(57)【要約】【課題】ＬＥＤチップの接続不良を低減して、高精細で高画質なＬＥＤディスプレイを安価で提供することを目的とする。【解決手段】赤，緑，青のＬＥＤ発光領域を構成単位としたピクセルを、格子状に複数配列させたＬＥＤディスプレイであって、各ピクセルにおいて、１チップで１種類の波長の光を複数か所で個別に出力するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから出力した光を別の色の波長に変換する波長変換層と、を備えていることを特長とするＬＥＤディスプレイを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤，緑，青のＬＥＤ発光領域を構成単位としたピクセルを、格子状に複数配列させたＬＥＤディスプレイであって、
前記ピクセルが、１チップで１種類の波長の光を複数か所で個別に出力するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから出力した光を別の色の波長に変換する波長変換層と、を備えていることを特長とするＬＥＤディスプレイ。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップが、１チップで３か所の領域で青色光を個別に出力するように構成され、
前記波長変換層が、前記ＬＥＤチップから個別に出力した２ケ所の青色光を、赤又は緑の色の波長に変換するように構成されている請求項１記載のＬＥＤディスプレイ。
【請求項３】
前記波長変換層が、量子ドットにて構成されている、請求項１又は２記載のＬＥＤディスプレイ。
【請求項４】
前記ピクセルの赤又は緑の発光領域が、青色光をカットする青色カットフィルターを備えていることを特長とする、請求項１，２又は３記載のＬＥＤディスプレイ。
【請求項５】
前記ピクセルが、赤，緑，青の発光領域を分離するブラックマトリクスを備えたことを特長とする請求項１，２，３又は４記載のＬＥＤディスプレイ。
【請求項６】
前記ピクセルにおいて、
前記ＬＥＤチップを固着する凹部を備えた基板を備えたことを特長とする請求項１，２，３，４又は５記載のＬＥＤディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、赤，緑，青のＬＥＤ発光領域を構成単位としたピクセルを、格子状に複数配列させたＬＥＤディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】  ＬＥＤ表示技術の進歩に伴って、ＬＥＤディスプレイがさまざまな分野で広く利用されている。このようなＬＥＤディスプレイについては、最近の傾向として、高精細化及び低コスト化の要求が高くなっている。【０００３】  従来のＬＥＤディスプレイは、赤，緑，青のＬＥＤチップを備えたＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）パッケージを構成単位としたピクセルを、格子状に複数配列して構成されている。
最近ディスプレイの高精細化が進み、ＬＥＤチップの小サイズ化とＳＭＤパッケージの小サイズ化が進んでいる。高精細化の手法の一例として、特許文献１が挙げられる。特許文献１では、複数のピクセルを備えたＳＭＤを作成することで、高精細化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１６−５１２３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  ＬＥＤディスプレイの高精細化のため、ＳＭＤパッケージの小型化が進んでおり、現行では１．２ｍｍ角、０．９ｍｍ角のＳＭＤパッケージも使用されている。しかしながら、このような小型のＳＭＤパッケージは、チップサイズが小さくなるため不良率が高く、高コストになるという問題がある。【０００６】  又、更なる高精細化のため、ＳＭＤを使わないでＬＥＤチップを直接基板に実装するＣＯＢタイプのＬＥＤディスプレイが検討されている。このＣＯＢタイプのＬＥＤディスプレイでは、高精細化に有利であるが、１個のＬＥＤチップが不良になると基板全てを交換する必要があるため不良によるロス率が大きく、ＳＭＤを使用した場合よりも更に高コストとなってしまうという問題がある。【０００７】  上述の不良率ＵＰの主要因は、ＳＭＤパッケージやＣＯＢの何れの場合も、チップの小型化により、チップ接続（ダイボンディングとワイボンディング）での不良率ＵＰにある。チップが小さいとダイボンディングでのチップの傾きが大きくなることで不良率がＵＰしてしまう。又、チップが小さくなると、細いワイヤを使用しなければならないため、不良率がＵＰしてしまう。【０００８】  本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、不良率の低減を図り、安価で高精細のＬＥＤディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明に係るＬＥＤディスプレイは、赤，緑，青の表示領域を構成単位としたピクセルを格子状に複数配列させ、そのピクセルが、１チップで１種類の波長の光を複数か所で個別に出力するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから出力した光を別の色の波長に変換する波長変換層と、を備えていることを特長とする。
