KR20200078486A - 발광 장치 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 한 실시 형태의 발광 장치는, 기판과, 기판상에 배치됨과 함께, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자와, 기판과 발광 소자의 사이에 마련된 차광층을 구비한다.

Description

발광 장치 및 표시 장치
본 개시는, 고체 발광 소자를 구비한 발광 장치 및 이것을 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 경량이며 박형인 디스플레이로서, 발광 다이오드(LED)를 표시 화소에 사용한 LED 디스플레이가 주목되고 있다. LED 디스플레이는, 보는 각도에 따라 콘트라스트나 색조가 변화하는 시야각 의존성이 없고, 색을 변화시키는 경우의 반응 속도가 빠르다는 특징이 있다. 이 때문에, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 표시 장치와 같이, 제조 수율의 향상이나, 박형화 등을 목적으로 한 다양한 LED 디스플레이의 개발이 행하여지고 있다.
일본 특개2012-175066호 공보
그런데, 발광 소자로서 LED를 구비한 표시 장치에서는, 신뢰성의 향상이 요망되고 있다.
신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 장치 및 표시 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 한 실시 형태의 발광 장치는, 기판과, 기판상에 배치됨과 함께, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자와, 기판과 발광 소자의 사이에 마련된 차광층을 구비한 것이다.
본 개시의 한 실시 형태의 표시 장치는, 복수의 화소를 갖는 표시 패널과, 영상 신호부에 의거하여 상기 복수의 화소를 구동하는 구동 회로를 구비한 것이고, 표시 패널에 포함되는 복수의 화소는, 기판상에 실장된, 복수의 상기 본 개시의 한 실시 형태의 발광 장치로 이루어진다.
본 개시의 한 실시 형태의 발광 장치 및 한 실시 형태의 표시 장치에서는, 기판과, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자의 사이에, 차광층을 배치하도록 하였다. 이에 의해, 발광 소자로부터 출사되는 광에 의한 기판의 열화를 저감하는 것이 가능해진다.
본 개시의 한 실시 형태의 발광 장치 및 한 실시 형태의 표시 장치에 의하면, 기판과, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자의 사이에, 차광층을 배치하도록 하였기 때문에, 발광 소자로부터 출사되는 광에 의한 기판의 열화가 저감된다. 따라서, 발광 장치 및 표시 장치의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 개시 중에 기재된 어느 하나의 효과라도 좋다.
도 1은 본 개시의 제 하나의 실시 형태에 관한 발광 장치의 구성의 한 예를 도시하는 단면 모식도.
도 2는 도 1에 도시한 발광 소자의 구성의 한 예를 도시하는 단면 모식도.
도 3은 도 1에 도시한 발광 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 4는 도 1에 도시한 차광층을 구성하는 다층 반사막의 특성도.
도 5A는 패키지 구조를 갖는 발광 장치의 구성의 한 예를 도시하는 사시도.
도 5B는 도 5A에 도시한 I-I선에서의 발광 장치의 단면 모식도.
도 6은 본 개시의 표시 장치의 개략 구성의 한 예를 도시하는 사시도.
도 7은 도 6에 도시한 실장 기판의 표면의 레이아웃의 한 예를 도시하는 평면도.
도 8은 본 개시의 제2의 실시의 형태에 관한 발광 장치의 단면 모식도.
도 9는 본 개시의 변형례에 관한 발광 장치의 단면 모식도.
이하, 본 개시에서의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 본 개시의 한 구체례이고, 본 개시는 이하의 양태로 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 개시는, 각 도면에 도시하는 각 구성 요소의 배치나 치수, 치수비 등에 대해서도, 그들로 한정되는 것이 아니다. 그리고, 설명하는 순서는, 하기한 바와 같다.
1. 제 하나의 실시의 형태(기판과 발광 소자의 사이에 DBR에 의해 구성된 차광층을 마련한 발광 장치의 예)
1-1. 발광 장치의 구성
1-2. 표시 장치의 구성
1-3. 작용·효과
2. 제2의 실시의 형태(기판과 발광 소자의 사이에 금속막으로 이루어지는 차광층을 마련한 발광 장치의 예)
3. 변형례(발광 소자의 하부 전극 및 전극 패드의 주위에 접착막을 마련한 예)
<1. 제 하나의 실시의 형태>
도 1은, 본 개시의 제 하나의 실시의 형태에 관한 발광 장치(발광 장치(1))의 단면 구성을 모식적으로 도시한 것이다. 발광 장치(1)는, 예를 들면, LED 디스플레이라고 불리는 표시 장치(예를 들면, 표시 장치(100) ; 도 6 참조)의 표시 화소로서 알맞게 적용 가능한 것이다. 본 실시의 형태의 발광 장치(1)는, 예를 들면, 기판(31)상에 배치된 발광 소자(10)와 기판(31)과의 사이에 차광층(32)이 마련된 구성을 갖는다.
