JPH0321983A - 発光ダイオード表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多数の発光ダイオードチップを、アレイ状セグ
メント状に配列設置された、表示用、照明具等に最適な
発光ダイオード表示装置に関する。

（従来の技術） 従来において、発光ダイオードチップ（以１１　Ｌ　Ｅ
Ｄチップと称する）を光源とし、それをプリント基板上
にアレイ状、日の字セグメント状、或はドットマトリッ
クス状に配列設置された、いわゆる発光ダイオード表示
装ｉｆ！（以後ＬＥＤ表示器と称する）は急速に普及し
つつある。それらのＬＥＤ表示器の従来の電気的導通の
構成を第２図に示すと、プリント基板上２１に、ＬＥＤ
チツブ２２をダイボンディングし、ＬＥＤチップの上部
オーミック電極と、プリント基板の回路パターンのり一
ド２３とをＡｕやＡ１等の細いワイヤー２４でボンディ
ングを行って結線し、そして保護樹脂２５でボッティン
グ（或はモールド）をしていた。

（発明が解決しようとする課題〉 ところで、この従来のＬＥＤ表示器におけるワイヤーボ
ンディング方式に基づいた電気的導通には、以下に述べ
る問題点が存在する。

プリント基板上の多数のＬＥＤチップの結線には、ワイ
ヤーボンディングを１つ１つ行っていかなければならな
いので、必然的に作業コストがかかりすぎ、そのため生
産性が高コストとなり、量産の阻害要因となっていた。

また、ボンディング用のワイヤーは、ＬＥＤ表示器の長
時間連続使用時の発熱や過電流などによってしはしば断
線を引き起こすことがあり、また例えばプリント基板が
フレキシブルなものであれば、それを屈曲させたときに
、ワイヤーに歪みがかかって断線をまぬがれなかった。

従って本発明は、ワイヤーを使用せずに電気的導通を得
ることを目的とするワイヤーボンディングレス方式に基
づ＜ＬＥＤ表示器を得ることを目ざすものである。

（課題を解決するための手段） 前述の問題点をふまえ本発明では、Ｌ　Ｅ　Ｄチップを
ダイボンディングしたプリント基板上にスベーサーの機
能を有する絶縁性フィルム接着剤を貼着し、その上に透
明導電性フィルムを被せて重ね合わせ積層して、ＬＥＤ
チップをラミネートして接着し、絶縁性フィルム接着剤
は、ＬＥＤチップの設けられる箇所と同じ箇所にパンチ
孔を設け、パンチ孔を介してＬＥＤチップのオーミック
電極と透明導電性フィルムの導電面が接触する構造を有
し、また絶縁性フィルム接着剤の厚さはＬＥＤチップの
厚さよりも少し薄くし、及びＬＥＤチップのオーミック
電極は、チップのふちにＩＥｉ物質を盛り上げて形成し
、中心点を電極非形成の構造に形成して、プリント基板
と透明導電性フィルムからわずかに生じる張力により加
圧接触させて、電気的導通を得ることを特徴とする。

（作用） 本発明によりプリント基板と透明導電性フィルムに無理
な張力をかけることがなく、強固に接着されて剥離がし
ににくく、また屈曲させてもＬＥＤチップと透明導電性
フィルムとの加圧接触、電気的導通を良好に行うことが
できる． （実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例の構造を示す一断面図である。

プリント基板１１にＬＥＤチップ１２がダイボンディン
グされ、上部の透明導電性フィルム１３には、有機ポリ
マーの透明フィルムに金をスバッタ法により薄膜を形成
したものや、またはＩＴＯ（酸化錫・インジウム〉を使
用した。そしてプリント基板上に絶縁性フィルム接着剤
１４を貼着して、その上に透明導電性フィルムを被せ、
接着する。絶縁性フィルム接着剤１４には、ＬＥＤチッ
プの設けられている箇所と同箇所に、バンチ孔１５を設
け、また絶縁性フィルム接着剤の厚さは、ＬＥＤチップ
の厚さよりも少し薄いものを用い、これにより透明導電
性フィルムにはこの箇所で若干の張力が１６の箇所で生
じ、その張力でＬＥＤチップとの加圧接触、電気的導通
を得る。

