JP2016122815A - Ｌｅｄ素子用基板 - Google Patents

Abstract

【課題】画像表示装置のバックライトとしても好ましく用いることができ、画像表示装置等の放熱性を高めることができるＬＥＤ素子用基板を提供する。【解決手段】ＬＥＤ素子用基板１は、可撓性を有する樹脂フィルム基材１１とその上に積層される金属配線部１３とを備え、金属配線部１３を構成する金属の熱伝導率λが３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、金属配線部１３を構成する金属の電気抵抗率Ｒが２．５０×１０−８Ωｍ以下であり、金属配線部１３は、樹脂フィルム基材１１の一方の表面の９５％以上の範囲を被覆している。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ素子用基板に関する。より詳しくは、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を実装して直下型のバックライトとして画像表示装置の構成に用いることができて、且つ、バックライトの放熱性の向上に寄与することができるＬＥＤ素子用基板に関する。

近年、従来のブラウン管型のモニターに代わるものとして、低消費電力化、機器の大型化と薄型化の要請に応え得るものとして、ＬＥＤ素子をバックライト光源として用いた液晶テレビや液晶ディスプレー等の画像表示装置の普及が急速に進展している。

ＬＥＤ素子をこれらの表示装置において光源として実装するためには、通常、支持基板と配線部とからなる各種のＬＥＤ素子用基板が用いられている。そして、これらの基板上にＬＥＤ素子を実装した積層体（本明細書では、これを以下「ＬＥＤ実装モジュール」と言う）が、上記の液晶テレビ等の各種表示装置の光源、即ち、ＬＥＤバックライトとして広く用いられている。

近年のＬＥＤバックライトとして、いわゆる直下型のＬＥＤバックライトがある。直下型は、画面の直下に画素のようにＬＥＤを縦横に敷き詰める方式であり、エッジ式に比べて細かいエリアコントロールがし易く、光を均一に全体に広げることができる。

しかしながら、直下型は、エッジ式に比べて多数のＬＥＤを基板上に配置することが必要なため、ＬＥＤ素子からの発熱量の増加は、ＬＥＤ素子の発光能力の低下や、それによる消費電力の増加につながる。また、放熱によって基板等の周辺部材を膨張させ、更にはＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで、反りや亀裂など、周辺部材を劣化させる要因にもなる。このため、直下型はエッジ式に比べて放熱性の向上が強く求められる。この放熱性向上の要求は、近年大型化の進む液晶テレビ等のディスプレー等において特に喫緊の課題となっている。

放熱性を向上させるためのＬＥＤ素子の実装の形態としては、例えば、金属ベース基板の金属面にＬＥＤ素子を直接実装する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この方法は、金属ベースが板状であるために設計の自由度に乏しく、基板１枚ごとのバッチ生産となるため生産性も低い。

これに対し、樹脂フィルム基材に金属回路を形成したフレキシブル基板であって、放熱機能を発現させるためだけに導通回路とは別途に設けられる金属層（特許文献２）や、或いは、層導通のための回路とは分割された部分である熱接続部を別途形成した回路基板も提案されている（特許文献３）。しかしながら、これらのフレキシブル基板においては、金属製の放熱構造部分の形成に伴う作業工程上の追加負担と回路間の短絡のリスクが増加するというデメリットが不可避であった。

特開２００９−８１１９４号公報 特開２０１２−５９８６７号公報 特表２０１３−５２２８９３号公報

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、直下型のバックライトとして使用した際に、多数のＬＥＤからの放熱を効果的に行い、放熱性を高めることができるＬＥＤ素子用基板、及び、それを用いたＬＥＤ実装モジュール、画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ＬＥＤ素子用基板を以下のような構成とすることによって上記課題を解決可能であることを見出すに至った。即ち、樹脂フィルム基材上に、多くのＬＥＤ素子を実装することができる金属配線部を形成し、金属として所定の熱伝導率及び電気抵抗を選択し、更には、樹脂フィルム基材の面積に対して所定の割合以上を金属配線部によって被覆する構成とすることにより、電気抵抗を下げずにＬＥＤからの放熱性を高めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。