(1-1. 발광 장치의 구성)
발광 장치(1)는, 기판(31)과 대향하는 제1면(하면, 면(S1)) 및 제1면(S1)과는 반대측의 제2면(상면, 면(S2))에, 각각, 제1 전극(14) 및 제2 전극(15)을 갖는 발광 소자(10)가, 예를 들면, 단자 전극(21)을 통하여 기판(31)상에 탑재된 것이다. 단자 전극(21)은, 소정의 간극을 통하여 배치됨과 함께, 서로 전기적으로 분리되어 있는 단자 전극(21A) 및 단자 전극(21B)을 갖는다. 단자 전극(21A)은 제1 전극(14)과 전기적으로 접속되어 있고, 단자 전극(21B)은 제2 전극(15)과, 전기적으로 접속되어 있다. 단자 전극(21)의 하층, 구체적으로는, 기판(31)과 단자 전극(21)의 사이에는, 차광층(32)이 배치되어 있다.
발광 소자(10)는, 소정 파장대의 광을 상면부터 발하는 고체 발광 소자이고, 구체적으로는, LED 칩이다. LED 칩이란, 결정 성장에 사용한 웨이퍼로부터 잘라낸 상태의 것을 가리키고 있고, 성형한 수지 등으로 덮인 패키지 타입의 것은 아닌 것을 가리키고 있다. LED 칩은, 예를 들면, 5㎛ 이상 100㎛ 이하의 사이즈(횡폭(W1))로 되어 있고, 이른바 마이크로 LED라고 불리는 것이다. LED 칩의 평면 형상은, 예를 들면, 개략 정방형으로 되어 있다. LED 칩은, 박편형상(薄片狀)으로 되어 있고, LED 칩의 애스팩트비(높이(H1)/횡폭(W1))(도 2 참조)는, 예를 들면, 0.1 이상 10 미만으로 되어 있다. 발광 소자(10)의 높이(H1)는, 예를 들면, 3㎛ 이상, 50㎛ 이하로 되어 있다.
발광 소자(10)는, 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 도전형층(11), 활성층(12) 및 제2 도전형층(13)을 차례로 적층하여 이루어지는 적층 구조를 갖고 있다. 제1 도전형층(11), 활성층(12) 및 제2 도전형층(13)은, 예를 들면, InGaN계의 반도체 재료나 AlGaInP계의 반도체 재료에 의해 구성되어 있다. 제1 전극(14) 및 제2 전극(15)은, 예를 들면, Ag(은) 등의 고반사성의 금속재료를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 각 발광 소자(10)는, 도시하지 않지만, 측면과, 제1면 중 제1 전극(14)의 미형성 영역을 덮는 절연막을 갖고 있어도 좋다.
발광 소자(10)의 측면은, 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 적층 방향(예를 들면, Z축방향)과 직교하는 면으로 되어 있다. 또한, 광취출 효율을 고려하여, 각 발광 소자(10)의 측면이, 적층 방향과 교차하는 경사면으로 되어 있어도 좋다. 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 각 발광 소자(10)는, 측면에, 당해 발광 소자(10)의 단면(斷面)이 역사다리꼴형상이 되는 경사면을 갖고 있어도 좋다.
제1 도전형층(11)의 하면(면(S1))에는 제1 전극(14)이 마련되어 있다. 제1 전극(14)은, 제1 도전형층(11)에 접함과 함께 제1 도전형층(11)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(14)은, 하면(면(S1))의 전면(全面)에 마련되어 있어도 좋지만, 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 하면의 중앙 부분에 개구(14H)를 마련하도록 하여 좋다.
제2 도전형층(13)의 상면(면(S2))에는 제2 전극(15)이 마련되어 있다. 제2 전극(15)은, 제2 도전형층(13)에 접함과 함께 제2 도전형층(13)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(14) 및 제2 전극(15)은, 단일한 전극에 의해 구성되어 있어도 좋고, 복수의 전극에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 이하에서는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 전극(14) 및 제2 전극(15)이 모두, 단일한 전극으로 이루어지는 것으로 한다.
단자 전극(21)은, 상기한 바와 같이, 소정의 간극을 통하여 배치됨과 함께, 서로 전기적으로 분리된 단자 전극(21A) 및 단자 전극(21B)으로 구성되어 있다. 단자 전극(21A) 및 단자 전극(21B)은, 서로 동일면 내에 형성되어 있고, 예를 들면, 기판(31)상에 형성되어 있다. 각 단자 전극(21A, 21B)은, 예를 들면, 주로 Cu(구리)를 포함하여 구성되어 있다. 각 단자 전극(21A, 21B)의 표면의 적어도 일부가, 예를 들면, Au(금) 등의 산화되기 어려운 재료로 피복되어 있어도 좋다. 예를 들면, 각 단자 전극(21A, 21B)의 표면 전체가, Au나 Ti 등의 산화되기 어려운 재료로 피복되어 있어도 좋다. 각 단자 전극(21)은, 발광 장치(1)의 입출력 단자로서의 역할 외에, 활성층(12)으로부터 발하여진 광을 제2 도전형층(13)측으로 반사하는 역할도 갖고 있다.
