JP2017130662A - Ｌｅｄバックライト - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性や設計の自由度に優れ、ＬＥＤ表示装置の放熱性の向上に寄与するＬＥＤ実装モジュールを提供する。【解決手段】熱伝導基材と、樹脂基板１１の表面に導電性の金属配線部１２が形成されたフレキシブル基板であるＬＥＤ素子用基板と、ＬＥＤ素子用基板に実装されており熱伝導基材の側面上又は天面上に単線又は複線の直線状に配置されている複数のＬＥＤ素子２と、を含んでなるＬＥＤバックライト用光源であって、金属配線部には、熱伝導基材におけるＬＥＤ素子の配置面と該配置面に連接する他の二面との連接部分に対応する位置に、他の部分よりも配線幅の小さい折り曲げ補助部１２１、１２２が形成されているＬＥＤバックライト用光源。【選択図】図５

Description

本発明は、ＬＥＤバックライトに関する。より詳しくは、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を光源とし、液晶テレビ等のＬＥＤ表示装置を構成することができるＬＥＤバックライトに関する。

近年、ブラウン管型のモニターに代わって、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バックライトを光源として用いた液晶テレビ等の各種のＬＥＤ表示装置の普及が急速に進展している。

例えば、ＬＥＤバックライトを光源とする液晶テレビにおいては、液晶パネル側面や、液晶パネルの裏面にセットされた導光板を側面、即ち、エッジ部から照らす光源として、ＬＥＤ素子を基板上に直線状に実装したエッジライト方式のＬＥＤバックライト（図１参照）が求められている。

一方、ＬＥＤ素子は、発熱によって発光効率、発光の色バランス等が影響を受けやすい。このため、液晶テレビ等の各種のＬＥＤ表示装置においては、ＬＥＤ素子が発光時に発生する熱による上記の発光能力の低下や、それに起因する表示装置の消費電力の増加を防ぐために、ＬＥＤ素子から発生する熱を表示装置の外部に効率良く放出する放熱構造が必須とされている。

ＬＥＤ表示装置の放熱性を向上させるための構造の一例として、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構造が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この構造は、ベース基板が金属板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。

又、放熱構造の他の例としては、セラミック製の汎用的な配線基板を用い、当該配線基板のＬＥＤ素子の実装面と反対側の面に放熱素子（ヒートシンク）を接合した構造も知られている（特許文献２参照）。しかしながら、放熱素子の設置は薄型化の流れにはそぐわないものであり、セラミック製の基板は放熱性に優れるものの、柔軟性や設計の自由度に欠ける。柔軟性や設計の自由度に優れ、安価で、加工性にも優れた放熱構造が求められていた。

特開２００９−８１１９４号公報 特開２００４−３１１７９１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、柔軟性や設計の自由度に優れ、ＬＥＤ表示装置の放熱性の向上に寄与することができるＬＥＤバックライト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素子用基板として、設計や加工の自由度が高いフレキシブル基板を採用し、このフレキシブル基板の金属配線部の適切な位置に折り曲げ補助部を形成することにより、ＬＥＤバックライトを構成する様々な形態の熱伝導基材に、ＬＥＤ素子用基板をフレキシブル且つ安定的に接合することができるようになり、これによって上記課題が解決可能であることを見出し、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） 熱伝導基材と、該熱伝導基材に積層されているＬＥＤ素子用基板と、該ＬＥＤ素子用基板に実装されているＬＥＤ素子と、を含んでなるＬＥＤバックライトであって、前記ＬＥＤ素子用基板は、可撓性を有する樹脂基板の表面に、導電性の金属配線部が形成されてなるフレキシブル基板であって、複数の前記ＬＥＤ素子が、前記ＬＥＤ素子用基板に実装されて、前記熱伝導基材の側面上又は天面上に、単線又は複線の直線状に配置されていて、前記金属配線部には、前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面と該配置面に連接する他の二面との連接部分に対応する位置に、他の部分よりも配線幅の小さい折り曲げ補助部が形成されているＬＥＤバックライト。

（２） 前記折り曲げ補助部がＬＥＤ素子実装用部分からそれぞれ所定の距離にある複数の直線状領域に形成されている（１）に記載のＬＥＤバックライト。

（３） 前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面と、該配置面に連接する他のいずれかの面との連接部分が曲面である（１）又は（２）に記載のＬＥＤバックライト。

