(57)【要約】  容易に製造可能な半導体表示装置及び半導体表示装置の製造方法を提供する。  半導体表示装置１は、表示部２が形成されたプリント基板３と、保護部材４と、堤防部材５と、Ｘ配線６と、Ｙ配線７とを備えている。堤防部材５は、保護部材４を構成するエポキシ樹脂を弾くことが可能なシリコン樹脂によって構成されている。これによって、保護部材４よりも堤防部材５を低く構成しても、製造工程において、保護部材４を形成するために堤防部材５よりも高く液状のエポキシ樹脂２１をポッティングしても、堤防部材５によってエポキシ樹脂２１が弾かれて、流出することがない。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電部材が形成された複数のスルーホール及び前記各スルーホール上に設けられた半導体発光素子を有する表示部が表面の一部に形成された基板と、
前記表示部の表面を覆う樹脂製の保護部材と、
前記保護部材の流出を防止するために、前記表示部の外周部を囲むように形成された樹脂製の堤防部材とを備え、
前記堤防部材は、前記保護部材を構成する樹脂を弾く樹脂によって形成されていることを特徴とする半導体表示装置。
【請求項２】
前記保護部材は、前記堤防部材よりも高く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体表示装置。
【請求項３】
前記堤防部材と前記表示部との間には、所定の間隔が空けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の半導体表示装置。
【請求項４】
前記堤防部材の外周部を所定の間隔を空けて囲むように、補助堤防部材が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体表示装置。
【請求項５】
前記基板の裏面には、少なくとも表示部に対応する領域に金属製の板状の補強部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体表示装置。
【請求項６】
前記スルーホールの前記半導体発光素子が設けられる側の開口部を塞ぐように導電性の閉口部材が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体表示装置。
【請求項７】
導電部材が形成された複数のスルーホール及び前記各スルーホール上に設けられた半導体発光素子を有する表示部を基板上に形成する第１工程と、
前記表示部の外周部を取り囲むように樹脂製の堤防部材を形成する第２工程と、
前記堤防部材を構成する樹脂によって弾かれる液状の樹脂を堤防部材の内側に、且つ、前記表示部の表面を覆うように前記堤防部材よりも高くポッティングした後、前記液状の樹脂を硬化させて保護部材を形成する第３の工程とを備えたことを特徴とする半導体表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体発光素子によって画像を形成する半導体表示装置及び半導体表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に配列された複数の半導体素子（半導体発光素子）や金属細線等を樹脂製の保護部材により覆う技術が知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、複数のスルーホール及び各スルーホールの近傍に配置された半導体素子が設けられた基板と、複数の半導体素子が配列された領域を取り囲むように基板上に形成された樹脂製の堤防部材と、堤防部材の内周側に形成された樹脂製の保護部材とを備えた半導体装置が開示されている。【０００４】
この半導体装置の製造工程では、まず、スルーホールの近傍に半導体素子を配置した後、スルーホールと半導体素子とを２本のボンディングワイヤによって接続する。次に、半導体素子が配置された領域を囲むように、堤防部材を基板上に塗布することによって形成する。ここで、堤防部材を形成する際に、堤防部材を構成する樹脂を２回塗布することによって、二重の樹脂層からなる堤防部材を基板上に形成する。これによって、所望の保護部材の高さよりも高い堤防部材を形成することができる。【０００５】
次に、堤防部材の内側に、堤防部材を構成する樹脂と濡れ性の高い液状の樹脂を滴下し、その滴下した樹脂を所定の温度で硬化させて、半導体素子を覆うように堤防部材の内側にのみ保護部材を形成する。【０００６】
この半導体装置では、樹脂層を２回塗布して高い堤防部材を形成しているので、保護部材を形成する際に液状の樹脂を滴下しても、この液状の樹脂が堤防部材の外側に流出しにくいといった利点があった。
