JP2020043140A - Ｌｅｄ表示パネルの製造方法及びｌｅｄ表示パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】隣接するＬＥＤ間の混色を防止する。【解決手段】複数のＬＥＤ４をマトリクス状に配置したＬＥＤアレイ基板１上に、ＬＥＤ４を取り囲んで遮光壁３を設けたＬＥＤ表示パネルの製造方法であって、透明基板１４上に透明な感光性樹脂を塗布し、これをフォトリソグラフィにより露光及び現像して隔壁７を形成した後、隔壁７の表面に光を反射又は吸収する薄膜８を設けて遮光壁３を形成する工程と、ＬＥＤアレイ基板１の各ＬＥＤ４が、隣接する遮光壁３の間に収まるようにＬＥＤアレイ基板１と透明基板１４とをアライメントした後、接着剤層１７を介して遮光壁３をＬＥＤアレイ基板１に接合する工程と、透明基板１４側からレーザ光を照射し、遮光壁３から透明基板１４を剥離して取り除く工程とを含む。【選択図】図６
Description
本発明は、フルカラーのＬＥＤ（light emitting diode）表示パネルの製造方法に関し、特に隣接するＬＥＤ間の混色を防止したＬＥＤ表示パネルの製造方法及びＬＥＤ表示パネルに係るものである。
従来のＬＥＤ表示パネルは、青色（例えば、４５０ｎｍ〜４９５ｎｍ）又は紺青色（例えば、４２０ｎｍ〜４５０ｎｍ）の光を放出するマイクロＬＥＤデバイスのアレイと、このマイクロＬＥＤデバイスのアレイ上に設けられ、マイクロＬＥＤデバイスからの青色発光又は紺青色発光を吸収して、その発光波長を赤色、緑色及び青色の各光に夫々変換する波長変換層（蛍光発光層）のアレイと、を備えたものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
しかし、このような従来のＬＥＤ表示パネルにおいて、各色対応の波長変換層（蛍光発光層）を隔てる遮光壁としてブラックマトリクスが使用されているため、例えば波長変換層の層厚が厚い場合に、ブラックマトリクスとして黒色顔料を含有する感光性樹脂を使用したときには、ブラックマトリクスの遮光性能により深部まで感光されず、未露光部分が生じてしまうおそれがあった。そのため、上記遮光壁によって囲まれた各色対応の開口（ピクセル）に、対応色の蛍光色素（顔料又は染料）を含有する蛍光発光レジストを充填する際に、遮光壁の一部が崩れて蛍光発光レジストが隣接する他の色の開口内に漏れ、混色の原因となるおそれがあった。特に、この問題は、高さ対幅のアスペクト比が大きい遮光壁において顕著となる。
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、隣接するＬＥＤ間の混色を防止したＬＥＤ表示パネルの製造方法及びＬＥＤ表示パネルを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によるＬＥＤ表示パネルの製造方法は、複数のＬＥＤをマトリクス状に配置したＬＥＤアレイ基板上に、前記ＬＥＤを取り囲んで遮光壁を設けたＬＥＤ表示パネルの製造方法であって、透明基板上に透明な感光性樹脂を塗布する第１ステップと、前記感光性樹脂をフォトリソグラフィにより露光及び現像して前記遮光壁の基材となる隔壁を形成する第２ステップと、前記隔壁の表面に前記ＬＥＤから放射される光を反射又は吸収する薄膜を設けて前記遮光壁を形成する第３ステップと、前記ＬＥＤアレイ基板の各ＬＥＤが、隣接する前記遮光壁の間に収まるように前記ＬＥＤアレイ基板と前記透明基板とをアライメントした後、接着剤層を介して前記遮光壁を前記ＬＥＤアレイ基板に接合する第４ステップと、前記透明基板側からレーザ光を照射し、前記遮光壁から前記透明基板を剥離して取り除く第５ステップと、を含むものである。
また、本発明によるＬＥＤ表示パネルは、複数のＬＥＤをマトリクス状に配置したＬＥＤアレイ基板上に、前記ＬＥＤを取り囲んで遮光壁を設けたＬＥＤ表示パネルであって、前記遮光壁は、感光性樹脂から成る透明な隔壁の表面に光を反射又は吸収する薄膜を設けると共に、少なくとも前記ＬＥＤを取り囲む開口の隅角部を面取りしたものである。
本発明によれば、遮光壁用の樹脂材料として透明な感光性樹脂を使用することができる。したがって、高さ対幅のアスペクト比が高い遮光壁用として厚みの厚い感光性樹脂が使用された場合であっても樹脂の深部まで完全に感光することができ、従来技術におけるようなブラックマトリクス用の感光性樹脂と違って未露光部が生じることがない。それ故、遮光壁の安定性が増すことにより、遮光壁によって囲まれた開口に例えば蛍光発光レジストを充填する際にも、遮光壁の一部が崩れて蛍光発光レジストが隣接する開口内に漏れ込むおそれがない。これにより、隣接するＬＥＤ間の混色を防止することができる。
