JP2016189413A - Ｌｅｄ実装モジュール及びｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ表示装置のバックライトとして使用した際の放熱性能を十分に向上させることができるＬＥＤ素子用実装モジュール、及びそれを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】支持基板１１の一方の表面に複数のＬＥＤ素子２を実装可能に形成されている金属配線部１３を備えるＬＥＤ素子用基板１と、金属配線部１３に実装されているＬＥＤ素子２と、を備えるＬＥＤ実装モジュール１０であって、支持基板１１の他方の表面には、熱伝導率が０．３５Ｗ／ｍＫ以上である熱伝導性粘着フィルムからなる粘着層４が形成されていて、粘着層４は、ＬＥＤ素子２の実装領域直下の領域を除き、且つ、該領域の外縁近傍の領域に形成されているＬＥＤ実装モジュール１０とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、配線基板にＬＥＤ素子を実装してなるＬＥＤ実装モジュール、及びそれを用いたＬＥＤ表示装置に関する。より詳しくは、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を実装することにより、ＬＥＤ表示装置のバックライト光源として用いることができて、且つ、ＬＥＤ表示装置において放熱性の向上に寄与することができるＬＥＤ実装モジュールに関する。

近年、従来のブラウン管型のモニターに代わり、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素子を実装してなるＬＥＤ実装モジュールが、上記の液晶テレビ等の各種表示装置のバックライト光源として広く用いられている。

近年のＬＥＤ表示装置のバックライト光源として、直下型のバックライトが広く用いられている。直下型のバックライトは、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、直下型のバックライトは、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。又、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、反りや亀裂等、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。

例えば、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を別途形成した回路基板（特許文献１）や、或いは、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（特許文献２）も提案されている。

しかしながら、上記いずれのＬＥＤ素子用基板においても、放熱を主たる目的とした構造体の追加形成に伴う作業上の追加負担と、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。

又、ＬＥＤ表示装置全体としては、ＬＥＤ素子の実装領域で発生した熱は最終的には、ＬＥＤ表示装置の背面側等に設けられる何らかの放熱部から装置の外に放出される必要がある。よって、上記の様々な工夫によりＬＥＤ素子用基板の放熱性を向上させたとしても、基板と放熱部との間の熱伝導経路となる部分の熱伝導性が不十分であると、ＬＥＤ表示装置全体としては十分な放熱が行えないこととなる。

ここで、例えば、フレキシブル基板タイプのＬＥＤ実装モジュールを、ＬＥＤ表示装置の外部背面を構成する金属シャーシの内部側表面に直接設置する構造とすれば、ＬＥＤ表示装置全体の放熱性をシンプルな構造によって向上させることができる。そこで両面粘着テープ等によって上記のＬＥＤ実装モジュールを上記の金属シャーシの背面等、放熱部としての役割を果たす部分に直接貼付する構成も考えられる。

フレキシブル基板タイプのＬＥＤ実装モジュールを金属シャーシ等に固定するには、何らかの粘着層をＬＥＤ素子用基板のＬＥＤ素子が実装されていない側である背面側に形成し、当該背面とは逆側の表面側から粘着部全体を均等に放熱部表面に押しつけて固定する必要がある。ここで、ＬＥＤ素子には、その破損を防ぐために押圧をかけることがほとんでできない。よって、実際には、ＬＥＤ素子の実装領域を除く部分に適宜粘着テープ等を配してＬＥＤ素子用基板と放熱部との物理的な粘着を確保するしかないと考えられていた。

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

ＬＥＤ実装モジュールの放熱部への設置において、上記態様による粘着作業を行った場合、ＬＥＤ実装モジュールの放熱部への取付け作業が簡便に行えるため作業性は良好である。しかし、依然、熱伝導経路となる部分、即ち、粘着層部分における熱伝導性が不十分であるという問題は解決されていない。製造時の作業性を維持したまま、その放熱性能を更に向上させることができるＬＥＤ実装モジュールが求められていた。

