CN107871810B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供透光基板、显示装置、信号装置和照明装置，透光基板薄、热传导效率高、具有使表面的温度上升的功能。本发明的透光基板具有：基板，其至少使规定波长的光透过；以及导电体图案，其配置于基板的背面，通过被供给电流而发热，从而使基板的表面的温度上升。导电体图案不经由粘接层而直接配置于基板的背面。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及具有使表面温度上升的功能的显示装置。
背景技术
专利文献1等公开了为了防止由于附着在标识上的雪导致标识的视觉辨认性下降而具有融雪功能的标识。专利文献1中公开的标识为在内置有配置为矩阵状的多个LED的LED显示部的表面配置了融雪单元的构造。LED显示部的表面被丙烯酸树脂板覆盖。融雪单元为如下结构：将与LED显示部的丙烯酸树脂板不同的2张丙烯酸树脂板隔着金属框相对配置，在内部空间配置有线状的加热器。并为将该融雪单元粘接到LED显示部的表面的丙烯酸树脂板上的结构。对加热器进行通电，由此利用加热器产生的焦耳热和与发出的远红外线所引起的分子运动相伴随的热，使融雪单元的内部空间内的空气发热，利用空气使丙烯酸树脂板发热。因此，能够使附着在丙烯酸树脂板上的雪融化。
专利文献1：日本特开2009-299335号公报
专利文献1中公开的融雪单元为利用相对配置的丙烯酸树脂板形成内部空间，用加热器对内部空间的空气加热，利用该空气使丙烯酸树脂板发热的结构，但空气和丙烯酸树脂板(常温下为0.17～0.25W/mK左右)的热传导率均较小，所以无法将加热器的热高效地传导到丙烯酸树脂板的表面。因此，难以提高热传导效率，融雪所需的电力变大。此外，利用隔着框相对配置的丙烯酸树脂板形成内部空间，所以需要与标识的显示不直接相关的部件，并且融雪单元的厚度变大。此外，由于为形成内部空间的构造，所以丙烯酸树脂板需要刚性，难以为了实现热传导效率的提高和单元的薄型化而使融雪单元的丙烯酸树脂板减薄到一定程度以上。并且，热传导效率较低，融雪所需的电力较大，所以需要使用加热器直径也粗到一定程度以上的部件，难以通过融雪单元LED观察到显示部上所显示的标识。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄、热传导效率高、具有使表面的温度上升的功能的透光基板。
为了达成上述目的，本发明的透光基板具有：基板，其至少使规定波长的光透过；以及导电体图案，其配置于基板的背面，通过被供给电流而发热，从而使基板的表面的温度上升。导电体图案不经由粘接层而直接配置于基板的背面。
根据本发明，能够获得具有使表面的温度上升的功能并且能够形成得薄、热传导效率高的透光基板。
附图说明
图1是第1实施方式的透光基板的剖视图。
图2是示出第1实施方式的透光基板的导电体图案为多孔质的说明图。
图3是第1实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图4是第1实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图5是第1实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图6是第1实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图7是第1实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图8是第1实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是剖视图。
图9的(a)～(b)是示出第1实施方式的透光基板的制造方法的说明图。
图10是第2实施方式的透光基板的剖视图。
图11是第2实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图12是第2实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图13是第2实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图14是第2实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图15是第2实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图16是第2实施方式的透光基板的一例，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图17的(a)～(e)是示出第2实施方式的透光基板的制造方法的说明图。