（４） 前記ＬＥＤ素子用基板の端部から０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の部分が、前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面から該配置面に連接する他の面に向けて折り返されて、当該他の面に密着している（１）から（３）のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。

（５） 前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面の該熱伝導基材の厚み方向の幅が、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である（１）から（４）のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。

（６） 前記熱伝導基材が、小口面の高さ方向の幅が、１ｍｍ以上２ｍｍ以下のパネル状のブロック体であって、前記ＬＥＤ素子が、平面視において、前記小口面の幅方向の一側辺上から０ｍｍ以上１ｍｍ以内の等距離にある直線上に、前記ＬＥＤ素子の前記一側辺側の外縁が並ぶように、配置されている（１）から（５）のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。

（７） 前記熱伝導基材が金属製のパネルであって、
前記ＬＥＤ素子が、該パネルの天面上に配置されている（１）から（５）のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。

（８） （１）から（６）のいずれかに記載のＬＥＤバックライトをエッジライト方式のＬＥＤバックライトとして用いたＬＥＤ表示装置。

（９） （７）に記載のＬＥＤバックライトを直下型方式のＬＥＤバックライトとして用いたＬＥＤ表示装置。

本発明によれば、エッジライト方式のＬＥＤバックライトであって、柔軟性や設計の自由度に優れ、ＬＥＤ表示装置の放熱性の向上に寄与することができるＬＥＤバックライト、及び、それを用いたＬＥＤ表示装置を提供することができる。

本発明のＬＥＤバックライトの斜視図である。 本発明のＬＥＤバックライトの層構成を模式的に示す側面図である。 本発明のＬＥＤバックライトを構成するＬＥＤ素子用基板の層構成を模式的に示す側面図である。 本発明のＬＥＤバックライトの他の実施態様の側面の部分拡大図である。 図４の実施形態におけるＬＥＤバックライトを構成するＬＥＤ素子用基板の金属配線部の好ましい形態の説明に供するＬＥＤ素子用基板の部分拡大平面図である。 本発明のＬＥＤバックライトの他の実施形態の部分拡大図斜視図である。

以下、本発明のＬＥＤバックライトを構成するＬＥＤ素子用基板とＬＥＤ実装モジュール、本発明のＬＥＤバックライトの各実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。又、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＞
本発明のＬＥＤバックライトを構成するＬＥＤ素子用基板は、可撓性を有する樹脂基板の表面に、導電性の金属配線部が形成されてなる所謂フレキシブル基板である。但し、樹脂基板の平面構成及び層構成について、本発明独自の工夫を施すことによって、図１、図２に示すように、放熱性に優れたエッジライト方式のＬＥＤバックライト１００をコンパクトに且つ容易に構成することができる。又、このＬＥＤバックライト１００は、大画面化且つ薄型化が求められる液晶テレビ等のバックライトとして、好ましく用いることができる。

ＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、可撓性を有する樹脂基板１１の一方の表面に、導電性の金属配線部１２が形成されている。金属配線部１２は、樹脂基板１１上において、図１に示すように、単線の直線状、或いは、複線の直線状に並べて配置される複数のＬＥＤ素子２に、外部電源４から供給される電気を導通できる回路構成で形成されている。

ＬＥＤ素子用基板１は、図３に示す通り、樹脂基板１１の他方の表面、即ち、金属配線部１２が形成されていない面（以下、「裏面」とも言う）に、粘着層１３が形成されている。粘着層１３は、樹脂基板１１の裏面側の略全面に形成されており、好ましくは、全面に形成されている。本発明におけるこの粘着層１３は、ＬＥＤ素子用基板１を、一時的にＬＥＤバックライト１００内の所定の位置（例えば図１に示すような配置）に仮固定できる程度の粘着性を少なくとも有するものであればよいが、必要に応じて粘着性のより高いものを用いてもよい。この粘着層１３には、他部材への配置の前までの間、同層の表面を保護し、使用時に容易に剥離可能な公知の剥離シール等の剥離層（図示せず）が、その表面に積層されていることが好ましい。

粘着層１３は、汎用の両面粘着テープ（例えば、日東電工社製「５０００ＮＳ」等）によって形成することができる。粘着層をこのような両面粘着テープによって形成することで、粘着層の形成がより容易となり、ＬＥＤ素子用基板１の生産性も向上する。

