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CN111684511A - 全彩led显示面板及其制造方法 - Google Patents

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CN111684511A
CN111684511A CN201980011675.7A CN201980011675A CN111684511A CN 111684511 A CN111684511 A CN 111684511A CN 201980011675 A CN201980011675 A CN 201980011675A CN 111684511 A CN111684511 A CN 111684511A
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light
fluorescent
display panel
full
led display
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CN201980011675.7A
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Inventor
梶山康一
平野贵文
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V Technology Co Ltd
Original Assignee
V Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明具备：LED阵列基板(1)，它是将放出紫外或蓝色波段的光的多个LED(4)呈矩阵状配置在布线基板(5)上而成；多个荧光发光层(2)，它们以使荧光色素均匀地分散到感光树脂中而具有的荧光抗蚀层的岛形图案的形式形成于对应三原色的多个所述LED(4)上，被从所述LED(4)放出的激发光激发而波长转换为对应颜色的荧光；以及遮光构件(3)，其被覆设置在所述荧光发光层(2)的除放光面(2a)以外的周面(2b)上，反射或吸收所述激发光及所述荧光。由此，可靠地防止邻接的荧光发光层间的混色。

Description

全彩LED显示面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及具备荧光发光层的全彩LED显示面板，尤其涉及能够可靠地防止邻接的荧光发光层间的混色的全彩LED显示面板及其制造方法。
背景技术
以往的全彩LED显示面板具备微型LED器件的阵列和波长转换层(荧光发光层)的阵列，所述微型LED器件的阵列放出蓝色(例如450nm～495nm)或深蓝色(例如420nm～450nm)的光，所述波长转换层(荧光发光层)的阵列设置在该微型LED器件的阵列上，吸收来自微型LED器件的蓝色发光或深蓝色发光，并将该发光波长分别转换为红色、绿色及蓝色这各种光(例如参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特表2016-523450号公报
发明内容
发明要解决的问题
但在这种以往的全彩LED显示面板中，是使用黑色矩阵作为分隔对应各颜色的波长转换层(荧光发光层)的间隔壁，因此，例如在波长转换层的层厚较厚的情况下，在使用含有黑色颜料的感光树脂作为黑色矩阵时，由于黑色矩阵的遮光性能而导致感光达不到深部，从而有产生未固化部分之虞。因此，在向上述间隔壁围成的对应各颜色的开口(像素)填充含有对应颜色的荧光色素(颜料或染料)的荧光抗蚀液时，有间隔壁的一部分崩裂而导致荧光抗蚀液漏至邻接的其他颜色的开口内而引起混色之虞。这一问题在高宽比较大的间隔壁中尤为明显。
在此，针对这种问题，本发明的目的在于提供一种能够可靠地防止邻接的荧光发光层间的混色的全彩LED显示面板及其制造方法。
解决问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明的全彩LED显示面板具备：LED阵列基板，它是将放出紫外或蓝色波段的光的多个LED呈矩阵状配置在布线基板上而成；多个荧光发光层，它们以使荧光色素均匀地分散到感光树脂中而具有的荧光抗蚀层的岛形图案的形式形成于对应三原色的多个所述LED上，被从所述LED放出的激发光激发而波长转换为对应颜色的荧光；以及遮光构件，其被覆设置在所述荧光发光层的除放光面以外的周面上，反射或吸收所述激发光及所述荧光。
