(57)【要約】【課題】表示素子を効率的に製造すること。【解決手段】少なくとも４つの発光素子を個別に収容する複数の収容部を有するパッケージ部のうちそれぞれの前記収容部に半田を配置する配置工程と、前記半田を軟化させた状態で前記発光素子をそれぞれ前記収容部に収容し、軟化された前記半田に前記発光素子を接触させる接触工程と、軟化された前記半田の表面張力を前記発光素子に作用させ、前記発光素子を所定位置へ移動させる作用工程と、前記発光素子が所定位置に配置された状態で前記半田を硬化させ、前記発光素子を前記収容部に固定する固定工程と、前記発光素子を前記収容部に固定させた後、前記発光素子の発光部から発する光を透過可能な材料を用いて封止部を形成し、前記収容部を封止する封止工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４つの発光素子を個別に収容する複数の収容部を有するパッケージ部のうちそれぞれの前記収容部に半田を配置する配置工程と、
前記半田を軟化させた状態で前記発光素子をそれぞれ前記収容部に収容し、軟化された前記半田に前記発光素子を接触させる接触工程と、
軟化された前記半田の表面張力を前記発光素子に作用させ、前記発光素子を所定位置へ移動させる作用工程と、
前記発光素子が所定位置に配置された状態で前記半田を硬化させ、前記発光素子を前記収容部に固定する固定工程と、
前記発光素子を前記収容部に固定させた後、前記発光素子の発光部から発する光を透過可能な材料を用いて封止部を形成し、前記収容部を封止する封止工程と
を含む表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記封止工程は、前記材料を用いて前記封止部にレンズを形成することを含む
請求項１に記載の表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記レンズの形成は、
軟化させた前記材料を前記レンズの型に流し込むことと、
前記型に流し込まれた前記材料に前記パッケージ部を接触させることと、
前記材料と前記パッケージ部とが接触した状態で前記材料を硬化させることと、を含む
請求項２に記載の表示素子の製造方法。
【請求項４】
少なくとも４つの収容部を有するパッケージ部と、
前記収容部に個別に収容された、光を発する発光部を有する少なくとも４つの発光素子と、
前記収容部に配置され、前記発光素子を前記収容部の所定位置に固定する半田と、
前記光を透過する材料を用いて形成され、前記収容部を封止する封止部と
を備え、
前記所定位置は、前記半田を軟化状態として前記半田に前記発光素子を接触させた場合に前記半田の表面張力で前記発光素子が移動する移動先の位置である
表示素子。
【請求項５】
少なくとも４つの前記発光素子は、マトリクス状に配置されている
請求項４に記載の表示素子。
【請求項６】
前記封止部は、前記発光部からの前記光を集光するレンズ部を有する
請求項４又は請求項５に記載の表示素子。
【請求項７】
前記パッケージ部は、前記発光素子を区画する枠部を有し、
前記枠部の表面は、黒色に形成されている
請求項４から請求項６のうちいずれか一項に記載の表示素子。
【請求項８】
基板と、
前記基板に実装された複数の表示素子と
を備え、
前記表示素子として、請求項４から請求項７のうちいずれか一項に記載の表示素子が用いられる
表示装置。
【請求項９】
前記封止工程は、前記収容部に樹脂材料を充填させることを含む
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記収容部には、樹脂材料が充填されている
請求項４から請求項７のうちいずれか一項に記載の表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子の製造方法、表示素子及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置として、例えばマトリクス状に配置された複数のサブ画素を用いてカラー画像を表示する手法が知られている。このような表示装置としては、サブ画素として赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ発光するＬＥＤと、白色光又は赤外光を発光するＬＥＤと、の４つのＬＥＤを有する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この複数のＬＥＤは、例えば画素数に等しい数がマトリクス状に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−０４７８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、４種類のＬＥＤを個別に配置する場合、多大な手間やコストが掛かってしまうという問題がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明は、表示素子を効率的に製造することができる表示素子の製造方法、表示素子及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様に従えば、少なくとも４つの発光素子を個別に収容する複数の収容部を有するパッケージ部のうちそれぞれの前記収容部に半田を配置する配置工程と、前記半田を軟化させた状態で前記発光素子をそれぞれ前記収容部に収容し、軟化された前記半田に前記発光素子を接触させる接触工程と、軟化された前記半田の表面張力を前記発光素子に作用させ、前記発光素子を所定位置へ移動させる作用工程と、前記発光素子が所定位置に配置された状態で前記半田を硬化させ、前記発光素子を前記収容部に固定する固定工程と、前記発光素子を前記収容部に固定させた後、前記発光素子の発光部から発する光を透過可能な材料を用いて封止部を形成し、前記収容部を封止する封止工程とを含む表示素子の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の第二の態様に従えば、少なくとも４つの収容部を有するパッケージ部と、前記収容部に個別に収容された、光を発する発光部を有する少なくとも４つの発光素子と、前記収容部に配置され、前記発光素子を前記収容部の所定位置に固定する半田と、前記光を透過する材料を用いて形成され、前記収容部を封止する封止部とを備え、前記所定位置は、前記半田を軟化状態として前記半田に前記発光素子を接触させた場合に前記半田の表面張力で前記発光素子が移動する移動先の位置である表示素子が提供される。
