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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-184409(P2021-184409A)
(43)【公開日】2021年12月2日
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/22 20100101AFI20211105BHJP
H01L 33/62 20100101ALI20211105BHJP
G09F 9/33 20060101ALI20211105BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20211105BHJP
【ＦＩ】
H01L33/22
H01L33/62
G09F9/33
G09F9/30 310
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2020-88723(P2020-88723)
(22)【出願日】2020年5月21日
(71)【出願人】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】山田 一幸
【テーマコード（参考）】
5C094
5F142
5F241
【Ｆターム（参考）】
5C094AA35
5C094BA03
5C094BA23
5C094CA19
5C094DA13
5C094DB01
5C094EA10
5C094EB10
5C094FA01
5C094FA02
5C094FA04
5C094FB12
5C094FB15
5F142AA42
5F142BA32
5F142CA11
5F142CA14
5F142CB03
5F142CB14
5F142CB23
5F142CD02
5F142CD13
5F142CD16
5F142CD17
5F142CD49
5F142CE06
5F142CF02
5F142CF23
5F142CF25
5F142CF42
5F142FA03
5F142GA02
5F241AA33
5F241CA12
5F241CB36
5F241FF06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ＬＥＤチップによって発生した熱を効率よく放出する放熱機構が設けられた表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１０は、第１面側１０１にＬＥＤチップ２０１、２０３、２０５を含む画素回路１１０を備え、前記第１面とは反対側の第２面側１０３に、空間に露出された凹凸１２０が設けられたアレイ基板１００を有する。前記アレイ基板は、前記第２面側に備えられた金属膜を含み、前記金属膜の表面は、前記空間に露出されていてもよい。前記アレイ基板は、絶縁性基板１０９及び金属膜を含み、前記絶縁性基板は前記第１面側に設けられ、前記金属膜は前記第２面側に設けられ、前記凹凸は、前記絶縁性基板の形状を反映した形状であってもよい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１面側にＬＥＤチップを含む画素回路を備え、前記第１面とは反対側の第２面側に、空間に露出された凹凸が設けられたアレイ基板を有する表示装置。
【請求項2】
前記アレイ基板は、前記第２面側に備えられた金属膜を含み、
前記金属膜の表面は、前記空間に露出されている、請求項１に記載の表示装置。
前記金属膜の表面は、前記空間に露出されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記アレイ基板は、絶縁性基板及び金属膜を含み、
前記絶縁性基板は前記第１面側に設けられ、
前記金属膜は前記第２面側に設けられ、
前記凹凸は、前記絶縁性基板の形状を反映した形状である、請求項１に記載の表示装置。
前記絶縁性基板は前記第１面側に設けられ、
前記金属膜は前記第２面側に設けられ、
前記凹凸は、前記絶縁性基板の形状を反映した形状である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項4】
前記ＬＥＤチップは複数設けられ、
複数の前記ＬＥＤチップは、第１方向に周期的に配置され、
前記凹凸は、前記第１方向に前記ＬＥＤチップとは異なる周期で設けられている、請求項１乃至３のいずれか一に記載の表示装置。
複数の前記ＬＥＤチップは、第１方向に周期的に配置され、
前記凹凸は、前記第１方向に前記ＬＥＤチップとは異なる周期で設けられている、請求項１乃至３のいずれか一に記載の表示装置。
【請求項5】
前記凹凸は、不規則に設けられている、請求項１乃至３のいずれか一に記載の表示装置。
【請求項6】
前記金属膜は、前記画素回路に設けられた配線の一部に電気的に接続されている、請求項２に記載の表示装置。
【請求項7】
前記金属膜及び前記配線には固定された基準電圧が供給される、請求項６に記載の表示装置。
【請求項8】