また、遮光壁の開口の隅角部を面取りしたことにより、開口内に薄膜を均一に形成することができ、遮光壁の遮光性能を向上することができる。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるＬＥＤ表示パネルの一実施形態を示す平面図であり、図２は、図１の要部拡大断面図である。このＬＥＤ表示パネルは、映像をカラー表示するもので、ＬＥＤアレイ基板１と、蛍光発光層２と、遮光壁３と、を備えて構成されている。
上記ＬＥＤアレイ基板１は、図１に示すように複数のマイクロＬＥＤ４（以下、単に「ＬＥＤ」という）をマトリクス状に配置して備えたものであり、外部に設けた駆動回路から駆動信号を各ＬＥＤ４に供給し、各ＬＥＤ４を個別にオン及びオフ駆動して点灯及び消灯させるための配線を設けたＴＦＴ駆動基板及びフレキシブル基板等を含む表示用配線基板５上に、上記複数のＬＥＤ４を配置したものとなっている。
上記ＬＥＤ４は、紫外から青色波長帯の光を放射するものであり、窒化ガリウム（ＧａＮ）を主材料として製造される。なお、波長が例えば２００ｎｍ〜３８０ｎｍの近紫外線を放射するＬＥＤであっても、波長が例えば３８０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を放射するＬＥＤであってもよい。
上記ＬＥＤアレイ基板１の各ＬＥＤ４上には、図２に示すように蛍光発光層２が設けられている。この蛍光発光層２は、ＬＥＤ４から放射される励起光によって励起されて対応色の蛍光ＦＬに夫々波長変換するものであり、赤、緑、青の光三原色に対応させて各ＬＥＤ４上に並べて設けられた赤色蛍光発光層２Ｒ、緑色蛍光発光層２Ｇ及び青色蛍光発光層２Ｂで、対応色の蛍光色素６（顔料又は染料）を含有する蛍光発光レジストである。なお、図１においては、各色対応の蛍光発光層２をストライプ状に設けた場合について示しているが、各ＬＥＤ４に個別に対応させて設けてもよい。
詳細には、上記蛍光発光層２は、図２に示すようにレジスト膜中に数十ミクロンオーダーの粒子径の大きい蛍光色素６ａと、数十ナノメートルオーダーの粒子径の小さい蛍光色素６ｂとを混合、分散させたものである。なお、蛍光発光層２を粒子径の大きい蛍光色素６ａだけで構成してもよいが、この場合には、蛍光色素６の充填率が低下し、励起光の表示面側への漏れ光が増してしまう。一方、蛍光発光層２を粒子径の小さい蛍光色素６ｂだけで構成した場合には、耐光性等の安定性が劣るという問題がある。したがって、上記のように蛍光発光層２を粒子径の大きい蛍光色素６ａを主体として粒子径の小さい蛍光色素６ｂを混合させた混合物で構成することにより、励起光の表示面側への漏れ光を抑制すると共に、発光効率を向上させることができる。
この場合、粒子径の異なる蛍光色素６の混合比率は、体積比で粒子径の大きい蛍光色素６ａが５０〜９０Ｖｏｌ％に対して、粒子径の小さい蛍光色素６ｂは１０〜５０Ｖｏｌ％とするのが望ましい。
上記ＬＥＤアレイ基板１上には、ＬＥＤ４及び各色対応の蛍光発光層２を取り囲んだ状態で接着剤層（後述の第２接着剤層１７）を介して遮光壁３が設けられている。この遮光壁３は、各色対応の蛍光発光層２を互いに隔てるものであり、透明な感光性樹脂をフォトリソグラフィにより露光及び現像して形成された隔壁７の表面に被着させて、ＬＥＤ４から放射される励起光及び該励起光によって蛍光発光層２が励起されて発光する蛍光ＦＬを反射又は吸収する薄膜８を備えたものである。
この場合、上記透明な感光性樹脂の厚みは、該感光性樹脂を加工して形成される遮光壁３のトップ面の位置がＬＥＤアレイ基板１上に配置されたＬＥＤ４のトップ面の位置よりも高くなるように設定するのがよい。詳細には、上記感光性樹脂の厚みは、ＬＥＤ４のトップ面から遮光壁３が約１０μｍ〜約４０μｍだけ突出するような厚みとするのがよい。なお、一実施例において、ＬＥＤアレイ基板１の上面からＬＥＤ４のトップ面までの高さは約１０μｍであるが、これに限定されない。
より詳細には、上記透明な感光性樹脂は、上記蛍光発光層２中における粒子径の大きい蛍光色素６ａの充填率を上げるために、隔壁７として高さ対幅のアスペクト比が約１以上を可能とする材料が選択される。より好ましくは、上記アスペクト比が約３以上を可能とする高アスペクト材料であるのが望ましい。このような材料としては、例えば日本化薬株式会社製のＳＵ−８ ３０００や、東京応化工業株式会社製のＴＭＭＲ Ｓ２０００シリーズ等のＭＥＭＳ（Micro Electronic Mechanical System）用永久膜フォトレジストや、新日鉄住友化学株式会社製のＶ−２５９ＰＨＡシリーズ等がある。
