JP2016192441A

JP2016192441A - Ｌｅｄ素子用基板

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Publication number: JP2016192441A
Application number: JP2015070373A
Authority: JP
Inventors: 柴崎　聡; Satoshi Shibazaki; 聡柴崎; 貴之駒井; Takayuki Komai
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: JP6661889B2

Abstract

【課題】ＬＥＤ素子から発光される光が反射層によって遮られることがなく、ギャップ部を最小化してＬＥＤ素子から発光される光の利用効率を十分に高めることができるＬＥＤ素子用基板及びそれを用いた実装モジュールを提供すること。
【解決手段】支持基板１１と、支持基板１１上に形成されている金属配線部１３と、ＬＥＤ素子実装用領域を除く領域を覆って、支持基板１１及び金属配線部１３上に積層されている反射層１２と、を備えるＬＥＤ素子用基板１であって、反射層１２には、複数のＬＥＤ素子実装用の貫通孔１２１が形成されていて、貫通孔１２１は、表面開口部側から裏面開口部側に向けて貫通孔１２１の孔径が縮小していく逆テーパー側壁部１２２を含んでなる形状であるＬＥＤ素子用基板１とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤ素子用基板及び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等、各種のＬＥＤ表示装置の普及が急速に進展している。

これらの表示装置においてＬＥＤ素子を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、このような構成の積層体のことを「ＬＥＤ実装モジュール」と言う）が、上記の各種ＬＥＤ表示装置の光源として広く用いられている。

これらの表示装置においては、高画質化のために、光源の輝度の向上が要求される。そこで、一般に、ＬＥＤ実装モジュールをＬＥＤ表示装置のバックライト等とする場合、ＬＥＤ素子から発せられる光のうち側面や背面側に漏れる光を上記の画面側に反射してＬＥＤ素子から発光される光をより効率的に利用するために、上記モジュールに実装されたＬＥＤ素子の周辺には各種の反射層が設置されている。

ＬＥＤ素子用基板における反射層の一般的態様として、印刷によって基板上に成形された白色レジスト層に一定の厚さをもたせることによって反射率を向上させ、反射層としての機能を発揮させる構成としたものが知られている（特許文献１参照）。

反射層による反射機能を最大化してＬＥＤ素子から発光される光の利用効率を高めるためには、ＬＥＤ実装モジュールのＬＥＤ素子の実装面上において、反射層がより多くの範囲に形成されていることが求められる。よって、ＬＥＤ素子の実装領域における反射層とＬＥＤ素子との間の隙間部分（以下「ギャップ部」とも言う）をできるだけ小さくすることが好ましい。

しかし、その一方で、このギャップ部を小さくしていくと、例えば、図５に示すように反射層自体がＬＥＤ素子から発光される光の進行を妨げる障壁となる場合がある。この場合には、ＬＥＤ実装モジュールの実質的な発光量の減少や、光の指向性の歪みに起因する映像品位の低下といった様々な問題が引き起こされる。特に近年広く普及しつつある超小型チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）型のＬＥＤ素子のように、高さが０．３〜０．４ｍｍ程度であるＬＥＤ素子を採用した場合に、この問題は頻発することとなる。

そして、上記の問題、即ち、反射層自体による光の遮蔽の問題が、反射機能を向上させて光の利用効率を高めるために必須の要件であるギャップ部の最小化を阻害し、ＬＥＤバックライトにおける光の利用効率の十分な向上を妨げる要因となっていた。