단자 전극(21A)은, 예를 들면, 기판(31)상에서의 발광 소자(10)와의 대향 영역에 배치되어 있고, 발광 소자(10)의 제1 전극(14)과 접합재(도시 생략)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 접합재는, 예를 들면, 도금 처리에 의해 형성된 도금 금속에 의해 구성되어 있다. 또한, 접합재는, 도금 처리 이외의 방법으로 형성된 것이라도 좋다. 단자 전극(21A)은, 예를 들면, 발광 소자(10)와의 대향 영역의 내측에 개구(21H)를 갖는다. 이 개구(21H)는, 예를 들면, 발광 소자(10)의 제1 전극(14)에 마련된 개구(14H)에 대응하도록 마련되어 있고, 개구(14H) 및 개구(21H) 내에는, 예를 들면 접착제(23)가 충전되어 있다. 이에 의해, 발광 소자(10)는 기판(31)상에 유지된다. 접착제(23)로서는, 예를 들면 감광성 수지 등을 사용할 수 있다.
단자 전극(21B)은, 예를 들면, 기판(31)상에서의 발광 소자(10)와의 대향 영역의 외측에 배치되어 있고, 발광 소자(10)의 제2 전극(15)과, 배선(22)(도전선)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 배선(22)은, 발광 소자(10)의 상면에 있는 제2 전극(15)과 접하여 있고, 제2 전극(15)과는 전기적으로 접속되어 있다.
배선(22)은, 예를 들면, 와이어에 의해 구성되어 있어도 좋고, 도금 금속을 포함하여 구성되어 있어도 좋다. 도금 금속을 포함하여 구성하는 경우에는, 배선(22)은, 구체적으로는, 시드 금속과, 이 시드 금속의 상면에 적층된 도금 금속에 의해 구성되어 있다. 여기서, 시드 금속은, 상기한 바와 마찬가지로 티탄(Ti)이나 구리(Cu) 등을 스퍼터, PVD 또는 CVD 등의 성막 프로세스를 이용하여 형성된 것이다. 도금 금속은, 상기한 바와 마찬가지로 성막 프로세스의 하나인 도금 처리에 의해 형성된 것이다. 또한, 도금의 종류로서는, 예를 들면, 전해 도금, 무전해 도금 등을 들 수 있다. 배선(22)은, 도금 공정을 경유하여 형성된 것이다. 배선(22)은, 최적인 성장 방법의 선택에 의해 전기적·기계적으로 안정된 구조로 되어 있고, 예를 들면, 콘포멀하게(conformally)(예를 들면 막두께 균일하게) 형성되어 있거나, 예를 들면, 제2 전극(15)과의 접속 부분이 다른 부분보다도 상대적으로 두꺼운 형상으로 형성되어 있거나 한다.
기판(31)은, 예를 들면, 표면 및 이면에 배선 구조를 가짐과 함께, 층간의 전기적인 접속이 비아로 이루어진 적층 기판이다. 구체적으로는, 예를 들면, 기판(31)은, 빌드 업 기판이고, 코어 기판과, 코어 기판의 표면 및 이면에 접하여 각각 형성된 빌드 업층을 갖고 있다. 코어 기판은, 예를 들면, 기판(31)의 강성을 확보하기 위한 것이고, 예를 들면, 글라스에폭시 기판에 의해 구성되어 있다. 빌드 업층은, 1층 이상의 배선층을 갖고 있고, 기판(31)의 표면에는, 예를 들면, 발광 소자(10)를 구동시키는 구동 IC 등을 구성하는 배선이, 예를 들면 수지층에 덮여져서 형성되어 있다. 기판(31)의 이면에는, 예를 들면, 외부 단자로서의 복수의 전극 패드 등이 마련되어 있다.
차광층(32)은, 기판(31)상의 예를 들면 전면에 형성되어 있고, 파장 선택성을 가지며, 발광 소자(10)로부터 출사되는 발광 파장 근방 이외의 파장을 투과하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 차광층(32)은, 발광 소자(10)로부터 출사되는 발광 파장 및 발광 파장의 전후 50㎚를 제외한 파장을 투과하는 것이 바람직하다. 한 구체례로서는, 차광층(32)은, 예를 들면, 발광 소자(10)를 기판(31)상에 유지하기 위한 수지(도시 생략)를 경화시키기 위한 노광에 필요한 파장(예를 들면, 250㎚ 이상 350㎚ 이하)은 투과시키고, 발광 파장은 반사시키는 적층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 차광층(32)은, 예를 들면, 파장 컨트롤층을 이용하여 구성할 수 있다. 파장 컨트롤층의 한 예로서는, 분포(分布) 브래그 반사기(Distributed Bragg Reflector : DBR)와 같은 포토닉 결정을 이용하여 구성을 들 수 있다.
이와 같은 구성으로서는, 예를 들면, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiN), 산화티탄(TiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 등의, 서로 굴절율이 다른 재료의 단층막을 2종 조합시켜서 교대로 적층시킨 구조를 들 수 있다. 예를 들면, SiO2막과 TiO2막을 조합시키고, 각각의 막두께를 λ/4로 하여 5페어의 적층 구조를 갖는 다층 반사막(차광층(32))을 형성한 경우, 예를 들면, 460㎚의 파장에 대해, 도 6에 도시한 바와 같은 반사율을 얻을 수 있다. 또한, 상기 구성은 한 예이고, 5페어 이하 또는 5페어 이상의 적층 구조로 하여도 좋고, SiO2막과 TiO2막과의 적층 구조 이외의 조합으로 하여도 좋다.