なお、上記感光性樹脂は、一般的に、隔壁７の隣接する開口２０間の幅、隔壁７の高さ及びアスペクト比のうち、少なくとも１つのパラメータに基づいて選択される。
また、上記隔壁７の表面に設けられた薄膜８は、具体的には、励起光を反射し易いアルミニウムやアルミ合金又はニッケル等の金属膜であり、スパッタリング、蒸着又はめっき等の公知の成膜技術により、励起光及び蛍光ＦＬを十分に遮断できる厚み、例えば、膜厚が約５０ｎｍ以上、望ましくは約１００ｎｍ以上で成膜されている。これにより、遮光壁３に向かって蛍光発光層２を透過した励起光をアルミニウム等の金属膜から成る薄膜８で蛍光発光層２の内側に効率よく反射させ、蛍光発光層２の発光に利用することができ、蛍光発光層２の発光効率を向上することができる。
図３は図１の領域Ａを拡大して示す平面図である。図３に示すように、少なくともＬＥＤ４を取り囲む遮光壁３の開口２０の隅角部は、面取り２１がされている。これにより、開口２０内に薄膜８を均一に形成することができ、遮光壁３の遮光性能を向上することができる。また、蛍光色素６の充填率を向上することができる。面取り２１の形状は、斜面（Ｃ面取り）であっても丸みを付けた面（Ｒ面取り）であってもよい。
なお、本明細書において「上」は、ＬＥＤ表示パネルの設置状態に関わらず、常に、表示パネルの表示面側を言う。
次に、このように構成されたＬＥＤ表示パネルの製造方法について説明する。
本発明によるＬＥＤ表示パネルの製造方法は、複数のＬＥＤ４をマトリクス状に配置したＬＥＤアレイ基板１上に、ＬＥＤ４を取り囲んで遮光壁３を設けたＬＥＤ表示パネルの製造方法であって、上記遮光壁３は、透明な感光性樹脂１６をフォトリソグラフィにより露光及び現像して上記遮光壁３の基材となる隔壁７を形成した後、該隔壁７の表面にＬＥＤ４から放射される光を反射又は吸収する薄膜８を設けて形成されるものである。
本発明によるＬＥＤ表示パネルの製造方法は、複数のＬＥＤ４をマトリクス状に配置したＬＥＤアレイ基板１上に、ＬＥＤ４を取り囲んで遮光壁３を設けたＬＥＤ表示パネルの製造方法であって、上記遮光壁３は、透明な感光性樹脂１６をフォトリソグラフィにより露光及び現像して上記遮光壁３の基材となる隔壁７を形成した後、該隔壁７の表面にＬＥＤ４から放射される光を反射又は吸収する薄膜８を設けて形成されるものである。
以下、ＬＥＤ表示パネルの製造方法の第１の実施形態について詳細に説明する。
先ず、ＬＥＤアレイ基板１の製造について説明する。ＬＥＤアレイ基板１は、複数のＬＥＤ４を駆動するための配線が施された表示用配線基板５上の所定位置に近紫外から青色波長帯の光を放射する複数のＬＥＤ４を上記配線と電気的に接続させた状態で取り付けて製造される。
先ず、ＬＥＤアレイ基板１の製造について説明する。ＬＥＤアレイ基板１は、複数のＬＥＤ４を駆動するための配線が施された表示用配線基板５上の所定位置に近紫外から青色波長帯の光を放射する複数のＬＥＤ４を上記配線と電気的に接続させた状態で取り付けて製造される。
詳細には、先ず、図４（ａ）に示すように光取り出し面４ａ側とは反対側に接点９を備えた、紫外から青色波長帯の光を発光する複数のＬＥＤ４を準備する。より詳細には、複数のＬＥＤ４は、表示用配線基板５上のＬＥＤ配置位置の配列ピッチと同じピッチでマトリクス状に配列して、図示省略のサファイア基板上に設けられている。
次に、図４（ｂ）に示すように表示用配線基板５に設けられた電極パッド１０上に導電性の弾性突起部１１をパターニング形成する。この場合、上記弾性突起部１１は、表面に金やアルミニウム等の良導電性の導電体膜１２を被着させた樹脂製の突起１３や、フォトレジストに銀等の導電性微粒子を添加した導電性フォトレジスト又は導電性高分子を含む導電性フォトレジストで形成した突起１３である。
詳細には、弾性突起部１１が表面に導電体膜１２を被着させた突起１３である場合には、表示用配線基板５の上面の全面に例えばフォトスペーサ用のレジストを塗布したのち、フォトマスクを使用して露光し、現像して電極パッド１０上に突起１３をパターニング形成した後、突起１３及び電極パッド１０上に、互いに導通させた状態で金又はアルミニウム等の良導電性の導電体膜１２をスパッタリングや蒸着等により成膜して弾性突起部１１を形成する。
この場合、導電体膜１２を成膜する前に、フォトリソグラフィにより電極パッド１０上を除く周辺部分にレジスト層を形成し、導電体膜１２の成膜後に溶解液でレジスト層を溶解させると共に、レジスト層上の導電体膜１２をリフトオフするとよい。
