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全彩LED显示面板

阅读：231发布：2021-04-13

专利汇可以提供全彩LED显示面板专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明是一种全彩LED 显示面板，具备：LED阵列基板 (1)，其在配线基板(4)上以矩阵状配置有放射紫外至蓝色波段的光的多个LED(3)；以及多个荧光发光层 (5)，其对应于光三原色而排列设置在多个上述LED(3)上，由从该LED(3)放射的激发光(L)激发而将该激发光分别波长转换为对应颜色的荧光(FL)，在以包围上述荧光发光层(5)的方式形成的分隔壁(7)的表面，设置有反射上述激发光(L)和上述荧光(FL)的金属膜(9)。，下面是全彩LED显示面板专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种全彩LED显示面板，具备：LED阵列基板，其在基板上以矩阵状配置有放射紫外至蓝色波段的光的多个LED；以及多个荧光发光层，其对应于光三原色而排列设置在多个上述LED上，由从该LED放射的激发光激发而将该激发光分别波长转换为对应颜色的荧光，上述全彩LED显示面板的特征在于，
在以包围上述荧光发光层的方式形成的透明的分隔壁的表面，设置有反射或吸收上述激发光和上述荧光的薄膜。
2.根据权利要求1所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
上述分隔壁由感光性的透明树脂形成。
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，
上述分隔壁的高度对宽度的纵横比为3以上。
4.根据权利要求1或2所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
上述薄膜是反射上述激发光的金属膜。
5.根据权利要求3所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
上述薄膜是反射上述激发光的金属膜。
6.根据权利要求1或2所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
上述荧光发光层是将粒径不同的荧光色素混合并分散而成的。
7.根据权利要求3所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
上述荧光发光层是将粒径不同的荧光色素混合并分散而成的。
8.根据权利要求1或2所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
设为将上述荧光发光层和上述分隔壁直接设置在上述LED阵列基板上的构成。
9.根据权利要求3所述的全彩LED显示面板，其特征在于，
设为将上述荧光发光层和上述分隔壁直接设置在上述LED阵列基板上的构成。

说明书全文

全彩LED显示面板

技术领域

[0001] 本发明涉及具备荧光发光层的全彩LED显示面板，特别是涉及提高了将荧光发光层隔开的分隔壁的稳定性、防止了混色的全彩LED显示面板。

背景技术

[0002] 现有的全彩LED显示面板具备：微型LED器件的阵列，其发出蓝色(例如，450nm～495nm)或者深蓝色(例如，420nm～450nm)的光；以及波长转换层(荧光发光层)的阵列，其设置在该微型LED器件的阵列上，吸收从微型LED器件发出的蓝色或深蓝色的光，将该光的发光波长分别转换为红色、绿色以及蓝色的各种光(例如，参照专利文献1)。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：特表2016-523450号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的问题

[0007] 但是，在这种现有的全彩LED显示面板中，使用了黑矩阵作为将对应于各个颜色的波长转换层(荧光发光层)隔开的分隔壁，因此，当在例如波长转换层的层厚较厚的情况下，使用了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致使深部无法被感光，产生未固化部分。因此，在向由上述分隔壁包围的对应于各个颜色的开口(像素)填充含有对应颜色的荧光色素(颜料或染料)的荧光发光抗蚀剂时，有可能分隔壁的一部分塌陷而致使荧光发光抗蚀剂漏到相邻的其它颜色的开口内，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分隔壁中变得显著。

[0008] 因此，本发明目的在于应对这种问题，提供一种提高了将荧光发光层隔开的分隔壁的稳定性、防止了混色的全彩LED显示面板。

[0009] 用于解决问题的方案

[0010] 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，其在基板上以矩阵状配置有放射紫外至蓝色波段的光的多个LED；以及多个荧光发光层，其对应于光三原色而排列设置在多个上述LED上，由从该LED放射的激发光激发而将该激发光分别波长转换为对应颜色的荧光，在以包围上述荧光发光层的方式形成的透明的分隔壁的表面，设置有反射或吸收上述激发光和上述荧光的薄膜。