【特許文献１】特開２００２−２７０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スルーホールと半導体素子とを２本のボンディングワイヤによって接続するため、製造工程が複雑になると共に、いずれかのボンディングワイヤが切断されることによる故障が多発するといった課題があった。また、スルーホールと半導体素子とを別の位置に配置することによって、大型化するといった課題があった。【０００８】
また、堤防部材を構成する樹脂と濡れ性の高い樹脂により保護部材を構成しているので、保護部材を構成する樹脂と堤防部材を構成する樹脂とが馴染みやすく弾くことができない。このため、所望の保護部材の高さよりも、堤防部材の高さを高く形成しなければならないので、上述したように堤防部材を構成する樹脂を２回塗布しなければならない。従って、半導体装置の製造工程が複雑になるといった課題があった。【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、容易に製造可能な半導体表示装置及び半導体表示装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、導電部材が形成された複数のスルーホール及び前記各スルーホール上に設けられた半導体発光素子を有する表示部が表面の一部に形成された基板と、前記表示部の表面を覆う樹脂製の保護部材と、前記保護部材の流出を防止するために、前記表示部の外周部を囲むように形成された樹脂製の堤防部材とを備え、前記堤防部材は、前記保護部材を構成する樹脂を弾く樹脂によって形成されていることを特徴とする半導体表示装置である。【００１１】
また、請求項２の発明は、前記堤防部材よりも高く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体表示装置である。【００１２】
また、請求項３の発明は、前記堤防部材と前記表示部との間には、所定の間隔が空けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の半導体表示装置である。【００１３】
また、請求項４の発明は、前記堤防部材の外周部を所定の間隔を空けて囲むように、補助堤防部材が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体表示装置である。【００１４】
また、請求項５の発明は、前記基板の裏面には、少なくとも表示部に対応する領域に金属製の板状の補強部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体表示装置である。【００１５】
また、請求項６の発明は、前記スルーホールの前記半導体発光素子が設けられる側の開口部を塞ぐように導電性の閉口部材が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体表示装置である。【００１６】
また、請求項７の発明は、導電部材が形成された複数のスルーホール及び前記各スルーホール上に設けられた半導体発光素子を有する表示部を基板上に形成する第１工程と、  前記表示部の外周部を取り囲むように樹脂製の堤防部材を形成する第２工程と、前記堤防部材を構成する樹脂によって弾かれる液状の樹脂を堤防部材の内側に、且つ、前記表示部の表面を覆うように前記堤防部材よりも高くポッティングした後、前記液状の樹脂を硬化させて保護部材を形成する第３工程とを備えたことを特徴とする半導体表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、導電部材が形成されたスルーホール上に半導体発光素子を配置することにより、配置と同時にスルーホールに形成された導電部材と半導体発光素子とを電気的に接続することができるので、製造工程を簡略化することができる。また、導電部材と半導体発光素子とを直接電気的に接続することにより、導電部材と半導体発光素子とを接続するための金属細線を少なくとも１つ省略することができるので、金属細線の切断による故障を減少させることができる。また、スルーホール上に半導体発光素子を配置することによって、スルーホールとは別の位置に半導体発光素子を配置する場合に比べて、小型化することができる。【００１８】
また、保護部材を構成する樹脂を弾く樹脂によって堤防部材を構成しているので、保護部材を形成する製造工程において、保護部材を構成する樹脂が堤防部材を構成する樹脂によって弾かれる。従って、所望の保護部材の高さよりも堤防部材を低く形成しても、保護部材を形成するために堤防部材の内側に滴下された液状の樹脂が、堤防部材を越えて、堤防部材の外側に流出することを防ぐことができる。このため、堤防部材を保護部材よりも低く形成することができるので、半導体表示装置の製造工程を簡略化することができ、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による半導体表示装置の全体を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線の概略断面図である。