よって、複数個のＬＥＤチップを使って１ピクセルを構成する場合に比べ、同じピクセルピッチでありながら、大きなサイズのＬＥＤチップ１個を使って１ピクセルを構成することができるので、チップの接続不良を低減することができる。
尚、１チップで１種類の波長の光を複数か所で個別に出力するＬＥＤチップは、従来のＬＥＤチップと同じ工程で作成することができるので、従来のチップとほぼ同じコストで作成可能となる。【００１０】  本発明にあっては、１チップで３か所の発光領域で青色光を個別に出力するＬＥＤチップと、ＬＥＤチップから個別に出力した２ケ所の青色光を赤又は緑の色の波長に変換する波長変換層とを備えていることを特長とする。これにより、波長変換層を通らない領域が１ケ所あるので、青色光がそのまま出力されることとなる。その結果、１ピクセルでそれぞれ赤，緑，青の表示領域を作成することができる。
よって、青色チップのサイズを大きくすることができるので、チップの接続不良を低減することができる。【００１１】  本発明にあっては、波長変換層が量子ドットにて構成されていることを特長とする。
よって、青色チップから出力された青色光は、量子ドットからなる波長変換層を通って赤又は緑の波長に変換されて出力される。【００１２】  本発明にあっては、ピクセルの赤又は緑の表示領域が、青色光をカットする青色カットフィルターを備えていることを特長とする。
この青色カットフィルターがないと、赤又は緑の表示領域において、青色光が漏れて出てくるので、画質を悪化させてしまうという問題がある。よって、本発明により、青色光の漏れを防止して、画質の悪化を防ぐことができる。【００１３】  本発明にあっては、ピクセルが赤，緑，青の表示領域を分離するブラックマトリクスを備えたことを特長とする。
よって、ピクセルの表示領域をブラックマトリクスで赤，緑，青に確実に分離することができるので、更なる画質の向上を図ることができる。【００１４】  本発明にあっては、各ピクセル位置にＬＥＤチップを固着する凹部を備えた基板を備えたことを特長する。
よって、基板の凹部にチップが装着されるので、ＬＥＤチップの横方向の光は基板の凸部により遮られ、隣接するピクセルへの光漏れを防止して、画質の劣化を防止することができる。【００１５】
【本発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、同じピクセルピッチでありながら、チップサイズを大きくすることができるので、チップの接続不良を低減することができ、よって高精細で安価なＬＥＤディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  本発明に係るＬＥＤチップの構造を示す平面図と断面図である。
【図２】  本発明に係る波長変換層を備えたシートの構造を示す平面図と断面図である。
【図３】  本発明に係るＬＥＤディスプレイ作成方法の工程を示す平面図である。
【図４】  本発明に係るＬＥＤディスプレイの発光メカニズムを説明する断面図である。
【図５】  本発明に係るＬＥＤチップの別実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
【００１９】  本発明に係るＬＥＤディスプレイは、赤，緑，青の表示領域を構成単位としたピクセルを格子状に複数配列させたもので、各ピクセルにおいて、１種類の波長の光を複数か所で個別に出力するＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップから出力した光を別の色の波長に変換する波長変換層と、を備えている。
図１は、本発明に係るＬＥＤチップの一例を示す実施例で、１チップで３か所の発光領域で青色光を個別に出力するＬＥＤチップの構造を示している。図１Ａ及び図１Ｂは、本発明に係るＬＥＤチップ１の平面図と断面図である。
【００２０】  ＬＥＤチップ１は、１枚のサファイア基板１１の上に、サファイア基板全面にｎ側のＧａＮ層１２が構成され、更にその上に発光層１３とｐ側のＧａＮ層１４（１４ｒ，１４ｇ，１４ｂ）とを備えた領域が３か所設けられている。そして、ｎ側−ＧａＮ層１２には、ｎ側ワイヤーボンド用パッド１５が設けられ、３か所のｐ側−ＧａＮ層１４にはそれぞれ、ｐ側ワイヤーボンド用パッド１６（１６ｒ，１６ｇ，１６ｂ）が設けられている。よって、このＬＥＤチップ１は、１チップで３か所の発光領域で青色光を個別に出力するように構成されている。
【００２１】  図２は、本発明に係る波長変換層を備えた波長変換シート２の平面図と断面図であり、この波長変換層は量子ドットにて構成されている。
