JP2007012978A - Ｌｅｄ表示装置用ダム枠材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鮮明な画像を形成するＬＥＤ表示装置用ダム枠材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基材シート１２、基材シート１２の片面に設けられた粘着剤層１６（１７）及び粘着剤層１６に積層された剥離シート２４とからなり、複数の貫通孔１４を有し、基材シート１２及び粘着剤層１６（１７）は幅方向に可視光を透過させないものであるＬＥＤ表示装置用ダム枠材１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤチップを基板上に配列し、透明樹脂を形成する液状樹脂原料を注入硬化させて封止したＬＥＤ表示装置において、ＬＥＤチップを区画するダム枠材とその製造方法に関する。

ＬＥＤを使用した表示装置は、輝度が高く、視認性に優れていることから、大型のディスプレイとして広く使用されるようになっている。

係るＬＥＤ表示装置においては、従来はＬＥＤチップを透明樹脂で封止して先端を半球状としたいわゆる砲弾型ＬＥＤランプが使用されていたが、より高画素数で高画質の表示装置を得ることを目的としてＬＥＤチップを直接回路基板に実装し、これを透明樹脂で封止するＣＯＢ（Chip on Board）タイプの表示装置も公知である（非特許文献１）。

内田龍男他「フラットパネルディスプレイ大事典」（工業調査会：２００１年）第９０５頁

上記のＣＯＢタイプの表示装置は、基板上に配列、実装されたＬＥＤチップを透明樹脂にて封止したものであるために、ＬＥＤチップの光が隣接するＬＥＤチップの位置に伝達され、輪郭の不鮮明なディスプレイとなるという問題を有する。

本発明は、上記公知技術の問題点に鑑み、鮮明な画像を形成するＬＥＤ表示装置用ダム枠材及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤ表示装置用ダム枠材は、基材シート、前記基材シートの片面に設けられた粘着剤層及び前記粘着剤層に積層された剥離シートとからなり、複数の貫通孔を有し、前記基材シート及び前記粘着剤層は幅方向に可視光を透過させないものであることを特徴とする。

係る構成のダム枠材を使用して所定の配列のＬＥＤチップを透明樹脂にて封止すると、１個のＬＥＤチップが発する光の隣接するＬＥＤチップの位置への伝達が、貫通孔を有する基材シートにより形成されるＬＥＤチップを囲む枠と該枠を基板に接着する粘着剤層の双方により効果的に遮断される結果、鮮明な画像を形成するＬＥＤ表示装置が形成される。上記に言う「幅方向」とは、ダム枠材のＬＥＤチップを区画する枠の幅方向、即ち基材シートの平面方向を意味する。

上述のＬＥＤ表示装置用ダム枠材においては、前記粘着剤層は、補強基材層を有する両面粘着テープにて形成されたものであり、前記補強基材層は繊維材料又は可視光線不透過性フィルムにて構成されたものであり、粘着剤は可視光線不透過性着色剤を含有するものであることが好ましい。

係る構成のダム枠材は、粘着剤層も可視光非透過性であり、しかも簡便な方法で製造することができる。

本発明のダム枠材の粘着剤層は、補強基材層に粘着剤層を塗布、形成したものであってもよいが、両面粘着テープを貼着することによって形成することが簡便であり、好ましく、両面粘着テープは、形状安定性の観点より補強基材層を有することが好ましい。補強基材層を不織布にて構成し、可視光線不透過性着色剤を含有する粘着剤を使用することにより、隣接するＬＥＤチップの光を区画する幅方向に可視光線を透過させないダム枠材が得られる。

別の本発明は、基材シートに粘着剤層を積層して剥離シート層を有する積層シートとする粘着剤層形成工程、前記積層シートを打ち抜いて複数の貫通孔を形成する打抜き工程を有する、複数の貫通孔を有するＬＥＤ表示装置用ダム枠材の製造方法であって、
前記基材シート及び前記粘着剤層は、幅方向に可視光を透過させないものであることを特徴とする。