【図３】図３は、図１の矩形ＩＩＩの拡大平面図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る半導体表示装置の製造工程における各工程での半導体表示装置の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明に係る半導体表示装置の製造工程における各工程での半導体表示装置の概略断面図である。
【図７】図７は、本発明に係る半導体表示装置の製造工程における各工程での半導体表示装置の概略断面図である。
【図８】図８は、半導体表示装置の変更例を示す概略断面図である。
【図９】図９は、半導体表示装置の変更例を示す概略断面図である。
【図１０】図１０は、半導体表示装置の変更例を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、半導体表示装置の変更例の画素周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１     半導体表示装置
２     表示部
３     プリント基板
３ａ   プリント基板
４     保護部材
５     堤防部材
５ａ   補助堤防部材
６     Ｘ配線
６ａ   外部端子
７     Ｙ配線
７ａ   外部端子
１１   画素
１２   スルーホール
１３   半導体発光素子
１４   Ｘ側金属膜
１５   Ｙ側金属膜
１６   金属細線
２１   エポキシ樹脂
３１   補強部材
３５   閉口部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明による半導体表示装置の全体を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線の概略断面図である。図３は、図１の矩形ＩＩＩの拡大平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。尚、図２においては、後述するＸ配線６、Ｙ配線７及び金属細線１６等を便宜上省略している。【００２２】
図１及び図２に示すように、半導体表示装置１は、表示部２が形成されたプリント基板３と、保護部材４と、堤防部材５と、Ｘ配線６と、Ｙ配線７とを備えている。【００２３】
プリント基板３は、ガラスエポキシ基板等を適用することができる。プリント基板３の中央部には、表示部２が設けられている。表示部２には、マトリックス状に複数の画素１１が設けられている。【００２４】
図３及び図４に示すように、各画素１１には、スルーホール１２が形成されると共に、各スルーホール１２上には、半導体発光素子１３が設けられている。【００２５】
スルーホール１２は、プリント基板３を貫通するように形成されている。スルーホール１２の内周部及び上端部の外周部には、Ｘ側金属膜１４が形成されている。尚、Ｘ線金属膜１４が請求項に記載の導電部材に相当する。このＸ側金属膜１４は、プリント基板３の裏面側で、Ｘ配線６と電気的に接続されている。スルーホール１２に形成されたＸ側金属膜１４の内周側には、エポキシ樹脂が埋設されている。【００２６】
また、スルーホール１２の上面側の外周部を囲むように、Ｘ側金属膜１４とは所定の間隔を空けて、円形状のＹ側金属膜１５が形成されている。このＹ側金属膜１５は、Ｙ配線７と一体的に形成されて電気的に接続されている。【００２７】
半導体発光素子１３は、上下方向の中央部に発光層（図示略）が設けられた発光ダイオードによって構成されている。半導体発光素子１３の下面側は、Ｘ側金属膜１４と電気的に接続されている。また、半導体発光素子１３の上面側は、Ｙ側金属膜１５と電気的に接続するために、金属細線１６によってボンディングされている。【００２８】
これによって、いずれかのＸ配線６及びＹ配線７に電圧を印加することによって、電圧が印加されたＸ配線６及びＹ配線７が交差する位置に配置されている半導体発光素子１３に電子及び正孔を注入することができる。この結果、電子及び正孔が注入された半導体発光素子１３の発光層で光を発光させて、画像を形成することができる。【００２９】
図２に示すように、保護部材４は、光を透過可能なエポキシ樹脂（例えば、張力約３０Ｄｙｎｅ／ｃｍ）からなり、半導体発光素子１３よりも高く形成され、表示部２を覆うように設けられている。保護部材４を構成するエポキシ樹脂は、樹脂粘度が約１０ｍＰａ・ｓ〜約１０Ｐａ・ｓ、硬化温度が約６０℃〜約１５０℃のものが好ましい。保護部材４の表示部２の上方に位置する領域は、平坦に形成されている。この保護部材４の平坦部の厚みは、約１．０ｍｍに形成されている。尚、保護部材４の平坦部の厚みは、約１．０ｍｍに特に限定するものではないが、約０．３ｍｍ〜約５．０ｍｍの間が好ましい。【００３０】