本実施例の波長変換シート２は、３層スタックとなっており、上のバリアフィルム２１、量子ドットを分布した中間層２３（波長変換層２３）、それに下のバリアフィルム２２で構成されている。波長変換層２３は、青色の波長の光を赤色の波長の光に変換する量子ドットからなる波長変換層２３ｒと青色の波長の光を緑色の波長の光に変換する量子ドットからなる波長変換層２３ｇとから構成されている。
【００２２】  次に本発明にかかるＬＥＤディスプレイの構造を、図３，図４にて説明する。
【００２３】  図３Ａは、ＬＥＤチップ１を実装する基板３を説明する平面図で、基板３はＬＥＤチップ１を収納する凹部３１を備えている。凹部３１の底面には、ＬＥＤチップ１のパッド１５，１６と接続するためのパターンが設けてある。本実施例では、ＬＥＤチップ１のパッド１５，１６が基板３側となる様にして、フリップチップ仕様として実装し、ＬＥＤチップ１のパッド１５，１６と基板３のパッド３２とを電気的に接続している。基板３の凹部３１の深さは、ＬＥＤチップ１を実装した際に、ＬＥＤチップ１が基板３より飛び出さない様な深さとなっている。図３Ｂは、基板３にＬＥＤチップ１を実装した状態Ｐを示した平面図である。
【００２４】  図３Ｃは、ＬＥＤチップ１を実装した基板３の上に、波長変換シート２（図２Ａ）を接着させ、更にその上にブラックマトリクスシート４を接着させた状態Ｑを示した平面図である。
【００２５】  ブラックマトリクスシート４は、ベースフィルム４１の表面に、各ピクセルに３か所の開口部（４ｒ，４ｇ，４ｂ）を持つブラックマトリクス４２が印刷されており、ベースフィルム４１の裏面には、波長変換層２３（２３ｒ，２３ｇ）が位置する領域に青色光をカットする青色カット層４３（図４参照）を備えている。因みに、開口部４ｂの領域は、青色カット層を備えていない。
【００２６】  図３Ｄは、状態ＱのＬＥＤチップ１を全点灯したときの点灯状態Ｒを示した平面図である。表示領域６は、赤の表示領域６ｒ，緑の表示領域６ｇ，青の表示領域６ｂより構成されており、赤，緑，青の表示領域（６ｒ，６ｇ，６ｂ）を構成単位としたピクセルが格子状に複数配列させて、ＬＥＤディスプレイを構成している。図面は、６行６列のピクセルからなるＬＥＤディスプレイの例である。
【００２７】  図４は、本発明のＬＥＤディスプレイの光の状態を説明する断面図である。
まず、赤色の表示領域６ｒについて説明する。ＬＥＤチップ１から出力された青色波長の光７１は波長変換層２３ｒで赤色の波長の光７２に変換され、ブラックマトリクスの開口部４ｒ（表示領域６ｒ）を通って出射される。波長変換層２３ｒを通過した一部の青色光７１ｓは、青色カット層４３にて遮断され、開口部４ｒ（表示領域６ｒ）より出射しないようになっている。
緑色の表示領域６ｇについても赤色の場合と同じである。ＬＥＤチップ１から出力された青色波長の光７１は波長変換層２３ｇで赤色の波長の光７３に変換され、ブラックマトリクスの開口部４ｇ（表示領域６ｇ）を通って出射される。波長変換層２３ｇを通過した一部の青色光７１ｓは、青色カット層４３にて遮断され、開口部４ｇ（表示領域６ｇ）より出射しないようになっている。
【００２８】  青色の表示領域６ｂでは、ＬＥＤチップ１から出力された青色波長の光７１は波長変換シート２の波長変換層２３のない領域をそのまま通過して、ブラックマトリクスの開口部４ｂ（表示領域６ｂ）を通って出射される。
青色の開口部４ｂには、青色カット層４３が設けられていないので、青色光７１はそのまま開口部４ｂ（表示領域４ｂ）を通って出射される。
【００２９】  よって、表示領域６は、赤色の光７２からなる表示領域６ｒと緑色の光７３からなる表示領域６ｇと青色の光７１からなる表示領域６ｂとで構成されている。
【００３０】  尚、上述の実施例では、ＬＥＤチップ１の寸法は０．３×０．３×０．１ｍｍ、基板３の凹部３１は０．３３×０．３３ｍｍで深さ０．２ｍｍ、ピクセルピッチ０．５ｍｍである。
【００３１】  又、青色カット層４３は、青色の波長を反射する材料が好ましい。青色カット層４３で反射された青色光は、再度波長変換層２３に入射して再利用されるので、輝度ＵＰを図ることができる。
【００３２】  上述の実施例のブラックマトリクスシート４では、青色の開口領域４ｂを透明な開口部としたが、この開口部に青色の色調整フィルターを設けてもよい。
【００３３】  上述の実施例のＬＥＤチップ１は、青色の波長を出力するチップとしたが、例えば紫外光や紫光を出力するチップを使用する様にしてもよい。この場合、波長変換層２３は紫外光や紫光で発光する蛍光体（赤，緑，青の蛍光体）等を使用する必要がある。
【００３４】  上述の実施例では、ＬＥＤチップ１をフリップチップ仕様で使用したが、ワイヤボンディング仕様で使用してもよい。その場合、ＬＥＤチップを実装した基板上に、ワイヤを覆う様に透明樹脂を充填する様にした方が好ましい。