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、ＬＥＤ表示装置のバックライトとして使用した際の放熱性能を十分に向上させることができるＬＥＤ素子用実装モジュール、及びそれを用いた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実装モジュールを以下の構成とすることで上記課題を解決可能であることを見出すに至った。即ち、ＬＥＤ素子実装領域の直下を回避しつつも、極力その近傍を囲むように配置することができるような形状に加工した熱伝導性を有する粘着テープで、ＬＥＤ実装モジュールをＬＥＤ表示装置の放熱部に固定するための粘着層を形成する構成である。この構成により、ＬＥＤ表示装置の使用時における多数のＬＥＤ素子からの発熱に対する放熱性能を十分に向上させることができる。具体的に本発明は以下のものを提供する。

（１） 支持基板の一方の表面に複数のＬＥＤ素子を実装可能に形成されている金属配線部を備えるＬＥＤ素子用基板と、前記金属配線部に実装されているＬＥＤ素子と、
を備えるＬＥＤ実装モジュールであって、前記支持基板の他方の表面には、熱伝導率が０．３５Ｗ／ｍＫ以上である熱伝導性粘着フィルムからなる粘着層が形成されていて、
前記粘着層は、前記ＬＥＤ素子の実装領域直下の領域であるＬＥＤ素子直下領域には形成されておらず、且つ、該ＬＥＤ素子直下領域の外縁近傍の領域には形成されているＬＥＤ実装モジュール。

（２） 前記熱伝導性粘着フィルムの熱伝導率が、０．８５Ｗ／ｍＫ以上である（１）に記載のＬＥＤ実装モジュール。
（３） 前記熱伝導性粘着フィルムには、複数の切り抜き部及び／又は切り欠き部が形成されており、該複数の切り抜き部及び／又は切り欠き部が、前記ＬＥＤ素子直下領域を包囲する位置に配置されている（１）又は（２）に記載のＬＥＤ実装モジュール。

（４） 前記粘着フィルムが、複数の帯状の熱伝導テープの組合せによって構成されており、前記切り欠き部が、それぞれの前記熱伝導テープの側辺に沿って形成されている（３）に記載のＬＥＤ実装モジュール。

（５） 前記切り欠き部が、前記熱伝導テープの一方の側辺のみに形成されていて、ＬＥＤ実装領域を構成する正極側配線部と負極側配線部のうち、相対的に発熱量が大きい側の配線部の周囲のみを取り囲む態様で配置されている（４）に記載のＬＥＤ実装モジュール。

（６） 前記支持基板が可撓性を有するフレキシブル基板である（１）から（５）のいずれかに記載のＬＥＤ実装モジュール。

（７） （１）から（６）のいずれかに記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライト光源とするＬＥＤ表示装置であって、前記ＬＥＤ実装モジュールは、前記粘着層を介して、前記ＬＥＤ表示装置の一部である放熱部に固定されているＬＥＤ表示装置。

本発明によれば、ＬＥＤ表示装置のバックライトとして使用した際に、多数のＬＥＤ素子からの発熱に対する放熱性を十分に向上させることができるＬＥＤ実装モジュール、及びそれを用いた画像表示装置を提供することができる。

本発明のＬＥＤ実装モジュールの構成概略を示す平面図である。 図１における反射層を除去した状態であって、上記ＬＥＤ実装モジュールにおけるＬＥＤ素子の実装態様を模式的に示す平面図である。 図１のＡ―Ａ線における断面図であり、本発明のＬＥＤ実装モジュールの層構成の一例を模式的示す断面図である。 本発明のＬＥＤ実装モジュールをバックライトとして用いたＬＥＤ表示装置の層構成の概略を模式的に示す斜視図である。 本発明のＬＥＤ実装モジュールの備える粘着層の構成概略を示す平面図であり、ＬＥＤ実装モジュールの背面側の平面図である。 図５に示すＬＥＤ実装モジュールの他の実施形態に係る粘着層の構成概略を示す平面図である。 図５に示すＬＥＤ実装モジュールの更なる他の実施形態に係る粘着層の構成概略を示す平面図である。

