TW201921667A - 全彩ｌｅｄ顯示面板 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種全彩LED顯示面板，係具備有：LED陣列基板，係將放射出從紫外光到藍色波長帶之光線的複數LED矩陣狀地配置於配線基板上；以及複數螢光發光層，係對應於光三原色來排列設置於複數該LED上，而藉由從該LED所放射出之激發光來被激發並分別波長轉換為對應色之螢光；在以圍繞該螢光發光層之方式來形成的分隔壁之表面設置會反射該激發光及該螢光的金屬膜。
Description
本發明係關於一種具備螢光發光層的全彩LED顯示面板，特別是關於一種提升分隔螢光發光層的分隔壁之穩定性，以防止混色的全彩LED顯示面板。
以往的全彩LED顯示面板係具備有：微LED元件陣列，係放出藍色(例如，450nm~495nm)或深藍色(例如，420nm~450nm)之光線；波長轉換層(螢光發光層)陣列，係設置於此微LED元件陣列上，而吸收來自微LED元件的藍色發光或深藍色發光，並將其發光波長分別轉換為紅色、綠色及藍色的各光線(例如，參照日本特表2016-523450號公報)。
然而，在此般以往的全彩LED顯示面板中，由於會使用黑矩陣來作為分隔各色對應之波長轉換層(螢光發光層)的分隔壁，故例如在波長轉換層之層厚較厚的情況，於使用含有黑色顏料的感光性樹脂來作為黑矩陣時，便會因黑矩陣之遮光性能而無法感光到深部，而有會產生未硬化部分之虞。因此，在對藉由上述分隔壁所圍繞之各色對應的開口(畫素)填充含有對應色之螢光色素(顏料或染料)的螢光發光阻劑時，分隔壁之一部分便會崩塌而使螢光發光阻劑溢漏至所鄰接之其他顏色的開口內，而有成為混色之原因之虞。特別是，此問題會在高度對寬度之縱寬比較大的分隔壁中會變得明顯。
於是，本發明係對應此般問題點，目的在於提供一種能提升分隔螢光發光層的分隔壁之穩定性，以防止混色的全彩LED顯示面板。
一種全彩LED顯示面板，係具備有：LED陣列基板，係將放射出色波長帶之光線的複數LED矩陣狀地配置於基板上；以及複數螢光發光層，係對應於光三原色來排列設置於複數該LED上，而藉由從該LED所放射出之激發光來被激發並分別波長轉換為對應色之螢光；在以圍繞該螢光發光層之方式來形成的透明分隔壁的表面設置會反射或吸收該激發光及該螢光的薄膜。
根據本發明，由於分隔壁為透明，故可使用透明感光性樹脂來作為分隔壁用樹脂材料。從而，即便各色對應之螢光發光層的層厚變厚，仍可將互相隔離該螢光發光層之分隔壁完全感光至深部，而與以往技術般之黑矩陣用感光性樹脂不同，不會產生未硬化部。因此，藉由增加分隔壁之穩定性，即便在將螢光發光阻劑填充至分隔壁所圍繞之開口時，仍不會有分隔壁的一部分崩塌而使螢光發光阻劑溢漏至所鄰接之開口內之虞。藉此，便可防止鄰接之畫素的發光會混色。
1‧‧‧LED陣列基板
2‧‧‧螢光發光層基板
3‧‧‧LED
4‧‧‧配線基板
5‧‧‧螢光發光層
5R‧‧‧紅色螢光發光層
5G‧‧‧綠色螢光發光層
5B‧‧‧藍色螢光發光層
6‧‧‧透明基板
7‧‧‧分隔壁
8、8a、8b‧‧‧螢光色素
9‧‧‧金屬膜
10‧‧‧開口
FL‧‧‧螢光
L‧‧‧激發光
圖1係顯示本發明之全彩LED顯示面板的第1實施形態的平面圖。
圖2係圖1之重要部分放大剖面圖。
圖3係本發明之全彩LED顯示面板特徵的分隔壁之放大剖面圖。
