JP5320270B2 - 表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
図2は、本発明の実施例1における表示パネルの全体を示す外観の斜視図である。
発光素子アレイチップ20の外縁部には、複数のアノード配線35及び複数のカソード配線37が延設され、複数のワイヤボンディングパッド等のパッド部39に接続されている。複数のアノード配線35は、パッド部39を介してアノードドライバIC50と電気的に接続され、更に、複数のカソード配線37も、他のパッド部39を介してカソードドライバIC60−1,60−2と電気的に接続されている。
表示パネル1における発光素子アレイチップ20は、例えば、パッシブ型m行k列LEDドットマトリックスにより構成されている。
図1(a)〜(e)は、本発明の実施例1における図2中の発光素子アレイチップ20の構成及び製造方法を示す模式的な断面図である。
図1(a)の工程において、デバイス搭載用の基板21を用意する。基板21としては、例えば、Si、GaAs、GaP、InP、GaN、ZnO等の半導体基板、AlN、Al2O3等のセラミック基板、ガラスエポキシ基板、Cu、Al等の金属基板、プラスチック基板を使用できる。
図1(b)の工程において、基板21上に、レンズ支柱41の第1のレンズ支柱材料である図示しないレジストを所定の厚みで形成し、必要に応じて露光前熱処理を行う。基板面内の均一性を確保するために、ドライフィルムレジスト(以下「DFR」という。)を用いてラミネータ(貼合装置)による転写、又は、スプレーコート法による塗布により形成することが望ましい。
図1(c)の工程において、レンズ部材料であるDFRをレンズ支柱41上及び基板21上に、中空構造となるように転写(以下これを「中空転写」という。)する。
本実施例1におけるレンズ支柱材料及びレンズ部材料は、ネガ型レジストであり、塗布又は転写、露光前熱処理、露光、露光後熱処理、及び現像からなるフォトリソ工程により、パターンニングされる。フォトリソ工程において露光、露光後熱処理、及び現像の工程を経た前記ネガ型レジスト(これを「重合体材料」という。)は、重合体となる。そのため、露光、露光後熱処理、及び現像の工程を経ていない前記ネガ型レジスト(これを「前駆体材料」という。)と比較すると、重合体材料の方が分子同土の結合が強くなる。従って、前駆体材料と重合体材料とでは軟化温度点が異なり、前駆体材料の方が低温で軟化する。
図1(e)の工程において、マイクロレンズ形状となった前駆体レンズ部42bに露光及び現像を施すことで、パッド部39等におけるレンズの非有効領域49が除去された重合体レンズ部42が形成される。露光及び現像工程においてレンズの非有効領域49を除去したが、フォトリソ工程であるため、レンズとレンズの間をパターンニングし、スリットを入れる構造を形成することも可能である。
図3〜図6の表示パネル1において、表示すべき情報が図示しない制御装置に入力されると、この制御装置が、その表示すべき情報に応じて、シリアル発光データSDAを図5のアノードドライバIC50に供給する。
本実施例1の表示パネル1及びこの製造方法によれば、次の(1)〜(5)のような効果がある。
図8(a)〜(e)は、本発明の実施例2における発光素子アレイチップ20Aの構成、及び製造方法を示す模式的な断面図であり、実施例1を示す図1(a)〜(e)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図8(a)の工程において、実施例1と同様に、デバイス搭載用の基板21を用意し、この基板21上に、図6及び図7に示すような複数のLED31がマトリクス状に配置された発光素子アレイ30を形成すると共に、図3に示すようなアノード配線35、カソード配線37及びパッド部39を形成する。
図8(b)の工程において、第2のレンズ支柱材料としての上段レンズ支柱材料41Bの転写を行う。下段レンズ支柱41aの上に対象物を形成するため、DFRをラミネータにより、中空転写することが望ましい。
図8(c)の工程において、フォトリソ工程により、図示しないDFRをパターンニングし、下段レンズ支柱41aに対応した位置に、所定間隔隔てて断面がほぼ方形で、且つ下段レンズ支柱41aよりも底面積の小さな柱状の上段レンズ支柱41bを形成する。
図8(d)の工程において、実施例1の図1(c)の工程と同様に、DFRの中空転写により、中空構造前駆体レンズ部42aを形成し、下段レンズ支柱41a及び上段レンズ支柱41bからなる各レンズ支柱41A間に、空隙43を形成する。中空構造前駆体レンズ部42aに対し、実施例1と同様に熱処理を施すと、マイクロレンズ形状である図示しない前駆体レンズ部となる。
図8(e)の工程において、実施例1の図1(e)の工程と同様に、マイクロレンズ形状となった図示しない前駆体レンズ部に露光及び現像を施すことで、パッド部39等におけるレンズの非有効領域49が除去された重合体レンズ部42が形成される。露光及び現像工程においてレンズの非有効領域49を除去したが、フォトリソ工程であるため、レンズとレンズの間をパターンニングし、スリットを入れる構造を形成することも可能である。