以下、先ずは、本発明のＬＥＤ実装モジュールを用いたＬＥＤ表示装置の全体構成の概略について説明する。その後、引き続き、本発明のＬＥＤ実装モジュールの詳細について説明する。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表示装置＞
図４は、本発明のＬＥＤ実装モジュール１０を用いたＬＥＤ表示装置１００の構成を模式的に示す斜視図である。ＬＥＤ表示装置１００は、例えばＬＥＤ装置の外部筐体である金属シャーシの背面側の金属プレートでもある放熱部５と、放熱部５に粘着層４を介して固定されているＬＥＤ実装モジュール１０と、液晶表示パネル等の表示画面３とを含んで構成される。これらのＬＥＤ表示装置１００を構成する各部材は、上記の外部筐体内において、それぞれ所望の光学性能を発揮しうる適切な位置に配置されてＬＥＤ表示装置１００を構成する。

＜ＬＥＤ実装モジュール＞
図１及び図２に示す通り、ＬＥＤ実装モジュール１０においては、ＬＥＤ素子用基板１の表面に形成されている金属配線部１３上にＬＥＤ素子２が所定の間隔でマトリックス状に実装されている。ＬＥＤ素子用基板１の金属配線部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は、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。

［ＬＥＤ素子］
ＬＥＤ素子２は、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合されたＰＮ接合部で発光するＬＥＤチップ２１を内蔵する発光素子である。図３に示す通り、ＬＥＤ素子２は、通常、カソード（−）側（負極側配線部）の電極にＬＥＤチップ２１を接合し、アノード（＋）側（正極側配線部）の電極に金線２２により導通を確保する態様で実装されることが多い。この場合、ＬＥＤ素子２の実装領域の中でも、特にＬＥＤチップ２１が配置されているカソード（−）側（負極側配線部）の周囲における発熱量が相対的に大きくなる。

［ＬＥＤ素子用基板］
ＬＥＤ実装モジュール１０を構成するＬＥＤ素子用基板１は、図１から図３に示す通り、支持基板１１の一方の表面に、複数のＬＥＤ素子を実装可能な態様で金属配線部１３が形成されている配線基板である。本発明は、支持基板１１が、所謂リジットタイプの硬板である配線基板にも適用するこができる。但し、本発明は、支持基板１１が可撓性を有する樹脂フィルムである場合に、より以上の好ましい効果を奏するものである。以下、本発明の好ましい実施形態として、ＬＥＤ素子用基板１が、可撓性を有する支持基板１１を備えてなるフレキシブル基板タイプの配線基板である場合について説明する。

そして、本発明のＬＥＤ素子用基板１は、金属配線部１３が形成されていない他方の表面（以下、この面のことを単に「背面」とも言う）に、放熱部５への固定手段となり、且つ、ＬＥＤ素子２から発生した熱をＬＥＤ表示装置１００の外に放熱するための熱伝導経路ともなる粘着層４が、本願独自の態様で形成されていることを主たる特徴とする。

又、ＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、支持基板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、支持基板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。

更に、ＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、支持基板１１及び金属配線部１３上に、白色樹脂等からなる反射層１６が、絶縁性保護膜１５の上に積層されていることが好ましい。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。又、反射層１６を絶縁性の高い樹脂で構成することによって、絶縁性保護膜１５を特に配置せず、反射層１６によってＬＥＤ素子用基板に必要な絶縁機能を担保することもできる。

ＬＥＤ素子用基板１のサイズについては、特段の限定はない。特に、支持基板１１が上述の通り可撓性を有するフレキシブル基板である場合には、基板のサイズ加工の自由度が極めて高いため、例えば、対角線の長さが３２インチ以上、より好ましくは６５インチ以上の大型の表示画面３を備えるＬＥＤ表示装置においても、本発明を容易且つ好適に適用することができる。

ＬＥＤ素子用基板１に、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ることによりＬＥＤ実装モジュール１０が構成される。

（支持基板）
支持基板１１は、可撓性を有する樹脂フィルムであることが好ましく、公知の熱可塑性樹脂を用いて形成することができる。支持基板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）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いることができる。中でも、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ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を好ましく用いることもできる。又、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ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）も支持基板１１の材料樹脂として選択することができる。