（１） 可撓性を有する樹脂フィルム基材と、
前記樹脂フィルム基材上に積層されており、ＬＥＤ素子の両電極間を導通させるための、絶縁部が形成されている金属配線部と、を備え、
前記金属配線部を構成する金属の熱伝導率λが３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、
前記金属配線部を構成する金属の電気抵抗率Ｒが２．５０×１０^−８Ωｍ以下であり、
前記金属配線部は、前記樹脂フィルム基材の一方の表面の９５％以上の範囲を被覆しているＬＥＤ素子用基板。

（２） 前記金属配線部が銅である（１）に記載のＬＥＤ素子用基板。

（３） 前記金属配線部の平均厚さが５μｍ以上５０μｍ以下である（１）または（２）に記載のＬＥＤ素子用基板。

（４） 前記絶縁部が、幅０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のスリット状で形成されている（１）から（３）のいずれかに記載のＬＥＤ素子用基板。

（５） 前記金属配線部が電解銅箔であり、前記樹脂フィルム基材との積層面側の表面粗さＲｚが１．０以上１０．０以下である（１）から（４）のいずれかに記載のＬＥＤ素子用基板。

（６） （１）から（５）のいずれかに記載のＬＥＤ素子用基板に少なくとも１００個以上のＬＥＤ素子を実装してなるＬＥＤ実装モジュール。

（７）（６）に記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライトとして備える画像表示装置。

本発明によれば、ＬＥＤバックライトとして、放熱性に優れるＬＥＤ素子用基板、及びこれを用いたＬＥＤ実装モジュール、画像表示装置を提供することができる。

本発明のＬＥＤ素子用基板の金属配線部の全体構成を模式的に示す平面図である。 図１の部分拡大図であり、本発明のＬＥＤ素子用基板の金属配線部の全体構成の説明に供する図面である。 本発明のＬＥＤ実装モジュールの部分断面図であり、本発明のＬＥＤ実装モジュールにおけるＬＥＤ素子の実装態様の説明に供する図面である。 本発明のＬＥＤ素子用基板にＬＥＤ素子を実装してなるＬＥＤ実装モジュールの一例を模式的示す平面図である。 図４の部分拡大図であり、本発明のＬＥＤ実装モジュールにおけるＬＥＤ素子の実装態様の説明に供する図面である。 本発明のＬＥＤ実装モジュールを用いてなる画像表示装置の層構成の概略を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明のＬＥＤ素子用基板、ＬＥＤ実装モジュール、及び画像表示装置の各実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されず、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

＜ＬＥＤ素子用基板＞
ＬＥＤ素子用基板１は、図１、図２に示す通り、可撓性を有する単一の樹脂からなる樹脂フィルム基材１１の表面に、金属箔等からなる導電性の金属配線部１３が、接着剤層１２（図３参照）を介して形成されている。金属配線部１３は、樹脂フィルム基材１１上において、マトリックス状に配置されるＬＥＤ素子２を導通することができる態様で形成されている。

ＬＥＤ素子用基板１は、図３及び図５に示す通り、樹脂フィルム基材１１及び金属配線部１３上に熱硬化型インキ等からなる絶縁性保護膜１５が形成されている。この絶縁性保護膜１５は、ＬＥＤ素子用基板１の耐マイグレーション特性向上のために、金属配線部１３の表面のうちＬＥＤ素子２を実装するための接続部分を除く全面、及び、樹脂フィルム基材１１の表面のうち金属配線部１３の非形成部分の概ね全面を覆う態様で形成される。

ＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、樹脂フィルム基材１１及び金属配線部１３上に、更に、白色樹脂等からなる反射層１６が、絶縁性保護膜１５の上に更に積層されているものであることが好ましい。特に、ＬＥＤ素子用基板１にＬＥＤ素子２を実装したＬＥＤ実装モジュール１０を、図６に示すような画像表示装置１００のバックライトとして用いる場合には、この反射層１６をＬＥＤ実装モジュールの最表面に配置することが一般的には必須である。ただし、絶縁性保護膜１５に反射機能を備えさせて、これにより、反射層を設置せずに必要な反射機能を絶縁性保護膜によって担保することもできる。

図３に示すように、ＬＥＤ素子用基板１は、ＬＥＤ素子２が、ハンダ層１４を介して、金属配線部１３の上に導電可能な態様で実装されたＬＥＤ実装モジュール１０となる。そして、この大型のＬＥＤ実装モジュール１０は、大型の画像表示装置やその他の様々なＬＥＤ素子搭載電子機器に好ましく用いることができる。