[0011] 发明效果

[0012] 根据本发明，分隔壁是透明的，因而能够将透明的感光性树脂用作分隔壁用的树脂材料。因此，即使对应于各个颜色的荧光发光层的层厚较厚，也能够使得将该荧光发光层相互隔离的分隔壁直到深部为止完全感光，与现有技术中的那种黑矩阵用的感光性树脂不同，不会产生未固化部。因而，分隔壁的稳定性增加，从而在向由分隔壁包围的开口填充荧光发光抗蚀剂时，分隔壁的一部分也不会塌陷而致使荧光发光抗蚀剂漏到相邻的开口内。由此，能够防止相邻的像素发出的光发生混色。
附图说明

[0013] 图1是示出本发明的全彩LED显示面板的第1实施方式的俯视图。

[0014] 图2是图1的主要部分放大截面图。

[0015] 图3是作为本发明的全彩LED显示面板的特征的分隔壁的放大截面图。

[0016] 图4是示出本发明的全彩LED显示面板的第2实施方式的主要部分的截面图。

[0017] 图5是示出本发明的全彩LED显示面板的第3实施方式的主要部分的截面图。

具体实施方式

[0018] 以下，基于附图来详细地说明本发明的实施方式。图1是示出本发明的全彩LED显示面板的第1实施方式的俯视图，图2是图1的主要部分放大截面图。该全彩LED显示面板是将视频进行彩色显示的显示面板，构成为具备LED阵列基板1和荧光发光层基板2。

[0019] 如图1所示，上述LED阵列基板1具备配置为矩阵状的多个LED3，是在配线基板4上配置上述多个LED3而成的，配线基板4设置有用于将驱动信号从设置于外部的驱动电路供应到各LED3而对各LED3单独进行导通和截止驱动来使其点亮和熄灭的配线。

[0020] 上述LED3放射紫外至蓝色波段的光，以氮化镓(GaN)为主要材料来制造。此外，也可以是放射波长例如为200nm～380nm的近紫外线的LED，还可以是放射波长例如为380nm～500nm的蓝色光的LED。

[0021] 如图2所示，在上述LED阵列基板1上配设有荧光发光层基板2。该荧光发光层基板2排列有由从LED3放射的激发光L激发而将该激发光分别波长转换为对应颜色的荧光FL的多个荧光发光层5，构成为具备透明基板6、对应于红色、绿色以及蓝色的各个颜色的荧光发光层5、以及包围荧光发光层5的分隔壁7。此外，在本说明书中，无论全彩LED显示面板的设置状态如何，“上”总是指显示面板的显示面侧。

[0022] 上述透明基板6至少使近紫外至蓝色波段的光透射过，是玻璃基板或丙烯酸树脂等塑料基板。

[0023] 另外，在上述透明基板6的一个面设置有荧光发光层5。该荧光发光层5是与红、绿、蓝的光三原色对应而在各LED3上排列设置的红色荧光发光层5R、绿色荧光发光层5G以及蓝色荧光发光层5B，是含有对应颜色的荧光色素(颜料或染料)8的荧光发光抗蚀剂。此外，虽然在图1中示出了将对应于各个颜色的荧光发光层5设置为条纹状的情况，但也可以设置为使其单独地对应于各LED3。

[0024] 详细地说，上述荧光发光层5是将几十纳米级的粒径大的荧光色素8a与几十纳米级的粒径小的荧光色素8b混合并分散在抗蚀剂膜中而成的。此外，也可以仅由粒径大的荧光色素8a来构成荧光发光层5，但在这种情况下，荧光色素8的填充率会下降，激发光L的向显示面侧的漏光会增加。另一方面，在仅由粒径小的荧光色素8b来构成荧光发光层5的情况下，存在耐光性等稳定性差的问题。因此，通过如上述那样由以粒径大的荧光色素8a为主体并混合有粒径小的荧光色素8b的混合物来构成荧光发光层5，能够抑制激发光L的向显示面侧的漏光，并且能够提高发光效率。

[0025] 在这种情况下，关于粒径不同的荧光色素8的混合比率，优选在体积比上，粒径大的荧光色素8a设为50～90Vol％，而粒径小的荧光色素8b设为10～50Vol％。