また、弾性突起部１１が導電性フォトレジストで形成した突起１３である場合には、弾性突起部１１は、表示用配線基板５の上面の全面に導電性フォトレジストを所定厚みで塗布したのち、フォトマスクを使用して露光し、現像して電極パッド１０上に突起１３としてパターニング形成される。
このように、上記弾性突起部１１は、フォトリソグラフィプロセスを適用して形成することができるので、位置及び形状に高い精度を確保することができ、ＬＥＤ４の接点９の間隔が１０μｍ程度より狭くなっても容易に形成することができる。したがって、高精細なＬＥＤ表示パネルの製造が可能となる。
また、弾性突起部１１は、後述するようにＬＥＤ４を押圧してＬＥＤ４の接点９を表示用配線基板５の電極パッド１０に電気接続する際、弾性突起部１１が弾性変形するので、複数のＬＥＤ４を同時に押圧した場合にも、各ＬＥＤ４の各接点９を弾性突起部１１に確実に接触させることができる。したがって、ＬＥＤ４の接点９と電極パッド１０との接触不良が減り、ＬＥＤ表示パネルの製造歩留りを向上することができる。なお、ここでは、弾性突起部１１が表面に導電体膜１２を被着させた突起１３である場合について示している。
次に、図４（ｃ）に示すように、表示用配線基板５の上面の全面に感光性接着剤を塗布したのち、フォトマスクを使用して露光し、現像して電極パッド１０上の感光性接着剤が除去されるようにパターニングし、第１接着剤層２０を形成する。この場合、塗布される感光性接着剤の厚みは、表示用配線基板５の電極パッド１０と弾性突起部１１、及びＬＥＤ４の接点９を含む高さ寸法よりも大きくなるようにする。
続いて、図４（ｄ）に示すように、ＬＥＤ４を、その接点９と表示用配線基板５上の電極パッド１０とが互いに合致するように位置決め配置したのち、ＬＥＤ４の光取り出し面４ａ側を押圧して上記接点９と電極パッド１０とを導電性の弾性突起部１１を介して電気接続させる。さらに、上記第１接着剤層２０を硬化させてＬＥＤ４を表示用配線基板５に接着固定する。その後、公知の技術によりサファイア基板側からレーザ光を照射してサファイア基板をＬＥＤ４から剥離する。このようにして、表示用配線基板５へのＬＥＤ４の実装が終了し、ＬＥＤアレイ基板１が製造される。なお、上記第１接着剤層２０は、熱硬化型であっても、紫外線硬化型であってもよい。
一方、別工程では、遮光壁３が形成される。以下、図５を参照して遮光壁形成工程を説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、透明基板１４上に透明な感光性樹脂１６を塗布する。この場合、感光性樹脂１６の厚みは、後述のＬＥＤアレイ基板１と遮光壁３との組立工程終了後の遮光壁３のトップ面の位置が、ＬＥＤアレイ基板１上に配置されたＬＥＤ４のトップ面の位置よりも突出するように決めるのがよい。
先ず、図５（ａ）に示すように、透明基板１４上に透明な感光性樹脂１６を塗布する。この場合、感光性樹脂１６の厚みは、後述のＬＥＤアレイ基板１と遮光壁３との組立工程終了後の遮光壁３のトップ面の位置が、ＬＥＤアレイ基板１上に配置されたＬＥＤ４のトップ面の位置よりも突出するように決めるのがよい。
具体的には、上記透明な感光性樹脂１６は、これを露光現像して形成される隔壁７の高さがＬＥＤアレイ基板１の上面からＬＥＤ４のトップ面までの高さよりも約１０μｍ〜約４０μｍだけ高くなるような厚みで塗布される。因みに、実施例においては、ＬＥＤアレイ基板１の上面からＬＥＤ４のトップ面までの高さは、約１０μｍであるが、これに限定されない。ここで使用する感光性樹脂１６は、高さ対幅のアスペクト比が約３以上を可能とする高アスペクト材料であり、例えば日本化薬株式会社製のＳＵ−８ ３０００や、東京応化工業株式会社製のＴＭＭＲ Ｓ２０００シリーズ等のＭＥＭＳ（Micro Electronic Mechanical System）用永久膜フォトレジスト等が好適である。これにより、隔壁７（又は遮光壁３）で囲まれた開口２０内に充填される蛍光色素６の充填量を十分に確保することができ、蛍光発光層２の波長変換効率を向上することができる。したがって、高輝度な表示画面を実現することができる。
次に、図５（ｂ）に示すように、フォトマスクを使用して感光性樹脂１６を露光及び現像し、例えば図１に示すような同一色の複数のＬＥＤ４を取り囲むようにして、遮光壁３の基材となる隔壁７を、隣接する開口２０との間の幅が例えば約３μｍ〜約１５μｍの範囲内で、好ましくは約７μｍとなるように形成する。これにより、表示画面の高精細化を図ることができる。このとき、遮光壁３の少なくともＬＥＤ４を取り囲む開口２０の隅角部は、図３に示すように面取り２１がされている。