ＬＥＤ素子用基板１のサイズについては、好ましくは、図５に示す対角線ｄの長さが、少なくとも３２インチ以上、好ましくは６５インチ以上である。また、１００個以上、好ましくは１０００個以上のＬＥＤ素子２を、マトリックス状に実装することができるものである。図４は、ＬＥＤ素子用基板１へのＬＥＤ素子２の実装態様の一例であるが、Ｘ方向に４０個、Ｙ方向に３０個、計１２００個のＬＥＤ素子２が実装されている一例を図示している。尚、本発明のＬＥＤ素子用基板の平面形状は、必ずしも矩形状に限定されない。本明細書において、「対角線の長さが３２インチ以上である」とは、例えば、ＬＥＤ素子用基板が楕円形である場合にはその長径の長さをいう。

［樹脂フィルム基材］
樹脂フィルム基材１１の材料としては、シート状に成形された可撓性を有する熱可塑性樹脂を用いることができる。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり、いずれも可撓性を有する物である限り本発明において両者に差はない。

また、樹脂フィルム基材１１の材料として用いる熱可塑性樹脂には耐熱性及び絶縁性が高いものであることが求められる。このような樹脂として、耐熱性と加熱時の寸法安定性、機械的強度、及び耐久性に優れるポリイミド樹脂（ＰＩ）を用いることができる。また、アニール処理等の耐熱性向上処理を施すことによって耐熱性と寸法安定性を向上させたその他の各種の熱可塑性樹脂を用いることもできる。例えば、アニール処理によって必要十分な耐熱性と寸法安定性を付与したポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等である。また、難燃性の無機フィラー等の添加によって難燃性を向上させたＰＥＴ等も基板フィルムの材料樹脂として選択することができる。

樹脂フィルム基材１１を形成する熱可塑性樹脂は上記のアニール処理によって、その熱収縮開始温度が、絶縁性保護膜１５を形成する熱硬化型インキの熱硬化温度以上となるように耐熱性が向上させたものを用いることが好ましい。例えば、絶縁性保護膜１５が、熱硬化温度が８０℃程度の熱硬化型インキで形成されるものである場合、通常８０℃程度であるＰＥＮの熱収縮開始温度を、アニール処理によって１００℃程度まで向上させればよい。これにより、樹脂フィルム基材１１の微細な熱損傷をも回避しながら、同時に十分な耐熱性、強度、絶縁性を有する絶縁性保護膜１５を形成することができる。

尚、本明細書における「熱収縮開始温度」とは、ＴＭＡ装置に測定対象の熱可塑性樹脂からなるサンプルシートをセットし、荷重１ｇをかけて、昇温速度２℃／分で１２０℃まで昇温し、その時の収縮量（％表示）を測定し、このデータを出力して温度と収縮量を記録したグラフから、収縮によって、０％のベースラインから離れる温度を読みとり、その温度を熱収縮開始温度としたものである。また、本明細書における「熱硬化温度」とは、測定対象の熱硬化型樹脂を加熱した際の熱硬化反応の立ち上がり位置の温度を測定算出し、その温度を熱硬化温度としたものである。

樹脂フィルム基材１１の絶縁性については、例えば画像表示装置のバックライト等としての一体化時に、ＬＥＤ素子用基板１に必要とされる絶縁性を付与し得る体積固有抵抗率を有する樹脂であることが求められる。一般的には、樹脂フィルム基材１１の体積固有抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０^１８Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。

樹脂フィルム基材１１の厚さは、特に限定されないが、耐熱性及び絶縁性と、製造コストのバランスとの観点から、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。また、ロール・トゥ・ロール方式による製造を行う場合の生産性を良好に維持する観点からも上記厚さ範囲であることが好ましい。

［接着材層］
ＬＥＤ素子用基板１の表面上への金属配線部１３の接合は、接着剤層１２を介したドライラミネート法によって行われることが好ましい。この接着剤層１２を形成する接着剤は、絶縁性保護膜１５を形成する熱硬化型インキの熱硬化温度における耐熱性を有するものであれば公知の樹脂系接着剤を適宜用いることができる。それらの樹脂接着剤のうち、ウレタン系、ポリカーボネート系、またはエポキシ系の接着剤等を特に好ましく用いることができる。