[0026] 而且，以包围对应于各个颜色的荧光发光层5的方式设置有分隔壁7。该分隔壁7将对应于各个颜色的荧光发光层5相互隔开，由透明的例如感光性树脂形成。为了提高上述荧光发光层5中的粒径大的荧光色素8a的填充率，优选使用高度对宽度的纵横比能设为3以上的高纵横比材料作为分隔壁7。作为这种高纵横比材料，例如有日本化药株式会社制造的SU-83000的光致抗蚀剂。

[0027] 如图3所示，在上述分隔壁7的表面设置有金属膜9。该金属膜9用于防止激发光L、以及荧光发光层5被激发光L激发而发出的荧光FL透射过分隔壁7而与相邻的其它颜色的荧光发光层5的荧光FL发生混色，以能够充分地阻断激发光L和荧光FL的厚度形成。在这种情况下，优选容易反射激发光L的铝、铝合金等薄膜作为金属膜9。从而，能够使去往分隔壁7而透射过荧光发光层5的激发光L由铝等金属膜9反射到荧光发光层5的内侧，将其用于荧光发光层5的发光，能够提高荧光发光层5的发光效率。此外，沉积在分隔壁7的表面的薄膜不限于使激发光L和荧光FL反射的金属膜9，也可以是吸收激发光L和荧光FL的薄膜。

[0028] 接着，说明这样构成的本发明的全彩LED显示面板的第1实施方式的制造。

[0029] 首先，说明LED阵列基板1的制造工序。

[0030] 在布设有用于驱动多个LED3的配线的配线基板4上的规定位置，以使放射近紫外至蓝色波段的光的多个LED3与上述配线电连接的状态装配该多个LED3，从而制造LED阵列基板1。这种LED阵列基板1能够应用公知的技术来制造。

[0031] 接着，说明荧光发光层基板2的制造工序。

[0032] 首先，在透明基板6上涂敷分隔壁7用的透明的感光性树脂，之后使用光掩模来进行曝光、显影，与各荧光发光层5的形成位置对应地设置例如图1所示那样的条纹状的开口10，以最小为20μm左右的高度来形成高度对宽度的纵横比为3以上的透明的分隔壁7。在这种情况下，所使用的感光性树脂优选例如日本化药株式会社制造的SU-83000等高纵横比材料。

[0033] 接下来，从形成在透明基板6上的分隔壁7侧，应用溅射等公知的成膜技术，以规定的厚度使例如铝、铝合金等金属膜9成膜。在成膜之后，通过激光照射将沉积在由分隔壁7包围的开口10的底部的透明基板6上的金属膜9除去。

[0034] 或者，也可以是在成膜之前通过例如喷墨方式在上述开口10的底部的透明基板6表面涂敷几μm厚度的抗蚀剂等，使金属膜9成膜，之后将上述抗蚀剂和抗蚀剂上的金属膜9剥离并除去。在这种情况下，当然会选择不侵蚀分隔壁7的树脂的药液作为剥离所使用的抗蚀剂的溶解液。

[0035] 接着，通过例如喷墨方式向由上述分隔壁7包围的、例如对应于红色的多个开口10涂敷例如含有红色的荧光色素8的抗蚀剂，之后照射紫外线而使其固化，形成红色荧光发光层5R。或者，以覆盖在透明基板6上的方式涂敷含有红色的荧光色素8的抗蚀剂，之后使用光掩模来进行曝光、显影，在对应于红色的多个开口10形成红色荧光发光层5R。在这种情况下，上述抗蚀剂是将粒径大的荧光色素8a和粒径小的荧光色素8b混合并分散而成的，关于它们的混合比率，在体积比上，粒径大的荧光色素8a为50～90Vol％，而粒径小的荧光色素8b为10～50Vol％。