ＬＥＤ素子用基板１のサイズについては、特段制限はない。樹脂基板が可撓性を有することによる設計の自由度の高さを活かして、様々なサイズのＬＥＤバックライトを容易に形成することができる。例えば、画面サイズが５５インチ程度の大画面の液晶テレビに用いられるバックライトであって、１２２０ｍｍ程度の幅の中にＬＥＤ素子が大凡１６０個程度直線状に配置される、エッジライト方式のＬＥＤバックライト１００の配線基板として、極めて好ましく用いることができる。

又、上述の通り、設計自由度の高いＬＥＤ素子用基板１は、エッジライト方式のＬＥＤバックライトに限らず、例えば図６に示すように、複数のＬＥＤ素子２をパネル状の熱伝導基材３の天面上に実装する直下型方式のＬＥＤバックライト１００Ａの配線基板としても、好ましく用いることができる。

［樹脂基板］
樹脂基板１１の材料としては、熱可塑性樹脂をシート状に成型した可撓性を有する樹脂フィルム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。

樹脂基板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）を用いることができる。又、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。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。

樹脂基板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、樹脂基板１１には、通常、金属配線間の短絡を防止するための絶縁性保護膜（図視せず）が設けられている。例えば、この絶縁性保護膜が、熱硬化温度が８０℃程度の熱硬化型インキで形成される場合、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℃程度まで向上させたものを好ましく用いることができる。これにより、樹脂基板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。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。

樹脂基板１１の絶縁性については、例えば、液晶テレビにおけるＬＥＤバックライト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、樹脂基板１１の体積固有抵抗率は、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、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。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（１０μｍ以上１００μｍ以下）であることが好ましい。

［金属配線部］
金属配線部１２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１２は、単線又は複線の直線状に配置される複数の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。

金属配線部１２には、図５及び図６に示すように、ＬＥＤ素子実装用部分から所定の距離にある直線状領域において、他の部分よりも配線幅の小さい折り曲げ補助部１２１が形成されている。折り曲げ補助部１２１は、ＬＥＤ素子用基板１を図１、２、４及び図６に示すように熱伝導基材３の複数の連接する面に連続的に密着させるときに、例えば、図４に示す熱伝導基材３の角部３１Ａに対応する部分、即ち、これらの角部の形状に追従する折り曲げ線となる線上に形成される。

ＬＥＤ素子用基板１を、図１に示すエッジライト方式のＬＥＤバックライト１００の配線基板として用いる場合には、図５に示すように、樹脂基板１１の先端部から距離ａの位置にある直線ｆ_１近傍の直線状領域に折り曲げ補助部１２１が、更に、ＬＥＤ素子実装用部分からｆ_１とは反対の方向に距離ｂだけ離れた直線ｆ_２近傍の直線状領域に折り曲げ補助部１２２が、それぞれ形成されている。

ＬＥＤ素子用基板１を、図６に示す直下型方式のＬＥＤバックライト１００Ａの配線基板として用いる場合にも、同図に示すように、熱伝導基材３におけるＬＥＤ素子の配置面（天面）と配置面（天面）に連接する他の二面（側面）との連接部分に対応する位置に、折り曲げ補助部１２１が配置されることとなるように、それぞれの折り曲げ補助部１２１が形成されている。尚、この場合において、折曲げ補助部１２１は上記連接部分のうちのいずれか一方のみに形成したものであってもよい。

折り曲げ補助部１２１は、例えば、図４の角部３１Ａに対応する折り曲げ線となり、折り曲げ補助部１２２は、同図の角部３２Ａに対応する折り曲げ線となる。これらの折り曲げ補助部１２１、１２２が金属配線部１２の適切な位置に形成されていることにより、各角部の表面における金属配線部１２の折曲げ容易性が向上し、ＬＥＤ素子用基板１の熱伝導基材３に対する形状追随性が高まる。

金属配線部１２には、積層対象となる全ての角部に対応する折り曲げ補助部１２１、１２２等が過不足なく形成されていることが好ましい。但し、例えば、特に鋭角に近い角度で折れ曲げる必要がある角部に対応する折曲げ線部分、回路構成上折曲げが相対的に難しい箇所想定される折曲げ線部分、或いは、特段に強固な密着が必要となる角部に対応する折曲げ線部分等、必要に応じて一部の角部にのみ対応する折り曲げ補助部１２１を形成してもよい。