［金属配線部］
図１及び図２に示す通り、金属配線部１３は、ＬＥＤ素子用基板１の表面上に導電性基材によって形成される配線パターンである。本発明における金属配線部１３は、例えば１０００個以上のＬＥＤ素子２の間を導通して必要な電流を流して電気を供給する機能を有するとともに、ＬＥＤからの放熱部を兼ねているものである。

本発明においては、金属配線部１３を構成する金属の熱伝導率λが３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、金属配線部を構成する金属の電気抵抗率Ｒが２．５０×１０^−８Ωｍ以下である。ここで、熱伝導率λの測定は、たとえば、京都電子工業社製の熱伝導率計ＱＴＭ−５００を用いることができ、電気抵抗率Ｒの測定は、たとえば、ケースレー社製の６５１７Ｂ型エレクトロメータを用いることができる。これによれば、たとえば銅の場合、熱伝導率λは４０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、電気抵抗率Ｒは１．５５×１０^−８Ωｍとなる。熱伝導率λと電気抵抗率Ｒを上記範囲内とすることで、放熱性と電気伝導性の両立を図ることができる。より具体的には、ＬＥＤ素子からの放熱性が安定し、電気抵抗の増加を防げるので、ＬＥＤ間の発光バラツキが小さくなってＬＥＤの安定した発光が可能となり、また、ＬＥＤ寿命も延長される。更に、熱による基板等の周辺部材の劣化も防止できるので、ＬＥＤ素子用基板をバックライトとして組み込んだ画像表示装置自体の製品寿命も延長できる。

なお、金属配線部１３の表面抵抗値は、５００Ω／□以下が好ましく、３００Ω／□以下がより好ましく、更に１００Ω／□以下が好ましく、特に５０Ω／□以下が好ましい。下限は０．００５Ω／□程度である。表面抵抗値の測定は、たとえば、ケースレー社製の６５１７Ｂ型エレクトロメータを用いることができる。

上記範囲を満たす金属としては、金、銀、銅などの金属箔が例示できる。一方、例えばアルミニウムは本発明の範囲外となる。金属配線部１３の厚さは、ＬＥＤ素子用基板１に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、一例として厚さ１０μｍ〜５０μｍが挙げられる。放熱性向上の観点からは、金属配線部１３の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましい。また、金属層厚みが上記下限値に満たないと、樹脂フィルム基材１１の熱収縮の影響が大きく、はんだリフロー処理時に処理後の反りが大きくなりやすいため、この観点からも金属配線部１３の厚さは１０μｍ以上であることが好ましい。一方、同厚さが、５０μｍ以下であることによって、ＬＥＤ素子用基板の十分なフレキシブル性を保持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下なども防止できる。

また、金属配線部１３は電解銅箔であり、樹脂フィルム基材１１との積層面側の表面粗さＲｚが１．０以上１０．０以下であることが好ましい。ここで、ＲｚはＪＩＳＢ０６０１で規定される十点平均粗さである。放熱性の観点から、表面粗さを上記範囲内とすることで、特に樹脂フィルム基材１１との積層面側の表面積を増大でき、放熱性を更に高めることができる。また、表面凹凸によって樹脂フィルム基材１１との密着性を向上できるので、これによっても放熱性を向上できる。このような表面粗さＲｚは、電解銅箔の粗面側（マット面側）を好適に用いることができる。

金属配線部１３の配置は、ＬＥＤ素子の導通可能な配置であれば特定の配置には限定されない。但し、ＬＥＤ素子用基板１においては、樹脂フィルム基材１１の一方の表面の少なくとも９５％以上、好ましくは９８％以上の範囲が、この金属配線部１３によって被覆されていることが必須である。これにより、ＬＥＤ素子用基板１を用いてなる画像表示装置に好ましい放熱性を付与することができる。