特開２０１２−１２４３５８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、ＬＥＤ素子から発光される光の反射層による遮蔽を回避しながら、ギャップ部を最小化し、これによりＬＥＤ素子から発光される光の利用効率を十分に高めることができるＬＥＤ素子用基板及びそれを用いた実装モジュール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素子用基板の反射層におけるＬＥＤ実装用の貫通穴に、特段の形状を付与すること、即ち、その表面開口部側から裏面開口部側に向けて孔径が縮小していく逆テーパー側壁部を含んでなる形状とすることにより、ＬＥＤ素子から発光される光が反射層自体によって遮られるという問題を解消して、ＬＥＤ素子から発光される光の利用効率を十分に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）支持基板と、前記支持基板上に形成されている金属配線部と、ＬＥＤ素子実装用領域を除く領域を覆って、前記支持基板及び前記金属配線部上に、直接或いは他の層を介して積層されている反射層と、を備えるＬＥＤ素子用基板であって、前記反射層には、複数のＬＥＤ素子実装用の貫通孔が形成されていて、前記貫通孔は、表面開口部側から裏面開口部側に向けて該貫通孔の孔径が縮小していく逆テーパー側壁部を含んでなる形状であるＬＥＤ素子用基板。

（２）（１）に記載のＬＥＤ素子用基板に複数のＬＥＤ素子が実装されてなるＬＥＤ実装モジュールであって、前記ＬＥＤ素子の頂部の位置が、前記反射層の表面よりも相対的に低い位置となるように、ＬＥＤ素子が実装されているＬＥＤ実装モジュール。

（３）（２）に記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライト光源として用いるＬＥＤ表示装置。

本発明によれば、ＬＥＤ素子から発光される光の反射層による遮蔽を回避しながら、ギャップ部を最小化し、これによりＬＥＤ素子から発光される光の利用効率を十分に高めることができるＬＥＤ素子用基板及びそれを用いた実装モジュールを提供することができる。

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１における反射層を除去した状態であって、本発明のＬＥＤ素子用基板におけるＬＥＤ素子の実装態様の説明に供する図面である。図１のＡ−Ａ部分の断面を模式的に表した断面拡大図であり、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素子用基板にＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ実装モジュールを用いてなる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。従来の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素子用基板と従来のＬＥＤ素子用基板との反射層に形成されたＬＥＤ実装用のＬＥＤ素子実装用の貫通孔の形状の差異の説明に供する図面である。

以下、本発明のＬＥＤ実装モジュール及びＬＥＤ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実装モジュール＞
図１から図３に示す本発明のＬＥＤ実装モジュール１０は、反射層１２を備えるＬＥＤ素子用基板１に、ＬＥＤ素子２が実装されてなる光学部材である。反射層１２には、ＬＥＤ素子２を実装するための貫通孔１２１が形成されている。そして、ＬＥＤ実装モジュール１０は、この貫通孔１２１が、その表面開口部側からその裏面開口部側に向けて、その孔径が縮小していく逆テーパー側壁部を含んでなる形状を有することを特徴とする。又、このような反射層１２を備えるＬＥＤ素子用基板１を用いたＬＥＤ実装モジュール１０は、図４に示すような実施態様で、液晶テレビ等の様々なＬＥＤ表示装置１００のバックライト光源として好ましく用いることができる。

一般的に、ＬＥＤ素子用基板に配置される反射層の厚みは、４００μｍ（０．４ｍｍ）〜８００μｍ（０．８ｍｍ）程度である。一方、近年広く普及しつつある上述のチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）型のＬＥＤ素子（以下、単に「ＣＳＰ型素子」とも言う）は、その高さが、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度であることが一般的である。よって、このＣＳＰ型素子を実装したＬＥＤ実装モジュールにおいては、例えば図５に示すように、ＬＥＤ素子２の頂部２１が反射層１２Ｂの表面から露出しない垂直配置、即ち、ＬＥＤ素子２の頂部２１の高さが反射層１２Ｂの表面の高さよりも相対的に低い位置となる配置であることが一般的な構成となる。

ＬＥＤ実装モジュール２０において、ＬＥＤ素子２の頂部２１の高さ位置を反射層１２Ｂの表面よりも相対的に低い位置となるようにし、且つ、ギャップ部を十分に小さくしていくと、図５に示す通り、ＬＥＤ素子２から発光される光の一部が、反射層１２Ｂに遮られてしまうという上述の問題が発生する。