【０００８】
本発明の第三の態様に従えば、基板と、前記基板に実装された複数の表示素子とを備え、前記表示素子として、本発明の第二の態様に従う表示素子が用いられる表示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、表示素子を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図。
【図２】パッケージ部の構成を示す平面図。
【図３】図１におけるＡ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４断面に沿った構成を示す図。
【図４】表示素子の製造手順を示すフローチャート。
【図５】表示素子の製造過程を示す工程図。
【図６】表示素子の製造過程を示す工程図。
【図７】表示素子の製造過程を示す工程図。
【図８】表示素子の製造過程を示す工程図。
【図９】パッケージ部の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。  
図１は、本実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。  
図１に示すように、表示装置１００は、基板１０及び表示素子２０を有している。表示装置１００は、基板１０の実装面１０ａに複数の表示素子２０がマトリクス状に実装された構成となっている。表示素子２０は、例えば基板１０上に隙間無く敷き詰められた状態で設けられている。基板１０には、不図示の配線や表示素子２０を駆動する不図示のドライバ等が設けられている。
【００１２】
図２は、パッケージ部２１の構成を示す平面図である。  
図２に示すように、表示素子２０は、パッケージ部２１、発光部２２及び半田部２３を有する。発光部２２は、半田部２３を介して、いわゆるフリップチップ型の実装方式によってパッケージ部２１に実装されている。  
パッケージ部２１には、４つの収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗが設けられている。４つの収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗは、２行×２列のマトリクス状に配置されている。
【００１３】
パッケージ部２１は、収容部側端子部２４を有している。収容部側端子部２４は、４つの端子２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ及び２４Ｗを有している。端子２４Ｒは、収容部２１Ｒの底部に設けられている。端子２４Ｇは、収容部２１Ｇの底部に設けられている。端子２４Ｂは、収容部２１Ｂの底部に設けられている。端子２４Ｗは、収容部２１Ｗの底部に設けられている。
【００１４】
発光部２２は、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗの４つの発光素子を有する。赤色発光素子２２Ｒは、収容部２１Ｒのうち平面視でほぼ中央の位置（所定位置）に収容されている。緑色発光素子２２Ｇは、収容部２１Ｇのうち平面視でほぼ中央の位置（所定位置）に収容されている。青色発光素子２２Ｂは、収容部２１Ｂのうち平面視でほぼ中央の位置（所定位置）に収容されている。白色発光素子２２Ｗは、収容部２１Ｗのうち平面視でほぼ中央の位置（所定位置）に収容されている。各発光素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ及び２２Ｗとしては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のチップなどが用いられている。
【００１５】
パッケージ部２１は、４つの収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗを囲う部分に枠部２１Ｆを有している。枠部２１Ｆの表面は、黒色に形成されている。枠部２１Ｆの表面が黒色に形成されていることにより、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗの４つの発光素子と、枠部２１Ｆとの間のコントラストが高められることになる。
【００１６】
図３は、図１におけるＡ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４断面に沿った構成を示す図である。  
図３に示すように、発光部２２は、素子側端子部２５を有している。素子側端子部２５は、端子２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ及び２５Ｗを有している。
【００１７】
端子２５Ｒは、赤色発光素子２２Ｒの底部に形成されている。端子２５Ｒは、赤色発光素子２２Ｒが収容部２１Ｒに収容された状態において、端子２４Ｒと対向して配置される。端子２５Ｒは、半田２３Ｒを介して端子２４Ｒに接続されている。端子２５Ｒは、赤色発光素子２２Ｒと端子２４Ｒとの間で電気的信号のやり取りを行う。
【００１８】
端子２５Ｇは、緑色発光素子２２Ｇの底部に形成されている。端子２５Ｇは、緑色発光素子２２Ｇが収容部２１Ｇに収容された状態において、端子２４Ｇと対向して配置される。端子２５Ｇは、半田２３Ｇを介して端子２４Ｇに接続されている。端子２５Ｇは、緑色発光素子２２Ｇと端子２４Ｇとの間で電気的信号のやり取りを行う。
【００１９】
端子２５Ｂは、青色発光素子２２Ｂの底部に形成されている。端子２５Ｂは、青色発光素子２２Ｂが収容部２１Ｂに収容された状態において、端子２４Ｂと対向して配置される。端子２５Ｂは、半田２３Ｂを介して端子２４Ｂに接続されている。端子２５Ｂは、青色発光素子２２Ｂと端子２４Ｂとの間で電気的信号のやり取りを行う。
【００２０】
端子２５Ｗは、白色発光素子２２Ｗの底部に形成されている。端子２５Ｗは、白色発光素子２２Ｗが収容部２１Ｗに収容された状態において、端子２４Ｗと対向して配置される。端子２５Ｗは、半田２３Ｗを介して端子２４Ｗに接続されている。端子２５Ｗは、白色発光素子２２Ｗと端子２４Ｗとの間で電気的信号のやり取りを行う。
【００２１】
