネル型ＴＦＴである構成を採用できる。そして、ゲート電極に所定電位の電圧を印加することにより、ソース電極とドレイン電極の間の半導体膜（チャネル）に電流を流す、スイッチング素子(ゲートトランスファ素子)として機能する。基板５１がガラス基板から成り、駆動素子は、ＬＴＰＳから成る半導体膜を有するＴＦＴを用いて構成された駆動回路である場合、基板５１上にＴＦＴをＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等
の薄膜形成法によって直接的に形成することができる。

なお、フルカラー表示の表示装置とするために、発光部としての画素部７４は、それぞれが赤色発光用の副画素、緑色発光用の副画素、青色発光用の副画素から成る場合がある。赤色発光用の副画素は赤色ＬＥＤ等から成る赤色発光素子を有し、緑色発光用の副画素は緑色ＬＥＤ等から成る緑色発光素子を有し、青色発光用の副画素は青色ＬＥＤ等から成る青色発光素子を有している。例えば、これらの副画素は、列方向に並んでいる。

そして、発光制御信号は、貫通導体６４から画像信号線（発光制御信号線ともいう）５３を介して各発光部７４に入力される。

図１０は、図９のＣ部を拡大して示す図であり、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ２線における断面図である。図１０に示すように、発光素子７３は、一方面（表面であり発光部設置面）およびその反対側の他方面（裏面）を有する基体７３ｂと、一方面の側に配置された発光部７３ａと、他方面の側に配置されて発光部７３ａに駆動電圧を印加するための、それぞれ磁性体から成る正電極８３ａおよび負電極８３ｂと、を有している。また基板５１は、正電極８３ａに対応して配置され、永久磁性体から成る正電極端子８１ａと、負電極８３ｂに対応して配置され、永久磁性体から成る負電極端子８１ｂと、を有している。正電極８３ａと正電極端子８１ａは、ハンダ等から成る導電性接続部材８２ａを介して接続され、負電極８３ｂと負電極端子８１ｂは、ハンダ等から成る導電性接続部材８２ｂを介して接続される。正電極端子８１ａは、配線８５ａおよびＴＦＴ２を介して正電圧入力線７５に接続され、負電極端子８１ｂは、配線８５ｂを介して負電圧入力線７６に接続される。

また、他の従来例として、基板上に発光素子を配列して形成される表示装置において、基板上の発光素子の配列位置及び発光素子の底部に磁性体膜が形成され、基板上に発光素子が散乱されて発光素子が配列して形成される表示装置、また、基板上に発光素子を配列して形成される表示装置において、底部の形状が異なるように発光素子が形成され、基板上に、発光素子の底部に勘合する嵌合部が形成され、基板上に発光素子が同時に散乱された後に基板に物理的外力が与えられ、その物理的外力により発光素子が配列する表示装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００３−２１６０５２号公報

しかしながら、図９、図１０に示す上記従来の表示装置においては、以下の問題点があった。多数個の発光素子７３を、それぞれ所定の画素に配置する場合、画素の数が１０万
個程度〜１００万個程度と非常に多く、かつ発光素子７３の平面視形状およびサイズが、一辺が数１０μｍ〜数１００μｍ程度の矩形状等であるために、きわめて小型の発光素子７３の多数個をそれぞれ所定の位置に正確に配置することがむつかしいという問題点があった。また、一つの表示装置に使用する発光素子７３の数が非常に多いために、それらを基板５１上に設置するのに長時間を要し、製造の作業性および効率がきわめて低いという問題点があった。さらに、互いに異なる波長の光を放射する複数の発光素子７３、例えば赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子を、それぞれ所定の副画素に配置する場合、副画素の数が数１０万個程度〜数１００万個程度と非常に多いために、上記の問題点がより顕著になっていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、発光波長の異なる複数種類の発光素子がそれぞれ所定の位置に正確に配置され得る表示装置とすることである。また、良好な作業性および高い製造効率でもって製造し得る表示装置とすることである。