次いで、図５（ｃ）に示すように、スパッタリング、蒸着又は無電解めっきにより、上記隔壁７の表面にＬＥＤ４から放射される光、詳細にはＬＥＤ４から放射される励起光及び蛍光発光層２が励起光によって励起さて発光する蛍光ＦＬを反射又は吸収する薄膜８、例えばアルミニウム、アルミ合金又はニッケル等の金属膜を設けて遮光壁３を形成する。これにより、遮光壁形成工程が終了する。
遮光壁３の薄膜８が励起光を反射する金属膜である場合には、遮光壁３に向かって蛍光発光層２を透過した励起光をアルミニウムやニッケル等の金属膜で蛍光発光層２の内側に反射させ、蛍光発光層２の発光に利用することができ、蛍光発光層２の発光効率を向上することができる。
続いて、ＬＥＤアレイ基板１と遮光壁３との組立工程について説明する。
先ず、図６（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイ基板１上のＬＥＤ４の周りに熱硬化型又はＵＶ硬化型の接着剤を塗布して第２接着剤層１７を形成する。接着剤の塗布は、ディスペンサーを使用し又はインクジェットにより行ってもよく、又は感光性接着剤をＬＥＤアレイ基板１の全面に塗布した後、フォトマスクを使用して露光及び現像し、ＬＥＤ４の周りの表示用配線基板５上に第２接着剤層１７を形成してもよい。
先ず、図６（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイ基板１上のＬＥＤ４の周りに熱硬化型又はＵＶ硬化型の接着剤を塗布して第２接着剤層１７を形成する。接着剤の塗布は、ディスペンサーを使用し又はインクジェットにより行ってもよく、又は感光性接着剤をＬＥＤアレイ基板１の全面に塗布した後、フォトマスクを使用して露光及び現像し、ＬＥＤ４の周りの表示用配線基板５上に第２接着剤層１７を形成してもよい。
次に、図６（ｂ）に示すように、遮光壁３を形成した透明基板１４の遮光壁３側をＬＥＤアレイ基板１のＬＥＤ配置面に対面させた状態で、各基板に予め形成された図示省略のアライメントマークを使用してＬＥＤアレイ基板１の各ＬＥＤ４が、隣接する遮光壁３の間に収まるようにＬＥＤアレイ基板１と透明基板１４とをアライメントする。
次いで、図６（ｃ）に示すように、透明基板１４を矢印方向に押圧して遮光壁３の先端部をＬＥＤアレイ基板１の第２接着剤層１７に密着させた状態で硬化させて遮光壁３をＬＥＤアレイ基板１に接合する。第２接着剤層１７の硬化は、使用する接着剤の種類に応じて熱硬化又はＵＶ硬化若しくは熱及びＵＶを併用した硬化で行われる。
続いて、図７（ａ）に示すように、透明基板１４側から、例えばＹＡＧレーザやエキシマレーザを使用して紫外領域の波長を有するレーザ光を照射し、透明基板１４との界面の遮光壁３表面をアブレートする。このとき使用するレーザ光は、一方向に長軸を有するラインビームであり、透明基板１４と遮光壁３との界面に集光させた状態で、ラインビームの長軸に交差する方向にて透明基板１４の一方端から他方端に向かって移動される。
次に、図７（ｂ）に示すように、透明基板１４が遮光壁３から矢印方向に剥離される。これにより、ＬＥＤアレイ基板１には、表面に薄膜８を被着させた遮光壁３が残ることになる。なお、遮光壁３に囲まれた開口２０に対応する透明基板１４の表面には、薄膜８の一部が付着しており、ＬＥＤ４上から薄膜８が取り除かれる。
その後、図８に示すように、遮光壁３で囲まれた各色対応の開口２０内に、対応色の蛍光色素６（顔料又は染料）を含有する蛍光発光レジストを例えばインクジェットにより充填した後、これを乾燥させて蛍光発光層２を形成する。又はＬＥＤアレイ基板１の全面に蛍光発光レジストを塗布した後、フォトマスクを使用して露光及び現像する工程を各色対応の蛍光発光レジストに対して実行し、遮光壁３で囲まれた各色対応の開口２０内に対応色の蛍光発光層２を形成してもよい。このようにして、図１及び図２に示すような、ＬＥＤ表示パネルが完成する。
次に、ＬＥＤ表示パネルの製造方法の第２の実施形態について説明する。なお、ＬＥＤアレイ基板の製造工程及び蛍光色素の充填工程は、第１の実施形態と同じであるため、ここでは、第１の実施形態と異なる遮光壁形成工程及びＬＥＤアレイ基板と遮光壁との組立工程について説明する。
図９は本発明によるＬＥＤ表示パネルの製造方法の第２の実施形態の遮光壁形成工程を示す説明図である。
