(57)【要約】【課題】画素間隔の狭いＬＥＤ表示装置に適した隔壁を製造すること。【解決手段】複数のステンレス板１２３それぞれについてフォトエッチングし、画素１０の位置に対応する正方形の孔１２３ａをマトリクス状に形成する（図４（ａ））。次に、複数のステンレス板１２３を積層し、真空中で加熱、加圧することで接合面において原子を拡散させて接合する。これにより、１枚の金属板１２１を形成する（図４（ｂ））。次に、電気めっきにより金属板１２１の表面に非導電性の黒色クロムめっき膜１２２を形成する（図４（ｃ））。【選択図】図４
2010087224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤで構成された画素がマトリクス状に配置され、前記画素ごとに隔壁によって区画されたＬＥＤ表示装置において、
前記隔壁は、表面が非導電性の黒色めっき膜で覆われ、マトリクス状に孔が形成された金属板であり、
前記金属板は、複数の金属薄板を積層させて拡散接合したものである、
ことを特徴とするＬＥＤ表示装置。
【請求項２】
前記黒色めっき膜は、黒色クロムめっき膜であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ表示装置。
【請求項３】
前記金属薄板は、ステンレス板であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ表示装置。
【請求項４】
前記金属薄板は、厚さ０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置。
【請求項５】
前記金属板の内部に放熱用流路が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置。
【請求項６】
ＬＥＤ構成された画素がマトリクス状に配置されたＬＥＤ表示装置に用いられる、前記画素ごとに区画するための隔壁の製造方法において、
複数の金属薄板のそれぞれに、フォトエッチングによってマトリクス状に孔を形成するフォトエッチング工程と、
複数の前記金属薄板を積層させて拡散接合によって接合して金属板を形成する拡散接合工程と、
前記金属板の表面に、非導電性の黒色めっきを施すめっき工程と、
を有することを特徴とするＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法。
【請求項７】
前記黒色めっきは、黒色クロムめっきであることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法。
【請求項８】
前記金属薄板は、ステンレス板であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法。
【請求項９】
前記金属薄板は、厚さ０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法。
【請求項１０】
前記フォトエッチング工程は、前記金属板の内部に放熱用流路が形成されるように各前記金属薄板をフォトエッチングする、ことを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載のＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤで構成された画素がマトリクス状に配置され、画素ごとに隔壁により区画されたＬＥＤ表示装置に関するものであって、特に隔壁に特徴を有するものである。また、その隔壁の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、単数または複数のＬＥＤで１画素を構成し、基板上に画素をマトリクス状に配置させたＬＥＤ表示装置が知られている。
【０００３】
このようなＬＥＤ表示装置において、精密なパターン表示をするためには、画素の間隔を狭くする必要があるが、隣接する画素への光漏れが生じやすくなり、表示パターンのシャープ感の低下、色のにじみ、色ずれなどによって表示品質が著しく低下してしまう。
【０００４】
これを解決するために、金属、樹脂、またはセラミックからなる隔壁を設けて画素ごとに区画することが考えられる。たとえば特許文献１では、ペースト状のアルミナ粉末をスクリーン印刷により繰り返し塗布して積層させ、その後焼結することによって隔壁を形成している。