パッケージ部２１は、封止部２６を有している。封止部２６は、封止部材２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ及び２６Ｗを有している。封止部材２６Ｒは、収容部２１Ｒを封止する。封止部材２６Ｇは、収容部２１Ｇを封止する。封止部材２６Ｂは、収容部２１Ｂを封止する。封止部材２６Ｗは、収容部２１Ｗを封止する。封止部材２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ及び２６Ｗには、それぞれ発光部２２からの光を集光するレンズ部２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂ及び２７Ｗが形成されている。
【００２２】
次に、図４〜図８を参照して、上記のように構成された表示素子２０の製造方法を説明する。  
図４は、表示素子２０の製造手順を示すフローチャートである。  
図４に示すように、表示素子２０を製造する際には、配置工程（ＳＴ０１）、接触工程（ＳＴ０２）、作用工程（ＳＴ０３）、固定工程（ＳＴ０４）及び封止工程（ＳＴ０５）を順に行う。
【００２３】
配置工程では、図５に示すように、パッケージ部２１の収容部２１Ｒのうち端子２５Ｒを覆うように半田２３Ｒを配置させ、当該半田２３Ｒを溶融させた状態とする。したがって、収容部２１Ｒには、溶融された状態の半田２３Ｒが配置される。収容部２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗについても、同様に溶融された状態の半田２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗを配置する。
【００２４】
以下、収容部２１Ｒを代表させて説明することとし、収容部２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗについては特に記載のある場合を除いて説明を省略する。しかしながら、収容部２１Ｇ、収容部２１Ｂ及び収容部２１Ｗに半田２３Ｇ、半田２３Ｂ及び半田２３Ｗをそれぞれ配置させる場合についても同様の説明が可能である。以下、図６〜図８においても同様の趣旨から、収容部２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗについての説明を省略する。
【００２５】
接触工程では、図６に示すように、半田２３Ｒを軟化させた状態で赤色発光素子２２Ｒを収容部２１Ｒに収容し、軟化された半田２３Ｒに赤色発光素子２２Ｒを接触させる。このとき、赤色発光素子２２Ｒに形成された端子２４Ｒを収容部２１Ｒの端子２５Ｒに対向させるようにする。なお、当該接触工程では、赤色発光素子２２Ｒは必ずしも収容部２１Ｒの平面視中央の位置に配置されるとは限らない。図６では、赤色発光素子２２Ｒが収容部２１Ｒの平面視中央部からずれた位置に配置された状態が示されている。
【００２６】
移動工程では、図７に示すように、軟化された半田２３Ｒの表面張力を赤色発光素子２２Ｒに作用させ、当該赤色発光素子２２Ｒを所定位置、すなわち、収容部２１Ｒの平面視中央の位置へ移動させる。本実施形態では、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗの４つの発光素子がそれぞれ半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗの表面張力によって所定位置に移動するため、位置合わせの手間が大幅に軽減されることになる。
【００２７】
固定工程では、赤色発光素子２２Ｒが、図７に示すように収容部２１Ｒの平面視中央の位置に配置された状態で半田２３Ｒを硬化させ、赤色発光素子２２Ｒを収容部２１Ｒに固定する。
【００２８】
封止工程では、赤色発光素子２２Ｒを収容部２１Ｒに固定させた後、図８に示すように、赤色発光素子２２Ｒから発する光を透過可能な材料を用いて封止部２６（封止部材２６Ｒ）を形成し、当該封止部材２６Ｒによって収容部２１Ｒを封止する。この工程により、赤色発光素子２２Ｒが保護されることになる。
【００２９】
なお、封止工程は、封止部材２６Ｒにレンズ部２７Ｒを形成することを含む。当該レンズ部２７Ｒを形成する場合、例えば封止部材２６Ｒの材料として無色透明で熱可塑性を有する樹脂材料を用いることとする。この場合、軟化させた材料をレンズ部２７Ｒに対応する型に流し込み、当該材料にパッケージ部２１を接触させる。その後、型の内部の材料とパッケージ部２１とが接触した状態で材料を硬化させる。これにより、図８に示すように表面が曲面状のレンズ部２７Ｒが形成された封止部材２６Ｒによって収容部２１Ｒが封止されることになる。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係る表示素子２０の製造方法は、パッケージ部２１の収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗに半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗを配置する配置工程と、半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗを軟化させた状態で赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗをそれぞれ収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗに収容し、軟化された半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗに赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗを接触させる接触工程と、軟化された半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗの表面張力を赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗに作用させ、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗを所定位置へ移動させる作用工程と、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗが所定位置に配置された状態で半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗを硬化させ、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗを収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗに固定する固定工程とを含むので、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗの４つの発光素子の位置合わせの手間が大幅に軽減されることになる。これにより、表示素子２０を効率的に製造することができる。