前記金属膜は、前記第１面と前記第２面とを接続する第３面を介して、前記画素回路に設けられた配線の一部に接続されている、請求項２、６及び７のいずれか一に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置に関する。特にＬＥＤチップを実装した表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
スマートフォン等の中小型表示装置において、液晶やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた表示装置が既に製品化されている。特に、自発光型素子であるＯＬＥＤを用いたＯＬＥＤ表示装置は、液晶表示装置と比べて、高コントラストでバックライトが不要である、という利点を有する。しかしながら、ＯＬＥＤは有機化合物によって構成されるため、有機化合物の劣化に起因して、ＯＬＥＤ表示装置の高信頼性を確保することが難しい。
【0003】
近年、次世代表示装置として、アレイ基板の画素回路として微小なＬＥＤチップを実装した、いわゆるマイクロＬＥＤ表示装置（又はミニＬＥＤ表示装置）の開発が進められている（例えば、特許文献１および特許文献２）。ＬＥＤは、ＯＬＥＤと同様の自発光型素子であるが、ＯＬＥＤと異なり、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などを含む無機化合物で構成される。したがって、ＯＬＥＤ表示装置と比較すると、マイクロＬＥＤ表示装置は高信頼性を確保しやすい。さらに、ＬＥＤチップは、ＯＬＥＤ表示装置よりも発光効率及び輝度が高い。したがって、マイクロＬＥＤ表示装置は、高信頼性、高輝度、及び高コントラストの次世代表示装置として期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第１００９０３３５号明細書
【特許文献2】中国特許出願公開第１１０１９００８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
マイクロＬＥＤ表示装置は、ＯＬＥＤ表示装置と異なり、発光時に光エネルギーだけでなく熱エネルギーを放出する。高輝度を実現するためにＬＥＤチップに大電流が供給されると大きな熱エネルギーが発生する。また、高コントラストを実現するためにＬＥＤチップの配置密度を高くすると熱エネルギー総量が大きくなる。ＬＥＤチップによって生成される熱エネルギーが大きくなると、表示装置全体の温度が上昇し、ＬＥＤチップ及び画素回路のトランジスタ等の信頼性が悪化する。したがって、マイクロＬＥＤ表示装置において、ＬＥＤチップによって発生した熱を効率よく放出する機構が要求されている。
【0006】
本発明は、上記問題に鑑み、ＬＥＤチップによって発生した熱を効率よく放出する放熱機構が設けられた表示装置を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第１面側にＬＥＤチップを含む画素回路を備え、前記第１面とは反対側の第２面側に、空間に露出された凹凸が設けられたアレイ基板を有する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な平面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な平面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る表示装置の全体構成を示す平面図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎない。当業者が、発明の主旨を保ちつつ、実施形態の構成を適宜変更することによって容易に想到し得る構成についても、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。しかし、図示された形状は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、同一の符号の後にアルファベットを付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0010】
本発明の各実施の形態において、アレイ基板からＬＥＤチップに向かう方向を上又は上方という。逆に、ＬＥＤチップからアレイ基板に向かう方向を下又は下方という。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、アレイ基板とＬＥＤチップとの上下関係が図示と逆になるように配置されてもよい。また、以下の説明で、例えばアレイ基板上のＬＥＤチップという表現は、上記のようにアレイ基板とＬＥＤチップとの上下関係を説明しているに過ぎず、アレイ基板とＬＥＤチップとの間に他の部材が配置されていてもよい。また、上方又は下方は、複数の層が積層された構造における積層順を意味するものであり、トランジスタの上方の画素電極と表現する場合、平面視でトランジスタと画素電極とが重ならない位置関係であってもよい。一方、トランジスタの鉛直上方の画素電極と表現する場合は、平面視でトランジスタと画素電極とが重なる位置関係を意味する。
【0011】