支持基板１１を形成する熱可塑性樹脂は、熱収縮開始温度が１００℃以上のもの、又は、上記のアニール処理等によって、同温度が１００℃以上となるように耐熱性を向上させたものを用いることが好ましい。通常ＬＥＤ素子から発せられる熱により同素子周辺部は９０℃程度の温度に達する場合がある。この観点から、支持基板１１を形成する熱可塑性樹脂は、上記温度以上の耐熱性を有するものであることが好ましい。

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フィルムをセットし、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。又、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。

又、支持基板１１には、ＬＥＤ実装モジュール１０としての一体化時に、ＬＥＤ素子用基板１に必要な絶縁性を付与し得るだけの高い絶縁性を有する樹脂であることが求められる。一般的には、支持基板１１は、そ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。

支持基板１１の厚さは、特に限定されないが、放熱経路としてボトルネックとはならないこと、耐熱性及び絶縁性を有するものであること、及び、製造コストのバランスとの観点から、概ね１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。又、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。

（接着剤層）
ＬＥＤ素子用基板１の表面への金属配線部１３の形成は、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、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、又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。この接着剤層１２は、通常、金属配線部１３のエッチング処理後に支持基板１１上に残存しているものである。

（金属配線部）
図２及び図３に示す通り、金属配線部１３は、ＬＥＤ素子用基板１の一方の表面に金属箔等の導電性基材によって形成される配線パターンである。

金属配線部１３を構成する金属の熱伝導率λは２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下が好ましく、３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下がより好ましい。金属配線部１３を構成する金属の電気抵抗率Ｒは３．００×１０−８Ωｍ以下が好ましく、２．５０×１０−８Ωｍ以下がより好ましい。ここで、熱伝導率λの測定は、例えば、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、例えば、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、例えば、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。

例えば、金属配線部１３を銅箔で形成した場合、放熱性と電気伝導性を高い水準で両立させることができる。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る。又、ＬＥＤ素子の寿命も延長される。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表示装置の製品寿命も延長できる。

尚、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。

金属配線部１３を形成する金属の例としては、上記の銅の他、アルミニウム、金、銀等の金属を挙げることができる。

又、金属配線部１３は電解銅箔であり、支持基板１１との積層面側の表面粗さＲｚが１．０以上１０．０以下であることがより好ましい。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、特に支持基板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。又、表面凹凸によって支持基板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、好ましくはマトリックス状の配置で実装できる配置であれば特定の配置に限定されない。但し、ＬＥＤ素子用基板１においては、支持基板１１の一方の表面の好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％、最も好ましくは９５％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好ましい。これにより、ＬＥＤ素子２を高密度で配置したＬＥＤ実装モジュール１０において発生する過剰な熱を十分に放熱することができる優れた放熱性をＬＥＤ実装モジュール１０に備えさせることができる。

又、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、金属配線部１３の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましい。又、金属層厚みが上記下限値に満たないと、支持基板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１の十分なフレキシブル性を維持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下等も防止できる。

（絶縁保護膜）
絶縁性保護膜１５は、熱硬化型インキによって、金属配線部１３と支持基板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。又、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。

又、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。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、主として可視光波長域の光に対する高い反射性を有する反射部材である。そして、反射層１６は、ＬＥＤ実装モジュール１０の発光能力の向上を目的として、ＬＥＤ素子用基板１の発光面側の最表面に、ＬＥＤ素子実装領域を除く領域を覆って積層されている。

反射層１６は、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、ＬＥＤ素子用基板１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。

［粘着層］
粘着層４は、熱伝導性粘着フィルムにより形成される。粘着層４を形成する熱伝導性粘着フィルムは、上記背面のうちＬＥＤ素子２の実装されている領域の直下の領域（本明細書においては、この領域のことを「ＬＥＤ素子直下領域（１６１）」と言うものとする）を除き、且つ、ＬＥＤ素子直下領域１６１外縁近傍の領域に配置される。より詳しくは、ＬＥＤ素子直下領域１６１を含まず、その外縁近傍の領域を含み、ＬＥＤ表示装置の製造において、ＬＥＤ実装モジュール１０と放熱部５との接続面に求められる所定の粘着強度を確保することが可能となる範囲に配置される。

