JP2016066819A - Ledディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】LEDディスプレイの製造方法を提供する。当該方法によって製造されるLEDディスプレイも提供する。【解決手段】仮基板が用意され、仮基板は、第1の接着層と第1の接着層の上に実装された複数の第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップとを有する。第1の透明基板が用意され、第1の透明基板の上には複数のピクセルが配置され、ピクセルの各々は、遮光構造によってそれぞれ包囲される第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセルを含む。そして、仮基板及び第1の透明基板は合わせて接合され、それにより、第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップの各々は、第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセルの各々に対応して実装される。その後、仮基板が除去される。【選択図】図1F

Description

本発明は、包括的には、ディスプレイ及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、発光ダイオード(LED)ディスプレイ製造方法と、上記方法によって製造されかつ多波長の光を放出することができるLEDディスプレイとに関する。
一般に見られるフラットパネルディスプレイは、液晶ディスプレイ(LCD)及び有機発光ダイオードディスプレイ(OLED)を含む。
液晶ディスプレイは主流製品であり、関連する技術は十分に開発されており、その価格は低い。しかしながら、液晶ディスプレイは、例えば特許文献1に記載されているもののような追加のバックライトモジュールを必要とし、そのため厚さ又は重量を更に低減することが困難である。
台湾特許第I362533号明細書
自発光でありバックライトモジュールを必要としないOLEDは、LCDより軽量でありかつ薄い。しかしながら、OLEDの発光材料は高価であり、OLEDの耐用年数は比較的短く、OLEDの製造プロセスは複雑である。したがって、OLEDは、依然としてLCDにとって代わり広く使用されるようになることができない。
本発明は、LEDディスプレイ及びその製造方法に関する。本発明によるLEDディスプレイ製造方法では、LEDチップが仮基板によって設けられる。したがって、LEDディスプレイを容易に製造することができる。さらに、上記方法によって製造されるLEDディスプレイには、より軽量であり、よりサイズが小さく、より電力消費量が少なく、よりコントラストが高く、より反応速度が高く、より低コストであり、かつより耐用年数が長いという利点がある。
本発明の一実施形態によれば、LEDディスプレイの製造方法が開示される。仮基板が用意され、仮基板は、第1の接着層と、第1の接着層の上に実装された複数の第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップとを有する。第1の透明基板が用意され、第1の透明基板の上には複数のピクセルが配置され、ピクセルの各々は、遮光構造によってそれぞれ包囲される第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセルを含む。そして、仮基板は第1の透明基板に接合され、それにより、第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップの各々は、第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセルの各々に対応して実装される。その後、仮基板が除去される。
本発明の別の実施形態によれば、LEDディスプレイが開示される。LEDディスプレイは、第1の透明基板と、第1の透明基板の上に形成された複数のピクセルと、ピクセル内に充填されるパッケージング材料と、第1の透明基板に対向しかつ平行な第2の透明基板とを備えている。ピクセルの各々は、第1のサブピクセル、第2のサブピクセル、第3のサブピクセル、第1の波長変換層、第2の波長変換層、第3の波長変換層、接着層、第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップを備えている。第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセルは、それぞれ遮光構造によって包囲されている。第1の波長変換層、第2の波長変換層及び第3の波長変換層は、それぞれ第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセル内に形成されている。接着層は、第1の波長変換層、第2の波長変換層及び第3の波長変換層の上に配置されている。第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップは、それぞれ第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセル内の接着層の上に配置されている。パッケージング材料は、ピクセルの各々の第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセル内に充填されている。第2の透明基板は、パッケージング材料によって第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップに接合されている。
本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるLEDディスプレイを概略的に示す図である。
以下の詳細な説明では、説明の目的で、開示する実施形態が完全に理解されるために多数の具体的な詳細が示されている。しかしながら、これらの具体的な詳細なしに1つ又は複数の実施形態を実施することができることが明らかであろう。他の例では、図面を簡略化するために、既知の構造及び装置は概略的に示されている。
図1A〜図1Hを参照すると、本発明の一実施形態によるLEDディスプレイの製造方法が概略的に示されている。明確にするために、図における要素のサイズ及び相対的な寸法は、実際のサイズ及び相対的な寸法に従って示されていない場合があり、図によっては、幾つかの要素及び参照数字が省略されている場合がある。