本明細書において「αはＡ、Ｂ又はＣを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣのいずれかを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがＡ〜Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
【0012】
なお、以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。
【0013】
〈第１実施形態〉［表示装置１０の構成］
図１〜３を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置１０について説明する。なお、図１〜３では、表示装置１０のうちの一部の画素構成について図示されている。図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。図１に示すように表示装置１０は、アレイ基板１００及びＬＥＤチップ２００を有する。アレイ基板１００は、第１面１０１及び第２面１０３を備えている。第１面１０１と第２面１０３とは反対側の面である。本実施形態では、アレイ基板１００は絶縁性基板１０９によって構成されている。つまり、本実施形態では、アレイ基板１００を絶縁性基板１０９と言い換えることができる。アレイ基板１００は、第１面１０１側に導電層１１４、１１６を備えている。詳細は後述するが、これらの導電層１１４、１１６は画素回路１１０に設けられた配線の一部である。導電層１１６は導電層１１４とＬＥＤチップ２００とを接続する接続部材である。つまり、アレイ基板１００の第１面１０１側には画素回路１１０が設けられている。第２面１０３には、凹凸１２０が設けられている。凹凸１２０は、表示装置１０の下方の空間１２９に露出されている。
【0014】
表示装置１０が筐体の内部に配置される場合、凹凸１２０は表示装置１０と筐体との間の空間１２９に露出される。換言すると、凹凸１２０は表示装置１０と筐体との間の気体に接する。なお、凹凸１２０の全ての領域が空間１２９に露出される必要はなく、本実施形態が効果を奏する限りで、凹凸１２０の少なくとも一部が空間１２９に露出されていればよい。例えば、凹凸１２０の下端部に両面テープ又は接着性樹脂が設けられ、これらの接着部材によって表示装置１０が筐体に接着されていてもよい。この場合、凹凸１２０のうち、当該接着部材が接している領域以外の領域は空間１２９に露出される。ただし、この場合の空間１２９は、表示装置１０、筐体、及び接着部材によって囲まれた空間を指す。なお、アレイ基板１００の放熱効率を向上させるために、筐体に貫通孔（空気孔）が設けられていてもよい。
【0015】
本実施形態では、凹凸１２０がアレイ基板１００の第２面１０３から下方に半円状に突出する突出部によって構成される例を示したが、この構成に限定されない。例えば、凹凸の形状は錐形であってもよく、矩形であってもよい。また、凹凸１２０は、第２面１０３からアレイ基板１００の内部に向かって形成された溝によって構成されてもよい。当該溝の断面形状は、上記の突出部と同様に半円状であってもよく、錐形であってもよく、矩形であってもよい。
【0016】
凹凸１２０は、絶縁性基板１０９のエッチング、切削、成型、レーザ加工などの方法で形成することができる。つまり、凹凸１２０は、絶縁性基板１０９の第２面１０３側を加工することで形成されてもよく、絶縁性基板１０９の製造時に形成されていてもよい。
【0017】
ＬＥＤチップ２００は、導電層１１６の上に設けられている。本実施形態では、ＬＥＤチップ２００の下部にアノード電極が設けられており、ＬＥＤチップ２００の上部にカソード電極が設けられている。ＬＥＤチップ２００のアノード電極は、導電層１１６に接続されている。なお、図示しないが、ＬＥＤチップ２００のカソード電極は、カソード電極の上方に設けられた導電層（例えば、後述する導電層４２０Ｄ（図１０参照））に接続される。アノード電極からカソード電極にＬＥＤチップ２００内を流れる電流によって、ＬＥＤチップ２００は発光する。本実施形態では、ＬＥＤチップ２００は上方に光を放出する。ＬＥＤチップ２００の側壁には反射部材が設けられている。反射部材は、傾斜面が上方を向くように傾斜しており、ＬＥＤチップ２００の発光部から横方向に放出された光を上方に反射する。また、導電層１１４は反射部材としての機能を備えており、ＬＥＤチップ２００からアレイ基板１００側に放出された光を上方に反射する。また、ＬＥＤチップ２００は上述の構造に限らず側壁に反射部材が形成されていないものであってもよい。さらには、ＬＥＤチップ２００は下部にアノード電極及びカソード電極が設けられたフリップタイプ（横型）のＬＥＤチップであってもよい。
【0018】