図３はＬＥＤ実装モジュール１０として一体化された状態において、ＬＥＤ素子用基板１が、放熱部５に固定されている状態を図示している。放熱部５への固定前の状態におけるＬＥＤ実装モジュールにおいては、通常、この放熱部５の表面には、粘着層４を保護する剥離フィルム（図示せず）が更に積層されている。剥離フィルムは粘着層４を破損せずに剥離可能なフィルム又はシートであればよく、紙、織物、プラスチックフィルム等から形成されているものを適宜用いることができる。又、粘着層４の側の面には、シリコーン系やアクリル系、ＰＶＡ系等離型剤により剥離処理がなされていることが好ましい。

粘着層４を構成する熱伝導性粘着フィルムとは、具体的には、ポリエステル系樹脂等からなる厚さ５０μｍ〜１００μｍ程度の樹脂フィルムの両面に熱伝導性を有する粘着層が両面に形成されているフィルム又はシートのことを言う。熱伝導性を有する粘着材として例えば、アクリル系粘着材等を用いることができる。そして、この熱伝導性粘着フィルムの熱伝導率は、０．３５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、０．８５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。

上記の熱伝導性粘着フィルムは、支持基板１１におけるＬＥＤ素子２が実装される金属配線部１３が形成されている面とは反対側の表面（背面）に配置されて粘着層４を形成する。そして、熱伝導性粘着フィルムは、ＬＥＤ素子２が実装されている領域の直下の領域であるＬＥＤ素子直下領域１６１を除いた領域に、帯状の熱導性テープを貼付することによって形成することができる。熱伝導性テープとして、例えば、「ＴＲ−５３１０（日東電工）（熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ）」や、「ＴＲ−５９１２Ｆ（日東電工）（熱伝導率１．１Ｗ／ｍ・Ｋ）」等の市販の熱伝導性テープを用いることができる。

ここで、支持基板１１に貼付するときに適切に押圧をかけることが困難であるＬＥＤ素子直下領域１６１には粘着層４が形成されないことが必須の要件である。一方で、粘着層４が、ＬＥＤ素子２から発生した熱の熱伝導経路としての機能を十分に発揮するためには、ＬＥＤ素子直下領域１６１近傍の領域には粘着層４が形成されていることが好ましい。ここでＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁近傍とは、必ずしも一定の距離範囲内の領域に限定されるものではないが、具体的な範囲として、好ましくは、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁から外側に向けて１ｍｍ以内の範囲、より好ましくは０を超えて０．５ｍｍ以内の範囲である。熱伝導性粘着フィルムは、上記のＬＥＤ素子直下領域１６１の周辺の近傍域内で可能な限り広範囲を占めて形成されていることがより好ましい。

粘着層４を形成する熱伝導性粘着フィルムとしては、図５又は図６に示すように、複数の切り抜き部４１及び／又は切り欠き部４１Ａが形成されているものを用いることが好ましい。図５又は図６に示すように複数の切り抜き部４１及び／又は切り欠き部４１Ａが、ＬＥＤ素子直下領域１６１を包囲する位置に配置されていることにより、ＬＥＤ素子直下領域１６１に粘着層４が形成されることを回避しながら、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁近傍のより広い範囲に粘着層４が形成することができる。

図５に示すように、粘着層４の全部又は一部は、矩形状の熱伝導性粘着フィルムで構成することができる。この場合、図５に示すように、熱伝導性粘着フィルム４０には、切り抜き部４１が形成されていることが好ましい。切り抜き部４１は、ＬＥＤ素子用基板１において、ＬＥＤ素子直下領域１６１に粘着層４が存在しないこととなり、且つ、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁近傍には粘着層４が存在することが可能となる、大きさ及び形状で熱伝導性フィルムに形成されればよい。切り抜き部４１は、熱伝導性粘着フィルムにポンチの打抜き、又はレーザー加工によって適切な大きさと形状を有する貫通孔を必要な位置に打抜き加工することによって形成することができる。

