CN111433836A - Led显示面板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是在矩阵状地配置有多个LED(4)的LED阵列基板(1)上包围所述LED(4)地设置有遮光壁(3)的LED显示面板的制造方法，所述遮光壁(3)是在通过光刻法对透明的感光性树脂(16)进行曝光及显影而形成成为所述遮光壁(3)的基材的隔壁(7)后，在该隔壁(7)的表面设置反射或吸收从所述LED(4)发射的光的薄膜(8)而形成的。

Description

LED显示面板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种全彩色LED(light emitting diode)显示面板的制造方法，特别是涉及一种防止相邻的LED间的混色的LED显示面板的制造方法。
背景技术
以往的LED显示面板具备：发出蓝色(例如450nm～495nm)或深蓝色(例如420nm～450nm)的光的微型LED器件的阵列；和设置在该微型LED器件的阵列上的、吸收来自微型LED器件的蓝色发光或深蓝色发光、将其发光波长分别转换为红色、绿色及蓝色各光的波长转换层(荧光发光层)的阵列(例如，参照专利文献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
但是，在这种现有的LED显示面板中，由于使用黑矩阵作为将各色对应的波长转换层(荧光发光层)隔开的遮光壁，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性树脂作为黑矩阵时，有可能由于黑矩阵的遮光性能而不能感光到深部，产生未曝光部分。因此，在向由所述遮光壁包围的各色对应的开口(像素)中填充含有对应色的荧光色素(颜料或染料)的荧光发光抗蚀剂时，担忧遮光壁的一部分损坏而导致荧光发光抗蚀剂泄漏到相邻的其他色的开口内，成为混色的原因。特别是，该问题在高度对宽度的纵横比大的遮光壁中变得显著。
因此，针对这样的问题点，本发明的目的在于提供一种防止相邻LED之间的混色的LED显示面板的制造方法。
解决问题的技术手段
为了达到上述目的，第一发明的LED显示面板的制造方法是在矩阵状地配置有多个LED的LED阵列基板上包围所述LED地设置遮光壁的LED显示面板的制造方法，所述遮光壁是在通过光刻法对透明的感光性树脂进行曝光及显影而形成成为所述遮光壁的基材的隔壁后，在该隔壁的表面设置反射或吸收从所述LED发射的光的薄膜而形成的。
另外，第二发明的LED显示面板的制造方法是在矩阵状地配置有多个LED的LED阵列基板上包围所述LED地设置遮光壁的LED显示面板的制造方法，其包括：在透明基板上隔着剥离层涂敷透明的感光性树脂的步骤；通过光刻法对所述感光性树脂进行曝光及显影，形成成为所述遮光壁的基材的隔壁的步骤；在所述隔壁的表面设置反射或吸收从所述LED发射的光的薄膜，从而形成所述遮光壁的步骤；以所述LED阵列基板的各LED收纳在相邻的所述遮光壁之间的方式将所述LED阵列基板和所述透明基板对准后，隔着粘接剂层将所述遮光壁接合在所述LED阵列基板上的步骤；以及将所述剥离层从所述遮光壁剥离而去除所述透明基板的步骤。
发明的效果
根据本发明，可以使用透明的感光性树脂作为遮光壁用的树脂材料。因此，即使在使用厚度厚的感光性树脂作为高度对宽度的纵横比高的遮光壁用的树脂材料的情况下，也能够完全地感光到树脂的深部，与现有技术中的黑矩阵用的感光性树脂不同，不会产生未曝光部。因此，通过增加遮光壁的稳定性，即使在由遮光壁包围的开口中填充例如荧光发光抗蚀剂时，也不会有遮光壁的一部分损坏而导致荧光发光抗蚀剂泄漏到相邻的开口内的担忧。由此，能够防止相邻的LED之间的混色。
附图说明
图1是表示本发明的LED显示面板的一个实施方式的俯视图。