図1Aは、その上に複数のLEDがエピタキシャル形成されている基板の上面図と、断面線A−A’に沿った断面図とを示す。図1Aに示すように、基板(サファイア基板等)100の上には複数のLEDチップが形成されている。LEDチップは、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106を含む。第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106は実質的に同じであるが、本発明はそれに限定されない。一実施形態では、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106の各々の長さL1及び幅W1は、60μm以下である。第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106は、波長が365nmから480nmである光を放出する。言い換えれば、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106は、紫外線(UV)LEDチップ又は青色光LEDチップとすることができる。
図1Bに示すように、仮基板108が用意される。仮基板108の表面109には、第1の接着層110が配置されている。仮基板108は、例えばプラスチック基板、ガラス基板、シリコン基板又はサファイア基板とすることができる。第1の接着層110は、接着剤、粘着テープ又は感光性粘着テープとすることができる。
そして、図1Cに示すように、図1A及び図1Bに示す構造が合わせて接合され、それにより、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106が第1の接着層110上に実装される。
その後、図1Dに示すように、基板100が除去される。残された仮基板108の表面109に第1の接着層110があり、第1の接着層110の上に第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106が実装されている。
図1Eに示すように、第1の透明基板200が用意される。第1の透明基板200はプラスチック基板又はガラス基板とすることができ、LEDディスプレイの発光基板として使用される。第1の透明基板200の表面201には、複数のピクセルP(1つのピクセルのみを図示している)が形成されている。ピクセルPの各々は、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3を含む。一実施形態では、各ピクセルPの長さL2及び幅W2(図2Aに示す)は200μm以下である。
ここで、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の各々の中に第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206をそれぞれ形成するように、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の各々の中に、第1の波長変換材料、第2の波長変換材料及び第3の波長変換材料をコーティングすることができる。第1の波長変換材料、第2の波長変換材料及び第3の波長変換材料は、使用されている第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106に応じて選択することができる。例えば、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106がUV LEDチップである場合、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206は、UV光によって励起され、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ放出できる蛍光層とすることができる。第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106が青色LEDチップである場合、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206は、青色光によって励起され、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ放出できる蛍光層とすることができる。
そして、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3内の第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206の上に第2の接着層208をコーティングし、それにより後続するステップで、第2の接着層208によって、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206の上に第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106をそれぞれ取り付けることができるようにしてもよい。第2の接着層208は、シリコーン等、光硬化材料又は熱硬化材料を使用して形成することができる。
さらに、第1の透明基板200の表面201に、遮光構造210が形成される。遮光構造210は、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3を包囲し、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の境界を画定して光を遮蔽するために使用される。第1の波長変換層202及びその上に配置された第2の接着層208は第1のサブピクセルP1内に形成され、第2の波長変換層204及びその上に配置された第2の接着層208は第2のサブピクセルP2内に形成され、第3の波長変換層206及びその上に配置された第2の接着層108は第3のサブピクセルP3内に形成される。
その後、図1Fに示すように、図1D及び図1Eに示す構造が合わせて接合される。仮基板108が第1の透明基板200に接合され、それにより、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップ106が、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3にそれぞれ対応するように実装される。
ここで、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106は、第2の接着層208によって第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3内にそれぞれ取り付けられる。例えば、第2の接着層208が光硬化材料から形成されるという条件のもとでは、第2の接着層108を硬化させるステップを、光硬化プロセスによって行うことができる。一方、第2の接着層208が熱硬化材料から形成されるという条件のもとでは、第2の接着層208を硬化させるステップを、熱硬化プロセスによって行うことができる。