ＬＥＤチップのオーミック電極１７は、チップのふちに
ａｉｍ質を盛り上げて形成し、中心点を非形成の構造の
電極に形成する。

第３図〜第５図は、本発明の実施例であるＬＥＤ表示器
を組み立てるための部品の略図である。

第３図ａがＬＥＤチップをダイボンディングするための
所定の回路パターンに設計されたプリント基板である。

本実施例においては、最も一般的である７セグメント日
の字形数字表示器を実施例として述べる。

まず基板ａについては、それぞれのセグメントの発光箇
所にパターン電極３１が設けられている。

そして所定位置に導電性接着剤の導電性エボキシ樹脂を
塗布し、そこにＬＥＤチップ３２をダイボンディングし
てプリント基板に接着する。また、他の導電性接着剤と
して、導電製フレキシブルフィルム接着剤を使用しても
よい。これをＬＥＤチップと同じ程のサイズにカットし
たものを、プリント基板上に配置して、ＬＥＤチップの
ダイボンディングし接着した。この接着剤を使用するこ
とで、弾性を有しつつきわめて強固に接着される。

また透明導電性フィルムには過大な張力をがけることは
あまり望ましくないが、この導電性フレキシブルフィル
ム接着剤の有する弾力性が、透明導電性フィルムにかか
る彊力を若干ながら吸収し、より機械的、電気的な安定
度を得る。　　モしてＬＥＤチップの設けられている位
置に対応して、パンチ孔３３を設けた絶縁性フィルム接
着剤ｂを、プリント基板ａに被せ貼着する。つまり絶縁
性フィルム接着剤は、スベーサーとしての役割をもって
いる。絶縁性フィルム接着剤としては、感圧性のもの、
熱硬化性のもの、感圧性兼熱硬化性のもの等の材料が使
用でき、特に熱硬化性、感圧性兼熟硬化性のものは強固
な接着力を有しており、これらのものを使用するのが望
ましい。なお絶縁性フィルム接着剤の厚さは、ＬＥＤチ
ップの厚さよりも少し薄いもので、５０〜１５０μｍ程
度のものを使用した。

それから上述の組み立て工程の手順によらなくても、プ
リント基板に、この絶縁性のフィルム接着剤を貼着して
から、パンチ孔を通してＬＥＤチップをダイボンディン
グして組み立てていっても良い。

以上の組み立ての後、透明導電性フィルムＣを全面にわ
たって被せる。そして第５図に示す様に、治具５１のよ
うな機材を用いて、圧力および熱をかけて、プリント基
板ａと透明導電性フィルムｂを接着する。

特にここで問題とするのは、第１図で示すＬＥＤチップ
のオーミックＩＥｉｌ７と、透明導電性フィルム１３と
の接触部である。本発明者が着目したのは、透明導電性
フィルムが張力によりビンと張られるとＬＥＤチップの
上部のふちの所と透明導電性フィルムが接触するという
ことで、その性質に合った電極が必要であるということ
である。

すなわちＬＥＤチップの上部オーミック電極は、第４図
ｄ，　　ｅに示すようなＬＥＤチップ４ｌのふちに電極
物ｊｌ４２を盛り上げて形威し、中心点４２は電極を非
形成とする構造に形成した。この構成にて良好な電気的
接続が可能となった。この構造のオーミック電極は、従
来からの電極形成方法を応用することで容易に得られる
。つまり、ＬＥＤチップにスクライブする前のＬＥＤの
ウェハー表面に、真空蒸Ｍ法、スバッタ法等で、電Ｆｆ
Ａ物質であるＡｕ，ＡＩ、Ｃｕ，Ｓｎ，ＮｉあるいはＡ
ｕ−Ｇｅ合金、Ａｌ−Ｓ　ｉ合金などを、５〜５０μｍ
程度の厚さに堆積、あるいはそれらの金属を多層にＦＬ
積し、次にホト・レジスト剤を塗布し、ホト・マスクを
通して、ホト・レジスト剤を感光させ、電極形成部以外
の所のホト・レジスト剤を除去し、エッチングを行うこ
とで、所望の構造の電極を形成し得る。