图2是图1的主要部分放大截面图。
图3是表示本发明的LED显示面板的LED阵列基板制造工序的说明图。
图4是表示本发明的LED显示面板的遮光壁形成工序的说明图。
图5是表示上述LED阵列基板和遮光壁的组装工序的说明图。
图6是表示荧光色素的填充工序的说明图。
图7是表示遮光壁的变形例的俯视图，(a)表示第一变形例，(b)表示第二变形例。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的LED显示面板的一个实施方式的俯视图，图2是图1的主要部分放大截面图。该LED显示面板对图像进行彩色显示，具备LED阵列基板1、荧光发光层2、遮光壁3而构成。
如图1所示，上述LED阵列基板1将多个微型LED4(以下简称为“LED”)配置成矩阵状，从设置在外部的驱动电路向各LED4供给驱动信号，在包括TFT驱动基板和柔性基板等的显示用布线基板5上配置上述多个LED4，该TFT驱动基板和柔性基板上设置有用于分别对各LED4进行导通和截止驱动而使其点亮和熄灭的布线。
上述LED4发射从紫外到蓝色波段的光，以氮化镓(GaN)为主材料来制造。另外，既可以是发射波长例如为200nm～380nm的近紫外线的LED，也可以是发射波长例如为380nm～500nm的蓝色光的LED。
如图2所示，在上述LED阵列基板1的各LED4上设置有荧光发光层2。该荧光发光层2被从LED4发射的激发光激发，分别波长转换为对应色的荧光FL，且该荧光发光层2是在红色荧光发光层2R、绿色荧光发光层2G及蓝色荧光发光层2B中含有对应色的荧光色素6(颜料或染料)的荧光发光抗蚀剂，所述红色荧光发光层2R、所述绿色荧光发光层2G及所述蓝色荧光发光层2B与红、绿、蓝光三原色对应地排列设置在各LED4上。另外，在图1中，表示了将各色对应的荧光发光层2设置成条纹状的情况，但也可以与各LED4分别对应地设置。
详细地说，如图2所示，上述荧光发光层2是在抗蚀剂膜中混合、分散了数十微米级的大粒径的荧光色素6a和数十纳米级的小粒径的荧光色素6b而成的。另外，也可以仅用大粒径的荧光色素6a来构成荧光发光层2，但在这种情况下，荧光色素6的填充率会降低，激发光向显示面侧的漏光会增加。另一方面，在仅用小粒径的荧光色素6b来构成荧光发光层2的情况下，存在耐光性等稳定性差这样的问题。因此，如上所述，通过用以大粒径的荧光色素6a为主体并混合有小粒径的荧光色素6b而成的混合物来构成荧光发光层2，能够抑制激发光向显示面侧的漏光，并且能够提高发光效率。
此时，粒径不同的荧光色素6的混合比率优选为，以体积比来计算，大粒径的荧光色素6a为50～90Vol％，而小粒径的荧光色素6b为10～50Vol％。
在上述LED阵列基板1上，以包围LED4和各色对应的荧光发光层2的状态，通过粘接剂层(后述的第二粘接剂层17)设置有遮光壁3。该遮光壁3将各色对应的荧光发光层2相互隔开，并具备薄膜8，该薄膜8覆盖在通过光刻法对透明的感光性树脂进行曝光及显影而形成的隔壁7的表面上，反射或吸收从LED4发射的激发光及由该激发光激发荧光发光层2而发出的荧光FL。
详细来说，为了提高上述荧光发光层2中的大粒径的荧光色素6a的填充率，上述透明的感光性树脂优选为，作为隔壁7其高度对宽度的纵横比能够为3以上的高纵横比材料。作为这样的高纵横比材料，例如有日本化药株式会社制的SU-8 3000等MEMS(MicroElectronic Mechanical System：微电子机械系统)用永久膜光致抗蚀剂。
另外，具体地说，设置在上述隔壁7的表面上的薄膜8是容易反射激发光的铝或铝合金或镍等金属膜，通过溅射、蒸镀或电镀等公知的成膜技术，以能够充分遮断激发光和荧光FL的厚度、例如膜厚0.2μm成膜。由此，通过由铝等金属膜构成的薄膜8使朝向遮光壁3并透过了荧光发光层2的激发光反射到荧光发光层2的内侧，能够利用于荧光发光层2的发光，能够提高荧光发光层2的发光效率。