图18是第4实施方式的透光基板的一例的剖视图。
图19是用接合线将第2或第4实施方式的发光元件连接起来的透光基板的剖视图。
图20是用接合线将第2或第4实施方式的发光元件连接起来的透光基板的剖视图。
标号说明
10：基板；30：发光元件；41：膜；42：凸块；43：导电体图案。
具体实施方式
下面，使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。
<第1实施方式>
对第1实施方式的透光基板进行说明。该透光基板配置于从装置的内部朝向外部发出光的装置、至少使光在最表面通过的透明体或镜子等物体的最表面，具有使附着于表面的水分蒸发或者使雪融化的功能。
图1示出本实施方式的透光基板的剖视图。如图1那样，本实施方式的透光基板构成为具有：基板10，其至少使规定波长的光透过；以及导电体图案43，其配置于基板10。导电体图案43通过被供给电流而发热，使基板10的表面的温度上升。这时，在本实施方式中，导电体图案43不经由粘接层而直接配置于基板10。
一般而言，为了将导电体图案粘接到基板而使用的环氧树脂制或丙烯酸树脂制等的粘接层包含空气，热传导率较低，但在本实施方式中，通过不经由粘接层而将导电体图案43直接配置于基板10，能够使导电体图案43的热高效地传导到基板10。因此，能够减少供给到导电体图案的电力，并使附着在基板10上的雪溶融或者使水分蒸发。
这样的导电体图案43例如能够通过对导电性粒子进行烧结而形成。具体而言，能够在将导电性粒子搭载于基板10的状态下，利用光进行烧结而形成。由此，能够使构成导电体图案43的导电体在导电体图案43与基板10的界面上粘着到基板10。另外，不限于光烧结，只要是能够对导电性粒子进行烧结而粘着到基板10的方法即可，可以使用其他烧结方法。例如，能够使用照射电磁波的方法或局部流过电流的方法。
如图2所示，导电体图案43优选为在内部包含空孔40a的多孔质。形成为多孔质的导电体图案43具有挠性(柔性)，所以在使用挠性的基板10的情况下，导电体图案43也能够追随基板10的挠曲而变形，能够提供柔性的透光基板。
此外，基板10可以为任意材料，例如能够使用树脂制的材料。
此外，基板10可以为包含使规定波长的光透过的基材及分散在基材中的填料(filler)的结构，在该情况下，使用热传导率比基材大的材料作为填料，由此能够提高基板的热传导性。例如，作为基材能够使用硅树脂，作为粘接剂能够使用粒径几nm～几十μm的二氧化硅。
如图3的(a)、(b)～图8的(a)、(b)分别示出俯视图和剖视图的例子那样，能够使用线状、格子状、圆形等期望形状，作为导电体图案43的形状。将图案形状设计成在想提高基板10的温度的区域中较密地配置导电体图案43。此外，如图4的(a)、(b)或图6的(a)、(b)那样，导电体图案43还能够形成为具有宽度和高度的至少一方比其他区域缩窄或加宽的区域的图案。在该情况下，使宽度和高度的至少一方比其他区域缩窄的导电体图案的截面面积比其他区域小，所以电阻增加，发热量变大。因此，优选缩小基板10中的想比其他区域更提高温度的区域，例如用于显示装置的情况下为显示区域，或在用于信号装置的情况下为显示信号的区域的导电体图案10的宽度或者高度。
此外，导电体图案43还能够构成为，具有由与其他区域不同的导电体材料构成的区域。例如，在基板10中，用电阻大的导电体材料形成想比其他区域更提高温度的区域的导电体图案43，由此能够增大发热量。
在导电体图案43的至少一部分中，不与基板10接触的面优选为弯曲面。例如，能够使用截面为半圆形的导电体图案或端部为R形状的导电体图案43。通过形成为弯曲面，与使用例如截面为矩形的导电体图案的情况相比能够减小不与基板10接触的面的面积，所以能够使来自不与基板10接触的面的散热量下降，能够利用基板10传导较多的热。在基材讨厌水分附着的情况下，能够在雪或水分附着的面贴上涂膜等进行保护。
使用图9的(a)、(b)，对第1实施方式的半导体发光装置的制造方法进行说明。
首先，如图9的(a)那样，在基板10上，将分散有导电性粒子和绝缘材料的溶液或者分散有由绝缘材料层覆盖的导电性粒子的溶液以期望的形状涂覆在基板10的表面。由此，在基板10的表面形成由绝缘材料覆盖的导电性粒子的膜41。根据需要对膜41进行加热，使溶剂蒸发从而使膜41干燥。膜41内分散有例如导电性纳米粒子所代表的导电性粒子，导电性纳米粒子的周围为被绝缘材料覆盖的状态。