또한, 차광층(32)은, DBR 이외의 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 차광층(32)은, 일반적인 컬러 필터나 3차원 포토제닉 결정 등을 이용하여 구성하여도 좋다.
또한, 발광 장치(1)는, 예를 들면, 도 5A 및 도 5B에 도시한 바와 같이, 복수의 발광 소자(10)가 얇은 두께의 수지(절연체(20))에 의해 덮인 미소 패키지 구조로 하여도 좋다(발광 장치(1A)).
도 5A는, 발광 장치(1A)의 구성을 사시적으로 도시한 것이고, 도 5B는, 도 5A에 도시한 I-I선에서의 단면 구성을 모식적으로 도시한 것이다. 그와 관련하여, 도 1에 도시한 발광 장치(1)의 단면 구성은, 도 5A에서는, I-I선에서의 단면에 상당한다. 발광 장치(1A)에서는, 도 5A에 도시한 바와 같이, 3개의 발광 소자(10)를 구비하고 있다. 각 발광 소자(10)는, 발광 장치(1A) 내에 배치되어 있고, 예를 들면, 도 5A에 도시한 바와 같이, 다른 발광 소자(10)와 소정의 간극을 통하여, 예를 들면 일렬로 배치되어 있다. 서로 이웃하는 2개의 발광 소자(10)의 간극은, 예를 들면, 각 발광 소자(10)의 사이즈와 동등하든지, 그보다도 크게 되어 있다. 또한, 상기한 간극은, 경우에 따라서는, 각 발광 소자(10)의 사이즈보다도 좁게 되어 있어도 좋다. 발광 소자(10)와 발광 장치(1A)의 측면과의 간격은, 예를 들면, 각 발광 소자(10)의 사이즈의 1/2 이상으로 되어 있다.
각 발광 소자(10)는, 서로 다른 파장대의 광을 발하도록 되어 있다. 예를 들면, 도 5A에 도시한 바와 같이, 3개의 발광 소자(10)는, 녹색대의 광을 발하는 발광 소자(10G)와, 적색대의 광을 발하는 발광 소자(10R)와, 청색대의 광을 발하는 발광 소자(10B)에 의해 구성되어 있다. 발광 소자(10G)는, 예를 들면, 발광 장치(1A)의 변부(邊部) 근방에 배치되어 있다. 발광 소자(10B)는, 예를 들면, 발광 장치(1A)의 변부 중 발광 소자(10G)의 근접하는 변부와는 다른 변부의 부근에 배치되어 있다. 발광 소자(10R)는, 예를 들면, 발광 소자(10G)와 발광 소자(10B) 사이에 배치되어 있다. 또한, 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 각각의 위치는, 상기로 한정되는 것이 아니지만, 이하에서는, 발광 소자(10R, 10G, 10B)가 위에서 예시한 개소에 배치되어 있는 것으로 하여, 다른 구성 요소의 위치 관계를 설명하는 경우가 있다.
발광 장치(1A)는, 또한, 도 5A 및 도 5B에 도시한 바와 같이, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)가 매입된 칩형상의 절연체(20)를 구비하고 있다. 또한, 발광 장치(1A)는, 발광 장치(1)와 마찬가지로, 발광 소자(10R, 10G, 10B)마다, 단자 전극(21A, 21B)과, 배선(22)을 구비하고 있다.
절연체(20)는, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)를, 적어도 측면측 및 상면측에서 둘러쌈과 함께 유지하는 것이다. 절연체(20)는, 또한, 배선(22)을 내부에 갖고 있다. 즉, 배선(22)은, 절연체(20) 내에 매입되어 있다. 절연체(20)는, 예를 들면, 폴리이미드 등의 수지 재료에 의해 구성되어 있다. 또한, 절연체(20)는, 내광성을 가짐과 함께 감광성을 갖는 투명 수지를 경화시킨 것이라도 좋다. 절연체(20)의 애스팩트비(높이(H2)/상면의 폭(W2))는, 예를 들면, 1보다도 작게 되어 있다.
절연체(20)는, 예를 들면, 도 5A 및 도 5B에 도시한 바와 같이, 상면 및 하면에 평탄면을 갖고 있다. 절연체(20)의 상면에는, 구조물은 특히 특별히 마련되어 있지 않고, 절연체(20)의 상면은, 외부(예를 들면 공기)와 접하여 있다. 한편, 절연체(20)의 하면에는, 단자 전극(21A, 21B)이 마련되어 있다. 단자 전극(21A, 21B)은, 상기 발광 장치(1)와 마찬가지로, 소정의 간극을 통하여 배치되어 있고, 서로 전기적으로 분리되어 있다.
절연체(20)는, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 측면과, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 상면에 접하여 형성되어 있다. 절연체(20)는, 예를 들면, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 배열 방향으로 연재되는 띄모양(帶狀)의 형상(예를 들면 직방체 형상)으로 되어 있다. 절연체(20)의 높이(H2)는, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 높이(H1)보다도 높게 되어 있고, 절연체(20)의 상면의 폭(W2)은, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 횡폭(W1)보다도 넓게 되어 있다.