圖4係顯示本發明之全彩LED顯示面板的第2實施形態之重要部分的剖面圖。
圖5係顯示本發明之全彩LED顯示面板的第3實施形態之重要部分的剖面圖。
以下，便基於添附圖式來詳細說明本發明實施形態。圖1係顯示本發明之全彩LED顯示面板的第1實施形態的平面圖，圖2係圖1之重要部分放大剖面圖。此全彩LED顯示面板係將影像彩色顯示者，且構成為具備有LED陣列基板1及螢光發光層基板2。
上述LED陣列基板1如圖1所示，係具備將複數LED3矩陣狀地配置者，且會將上述複數LED3配置在配線基板4上，該配線基板4係設置有用以從設置於外部之驅動電路來將驅動訊號供給至各LED3，以個別地開啟及關閉驅動各LED3來進行點燈及熄燈用的配線。
上述LED3係放射出從紫外線到藍色波長帶之光線者，且會以氮化鎵(GaN)作為主材料來加以製造。另外，可為放射出波長為例如200nm~380nm的近紫外線之LED，亦可為放射出波長為例如380nm~500nm的藍色光之LED。
上述LED陣列基板1上如圖2所示，係配設有螢光發光層基板2。此螢光發光層基板2係構成為排列具備有會因LED3所放射出之激發光L來被激發，而分別波長轉換為對應色之螢光FL的複數螢光發光層5者，且會具備有：透明基板6；紅色、綠色及藍色之各顏色對應的螢光發光層5；以及圍繞螢光發光層5的分隔壁7。另外，本說明書中，「上」並非關於全彩LED顯示面板的設置狀態，而一直是指顯示面板的顯示面側。
上述透明基板6係至少會讓近紫外線到藍色波長帶之光線穿透者，為玻璃基板或壓克力樹脂等的塑膠基板。
又，上述透明基板6之一面係設置有螢光發光層5。此螢光發光層5係對應於紅、綠、藍的光三原色而排列設置於各LED3上的紅色螢光發光層5R、綠色螢光發光層5G及藍色螢光發光層5B，為含有對應色之螢光色素(顏料或染料)8的螢光發光阻劑。另外，圖1中，雖就將各色對應之螢光發光層5設置為條狀的情況來加以表示，但亦可各別對應於各LED3來加以設置。
詳細而言，上述螢光發光層5係在阻劑膜中使數十微米等級大之粒徑的螢光色素8a、數十奈米等級小之粒徑的螢光色素8b混合、分散者。另外，雖可僅以大粒徑之螢光色素8a來構成螢光發光層5，但在此情況，螢光色素8之填充率便會下降，而使激發光L朝向顯示面側的洩漏光增加。另一方面，在僅以小粒徑之螢光色素8b來構成螢光發光層5的情況，便會有耐光性等的穩定性變差的問題。從而，便如上述般，藉由讓以大粒徑之螢光色素8a為主體來混合小粒徑之螢光色素8b的混合物來構成螢光發光層5，便可抑制激 發光L朝顯示面側的洩漏光，並提升發光效率。
在此情況，粒徑不同之螢光色素8的混合比率最好是以體積比為相對於大粒徑的螢光色素8a為50~90Vol%，小粒徑之螢光色素8b為10~50Vol%。
進一步地，會圍繞各色對應之螢光發光層5來設置分隔壁7。此分隔壁7係互相分隔各色對應之螢光發光層5，並會以透明的例如感光性樹脂來加以形成。為了提高上述螢光發光層5中之大粒徑的螢光色素8a的填充率，最好是使用能讓高度對寬度的縱寬比為3以上的高縱寬材料來作為分隔壁7。此般高縱寬材料有例如日本化藥股份有限公司製的SU-83000的光阻。