【特許文献１】特開２００７−２４２８５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画素間隔を狭くしたＬＥＤ表示装置に用いる隔壁には、以下の特性を有する素材を用いる必要がある。まず、画素の間隔が狭いため、隔壁の形成において微細加工が可能で、加工精度が高く、加工形状を維持できることが必要である。また、樹脂封止において変形しない耐熱性も必要である。また、光漏れがないように、つや消しの黒色であることを要する。さらに、隔壁は配線基板上に配置されるため配線パターンと接触し、画素の間隔が狭いためワイヤボンディングと隔壁が接触する可能性があり、これらを考慮すると隔壁は非導電性であることが必要である。
【０００６】
しかし、樹脂は耐熱性が低く、加工精度が低いため、隔壁の素材として適していない。また、金属材料は導電性を有すること、黒色に色付けするのが困難であることが問題となる。また、セラミックは加工性が悪い点が問題である。このように、従来隔壁として用いられている素材は、画素間隔を狭くしたＬＥＤ表示装置に用いる隔壁としては適していないため、隔壁を用いて表示品質を向上させることができなかった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、画素がマトリクス状に配置され、隔壁によって画素ごとに区画されたＬＥＤ表示装置において、画素間隔を狭くしたＬＥＤ表示装置に適した隔壁を設けることにより表示品質を向上させること、また、その隔壁の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、ＬＥＤで構成された画素がマトリクス状に配置され、画素ごとに隔壁によって区画されたＬＥＤ表示装置において、隔壁は、表面が非導電性の黒色めっき膜で覆われ、マトリクス状に孔が形成された金属板であり、金属板は、複数の金属薄板を積層させて拡散接合したものである、ことを特徴とするＬＥＤ表示装置である。
【０００９】
非導電性の黒色めっきには、たとえば黒色クロムめっきや、黒色クロメート、黒色アルマイトなどがある。
【００１０】
金属薄板は、拡散接合可能な材料であって、黒色めっきが可能な材料であればよく、複数枚の金属薄板のすべてが同一材料であってもよいし、異なる材料の組み合わせであってもよい。たとえば、金属薄板としてステンレスなどの材料を用いることができる。
【００１１】
金属薄板の厚さは、０．１ｍｍ以下であることが望ましい。０．１ｍｍよりも厚いと、フォトエッチングによる金属薄板の加工精度が悪くなり、所望の形状に隔壁を形成することが難しいためである。より望ましい範囲は、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、黒色めっき膜は、黒色クロムめっき膜であることを特徴とするＬＥＤ表示装置である。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、金属薄板は、ステンレス板であることを特徴とするＬＥＤ表示装置である。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、金属薄板は、厚さ０．１ｍｍ以下であることを特徴とするＬＥＤ表示装置である。
【００１５】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明において、金属板の内部に放熱用流路が設けられていることを特徴とするＬＥＤ表示装置である。
【００１６】
第６の発明は、ＬＥＤ構成された画素がマトリクス状に配置されたＬＥＤ表示装置に用いられる、画素ごとに区画するための隔壁の製造方法において、複数の金属薄板のそれぞれに、フォトエッチングによってマトリクス状に孔を形成するフォトエッチング工程と、複数の金属薄板を積層させて拡散接合によって接合して金属板を形成する拡散接合工程と、金属板の表面に、非導電性の黒色めっきを施すめっき工程と、を有することを特徴とするＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法である。
【００１７】
第７の発明は、第６の発明において、黒色めっきは、黒色クロムめっきであることを特徴とするＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法である。
【００１８】