此外，本发明的全彩LED显示面板的制造方法进行：第1步骤，即，将放出紫外或蓝色波段的光的多个LED呈矩阵状配置在布线基板上来形成LED阵列基板；第2步骤，即，在对应三原色的多个所述LED上进行使荧光色素均匀地分散到感光树脂中而具有的荧光抗蚀层的曝光及显影，形成被从所述LED放出的激发光激发而波长转换为对应颜色的荧光的多个荧光发光层的岛形图案；以及第3步骤，即，以被覆在所述荧光发光层的除放光面以外的周面的方式设置反射或吸收所述激发光及所述荧光的遮光构件。
发明的效果
根据本发明，由于在以荧光抗蚀层的岛形图案的形式形成的荧光发光层的除放光面以外的周面被覆设置有遮光构件，因此，不同于现有技术，没有邻接的荧光发光层间的间隔壁的一部分崩裂而导致荧光抗蚀液漏至邻接的其他颜色的像素内而产生混色之虞。因而，能够可靠地防止邻接的荧光发光层间的混色。
附图说明
图1为表示本发明的全彩LED显示面板的第1实施方式的俯视图。
图2为图1的要部放大截面图。
图3为说明本发明的全彩LED显示面板的LED的触点与布线基板的电极焊盘的电性接合的截面图。
图4为例示本发明的全彩LED显示面板的红色荧光发光层的发光光谱的图表。
图5为例示本发明的全彩LED显示面板的红色荧光发光层的色纯度的表。
图6为表示上述第1实施方式的制造方法中的LED阵列基板制造工序的说明图。
图7为表示上述第1实施方式的制造方法中的荧光发光层形成工序的说明图。
图8为表示上述第1实施方式的制造方法中的遮光构件形成工序的说明图。
图9为表示本发明的全彩LED显示面板的第2实施方式的要部放大截面图。
图10为表示上述第2实施方式的制造方法中的荧光发光层阵列基板制造工序的说明图。
图11为表示上述第2实施方式的制造方法中的组装工序的说明图。
具体实施方式
下面，根据附图，对本发明的实施方式进行详细说明。图1为表示本发明的全彩LED显示面板的第1实施方式的俯视图，图2为图1的要部放大截面图。该全彩LED显示面板进行影像的彩色显示，是具备LED阵列基板1、荧光发光层2以及遮光构件3而构成的。
如图1所示，上述LED阵列基板1呈矩阵状配置、配备有多个LED 4，是在设置有如下布线的、包含TFT驱动基板及可挠性基板等的布线基板5上配置上述多个LED 4而成，该布线用于从设置在外部的驱动电路将驱动信号供给至各LED 4而对各LED 4单独进行导通及断开驱动来使其点亮及熄灭。
如图2所示，上述布线基板5上设置有多个LED 4。该LED 4发出紫外或蓝色波段的光，以氮化镓(GaN)为主材料加以制造。再者，也可为发出波长例如为200nm～380nm的近紫外线的LED，也可为发出波长例如为380nm～500nm的蓝色光的LED。再者，在本说明书中，不论全彩LED显示面板的设置状态如何，“上”都是指显示面侧。
详细而言，如图3所示，LED 4中，LED 4的触点8与电极焊盘6经由以图案化的方式形成于布线基板5的电极焊盘6上的导电性的弹性突起部7而电性连接在一起。
更详细而言，上述弹性突起部7是在表面被覆有金或铝等导电性良好的导电体膜9的树脂制突起10，或者是由在光阻材料中添加有银等导电性微粒子而成的导电性光阻材料或者包含导电性高分子的导电性光阻材料形成的突起10。再者，图3中，作为一例，展示了形成表面被覆有导电体膜9的突起10来作为弹性突起部7的情况，但弹性突起部7也能以导电性光阻材料来形成。
进而，如图3所示，LED 4经由设置在布线基板5的电极焊盘6周围的粘接剂层11粘接固定在布线基板5上。在该情况下，上述粘接剂层11宜为可以通过曝光及显影加以图案化的感光性粘接剂。或者，也可为底部填充胶，也可为紫外线固化型粘接剂。
如图2所示，上述LED阵列基板1的各LED 4上设置有荧光发光层2。该荧光发光层2被从LED 4放出的激发光EL激发而分别波长转换为对应颜色的荧光FL，为对应于红、绿、蓝这光的三原色而排列设置在各LED 4上的红色荧光发光层2R、绿色荧光发光层2G及蓝色荧光发光层2B，具有通过光刻法对均匀地分散对应颜色的荧光色素(颜料或染料)而具有的荧光抗蚀层进行曝光及显影而形成的岛形图案的形状。再者，图1中展示了呈条纹状设置对应各颜色的荧光发光层2的情况，但也可单独对应各LED 4来设置。