折り曲げ補助部１２１、１２２の形状は、その線幅が金属配線部１２の可撓性に影響を及ぼす程度に他の部分よりも幅が小さければよく、必要とされる導電性、金属配線部１２の材料や厚み等により、適宜調整可能で、特段その形状は限定されない。一例としては、厚さ３５μｍ、幅１０ｍｍの銅箔からなる金属配線部の折り曲げ線となる直線上に最も幅狭な部分の幅が２ｍｍである折り曲げ補助部１２１が形成されている例を、好ましい実施形態の例として挙げることができる。

金属配線部１２を構成する金属は、その熱伝導率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以下であることが好ましい。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。熱伝導率λと電気抵抗率Ｒを上記範囲内とすることで、金属配線部１２自体の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素子２の間の発光バラツキが小さくなってＬＥＤ素子の安定した発光が可能となり、又、ＬＥＤ素子の寿命も延長される。更に、熱による樹脂基板１１等の周辺部材の劣化も防止できるので、ＬＥＤ素子用基板１をバックライトの基板として組み込んだＬＥＤ表示装置の製品寿命も延長することができる。

上記範囲を満たす金属としては、金、銀、銅等の金属箔が例示できる。金属配線部１２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１２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、樹脂基板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１２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等も防止できる。

又、金属配線部１２は電解銅箔であり、樹脂基板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、表面凹凸によって樹脂基板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。このようにして、表面粗さＲｚを有する電解銅箔の粗面側（マット面側）の表面物性を有効活用することができる。

又、金属配線部１２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４との電気的接続を行うための端子を有する。ＬＥＤ素子用基板１は設計自由度が高く加工も容易な樹脂フィルムを基板材料としているため、金属配線部の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、ＬＥＤ素子を実装した後のＬＥＤ機材に応じて、両者を最適に組合せた配線とすることも容易に行うことができる。

ＬＥＤ素子用基板１の表面上への金属配線部１２の接合は、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。

［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。又、選択する材料樹脂によっては、必要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、樹脂基板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）
樹脂基板１１の表面に、金属配線部１２の材料とする銅箔等の金属配線部１２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基板１１の表面に接着する方法、或いは、樹脂基板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１２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１２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１２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１２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１２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１２の形成後、必要に応じて絶縁性保護膜を更に積層する。こ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。

（粘着層形成工程）
金属配線部形成後、上記の通り、両面粘着テープ等を用いるか、或いは、接着剤を硬化する等して粘着層１３を形成する。粘着層１３上には、上記の通り、更に剥離層が配置されていることが好ましい。

＜ＬＥＤ実装モジュール＞
ＬＥＤ素子用基板１の金属配線部１２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、本発明にかかる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、ＬＥＤ実装モジュール１０は、ＬＥＤ素子１００個以上２００個以下程度のＬＥＤ素子２の実装を前提とする、対応する画面サイズとして、５０インチ以上、好ましくは５５インチ以上の画面サイズのＬＥＤ表示装置に適用されることが好ましい。本発明にかかる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の配置数や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フレキシブルに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１２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１２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１２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１２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１２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１２へのＬＥＤ素子２のハンダ接合を行う場合は、樹脂基板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バックライト＞
図１、図４に示す通り、エッジライト方式のＬＥＤバックライト１００においては、ＬＥＤ素子用基板１が、熱伝導基材３におけるＬＥＤ素子が配置される側の面である一側面と、当該一側面に連接する他の二面に、フレキシブル基板であり、尚且つ、金属配線部１２に折り曲げ補助部１２１、１２２が形成されたＬＥＤ素子用基板１がその可撓性を活かして、連続的に密着している。連続的に密着しているとは、略全面に亘って概ね隙間なく密着していることを意味する。密着は粘着層１３を介して形成されることが好ましいが、補助的にその他の粘着又は接着手段が付加されることによるものであってもよい。

ＬＥＤバックライト１００は、ＬＥＤ素子用基板１の可撓性や、折り曲げ補助部１２１の発揮する折り曲げ容易性を活用して熱伝導基材３の表面に、粘着層１３を隙間なく密着させることにより、コンパクトで放熱性能の高いＬＥＤバックライトとして構成されている。