第８の発明は、第６の発明または第７の発明において、金属薄板は、ステンレス板であることを特徴とするＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法である。
【００１９】
第９の発明は、第６の発明から第８の発明において、金属薄板は、厚さ０．１ｍｍ以下であることを特徴とするＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法である。
【００２０】
第１０の発明は、第６の発明から第９の発明において、フォトエッチング工程は、金属板の内部に放熱用流路が形成されるように各金属薄板をフォトエッチングすることを特徴とするＬＥＤ表示装置用隔壁の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明による隔壁は、微細加工が可能で加工精度に優れており、耐熱性を有し、また非導電性で黒色である。したがって、この隔壁は画素間隔が狭いＬＥＤ表示装置に適しており、本発明を画素間隔が狭いＬＥＤ表示装置に適用すれば、隣接する画素への光漏れが少ないため精細なパターン表示が可能で表示品質を向上させることができる。
【００２２】
また、第２の発明のように、非導電性の黒色めっき膜として、黒色クロムめっき膜を用いることができ、第３の発明のように、金属薄板としてステンレス板を用いることができる。特に第４の発明のように、金属薄板の厚さを０．１ｍｍ以下とすれば、金属薄板の加工精度が向上するため、隔壁の加工精度も向上し、表示品質をより向上させることができる。
【００２３】
また、第５の発明のように、金属板の内部に放熱用流路を設ければ、その放熱用流路に熱流媒体を流すことにより効率的に熱を吸収することができ、素子の劣化を抑制し、省エネルギー化を図ることができる。
【００２４】
また、第６〜１０の発明によると、画素間隔の狭いマトリクス型のＬＥＤ表示装置に適した隔壁を製造することができるので、精細なパターン表示が可能なマトリクス型のＬＥＤ表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
図１は、実施例１のＬＥＤ表示装置を上方から見た図である。図１のように、ＬＥＤ表示装置は、画素１０がマトリクス状に配置され、各画素１０が隔壁１２によって区画された構成である。画素１０の間隔は１．４７５ｍｍである。このＬＥＤ表示装置は、各画素１０の発光の制御によって文字や図形などのパターンを表示する装置である。
【００２７】
隔壁１２は、平面形状が長方形で配線基板１１の平面形状と一致し、画素１０の位置に対応して正方形の孔がマトリクス状に形成された格子状構造の平板である。隔壁の高さは１．０ｍｍ、画素１０と画素１０とを分離する格子線状部分の幅は、０．１ｍｍである。この隔壁１２は、配線基板１１上に配置されていて、隔壁１２の端部側の面において、接着剤によって配線基板１１と接合している。また隔壁１２は、図２に示す断面図のように、金属板１２１と、金属板１２１の表面に形成された艶消しの黒色クロムめっき膜１２２とにより構成されている。さらに金属板１２１は、ステンレス板１２３（本発明の金属薄板に相当）を積層させて拡散接合したものである。黒色クロムめっき膜１２２は絶縁性であり、膜厚は約１０μｍである。なお、この黒色クロムめっき膜１２２は、大日野工業株式会社製のヒノブラックＳＢＣｒを用いて形成したものである。
【００２８】
図３は、１つの画素１０について拡大して示した断面図である。各画素１０は、１つのＬＥＤ１３によって構成されている。配線基板１１上には配線パターン１５が形成されており、ＬＥＤ１３のｎ電極、ｐ電極（いずれも図示しない）と配線パターン１５ａ、ｂとがボンディングワイヤ１４ａ、ｂを介して電気的に接続している。ＬＥＤ１３の周囲は、隔壁１２によって正方形に囲われており、その内部には封止樹脂１６が形成されている。
【００２９】
なお、封止樹脂１６には蛍光体や拡散材を混合してもよい。たとえば、青色ＬＥＤを用い、封止樹脂に黄色蛍光体を混合すれば、白色発光を得ることができる。また、ＬＥＤには種々の発光色のものを用いることができ、１画素は複数のＬＥＤによって構成してもよい。たとえば、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤで１画素を形成することによってフルカラー表示できるようにしてもよい。また、ワイヤボンディング実装ではなく、フリップチップ型のＬＥＤを用いてフリップチップ実装してもよい。
【００３０】