接着，如图9的(b)那样，对膜41照射规定形状的光束12。这时，优选仅对膜41的一部区域照射光束12而使其烧结。在膜41的被照射了光束12的区域中，导电性粒子吸收光的能量而温度上升。由此，导电性粒子在比构成该粒子的材料块的熔点低的温度下熔化，并且伴随导电性粒子的温度上升，周围的绝缘材料层在多数蒸发、一部分残存的情况下软化。因此，熔化后的导电性纳米粒子与相邻的粒子直接融合，或者突破软化后的绝缘材料层而与相邻的粒子融合。由此，导电性粒子之间被烧结，在基板10的上表面形成导电性的导电体图案43。这时，熔化后的导电性粒子被固定到基板10。
另外，如上所述，膜41的接收到光束12的照射的区域的导电性粒子通过照射光而温度上升。该热用于导电性粒子的烧结，并且传导至周围的膜41、基板10，被散热。因此，仅膜41中的接收到光束12的照射的区域或者仅接收到该光束12的照射的区域及其附近区域达到使导电性粒子烧结的温度，其外侧区域的膜41或基板10的温度未达到使构成它们的材料熔化或者变性的温度。
即，在本实施方式中，通过仅对膜41的一部分区域照射光束12，能够对基板10或周围的膜41进行热传导而进行散热，所以能够抑制基板10的温度上升。因此，即使基板10如较薄的挠性的树脂等那样由于热而容易产生变形，也能够防止由于光烧结引起的变形、翘曲、白浊等变性。此外，在基板10为挠性的情况下，也能够维持该挠性。
在图9的(b)的工序中，形成的导电体图案43优选如图2那样形成为多孔质(多孔)。即，优选的是，以使得相邻的导电性粒子之间不是整体上完全溶融并混合，而是在接触的界面被烧结，在烧结后的导电性粒子之间的至少一部分中形成空孔40a的温度进行光烧结。例如，使用激光作为光束12，以不使通过的基板10溶融的程度的照射强度对膜41进行照射，由此能够在短时间内向被照射光束12的膜41的区域投入比较大的能量，能够对导电性粒子进行加热使其溶融并烧结，并且通过停止激光的光束12的照射，能够利用向周围的膜41或基板10的热传导迅速地进行冷却，所以能够形成多孔质的导电体图案。
换言之，在利用激光的光束12对膜41进行烧结时，调节光束12的照射强度使膜41成为适当的温度，由此能够形成多孔质的导电体图案43。作为具体例，使用延伸后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(熔点250℃左右、耐热温度150℃左右)作为基板10，为了维持基板10的形状，调整激光的光束12的强度而从基板10的背面对膜41进行照射，在对膜41的导电性粒子进行了烧结的情况下，能够形成多孔质的导电体图案43。
在导电体图案43为多孔质的情况下，如上所述，导电体图案43自身具有追随性(挠性)，所以在使挠性的基板10发生变形的情况下，导电体图案43也追随该变形而变形，导电体图案43不容易从基板10剥离，也不容易产生裂纹等。能够提供不容易产生断线的挠性的安装基板。
另外，在图9的(b)的工序中，对膜41进行照射时的光束12的形状可以通过在掩模中通过而被整形为导电体图案43的形状后进行照射，也可以使照射光点为圆形或矩形的光束12进行扫描而以导电体图案43的形状进行照射。
通过以上的工序，能够在如涂覆和光照射的简单工序中，在基板10上形成导电体图案43。
在图9的(b)的工序中，照射的光束12的波长使用可被膜41中包含的导电性粒子吸收的波长。照射的光可以为紫外光、可见光、红外光中的任意光。例如在使用了Ag、Cu、Au、Pd等作为导电性粒子的情况下，能够使用400～600nm的可见光。
在存在未照射光的膜41的区域的情况下，不产生烧结，所以残留。未烧结的膜41也可以在之后的工序中去除。例如，能够使用有机溶剂等来去除膜41。此外，也可以通过加热等手段，另外进行烧结。
作为基板10的材质，只要是至少表面为绝缘性、具有能够进行光束12的照射的透光性、能够经受光束12照射到膜41时的基板10达到的温度的材质即可，可以为任意材质。例如，能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺、环氧树脂、硅酮、玻璃环氧树脂基板、纸苯酚等有机物、或陶瓷、玻璃等无机物。此外，如果使照射的光的至少一部分透过，则也可以为挠性印刷基板或被绝缘层覆盖了表面的金属基板等。此外，基板10还能够使用膜状的材质。
作为膜41所含有的导电性粒子的材料，能够使用Au、Ag、Cu、Pd、Ni、ITO、Pt、Fe等导电性金属和导电性金属氧化物中的1个以上。导电性粒子的粒径可以仅为小于1μm的纳米粒子，也可以是混合了小于1μm的纳米粒子和1μm以上的微米粒子而成的。
作为膜41中至少含有的绝缘材料、或者覆盖膜41的导电性粒子的绝缘材料，能够使用苯乙烯树脂、环氧树脂、硅树脂、和丙烯酸树脂等有机材料、以及SiO2、Al2O3、TiO2等无机材料、以及有机和无机的混合材料中的1个以上。此外，膜41中的覆盖导电性纳米粒子的绝缘材料层的厚度优选为1nm～10μm左右。在绝缘材料层过薄时，在进行油墨涂覆时粒子凝集，由此导致烧结温度上升。此外，在绝缘材料层过厚时，通过光照射而烧结之后的导电体图案43的导电率下降，电阻值变大。