図２は、本発明の一実施形態に係る表示装置を下方から見た模式的な平面図である。ＬＥＤチップ２００は複数設けられている。例えば、ＬＥＤチップ２００は、赤色ＬＥＤチップ２０１、緑色ＬＥＤチップ２０３、及び青色ＬＥＤチップ２０５を含む。これらのＬＥＤチップ２００は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２にピッチＰ１で周期的に配置されている。凹凸１２０の凸部１２１は第２方向Ｄ２に長手を有しており、凸部１２１及び凹部１２３は第１方向Ｄ１に交互に並んでいる。凹凸１２０は、第１方向Ｄ１にピッチＰ２の周期的な形状を有している。ピッチＰ１はピッチＰ２とは異なるピッチであり、ピッチＰ２の整数倍ではないピッチである。ピッチＰ１とピッチＰ２とが上記の関係を有することで、両ピッチに起因する干渉を抑制することができる。なお、配置されるＬＥＤチップの色及び色の並びは図１に示す構成に限定されない。
【0019】
なお、図２では、凸部１２１が第２方向Ｄ２に長手を有する構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、図３に示すように、凸部１２１が円状であってもよい。図３では、円状の凸部１２１が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に、ピッチＰ２で周期的に並べられている。ただし、第１方向Ｄ１のピッチと第２方向Ｄ２のピッチとが異なっていてもよい。また、凸部１２１の形状は円状の他に、三角形、四角形、その他の多角形、楕円形、又はリング状（閉じた形状又はループ状）の湾曲形状であってもよい。
【0020】
［表示装置１０の各部材の材質］絶縁性基板１０９として、ガラス基板、石英基板、又はプラスチック基板（樹脂基板）などの透光性を有する絶縁基板を用いることができる。プラスチック基板として、ポリイミド基板、アクリル基板、シロキサン基板、又はフッ素樹脂基板などの可撓性を有する基板を用いることができる。また、絶縁性基板１０９として、ステンレス基板又はアルミニウム基板などの金属基板を用いることができる。また、絶縁性基板１０９として、シリコン基板、炭化シリコン基板、化合物半導体基板などの半導体基板を用いることができる。また、絶縁性基板１０９として、後述するように、上記の基板の表面に薄膜が形成されたものを用いることができる。
【0021】
導電層１１４は、ＬＥＤチップ２００を実装するための接続部材（導電層１１６）を形成するためのパッドとして機能する。導電層１１４として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及びこれらの合金又は化合物が用いられる。また、導電層１１４として、上記の材料が単層で用いられてもよく積層で用いられてもよい。
【0022】
導電層１１６は、ＬＥＤチップ２００を実装するための接続部材として機能する。導電層１１６として、例えば、銀ペースト、はんだ、又は異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いることができる。
【0023】
以上のように、本実施形態に係る表示装置１０によると、アレイ基板１００の第２面１０３側に凹凸１２０が設けられていることで第２面１０３の表面積が増加するため、ＬＥＤチップ２００によって発生した熱を効率よく放出することができる。また、放熱のためにヒートシンク（例えば、銅シードや凹凸を有する金属部材）などの放熱機構を表示装置１０に取り付けようとすると、表示装置１０の厚さ、製造コストが増加するなどの問題があった。しかし、本実施形態に係る表示装置１０は、アレイ基板１００を加工することで凹凸１２０を形成することができるため、表示装置１０の厚さ、製造コストの増加を抑制することができる。また、表示装置と冷却機構との接着性に起因する問題を回避することができる。
【0024】
〈第２実施形態〉図４を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置１０Ａについて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。図４に示す表示装置１０Ａは、図１に示す表示装置１０と類似しているが、アレイ基板１００Ａは、第２面１０３Ａ側に備えられた金属膜１３０Ａを含む点において、アレイ基板１００とは相違する。以下の表示装置１０Ａの説明において、図１の表示装置１０と同様の特徴については説明を省略し、主に表示装置１０との相違点について説明する。
【0025】
［表示装置１０Ａの構成］図４に示すように、アレイ基板１００Ａは絶縁性基板１０９Ａ及び金属膜１３０Ａを含む。ＬＥＤチップ２００Ａは絶縁性基板１０９Ａの第１面１０１Ａ側に設けられており、金属膜１３０Ａは第２面１０３Ａ側に設けられている。アレイ基板１００Ａの第２面１０３Ａには凹凸１２０Ａが設けられている。具体的には、絶縁性基板１０９Ａによって凹凸形状が構成され、絶縁性基板１０９Ａの凹凸形状の下に金属膜１３０Ａが略均一に形成されることで、凹凸１２０Ａの表面において金属膜１３０Ａが空間１２９Ａに露出されている。つまり、凹凸１２０Ａは、絶縁性基板１０９Ａの第２面１０３Ａ側の形状を反映した形状である。
【0026】
ここで、略均一に形成されるとは、金属膜１３０Ａを形成する際に、位置によって膜厚が異なるように金属膜１３０Ａを形成する意図はなく金属膜１３０Ａを形成することを意味し、必ずしも全ての位置において金属膜１３０Ａの膜厚が完全に同一であることを意味するものではない。つまり、凸部１２１Ａにおける金属膜１３０Ａの膜厚と凹部１２３Ａにおける金属膜１３０Ａの膜厚とが異なっていてもよい。