上述分隔壁7表面如圖3所示，係設置有金屬膜9。此金屬膜9係用以防止激發光L以及因激發光L激發而使螢光發光層5發光之螢光FL會穿透分隔壁7而與鄰接之其他顏色的螢光發光層5的螢光FL混色，且會以可充分遮蔽激發光L及螢光FL之厚度來加以形成。在此情況，金屬膜9較佳地係易於反射激發光L的鋁或鋁合金等之薄膜。藉此，便可使朝向分隔壁7而穿透螢光發光層5的激發光L在鋁等的金屬膜9中朝螢光發光層5內側反射，而用於螢光發光層5之發光，可提升螢光發光層5之發光效率。另外，分隔壁7表面所披覆的薄膜並不限於會反射激發光L及螢光FL的金屬膜9，亦可為吸收激發光L及螢光FL者。
接著，便就此般所構成之本發明的全彩LED顯示面板的第1實施形態之製造來加以說明。
首先，就LED陣列基板1之製造工序來加以說明。
在施作有用以驅動複數LED3的配線之配線基板4上的既定位置，組裝會放射出從近紫外線到藍色波長帶之光線的複數LED3並在與上述配線電性接觸的狀態下來製造LED陣列基板1。此般LED陣列基板1係可適用習知技術來加以製造。
接著，便就螢光發光層基板2之製造工序來加以說明。
首先，在透明基板6上塗布分隔壁7用之透明感光性樹脂後，使用光罩來曝光、顯影，而對應於各螢光發光層5的形成位置來設置例如圖1所示般之條狀開口10，並以min20μm左右的高度來形成高度對寬度之縱寬比為3 以上的透明分隔壁7。在此情況，所使用之感光性樹脂最好是例如日本化藥股份有限公司製的SU-8 3000等的高縱寬材料。
接著，便從透明基板6上所形成之分隔壁7側來適用濺鍍等的習知成膜技術，以將例如鋁或鋁合金等的金屬膜9成膜為既定厚度。在成膜後，披覆於以分隔壁7所圍繞的開口10底部之透明基板6的金屬膜9係可藉由雷射照射來被加以去除。
或者，亦可在成膜前藉由例如噴塗，並以數μm的厚度來將阻劑等塗布在上述開口10底部之透明基板6表面，來成膜出金屬膜9後，再將上述阻劑及阻劑上的金屬膜9掀離(Lift-Off)而去除。在此情況下，想當然耳，掀離所使用的阻劑溶解液係選擇不會侵蝕分隔壁7之樹脂的藥劑。
接著，在藉由例如噴塗來將含有例如紅色之螢光色素8的阻劑塗布在以上述分隔壁7所圍繞的例如紅色所對應的複數開口10後，便照射紫外線來硬化，以形成紅色螢光發光層5R。或者，在覆蓋透明基板6而塗布含有紅色之螢光色素8的阻劑後，便使用光罩來曝光、顯影，以在紅色所對應的複數開口10形成紅色螢光發光層5R。在此情況，上述阻劑係使大粒徑之螢光色素8a與小粒徑之螢光色素8b混合、分散，該等的混合比率是以體積比為相對於大粒徑的螢光色素8a為50~90Vol%，而小粒徑之螢光色素8b為10~50Vol%。
同樣地，在藉由例如噴塗來將含有例如綠色之螢光色素8的阻劑塗布在以上述分隔壁7所圍繞的例如綠色所對應的複數開口10後，便照射紫外線來硬化，以形成綠色螢光發光層5G。或者，亦可與上述同樣，使用光罩來曝光、顯影塗布於透明基板6上面整面的含有綠色之螢光色素8的阻劑，以在綠色所對應的複數開口10形成綠色螢光發光層5G。
又同樣地，在藉由例如噴塗來將含有例如藍色之螢光色素8的阻劑塗布在以上述分隔壁7所圍繞的例如藍色所對應的複數開口10後，便照射紫外線來硬化，以形成藍色螢光發光層5B。在此情況下，亦可與上述同樣，使用光罩來曝光、顯影塗布於透明基板6上面整面的含有藍色之螢光色素8的阻劑，以在藍色所對應的複數開口10形成藍色螢光發光層5B。
根據上述第1實施形態，由於會使用透明感光性樹脂來作為分隔壁7用 樹脂材料，故可將互相隔離而層厚較厚之各色對應的螢光發光層5的分隔壁7完全地感光至深部，與以往技術般之黑矩陣用感光性樹脂不同，並不會產生未硬化部。從而，藉由增加分隔壁7之穩定性，即便在將螢光發光阻劑填充到以分隔壁7所圍繞之開口10時，仍不會有分隔壁7之一部分崩塌而使螢光發光阻劑溢漏至鄰接的開口10內之虞。藉此，便可防止鄰接之畫素的發光會混色。