そこで、本発明のＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、反射層１２に形成するＬＥＤ素子実装用の貫通孔１２１の形状に特段の工夫を施すことにより、ＬＥＤ素子用基板１におけるＬＥＤ素子２の配置位置、詳しくは、反射層１２の表面に対する相対的な高さを、上記の通りの好ましい配置、即ち、反射層１２の表面よりも相対的に低い位置となるようにし、且つ、反射層１２とＬＥＤ素子２との間のギャップ部を十分に小さくした場合であっても、ＬＥＤ素子２から発光される光が反射層１２に遮られて、ＬＥＤ実装モジュール１０の光学特性が低下することを回避したものである。ＬＥＤ素子用基板１における反射層１２及び貫通孔１２１の形状と、それを用いたＬＥＤ実装モジュール１０におけるＬＥＤ素子２の実装態様の詳細については改めて後述する。

［ＬＥＤ素子用基板］
図１から図３に示す通り、ＬＥＤ素子２を実装する配線基板であるＬＥＤ素子用基板１は、例えば、樹脂フィルム等からなる支持基板１１の表面に、導電性の金属配線部１３が、接着剤層を介して形成されている。

又、支持基板１１及び金属配線部１３上におけるＬＥＤ実装領域を除く領域には、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とが好ましい。但し、下記に詳細を説明する反射層１２を、絶縁性の高い樹脂で構成することにより、この絶縁性保護膜１５を反射層とは別途に配置せずに、反射層１２によって、ＬＥＤ素子用基板１に必要な絶縁機能を付与することもできる。

そして、支持基板１１及び金属配線部１３上における、ＬＥＤ実装領域を除く領域には、直接、或いは、絶縁性保護膜１５を介して、白色樹脂等からなり、本発明特有の形状からなるＬＥＤ実装用の貫通孔１２１が形成されている反射層１２が積層されている。

（支持基板）
支持基板１１は、例えば、フィルム状に成形された熱可塑性樹脂等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。又、所謂リジット基板の場合のように支持基板１１がセラミックス系の材料からなる硬質の基板であるものも本発明の適用が可能である。

又、支持基板１１には、ＬＥＤ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、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、概ね１０μｍ以上１００μｍ以下程度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。

（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の形成は、接着剤層（図示せず）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。

金属配線部１３の配置は、ＬＥＤ素子を実装することができる配置であれば特定の配置等に限定されない。但し、ＬＥＤ素子用基板１においては、支持基板１１の一方の表面の少なくとも８０％以上、好ましくは９０％、より好ましくは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。このような金属配線部１３の配置によれば、ＬＥＤ素子用基板１を用いたＬＥＤ表示装置１００において求められる放熱性を向上させることができる。

金属配線部１３を構成する金属としては、アルミニウム、金、銀、銅等の金属箔が例示できる。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、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、支持基板１１が可撓性を有するものである場合におけるＬＥＤ素子用基板１の十分なフレキシブル性を保持することができ、又、重量増大によるハンドリング性の低下等も防止できる。

（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。

（反射層）
反射層１２は、ＬＥＤ実装モジュール１０の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素子実装用領域を除く領域を覆って積層される。反射層１２には、ＬＥＤ実装用の貫通孔１２１が形成されており、この貫通孔１２１の内部空間が、ＬＥＤ実装モジュール１０のＬＥＤ素子実装用領域を構成する。尚、絶縁性保護膜（図示せず）が、反射層１２と支持基板１１との間に別途積層されている場合には、貫通孔１２１は、反射層１２と絶縁性保護膜とを貫いて形成される。