【0027】
［表示装置１０Ａの各部材の材質］金属膜１３０Ａとして、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｃｕ及びこれらの合金又は化合物が用いられる。また、金属膜１３０Ａとして、上記の材料が単層で用いられてもよく積層で用いられてもよい。金属膜１３０Ａの厚さは５０ｎｍ以上５μｍ以下又は１００ｎｍ以上１μｍ以下である。ただし、製造コストが許容すれば、金属膜１３０Ａの厚さは１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。なお、金属膜１３０Ａとして、絶縁性基板１０９Ａよりも熱伝導性が高い材料が用いられる。
【0028】
以上のように、本実施形態に係る表示装置１０Ａによると、アレイ基板１００Ａの一部で熱が発生した場合であっても、金属膜１３０Ａを介してその熱を速やかにアレイ基板１００Ａの第２面１０３Ａの全面に拡散することができる。その結果、第２面１０３Ａの全面で効率よく放熱をすることができる。したがって、第１実施形態と同様の効果に加え、放熱効率をさらに向上させることができる、という効果を得ることができる。
【0029】
〈第３実施形態〉図５を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置１０Ｂについて説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。図５に示す表示装置１０Ｂは、図４に示す表示装置１０Ａと類似しているが、アレイ基板１００Ｂが、第３面１０５Ｂ側に備えられた金属膜１４０Ｂを含む点において、アレイ基板１００Ａとは相違する。以下の表示装置１０Ｂの説明において、図４の表示装置１０Ａと同様の特徴については説明を省略し、主に表示装置１０Ａとの相違点について説明する。
【0030】
［表示装置１０Ｂの構成］図５に示すように、アレイ基板１００Ｂは絶縁性基板１０９Ｂ、金属膜１３０Ｂ、及び金属膜１４０Ｂを含む。また、アレイ基板１００Ｂの第１面１０１Ｂには導電層１１４Ｂ、１１６Ｂが備えられている。金属膜１４０Ｂは、アレイ基板１００Ｂの第３面１０５Ｂに設けられている。第３面１０５Ｂは、第１面１０１Ｂと第２面１０３Ｂとを接続する面である。換言すると、第３面１０５Ｂはアレイ基板１００Ｂの側面である。金属膜１４０Ｂは、第１面１０１Ｂ側において導電層１１４Ｂ（画素回路１１０Ｂに設けられた配線の一部）に接続されており、第２面１０３Ｂ側において金属膜１３０Ｂに接続されている。つまり、金属膜１３０Ｂは導電層１１４Ｂに電気的に接続されている。
【0031】
金属膜１４０Ｂは、第３面１０５Ｂの全てに設けられていてもよく、第３面１０５Ｂの一部に設けられていてもよい。つまり、金属膜１４０Ｂは、アレイ基板１００Ｂの周囲の第３面１０５Ｂを連続して囲んでいてもよく、第３面１０５Ｂに離散的に設けられていてもよい。なお、絶縁性基板１０９Ｂに貫通孔が設けられ、金属膜１４０Ｂがその貫通孔を介して導電層１１４Ｂと金属膜１３０Ｂとを接続してもよい。金属膜１４０Ｂは、導電層１１６Ｂ又はＬＥＤチップ２００Ｂに接続されていてもよい。
【0032】
金属膜１４０Ｂ及び導電層１１６Ｂには、例えばグランド（ＧＮＤ）のように固定された基準電圧が供給されていてもよい。
【0033】
［表示装置１０Ｂの各部材の材質］金属膜１４０Ｂとして、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｃｕ及びこれらの合金又は化合物が用いられる。また、金属膜１４０Ｂとして、上記の材料が単層で用いられてもよく積層で用いられてもよい。金属膜１４０Ｂの厚さは５０ｎｍ以上５μｍ以下又は１００ｎｍ以上１μｍ以下である。ただし、製造コストが許容すれば、金属膜１４０Ｂの厚さは１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。なお、金属膜１４０Ｂとして、絶縁性基板１０９Ａよりも熱伝導性が高い材料が用いられる。金属膜１４０Ｂとして、金属膜１３０Ｂと同じ材料が用いられてもよく、金属膜１３０Ｂと異なる材料が用いられてもよい。さらには、金属膜１４０Ｂは導電テープや導電ペーストなどのように金属膜として成膜されず、接着・塗布される導電材料であってもよい。
【0034】
以上のように、本実施形態に係る表示装置１０Ｂによると、ＬＥＤチップ２００Ｂで発生した熱を、金属膜１４０Ｂを介して効率よく金属膜１３０Ｂに伝達することができる。その結果、第２実施形態と同様の効果に加え、放熱効率をさらに向上させることができる、という効果を得ることができる。また、金属膜１４０Ｂに接続された電位をより安定化することができる。また、製造工程中における静電気対策としても有益な効果が得られる。
【0035】