そして全面に被せる透明導電性フィルムは、比抵抗がｌ
ＯΩ／　ｃ　ｍ以下が望ましく、例えばポリエステルフ
ィルムに金をスパッタ法で１００〜２００オングストロ
ームの薄膜を堆積して作成した透明導電性フィルム等が
適する。この素材は光線透過率が約５５％で、比抵抗が
１０〜１Ω／　ｃ　ｍのものまでが得られ、この金をス
バッタした透明導電性フィルムを、絶縁性フィルム接着
剤の上がら被せて、ＬＥＤチップと密着させて接着した
．本実ｍＦＮでは、絶縁性フィルム接着剤として感圧性
兼熱硬化性のものを使用した。接着剤の特性は、せん断
接着力が３０〜２　０　０　（　ｋｇ／ｃａ＋２）のも
のを使用した。そして第５図の治具５１で１〜ＩＯ　（
　ｋ＋／ｃｍ２）の圧力をかけ、その状態で８０ａ〜１
２０”Ｃのオーブンにて５〜３０分程度加熱して接着剤
を硬化させた。

あるいは、ラミネート装置や、治具５１に発熱器をセッ
トした装置などを使用すれば、より短時間で硬化させる
ことができ、それらの方法を用いても良い。以上の作成
手順にて信頼性の高いワイヤーボンディグレス発光ダイ
オード表示装置を作成することができた。

（発明の効果〉 本発明により、ワイヤーボンディグに要する作業コスト
を大幅に低減することをならしめるワイヤーボンディグ
レス方式に基づいた発光ダイオード表示装置が、電気的
、機械的に安定し、またフレキシブルプリント基板を使
用したものにおいても、屈曲させても断線の問題がない
形で実現できる。

本発明において、プリント基板上のＬＥＤチップの配列
設置は、設計の自由度がきわめて大きいものであり、プ
リント基板の導電パターンを変えることで、ＬＥＤチッ
プを個別に、あるいはいくつかのグループ別としたセグ
メント方式として駆゛）′ｌ′Ｉ″ｆ！−″ｔｈ＜ｖｓ
ｓ・　８発０発光’；ｆ４−Ｉ−−１’冫′表示装置は
、、インテリア用品、広告、自動車のストップランプ等
の表示用として最適であり、また特にフレキシブルプリ
ント基板のものでは、任意の曲面上に貼着して使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のワイヤーボンディングレス方式の一実
施例の構造の断面図を示し、第２図は従来のワイヤーボ
ンディング方式の構造の断面図、第３図ａ，　　ｂ，　
　ｃおよび第４図ｄ，　　ｅ、第５図は本発明の一実施
例を組み立てるための概略図である。 １１、ａ、２１・・・・プリント基板 １２　　２２　　３２、４１・・・ＬＥＤチップ１３、
Ｃ・・・透明導電性フィルム １　４、 ｌ　５、 ２　３、 １　７、 ２　４、 ２　５、 ５　１　・ ｂ・・・絶縁性フイルム接着剤 ３３・・・パンチ孔 ３１・・・回路パターン ４２・・・電極 ・ワイヤー ・樹脂 ・治具 窮１田 一ｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁膜又は絶縁板上に導体部を形成した基板上に
   多数の発光ダイオードチップを配列設置した発光ダイオ
   ード表示装置において、基板上の発光ダイオードチップ
   の配置箇所と同じ箇所にパンチ孔を有する絶縁フィルム
   から成るスペーサーを重ね合わせ、その上から透明導電
   性フィルムを貼着して３つの層に積層し、パンチ孔を介
   して発光ダイオードチップの上部オーミック電極と透明
   導電性フィルムが接触された構造を有することを特徴と
   する発光ダイオード表示装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の発光ダイオード表示
   装置において、スペーサーである絶縁フィルムは絶縁性
   接着剤であることを特徴とする発光ダイオード表示装置
   。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の発光ダイオード表示
   装置において、透明導電性フィルムは有機ポリマーのフ
   ィルムに、金または合金の薄膜を形成されてなることを
   特徴とする発光ダイオード表示装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載の発光ダイオード表示
   装置において、絶縁性フィルム接着剤の厚さは、発光ダ
   イオードチップの厚さよりも薄くして、透明導電性フィ
   ルムに生じる張力にて発光ダイオードチップの上部オー
   ミック電極と、透明導電性フィルムを加圧接触させて、
   電気的導通を得ることを特徴とする発光ダイオード表示
   装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項記載の発光ダイオード表示
   装置において、発光ダイオードチップの透明導電性フィ
   ルムに接触する上部オーミック電極は、チップのふちに
   電極物質を盛り上げて形成し、中心点を電極非形成とす
   る構造の電極を形成することを特徴とする発光ダイオー
   ド表示装置。