上記構成の製造方法によって、１個のＬＥＤチップが発する光の隣接するＬＥＤチップの位置への伝達を遮断し、鮮明な画像を形成するＬＥＤ表示装置を形成可能なダム枠材を製造することができる。

上述のＬＥＤ表示装置用ダム枠材の製造方法においては、前記粘着剤層は、補強基材層を有する両面粘着テープにて形成されたものであり、前記補強基材層は繊維材料又は可視光線不透過性フィルムにて構成されたものであり、粘着剤は可視光線不透過性着色剤を含有するものであることが好ましい。

係る構成の製造方法によれば、粘着剤層も可視光非透過性であるダム枠材を、簡便な方法で製造することができる。

本発明のダム枠材を構成する基材シート構成材料としては、公知の熱可塑性樹脂並びに熱可塑性エラストマー、加硫ゴムなどが使用可能である。具体的には、熱可塑性エラストマーとしては、公知の熱可塑性エラストマーは限定なく使用可能であり、具体的にはポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、アイオノマー、ポリウレタンエラストマー等が例示される。

加硫ゴム材料を構成するゴム材料としては、天然ゴムの他、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（水添ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが例示される。これらのゴム材料は必要に応じて２種以上を併用してもよい。

熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ＰＥＴ，ＰＢＴなどのポリエステル樹脂、ナイロン６６などのポリアミド樹脂、ＰＦＡ，ＥＴＦＥなどのフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ＰＥＥＫなどを例示することができる。熱可塑性樹脂も必要に応じて２種以上を併用してもよい。

基材シートは、ダム枠材を貼着する回路基板の凹凸が小さい場合には上記例示の材料を限定なく使用することができるが、該凹凸が大きい場合には、熱可塑性エラストマー又は加硫ゴムなどの可とう性の大きい材料を使用することが、凹凸に応じて変形して可視光の漏洩を効果的に防止できるので好ましい。

補強基材層に添加して補強基材層の幅方向の可視光の透過を防止すると共に画像表示装置の画素の区画を鮮明にする可視光不透過性着色剤としては、カーボンブラック、ベンガラ、濃紺などの濃色顔料、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどが例示され、１種以上が使用可能である。これらの中でも、可視光の隣接位置への伝達の遮断効果が大きいことから、カーボンブラック、ベンガラ、濃紺などの濃色顔料の使用が好ましい。

粘着剤層を構成する材料は、公知のゴム系粘着剤、アクリル樹脂系粘着剤、シリコン系粘着剤など公知の粘着剤を限定なく使用することができる。粘着剤層は、粘着剤をダム枠材の所定面に直接塗布して形成してもよいが、上述のように両面粘着テープを貼着することによって形成してもよい。粘着剤は、粘着力によってダム枠材を基板に固定できればよく、その後反応硬化するものであってもよい。

粘着剤層に添加する可視光非透過性着色剤は、上記の基材シート構成材料に添加する可視光非透過性着色剤を使用することができる。粘着剤層を、補強基材層を有する両面粘着テープにて形成する場合、該補強基材は織布又は不織布からなる繊維材料又は可視光線不透過性フィルムにて構成することが好ましい。繊維材料はフィルムのように可視光を導光することは少ないので可視光非透過性着色剤を含んでいなくてもよいが、繊維材料を構成する繊維も可視光非透過性着色剤を含有するものであることがより好ましい。繊維材料はフィルムのように幅方向に可視光を透過させるものではなく、粘着剤に可視光非透過性着色剤を添加すると、該粘着剤が繊維材料に含浸して繊維材料層の可視光透過をさらに低下させる作用を奏する。不織布を補強基材とし、粘着剤にカーボンブラックを添加した両面粘着テープとして市販品を使用してもよい。

剥離シートとしては、粘着テープの剥離シートとして使用される材料が限定なく使用可能であり、離型処理したクラフト紙、ポリオレフィン樹脂フィルム、ＰＥＴフィルム等が例示される。

本発明のダム枠材の製造方法は、熱可塑性樹脂や未加硫ゴム等の基材シート層構成材料をシート状に加工成形し、未加硫ゴムにおいてはさらに加熱、電子線照射等により加硫して基材シート原反を作製し、これに粘着剤層を形成して積層シートとし（粘着剤層形成工程）、貫通孔を打ち抜く打抜き工程を有する製造方法により製造する。