详细而言，上述荧光发光层2在抗蚀膜中均匀地混合、分散而含有荧光色素和调整色素，该荧光色素具有几微米级粒径，该调整色素具有几十纳米级粒径，选择性地透过预先规定的波段的光。
更详细而言，上述调整色素使从LED 4发出的激发光EL透过而且选择性地透过荧光色素被激发而发出的荧光FL当中与三原色相对应的波段的光、吸收这以外的不需要的波长的光，可以使用彩色滤光用的颜料或染料。即，红色荧光发光层2R中含有红色荧光色素和选择性地透过激发光EL及红色波段的光的红色调整色素，绿色荧光发光层2G中含有绿色荧光色素和选择性地透过激发光EL及绿色波段的光的绿色调整色素，蓝色荧光发光层2B中含有蓝色荧光色素和选择性地透过激发光EL及蓝色波段的光的蓝色调整色素。
图4例示了含有红色的荧光色素和对应红色的红色调整色素的红色荧光发光层2R的发光光谱，虚线表示红色调整色素的透射光谱，单点划线表示红色荧光色素的发光光谱，实线表示含有上述红色调整色素及红色荧光色素的红色荧光发光层2R的发光光谱。此外，图5为将上述红色荧光发光层2R的色纯度与仅有红色荧光色素的情况进行比较来加以展示的表。此处使用的红色荧光色素为258荧光体，红色调整色素为颜料红254(PigmentRed254)。并且，关于其混合比，258荧光体为20重量份，颜料红254为80重量份。再者，以上展示的是一例，并不限定于此。
如图5所示，含有红色荧光色素和红色调整色素的红色荧光发光层2R的发光特性中，发光峰值为617nm，半值宽度为70nm。另一方面，仅有红色荧光色素的发光特性中，发光峰值为612nm，半值宽度为90nm。如此得知，含有红色荧光色素和红色调整色素的红色荧光发光层2R与仅使用红色荧光色素的情况相比，发光峰值朝长波长侧漂移，半值宽度也减小，色纯度有了提高。
如图2所示，在上述荧光发光层2的除位于显示面侧的放光面2a以外的周面2b被覆设置有遮光构件3。该遮光构件3反射或吸收激发光EL及荧光FL，例如是通过溅射或镀覆等来形成反射激发光EL及荧光FL的铝或镍等的金属膜而成。或者，也能以填埋邻接的荧光发光层2之间的间隙的方式涂布设置吸收激发光EL及荧光FL的例如黑色树脂。再者，被覆在荧光发光层2的放光面2a上的遮光构件3在之后通过光刻法、激光照射或研磨等各种方法予以去除。
在使用金属膜作为上述遮光构件3的情况下，可以利用金属膜将在荧光发光层2内朝邻接的荧光发光层2的方向倾斜地前进的激发光EL朝荧光发光层2内侧反射而用于荧光色素的激发，从而可以提高荧光发光层2的发光效率。此外，在荧光发光层2内倾斜地前进的荧光FL被金属膜反射而从荧光发光层2的放光面2a放出，因此还可以谋求光利用率的提高。
接着，对如此构成的全彩LED显示面板的第1实施方式的制造方法进行说明。
本发明的全彩LED显示面板的第1实施方式的制造方法大致分为LED阵列基板制造工序、荧光发光层形成工序以及遮光构件形成工序。下面，对各工序依序进行说明。
(LED阵列基板制造工序)
图6为表示LED阵列基板制造工序的说明图。
首先，如图6的(a)所示，以与布线基板5上的电极焊盘6相对应的方式形成导电性的弹性突起部7。详细而言，在布线基板5的整面涂布感光间隔物用的抗蚀剂，之后使用光掩模14进行曝光、显影，在电极焊盘6上以图案化的方式形成突起10。其后，在上述突起10及电极焊盘6上通过溅射或蒸镀等以相互导通的状态形成金或铝等导电性良好的导电体膜9，从而形成弹性突起部7。
更详细而言，在形成导电体膜9之前，通过光刻法在除电极焊盘6上以外的周边部分形成抗蚀层，在形成导电体膜9之后，利用溶解液使抗蚀层溶解，并且剥离抗蚀层上的导电体膜9。
再者，弹性突起部7也可为由在光阻材料中添加有银等导电性微粒子而成的导电性光阻材料或者含有导电性高分子的导电性光阻材料形成的突起10。在该情况下，弹性突起部7在布线基板5的整个上表面以规定厚度涂布导电性光阻材料，之后使用光掩模进行曝光、显影，在电极焊盘6上以图案化的方式形成突起10。
如此，上述弹性突起部7可以运用光刻工艺来形成，因此在位置及形状上可以确保高精度，即便LED 4的触点8的间隔比10μm左右窄，也能容易地形成。因而，可以制造出高精细的全彩LED显示面板。