另外，在本说明书中，“上”与LED显示面板的设置状态无关，始终是指显示面板的显示面侧。
接着，对这样构成的LED显示面板的制造方法进行说明。
本发明的LED显示面板的制造方法是在矩阵状地配置有多个LED4的LED阵列基板1上包围LED4地设置遮光壁3的LED显示面板的制造方法，上述遮光壁3是在通过光刻法对透明的感光性树脂16进行曝光及显影而形成作为上述遮光壁3的基材的隔壁7后，在该隔壁7的表面设置反射或吸收从LED4发射的光的薄膜8而形成的。
以下，对LED显示面板的制造方法进行详细说明。
首先，对LED阵列基板1的制造进行说明。LED阵列基板1是在实施了用于驱动多个LED4的布线的显示用布线基板5上的规定位置以与上述布线电连接的状态安装发射近紫外或蓝色波段的光的多个LED4而制造的。
具体来说，首先，如图3的(a)所示，准备在与光取出面4a侧相反的一侧具备接点9的、发出紫外或蓝色波段的光的多个LED4。更详细地说，多个LED4以与显示用布线基板5上的LED配置位置的排列间距相同的间距排列成矩阵状，并设置在省略图示的蓝宝石基板上。
接着，如图3的(b)所示，在设置于显示用布线基板5上的电极焊盘10上对导电性的弹性突起部11进行图案形成。在这种情况下，上述弹性突起部11是在表面覆盖了金或铝等良导电性的导体膜12的树脂制的突起13、或者是由在光致抗蚀剂中添加了银等导电性微粒而得到的导电性光致抗蚀剂或含有导电性高分子的导电性光致抗蚀剂形成的突起13。
具体而言，弹性突起部11是在表面覆盖有导体膜12的突起13的情况下，在显示用布线基板5的整个上表面涂敷光间隔物用的抗蚀剂后，使用光掩模进行曝光、显影以在电极焊盘10上对突起13进行图案形成后，在突起13及电极焊盘10上，以相互导通的状态通过溅射或蒸镀等形成金或铝等良导电性的导体膜12，从而形成弹性突起部11。
在这种情况下，在形成导体膜12之前，可以通过光刻法在除了电极焊盘10上之外的外围部分中形成抗蚀剂层，在形成导体膜12之后，可以通过溶解液溶解抗蚀剂层，并且可以剥离抗蚀剂层上的导体膜12。
另外，在弹性突起部11是由导电性光致抗蚀剂形成的突起13的情况下，弹性突起部11在显示用布线基板5的整个上表面上以规定厚度涂敷导电性光致抗蚀剂后，使用光掩模进行曝光、显影，在电极焊盘10上作为突起13而进行图案形成。
这样，由于上述弹性突起部11能够应用光刻工艺而形成，所以能够确保位置及形状的高精度，即使LED4的接点9的间隔比10μm左右窄，也能够容易地形成。因此，能够制造高精密的LED显示面板。
另外，弹性突起部11在如后述那样按压LED4而使LED4的接点9与显示用布线基板5的电极焊盘10电连接时，由于弹性突起部11发生弹性变形，因此即使在同时按压多个LED4的情况下，也能够使各LED4的各接点9与弹性突起部11可靠地接触。因此，减少了LED4的接点9与电极焊盘10的接触不良，能够提高LED显示面板的制造良品率。另外，在此，示出弹性突起部11是在表面上覆盖有导体膜12的突起13的情况。
接着，如图3的(c)所示，以在显示用布线基板5的整个上表面涂敷感光性粘接剂后使用光掩模进行曝光、显影而去除电极焊盘10上的感光性粘接剂的方式进行图案形成，从而形成第一粘接剂层20。在该情况下，所涂敷的感光性粘接剂的厚度比包括显示用布线基板5的电极焊盘10和弹性突起部11、以及LED4的接点9的高度尺寸大。
接着，如图3的(d)所示，将LED4定位配置成其接点9和显示用布线基板5上的电极焊盘10相互一致后，按压LED4的光取出面4a侧，使上述接点9和电极焊盘10经由导电性的弹性突起部11电连接。进一步地，使上述第一粘接剂层20固化，将LED4粘接固定在显示用布线基板5上。然后，通过公知的技术从蓝宝石基板侧照射激光，将蓝宝石基板从LED4剥离。这样，LED4向显示用布线基板5的安装结束，从而制造LED阵列基板1。另外，上述第一粘接剂层20既可以是热固化型，也可以是紫外线固化型。