打抜き工程においては、トムソン刃等の公知の打抜き手段を使用して貫通孔を形成することができる。ただし貫通孔の形状が小さくなってトムソン刃では打抜きができない場合には、基台から垂直に立設された板状部と前記板状部の先端に形成された刃先部を有し、板状部の厚さが０．６ｍｍ以下であり、刃深度が１〜３ｍｍである一体型の打抜き刃を使用することが好ましい。係る打抜き刃により、トムソン刃では打抜き加工ができない小さな貫通孔を形成することができる。

図１は、ダム枠材の構成を例示した部分断面図である。図１（ａ）に示したダム枠材１０は、基材シート層１２に粘着剤層１６が積層され、粘着剤層１６の片面には剥離シート２４が積層されている。ダム枠材１０には複数の貫通孔１４が形成されている。図１（ｂ）に示したダム枠材１０は、粘着剤層１７は、基材シート側粘着剤２０、補強基材層１８及び基板固定用の粘着剤層２２とから構成されており、粘着剤層２２に剥離シート２４が積層されている。図１（ｂ）に例示のダム枠材１０は、基材シートに補強基材層１８を有する両面粘着テープを貼着することにより簡便に製造可能である。

ダム枠材１０は、剥離シート２４を剥離除去してＬＥＤチップを所定配列に実装した基板の所定位置に貼着する。ダム枠材１０の外周枠には、基板に貼着する際の位置合わせ用の穴ないし切欠きを形成することは好適な態様である。

基材シートの厚さや粘着材層の厚さは、使用するＬＥＤチップの大きさ等に応じて適宜設定されるものであるが、ダム枠材の剥離シートを除いた厚さは、０．３〜２ｍｍであり、粘着材層の厚さは、０．１〜０．６ｍｍであることが好ましい。

図２は、ＬＥＤチップを配列、実装した基板にダム枠材を貼着した状態を示した部分平面図である。ＬＥＤチップ３０が縦横に規則的に配列、実装された基板に、各ＬＥＤチップ３０が貫通孔内に位置するようにダム枠材１０が貼着されている。ダム枠材１０には、位置合わせの正確さのために切欠き３１が形成されている。ダム枠材１０の貫通孔の形状、配列や数、並びに枠幅ｗ１，ｗ２は、製造するＬＥＤ表示装置に応じて適宜設定される。例えば貫通孔を円形とし、透明樹脂を、表面張力を利用して半球状や部分球状に注型して硬化させるとより一層視認性に優れたＬＥＤ表示装置を形成することができる。

図３は、図２に示したダム枠材１０を貼着した基板の断面を例示した図である。回路基板４６にはアノード電極、カソード電極を構成する回路４０、４４が形成されており、該回路上に銀ペーストなどの導電性ペーストを使用してＬＥＤチップ３６が固定され、ＬＥＤチップの上部電極３４は基板回路４４にワイヤボンディング４２にて接続されている。ダム枠材１０は粘着剤層１６にて固定され、ダム枠材１０にて囲まれた部分に透明樹脂を形成する樹脂原料をキャスティングして硬化させることにより、ＬＥＤチップが区画され、封止されたＬＥＤ表示装置が形成される。

図１〜３は、単色のＬＥＤチップを使用した例を示したものであるが、図４には、多色発光ＬＥＤチップを使用した例を示した。図４（ａ）はダム枠材に形成した四角形の貫通孔の１個を拡大して示した平面図であり、（ｂ）はその断面図である。赤色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ５２、５４、５６が基板の回路６２上に配設されており、各ＬＥＤチップの上部電極は、それぞれ基板の回路６０、６３、６４にワイヤボンディングにより接続され、多色発光ＬＥＤチップが形成されている。ダム枠材１０の枠によって形成された凹部に透明樹脂を形成する樹脂原料を供給して硬化させることによって、フルカラーのＬＥＤ表示装置が得られる。