図1Gに示すように、仮基板108が除去され、第1の接着層110もまた除去される。
第1の接着層110を除去するステップは、仮基板108を除去するステップの後に行ってもよい。例えば、第1の接着層110が接着剤(ホットメルト接着剤等)であるという条件のもとでは、仮基板108が除去されると、第1の接着層110が露出し、第1の接着層110をホットメルト(熱溶融)プロセス又はレーザーアブレーションプロセスによって除去することができる。
代替的に、第1の接着層110を除去するステップと仮基板108を除去するステップとを同時に行ってもよい。例えば、第1の接着層110が、そのまま剥離することができる粘着テープであるという条件のもとでは、仮基板108が除去されるときに、第1の接着層110を第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106から剥離し除去することができる。別の例では、第1の接着層110が、UV光によって硬化させた後に剥離することができる感光性粘着テープであるという条件のもとでは、第1の接着層110をUV光で硬化させて第1の接着層110の粘度を低減させ、その後、仮基板108を除去するステップと、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106から第1の接着層110を剥離するステップとを、同時に行うことができる。
ここで、第1の接着層110及び第2の接着層208は、異なる材料から形成されている。したがって、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106を第1の透明基板200に取り付ける第2の接着層208は、第1の接着層110の除去によって損傷を受けない。
その後、図1Hに示すように、第2の透明基板300及びパッケージング材料302があてがわれる。
第2の透明基板300は、例えばプラスチック基板又はガラス基板とすることができる。さらに、走査回路又は駆動回路等、LEDディスプレイの回路構造を、第2の透明基板300の上に予め形成することができる。
パッケージング材料302は、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の各々の中に充填され、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106を第2の透明基板300に接合するために使用される。パッケージング材料302は、シリコーン又はエポキシ樹脂とすることができる。パッケージング材料302は、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の残りの空間を充填し、それゆえに、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106を保護することができる。
LEDディスプレイ400の構造及び製造方法について上に開示した。
LEDディスプレイの開示した製造方法によると、基板100上に形成されたLEDチップは、まずは仮基板108に移され、その後、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106が、仮基板108を介してLEDディスプレイ400の第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の各々に供給される。したがって、製造時間が短縮され、製造効率が向上する。
さらに、基板100(サファイア基板等)は切断する必要がないため、LEDチップは、基板100の硬さのためにLEDチップの長さ及び幅を200μm未満まで縮小することができないという制約を受けない。したがって、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106の各々の長さL1及び幅W1は60μm以下まで縮小させ、各ピクセルPの長さL2及び幅W2は200μm以下とすることができ、ディスプレイの要件に適合させることができる。
図2A及び図2Bを参照すると、本発明の一実施形態によるLEDディスプレイが概略的に示されている。図2A及び図2Bは、上記製造方法によって製造されたLEDディスプレイ400を示す。図2Aは、LEDディスプレイ400の概略図である。図2Bは、図2Aの断面線B−B’に沿った断面図を示す。本発明の特徴を明確に示すために、図における要素のサイズ及び相対的な寸法は、実際のサイズ及び相対的な寸法に従って示されていない場合があり、図によっては、幾つかの要素及び参照数字が省略されている場合がある。
LEDディスプレイ400は、互いに平行かつ対向する第1の透明基板200及び第2の透明基板300と、複数のピクセルPと、パッケージング材料302とを備えている。第1の透明基板200は、ガラス基板又はプラスチック基板とすることができる。LEDディスプレイ400によって放出される光は、第1の透明基板200を通り抜けて出る。第2の透明基板300は、ガラス基板又はプラスチック基板とすることができる。
ピクセルPは各々、長さL2及びW2が200μm以下で、第1の透明基板200の上に形成されている。各ピクセルPは、それぞれが遮光構造210によって包囲されている第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3を含む。各ピクセルPは、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204、第3の波長変換層206、接着層208、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106を更に備えている。第1の波長変換層202は、第1のサブピクセルP1内に形成されている。第2の波長変換層204は、第2のサブピクセルP2内に形成されている。第3の波長変換層206は、第3のサブピクセルP3内に形成されている。接着層208は、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206の上に、シリコーン等の光硬化材料又は熱硬化材料を含む材料から形成されている。第1のLEDチップ102は、第1のサブピクセルP1において接着層208の上に実装されている。第2のLEDチップ104は、第2のサブピクセルP2において接着層208の上に実装されている。第3のLEDチップ106は、第3のサブピクセルP3において接着層208の上に実装されている。