此外，弹性突起部7在LED 4的按压下会以弹性变形的方式接触LED 4的触点8，因此，在像后文叙述那样同时按压多个LED 4的情况下，也能使各LED 4的各触点8可靠地接触弹性突起部7。因而，可以提高全彩LED显示面板的制造良率。
接着，如图6的(b)所示，使例如以与LED显示面板的像素间距相同的间距呈矩阵状配置形成于蓝宝石基板12上的、放出紫外或蓝色波段的光的多个LED 4以其触点8与上述布线基板5的电极焊盘6一致的方式与布线基板5对准。
然后，如图6的(c)所示，将蓝宝石基板12压接至布线基板5，使得LED 4的触点8与布线基板5的电极焊盘6电性连接。其后，利用省略了图示的粘接剂将LED 4粘接固定在布线基板5上。在该情况下，在将LED 4粘接固定至布线基板5之前，可对布线基板5通电来检查各LED 4的点亮状态。继而，可仅对除被判定为点亮不良的LED 4或者包含该不良判定的LED 4的LED列以外的良品LED 4进行粘接。
然后，如图6的(d)所示，从蓝宝石基板12侧对良品LED 4照射激光L来进行激光剥离，将良品LED 4从蓝宝石基板12上剥离。由此，如图6的(e)所示，将多个LED 4呈矩阵状配置在布线基板5上而成的LED阵列基板1完成。再者，在布线基板5上的、漏除了被判定为不良的LED 4或者包含该不良判定的LED 4的LED列的部分贴上预备的良品LED 4或LED列。
(荧光发光层形成工序)
图7为表示荧光发光层形成工序的说明图。
首先，如图7的(a)所示，在LED阵列基板1上例如旋涂或喷涂例如红色的荧光抗蚀层13。
接着，如图7的(b)所示，使用光掩模14将对应红色的LED 4上的红色的荧光抗蚀层13加以曝光。
然后，利用规定的显影液对上述红色的荧光抗蚀层13进行显影，由此，像图7的(c)所示那样在对应红色的LED 4上留下红色的荧光抗蚀层13的岛形图案，形成红色荧光发光层2R。
其后，对于绿色及蓝色的荧光抗蚀层，以相同方式经过LED阵列基板1上的涂布工序以及使用光掩模的光刻工序而像图7的(d)所示那样在对应绿色及对应蓝色的LED 4上分别形成绿色荧光发光层2G及蓝色荧光发光层2B。
(遮光构件形成工序)
图8为表示遮光构件形成工序的说明图。
首先，如图8的(a)所示，通过溅射等从荧光发光层2的放光面2a侧形成膜，在荧光发光层2的周面2b以规定厚度形成作为遮光构件3的铝或镍等的金属膜。在该情况下，遮光构件3可通过非电解镀覆来形成金属膜，也可例如在荧光发光层2上涂布例如感光性的黑色树脂，之后进行紫外线固化而利用上述黑色树脂来填埋邻接的荧光发光层2之间的间隙。
接着，如图8的(b)所示，例如通过基于光刻法的刻蚀、激光照射或研磨将荧光发光层2的放光面2a上的遮光构件3去除。在通过激光照射来去除金属膜的情况下，宜使用约260nm～约360nm波长的激光。此外，在通过激光照射来去除黑色树脂的情况下，宜使用约355nm以上波长的激光来进行激光烧蚀。
其后，在显示面侧表面形成省略了图示的透过可见光的透明的保护层以及防止外部光的反射的抗反射膜，由此，第1实施方式的本发明的全彩LED显示面板完成。再者，在LED4发出蓝色光的情况下，可没有蓝色荧光发光层2B。
图9为表示本发明的全彩LED显示面板的第2实施方式的要部放大截面图。
第2实施方式与第1实施方式的不同点在于，荧光发光层2及遮光构件3是形成于不同于LED阵列基板1的别的透明基板15上。下面，对第2实施方式的制造方法进行说明。
第2实施方式的制造方法大致分为LED阵列基板制造工序、荧光发光层阵列基板制造工序以及组装工序。
上述LED阵列基板制造工序与第1实施方式的制造方法相同，此处省略说明。
图10为表示荧光发光层阵列基板制造工序的说明图。
首先，如图10的(a)所示，在透过紫外线及可见光的例如玻璃或树脂制透明基板15上例如旋涂或喷涂例如红色的荧光抗蚀层13。
接着，如图10的(b)所示，使用光掩模14将红色的荧光抗蚀层13加以曝光。
然后，利用规定的显影液对上述红色的荧光抗蚀层13进行显影，由此，像图10的(c)所示那样留下红色的荧光抗蚀层13的岛形图案，以与对应红色的LED 4的排列间距相同的间距形成红色荧光发光层2R。
其后，对于绿色及蓝色的荧光抗蚀层13，以相同方式经过透明基板15上的涂布工序以及使用光掩模的光刻工序而像图10的(d)所示那样以与对应绿色及对应蓝色的LED 4的排列间距相同的间距分别形成绿色荧光发光层2G及蓝色荧光发光层2B。