又、図６に示すように、上記のような矩形状の熱伝導性粘着フィルムに代えて、複数の帯状の熱伝導テープ４０Ａの組合せによって粘着層４を構成することができる。この場合、熱伝導テープ４０Ａには、図６に示すようにその両側辺に沿って切り欠き部４１Ａが形成されていることが好ましい。切り欠き部４１Ａは、図６に示すように、ＬＥＤ素子直下領域１６１を除き、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁近傍においてＬＥＤ素子直下領域１６１を囲む態様で、粘着層４が形成されることとなる大きさ及び形状で形成されればよい。切り欠き部４１Ｂは、熱伝導性粘着フィルムにポンチの打抜き、又はレーザー加工によって適切な大きさと形状を有する貫通孔を必要な位置に打抜き加工することによって形成することができる。

又、図７に示すように、粘着層４は、切り欠き部４１Ｂが、熱伝導テープの一方の側辺のみに形成されている熱伝導テープ４０Ｂの組合せによっても構成することができる。この場合、熱伝導テープ４０Ｂの切り欠き部４１Ｂは、図７に示す通り、ＬＥＤ実装領域を構成する正極側配線部と負極側配線部のうち、相対的に発熱量が大きいＬＥＤチップ２１が配置されている側の配線部の周囲のみを取り囲む態様で配置されていることが好ましい。これにより、特にＬＥＤチップ２１から発熱される熱を効率よく放熱部５への熱伝導経路となる粘着層４に取り込むことができる。本明細書において「切り欠き部が、ＬＥＤ素子直下領域を包囲する位置に配置されている」態様とは、必ずしも、ＬＥＤ素子直下領域の外縁を完全に取り囲んでいる態様のみを限定的に示すものではない。例えば、図７のように切欠き部４ＢがＬＥＤ素子のＬＥＤ素子直下領域の外縁の一部を取り囲んで配置されている態様も、粘着層４を、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁近傍に配置することによって本発明の効果を奏する態様である限りこれに含まれる。

ＬＥＤ実装モジュールが組み込まれるＬＥＤ表示装置１００における表示性能を保持するためには、個々のＬＥＤ素子の発光に熱環境の相違に起因するバラツキが起きないことが望まれる。そのためには、放熱部５への熱伝導経路となる粘着層４は、全てのＬＥＤ素子２に対する相対的配置位置や配置態様が均質な状態であることが必要である。本発明のＬＥＤ実装モジュール１０は、このような熱伝導経路を、追加作業負担の少ない簡易な方法により形成することができるものである。

尚、例えば、ＬＥＤ素子の底面の形状が正方形であることにより、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁形状も正方形であり、一方で切り抜き部４１の形状が円形である場合等、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁形状と切り抜き部４１の形状が異なる場合、ＬＥＤ素子直下領域１６１の外縁から切り抜き部４１の内縁までの距離は必ずしも一定ではない。この場合、少なくとも切り抜き部４１の内縁の一部がＬＥＤ素子直下領域１６１の周辺の近傍域内にあればよく、好ましくは、同近傍域内の５０％以上の面積範囲が切り抜き部４１と重なっていることがより好ましい。切り欠き部４１Ｂについても同様である。

＜ＬＥＤ実装モジュールの製造方法＞
以下、フレキシブル基板タイプの配線基板である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。ＬＥＤ実装モジュール１０は、先ず、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を用いて、ＬＥＤ素子用基板１を製造し、これにＬＥＤ素子２を実装し、その後に、粘着層４を形成することによって製造することができる。

［ＬＥＤ素子用基板の製造］
（エッチング工程）
支持基板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支持基板１１の表面に接着する方法、或いは、支持基板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支持基板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成形する。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成形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成形する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又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フィルムの表面にエッチングマスクを成形してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層フィルムの表面にエッチングマスクを成形してもよい。

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。そして、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を積層する。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。