また、上記の導通と被覆率との要件を満たすために、金属配線部１３は、図１に示すように、ＬＥＤ素子２の金属配線部１３への接合部分である実装の基本単位が、マトリックス上にＸＹ両方向に繰り返されている配置であることが好ましい。実装の基本単位とは、図２に示す通り、隣接する複数の矩形状の導電プレート部１３１と、導電プレート部１３１の間の隙間部分である絶縁スリット部１３２とからなる実装の基本となる構成単位のことを言う。また、金属配線部１３は、主には異なる行に配置される導電プレート部１３１の間を接続するコネクター配線１３３を有する。また、金属配線部１３は、その末端部分において、ＬＥＤ実装モジュール１０と外部電源等との電気的接続を行うための端子１３４を有する。ＬＥＤ素子用基板１は単一の樹脂フィルムを基板としているため、金属配線部１３を構成する導電プレート部１３１、コネクター配線１３３、端子１３４の配置とそれらの組合せは設計の自由度が極めて高く、多数のＬＥＤ素子２の導通の形態について直列、並列いずれの接続によることも可能であり、単一の実装後のＬＥＤ機材に応じて両者を最適に組み合わせた配線とすることが容易にできる。

金属配線部１３における絶縁スリット部（本発明の絶縁部に相当）１３２の幅は、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のスリット状であることが好ましく、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。ここでスリット状とは全体としてスリット状の意味であり、必ずしも単純な線状（もちろん曲線も含む）に限らず、たとえばＬＥＤのハンダ接続部として平面視で一部に凹凸部が配置されているものも含む意味である。導電プレート１３１間の短絡を防止するためには、絶縁スリット部１３２の幅は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、絶縁スリット部１３２の幅が１．０ｍｍ以下であることによって、導電プレート部１３１間における好ましい熱の伝達が可能となる。好ましい熱の伝達は、例えば、ローカルディミング方式（ＬＥＤ発光輝度の細かいエリアコントロール）の大型のＬＥＤバックライトにおいて局所的な発熱が発生した場合、相対的に高温度となった部分の導電プレート部１３１から相対的に低い温度のままである導電プレート部１３１への熱の移動させる作用が挙げられる。これにより、ＬＥＤバックライトにおける局所的な高温度をＬＥＤ素子用基板全体に放散して局所的な温度上昇による各ＬＥＤ素子の機能低下や故障を防止することができる。

［ハンダ層］
ＬＥＤ素子用基板１においては、金属配線部１３とＬＥＤ素子２との接合については、ハンダ層１４を介した接合を行う。このハンダによる接合方法の詳細は後述するが、大きく分けて、リフロー方式、或いは、レーザー方式の２方式のいずれかによって行うことができる。

［絶縁保護膜］
絶縁性保護膜１５は、上述の通り、熱硬化型インキによって、金属配線部１３と樹脂フィルム基材１１の表面上の電気的接合が必要となる一部分を除いた他の部分に、主としてＬＥＤ素子用基板１の耐マイグレーション特性を向上させるために形成される。

熱硬化型インキとしては、熱硬化温度が１００℃以下程度のものであれば、公知のインキを適宜好ましく用いることができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ系及びフェノール系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーン系樹脂等、を其々ベース樹脂とする絶縁性インキを好ましく用いることができるインキの代表例として挙げることができる。また、これらのうちでも、ポリエステル系の熱硬化型の絶縁インキは、可撓性に優れる点から、ＬＥＤ素子用基板１の絶縁性保護膜１５を形成するための材料として特に好ましい。

また、絶縁性保護膜１５を形成する熱硬化型インキは、例えば、二酸化チタン等の無機白色顔料を更に含有する白色のインキであってもよい。絶縁性保護膜１５を白色化することで、意匠性の向上を図ることができる。

尚、以上の絶縁性の熱硬化型インキによる絶縁性保護膜１５の形成は、スクリーン印刷等公知の方法によって行うことができる。

［反射層］
反射層１６は、上記のＬＥＤ実装モジュール１０において、発光能力を向上させることを目的として、本実施形態では、ＬＥＤ素子用基板の発光面側の最表面に、ＬＥＤ素子２の実装部分を除いて積層される。ＬＥＤ素子の発光を反射し、所定の方向へ導くための反射面を持つ部材であれば特に限定されないが、白色ポリエステル発泡タイプの白色ポリエステル、白色ポリエチレン樹脂、銀蒸着ポリエステル等を、最終製品の用途とその要求スペック等に応じて適宜用いることができる。

＜ＬＥＤ素子用基板の製造方法＞
ＬＥＤ素子用基板１は、従来公知の電子基板の製造方法の一つであるエッチング工程と、によって製造することができる。また、選択する材料樹脂に応じて、予め当該樹脂にアニール処理による耐熱性向上処理を施すことが好ましい。