〈第４実施形態〉図６を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置１０Ｃについて説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る表示装置の模式的な断面図である。図６に示す表示装置１０Ｃは、図４に示す表示装置１０Ａと類似しているが、アレイ基板１００Ｃでは、凹凸１２０Ｃが不規則に設けられている点において、アレイ基板１００Ａとは相違する。以下の表示装置１０Ｃの説明において、図６の表示装置１０Ａと同様の特徴については説明を省略し、主に表示装置１０Ａとの相違点について説明する。
【0036】
［表示装置１０Ｃの構成］図６に示すように、アレイ基板１００Ｃの第２面１０３Ｃには凹凸１２０Ｃが設けられている。凹凸１２０Ｃの凸部１２１Ｃ及び凹部１２３Ｃのピッチは不規則である。また、凸部１２１Ｃの第２面１０３Ｃからの高さ及び凸部１２１Ｃの第１方向Ｄ１における幅も不規則である。凸部１２１Ｃの高さと幅との間には相関があり、高さが大きいと幅も大きく、高さが小さいと幅も小さい。ただし、この構成に限定されない。例えば、凸部１２１Ｃの高さが略一定であり、凸部１２１Ｃの幅が不規則であってもよく、逆に凸部１２１Ｃの幅が略一定であり、凸部１２１Ｃの高さが不規則であってもよい。凸部１２１Ｃの高さと幅との間に相関がなくてもよい。
【0037】
以上のように、本実施形態に係る表示装置１０Ｃによると、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0038】
〈第５実施形態〉図７〜図１０を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置の全体構成について説明する。なお、以下に示す実施形態では、上記の第１実施形態〜第４実施形態で説明した表示装置の全体構成ついて説明する。
【0039】
［表示装置２０Ｄの概要］図７は、本発明の一実施形態に係る表示装置の全体構成を示す平面図である。図７に示すように、表示装置２０Ｄは、アレイ基板１００Ｄ、フレキシブルプリント回路基板６００Ｄ（ＦＰＣ６００Ｄ）、及びＩＣチップ７００Ｄを有する。表示装置２０Ｄは表示領域２２Ｄ、周辺領域２４Ｄ、及び端子領域２６Ｄに区分される。表示領域２２Ｄは、ＬＥＤチップ２００Ｄを含む画素回路１１０Ｄがマトリクス状に配置された領域であり、画像を表示する領域である。周辺領域２４Ｄは、表示領域２２Ｄの周囲の領域であり、画素回路１１０Ｄを制御するドライバ回路が設けられた領域である。端子領域２６Ｄは、ＦＰＣ６００Ｄが設けられた領域である。周辺領域２４Ｄ及び端子領域２６Ｄの外縁のアレイ基板１００Ｄの側面が第３面１０５Ｄである。ＩＣチップ７００ＤはＦＰＣ６００Ｄ上に設けられている。ＩＣチップ７００Ｄは各画素回路１１０Ｄを駆動させるための信号を供給する。また、上記の例に限らず、例えばＩＣチップ７００Ｄはアレイ基板１００Ｄに実装されるＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）構造であってもよい。
【0040】
［表示装置２０Ｄの回路構成］図８は、本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を示すブロック図である。図８に示すように、画素回路１１０Ｄが配置された表示領域２２Ｄに対して第２方向Ｄ２（列方向）に隣接する位置にはソースドライバ回路５２０Ｄが設けられており、表示領域２２Ｄに対して第１方向方向Ｄ１（行方向）に隣接する位置にはゲートドライバ回路５３０Ｄが設けられている。ソースドライバ回路５２０Ｄ及びゲートドライバ回路５３０Ｄは、上記の周辺領域２４Ｄに設けられている。ただし、ソースドライバ回路５２０Ｄ及びゲートドライバ回路５３０Ｄが設けられる領域は周辺領域２４Ｄに限定されず、画素回路１１０Ｄが設けられた領域の外側であれば、どの領域でもよい。
【0041】
ソースドライバ回路５２０Ｄからソース配線５２１Ｄが第２方向Ｄ２に延びており、第２方向Ｄ２に配列された複数の画素回路１１０Ｄに接続されている。ゲートドライバ回路５３０Ｄからゲート配線５３１Ｄが第１方向方向Ｄ１に延びており、第１方向方向Ｄ１に配列された複数の画素回路１１０Ｄに接続されている。
【0042】
端子領域２６Ｄには端子部５３３Ｄが設けられている。端子部５３３Ｄとソースドライバ回路５２０Ｄとは接続配線５４１Ｄで接続されている。同様に、端子部５３３Ｄとゲートドライバ回路５３０Ｄとは接続配線５４１Ｄで接続されている。ＦＰＣ６００Ｄが端子部５３３Ｄに接続されることで、ＦＰＣ６００Ｄが接続された外部機器と表示装置２０Ｄとが接続され、外部機器からの信号によって表示装置２０Ｄに設けられた各画素回路１１０Ｄが駆動する。
【0043】
第１実施形態〜第４実施形態に示す表示装置１０〜１０Ｃは、第５実施形態に示す表示装置２０Ｄの画素回路１１０Ｄの一部に相当する。
【0044】