そして、本発明のＬＥＤ実装モジュール１０は、この反射層１２に形成されている貫通孔１２１を、図３及び図６（ａ）に示すように、逆テーパー側壁部１２２を含んでなる形状とした点に主たる技術的特徴がある。「逆テーパー側壁部」とは、図６（ａ）に示す逆テーパー側壁部１２２のように、貫通孔１２１が形成されている反射層１２の表面開口部側から反射層１２の裏面開口部側に向けて、当該貫通孔１２１の孔径が縮小する形状からなる部分のことを言う。図６（ａ）の貫通孔１２１においては、その内周側面のうち、開口外縁１２３から開口内縁１２４に至る部分がこの逆テーパー側壁部１２２に該当する。尚、図３等に示す通り、上記の孔径の縮小は直線的であり、逆テーパー側壁部１２２の表面形状は略平面であることがより好ましい。逆テーパー側壁部を形成する為に使用する押し込み用金型の加工が容易であり、より精密な加工が可能であるからである。

図６（ｂ）に示す通り、従来のＬＥＤ素子用基板に形成される反射層１２Ｂには、ＬＥＤ素子２から発光される光が遮られることを企図しておらず、逆テーパー側壁部１２２は形成されていない。よって、この場合には、反射層１２Ｂの貫通孔１２１の側壁とＬＥＤ素子２の側面の間のギャップ部の大きさを、十分に小さい大きさ（ｗ）とすると、図５に示すように、ＬＥＤ素子２から発光される光の一部が反射層１２Ｂで遮られてしまう。従来型の反射層１２Ｂを備えるＬＥＤ実装モジュールにおいて、これを回避するためには、ギャップ部の大きさを、反射層１２Ｂが発光の妨げとならなくなる位置となる大きさ（ｗ_０）にまで拡大する必要が生じる。ギャップ部の大きさを拡大した場合、反射層１２Ｂによる光の有効利用率の向上効果が不十分になる。

これに対し、図６（ａ）に示す本発明のＬＥＤ素子用基板１の反射層１２は、独自の技術的工夫に基づいて逆テーパー側壁部１２２が形成されている。よって、反射層１２の貫通孔１２１の側壁とＬＥＤ素子２の側面の間のギャップ部の大きさを十分に小さい大きさ（ｗ）とした場合であっても、図３に示す通り、ＬＥＤ素子２から発光される光が反射層１２Ａに遮られることを回避して、他の阻害要因がない限り、ＬＥＤ素子から発光される光の全てをその発光時の指向特性等を保持したまま、ＬＥＤ実装モジュール１０の外部に高い効率で取り出すことができる。

この逆テーパー側壁部１２２は、図６（ａ）の貫通孔１２１の場合のように、少なくとも貫通孔１２１の内側壁の開口外縁１２３を起点とする一部が、逆テーパー側壁部１２２であればよい。ＬＥＤ素子２には、上面からのみ発光するタイプや或いは側面からも発光するタイプがある。又、その光学特性についても、発光角度や発光角度毎の相対照度を示す光の指向特性の差異等、個々のＬＥＤ素子毎に、様々な違いがある。個々のＬＥＤ素子のタイプや光学特性に応じて、ＬＥＤ素子２から発光される光が、反射層１２に遮られないように、若しくは、遮られる光の割合が最小化されるように、逆テーパー側壁部１２２のテーパーの傾き角度と貫通孔１２１の内側壁に占めるその部分の割合等を、光学設計上の計算等に基づいて適宜最適化すればよい。

例えば、図３に示すようにＬＥＤ素子２が側面からも発光するタイプの素子である場合には、反射層１２に形成される貫通孔１２１の内側壁の全部が、逆テーパー側壁部１２２であることが好ましく、この場合、ギャップ部の大きさは、加工上可能であり、他の弊害を引き起こさない限りで０であることが最も好ましい。

又、図６（ａ）に示す通り、逆テーパー側壁部１２２の形成は、ＬＥＤ素子２を実装したＬＥＤ実装モジュール１０の状態において、実装されたＬＥＤ素子２の上面又は側面である発光面の少なくとも一部が、逆テーパー側壁部１２２の反射層１２の表面側の起点である開口外縁１２３よりも相対的に低い位置となる場合に上述の効果を発揮する。即ち、ＬＥＤ素子２から発光される光が反射層１２に遮られて、ＬＥＤ実装モジュール１０の光学特性が低下することを回避しうることによる光学特性の向上効果である。尚、ＬＥＤ素子２が上面側からのみ発光するタイプの素子である場合には、頂部２１が開口外縁１２３よりも相対的に低い位置であるときに、同効果を発揮する。