本発明の表示装置は、基板と、前記基板上に設置され、磁性体から成る正電極および磁性体から成る負電極をそれぞれ有するとともに発光波長が互いに異なる複数種類の発光素子と、を有しており、前記基板は、前記正電極に対向し接続され、永久磁性体から成る正電極端子と、前記負電極に対向し接続され、永久磁性体から成る負電極端子と、を有している表示装置であって、前記複数種類の発光素子は、平面視形状が合同であることによって同じ輪郭形状であり、種類ごとに前記正電極および前記負電極の配置構成が異なっており、前記複数種類の発光素子の平面視形状が前記発光素子の中心点に対して点対称な形状である場合、前記正電極および前記負電極は前記中心点に対して点対称な位置になく、前記複数種類の発光素子の平面視形状が非対称性を有する形状である場合、前記正電極および前記負電極は前記中心点に対して点対称な位置にある構成である。

本発明の表示装置は、好ましくは、前記複数種類の発光素子は、種類が異なるものを輪郭を重ねて平面視したときに、前記正電極が互いに重ならない位置にあり前記負電極が互いに重ならない位置にある。

また本発明の表示装置は、好ましくは、前記基板上に設置された前記複数種類の発光素子のそれぞれを平面視したときに、前記正電極端子は前記正電極の内側にあり、前記負電極端子は前記負電極の内側にある。

また本発明の表示装置の製造方法は、上記本発明の表示装置の製造方法であって、前記正電極端子および前記負電極端子を含む発光素子設置領域が上面の側に複数配置されている前記基板と、前記基板の上面の上方に配置され、前記発光素子の平面視形状と相補形状の開口を前記発光素子設置領域のそれぞれに対応して複数有する位置合わせ治具と、を準備する第１の工程と、前記複数の開口の数と同数以上の前記発光素子を前記位置合わせ治具上方から散布することによって、前記複数の開口のそれぞれに、前記発光素子を、前記正電極と前記正電極端子が対向し、かつ前記負電極と前記負電極端子が対向する状態で挿入する第２の工程と、前記正電極と前記正電極端子、前記負電極と前記負電極端子、をそれぞれ導電性接続部材を介して接続する第３の工程と、を含む構成である。

本発明の表示装置は、基板と、前記基板上に設置され、磁性体から成る正電極および磁性体から成る負電極をそれぞれ有するとともに発光波長が互いに異なる複数種類の発光素子と、を有しており、前記基板は、前記正電極に対向し接続され、永久磁性体から成る正電極端子と、前記負電極に対向し接続され、永久磁性体から成る負電極端子と、を有して
いる表示装置であって、前記複数種類の発光素子は、平面視形状が合同であることによって同じ輪郭形状であり、種類ごとに前記正電極および前記負電極の配置構成が異なっており、前記複数種類の発光素子の平面視形状が前記発光素子の中心点に対して点対称な形状である場合、前記正電極および前記負電極は前記中心点に対して点対称な位置になく、前記複数種類の発光素子の平面視形状が非対称性を有する形状である場合、前記正電極および前記負電極は前記中心点に対して点対称な位置にある構成であることから、以下の効果を奏する。複数種類の発光素子は、種類ごとに正電極および負電極の配置構成が異なっているので、ある種類の発光素子が他の種類の発光素子が配置されるべき部位に配置される誤配置（ミスセッティング）が生じることを効果的に抑えることができる。従って、発光波長の異なる複数種類の発光素子がそれぞれ所定の位置に正確に配置されることとなる。また、良好な作業性および高い製造効率でもって表示装置を製造することができる。

本発明の表示装置は、前記複数種類の発光素子は、種類が異なるものを輪郭を重ねて平面視したときに、前記正電極が互いに重ならない位置にあり前記負電極が互いに重ならない位置にある場合、発光素子の誤配置が生じることをさらに効果的に抑えることができる。

また本発明の表示装置は、前記基板上に設置された前記複数種類の発光素子のそれぞれを平面視したときに、前記正電極端子は前記正電極の内側にあり、前記負電極端子は前記負電極の内側にある場合、発光素子の誤配置が生じることをさらに効果的に抑えることができる。

また本発明の表示装置の製造方法は、前記正電極端子および前記負電極端子を含む発光素子設置領域が上面の側に複数配置されている前記基板と、前記基板の上面の上方に配置され、前記発光素子の平面視形状と相補形状の開口を前記発光素子設置領域のそれぞれに対応して複数有する位置合わせ治具と、を準備する第１の工程と、前記複数の開口の数と同数以上の前記発光素子を前記位置合わせ治具上方から散布することによって、前記複数の開口のそれぞれに、前記発光素子を、前記正電極と前記正電極端子が対向し、かつ前記負電極と前記負電極端子が対向する状態で挿入する第２の工程と、前記正電極と前記正電極端子、前記負電極と前記負電極端子、をそれぞれ導電性接続部材を介して接続する第３の工程と、を含む構成であることから、発光素子の誤配置が生じることを効果的に抑えることができる表示装置を製造できる。