(1-2. 표시 장치의 구성)
도 6은, 표시 장치(100)의 개략 구성의 한 예를 사시적(斜視的)으로 도시한 것이다. 표시 장치(100)는, 이른바 LED 디스플레이라고 불리는 것이고, 표시 화소로서, 예를 들면 발광 장치(1A)가 사용된 것이다. 표시 장치(100)는, 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 표시 패널(110)과, 표시 패널(110)을 구동하는 구동 회로(도시 생략)를 구비하고 있다.
표시 패널(110)은, 실장 기판(110-1)과, 투명 기판(110-2)을 서로 중합시킨 것이다. 투명 기판(110-2)의 표면이 영상 표시면으로 되어 있고, 중앙 부분에 표시 영역(110A)을 가지며, 그 주위에, 비표시 영역인 프레임 영역(210B)을 갖고 있는 도 7은, 실장 기판(110-1)의 투명 기판(110-2)측의 표면 중 표시 영역(110A)에 대응하는 영역의 레이아웃의 한 예를 도시한 것이다.
실장 기판(110-1)의 표면 중 표시 영역(110A)에 대응하는 영역에는, 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 데이터 배선(111)이 소정의 방향으로 연재되어 형성되어 있고, 또한, 소정의 피치로 병렬 배치되어 있다. 실장 기판(110-1)의 표면 중 표시 영역(110A)에 대응하는 영역에는, 또한, 예를 들면, 복수의 스캔 배선(112)이 데이터 배선(111)과 교차(예를 들면 직교)하는 방향으로 연재되어 형성되어 있고, 또한, 소정의 피치로 병렬 배치되어 있다. 데이터 배선(111) 및 스캔 배선(112)은, 예를 들면, Cu(구리) 등의 도전성 재료로 이루어진다.
스캔 배선(112)은, 예를 들면, 최표층에 형성되어 있고, 예를 들면, 기재(基材) 표면에 형성된 절연층(도시 생략)상에 형성되어 있다. 또한, 실장 기판(110-1)의 기재는, 예를 들면, 글라스 기판, 또는 수지 기판 등으로 이루어지고, 기재상의 절연층은, 예를 들면, SiN, SiO2, 또는 Al2O3으로 이루어진다. 한편, 데이터 배선(111)은, 스캔 배선(112)을 포함하는 최표층과는 다른 층(예를 들면,최표층보다도 아래의 층)안에 형성되어 있고, 예를 들면, 기재상의 절연층 내에 형성되어 있다. 절연층의 표면상에는, 스캔 배선(112) 외에, 예를 들면, 필요에 응하여, 블랙이 마련되어 있다. 블랙은, 콘트라스트를 높이기 위한 것이고, 광흡수성의 재료에 의해 구성되어 있다. 블랙은, 예를 들면, 절연층의 표면 중 적어도 패드 전극(420)의 비형성 영역에 형성되어 있다. 또한, 블랙은, 필요에 응하여 생략하는 것도 가능하다.
데이터 배선(111)과 스캔 배선(112)과의 교차부분의 근방이 표시 화소(113)로 되어 있고, 복수의 표시 화소(113)가 표시 영역(110A) 내에서 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 각 표시 화소(113)에는, 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 발광 소자(10)를 포함하는 발광 장치(1A)가 실장되어 있다. 또한, 도 7에는, 3개의 발광 소자(10)(10R, 10G, 10B)로 하나의 표시 화소(113)가 구성되어 있고, 발광 소자(10R)로부터 적색의 광을, 발광 소자(10G)로부터 녹색의 광을, 발광 소자(10B)로부터 청색의 광을 각각 출력할 수 있도록 되어 있는 경우가 예시되어 있다.
상기한 바와 같이, 발광 장치(1A)에는, 발광 소자(10R, 10G, 10B)마다 한 쌍의 단자 전극(21A, 21B)이 마련되어 있다. 그리고, 일방의 단자 전극(21A)이, 예를 들면, 데이터 배선(111)에 전기적으로 접속되어 있고, 타방의 단자 전극(21B)이, 예를 들면, 스캔 배선(112)에 전기적으로 접속되어 있다. 예를 들면, 단자 전극(21A)은, 데이터 배선(111)에 마련된 분지(分枝)(111A)의 선단의 패드 전극(420)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 예를 들면, 단자 전극(21B)은, 스캔 배선(112)에 마련된 분지(112A)의 선단의 패드 전극(420)에 전기적으로 접속되어 있다.
각 패드 전극(420)은, 예를 들면, 최표층에 형성되어 있고, 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 각 발광 장치(1A)가 실장되는 부위에 마련되어 있다. 여기서, 패드 전극(420)은, 예를 들면, Au(금) 등의 도전성 재료로 이루어진다.
실장 기판(110-1)에는, 또한, 예를 들면, 실장 기판(110-1)과 투명 기판(110-2) 사이의 간격을 규제하는 복수의 지주(도시 생략)가 마련되어 있다. 지주는, 표시 영역(110A)과의 대향 영역내에 마련되어 있어도 좋고, 프레임 영역(210B)과의 대향 영역 내에 마련되어 있어도 좋다.