导电性粒子和绝缘材料、或者被绝缘材料的层覆盖的导电性粒子分散在溶剂中，由此形成在图9的(a)的工序中进行涂覆的溶液。作为溶剂，能够使用有机溶剂或水。
导电体图案43的大小可以形成为例如1μm以上，厚度为1nm～10μm左右。此外，导电体图案43的电阻率优选为10－4Ω·cm以下，特别优选为10－6Ω·cm级别以下的低电阻。
此外，在图9的(a)的工序中，形成膜41的方法只要是能够形成期望厚度的膜41的方法即可，可以使用任意方法。在通过印刷形成膜41的情况下，能够使用凹版印刷、柔版印刷、喷墨印刷、丝网印刷等。
在上述实施方式中，从基板10的膜41的上方照射光束12，但也可以使用使光束12透过的基板作为基板10，使光束12在基板10中透过而对膜41进行照射。
另外，在第1实施方式中，照射光束并进行了膜41的烧结，但只要是仅对膜41的一部分供给能量来进行加热的方法，即使使用除光束照射以外的方法，也能够获得相同的作用和效果。例如，能够使用将微波会聚进行照射的方法、或使针状的探头与膜接触或接近而局部供给电流或电力的方法。
根据本实施方式，由于为1张基板，所以能够获得薄、热传导效率高、具有使表面的温度上升的功能的透光基板。
<第2实施方式>
对第2实施方式的透光基板进行说明。
如图10那样，第2实施方式的透光基板在第1实施方式的基板10的配置有导电体图案43的面上搭载有发光元件30。发光元件30与导电体图案43连接，经由导电体图案被供给电流而发光。导电体图案43自行发热，并且传导发光元件30发出的热，由此使远离发光元件30的位置的基板10的温度上升。
如图10那样，发光元件30能够为如下构造：将发光面朝向基板10侧而搭载于基板10，使从发光面发出的光在基板10中透过而向外部射出。由此，能够提供具有发光功能并且还具有使基板10的温度上升的功能、发出的光难以被雪或水分阻挡的透明基板。
作为第2实施方式的导电体图案43的形状和发光元件30的配置，如图11的(a)、(b)～图16的(a)、(b)分别示出俯视图和侧面图的例子那样，能够形成为期望的形状和配置。这时，与第1实施方式同样，将图案形状设计成在基板10的想提高温度的区域中较密地配置导电体图案43。
此外，如图15的(a)、(b)和图16的(a)、(b)那样，导电体图案43也可以通过通孔43b引出至基板10的相反侧的面10a，在基板10的相反侧的面10a上配置导电体图案43。在该情况下，基板10的相反侧的面10a成为光的发光面，朝向外部配置，所以优选利用对布线图案43进行保护的涂层部44来保护导电体图案43。
导电体图案43的其他形状或结构与第1实施方式相同，因此省略说明。
使用图17的(a)～(e)对第1实施方式的半导体发光装置的制造方法进行说明。
首先，在图17的(a)、(b)中，与第1实施方式的图9的(a)、(b)的工序同样，在基板10的上表面形成导电性的导电体图案43。
如图17的(c)那样，根据需要在导电体图案43上搭载凸块42或焊球等。
如图17的(d)那样，将发光元件30以使其电极31与导电体图案43一致的方式进行位置对准而搭载。在配置了凸块42等的情况下，以使凸块42的位置与发光元件30的电极31的位置一致的方式进行位置对准。然后，进行加热或者施加超声波，将发光元件30的电极31与导电体图案43连接，从而固定发光元件30(图17的(e))。另外，也可以根据需要，在发光元件30的底面与基板10的上表面之间填充透明的粘接层。
此外，在经由通孔43b在基板10的背面也形成导电体图案43的情况下，还对基板10的背面10a进行图17的(a)、(b)的工序。可以追加如下工序：在基材讨厌水分附着的情况下，在雪或水分附着的表面贴上涂层膜等进行保护。
通过以上的工序，能够利用如涂覆和光照射这样的简单工序，在基板的上下表面形成导电体图案43，能够制造安装有发光元件30的透光基板。
作为发光元件30，可使用任意元件，作为一例，能够使用LED、LD、显示元件(液晶显示器、等离子显示器、EL显示器等)。在LED的情况下，能够使用例如发出蓝色光的InGaN系的LED(波长460nm)、例如发出绿色光的InGaN系的LED(波长520nm)、例如发出红色光的AlGaInP系的LED(波长620nm)。此外，不限于这些波长，也可以为紫外光～可见光～红外光等任意波长的发光元件。此外，还能够安装受光元件来替代发光元件30，构成受光装置。