（反射層積層工程）
金属配線部１３の形成後、その上に反射層１６を直接或いは絶縁性保護膜を介して、更に積層する。この積層は、上記製造方法によって得た反射層用のフィルムを、金属配線部１３等及び支持基板１１の表面に加熱圧着する熱ラミネーション法により好ましく行うことができる。この熱ラミネーションはＬＥＤ素子２の実装の前後の段階で、適宜、反射層を金属配線部１３等に圧着させるための独立した加熱処理として行ってもよい。ただし、下記に記す通り、ＬＥＤ実装モジュールの製造のプロセス内で、ＬＥＤ素子２の実装のためのハンダ処理時にハンダを溶融するための熱によって、ＬＥＤ素子２の実装のためのハンダ処理と反射層１６の金属配線部１３等への熱ラミネーション処理を同時に行うこともできる。

［ＬＥＤ素子用基板の実装］
（ＬＥＤ素子実装工程）
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。又、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。

金属配線部１３へのＬＥＤ素子２のハンダ接合を行う際は、支持基板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。

［粘着層の形成］
（粘着層形成工程）
上記各工程を経て得たＬＥＤ素子用基板１の背面に、上述の熱伝導性テープ等、適切な切り抜き部４１又は切り欠き部４１Ａ、４１Ｂを形成した熱伝導性粘着フィルムを、切り抜き部４１等がＬＥＤ素子直下領域１６１に重なることとなる位置に配置し、ＬＥＤ素子直下領域１６１以外の貼付領域に適度な押圧をかけることによって粘着による固定を確保する。この段階で熱伝導性粘着フィルムの表面には、粘着層４の表面を保護する剥離層が積層されていることが好ましい。

以上説明した本発明のＬＥＤ素子用基板、ＬＥＤ実装モジュール等及びそれを用いたＬＥＤ表示装置によれば、以下のような効果を奏する。

（１）の発明においては、ＬＥＤ実装モジュールを、ＬＥＤ表示装置の放熱部（例えば金属筐体の背面の金属板）に固定するための固定手段として、所定値以上の熱伝導率を有する熱伝導性粘着フィルムを用いて粘着層を形成することとした。又、ＬＥＤ素子実装領域直下への熱伝導性粘着フィルムの配置を避けつつ、同時に、同領域直下の外縁近傍の領域に同フィルムからなる粘着層が形成されるようにした。これにより、ＬＥＤ素子から発せられた熱は、熱源近傍の領域に配置されている粘着層へと速やかに移動し、更に、熱伝導性を有する同粘着層を経由して速やかに放熱部に移動する。よって、（１）の発明によれば、ＬＥＤ実装モジュールのＬＥＤ表示装置の筐体等からなる放熱部への取付け作業の良好な作業性を維持したまま、放熱性に優れるＬＥＤ実装モジュールを得ることができる。

（２）の発明は、更に熱伝導率の高い熱伝導性粘着フィルムを用いるものとした。これによれば、（１）のＬＥＤ実装モジュールにおける放熱性がより大きく向上し、（１）の発明の効果を、更に高い水準で発現させることができる。

（３）の発明は、ＬＥＤ素子直下領域に粘着層が存在しない領域を確保しながら、同領域外縁近傍に粘着層を配置することができるように熱伝導性粘着フィルムに、複数の切り抜き部及び／又は切り欠き部を形成した。これによれば、ＬＥＤ素子実装領域直下への熱伝導性粘着フィルムの配置を避けながら、同時に、同領域の外縁近傍域に同フィルムからなる粘着層を形成することが容易に実現できる。これにより、（１）又は（２）に記載のＬＥＤ実装モジュールの生産性が更に高まり、同時に放熱性向上の効果がより顕著に発現する。

（４）の発明は、粘着層を複数の帯状の熱伝導テープの組合せによって構成した。又、このテープは、切り欠き部が、それぞれの熱伝導テープの側辺に沿って形成されているものとした。これによれば、（３）の発明を、汎用品である定形の熱伝導性テープに簡易な切り込み加工を施したものの組合せによって構成することができる。そして、テープ長さの調整のみで、様々なサイズのＬＥＤ素子用基板への本発明の適用が容易に行える。又、（３）の発明にかかる製造コストを低減し作業性を更に改善することができる。