另一方面，在另外的工序中形成遮光壁3。以下，参照图4说明遮光壁形成工序。
首先，如图4的(a)所示，在透明基板14上隔着基于UV或热的剥离层15以最小20μm左右的厚度、优选约40μm～约50μm的厚度涂敷透明的感光性树脂16。这里使用的感光性树脂16是高度对宽度的纵横比能够为3以上的高纵横比材料，例如优选日本化药株式会社制的SU-8 3000等MEMS(Micro Electronic Mechanical System)用永久膜光致抗蚀剂。
接着，如图4的(b)所示，使用光掩模对感光性树脂16进行曝光及显影，例如以包围图1所示那样的同一颜色的多个LED4的方式形成成为遮光壁3的基材的隔壁7。此时，也可以对被隔壁7包围的区域内的剥离层15也进行蚀刻而去除。或者，上述区域内的剥离层15也可以残留。
接着，如图4的(c)所示，通过溅射、蒸镀或非电解镀，在上述隔壁7的表面设置反射或吸收从LED4发射的光、详细来说是从LED4发射的激发光及荧光发光层2通过激发光激发发出的荧光FL的薄膜8，例如设置铝、铝合金或镍等金属膜，形成遮光壁3。由此，遮光壁形成工序结束。
在遮光壁3的薄膜8是反射激发光的金属膜的情况下，通过铝或镍等金属膜使朝向遮光壁3并透过了荧光发光层2的激发光向荧光发光层2的内侧反射，能够用于荧光发光层2的发光，能够提高荧光发光层2的发光效率。
接着，对LED阵列基板1和遮光壁3的组装工序进行说明。
首先，如图5的(a)所示，在LED阵列基板1上的LED4的周围涂敷热固化型或UV固化型的粘接剂，形成第二粘接剂层17。粘接剂的涂敷可以使用点胶机或通过喷射器来进行，或者也可以在LED阵列基板1的整个表面上涂敷感光性粘接剂后，使用光掩模进行曝光及显影，在LED4的周围的显示用布线基板5上形成第二粘接剂层17。
接着，如图5的(b)所示，在使形成有遮光壁3的透明基板14的遮光壁3侧与LED阵列基板1的LED配置面面对面的状态下，使用预先形成在各基板上的省略图示的对准标记，将LED阵列基板1和透明基板14对准，以使LED阵列基板1的各LED4收纳在相邻的遮光壁3之间。
接着，如图5的(c)所示，沿箭头方向按压透明基板14，在使遮光壁3的顶端部与LED阵列基板1的第二粘接剂层17紧密贴合的状态下使其固化，将遮光壁3接合至LED阵列基板1。第二粘接剂层17的固化根据所使用的粘接剂的种类进行热固化或UV固化、或者并用热固化和UV的固化。
接着，如图5的(d)所示，从透明基板14侧进行加热或UV照射，使剥离层15的粘接力(密合力)降低，与剥离层15一起将透明基板14从遮光壁3向箭头方向剥离。由此，在LED阵列基板1上就残留有在表面覆盖有薄膜8的遮光壁3。
接着，如图6所示，在由遮光壁3包围的各色对应的区域中，例如通过喷射器填充含有对应色的荧光色素6(颜料或染料)的荧光发光抗蚀剂后，使其干燥而形成荧光发光层2。或者，也可以在LED阵列基板1的整个面上涂敷荧光发光抗蚀剂后，对各色对应的荧光发光抗蚀剂执行使用光掩模进行曝光及显影的工序，在由遮光壁3包围的各色对应的区域形成对应色的荧光发光层2。这样，完成图1和图2所示的LED显示面板。
图7是表示形成于LED显示面板上的遮光壁3的变形例的主要部分放大俯视图，(a)表示第一变形例，(b)表示第二变形例。
在图7的(a)所示的第一变形例中，将相邻的三色对应的LED4及荧光发光层2作为1个像素18，在位于正交的第一像素排列方向(以下称为“X方向”)及第二像素排列方向(以下称为“Y方向”)中的X方向的像素18间的遮光壁3上，设置与X方向交叉的间隙19。