在上述实施方式中，从基板10的膜41的上方照射了光束12，但也可以使光束12在基板10中透射而对膜41进行照射。在该方法中，能够利用光束12的照射同时或者连续进行导电体图案43的形成和发光元件30与导电体图案43的连接，无需使用凸块等。此外，能够与膜41同样，通过对分散有导电性粒子与绝缘材料的溶液或者分散有被绝缘材料层覆盖的导电性粒子的溶液进行烧结，而对电极31与导电体图案43之间进行连接。
<第3实施方式>
第1和第2实施方式的透光基板能够配置于显示装置、信号装置或照明装置的最表面。由此，能够使附着于这些装置的雪或水分蒸发等。这时，透光基板优选配置成将与配置有导电体图案43的面相反侧的面朝向外部。
<第4实施方式>
此外，如图18那样，就第1实施方式的透光基板101和第2实施方式的搭载有发光元件30的透光基板102以形成有导电体图案43的面彼此面对的方式相对配置，由此能够构成显示装置。这时，使发光元件30的光射出方向朝向透光基板101，使光在外部侧的透光基板101中透过，向外部射出。另外，如图18那样，优选以在透光基板101的与发光元件30相互面对的区域不配置导电体图案43或者设置能够使光透过的区域的方式来进行设计。
另外，在第2、第4实施方式中说明了倒装安装有发光元件30的例子，但也可以如图19、图20那样，将至少一方电极配置在上表面，利用接合线191与导电体图案43连接。在如图20那样用接合线将2个电极连接起来的情况下，优选利用透明粘接材料将发光元件30固定于基板10。
此外，如图18、图19那样，在2张基板10之间产生了空间的情况下，优选使用密封树脂等进行密封。

Claims (13)

1.一种显示装置，其特征在于，
所述显示装置具有：
透光基板，其具有至少使规定波长的光透过的基板，所述透光基板构成所述显示装置的最表面；
导电体图案，其配置于所述基板，当所述导电体图案被供给电流时，所述导电体图案发热来使所述基板的温度上升；以及
发光元件，其配置于所述基板的配置有所述导电体图案的面上，所述发光元件与所述导电体图案连接，当经由所述导电体图案被供给电流时发光，所述导电体图案不经由粘接层而直接配置于所述基板，
所述导电体图案通过传导所述发光元件发出的热，使远离所述发光元件的位置的所述基板的温度上升，
所述发光元件具有发光面，所述发光元件以所述发光面位于所述发光元件的朝向所述基板的一侧的方式搭载于所述基板，从所述发光面发出的光在所述基板中透过而向所述基板的外部射出。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，构成所述导电体图案的导电体为多孔质。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，在所述导电体图案与所述基板的界面处，构成所述导电体图案的导电体固定到所述基板。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，构成所述导电体图案的导电体是对导电性粒子进行烧结而成的。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述基板由树脂构成。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述基板和所述导电体图案为挠性。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，构成所述导电体图案的导电体为多孔质。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述导电体图案具有宽度和高度的至少一方比其他区域缩窄或者加宽的区域。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，构成所述导电体图案的导电体为多孔质。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述导电体图案具有由与其他区域不同的导电体材料构成的区域。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述基板包含使所述规定波长的光透过的基材以及分散于所述基材中的填料，所述填料的热传导率比所述基材大。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在所述导电体图案的至少一部分，不与所述基板接触的面为弯曲面。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透光基板被配置成，所述基板的与所述基板的配置有所述导电体图案的面相反侧的面朝向所述基板的外部。
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