（５）の発明は、切り欠き部が、熱伝導テープの一方の側辺のみに形成されていて、ＬＥＤ実装領域を構成する正極側配線部と負極側配線部のうち、相対的に発熱量が大きい側の配線部の周囲のみを取り囲む態様で配置することができるものとした。これによれば、（４）の発明における熱伝導テープへの加工をより簡素化しつつ、ＬＥＤ素子実装領域における発熱量の偏在に適切に適応して、ＬＥＤ素子実装モジュールの放熱性能をより効率よく向上させることができる。

（６）の発明は、支持基板を可撓性を有するフレキシブル基板とした。これによれば、リベット等による固定が困難ではあるが、配線設計の自由度や生産性には優れる、フレキシブル基板タイプの配線基板特有のデメリットを解消して、フレキシブル基板の上記メリットのみを享受しつつ、更に放熱性能についても極めて優れるＬＥＤ実装モジュールを得ることができる。

（７）の発明は、ＬＥＤ実装モジュールを、本発明特有の構成からなる粘着層を介して、前記ＬＥＤ表示装置の一部である放熱部に固定してなるＬＥＤ表示装置とした。これによれば、ＬＥＤ実装モジュール製造時における良好な作業性を維持したまま、放熱性にも優れるＬＥＤ表示装置を得ることができる。

１ ＬＥＤ素子用基板
１１ 支持基板
１２ 接着剤層
１３ 金属配線部
１４ ハンダ層
１５ 絶縁性保護膜
１６ 反射層
１６１ ＬＥＤ素子直下領域
２ ＬＥＤ素子
２１ ＬＥＤチップ
２２ 金線
３ 表示画面
４ 粘着層
４０ 熱伝導性粘着フィルム
４０Ａ、４０Ｂ 熱伝導テープ
４１ 切り抜き部
４１Ａ、４１Ｂ 切り欠き部
５ 放熱部
１０ ＬＥＤ実装モジュール
１００ ＬＥＤ表示装置

Claims (7)

1. 支持基板の一方の表面に複数のＬＥＤ素子を実装可能に形成されている金属配線部を備えるＬＥＤ素子用基板と、
   前記金属配線部に実装されているＬＥＤ素子と、
   を備えるＬＥＤ実装モジュールであって、
   前記支持基板の他方の表面には、熱伝導率が０．３５Ｗ／ｍＫ以上である熱伝導性粘着フィルムからなる粘着層が形成されていて、
   前記粘着層は、前記ＬＥＤ素子の実装領域直下の領域であるＬＥＤ素子直下領域には形成されておらず、且つ、該ＬＥＤ素子直下領域の外縁近傍の領域には形成されているＬＥＤ実装モジュール。
2. 前記熱伝導性粘着フィルムの熱伝導率が、０．８５Ｗ／ｍＫ以上である請求項１に記載のＬＥＤ実装モジュール。
3. 前記熱伝導性粘着フィルムには、複数の切り抜き部及び／又は切り欠き部が形成されており、
   該複数の切り抜き部及び／又は切り欠き部が、前記ＬＥＤ素子直下領域を包囲する位置に配置されている請求項１又は２に記載のＬＥＤ実装モジュール。
4. 前記熱伝導性粘着フィルムが、複数の帯状の熱伝導テープの組合せによって構成されており、
   前記切り欠き部が、それぞれの前記熱伝導テープの側辺に沿って形成されている請求項３に記載のＬＥＤ実装モジュール。
5. 前記切り欠き部が、前記熱伝導テープの一方の側辺のみに形成されていて、ＬＥＤ実装領域を構成する正極側配線部と負極側配線部のうち、相対的に発熱量が大きい側の配線部の周囲のみを取り囲む態様で配置されている請求項４に記載のＬＥＤ実装モジュール。
6. 前記支持基板が可撓性を有するフレキシブル基板である請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤ実装モジュール。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライト光源とするＬＥＤ表示装置であって、
   前記ＬＥＤ実装モジュールは、前記粘着層を介して、前記ＬＥＤ表示装置の一部である放熱部に固定されているＬＥＤ表示装置。

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