この実施例１のＬＥＤ表示装置は、各画素１０が隔壁１２によって区画され、隔壁１２が艶消し黒色であるため、隣接する画素１０への光漏れが少ない。そのため、精細なパターン表示が可能であり、表示品質が高い。
【００３１】
次に、隔壁１２の製造工程について、図４を参照に説明する。
【００３２】
まず、複数のステンレス板１２３それぞれについて、フォトリソグラフィにより同一パターンのレジスト膜を形成し、塩化第二鉄水溶液などのエッチング液によってレジスト膜を形成していない部分をエッチングし、画素１０の位置に対応する正方形の孔１２３ａをマトリクス状に形成する。そして、その後レジスト膜を除去する（図４（ａ））。ここで、所望のパターン通り正確にエッチングするために、各ステンレス板１２３の厚さは０．１ｍｍ以下とすることが望ましい。より望ましいのは、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍである。
【００３３】
次に、複数のステンレス板１２３を積層し、真空中で加熱、加圧することで接合面において原子を拡散させて接合する。この拡散接合では、接合面の間にインサート金属を挿入して接合する固相拡散接合、あるいは液相拡散接合と呼ばれる方法により接合してもよいし、インサート金属を用いずに直接接合する方法であってもよい。これにより、ボイドや変形を生じることなく接合することができ、１枚の金属板１２１を形成することができる（図４（ｂ））。
【００３４】
次に、塩化クロムを主として含有するめっき浴を用い、温度を−１０〜１０℃、ｐＨを１．５〜２．５として電気めっきにより金属板１２１の表面に非導電性の黒色クロムめっき膜１２２を形成する（図４（ｃ））。
【００３５】
以上が隔壁１２の製造工程である。ところで、実施例１のＬＥＤ表示装置は、画素１０の間隔が１．４７５ｍｍと狭いため、このＬＥＤ表示装置に用いる隔壁１２には、以下の要件を満たす必要がある。まず、画素１０の間隔が狭いため、隔壁１２の形成において微細加工が可能で、加工精度が高く、加工形状を維持できることが必要である。また、樹脂封止において変形しない耐熱性も必要である。また、光漏れがないように、つや消しの黒色であることを要する。さらに、隔壁１２は配線基板１１上に配置されるため、配線パターン１５と接触し、画素１０の間隔が狭いためボンディングワイヤ１４ａ、ｂと隔壁１２が接触する可能性があり、これらを考慮すると隔壁１２は非導電性であることが必要である。
【００３６】
そこで上記隔壁１２の製造方法を用いれば、薄いステンレス板のフォトエッチングによる加工であるため、精度よく微細な加工が可能であり、黒色クロムめっきを施すことにより、非導電性と艶消し黒色を得ている。また、ステンレス材であることから、耐熱性や、形状を維持できる硬度も有している。このように、上記製造方法によって製造される隔壁１２は、画素１０の間隔の狭い実施例１のＬＥＤ表示装置に適用可能な要件をすべて満たしている。
【００３７】
次に、実施例１のＬＥＤ表示装置の製造工程について、図５を参照に説明する。
【００３８】
まず、配線基板１１上に、ＬＥＤ１３をマトリクス状に実装し、ＬＥＤ１３のｎ電極、ｐ電極と、配線パターン１５ａ、ｂとをボンディングワイヤ１４ａ、ｂを介して電気的に接続する（図５（ａ））。
【００３９】
次に、配線基板１１上の端部１１ａに接着剤を塗布し、配線基板１１上に隔壁１２を配置し、配線基板１１と隔壁１２を接合する。これにより、隔壁１２に設けられた孔ごとにＬＥＤ１３が区画される（図５（ｂ））。ここで、隔壁１２は非導電性であるため、隔壁１２と配線パターン１５ａ、ｂまたはボンディングワイヤ１４ａ、ｂとが接触しても問題はない。
【００４０】
次に、隔壁１２と配線基板１１とで囲われる複数の凹部それぞれに封止樹脂１６を注入して硬化させ、ＬＥＤ１３を個々に封止する（図５（ｃ））。この時、配線基板１１と隔壁１２が接合しているのは端部のみであり、それ以外の部分は接合していないために配線基板１１と隔壁１２との間に隙間が生じている場合もあるが、封止樹脂１６の粘性によりこの隙間から封止樹脂１６が漏れることはない。
【００４１】
以上がＬＥＤ表示装置の製造方法である。このように、画素１０の間隔の狭いＬＥＤ表示装置に適用可能な隔壁１２を製造し、この隔壁１２を用いてＬＥＤ表示装置を製造すれば、隣接する画素１０への光漏れが少なく精細なパターン表示が可能なＬＥＤ表示装置を得ることができる。
【実施例２】
【００４２】