투명 기판(110-2)은, 예를 들면, 글라스 기판, 또는 수지 기판 등으로 이루어진다. 투명 기판(110-2)에서, 발광 장치(1A)측의 표면은 평탄하게 되어 있어도 좋지만, 조면(粗面)으로 되어 있는 것이 바람직하다. 조면은, 표시 영역(110A)과의 대향 영역 전체에 걸쳐서 마련되어 있어도 좋고, 표시 화소(113)와의 대향 영역에만 마련되어 있어도 좋다. 조면은, 발광 소자(10)로부터 발하여진 광이 당해 조면에 입사한 때에 입사광을 산란시키는 정도로 섬세한 요철을 갖고 있다. 조면의 요철은, 예를 들면, 샌드 블라스트나, 드라이 에칭 등에 의해 제작 가능하다.
구동 회로는, 영상 신호에 의거하여 복수의 표시 화소(113)를 구동하는 것이다. 구동 회로는, 예를 들면, 표시 화소(113)에 접속된 데이터 배선(111)을 구동하는 데이터 드라이버와, 표시 화소(113)에 접속된 스캔 배선(112)을 구동하는 스캔 드라이버에 의해 구성되어 있다. 구동 회로는, 예를 들면, 실장 기판(110-1)상에 실장되어 있어도 좋고, 표시 패널(110)과는 별도로 마련되고, 또한, 배선(도시 생략)을 통하여 실장 기판(110-1)과 접속되어 있어도 좋다.
(1-3. 작용·효과)
전술한 바와 같이, 근래, 경량이며 박형인 디스플레이로서, 발광 다이오드(LED)를 표시 화소에 이용한 LED 디스플레이가 주목되고 있다.
일반적으로, 발광 소자로서 LED가 탑재되는 기판 구조에서는, 기판의 표면에는 수지에 의해 덮인 배선층이 형성되어 있다. 발광 소자로서, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 LED를 그 기판에 탑재하는 경우, 상면에 마련된 전극(상부 전극)과 전기적으로 접속되는 단자 전극은, 하면에 마련된 전극(하부 전극)과의 단락을 막기 위해 LED로부터 떨어진 위치에 배치된다. 이 때문에, LED의 상부 전극 및 하부 전극과 각각 전기적으로 접속되는 2개의 단자 전극의 사이에는, 기판상에 마련된 수지가 노출한 영역이 형성된다. 이 노출한 수지 부분에 LED로부터 출사된 광(특히, 청색광)이 조사되면, 수지가 열화되어, 단락 등을 일으킬 우려가 있다. 특히, LED의 상부 전극과 기판상의 단자 전극을 확폭의 배선을 이용하여 접속한 경우, LED로부터 출사된 광은, 그 배선에 의해 기판측으로 반사되어, 기판상의 수지는 열화되기 쉬워진다.
이에 대해, 본 실시의 형태에서는, 기판(31)과 발광 소자(10)의 사이에 차광층(32)을 형성하도록 하였다. 이에 의해, 발광 소자(10)로부터 출사된 광이나, 제2 전극(15)과 단자 전극(21B)을 접속하는 배선(22)에 의해 반사된 반사광에 의한 기판(31)의 열화를 저감하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에서의 발광 장치(1)에서는, 기판(31)과 발광 소자(10)와의 사이에 차광층(32)을 형성하도록 하였기 때문에, 발광 소자(10)로부터 출사된 광이나, 제2 전극(15)과 단자 전극(21B)을 접속하는 배선(22)에 의해 반사된 반사광에 의한 기판(31)의 열화가 저감된다. 따라서, 발광 장치(1) 및 이것을 구비한 표시 장치(100)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 발광 소자(10)로부터의 광 누설을 어느 정도 허용하는 것이 가능해지기 때문에, 발광 소자(10)로서, 보다 발광 효율이 높은 발광 소자를 이용하는 것이 가능해진다. 따라서, 발광 소자의 구조의 자유도가 향상함과 함께, 보다 휘도가 높은 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 개시의 제2의 실시의 형태 및 변형례에 관해 설명한다. 또한, 상기 실시의 형태의 발광 장치(1)에 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
<2. 제2의 실시의 형태>
도 8은, 본 개시의 제2의 실시의 형태에 관한 발광 장치(발광 장치(2))의 단면 구성을 모식적으로 도시한 것이다. 발광 장치(2)는, 상기 제 하나의 실시의 형태와 마찬가지로, 예를 들면, LED 디스플레이라고 불리는 표시 장치의 표시 화소로서 알맞게 적용 가능한 것이다. 본 실시의 형태의 발광 장치(2)는, 예를 들면, 기판(31)상에 배치된 발광 소자(10)와 기판(31)과의 사이에 마련된 차광층(42)이, 금속막에 의해 구성되어 있는 점이 상기 제 하나의 실시의 형태와는 다르다.
발광 장치(2)는, 기판(31)과 대향하는 제1면(하면, 면(S1)) 및 제1면(S1)과는 반대측의 제2면(상면, 면(S2))에, 각각, 제1 전극(14) 및 제2 전극(15)을 갖는 발광 소자(10)가, 예를 들면, 단자 전극(21)을 통하여 기판(31)상에 탑재된 구성을 갖는다. 단자 전극(21)은, 소정의 간극을 통하여 배치됨과 함께, 서로 전기적으로 분리되어 있는 단자 전극(21A) 및 단자 전극(21B)을 가지며, 단자 전극(21A)은 제1 전극(14)과, 단자 전극(21B)은 제2 전극(15)과, 각각, 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 기판(31)상에 차광층(42)이 형성되어 있고, 기판(31)상에는, 또한, 차광층(42)을 덮도록 절연층(43)이 형성된 구성을 갖는다.