［アニール処理］
アニール処理は、従来公知の熱処理手段を用いることができる。アニール処理温度の一例としては、樹脂フィルム基材１１を形成する熱可塑性樹脂がＰＥＮである場合、ガラス転移温度から融点の範囲、更に具体的には１６０℃から２６０℃、より好ましくは１８０℃から２３０℃の範囲である。アニール処理時間としては、１０秒から５分程度が例示できる。このような熱処理条件によれば、一般的に８０℃程度であるＰＥＮの熱収縮開始温度を、１００℃程度に向上させることができる。

［エッチング工程］
アニール処理を経た樹脂フィルム基材１１の表面に、金属配線部１３の材料とする銅箔等の金属配線部１３を積層してＬＥＤ素子用基板１の材料とする積層体を得る。積層方法としては、金属箔を接着剤によって樹脂フィルム基材１１の表面に接着する方法、或いは、樹脂フィルム基材１１の表面に直接にメッキ方法や気相製膜法（スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等）により金属配線部１３を蒸着させる方法を挙げることができる。コストや生産性の面からは、金属箔をウレタン系の接着剤によって樹脂フィルム基材１１の表面に接着する方法が有利である。

次に、上記の積層体の金属箔の表面に、金属配線部１３の形状にパターニングされたエッチングマスクを形成する。エッチングマスクは、将来、金属配線部１３となる金属箔の配線パターン形成部分がエッチング液による腐食を免れるために設けられる。エッチングマスクを形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジストまたはドライフィルムをフォトマスクを通して感光させた後で現像することにより積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよい。

次に、エッチングマスクに覆われていない箇所における金属箔を浸漬液により除去する。これにより、金属箔のうち、金属配線部１３となる箇所以外の部分が除去される。

最後に、アルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスクを除去する。これにより、エッチングマスクが金属配線部１３の表面から除去される。

［絶縁性保護膜及び反射層形成工程］
金属配線部形成後、必要に応じて絶縁性保護膜１５及び反射層１６を更に積層する。これらの積層は公知の方法によって行うことができる。採用する材料によりスクリーン印刷等の印刷法或いは、ドライラミネーション、熱ラミネーション法等、各種のラミネート処理方法によることができる。

＜ＬＥＤ実装モジュール＞
ＬＥＤ素子用基板１の金属配線部１３に、ＬＥＤ素子２を直接実装することにより、ＬＥＤ実装モジュール１０を得ることができる。

ＬＥＤ素子２は、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合されたＰＮ接合部での発光を利用した発光素子である。Ｐ型電極、Ｎ型電極を素子上面、下面に設けた構造と、素子片面にＰ型、Ｎ型電極の双方が設けられた構造が提案されている。いずれの構造のＬＥＤ素子２も、本発明のＬＥＤ実装モジュール１０に用いることができるが、上記のうち素子片面にＰ型、Ｎ型電極の双方が設けられた構造のＬＥＤ素子を特に好ましく用いることができる。

ＬＥＤ実装モジュール１０は、上述の通り、ＬＥＤ素子用基板１として、所定の熱伝導率及び電気抵抗値を有する金属を面積で９５％以上基材上に被覆することで高い放熱性を発揮することができる金属配線部１３に、ＬＥＤ素子２を直接実装するものである。これにより、ＬＥＤ素子２の点灯時に発生する熱が金属配線部１３の全体に速やかに拡散し、大型のＬＥＤ実装モジュール１０の放熱性が大きく向上する。このようなＬＥＤ素子用基板１の具体例として、サイズが３３０ｍｍ×５６０ｍｍのアニール処理済の厚さ５０μｍのＰＥＮフィルム上に、隣接する導電プレート間の絶縁スリット部の幅を１．０ｍｍとして銅箔からなる金属配線部を、上記の被覆率が９５％となるように形成したものが挙げられる。このＬＥＤ素子用基板に、Ｘ方向に８個、Ｙ方向に２０個、計１６０個のＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ実装モジュールは、導通の確保に関係しないＹ方向の絶縁スリット部を２．０ｍｍに広げて上記被覆率を９０％とし、それ以外のスペックを上記と全く同じとして形成した場合と比較して、明らかな放熱性の向上が認められた。