図１は、本発明の表示装置について実施の形態の１例を示す図であり、基板上に設置された複数種類の発光素子の平面図である。 図２は、図１の表示装置について、各種類の発光素子の正電極および負電極の配置構成を示す発光装置の平面図である。 図３は、本発明の表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、基板上に設置された複数種類の発光素子における各種類の発光素子の正電極および負電極の配置構成を示す発光装置の平面図である。 図４は、本発明の表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、基板上に設置された複数種類の発光素子における各種類の発光素子の正電極および負電極の配置構成を示す発光装置の平面図である。 図５は、本発明の表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、図４の構成において、発光素子の正電極と正電極端子との大きさおよび配置の関係、負電極と負電極端子との大きさおよび配置の関係を示す発光装置の平面図である。 図６（ａ），（ｂ）は、図４に示す発光装置の製造方法を示す図であり、（ａ）は発光素子を位置合わせして配置するための位置合わせ治具の開口に、発光素子を挿入している状態の発光素子を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線における断面図である。 図７（ａ），（ｂ）は、図６の製造方法によって基板上に設置された発光素子を示す図であり、（ａ）は位置合わせ治具を取り除いた状態の発光素子を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ２線における断面図である。 図８は、図６に示す発光装置の製造方法に関する図であり、複数の発光素子を位置合わせ治具の上方から散布することによって、位置合わせ治具の開口に発光素子を落下させて挿入する製造方法を示す断面図である。 図９は、従来の表示装置の基本構成のブロック回路図である。 図１０は、図９のＣ部を拡大して示す図であり、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ２線における断面図である。

以下、本発明の表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の表示装置の実施の形態における構成部材のうち、本発明の表示装置を説明するための主要部を示している。従って、本発明に係る表示装置は、図に示されていない回路基板、配線導体、制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。

図１〜図８は、本発明の表示装置について各種実施の形態の例を示す図である。図１、図２に示すように、本発明の表示装置は、基板１と、基板１上に設置され、磁性体から成る正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａおよび磁性体から成る負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂをそれぞれ有するとともに発光波長が互いに異なる複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと、を有しており、基板１は、正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａに対向し接続され、永久磁性体から成る正電極端子（図５に１１Ｒａ，１１Ｇａ，１１Ｂａの符号で示す）と、負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂに対向し接続され、永久磁性体から成る負電極端子（図５に１１Ｒｂ，１１Ｇｂ，１１Ｂｂの符号で示す）と、を有している表示装置であって、複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、平面視形状が同じ輪郭形状であり、種類ごとに正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａおよび負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂの配置構成が異なっている構成である。この構成により、複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、種類ごとに正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａおよび負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂの配置構成が異なっているので、ある種類の発光素子（例えば、発光素子３Ｒ）が他の種類の発光素子（例えば、発光素子３Ｇ）が配置されるべき部位に配置される誤配置が生じることを効果的に抑えることができる。従って、例えば一つの表示装置において１０万個〜数１００万個におよぶ小型の発光素子がそれぞれ所定の位置に正確に配置されることとなる。また、良好な作業性および高い製造効率でもって表示装置を製造することができる。

本発明の表示装置において、基板１は、ガラス基板、プラスチック基板等の透明基板であってもよいが、不透明なものであってもよい。基板１が不透明なものである場合、基板１は着色されたガラス基板、摺りガラスから成るガラス基板、プラスチック基板、セラミック基板、金属基板、あるいはそれらの基板を積層した複合基板であってもよい。また基板１の厚みは、例えば０．３ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂとしては、マイクロチップ型の発光ダイオード（ＬＥＤ）、モノリシック型の発光ダイオード、有機ＥＬ、無機ＥＬ、半導体レーザ素子等の自発光型の素子であれば採用し得る。