【００３１】
また、本実施形態に係る表示素子２０は、少なくとも４つの収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを有するパッケージ部２１と、収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに個別に収容された少なくとも４つの発光素子（赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗ）と、収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに配置され赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗを収容部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの所定位置に固定する半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗとを備え、上記所定位置は、半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗを軟化状態として当該半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗに赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗを接触させた場合に半田２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び２３Ｗの表面張力で赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗが移動する移動先の位置であることとしたので、製造コストの低い表示素子２０を得ることができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る表示装置１００は、基板１０と、当該基板１０に実装された複数の表示素子２０とを備え、当該表示素子２０として、本実施形態に係る表示素子２０が用いられるため、効率的に製造可能であり、製造コストの低い表示装置１００を得ることができる。また、一部の発光素子が故障等した場合であっても、パッケージ２１ごと取り替えることができるため、メンテナンス効率に優れた表示装置１００が得られる。
【００３３】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態では、４つの発光素子として、赤色発光素子２２Ｒ、緑色発光素子２２Ｇ、青色発光素子２２Ｂ及び白色発光素子２２Ｗを例に挙げて説明したが、これらの種類の発光素子に限られず、他の光（赤外光など）を発光する発光素子を用いても構わない。
【００３４】
また、上記実施形態では、少なくとも４つの発光素子を有するパッケージ部２１の構成として、４つの発光素子を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、５つ以上の発光素子を有する構成であっても構わない。
【００３５】
また、上記実施形態では、密閉された収容部２１Ｒ、収容部２１Ｇ、収容部２１Ｂ及び収容部２１Ｗが中空である構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図９に示すように、収容部２１Ｒに樹脂材料２８Ｒが充填された構成であっても良い。この構成においては、例えば封止部材２６Ｒによって収容部２１Ｒを封止する前に、収容部２１Ｒに樹脂材料２８Ｒを充填させれば良い。これにより、収容部２１Ｒ、収容部２１Ｇ、収容部２１Ｂ及び収容部２１Ｗに配置される各構成要素をより確実に封止することができる。
【００３６】
なお、図９は、収容部２１Ｒの構成を例に挙げて示しているが、これに限られることは無く、例えば収容部２１Ｇ、収容部２１Ｂ及び収容部２１Ｗに樹脂材料が充填された構成であっても良い。なお、収容部２１Ｒ、収容部２１Ｇ、収容部２１Ｂ及び収容部２１Ｗのうち少なくとも１つに樹脂材料が充填された構成であっても良い。この場合、収容部２１Ｒ、収容部２１Ｇ、収容部２１Ｂ及び収容部２１Ｗのうち樹脂材料を充填させる収容部については、任意に選択することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…基板  １０ａ…実装面  ２０…表示素子  ２１…パッケージ部  ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ｗ…収容部  ２１Ｆ…枠部  ２２…発光部  ２２Ｒ…赤色発光素子  ２２Ｇ…緑色発光素子  ２２Ｂ…青色発光素子  ２２Ｗ…白色発光素子  ２３…半田部  ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗ…半田  ２４…収容部側端子部  ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ、２４Ｗ…端子  ２５…素子側端子部  ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ、２５Ｗ…端子  ２６…封止部  ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｗ…封止部材  ２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂ、２７Ｗ…レンズ部  １００…表示装置
【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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