保護部材４は、半導体発光素子１３を保護するためのものである。また、エポキシ樹脂は空気よりも屈折率が大きいので、半導体発光素子１３と空気との間に設けることによって、半導体発光素子１３によって発光された光が、半導体発光素子１３と外部との界面で反射されることを抑制することができる。これによって、半導体発光素子１３から外部へと、より効率よく光を放出することができる。【００３１】
図１及び図２に示すように、堤防部材５は、表示部２を取り囲むように、表示部２の外周から約１．０ｍｍ以上の間隔を空けて形成されている。このように、表示部２から約１．０ｍｍ以上の間隔を空けて形成することによって、保護部材２の外周部の傾斜部分を表示部２よりも外側にのみ形成することができるので、表示部２の上方の領域の保護部材４を平坦にすることができる。堤防部材５は、約０．３ｍｍ以上の幅に形成されている。尚、堤防部材５の幅は、約０．５ｍｍ〜約２．０ｍｍが好ましい。【００３２】
堤防部材５は、保護部材４を構成するエポキシ樹脂を弾くことが可能なシリコン樹脂（例えば、張力約２０Ｄｙｎｅ／ｃｍ）からなる。従って、堤防部材５の上面部には、保護部材４が形成されることがない。このため、堤防部材５を保護部材４よりも低く形成しても、堤防部材５の内側に形成される保護部材４が、堤防部材５を越えて流出することを防ぐことができる。従って、堤防部材５の高さよりも保護部材４を高く形成することができる。【００３３】
各Ｘ配線６は、金属薄膜からなり、Ｘ方向に延びるように、プリント基板３の裏面側に形成されている。Ｘ配線６の端部には、外部の制御手段（図示略）と接続するための外部端子６ａが形成されている。【００３４】
各Ｙ配線７は、金属薄膜からなり、Ｙ方向に延びるように、プリント基板３の表面側に形成されている。これによって、Ｘ配線６とＹ配線７はプリント基板３によって絶縁される。Ｙ配線７の端部には、外部の制御手段と接続するための外部端子７ａが形成されている。【００３５】
そして、Ｘ配線６及びＹ配線７が交差する位置には、上述した画素１１が設けられている。これによって、それぞれの外部端子６ａ及び７ａを介して制御手段によって所望の画素１１の半導体発光素子１３に電圧を印加することによって、半導体発光素子１３を発光させて画像を形成することができる。【００３６】
次に、上述した半導体表示装置の製造工程について、図面を参照して説明する。図５〜図７は、本発明に係る半導体表示装置の製造工程における各工程での半導体表示装置の概略断面図である。【００３７】
まず、図５に示すように、プリント基板３にスルーホール１２を形成した後、外部端子６ａ、７ａを含む各配線６、７（図示略）及び金属膜１４、１５を印刷する。次に、各スルーホール１２上に半導体発光素子１３を配置することにより、Ｘ側金属膜１４を介してＸ配線６と接続した後、半導体発光素子１３とＹ配線７とを金属細線１６によってボンディングすることによりプリント基板３上に表示部２を形成する（第１工程）。【００３８】
次に、図６に示すように、表示部２の外周部から一定の間隔を空けて取り囲むように、シリコン樹脂からなる堤防部材５をシルク印刷によって形成する（第２工程）。【００３９】
次に、図７に示すように、堤防部材５の内側に液状のエポキシ樹脂２１を、表示部２を覆うことができるように堤防部材よりも高くポッティングする（第３工程）。ここで、堤防部材５は、エポキシ樹脂２１を弾くことが可能なシリコン樹脂により形成されているので、エポキシ樹脂２１が堤防部材５よりも高くなっても、エポキシ樹脂２１は堤防部材５の上面によって弾かれるので、エポキシ樹脂２１は堤防部材５を越えて流出することができない。【００４０】
そして、所望の高さ（例えば、約１．０ｍｍ）にエポキシ樹脂２１がなったら、ポッティングを停止する。その後、エポキシ樹脂２１が硬化する温度（例えば、約６０℃〜約１５０℃）まで加熱して、エポキシ樹脂２１を硬化させる。これによって、図２に示すような硬化したエポキシ樹脂２１からなる保護部材４を形成する（第３工程）。この結果、半導体表示装置１が完成する。【００４１】
上述したように、Ｘ側金属膜１４が形成されたスルーホール１２上に半導体発光素子１３を配置することにより、配置と同時に半導体発光素子１３とＸ側金属膜１４と接続することができるので、製造工程を簡略化することができる。また、Ｘ側金属膜１４と半導体発光素子１３とを直接電気的に接続することにより、Ｘ側金属膜１４と半導体発光素子１３とを接続する金属細線を省略することができるので、金属細線の切断による故障を減少させることができる。【００４２】