発光素子がマイクロチップ型の発光ダイオード（ＬＥＤ）である場合、図６に示すように、発光素子３は、一方面（表面であり発光部設置面）およびその反対側の他方面（裏面）を有する樹脂、セラミック等から成る基体３ｂと、一方面の側に配置された発光部３ａ
と、他方面の側に配置されて発光部３ａに駆動電圧を印加するための、それぞれ磁性体から成る正電極１３ａおよび負電極１３ｂと、を有している。また基板１は、正電極１３ａに対応して配置され、永久磁性体から成る正電極端子１１ａと、負電極１３ｂに対応して配置され、永久磁性体から成る負電極端子１１ｂと、を有している。正電極１３ａと正電極端子１１ａは、ハンダ等から成る導電性接続部材１２ａを介して接続され、負電極１３ｂと負電極端子１１ｂは、ハンダ等から成る導電性接続部材１２ｂを介して接続される。正電極端子１１ａは、配線１５ａおよびＴＦＴを介して正電圧入力線に接続され、負電極端子１１ｂは、配線１５ｂを介して負電圧入力線に接続される。

磁性体から成る正電極１３ａおよび磁性体から成る負電極１３ｂは、鉄、コバルト、ニッケルまたそれらの合金、フェライト等の強磁性体から成ることが好ましい。この場合、正電極１３ａと正電極端子１１ａの磁力による吸着力、負電極１３ｂと負電極端子１１ｂの磁力による吸着力が大きくなり、発光素子３の配置が容易になる。強磁性体のなかでも保磁力が小さい軟磁性体がより好ましく、例えば鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金等がよい。正電極１３ａおよび負電極１３ｂは、強磁性体の材料を蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって、基体３ｂ
上に形成される。あるいは、強磁性体の粉末、樹脂、アルコール、水等を含有するペーストを基体３ｂの所定の部位に塗布し、乾燥、焼成することによって、基体３ｂ上に形成される。

永久磁性体から成る正電極端子１１ａおよび永久磁性体から成る負電極端子１１ｂは、永久磁石として用いられる、保磁力が大きい硬磁性体から成り、例えばアルニコ磁性体、フェライト磁性体、サマリウムコバルト磁性体、ネオジム鉄ボロン磁性体、サマリウム鉄窒素磁性体等から成る。正電極端子１１ａおよび負電極端子１１ｂは、硬磁性体のブロックに外部磁場を印加して永久磁性体のブロックとなし、永久磁性体のブロックを切削加工法等によって所定の大きさ、形状の端子体とし、その端子体を基板１上に固着することによって、基板１上に形成される。あるいは、正電極１３ａおよび負電極１３ｂと同様にして形成した、永久磁性体化していない正電極端子１１ａおよび負電極端子１１ｂに、外部磁場を印加して永久磁性体化することもできる。

発光波長が互いに異なる複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、例えば赤色光の発光素子３Ｒ（発光波長６６０ｎｍ程度）、緑色光の発光素子３Ｇ（発光波長５２０ｎｍ程度）、青色光の発光素子３Ｂ（発光波長４５０ｎｍ程度）であるが、これに限らず黄色光の発光素子、燈色光の発光素子、紫色光の発光素子、白色光の発光素子等であってもよい。赤色光の発光素子３Ｒの発光部は、アルミニウムガリウムヒ素(ＡｌＧａＡｓ)、ガリウムヒ素リン(ＧａＡｓＰ)、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ペロブスカイト半導体等の材料から成る。緑色光の発光素子３Ｇの発光部は、インジウム窒化ガリウム(ＩｎＧａＮ)、窒化ガリウム(ＧａＮ)、アルミニウム窒化ガリウム(ＡｌＧａＮ)、リン化ガリウム（ＧａＰ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）、ペロブスカイト半導体等の材料から成る。青色光の発光素子３Ｂの発光部は、インジウム窒化ガリウム(ＩｎＧａＮ)、窒化ガリウム(ＧａＮ)、アルミニウム窒化ガリウム(ＡｌＧ
ａＮ)、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等の材料から成る。