차광층(42)은, 기판(31)상의 일부 또는 전면에 형성되어 있고, 예를 들면, 금속막에 의해 구성되어 있다. 금속막의 재료로서는, 예를 들면, 티탄(Ti), TiW 등의 Ti 합금, 알루미늄(Al), Al 합금, 금(Au), Au 합금, 구리(Cu), Cu 합금, 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt) 등을 들 수 있고, 차광층(42)은, 이들의 단층막 또는 적층막에 의해 형성되어 있다. 차광층(42)의 막두께는, 발광 소자로부터 출사되는 광을 차광할 수 있으면 좋고), 예를 들면, 100㎚ 이상 300㎚ 이하이다. 차광층(42)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 적어도 단자 전극(21A)과 단자 전극(21B)과의 간극에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 차광층(42)을 기판(31)상의 전면에 마련하는 경우에는, 발광 소자(10)와 대향하는 영역(발광 소자(10)의 형성 영역)의 내측, 예를 들면, 제1 전극(14)의 개구(14H)와 대향하는 위치에 개구를 마련하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자(10)를, 예를 들면 광경화성 수지를 이용하여 기판(31)상에 유지할 때에, 기판(31)측부터의 광조사가 가능해진다.
절연층(43)은, 단자 전극(21A, 21B)과 차광층(42)을 전기적으로 절연하기 위한 것이다. 절연층(43)은, 예를 들면, SiN, SiO2, 또는 Al2O3로 이루어진다. 절연층(43)의 막두께는 특히 묻지 않지만, 예를 들면, 200㎚ 이상 두꺼운 것이 바람직하고, 예를 들면, 300㎚ 이상 500㎚ 이하이다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에서는, 차광층(42)을, 금속막을 사용하여 구성하도록 하였다. 이와 같이, 차광층(42)을, 금속막을 사용하여 구성하는 경우도, 상기 제 하나의 실시의 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 차광층(42)을, 단자 전극(21A)과 단자 전극(21B)의 간극에 대응하는 위치에만 형성하도록 하였기 때문에, 발광 소자(10)가 탑재된 기판(31)의 표면의 요철을 저감하는 것이 가능해진다.
<3. 변형례>
도 9는, 본 개시의 변형례에 관한 발광 장치(발광 장치(3))의 단면 구성을 모식적으로 도시한 것이다. 본 변형례의 발광 장치(3)는, 기판(31)과 발광 소자(10)의 사이의 접착제(23)를, 발광 소자(10)의 제1 전극(14)의 측면 및 단자 전극(21A)의 측면 및 상면을 연속하여 덮도록 연재(延在)시킨 점이 상기 제1 및 제2의 실시의 형태와는 다르다. 이와 같이, 기판(31)상의 발광 소자(10) 및 단자 전극(21A)의 주위까지 접착제(23)를 연재시킴으로써, 발광 소자(10)를 보다 강고하게 기판(31)상에 유지하는 것이 가능해진다.
이상, 제1 및 제2의 실시의 형태 및 변형례를 들어 본 개시를 설명하였지만, 본 개시는 상기 실시의 형태 등으로 한정되는 것이 아니고, 여러 가지 변형이 가능하다.
예를 들면, 본 기술은, 본 실시의 형태의 발광 장치(1)(및 발광 장치(1A)) 및 표시 장치(100)의 구조로 한정되지 않고, 예를 들면, 패키지 구조를 갖는 발광 장치(1A)를 기판(31)상에 솔더를 사용하여 접합하는 경우에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 발광 장치(1A)와 기판(31)을 솔더를 사용하여 접합할 때에는, 납땜 입자를 포함한 열경화성 수지를 사용하여 발광 장치(1A)와 기판(31)과의 접합을 강화하는 경우가 있다. 그 경우, 감광성 수지가 발광 소자(10)의 하부에 남는다. 그와 같은 구조에서는, 차광층을 패키지측에 마련함으로써, 감광성 수지의 열화를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 명세서 중에 기재된 효과는 어디까지나 예시이고 한정되는 것이 아니고, 또한, 다른 효과가 있어도 좋다.
또한, 본 개시는 이하와 같은 구성을 취하는 것도 가능하다.
(1)
기판과,
상기 기판상에 배치됨과 함께, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자와,
상기 기판과 상기 발광 소자의 사이에 마련된 차광층을 구비한 발광 장치.
(2)
상기 차광층은 파장 선택성을 가지며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 발광 파장 이외의 파장을 투과하는, 상기 (1)에 기재된 발광 장치.
(3)
상기 차광층은, 상기 발광 소자로부터 출사되는 발광 파장 및 상기 발광 파장의 전후 50㎚를 제외한 파장을 투과하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 발광 장치.
(4)
상기 차광층은, 서로 다른 굴절율을 갖는 복수의 층이 교대로 적층된 광반사층인, 상기 (1) 내지 (3) 중의 어느 하나에 기재된 발광 장치.