又，在分隔壁7表面設置會反射激發光L及因此激發光L而被激發所發光的螢光FL之金屬膜9的情況，由於朝向分隔壁7前進之激發光L及螢光FL會因為金屬膜9而被反射，並回到畫素內側，故被反射後之激發光L便會激發相同畫素內之螢光發光層5而發光，且會降低朝橫向洩漏的螢光FL而可提升畫素之發光效率。
圖4係顯示本發明之全彩LED顯示面板的第2實施形態之重要部分的剖面圖。
在此第2實施形態中，與第1實施形態不同之處是構成為會將各色對應之螢光發光層5及分隔壁7直接設置於LED陣列基板1上。
接著，便就此般所構成之本發明的全彩LED顯示面板之第2實施形態的製造來加以說明。
首先，與第1實施形態同樣，在施作有用以驅動複數LED3的配線之配線基板4上的既定位置，組裝會放射出從近紫外線到藍色波長帶之光線的複數LED3並在與上述配線電性接觸的狀態下來製造LED陣列基板1。
接著，便在LED陣列基板1上塗布分隔壁7用之透明感光性樹脂後，使用光罩來曝光、顯影，而對應於LED陣列基板1上的各LED3的形成位置來設置例如圖1所示般之條狀開口10，並以min20μm左右的高度來形成高度對寬度之縱寬比為3以上的透明分隔壁7。
接著，便從LED陣列基板1上所形成之分隔壁7側來適用濺鍍等的習知成膜技術，以將例如鋁或鋁合金等的金屬膜9成膜為既定厚度。在成膜後，披覆於以分隔壁7所圍繞的開口10底部之LED3的金屬膜9便會被去除。
在此情況，可在成膜前藉由例如噴塗，並以數μm的厚度來將阻劑等塗 布在上述開口10底部之LED3上，來成膜出金屬膜9後，再將上述阻劑及阻劑上的金屬膜9掀離而去除。想當然耳，掀離所使用的阻劑溶解液係選擇不會侵蝕分隔壁7之樹脂的藥劑。
接著，在以上述分隔壁7所圍繞之例如紅色所對應的複數開口10內，於露出表面的LED3上，藉由例如噴塗來塗布含有例如紅色之螢光色素8的阻劑後，便照射紫外線來硬化，以形成紅色螢光發光層5R。或者，亦可在覆蓋LED陣列基板1而塗布含有紅色之螢光色素8的阻劑後，便使用光罩來曝光、顯影，以在紅色所對應的複數開口10中，於露出表面之LED3上直接形成紅色螢光發光層5R。在此情況，上述阻劑係使大粒徑之螢光色素8a與小粒徑之螢光色素8b混合、分散，該等的混合比率是以體積比為相對於大粒徑的螢光色素8a為50~90Vol%，而小粒徑之螢光色素8b為10~50Vol%。
同樣地，在以上述分隔壁7所圍繞之例如綠色所對應的複數開口10內，於露出表面的LED3上，藉由例如噴塗來塗布含有例如綠色之螢光色素8的阻劑後，便照射紫外線來硬化，以形成綠色螢光發光層5G。或者，亦可與上述同樣，使用光罩來曝光、顯影塗布於LED陣列基板1之上面整面的含有綠色之螢光色素8的阻劑，以在綠色所對應的複數開口10中，於露出表面之LED3上直接形成綠色螢光發光層5G。
又同樣地，在以上述分隔壁7所圍繞之例如藍色所對應的複數開口10，藉由例如噴塗來塗布含有例如藍色之螢光色素8的阻劑後，便照射紫外線來硬化，以形成藍色螢光發光層5B。在此情況，亦可與上述同樣，使用光罩來曝光、顯影塗布於LED陣列基板1之上面整面的含有藍色之螢光色素8的阻劑，以在藍色所對應的複數開口10中，於露出表面之LED3上直接形成藍色螢光發光層5B。