本発明の発光素子は、図２に示すように、各種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの平面視形状が同じ輪郭形状であり、正方形、長方形、六角形、円形、楕円形等の中心点Ｐに対して点対称の形状である。この場合、例えば発光素子３Ｒについていうと、正電極１３Ｒａと負電極１３Ｒｂが中心点Ｐに対して点対称な位置にない。この理由は、図６〜図８に示す発光装置の製造方法によって発光素子３を、基板１上の所定の部位に配置するときに、好都合であるからである。図６〜図８に示す製造方法は、発光素子３を位置合わせして配
置するための位置合わせ治具２０の開口２０ａに、発光素子３を散布等して挿入し配置するものである。そして、発光素子３の平面視形状が、中心点Ｐに対して点対称の形状である長方形であると、配置の方向性に異方性がないために、逆方向に配置される場合がある。すなわち、図６（ｂ）において、正電極１３ａが負電極端子１１ｂに対向し接続され、負電極１３ｂが正電極端子１１ａに対向し接続されることとなるために、そのままであれば発光素子３に印加される電圧が正常時と逆極性になる。しかしながら、図２に示すように、正電極１３Ｒａと負電極１３Ｒｂが中心点Ｐに対して点対称な位置にない場合、発光素子３Ｒが開口２０ａに逆方向に挿入され配置されたとしても、正電極１３Ｒａが負電極端子１１ｂに対向し接続され、負電極１３Ｒｂが正電極端子１１ａに対向し接続されることを防ぐことができる。なお、発光素子３Ｒが開口２０ａに逆方向に挿入され配置されたとしても、正電極１３Ｒａが負電極端子１１ｂに対向しないのでそれらは磁力によって吸着せず、負電極１３Ｒｂが正電極端子１１ａに対向しないのでそれらは磁力によって吸着しない。その結果、開口２０ａに逆方向に挿入され配置された発光素子３Ｒは、真空吸引手段、基板１から落下させる手段等の手段によって、基板１上から容易に取り除くことができる。

より好ましくは、正電極１３Ｒａと負電極１３Ｒｂのいずれもが、中心点Ｐを通り長方形の辺に平行な中心線上にないことがよい。この場合、発光素子３Ｒが開口２０ａに逆方向に挿入され配置されたとしても、正電極１３Ｒａが負電極端子１１ｂに対向せず、負電極１３Ｒｂが正電極端子１１ａに対向しないようにすることを、確実に行うことができる。

本発明の表示装置において、図３、図４に示すように、複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、平面視形状が非対称性を有する形状である。この場合、基板１上に配置された発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの方向性を確認することが容易になるので、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａと負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂの配置状態を確認することが容易になる。従って、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの誤配置が生じることをより効果的に抑えることができる。また、図６〜図８に示す発光装置の製造方法によって発光素子３を、基板１上の所定の部位に配置するときに、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの配置の方向性に異方性があるために、逆方向に配置されることがない。すなわち、位置合わせ治具２０の開口２０ａの形状は、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの平面視形状と相補形状、すなわち発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの平面視形状に相似的な形状で発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの平面視形状よりも僅かに大きい形状、であるために、開口２０ａに、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが逆方向に挿入されることが不可能だからである。

従って、図３、図４に示す発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの場合、正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａと負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂが中心点Ｐに対して点対称な位置にある。

図３に示す発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、平面視形状が台形状であり、中心点Ｐを通る上下方向の中心線に対しては対称的な形状であるが、中心点Ｐを通る横方向の中心線に対しては非対称的な形状である。このように、ある方向において非対称的な形状であればよく、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが開口２０ａに逆方向に挿入されることを防ぐことができる。ただし、図３に示す発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、裏返しになって開口２０ａに挿入され得るが、その場合裏返しになって開口２０ａに挿入された発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは磁力によって吸着されていないので、基板１上から容易に取り除くことができる。

図４に示す発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、平面視形状が、長方形に突出部３ｃ（図６、図７に示す）を付加した形状となっており、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの平面視形状に非対称性を確実に付与できる形状であり好適である。すなわち、正方形、長方形、六角形、
円形等の点対称な形状に、僅かな突出部を付与することによって、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの平面視形状に非対称性を確実に付与できる。突出部は凹み部であってもよい。

本発明の表示装置は、図２〜図４に示すように、複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、種類が異なるものを輪郭を重ねて平面視したときに、正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａが互いに重ならない位置にあり負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂが互いに重ならない位置にあることが好ましい。この場合、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの誤配置が生じることをさらに効果的に抑えることができる。例えば、発光素子３Ｒが発光素子３Ｇが配置されるべき部位に誤って配置されたとしても、発光素子３Ｒの正電極１３Ｒａと正電極端子１１ａは対向しないのでそれらは磁力によって吸着せず、負電極１３Ｒｂと正電極端子１１ｂは対向しないのでそれらは磁力によって吸着しない。その結果、誤配置された発光素子３Ｒは容易に取り除くことができる。