実施例２のＬＥＤ表示装置は、実施例１のＬＥＤ表示装置で用いた隔壁１２を、図６に示す隔壁２２に替えたものである。
【００４３】
隔壁２２は、隔壁１２と同様に、金属板２２１と、金属板２２１の表面に形成された艶消しの黒色クロムめっき膜２２２とにより構成されていて、さらに金属板２２１は、ステンレス板２２３（本発明の金属薄板に相当）を積層させて拡散接合したものである。また、金属板２２１の内部には、放熱用流路２９が設けられている。
【００４４】
図７（ａ）は、最上層のステンレス板２２３Ａの一部を拡大して示した平面図であり、図７（ｂ）は、最上層から２番目のステンレス板２２３Ｂの一部を拡大して示した平面図である。ステンレス板２２３Ａ、Ｂには、画素１０に対応した位置に孔２２３ａが設けられている。ステンレス板２２３Ａには、孔２２３ａとは連続しない位置に、放熱用流路２９の一部であって熱流媒体の入出口であるホール２９ａが設けられている。また、ステンレス板２２３Ｂには、放熱用流路２９の一部であって、ホール２９ａに連続する線状の孔２９ｂが設けられている。以下、ステンレス板２２３Ｂよりも下層のステンレス板２２３にも同様にして放熱用流路２９の一部である線状の孔が、連続した流路となるようにして設けられている。放熱用流路２９のもう１つの入出口は、配線基板１０に放熱用流路２９と連続するホールを設けることで対応してもよいし、図７（ｃ）のように、線状の切り欠き２９ｃを設けることで、隔壁２２の側面に入出口を設けるようにしてもよい。
【００４５】
隔壁２２は、隔壁１２の製造工程のフォトエッチング工程において、各ステンレス板２２３に、放熱用流路２９の一部パターンをエッチングにより形成し、それ以外の拡散接合工程、めっき工程については隔壁１２の製造工程と同一とすることで製造することができる。
【００４６】
なお、放熱用流路２９の形状は上記形状に限るものではなく、熱流媒体を流すことができる流路であれば形状は特に限定されず、２次元的な流路であっても、３次元的な流路であってもよいし、分岐などを設けてもよい。また流路は複数設けてもよい。
【００４７】
実施例２のＬＥＤ表示装置では、隔壁２２の内部に放熱用流路２９が形成されているため、放熱用流路２９に熱流媒体を流すことでＬＥＤ１３から放出される熱を吸収させることができ、効率的に放熱することができる。これにより、ＬＥＤ表示装置の劣化を抑制することができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００４８】
なお、各実施例では隔壁に正方形の孔をマトリクス状に形成しているが、正方形に限るものではなく、円形などの孔を形成してもよい。
【００４９】
また、各実施例では、隔壁の材料としてステンレスを用いているが、拡散接合することができ、黒色クロムめっきを施すことができる材料であれば、ステンレス以外の材料からなる金属薄板を用いてもよい。また、すべての金属薄板が同一材料であってもよいし、異種材料を組み合わせて拡散接合してもよい。
【００５０】
また、各実施例では黒色クロムめっきを用いているが、これに限るものではなく、非導電性で黒色のめっきであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明により、精細なパターン表示が可能なマトリクス型のＬＥＤ表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１のＬＥＤ表示装置を上方から見た図。
【図２】隔壁１２の断面図。
【図３】画素１０の断面図。
【図４】隔壁１２の製造工程について説明する図。
【図５】実施例１のＬＥＤ表示装置の製造構成について説明する図。
【図６】隔壁２２の断面図。
【図７】ステンレス板２２３の一部について示した平面図。
【符号の説明】
【００５３】
１０：画素
１１：配線基板
１２、２２：隔壁
１３：ＬＥＤ
１４：ボンディングワイヤ
１５：配線パターン
１６：封止樹脂
１２１、２２１：金属板
１２２、２２２：黒色クロムめっき膜
１２３、２２３：ステンレス板
２９：放熱用流路
【図１】
2010087224.tif 000003
【図２】
2010087224.tif 000004
【図３】
2010087224.tif 000005
【図４】
2010087224.tif 000006
【図５】
2010087224.tif 000007
【図６】
2010087224.tif 000008
【図７】
2010087224.tif 000009