図５には、ダム枠材１０の基材シート１２の表面に保形シートを積層した例を断面図にて示した。基材シート１２を加硫ゴムや熱可塑性エラストマーにて構成した場合、多くの貫通孔を形成すると、基板に貼着する前に剥離シート２４を除去した状態ではダム枠材の形状が不安定になる。剥離シート２４を剥離除去する前に保形シートを貼着することによって、形状を安定化させ、貼着作業を容易に行うことができる。貼着シートは、ある程度の可とう性を有し、伸び変形しにくい基材層３０の片面に粘着剤層３２を有する。基材層３０は、具体的には、ＰＥＴなどのポリエステル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂フィルムにより構成されていることが好ましい。また粘着剤層３２は、粘着力が小さく、ダム枠材１０を基板に貼着した後に容易に剥離除去できる粘着剤にて形成する。

（実施例）
カーボンブラックを添加して黒色に着色したポリオレフィンエラストマーであるサントプレン１０１−５５（エーイーエスジャパン）を原材料として押出成形と裁断加工により１辺が８０ｍｍの正方形で厚さ０．４ｍｍの基材シートを作成し、この基材シートの片面に不織布を補強基材とし、粘着剤にカーボンブラックを添加した市販の両面粘着テープ＃８１０３Ｄクロ（大日本インキ化学工業）貼着して積層シートとした。この積層シートを打抜き刃を使用して１辺が２．５ｍｍの正方形の貫通孔が枠幅１ｍｍにて縦１６個、横１６個となるように打ち抜いてダム枠材を作成した。

厚さ１ｍｍのガラスエポキシ配線基板にＬＥＤチップを縦１６列×横１６列配列して実装し、上記のダム枠材の貫通孔内にＬＥＤチップが位置するように貼着した。次いで貫通孔部に市販の封止用の反応硬化型の透明樹脂原料を流し込んで１５０℃にて２時間加熱して硬化させ、ＬＥＤ表示装置を作製した。

得られたＬＥＤ表示装置について、１個のＬＥＤを点灯しても他のＬＥＤの画素（セル）には全く光が漏洩しなかった。また実際に画像を表示すると、個々の画素のコントラストが大きく、輪郭が明瞭で良好な画像が形成された。

本発明のダム枠材の構成を例示した部分断面図 ＬＥＤチップを配列、実装した基板にダム枠材を貼着した状態を示した部分平面図 図２に示したダム枠材を貼着した基板の断面を例示した図 多色発光ＬＥＤチップを使用し、ダム枠材によって画素を形成した例

符号の説明

１０ ダム枠材
１２ 基材シート
１４ 貫通孔
１６（１７） 粘着剤層
２４ 剥離シート

Claims (4)

1. 基材シート、前記基材シートの片面に設けられた粘着剤層及び前記粘着剤層に積層された剥離シートとからなり、複数の貫通孔を有し、前記基材シート及び前記粘着剤層は幅方向に可視光を透過させないものであることを特徴とするＬＥＤ表示装置用ダム枠材。
2. 前記粘着剤層は、補強基材層を有する両面粘着テープにて形成されたものであり、前記補強基材層は繊維材料又は可視光線不透過性フィルムにて構成されたものであり、粘着剤は可視光線不透過性着色剤を含有するものである請求項１に記載のＬＥＤ表示装置用ダム枠材。
3. 基材シートに粘着剤層を積層して剥離シート層を有する積層シートとする粘着剤層形成工程、前記積層シートを打ち抜いて複数の貫通孔を形成する打抜き工程を有する、複数の貫通孔を有するダム枠材の製造方法であって、
   前記基材シート及び前記粘着剤層は幅方向に可視光を透過させないものであることを特徴とするＬＥＤ表示装置用ダム枠材の製造方法。
4. 前記粘着剤層は、補強基材層を有する両面粘着テープにて形成されたものであり、前記補強基材層は繊維材料又は可視光線不透過性フィルムにて構成されたものであり、粘着剤は可視光線不透過性着色剤を含有するものである請求項３に記載のＬＥＤ表示装置用ダム枠材の製造方法。

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