接着，如图10的(e)所示，通过溅射等从荧光发光层2的放光面2a侧形成膜，在荧光发光层2的侧面以规定厚度形成作为遮光构件3的铝或镍等的金属膜。在该情况下，遮光构件3可通过非电解镀覆来形成金属膜，也可例如在荧光发光层2上涂布例如感光性的黑色树脂，之后进行紫外线固化而利用上述黑色树脂来填埋邻接的荧光发光层2之间的间隙。
然后，如图10的(f)所示，例如通过基于光刻法的刻蚀、激光照射或研磨将荧光发光层2的放光面2a上的遮光构件3去除。如此一来，便制造出在荧光发光层2的除放光面2a以外的周面2b配备有遮光构件3的荧光发光层阵列基板16。
图11为表示组装工序的说明图。
首先，如图11的(a)所示，在LED阵列基板1上设置荧光发光层阵列基板16，使用预先设置在LED阵列基板1上的省略了图示的对准标记和预先设置在荧光发光层阵列基板16上的省略了图示的对准标记来进行对准，将荧光发光层阵列基板16的各荧光发光层2定位在LED阵列基板1的各LED 4上。
接着，如图11的(b)所示，在维持对准状态的情况下压接两基板，并利用省略了图示的粘接剂加以接合。由此，本发明的全彩LED显示面板的第2实施方式完成。再者，与第1实施方式一样，在LED 4发出蓝色光的情况下，可没有蓝色荧光发光层2B。
在上述第2实施方式中，保护层及抗反射膜在荧光发光层2上的形成可在荧光发光层阵列基板16形成后或者上述组装工序结束后进行。
再者，在以上的说明中，对LED 4为以氮化镓(GaN)为主材料的发光二极管的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，LED 4还包括有机EL。因而，也能以放出紫外或蓝色波段的光的有机EL发光层来形成LED阵列基板1的LED 4。
符号说明
1 LED阵列基板
2 荧光发光层
2a 放光面
2b 周面
2R 红色荧光发光层
2G 绿色荧光发光层
2B 蓝色荧光发光层
3 遮光构件
4 LED
5 布线基板
13 荧光抗蚀层
EL 激发光
FL 荧光。

Claims (8)

1.一种全彩LED显示面板，其特征在于，具备：
LED阵列基板，它是将放出紫外或蓝色波段的光的多个LED呈矩阵状配置在布线基板上而成；
多个荧光发光层，它们以使荧光色素均匀地分散到感光树脂中而具有的荧光抗蚀层的岛形图案的形式形成于对应三原色的多个所述LED上，被从该LED放出的激发光激发而波长转换为对应颜色的荧光；以及
遮光构件，其被覆设置在所述荧光发光层的除放光面以外的周面上，反射或吸收所述激发光及所述荧光。
2.根据权利要求1所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
所述遮光构件为反射所述激发光的金属膜。
3.根据权利要求1或2所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
所述荧光抗蚀层除了所述荧光色素以外还含有选择性地透过预先规定的波段的光的调整色素。
4.一种全彩LED显示面板的制造方法，其特征在于，包含：
第1步骤，即，将放出紫外或蓝色波段的光的多个LED呈矩阵状配置在布线基板上来形成LED阵列基板；
第2步骤，即，在对应三原色的多个所述LED上进行使荧光色素均匀地分散到感光树脂中而具有的荧光抗蚀层的曝光及显影，形成被从所述LED放出的激发光激发而波长转换为对应颜色的荧光的多个荧光发光层的岛形图案；以及
第3步骤，即，以被覆在所述荧光发光层的除放光面以外的周面的方式设置反射或吸收所述激发光及所述荧光的遮光构件。
5.根据权利要求4所述的全彩LED显示面板的制造方法，其特征在于，
所述遮光构件为反射所述激发光的金属膜。
6.根据权利要求4或5所述的全彩LED显示面板的制造方法，其特征在于，
所述第3步骤中，在所述荧光发光层的侧面设置所述遮光构件，之后将被覆在所述放光面上的所述遮光构件去除。
7.根据权利要求4或5所述的全彩LED显示面板的制造方法，其特征在于，
所述荧光抗蚀层除了所述荧光色素以外还含有选择性地透过预先规定的波段的光的调整色素。
8.根据权利要求6所述的全彩LED显示面板的制造方法，其特征在于，
所述荧光抗蚀层除了所述荧光色素以外还含有选择性地透过预先规定的波段的光的调整色素。
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