另外，在图7的(b)所示的第二变形例中，在位于X方向的像素18之间的遮光壁3上，设置与X方向交叉的间隙19，并且在位于Y方向的像素18之间的遮光壁3上，设置与Y方向交叉的间隙19。
由此，例如在LED阵列基板1的显示用布线基板5是具有挠性的挠性基板的情况下，图7的(a)所示的第一变形例的LED显示面板能够容易地在X方向上卷起。另外，图7的(b)所示的第二变形例的LED显示面板能够容易地在X方向及Y方向中的任一方向上卷起。因此，LED显示面板的携带变得容易。
另外，在上述实施方式中，说明了将形成在透明基板14上的遮光壁3转印到LED阵列基板1上的情况，但本发明不限于此，也可以将遮光壁3直接形成在LED阵列基板1上。在这种情况下，在LED阵列基板1上涂敷透明的感光性树脂16后，使用光掩模进行曝光及显影，以包围LED4的方式形成隔壁7，从隔壁7侧成膜，在隔壁7的表面形成薄膜8，通过激光的照射，除去覆盖在LED4上及其周围的薄膜8即可。
另外，在以上的说明中，说明了如下情况：多个LED4发射紫外或蓝色波段的光，与光三原色对应地在多个上述LED4上设置荧光发光层2，该荧光发光层2被从各LED4发射的激发光激发而分别波长转换为对应色的荧光，但本发明不限于此，多个LED4也可以分别单独发出红、绿及蓝色的光。或者，三色对应的LED4中的一部分LED4也可以是发射紫外或蓝色波段的光的LED4和荧光发光层2的组合。
符号说明
1…LED阵列基板
2…荧光发光层
3…遮光壁
4…LED
7…隔壁
8…薄膜
14…透明基板
15…剥离层
16…感光性树脂
17…第二粘接剂层(粘接剂层)
18…像素
19…间隙
X…第一像素排列方向
Y…第二像素排列方向。

Claims (6)

1.一种LED显示面板的制造方法，其是在矩阵状地配置有多个LED的LED阵列基板上包围所述LED地设置有遮光壁的LED显示面板的制造方法，其特征在于，
所述遮光壁是在通过光刻法对透明的感光性树脂进行曝光及显影而形成成为所述遮光壁的基材的隔壁之后，在该隔壁的表面设置反射或吸收从所述LED发射的光的薄膜而形成的。
2.一种LED显示面板的制造方法，其是在矩阵状地配置有多个LED的LED阵列基板上包围所述LED地设置有遮光壁的LED显示面板的制造方法，其特征在于，包括：
在透明基板上隔着剥离层涂敷透明的感光性树脂的步骤；
通过光刻法对所述感光性树脂进行曝光及显影，形成成为所述遮光壁的基材的隔壁的步骤；
在所述隔壁的表面上设置反射或吸收从所述LED发射的光的薄膜，从而形成所述遮光壁的步骤；
将所述LED阵列基板和所述透明基板对准，以使所述LED阵列基板的各LED收纳在相邻的所述遮光壁之间，然后通过粘接剂层将所述遮光壁接合在所述LED阵列基板上的步骤；以及
从所述遮光壁剥离所述剥离层而去除所述透明基板的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的LED显示面板的制造方法，其特征在于，
多个所述LED发射紫外或蓝色波段的光，
与光三原色对应地在多个所述LED上设置荧光发光层，该荧光发光层被从各LED发射的激发光激发而分别波长转换为对应色的荧光。
4.如权利要求3所述的LED显示面板的制造方法，其特征在于，包围所述LED而设置的所述遮光壁被覆盖有反射或吸收所述激发光和荧光的薄膜。
5.根据权利要求1或2所述的LED显示面板的制造方法，其特征在于，所述感光性树脂是高度对宽度的纵横比为3以上的能够进行图案形成的高纵横比材料。
6.根据权利要求1或2所述的LED显示面板的制造方法，其特征在于，将相邻的三色对应的所述LED作为1个像素，在位于正交的第一像素排列方向及第二像素排列方向中的至少第一像素排列方向的像素间的所述遮光壁上，设置与所述第一像素排列方向交叉的间隙。
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