ＬＥＤ実装モジュール１０は、ＬＥＤ素子１００個以上、好ましくは１０００個以上のＬＥＤ素子２の実装を前提とする、画面サイズ換算で３２インチ以上、好ましくは６５インチ以上に適用されることが好ましい。本発明のＬＥＤ素子用基板は回路設計の自由度が高いため、実装されるＬＥＤ素子２の配置間隔等は自在に調整することが可能であり、大型の画像表示装置における様々な要求物性に従来よりも低コストで対応することができる。

＜ＬＥＤ実装モジュールの製造方法＞
ＬＥＤ素子用基板１を用いたＬＥＤ実装モジュール１０の製造方法について説明する。金属配線部１３へのＬＥＤ素子２の接合は、ハンダ加工により好ましく行うことができる。このハンダによる接合は、リフロー方式、或いは、レーザー方式によることができる。リフロー方式は、金属配線部１３にハンダを介してＬＥＤ素子２を搭載し、その後、ＬＥＤ素子用基板１をリフロー炉内に搬送して、リフロー炉内で金属配線部１３に所定温度の熱風を吹きつけることで、ハンダペーストを融解させ、ＬＥＤ素子２を金属配線部１３にハンダ付けする方法である。また、レーザー方式とは、レーザーによってハンダを局所的に加熱して、ＬＥＤ素子２を金属配線部１３にハンダ付けする手法である。

レーザー方式によって金属配線部１３へのＬＥＤ素子２のハンダ接合を行う場合は、樹脂フィルム基材１１における裏面側からのレーザー照射によって、ハンダのリフローを行う方法とすることが好ましい。これにより、加熱によるハンダの有機成分の発火とそれに伴う基材の損傷をより確実に抑制することができる。

＜画像表示装置＞
図６は、直下型のＬＥＤ実装モジュール１０を用いた画像表示装置１００の層構成の概略を模式的に示す斜視図である。画像表示装置１００は、所定の間隔でマトリクス状に配列された複数のＬＥＤ素子２を駆動（発光）することによって、文字や映像等の情報（画像）をモニター３に表示する。ＬＥＤ素子２は、ＬＥＤ素子用基板１の金属配線部１３に実装されている。また、ＬＥＤ実装モジュール１０から放熱される熱を更に効率よく外部に放射するための放熱構造４が樹脂基材の裏面側に設置されていることが更に好ましい。本発明のＬＥＤ素子用基板１が、高放熱性と低電気抵抗性に優れる結果、それぞれのＬＥＤの消費電力が小さく、かつ、発光輝度のバラツキが小さい。また、熱による基板等の周辺部材の劣化も防止して製品寿命を延長できる。

１ ＬＥＤ素子用基板
１１ 樹脂フィルム基材
１２ 接着材層
１３ 金属配線部
１３１ 導電プレート部
１３２ 絶縁スリット部（絶縁部）
１３３ コネクター配線
１３４ 端子
１４ ハンダ層
１５ 絶縁性保護膜
１６ 反射層
２ ＬＥＤ素子
３ モニター
４ 放熱構造
１０ ＬＥＤ実装モジュール
１００ 画像表示装置

Claims (7)

1. 可撓性を有する樹脂フィルム基材と、
   前記樹脂フィルム基材上に積層されており、ＬＥＤ素子の両電極間を導通させるための、絶縁部が形成されている金属配線部と、を備え、
   前記金属配線部を構成する金属の熱伝導率λが３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、
   前記金属配線部を構成する金属の電気抵抗率Ｒが２．５０×１０^−８Ωｍ以下であり、
   前記金属配線部は、前記樹脂フィルム基材の一方の表面の９５％以上の範囲を被覆しているＬＥＤ素子用基板。
2. 前記金属配線部が銅である請求項１に記載のＬＥＤ素子用基板。
3. 前記金属配線部の平均厚さが５μｍ以上５０μｍ以下である請求項１または２に記載のＬＥＤ素子用基板。
4. 前記絶縁部が、幅０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のスリット状に形成されている請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ素子用基板。
5. 前金属配線部が電解銅箔であり、前記樹脂フィルム基材との積層面側の表面粗さＲｚが１．０以上１０．０以下である請求項１から４のいずれかに記載のＬＥＤ素子用基板。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤ素子用基板に少なくとも１００個以上のＬＥＤ素子を実装してなるＬＥＤ実装モジュール。
7. 請求項６に記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライトとして備える画像表示装置。

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