本発明の表示装置は、図５に示すように、基板１上に設置された複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂのそれぞれを平面視したときに、正電極端子１１Ｒａ，１１Ｇａ，１１Ｂａは正電極１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａの内側にあり、負電極端子１１Ｒｂ，１１Ｇｂ，１１Ｂｂは負電極１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂの内側にあることが好ましい。この場合、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの誤配置が生じることをさらに効果的に抑えることができる。すなわち、正電極端子１１Ｒａ，１１Ｇａ，１１Ｂａの磁力の及ぶ範囲が狭まり、負電極端子１１Ｒｂ，１１Ｇｂ，１１Ｂｂの磁力の及ぶ範囲が狭まるために、例えば発光素子３Ｒが発光素子３Ｇが配置されるべき部位に誤って配置されたとしても、発光素子３Ｒが磁力によって吸着することをより確実に防ぐことができる。

図６〜図８に示す本発明の表示装置の製造方法は、以下の構成である。正電極端子１１ａおよび負電極端子１１ｂを含む発光素子設置領域が上面の側に複数配置されている基板１と、基板１の上面の上方に配置され、発光素子３の平面視形状と相補形状の開口２０ａが発光素子設置領域のそれぞれに対応して複数形成されている位置合わせ治具２０と、を準備する第１の工程と、複数の開口２０ａのそれぞれに、発光素子３を、正電極１３ａと正電極端子１１ａが対向し、かつ負電極１３ｂと負電極端子１１ｂが対向する状態で挿入する第２の工程と、正電極１３ａと正電極端子１１ａ、負電極１３ｂと負電極端子１１ｂ、をそれぞれ導電性接続部材１２ａ，１２ｂを介して接続する第３の工程を有する構成である。この構成により、例えば１０万個〜数１００万個におよぶ多数個の小型の発光素子３をそれぞれ所定の位置に正確に配置させることができる。従って、良好な作業性および高い製造効率でもって表示装置を製造することができる。

そして、図８に示すように、複数の開口２０ａのそれぞれに、発光素子３を、正電極１３ａと正電極端子１１ａが対向し、かつ負電極１３ｂと負電極端子１１ｂが対向する状態で挿入する第２の工程において、開口２０ａの数と同数以上の発光素子３を位置合わせ治具２０の上方から散布する。これにより、開口２０ａに挿入された発光素子３は磁力によって吸着しているので、基板１から除去されず、開口２０ａに挿入されなかった発光素子３は磁力によって吸着していないので、基板１上から容易に取り除くことができる。複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを、開口２０ａに挿入し配置するためには、まず所定の発光波長の発光素子３、例えば発光素子３Ｒについて、第２の工程において散布工程、除去工程を実施し、場合によっては散布工程、除去工程を繰り返して発光素子３Ｒ用のすべての開口２０ａに挿入し配置する。次に、異なる発光波長の発光素子３、例えば発光素子３Ｇについて、同様にして発光素子３Ｇ用のすべての開口２０ａに挿入し配置する。次に、さらに異なる発光波長の発光素子３、例えば発光素子３Ｂについて、同様にして発光素子３Ｂ用のすべての開口２０ａに挿入し配置する。そして、図７に示すように、位置合わせ治具２０を取り除き、基板１をリフロー装置に通すことによって導電性接続部材１２ａ，１２ｂを溶融し固化させて、すべての発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを基板１上に設置する
。この構成により、それぞれの開口２０ａに１個ずつ発光素子３を挿入していく作業が省かれるので、より良好な作業性およびより高い製造効率でもって表示装置を製造することができる。

上記の表示装置の製造方法において、表示装置を製造するために複数種類の位置合わせ治具２０を用いてもよい。例えば、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂのそれぞれを配置するための３種類の位置合わせ治具２０を用いてもよく、また発光素子３Ｒ，３Ｇを配置するための位置合わせ治具２０と発光素子３Ｂを配置するための位置合わせ治具２０の２種類の位置合わせ治具２０を用いてもよい。例えば、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂのそれぞれを配置するための３種類の位置合わせ治具２０を位置合わせ治具２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとした場合、まず位置合わせ治具２０Ｒを用いて発光素子３Ｒを基板１上に配置し、位置合わせ治具２０Ｒを基板１の上方から取り除いて位置合わせ治具２０Ｇを用いて発光素子３Ｇを基板１上に配置し、位置合わせ治具２０Ｇを基板１の上方から取り除いて位置合わせ治具２０Ｂを用いて発光素子３Ｂを基板１上に配置する、という製造方法を採用することができる。