[0036] 同样地，通过例如喷墨方式向由上述分隔壁7包围的、例如对应于绿色的多个开口10涂敷例如含有绿色的荧光色素8的抗蚀剂，之后照射紫外线而使其固化，形成绿色荧光发光层5G。或者，也可以与上述同样地，使用光掩模对涂敷于透明基板6的整个上表面的含有绿色的荧光色素8的抗蚀剂进行曝光、显影，在对应于绿色的多个开口10形成绿色荧光发光层5G。

[0037] 而且，同样地，通过例如喷墨方式向由上述分隔壁7包围的、例如对应于蓝色的多个开口10涂敷例如含有蓝色的荧光色素8的抗蚀剂，之后照射紫外线而使其固化，形成蓝色荧光发光层5B。在这种情况下，也可以与上述同样地，使用光掩模对涂敷于透明基板6的整个上表面的含有蓝色的荧光色素8的抗蚀剂进行曝光、显影，在对应于蓝色的多个开口10形成蓝色荧光发光层5B。

[0038] 根据上述第1实施方式，使用了透明的感光性树脂作为分隔壁7用的树脂材料，因此，能够使得将层厚较厚的对应于各个颜色的荧光发光层5相互隔离的分隔壁7直到深部为止完全感光，与现有技术中的那种黑矩阵用的感光性树脂不同，不会产生未固化部。因此，分隔壁7的稳定性增加，从而在向由分隔壁7包围的开口10填充荧光发光抗蚀剂时，分隔壁7的一部分也不会塌陷而致使荧光发光抗蚀剂漏到相邻的开口10内。由此，能够防止相邻的像素发出的光发生混色。

[0039] 另外，当在分隔壁7的表面设置有使激发光L、以及由该激发光L激发而发出的荧光FL反射的金属膜9的情况下，朝向分隔壁7行进的激发光L和荧光FL被金属膜9反射而回到像素的内侧，因此，被反射的激发光L会激发同一像素内的荧光发光层5而使其发光，并且漏到旁边的荧光FL减少，能够提高像素的发光效率。

[0040] 图4是示出本发明的全彩LED显示面板的第2实施方式的主要部分的截面图。

[0041] 在该第2实施方式中，与第1实施方式的不同点在于，设为了将对应于各个颜色的荧光发光层5和分隔壁7直接设置在LED阵列基板1上的构成。

[0042] 接着，说明这样构成的本发明的全彩LED显示面板的第2实施方式的制造。

[0043] 首先，与第1实施方式同样地，在布设有用于驱动多个LED3的配线的配线基板4上的规定位置，以使放射近紫外至蓝色波段的光的多个LED3与上述配线电连接的状态装配该多个LED3，从而制造LED阵列基板1。

[0044] 接下来，在LED阵列基板1上涂敷分隔壁7用的透明的感光性树脂，之后使用光掩模来进行曝光、显影，与LED阵列基板1上的各LED3的形成位置对应地设置例如图1所示那样的条纹状的开口10，以最小为20μm左右的高度来形成高度对宽度的纵横比为3以上的透明的分隔壁7。

[0045] 接下来，从形成在LED阵列基板1上的分隔壁7侧，应用溅射等公知的成膜技术，以规定的厚度使例如铝、铝合金等金属膜9成膜。在成膜之后，将沉积在由分隔壁7包围的开口10的底部的LED3上的金属膜9除去。

[0046] 在这种情况下，也可以是在成膜之前通过例如喷墨方式在上述开口10的底部的LED3上涂敷几μm厚度的抗蚀剂等，使金属膜9成膜，之后将上述抗蚀剂和抗蚀剂上的金属膜9剥离并除去。当然，会选择不侵蚀分隔壁7的树脂的药液作为剥离所使用的抗蚀剂的溶解液。

[0047] 接着，在由上述分隔壁7包围的、例如对应于红色的多个开口10内，在露出了表面的LED3上通过例如喷墨方式涂敷例如含有红色的荧光色素8的抗蚀剂，之后照射紫外线而使其固化，形成红色荧光发光层5R。或者也可以是，以覆盖在LED阵列基板1上的方式涂敷含有红色的荧光色素8的抗蚀剂，之后使用光掩模来进行曝光、显影，在对应于红色的多个开口10内，在露出了表面的LED3上直接形成红色荧光发光层5R。在这种情况下，上述抗蚀剂是将粒径大的荧光色素8a和粒径小的荧光色素8b混合并分散而成的，关于它们的混合比率，在体积比上，粒径大的荧光色素8a为50～90Vol％，而粒径小的荧光色素8b为10～50Vol％。