又、ＬＥＤ素子が上面のみから発光するタイプの素子である場合は、特に当該ＬＥＤ素子２の頂部２１が、逆テーパー側壁部１２２の終点である開口内縁１２４よりは、相対的に高い位置となることができるように逆テーパー側壁部１２２形成されていることが好ましい。

図６（ａ）及び（ｂ）は、ＬＥＤ素子用基板１におけるＬＥＤ素子２の垂直方向における反射層に対する相対的な配置位置の具体例を概念的に説明するものである。例えば、ＬＥＤ素子２の頂部２１よりも開口外縁１２３がｈ１だけ相対的に高い位置にある場合であっても、開口内縁１２４が、頂部２１よりも、ｈ２だけ相対的に低い位置にあることにより、反射層１２がＬＥＤ素子２から発光された光の障壁となることを回避しながら、同時にギャップ部を最小化することができる。

反射層１２の材料としては、ＬＥＤ素子から発光される光を反射し、所定の方向へ導くための反射面を形成することができる材料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。中でも、孔開け加工が容易で、且つ、加熱圧着処理によって金属配線部１３上にも直接強固に密着させることが可能な白色ポリエチレン樹脂を特に好ましく用いることができる。又、白色ポリエチレン樹脂としては、密度０．８７０ｇ／ｃｍ^３以上０．９４０ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは、０．８７０以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３以下のポリエチレン系樹脂、好ましくは、メタロセン系直鎖低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）をベース樹脂とし、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなる共重合体と、酸化チタン等の白色顔料と、を含有する樹脂組成物からなる白色ポリエチレン樹脂を特に好ましく用いることができる。

シラン変性ポリエチレン系樹脂は、例えば、特開２００３−４６１０５号公報に記載されている方法で製造でき、当該樹脂をＬＥＤ素子用基板用の反射層組成物の成分として使用することにより、強度、耐久性等に優れ、且つ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、その他の諸特性に優れ、更に、ＬＥＤ素子用基板を製造する加熱圧着等の製造条件に影響を受けることなく極めて優れた熱融着性を有し、安定的に、低コストで、種々の用途に適するＬＥＤ素子用基板を製造しうる。

白色顔料としては、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化ケイ素等を挙げることができる。中でも、酸化チタンを、本発明の反射層組成物に用いる白色顔料として、特に好ましく用いることができる。白色顔料の添加量は、反射層の厚さに応じて適宜最適化すればよい。基本的に厚さが大きいほど反射層組成物中の白色顔料の含有量はより少なくてもよく、より少ない含有量で必要な反射性を保持することができる。

反射層１２は、その総厚さが、４００μｍ（０．４ｍｍ）〜８００μｍ（０．８ｍｍ）程度であることが好ましく、４００μｍ〜６００μｍ以下であることがより好ましい。反射層１２は、絶縁層やＬＥＤ素子の保護層としての役割を兼ね備える場合が多く、この場合、反射層の総厚さが４００μｍ未満であると、それらの機能が不十分となる場合がある。

（絶縁保護膜）
ＬＥＤ素子用基板１には、絶縁性保護膜（図示せず）が、必要に応じて更に形成される。絶縁性保護膜は、金属配線部１３と支持基板１１のＬＥＤ実装領域を除いた他の領域上であって反射層の下層側の位置に熱硬化型インキによって形成される。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、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、公知のインキを適宜用いることができる。

［ＬＥＤ素子］
ＬＥＤ素子用基板１に実装されることによりＬＥＤ実装モジュール１０を構成する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。

又、上述の通り、ＬＥＤ素子用基板１に実装するＬＥＤ素子の好ましい具体例としては、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）型のＬＥＤ素子のように、その高さが、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の極小型のＬＥＤ素子を挙げることができる。