本発明の表示装置を用いてマルチディスプレイを作製する場合、複数種類の発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを搭載した基板１の複数を、同じ面上において縦横に配置するとともにそれらの側面同士を接着材、結合導体等によって結合（タイリング）させることによって、複合型かつ大型のマルチディスプレイとすることができる。

なお、本発明の表示装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更、改良が施されていてもよい。例えば、フォトダイオード等の受光素子を、本発明の表示装置における発光素子と基本的に同じ構成として基板上に設置してもよく、その場合、表示装置に受光素子を利用したタッチパネル、指紋認証等の機能を追加することができる。例えば、発光部３ａが受光部に変更されている以外は発光素子３と同じ構成である受光素子を、上述した製造方法によって、発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに４種類目の素子として付加して基板上に設置すればよい。

本発明の表示装置は、各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、複合型かつ大型のマルチディスプレイ、自動車経路誘導システム（カーナビゲーションシステム）、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機、デジタル表示式腕時計、スマートウォッチ、方向指示機，信号機等の各種インジケータなどがある。

１ 基板
３，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ 発光素子
３ａ 発光部
３ｂ 基体
３ｃ 突出部
１１ａ，１１Ｒａ，１１Ｇａ，１１Ｂａ 正電極端子
１１ｂ，１１Ｒｂ，１１Ｇｂ，１１Ｂｂ 負電極端子
１２ａ，１２ｂ 導電性接続部材
１３ａ，１３Ｒａ，１３Ｇａ，１３Ｂａ 正電極
１３ｂ，１３Ｒｂ，１３Ｇｂ，１３Ｂｂ 負電極
２０ 位置合わせ治具
２０ａ 開口

Claims (4)

1. 基板と、
   前記基板上に設置され、磁性体から成る正電極および磁性体から成る負電極をそれぞれ有するとともに発光波長が互いに異なる複数種類の発光素子と、を有しており、
   前記基板は、前記正電極に対向し接続され、永久磁性体から成る正電極端子と、前記負電極に対向し接続され、永久磁性体から成る負電極端子と、を有している表示装置であって、
   前記複数種類の発光素子は、平面視形状が合同であることによって同じ輪郭形状であり、種類ごとに前記正電極および前記負電極の配置構成が異なっており、
   前記複数種類の発光素子の平面視形状が前記発光素子の中心点に対して点対称な形状である場合、前記正電極および前記負電極は前記中心点に対して点対称な位置になく、
   前記複数種類の発光素子の平面視形状が非対称性を有する形状である場合、前記正電極および前記負電極は前記中心点に対して点対称な位置にある表示装置。
2. 前記複数種類の発光素子は、種類が異なるものを輪郭を重ねて平面視したときに、前記正電極が互いに重ならない位置にあり前記負電極が互いに重ならない位置にある請求項１に記載の表示装置。
3. 前記基板上に設置された前記複数種類の発光素子のそれぞれを平面視したときに、前記正電極端子は前記正電極の内側にあり、前記負電極端子は前記負電極の内側にある請求項１または２に記載の表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法であって、
   前記正電極端子および前記負電極端子を含む発光素子設置領域が上面の側に複数配置されている前記基板と、前記基板の上面の上方に配置され、前記発光素子の平面視形状と相補形状の開口を前記発光素子設置領域のそれぞれに対応して複数有する位置合わせ治具と、を準備する第１の工程と、
   前記複数の開口の数と同数以上の前記発光素子を前記位置合わせ治具上方から散布することによって、前記複数の開口のそれぞれに、前記発光素子を、前記正電極と前記正電極端子が対向し、かつ前記負電極と前記負電極端子が対向する状態で挿入する第２の工程と、
   前記正電極と前記正電極端子、前記負電極と前記負電極端子、をそれぞれ導電性接続部材を介して接続する第３の工程と、を含む表示装置の製造方法。

Images