(5)
상기 차광층은 금속막인, 상기 (1) 내지 (3) 중의 어느 하나에 기재된 발광 장치.
(6)
상기 금속막은, 상기 발광 소자와의 대향 영역의 내측에 개구를 갖는, 상기 (5)에 기재된 발광 장치.
(7)
또한, 상기 차광층과 상기 발광 소자의 사이에, 상기 발광 소자의 전극과 전기적으로 접속되어 있는 복수의 단자 전극을 가지며,
상기 복수의 단자 전극 중의 하나의 단자 전극은, 상기 발광 소자의 상부에 마련된 전극과, 상기 발광 소자의 측면부터 떨어진 위치에 배치된 도전선을 통하여 전기적으로 접속되어 있는, 상기 (1) 내지 (6) 중의 어느 하나에 기재된 발광 장치.
(8)
상기 하나의 단자 전극은, 상기 기판상에서의 상기 발광 소자와의 대향 영역의 외측에 배치되고, 상기 복수의 단자 전극을 구성하는 다른 단자 전극과의 사이에 간극을 갖는, 상기 (7)에 기재된 발광 장치.
(9)
상기 차광층은, 적어도, 상기 하나의 단자 전극과 상기 다른 단자 전극 사이의 간극에 대응하는 위치에 마련되어 있는, 상기 (8)에 기재된 발광 장치.
(10)
상기 다른 단자 전극은, 상기 발광 소자와의 대향 영역의 내측에 개구를 갖는, 상기 (8) 또는 (9)에 기재된 발광 장치.
(11)
상기 발광 소자는, 절연체에 의해 매입되어 있는, 상기 (1) 내지 (10) 중의 어느 하나에 기재된 발광 장치.
(12)
상기 절연체에는, 상기 발광 소자와 함께, 서로 다른 파장을 출사하는 하나 이상의 발광 소자가 매입되어 있는, 상기 (11)에 기재된 발광 장치.
(13)
복수의 화소를 갖는 표시 패널과,
영상 신호부에 의거하여 상기 복수의 화소를 구동하는 구동 회로를 구비하고,
상기 표시 패널에 포함되는 복수의 화소는, 기판상에 실장된 복수의 발광 장치로 이루어지고,
상기 발광 장치는,
기판과,
상기 기판상에 배치됨과 함께, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자와,
상기 기판과 상기 발광 소자의 사이에 마련된 차광층을 갖는 표시 장치.
본 출원은, 일본 특허청에서 2017년 11월 20일에 출원된 일본 특허출원 번호 2017-222580호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원의 모든 내용을 참조에 의해 본 출원에 원용한다.
당업자라면, 설계상의 요건이나 다른 요인에 응하여, 여러 가지의 수정, 콤비네이션, 서브콤비네이션, 및 변경을 상도할 수 있는데, 그것들은 첨부한 청구의 범위나 그 균등물의 범위에 포함되는 것으로 이해된다.

Claims (13)

  1. 기판과,
    상기 기판상에 배치됨과 함께, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자와,
    상기 기판과 상기 발광 소자의 사이에 마련된 차광층을 구비한 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차광층은 파장 선택성을 가지며, 상기 발광 소자로부터 출사되는 발광 파장 이외의 파장을 투과하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차광층은, 상기 발광 소자로부터 출사되는 발광 파장 및 상기 발광 파장의 전후 50㎚를 제외한 파장을 투과하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차광층은, 서로 다른 굴절율을 갖는 복수의 층이 교대로 적층된 광반사층인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차광층은 금속막인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속막은, 상기 발광 소자와의 대향 영역의 내측에 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    또한, 상기 차광층과 상기 발광 소자의 사이에, 상기 발광 소자의 전극과 전기적으로 접속되어 있는 복수의 단자 전극을 가지며,
    상기 복수의 단자 전극 중의 하나의 단자 전극은, 상기 발광 소자의 상부에 마련된 전극과, 상기 발광 소자의 측면으로부터 떨어진 위치에 배치된 도전선을 통하여 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하나의 단자 전극은, 상기 기판상에서의 상기 발광 소자와의 대향 영역의 외측에 배치되고, 상기 복수의 단자 전극을 구성하는 다른 단자 전극과의 사이에 간극을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차광층은, 적어도, 상기 하나의 단자 전극과 상기 다른 단자 전극 사이의 간극에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 다른 단자 전극은, 상기 발광 소자와의 대향 영역의 내측에 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 절연체에 의해 매입되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 절연체에는, 상기 발광 소자와 함께, 서로 다른 파장을 출사하는 하나 이상의 발광 소자가 매입되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  13. 복수의 화소를 갖는 표시 패널과,
    영상 신호부에 의거하여 상기 복수의 화소를 구동하는 구동 회로를 구비하고,
    상기 표시 패널에 포함되는 복수의 화소는, 기판상에 실장된 복수의 발광 장치로 이루어지고,
    상기 발광 장치는,
    기판과,
    상기 기판상에 배치됨과 함께, 상면 및 하면에 각각 전극을 갖는 발광 소자와,
    상기 기판과 상기 발광 소자의 사이에 마련된 차광층을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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