＜反射層の製造方法＞
［フィルム化工程］
反射層を熱可塑性樹脂により形成する場合、従来公知の成形法、即ち、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、回転成形等の各種成形法により行うことができる。又、フィルム化後に必要に応じて、加熱や電離放射線の照射による架橋処理を行ってもよい。

＜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、本発明特有の反射層積層工程と、によって、製造することができる。

［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１２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１２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。

反射層１２へのＬＥＤ素子実装用の貫通孔１２１の形成については、貫通孔の形成と同時に逆テーパー側壁部を形成可能な形状を有するパンチング金型によって孔開け加工を行う方法、逆テーパー側壁部を形成するための専用のパンチング金型で逆テーパー側壁部を形成後に、一般的なパンチング金型で貫通孔を形成する方法、或いは、同様の各金型を用いて、貫通孔形性後に逆テーパー側壁部を形成する方法によることができる。工程数を減らし生産性を高める観点から、上記方法のうちでも、貫通孔の形成と逆テーパー側壁部の形成を同時に行う加工方法が好ましい。

＜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。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。

＜ＬＥＤ表示装置＞
図４は、ＬＥＤ実装モジュール１０を用いたＬＥＤ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。ＬＥＤ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。又、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。

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）ＬＥＤ素子用基板１の反射層１２に形成されるＬＥＤ素子実装用の貫通孔１２１の形状を逆テーパー側壁部１２２を含む形状とした。これにより、ＬＥＤ素子２から発光される光の一部が反射層１２に遮られることによる、光の利用効率の低下を回避することができる。又、同時にＬＥＤ素子２と反射層１２との間のギャップ部の大きさも所望の大きさにまで縮小することができる。

（２）ＬＥＤ素子２の頂部２１の位置が、反射層１２の表面よりも相対的に低い位置となり、反射層１２の逆テーパー側壁部１２２の最下部よりは相対的に高い位置となるように、ＬＥＤ素子２が実装されているＬＥＤ実装モジュール１０とした。これにより、ＬＥＤ表示装置１００を構成するＬＥＤ実装モジュール１０の発光効率、特に素子上面から発光される光の利用効率が顕著に向上する。

（３）（２）に記載のＬＥＤ実装モジュール１０をバックライト光源として用いるＬＥＤ表示装置１００とした。これにより、光学特性に優れるＬＥＤ表示装置１００を提供することができる。

以上、本発明によれば、ＬＥＤ素子から発光される光の反射層による遮蔽を回避しながら、ギャップ部を最小化し、これによりＬＥＤ素子から発光される光の利用効率を十分に高めることができるＬＥＤ素子用基板及びそれを用いた実装モジュールを提供することができる。

１ＬＥＤ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
１６反射層
１６１貫通孔
１６２逆テーパー側壁部
２ＬＥＤ素子
３モニター
４放熱構造
１０ＬＥＤ実装モジュール
１００ＬＥＤ表示装置

Claims

支持基板と、前記支持基板上に形成されている金属配線部と、ＬＥＤ素子実装用領域を除く領域を覆って、前記支持基板及び前記金属配線部上に、直接或いは他の層を介して積層されている反射層と、を備えるＬＥＤ素子用基板であって、
前記反射層には、複数のＬＥＤ素子実装用の貫通孔が形成されていて、前記貫通孔は、表面開口部側から裏面開口部側に向けて該貫通孔の孔径が縮小していく逆テーパー側壁部を含んでなる形状であるＬＥＤ素子用基板。
請求項１に記載のＬＥＤ素子用基板に複数のＬＥＤ素子が実装されてなるＬＥＤ実装モジュールであって、
前記ＬＥＤ素子の頂部の位置が、前記反射層の表面よりも相対的に低い位置となるように、ＬＥＤ素子が実装されているＬＥＤ実装モジュール。
請求項２に記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライト光源として用いるＬＥＤ表示装置。