先ず、図９（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして透明基板１４上に透明な感光性樹脂１６を塗布する。具体的には、上記透明な感光性樹脂１６は、これを露光現像して形成される隔壁７の高さがＬＥＤアレイ基板１の上面からＬＥＤ４のトップ面までの高さよりも約１０μｍ〜約４０μｍだけ高くなるような厚みで塗布される。前述したように、実施例においては、ＬＥＤアレイ基板１の上面からＬＥＤ４のトップ面までの高さは約１０μｍであるが、これに限定されない。ここで使用する感光性樹脂１６は、高さ対幅のアスペクト比が約１以上を可能とする材料が選択される。より好ましくは、上記感光性樹脂１６は、アスペクト比が約３以上を可能とする高アスペクト材料が望ましく、例えば日本化薬株式会社製のＳＵ−８ ３０００や、東京応化工業株式会社製のＴＭＭＲ Ｓ２０００シリーズ等のＭＥＭＳ（Micro Electronic Mechanical System）用永久膜フォトレジストが好適である。
先ず、図９（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして透明基板１４上に透明な感光性樹脂１６を塗布する。具体的には、上記透明な感光性樹脂１６は、これを露光現像して形成される隔壁７の高さがＬＥＤアレイ基板１の上面からＬＥＤ４のトップ面までの高さよりも約１０μｍ〜約４０μｍだけ高くなるような厚みで塗布される。前述したように、実施例においては、ＬＥＤアレイ基板１の上面からＬＥＤ４のトップ面までの高さは約１０μｍであるが、これに限定されない。ここで使用する感光性樹脂１６は、高さ対幅のアスペクト比が約１以上を可能とする材料が選択される。より好ましくは、上記感光性樹脂１６は、アスペクト比が約３以上を可能とする高アスペクト材料が望ましく、例えば日本化薬株式会社製のＳＵ−８ ３０００や、東京応化工業株式会社製のＴＭＭＲ Ｓ２０００シリーズ等のＭＥＭＳ（Micro Electronic Mechanical System）用永久膜フォトレジストが好適である。
次に、図９（ｂ）に示すように、フォトマスクを使用して感光性樹脂１６を露光及び現像し、例えば図１に示すような同一色の複数のＬＥＤ４を取り囲むようにして、遮光壁３の基材となる隔壁７を、隣接する開口２０との間の幅が例えば約３μｍ〜約１５μｍの範囲内で、好ましくは約７μｍとなるように形成する。このとき、遮光壁３の少なくともＬＥＤ４を取り囲む開口２０の隅角部は、図３に示すように面取り２１がされている。
次いで、図９（ｃ）に示すように、スパッタリング、蒸着又は無電解めっきにより、上記隔壁７の表面にＬＥＤ４から放射される光、詳細にはＬＥＤ４から放射される励起光及び蛍光発光層２が励起光によって励起さて発光する蛍光ＦＬを反射又は吸収する薄膜８、例えばアルミニウム、アルミ合金又はニッケル等の金属膜を設けて遮光壁３を形成する。
続いて、図９（ｄ）に示すように、遮光壁３側から例えば可視領域又は紫外領域のレーザ光を照射し、遮光壁３のトップ面及び遮光壁３に囲まれた開口２０内の透明基板１４の表面に被着した薄膜８を除去する。これにより、遮光壁形成工程が終了する。
続いて、ＬＥＤアレイ基板１と遮光壁３との組立工程について説明する。
先ず、図１０（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイ基板１上のＬＥＤ４の周りに熱硬化型又はＵＶ硬化型の接着剤を塗布して第２接着剤層１７を形成する。接着剤の塗布は、ディスペンサーを使用し又はインクジェットにより行ってもよく、又は感光性接着剤をＬＥＤアレイ基板１の全面に塗布した後、フォトマスクを使用して露光及び現像し、ＬＥＤ４の周りの表示用配線基板５上に第２接着剤層１７を形成してもよい。
先ず、図１０（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイ基板１上のＬＥＤ４の周りに熱硬化型又はＵＶ硬化型の接着剤を塗布して第２接着剤層１７を形成する。接着剤の塗布は、ディスペンサーを使用し又はインクジェットにより行ってもよく、又は感光性接着剤をＬＥＤアレイ基板１の全面に塗布した後、フォトマスクを使用して露光及び現像し、ＬＥＤ４の周りの表示用配線基板５上に第２接着剤層１７を形成してもよい。
次に、図１０（ｂ）に示すように、遮光壁３を形成した透明基板１４の遮光壁３側をＬＥＤアレイ基板１のＬＥＤ配置面に対面させた状態で、各基板に予め形成された図示省略のアライメントマークを使用してＬＥＤアレイ基板１の各ＬＥＤ４が、隣接する遮光壁３の間に収まるようにＬＥＤアレイ基板１と透明基板１４とをアライメントする。
次いで、図１０（ｃ）に示すように、透明基板１４を矢印方向に押圧して遮光壁３の先端部をＬＥＤアレイ基板１の第２接着剤層１７に密着させた状態で硬化させて遮光壁３をＬＥＤアレイ基板１に接合する。第２接着剤層１７の硬化は、使用する接着剤の種類に応じて熱硬化又はＵＶ硬化若しくは熱及びＵＶを併用した硬化で行われる。