また、スルーホール１２上に半導体発光素子１３を配置することによって、スルーホールとは別の位置に半導体発光素子を配置する場合に比べて、半導体表示装置１を小型化することができる。【００４３】
また、保護部材４をエポキシ樹脂により構成すると共に、堤防部材５をエポキシ樹脂を弾くことが可能なシリコン樹脂により構成することによって、保護部材４を形成する製造工程において、堤防部材５よりも高く保護部材４を構成する液状のエポキシ樹脂２１をポッティングしても、液状のエポキシ樹脂２１が堤防部材５によって弾かれる。このため、所望の保護部材４の高さよりも低い堤防部材５でも、エポキシ樹脂２１（保護部材４）が流出することを防止することができる。これによって、堤防部材５よりも高い保護部材４を容易に形成することができるので、堤防部材５の製造工程を簡略化することができ、半導体表示装置１を容易に製造することができる。【００４４】
また、表示部２の外周部から所定の間隔を空けて堤防部材５を形成することによって、表示部２の上方に位置する領域の保護部材４を平坦にすることができる。これによって、表示部２の外周部の近傍に形成される画像の歪みを抑制することができるので、質の高い画像を提供することができる。【００４５】
以上、上記実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更形態として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。【００４６】
例えば、図８に示すように、堤防部材５の外周側に所定の間隔を空けて補助堤防部材５ａを形成してもよい。補助堤防部材５ａは、保護部材４を構成するエポキシ樹脂を弾くことが可能な堤防部材５と同じシリコン樹脂からなる。このように、補助堤防部材５ａを設けることによって、保護部材４を形成する工程において、保護部材４を形成するための液状のエポキシ樹脂が堤防部材５から流出しても補助堤防部材５ａによって堰き止めることができる。これによって、液状のエポキシ樹脂の流出をより抑制することができる。尚、堤防部材５と補助堤防部材５ａとの間は、約０．５ｍｍの間隔を空けることが好ましいが、それ以外の間隔、例えば、約０．１ｍｍ〜約５．０ｍｍの間隔でもよい。【００４７】
また、図９に示すように、プリント基板３の裏面側の表示部２に対応する領域にアルミニウム等の金属からなる板状の補強部材３１を設けてもよい。このように、プリント基板３の裏面側に補強部材３１を設けることによって、保護部材４を構成するエポキシ樹脂を熱により硬化させる際に、保護部材４とプリント基板３との熱膨張率の違いに起因するプリント基板３の反りを抑制することができる。【００４８】
また、アルミニウム等の放熱性の高い材質によって補強部材３１を表示部２の放熱性を高めることができる。尚、プリント基板３と補強部材３１との間には、絶縁性及び高い熱伝導性を有するグリース等を塗布することが望ましい。【００４９】
また、図１０に示すように、補強部材３１の裏面側に更にプリント基板３ａを設けて、上述したＸ配線６をプリント基板３ａに形成してもよい。【００５０】
また、保護部材４及び堤防部材５を構成する材料は、一例であり、上記の材料に限定されるものではなく、保護部材４を構成する材料を弾くことができる材料によって堤防部材５を構成すればよく、特に限定するものでない。【００５１】
また、堤防部材５の作製方法は、シルク印刷に限定されるものではなく、他の印刷方法、転写及びディペンサ等により作製してもよい。【００５２】
また、図１１に示すように、スルーホール１２の半導体発光素子１３側の開口部を閉口部材３５により塞いでもよい。閉口部材３５は、金属膜１４、１５と同じ金属材料（例えば、銅）からなる。尚、閉口部材３５の上面には、Ｎｉ／Ａｕメッキが施されている。このようにスルーホール１２の開口部を閉口部材３５により閉口することにより、半導体発光素子１３の底面の全面が閉口部材３５と電気的に接続されるので、半導体発光素子１３とＸ側金属膜１４との間の抵抗値を下げることができる。これにより、半導体発光素子１３の配置がずれて、半導体発光素子１３の底面の一部が閉口部材３５からずれて露出しても充分に電流を流すことができる。この結果、閉口部材３５及びＸ側金属膜１４の上面の直径を小さくすることができるので、隣接する半導体発光素子１３間の距離を小さくすることができ、画素１１の面積密度を向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007083481.tif 000013
【国際調査報告】
2007083481.tif 000014
2007083481.tif 000015
2007083481.tif 000016
2007083481.tif 000017