[0048] 同样地，在由上述分隔壁7包围的、例如对应于绿色的多个开口10内，在露出了表面的LED3上通过例如喷墨方式涂敷例如含有绿色的荧光色素8的抗蚀剂，之后照射紫外线而使其固化，形成绿色荧光发光层5G。或者，也可以与上述同样地，使用光掩模对涂敷于LED阵列基板1的整个上表面的含有绿色的荧光色素8的抗蚀剂进行曝光、显影，在对应于绿色的多个开口10内，在露出了表面的LED3上直接形成绿色荧光发光层5G。

[0049] 而且，同样地，通过例如喷墨方式向由上述分隔壁7包围的、例如对应于蓝色的多个开口10涂敷例如含有蓝色的荧光色素8的抗蚀剂，之后照射紫外线而使其固化，形成蓝色荧光发光层5B。在这种情况下，也可以与上述同样地，使用光掩模对涂敷于LED阵列基板1的整个上表面的含有蓝色的荧光色素8的抗蚀剂进行曝光、显影，在对应于蓝色的多个开口10内，在露出了表面的LED3上直接形成蓝色荧光发光层5B。

[0050] 根据上述第2实施方式，不仅起到第1实施方式的效果，而且由于在LED阵列基板1上直接设置有荧光发光层5和分隔壁7，因而相比于上述第1实施方式更能够抑制从LED3放射的激发光L漏到相邻的荧光发光层5。因此，能够进一步提高各荧光发光层5的发光效率。

[0051] 图5是示出本发明的全彩LED显示面板的第3实施方式的主要部分的截面图。

[0052] 在该第3实施方式中，与第1实施方式的不同点在于，设置有覆盖对应于各个颜色的荧光发光层5和分隔壁7来阻断激发光L的激发光截止层11。由此，能够选择性地反射或吸收太阳光等外部光中包含的与上述激发光L为相同波段的光，防止上述各荧光发光层5由这些光激发而发光，提高颜色再现。

[0053] 详细地说，在激发光L为紫外线的情况下，如图5所示，激发光截止层11设置为覆盖对应于各个颜色的荧光发光层5和分隔壁7。另外，在激发光L为蓝色波段的光的情况下，激发光截止层11可以覆盖除了蓝色荧光发光层5B上以外的荧光发光层5和分隔壁7。

[0054] 此外，虽然图5示出了将激发光截止层11应用到第1实施方式的情况作为一个例子，但也能够将其应用到第2实施方式。

[0055] 根据上述第3实施方式，不仅起到上述第1和第2实施方式的效果，而且由于在荧光发光层5上设置有激发光截止层11，因而能够防止外部光到达荧光发光层5。因此，能抑制荧光发光层5由外部光激发而发光，致使颜色再现下降这一问题。另外，从LED3放射的激发光L中的透射过荧光发光层5的激发光L被激发光截止层11反射或吸收，因而能抑制其漏出到显示面侧。因此，还能够避免激发光L的漏光与荧光发光层5的荧光FL发生混色而致使颜色再现下降这一问题。

[0056] 此外，在上述第1～第3实施方式的任何一种情况下，都可以在显示面侧设置防止外部光的反射的防反射膜。而且，可以在分隔壁7的显示面侧的金属膜9上涂敷黑色涂料。通过实施这些措施，能够降低显示面上的外部光的反射，能够实现对比度的提高。

[0057] 附图标记说明

[0058] 1…LED阵列基板

[0059] 3…LED

[0060] 4…配线基板(基板)

[0061] 5…荧光发光层

[0062] 7…分隔壁

[0063] 8…荧光色素

[0064] 8a…粒径大的荧光色素

[0065] 8b…粒径小的荧光色素

[0066] 9…金属膜(薄膜)

[0067] L…激发光

[0068] FL…荧光。

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