【００３５】  又、本発明に係るＬＥＤチップにおける３か所の発光領域の位置は、図１に示す様な配置に限定されるものではない。例えば、図５のＡ，Ｂの様な配置としてもよい。図５ＡはＬＥＤチップ８の配置例を、図５ＢはＬＥＤチップ９の配置例を示している。図中、８２，９２はｎ側のＧａＮ層を、８４（８４ｒ，８４ｇ，８４ｂ），９４（９４ｒ，９４ｇ，９４ｂ）はｐ側のＧａＮ層を、８５，９５はｎ側ワイヤーボンド用パッドを、８６（８６ｒ，８６ｇ，８６ｂ），９６（９６ｒ，９６ｇ，９６ｂ）はｐ側ワイヤーボンド用パッドを示している。
【００３６】  本発明に係るＬＥＤチップでは、１チップで３か所の発光領域を備えているが、３か所に限定するものではなく、複数ケ所であればよい。
例えば４ケ所とした場合には、３か所の発光領域で赤，緑，青の光を作成し、残る１か所は青色光で白色をつくるようにしてもよい。これにより、１ピクセルを赤，緑，青と白という４領域の表示とすることができる。尚、青色光で白色を作るには、波長変換層として青色光を当てると白色に光る蛍光体等を使用すればよい。
又、２ケ所出力のチップ１個と１ケ所出力のチップ１個を使って、１ピクセルを構成する様にしてもよい。
【００３７】  上述の実施例では、量子ドットを上下のバリアフィルムでスタックした構造となっているが、この形態に限定するものではない。例えば、量子ドットを直接ＬＥＤチップ１の上面に塗布する様にしてもよいし、ブラックマトリクスシート上に塗布して使用してもよい。
【００３８】  上述の実施例において、基板３と波長変換シートとブラックマトリクスシートとを、全面貼り合せとしても良いし、部分的に貼り合せるようにしても良い。又、エアーギャップをとって、離して配置する様にしても良い。
【００３９】  なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求項の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４０】１  ＬＥＤチップ
２  波長変換シート
３  基板
４  ブラックマトリクスシート
４ｒ  赤色表示用開口部
４ｇ  緑色表示用開口部
４ｂ  青色表示用開口部
６  ＬＥＤ発光領域
６ｒ  赤の発光領域
６ｇ  緑の発光領域
６ｂ  青の発光領域
８  別実施例のＬＥＤチップ
９  別実施例のＬＥＤチップ
１１  サファイア基板
１２  ｎ側のＧａＮ層
１３  発光層
１４  ｐ側のＧａＮ層
１４ｒ  赤表示用のｐ側のＧａＮ層
１４ｇ  緑表示用のｐ側のＧａＮ層
１４ｂ  青表示用のｐ側のＧａＮ層
１５  ｎ側ワイヤーボンド用パッド
１６  ｐ側ワイヤーボンド用パッド
１６ｒ  赤表示用のｐ側ワイヤーボンド用パッド
１６ｇ  緑表示用のｐ側ワイヤーボンド用パッド
１６ｂ  青表示用のｐ側ワイヤーボンド用パッド
２１  上のバリアフィルム
２２  下のバリアフィルム
２３  波長変換層
２３ｒ  赤色用の波長変換層
２３ｇ  緑色用の波長変換層
３１  基板の凹部
３２  基板のパッド
４１  ベースフィルム
４２  ブラックマトリクス
４３  青色カット層
７１  青色波長の光
７１ｓ  一部の青色光
７２  赤色の波長の光
７３  赤色の波長の光
８２，９２  別実施例のチップのｎ側のＧａＮ層
８４，９４  別実施例のチップのｐ側のＧａＮ層
８４ｒ，９４ｒ  別実施例のチップの赤表示用のｐ側のＧａＮ層
８４ｇ，９４ｇ  別実施例のチップの緑表示用のｐ側のＧａＮ層
８４ｂ，９４ｂ  別実施例のチップの青表示用のｐ側のＧａＮ層
８５，９５  別実施例のｎ側ワイヤーボンド用パッド
８６，９６  別実施例のｐ側ワイヤーボンド用パッド
８６ｒ，９６ｒ  別実施例のチップの赤表示用ｐ側ワイヤーボンド用パッド
８６ｇ，９６ｇ  別実施例のチップの緑表示用ｐ側ワイヤーボンド用パッド
８６ｂ，９６ｂ  別実施例のチップの青表示用ｐ側ワイヤーボンド用パッド
Ｐ  基板にＬＥＤチップを実装した状態
Ｑ  ブラックマトリクスシート４を接着させた状態
Ｒ  点灯状態
【図１】
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【図２】
2019083301.tif 000004
【図３】
2019083301.tif 000005
2019083301.tif 000006
【図４】
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【図５】
2019083301.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月10日(2018.5.10)
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2019083301.tif 000009
【図２】
2019083301.tif 000010
【図３】
2019083301.tif 000011
【図４】
2019083301.tif 000012
【図５】
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