続いて、図１１（ａ）に示すように、透明基板１４側から、例えばＹＡＧレーザやエキシマレーザを使用して紫外領域の波長を有するレーザ光を照射し、透明基板１４との界面の遮光壁３表面をアブレートする。このとき使用するレーザ光は、一方向に長軸を有するラインビームであり、透明基板１４と遮光壁３の界面に集光させた状態で、ラインビームの長軸に交差する方向にて透明基板１４の一方端から他方端に向かって移動される。
次に、図１１（ｂ）に示すように、透明基板１４が遮光壁３から矢印方向に剥離される。これにより、ＬＥＤアレイ基板１には、表面に薄膜８を被着させた遮光壁３が残ることになる。この場合、遮光壁３の隔壁７は、第１の実施形態と違って、第２接着剤層１７を介してＬＥＤアレイ基板１に直接接合されるため、遮光壁３とＬＥＤアレイ基板１との接合強度が増し、遮光壁３がＬＥＤアレイ基板１から剥離するおそれがない。
その後、図８に示す第１の実施形態と同様にして、遮光壁３に囲まれた各色対応の開口２０内に各色対応の蛍光色素６が充填され、ＬＥＤ表示パネルが完成する。
図１２はＬＥＤ表示パネルに形成される遮光壁３の変形例を示す要部拡大平面図であり、（ａ）は第１変形例を示し、（ｂ）は第２変形例を示す。
図１２（ａ）に示す第１変形例においては、隣接する三色対応のＬＥＤ４及び蛍光発光層２を１画素１８として、直交する第１画素配列方向（以下、「Ｘ方向」という）及び第２画素配列方向（以下、「Ｙ方向」という）のうち、Ｘ方向の画素１８間に位置する遮光壁３に、Ｘ方向と交差する隙間１９を設けたものである。
図１２（ａ）に示す第１変形例においては、隣接する三色対応のＬＥＤ４及び蛍光発光層２を１画素１８として、直交する第１画素配列方向（以下、「Ｘ方向」という）及び第２画素配列方向（以下、「Ｙ方向」という）のうち、Ｘ方向の画素１８間に位置する遮光壁３に、Ｘ方向と交差する隙間１９を設けたものである。
また、図１２（ｂ）に示す第２変形例においては、Ｘ方向の画素１８間に位置する遮光壁３に、Ｘ方向と交差する隙間１９を設けると共に、Ｙ方向の画素１８間に位置する遮光壁３に、Ｙ方向と交差する隙間１９を設けたものである。
これにより、例えばＬＥＤアレイ基板１の表示用配線基板５が可撓性を有するフレキシブル基板である場合に、図１２（ａ）に示す第１変形例のＬＥＤ表示パネルは、Ｘ方向に容易に丸めることができる。また、図１２（ｂ）に示す第２変形例のＬＥＤ表示パネルは、Ｘ方向及びＹ方向の何れの方向にも容易に丸めることができる。したがって、ＬＥＤ表示パネルの持ち運びが容易になる。
なお、上記実施形態においては、遮光壁３の開口２０の角隅部に面取り２１を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限られず、図１３に示す領域Ｂのように、遮光壁３の外側面の角隅部に面取り２１をさらに設けてもよい。これにより、遮光壁３の破損を防止することができる。
また、上記実施形態においては、透明基板１４上に形成した遮光壁３をＬＥＤアレイ基板１上に転写する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、遮光壁３をＬＥＤアレイ基板１上に直接形成してもよい。この場合は、ＬＥＤアレイ基板１上に透明な感光性樹脂１６を塗布した後、フォトマスクを使用して露光及び現像し、ＬＥＤ４を取り囲むように隔壁７を形成し、隔壁７側から成膜して隔壁７の表面に薄膜８を形成し、レーザ光の照射によりＬＥＤ４上及びその周りに被着した薄膜８を除去するとよい。
さらに、以上の説明においては、複数のＬＥＤ４が紫外から青色波長帯の光を放射するものであり、光三原色に対応させて複数の上記ＬＥＤ４上に、各ＬＥＤ４から放射される励起光によって励起されて対応色の蛍光に夫々波長変換する蛍光発光層２を設けたものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、複数のＬＥＤ４は夫々、赤、緑及び青色の光を個別に発光するものであってもよい。又は、三色対応のＬＥＤ４のうち、一部のＬＥＤ４が紫外から青色波長帯の光を放射するＬＥＤ４及び蛍光発光層２の組み合わせであってもよい。
１…ＬＥＤアレイ基板
２…蛍光発光層
３…遮光壁
４…ＬＥＤ
７…隔壁
８…薄膜
１４…透明基板
１６…感光性樹脂
１７…第２接着剤層（接着剤層）
１８…画素
１９…隙間
２０…開口
２１…面取り
Ｘ…第１画素配列方向
Ｙ…第２画素配列方向
２…蛍光発光層
３…遮光壁
４…ＬＥＤ
７…隔壁
８…薄膜
１４…透明基板
１６…感光性樹脂
１７…第２接着剤層（接着剤層）
１８…画素
１９…隙間
２０…開口
２１…面取り
Ｘ…第１画素配列方向
Ｙ…第２画素配列方向
Claims (12)