本実施例2の表示パネル1は、実施例1の表示パネル1と同様に動作する。
本実施例2の表示パネル1及びこの製造方法によれば、実施例1とほぼ同様の効果があり、更に、次の(a)、(b)のような効果がある。
実施例2は、例えば、次の(i)、(ii)のように変形しても良い。
図9は、実施例1又は2の表示パネル1を用いた本発明の実施例3における投射型表示装置を示す概略の構成図である。
投射型表示装置80であるHUDにおいて、表示すべき情報が図示しない制御装置に入力されると、この制御装置が、その表示すべき情報に応じて、シリアルな発光データSDAを、表示パネル1中の図5のアノードドライバIC50に供給すると共に、クロックCLK及びフレーム信号FSを、表示パネル1中の図5のカソードドライバIC60−1,60−2に供給する。すると、表示パネル1中の発光素子アレイ30が発光し、マイクロレンズアレイ40を通して、表示すべき情報を含む画像の光が出射される。
本実施例3の投射型表示装置80によれば、実施例1又は2の表示パネル1を使用しているので、発光素子アレイ30で発光した光の配光特性の広がり角度がマイクロレンズアレイ40で狭められ、指向性が改善されて光利用効率が向上する。そのため、表示パネル1の発光面から画像投射面までの光路長が長くなっても、表示パネル1から出射される画像の光を効率良く投射できる。しかも、構造が簡単で、小型化が可能な投射型表示装置80としてのHUDを実現できる。
本発明は、上記実施例及びその変形例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(i)、(ii)のようなものがある。
20 発光素子アレイチップ
30 発光素子アレイ
31 LED
35 アノード配線
37 カソード配線
40,40A マイクロレンズアレイ
41,41A レンズ支柱
41a 下段レンズ支柱
41b 上段レンズ支柱
42 レンズ部
50 アノードドライバIC
60−1,60−2 カソードドライバIC
80 投射型表示装置
90 前面投射型表示装置
100 背面投射型表示装置
110 表示装置
Claims (7)
- 駆動信号により駆動されて発光して光を放射する複数の発光素子が配列された発光素子アレイを、基板上に形成する第1の工程と、
フォトレジストからなる第1のレンズ支柱材料を前記複数の発光素子上に形成する第2の工程と、
前記第1のレンズ支柱材料にフォトリソグラフィを施すことにより、前記各発光素子上に柱状の第1のレンズ支柱をそれぞれ形成する第3の工程と、
複数の前記第1のレンズ支柱上に、ドライフィルムレジストからなるレンズ材料を中空状態で転写し、前記各第1のレンズ支柱間に空隙を生成する第4の工程と、
前記レンズ材料を熱処理で軟化させ前記空隙を埋めることにより複数のレンズ部を形成し、前記各発光素子から放射された光を収束するレンズアレイを形成する第5の工程と、
前記各発光素子を選択的に駆動する駆動回路を、前記基板上に固定する第6の工程と、
を有することを特徴とする表示パネルの製造方法。 - 前記第5の工程の後において、前記レンズ材料にフォトリソグラフィを施してパターンニングを行い、前記複数の発光素子に前記駆動信号を供給するパッド部箇所における前記レンズアレイ部分を開口する第7の工程を更に有することを特徴とする請求項1記載の表示パネルの製造方法。
- 前記第7の工程において、前記複数のレンズ部を個別に分離することを特徴とする請求項2記載の表示パネルの製造方法。
- 前記第3の工程の後において、
フォトレジストからなる第2のレンズ支柱材料を前記第1のレンズ支柱上に形成する第8の工程と、
前記第2のレンズ支柱材料にフォトリソグラフィを施すことにより、前記第1のレンズ支柱上に前記第1のレンズ支柱よりも底面積の小さい柱状の第2のレンズ支柱をそれぞれ形成する第9の工程と、
を更に有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示パネルの製造方法。 - 前記第1のレンズ支柱の縦断面は、ほぼ台形であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示パネルの製造方法。
- 前記第1のレンズ支柱と前記レンズ部は、光透過性がほぼ等しい材料により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項に記載の表示パネルの製造方法。
- 前記第1のレンズ支柱と前記レンズ部は、光透過性が異なる材料により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頃に記載の表示パネルの製造方法。
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