根據上述第2實施形態，除了第1實施形態所達成之效果以外，由於會將螢光發光層5及分隔壁7直接設置在LED陣列基板1上，故可較上述第1實施形態要更佳地抑制從LED3所放射出之激發光L會洩漏至鄰接之螢光發光層5。
圖5係顯示本發明之全彩LED顯示面板的第3實施形態之重要部分的剖 面圖。
在此第3實施形態中，與第1實施形態不同之處是覆蓋各色對應之螢光發光層5及分隔壁7而設置遮蔽激發光L的激發光遮蔽層11。藉此，便可選擇性地反射或吸收與被包含於太陽光等外部光線的上述激發光L相同波長帶之光線，來防止因為該等光線使上述各螢光發光層5被激發而發光，並提升色彩再現度。
詳細而言，在激發光L為紫外線的情況，激發光遮蔽層11如圖5所示，係覆蓋各色對應之螢光發光層5及分隔壁7而加以設置。又，在激發光L為藍色波長帶之光線的情況，激發光遮蔽層11可覆蓋除了藍色螢光發光層5B上以外之螢光發光層5及分隔壁7來加以設置。
另外，圖5係就將激發光遮蔽層11適用在第1實施形態的情況作為一範例來加以顯示，亦可適用在第2實施形態。
根據上述第3實施形態，除了上述第1及第2實施形態所達成之效果以外，由於會在螢光發光層5上設置激發光遮蔽層11，故可防止外部光線會到達至螢光發光層5。從而，便可抑制螢光發光層5會藉由外部光線被激發而發光，並降低色彩再現度的問題。又，由於從LED3所放射出之激發光L中，穿透螢光發光層5之激發光L會因為激發光遮蔽層11而被反射或吸收，故可抑制朝顯示面側洩漏之情況。從而，亦可避免激發光L之洩漏光會與螢光發光層5之螢光FL混色而使色彩再現度下降之問題。
另外，不論在上述第1~第3實施形態之任一者的情況，都可在顯示面側設置防止外部光線反射之反射防止膜。進一步地，可在分隔壁7之顯示面側的金屬膜9上塗布黑色塗料。藉由施加該等處置，便可降低在顯示面之外部光線反射，而可達成對比的提升。
Claims (9)
- 一種全彩LED顯示面板，係具備有：LED陣列基板，係將放射出從紫外光到藍色波長帶之光線的複數LED矩陣狀地配置於基板上；以及複數螢光發光層，係對應於光三原色來排列設置於複數該LED上，而藉由從該LED所放射出之激發光來被激發並分別波長轉換為對應色之螢光；在以圍繞該螢光發光層之方式來形成的透明之分隔壁的表面設置會反射或吸收該激發光及該螢光的薄膜。
- 如申請專利範圍第1項之全彩LED顯示面板，其中該分隔壁係以感光性透明樹脂所形成。
- 如申請專利範圍第1或2項之全彩LED顯示面板，其中該分隔壁係高度對寬度的縱寬比為3以上。
- 如申請專利範圍第1或2項之全彩LED顯示面板，其中該薄膜係反射該激發光之金屬膜。
- 如申請專利範圍第3項之全彩LED顯示面板，其中該薄膜係反射該激發光之金屬膜。
- 如申請專利範圍第1或2項之全彩LED顯示面板，其中該螢光發光層係使粒徑不同之螢光色素混合、分散。
- 如申請專利範圍第3項之全彩LED顯示面板，其中該螢光發光層係使粒徑不同之螢光色素混合、分散。
- 如申請專利範圍第1或2項之全彩LED顯示面板，其係構成為將該螢光發光層及該分隔壁直接設置於該LED陣列基板上。
- 如申請專利範圍第3項之全彩LED顯示面板，其係構成為將該螢光發光層及該分隔壁直接設置於該LED陣列基板上。
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