第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106を、各々、長さL1(図1Aに示す)及び幅W1(図1Aに示す)が60μm以下であるUV LEDチップ又は青色光LEDチップとすることができる。第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106がUV LEDチップである場合、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206は、UV光によって励起され、赤色光、青色光及び緑色光をそれぞれ放出することができる蛍光層とすることができる。第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106が青色光LEDチップである場合、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206は、青色光によって励起され、赤色光、青色光及び緑色光をそれぞれ放出することができる蛍光層とすることができる。
パッケージング材料302は、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の各々の中に充填される。シリコーン又はエポキシ樹脂等のパッケージング材料302により、第2の透明基板300を第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106に接合することができる。パッケージング材料302は、第1のサブピクセルP1、第2のサブピクセルP2及び第3のサブピクセルP3の残りの空間を充填し、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106を保護する。
第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106によって自発光であるLEDディスプレイ400は、いかなる追加のバックライト源も不要であり、したがって軽量かつ薄型である。
さらに、第1のLEDチップ102、第2のLEDチップ104及び第3のLEDチップ106によって放出される光が、第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206を通過するとき、光は多波長の光に変換される。第1の波長変換層202、第2の波長変換層204及び第3の波長変換層206は、一般に知られているカラーフィルターよりコントラストが高い蛍光層である。
さらに、LEDディスプレイ400は、光源としてLEDを使用する。OLEDと比較して、LEDには、より効率が高く、より反応速度が高く、より低コストであり、かつ、より耐用年数が長いという利点がある。したがって、光源としてLEDを使用するLEDディスプレイ400には、より効率が高く、より反応速度が高く、より低コストであり、かつより耐用年数が長いというこれらの利点がある。
本発明によるLEDディスプレイ製造方法では、LEDチップは仮基板によって設けられる。したがって、LEDディスプレイを容易に製造することができる。さらに、上記製造方法によって製造されたLEDディスプレイには、より効率が高く、より反応速度が高く、より低コストであり、かつより耐用年数が長いという利点がある。本発明によるLEDディスプレイは、6インチ〜8インチのフラットパネルディスプレイ等、任意のサイズのフラットパネルディスプレイに適用することができる。しかしながら、本発明はそれに限定されない。
当業者には、開示した実施形態に対して様々な変更及び変形を行うことができることが明らかであろう。明細書及び例は単に例示するものとしてみなされ、本開示の真の範囲は以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって示されることが意図されている。

Claims (4)

  1. 第1の透明基板と、
    前記第1の透明基板の上に形成された複数のピクセルであって、該ピクセルの各々は、
    遮光構造によってそれぞれ包囲されている第1のサブピクセル、第2のサブピクセル及び第3のサブピクセルと、
    前記第1のサブピクセル内に形成された第1の波長変換層と、
    前記第2のサブピクセル内に形成された第2の波長変換層と、
    前記第3のサブピクセル内に形成された第3の波長変換層と、
    前記第1の波長変換層、前記第2の波長変換層及び前記第3の波長変換層の上に配置された接着層と、
    前記第1のサブピクセル、前記第2のサブピクセル及び前記第3のサブピクセルにおいてそれぞれ前記接着層の上に配置された第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップと、
    を備える、複数のピクセルと、
    前記ピクセルの各々の前記第1のサブピクセル、前記第2のサブピクセル及び前記第3のサブピクセル内に充填されたパッケージング材料であって、シリコーン又はエポキシ樹脂であるパッケージング材料と、
    前記第1の透明基板に対向しかつ平行である第2の透明基板であって、前記パッケージング材料によって前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ及び前記第3のLEDチップに接合される、第2の透明基板と、
    を備えるLEDディスプレイ。
  2. 前記ピクセルの各々の長さ及び幅は200μm以下である、請求項1に記載のLEDディスプレイ。
  3. 前記LEDチップの各々の長さ及び幅は60μm以下である、請求項1又は2に記載のLEDディスプレイ。
  4. 前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ及び前記第3のLEDチップはUV
    LEDチップであり、前記第1の波長変換層、前記第2の波長変換層及び前記第3の波長変換層は、UV光によって励起され、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ放出することができる蛍光層であるか、又は、前記複数の第1のLEDチップ、第2のLEDチップ及び第3のLEDチップは青色光LEDチップであり、前記第1の波長変換層、前記第2の波長変換層及び前記第3の波長変換層は、青色光によって励起され、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ放出することができる蛍光層である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のLEDディスプレイ。
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