［表示装置２０Ｄの画素回路１１０Ｄ］図９は、本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。図９に示すように、画素回路１１０Ｄは駆動トランジスタ９６０Ｄ、選択トランジスタ９７０Ｄ、保持容量９８０Ｄ、及びＬＥＤチップ２００Ｄなどの素子を含む。選択トランジスタ９７０Ｄのソース電極は信号線９７１Ｄに接続され、選択トランジスタ９７０Ｄのゲート電極はゲート線９７３Ｄに接続されている。駆動トランジスタ９６０Ｄのソース電極はアノード電源線９６１Ｄに接続され、駆動トランジスタ９６０Ｄのドレイン電極はＬＥＤチップ２００Ｄのアノードに接続されている。ＬＥＤチップ２００Ｄのカソードはカソード電源線９６３Ｄに接続されている。駆動トランジスタ９６０Ｄのゲート電極は選択トランジスタ９７０Ｄのドレイン電極に接続されている。保持容量９８０Ｄは駆動トランジスタ９６０Ｄのゲート電極及びドレイン電極に接続されている。信号線９７１Ｄには、ＬＥＤチップ２００Ｄの発光強度を決める階調信号が供給される。ゲート線９７３Ｄには、上記の階調信号を書き込む画素行を選択する信号が供給される。
【0045】
［表示装置２０Ｄの断面構造］図１０は、本発明の一実施形態に係る表示装置２０Ｄの画素回路１１０Ｄの断面図である。図１０に示すように、表示装置２０Ｄは、トランジスタ３００Ｄ及び配線部４００Ｄを有する。トランジスタ３００Ｄ及び配線部４００Ｄによって画素回路１１０Ｄが構成されている。
【0046】
トランジスタ３００Ｄは、下地層３１０Ｄの上に設けられている。トランジスタ３００Ｄは、半導体層３２０Ｄ、ゲート絶縁層３３０Ｄ、ゲート電極３４０Ｄ、絶縁層３５０Ｄ、及び導電層４０２Ｄ（ソース電極及びドレイン電極）を有する。半導体層３２０Ｄは下地層３１０Ｄの上に設けられている。ゲート電極３４０Ｄは半導体層３２０Ｄの上方に設けられている。ゲート絶縁層３３０Ｄは半導体層３２０Ｄとゲート電極３４０Ｄとの間に設けられている。絶縁層３５０Ｄはゲート絶縁層３３０Ｄ及びゲート電極３４０Ｄの上に設けられている。導電層４０２Ｄは、絶縁層３５０Ｄの上に設けられており、絶縁層３５０Ｄに設けられた開口を介して半導体層３２０Ｄに接続されている。
【0047】
配線部４００Ｄは、導電層４０２Ｄ、導電層４０３Ｄ、平坦化層４０４Ｄ、導電層４０６Ｄ、絶縁層４０８Ｄ、導電層４１０Ｄ、導電層４１１Ｄ、平坦化層４１２Ｄ、導電層４１４Ｄ、導電層４１６Ｄ、導電層１１４Ｄ、及び導電層１１６Ｄを有する。以下の説明において、ＬＥＤチップ２００Ｄのアノードに接続された配線（導電層１１６Ｄ）が設けられた領域を第１領域４８０Ｄという。また、ＬＥＤチップ２００Ｄのカソードに接続された配線（導電層４２０Ｄ）が設けられた領域を第２領域４９０Ｄという。
【0048】
平坦化層４０４Ｄは導電層４０２Ｄの上に設けられている。平坦化層４０４Ｄには、第１領域４８０Ｄに導電層４０２Ｄの一部を露出する開口４２２Ｄが設けられ、第２領域４９０Ｄに導電層４０３Ｄの一部を露出する開口４２４Ｄが設けられている。導電層４０６Ｄは、平坦化層４０４Ｄの上に設けられ、開口４２４Ｄを介して導電層４０３Ｄに接続されている。絶縁層４０８Ｄは導電層４０６Ｄの上に設けられている。絶縁層４０８Ｄには、開口４２２Ｄに対応する位置に開口が設けられている。なお、導電層４０６Ｄには、例えば共通の電源電圧ＰＶＤＤが供給される。
【0049】
導電層４１０Ｄ及び導電層４１１Ｄは絶縁層４０８Ｄの上に設けられている。導電層４１０Ｄは開口４２２Ｄを介して導電層４０２Ｄに接続されている。導電層４１１Ｄは絶縁層４０８Ｄによって導電層４０６Ｄから絶縁されている。導電層４１１Ｄには、例えば共通の電源電圧ＰＶＳＳ（例えば、接地電圧ＧＮＤ）が供給される。
【0050】
平坦化層４１２Ｄは導電層４１０Ｄ及び導電層４１１Ｄの各々の上に設けられている。平坦化層４１２Ｄには、導電層４１０Ｄを露出する開口４２６Ｄ及び導電層４１１Ｄを露出する開口４２８Ｄが設けられている。導電層１１４Ｄ及び導電層４１４Ｄは、平坦化層４１２Ｄの上に設けられている。導電層１１４Ｄは開口４２６Ｄを介して導電層４１０Ｄに接続されている。導電層４１４Ｄは開口４２８Ｄを介して導電層４１１Ｄに接続されている。
【0051】
導電層１１６Ｄは導電層１１４Ｄの上に設けられている。導電層４１６Ｄは導電層４１４Ｄの上に設けられている。導電層１１６Ｄは、ＬＥＤチップ２００Ｄを配線部４００Ｄに実装するために用いられる。つまり、導電層１１６ＤはＬＥＤチップ２００Ｄと導電層１１４Ｄとを接着し、これらを電気的に接続する機能を有する。導電層１１６Ｄを接続部材ということができる。導電層１１６Ｄは、マイクロディスペンス法、インクジェット法、ピン転写法、マスク蒸着法、マスクスパッタリング法、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）／ＮＣＦ（Non-Conductive Film）接合法、又は印刷法を用いて形成することができる。導電層４１６Ｄも導電層１１６Ｄと同様の方法で形成することができる。
【0052】
導電層１１６Ｄ及び導電層４１６Ｄの各々の上に、ＬＥＤチップ２００Ｄを埋設するように平坦化層４１８Ｄが設けられている。平坦化層４１８Ｄには、導電層４１６Ｄを露出する開口４３０Ｄが設けられている。平坦化層４１８Ｄの上面はＬＥＤチップ２００Ｄの上面と一致している。なお、ＬＥＤチップ２００Ｄの上面が平坦化層４１８Ｄから露出されていればよく、平坦化層４１８Ｄの上面とＬＥＤチップ２００Ｄの上面とが一致していなくてもよい。平坦化層４１８Ｄの上には導電層４２０Ｄが設けられている。導電層４２０Ｄは、ＬＥＤチップ２００Ｄに接続されている。また、導電層４２０Ｄは、開口４３０Ｄを介して導電層４１６Ｄに接続されている。