- 複数のＬＥＤをマトリクス状に配置したＬＥＤアレイ基板上に、前記ＬＥＤを取り囲んで遮光壁を設けたＬＥＤ表示パネルの製造方法であって、
透明基板上に透明な感光性樹脂を塗布する第１ステップと、
前記感光性樹脂をフォトリソグラフィにより露光及び現像して前記遮光壁の基材となる隔壁を形成する第２ステップと、
前記隔壁の表面に前記ＬＥＤから放射される光を反射又は吸収する薄膜を設けて前記遮光壁を形成する第３ステップと、
前記ＬＥＤアレイ基板の各ＬＥＤが、隣接する前記遮光壁の間に収まるように前記ＬＥＤアレイ基板と前記透明基板とをアライメントした後、接着剤層を介して前記遮光壁を前記ＬＥＤアレイ基板に接合する第４ステップと、
前記透明基板側からレーザ光を照射し、前記遮光壁から前記透明基板を剥離して取り除く第５ステップと、
を含むことを特徴とするＬＥＤ表示パネルの製造方法。 - 前記第３ステップ終了後、前記第４ステップ実施前に、前記遮光壁のトップ面及び該遮光壁に囲まれた開口内の前記透明基板の表面に被着した前記薄膜を除去することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ表示パネルの製造方法。
- 複数の前記ＬＥＤは、紫外から青色波長帯の光を放射するものであり、
光三原色に対応させて複数の前記ＬＥＤ上に、各ＬＥＤから放射される励起光によって励起されて対応色の蛍光に夫々波長変換する蛍光発光層を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ表示パネルの製造方法。 - 前記感光性樹脂の厚みは、前記第５ステップ終了後の前記遮光壁のトップ面の位置が、前記ＬＥＤアレイ基板上に配置された前記ＬＥＤのトップ面の位置よりも突出するように決めら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ＬＥＤ表示パネルの製造方法。
- 前記感光性樹脂は、前記隔壁の隣接する前記開口間の幅、前記隔壁の高さ及びアスペクト比のうち、少なくとも１つのパラメータに基づいて選択され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ＬＥＤ表示パネルの製造方法。
- 前記遮光壁の少なくとも前記ＬＥＤを取り囲む開口の隅角部は、面取り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ＬＥＤ表示パネルの製造方法。
- 隣接する三色対応の前記ＬＥＤを１画素として、直交する第１及び第２画素配列方向の少なくとも第１画素配列方向の画素間に位置する前記遮光壁に、前記第１画素配列方向と交差する隙間を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＬＥＤ表示パネルの製造方法。
- 複数のＬＥＤをマトリクス状に配置したＬＥＤアレイ基板上に、前記ＬＥＤを取り囲んで遮光壁を設けたＬＥＤ表示パネルであって、
前記遮光壁は、感光性樹脂から成る透明な隔壁の表面に光を反射又は吸収する薄膜を設けると共に、少なくとも前記ＬＥＤを取り囲む開口の隅角部を面取りしたことを特徴とするＬＥＤ表示パネル。 - 前記ＬＥＤアレイ基板は、紫外から青色波長帯の光を放射する複数のＬＥＤを基板上にマトリクス状に配置したものであり、
前記遮光壁に取り囲まれた前記開口内には、光三原色に対応させて複数の前記ＬＥＤ上に、該ＬＥＤから放射される励起光によって励起されて対応色の蛍光に夫々波長変換する複数の蛍光発光層を備えており、
前記遮光壁の前記薄膜は、前記励起光及び前記蛍光を反射又は吸収するものである、
ことを特徴とする請求項８記載のＬＥＤ表示パネル。 - 前記遮光壁のトップ面の位置は、前記ＬＥＤアレイ基板上に配置された前記ＬＥＤのトップ面の位置よりも高いことを特徴とする請求項８又は９記載のＬＥＤ表示パネル。
- 前記感光性樹脂は、前記隔壁の隣接する前記開口間の幅、前記隔壁の高さ及びアスペクト比のうち、少なくとも１つのパラメータに基づいて選択されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のＬＥＤ表示パネル。
- 隣接する三色対応の前記ＬＥＤを１画素として、直交する第１及び第２画素配列方向の少なくとも第１画素配列方向の画素間に位置する前記遮光壁に、前記第１画素配列方向と交差する隙間が設けられていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のＬＥＤ表示パネル。
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