【0053】
導電層１１６ＤはＬＥＤチップ２００Ｄのアノードに接続されており、導電層４２０ＤはＬＥＤチップ２００Ｄのカソードに接続されている。ゲート電極３４０Ｄにトランジスタ３００ＤをＯＮ状態にするＯＮ電圧が供給されると、信号線（図示せず）に供給された電圧がトランジスタ３００Ｄ、導電層４１０Ｄ、１１４Ｄ、１１６Ｄを介してＬＥＤチップ２００Ｄのアノードに供給される。ＬＥＤチップ２００Ｄのカソードは、導電層４２０Ｄ、４１６Ｄ、４１４Ｄを介して導電層４１１Ｄに接続されている。
【0054】
［表示装置２０Ｄの各部材の材質］トランジスタ３００Ｄ及び配線部４００Ｄを構成する各導電層及びゲート電極３４０Ｄとして、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｃｕ及びこれらの合金又は化合物が用いられる。これらの導電層及びゲート電極として、上記の材料が単層で用いられてもよく積層で用いられてもよい。なお、配線部４００Ｄを構成する各導電層として、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料が用いられてもよい。特に、導電層４２０Ｄとして透明導電材料が用いられる。導電層１１４は、ＬＥＤチップ２００Ｄから配線部４００Ｄに向かって放出された光を上方に反射する機能を有する。したがって、導電層１１４Ｄとして他の導電層よりも反射率が高い材料が用いられる。
【0055】
トランジスタ３００Ｄ及び配線部４００Ｄを構成する各絶縁層、ゲート絶縁層３３０Ｄ、及び下地層３１０Ｄとして、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯｘＮｙ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮｘＯｙ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）などの無機絶縁材料を用いることができる。ここで、ＳｉＯｘＮｙ及びＡｌＯｘＮｙは、酸素（Ｏ）よりも少ない量の窒素（Ｎ）を含有するシリコン化合物及びアルミニウム化合物である。また、ＳｉＮｘＯｙ及びＡｌＮｘＯｙは、窒素よりも少ない量の酸素を含有するシリコン化合物及びアルミニウム化合物である。また、これらの絶縁層は、無機絶縁材料だけでなく、有機絶縁材料を用いることもできる。有機絶縁材料として、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、またはシロキサン樹脂などを用いることができる。上記の絶縁層として、無機絶縁層材料および有機絶縁材料が各々単独で用いられてもよく、これらが積層されてもよい。
【0056】
配線部４００Ｄを構成する各平坦化層は、それぞれの下方に位置する構造物による凹凸の段差を緩和することができる。平坦化層の材料として、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、またはシロキサン樹脂などの有機樹脂を用いることができる。上記の平坦化層として、上記の有機樹脂が単独で用いられてもよく、積層されていてもよい。
【0057】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略も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。
【0058】
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測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。
【符号の説明】
【0059】
１０、２０Ｄ：表示装置、 ２２Ｄ：表示領域、 ２４Ｄ：周辺領域、 ２６Ｄ：端子領域、 １００：アレイ基板、 １０１：第１面、 １０３：第２面、 １０５Ｂ：第３面、 １０９：絶縁性基板、 １１０：画素回路、 １１４、１１６：導電層、 １２０：凹凸、 １２１：凸部、 １２３：凹部、 １２９：空間、 １３０Ａ、１４０Ｂ：金属膜、 ２００：ＬＥＤチップ、 ２０１：赤色ＬＥＤチップ、 ２０３：緑色ＬＥＤチップ、 ２０５：青色ＬＥＤチップ、 ３００Ｄ：トランジスタ、 ３１０Ｄ：下地層、 ３２０Ｄ：半導体層、 ３３０Ｄ：ゲート絶縁層、 ３４０Ｄ：ゲート電極、 ３５０Ｄ、４０８Ｄ：絶縁層、 ４００Ｄ：配線部、 ４０２Ｄ、４０３Ｄ、４０６Ｄ、４１０Ｄ、４１１Ｄ、４１４Ｄ、４１６Ｄ、４２０Ｄ：導電層、 ４０４Ｄ、４１２Ｄ、４１８Ｄ：平坦化層、 ４２２Ｄ、４２４Ｄ、４２６Ｄ、４２８Ｄ、４３０Ｄ：開口、 ４８０Ｄ：第１領域、 ４９０Ｄ：第２領域、 ５２０Ｄ：ソースドライバ回路、 ５２１Ｄ：ソース配線、 ５３０Ｄ：ゲートドライバ回路、 ５３１Ｄ：ゲート配線、 ５３３Ｄ：端子部、 ５４１Ｄ：接続配線、 ６００Ｄ：フレキシブルプリント回路基板、 ７００Ｄ：チップ、 ９６０Ｄ：駆動トランジスタ、 ９６１Ｄ：アノード電源線、 ９６３Ｄ：カソード電源線、 ９７０Ｄ：選択トランジスタ、 ９７１Ｄ：信号線、 ９７３Ｄ：ゲート線、 ９８０Ｄ：保持容量