エッジライト方式のＬＥＤバックライト１００においては、複数のＬＥＤ素子２は、熱伝導基材３の一側面上に単線又は複線の直線状に並べて配置されている。

図６に示す通り、直下型方式のＬＥＤバックライト１００Ａにおいては、ＬＤ素子用基板１が、熱伝導基材３におけるＬＥＤ素子２が配置される側の面である天面（いずれかの表面）と、当該天面に連接する他の二面に、フレキシブル基板であるＬＥＤ素子用基板１が、その可撓性を活かして、連続的に密着している。直下型方式のＬＥＤバックライト１００Ａにおいては、ＬＥＤ素子２は複線の直線状、好ましくはマトリクス状に並べて配置されている。

熱伝導基材３は、熱伝導性を有する材料からなるパネル又は所望の厚さ範囲内のブロック体であって、パネルの小口面（ブロック体の場合は側面）が、ＬＥＤ素子２の配置領域を構成しうる形状のものである。熱伝導基材３の厚み方向の幅は、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、短辺が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度のＬＥＤ素子を直線状に実装し、尚且つ、ＬＥＤ表示装置の薄型化にも寄与することできる。

特に、エッジライト方式のＬＥＤバックライト１００においては、熱伝導基材３の上記の小口面の幅方向の両側辺においてこれと連接する他の２面との間に形成される角部のいずれかを曲面とすることも好ましい。例えば、図２における角部３２のように角部を曲面とすることにより、ＬＥＤ素子用基板１の当該角部における追従性を高めて熱伝導基材３への密着性を高めることもできる。

熱伝導基材３の材料として、具体的には、アルミニウムや鉄等を、好ましく用いることができる。中でも熱伝導性の観点からアルミニウムを用いることが特に好ましい。

ここで、エッジライト方式のＬＥＤバックライト１００において、熱伝導基材３がパネル状のブロック体である場合、熱伝導基材３の小口面（即ち、ブロック体の側面でもあり、図２において、ＬＥＤ素子用基板１を介してＬＥＤ素子２が実装される面）の高さ方向の幅、即ち、パネル状のブロック体の厚さは、少なくともＬＥＤ素子２の外形（短辺）以上の幅であることが必要である。しかし、ＬＥＤ表示装置の薄型化への寄与が求められる昨今、熱伝導基材３も、可能な限り薄いパネルであることが望ましい。この点、熱伝導基材３の形状にフレキシブルに追従させることが可能なＬＥＤ実装モジュール１０を用いることにより、ＬＥＤ素子２の実装領域となる熱伝導基材３の小口面の高さ方向の幅を、ＬＥＤ素子２の外径に極めて近接する大きさにまで極小化することができる。例えば、熱伝導基材３の上記の小口面の高さ方向の幅（ブロック体の厚さ）が、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、ＬＥＤ素子２の外径が１ｍｍである場合を想定すると、例えば、小口面側からの平面視において、小口面の幅方向の一側辺上、又は、同側辺上から１ｍｍ以内の等距離にある直線上に、ＬＥＤ素子２の当該一側辺側の外縁が並ぶように、ＬＥＤ素子２を配置することができる。このように、熱伝導基材３の小口面の側端部又はそれに極めて近接する位置にＬＥＤ素子２を一直線上に配置することができると、導光板との位置調整の精度が高くなる点において好ましい。

ＬＥＤバックライト１００は、エッジライト方式のバックライトとして、ＬＥＤ素子２の発光面が、例えば、液晶テレビ等のＬＥＤ表示装置内の導光板の側面（エッジ）に対面するように配置して用いる。例えば、樹脂基板１１を透明樹脂で形成して基材の透明性を確保することにより、ＬＥＤ実装モジュール１０の熱伝導基材への配置の際の正確な位置合わせの精度と作業容易性を向上させることができる。又、折り曲げ補助部１２１、１２２が形成されていることにより、折り曲げ作業の位置合わせの精度と作業容易性も、顕著に向上されている。

一方、図６に示すＬＥＤバックライト１００Ａは、直下型方式のＬＥＤバックライトとして、ＬＥＤ素子２の発光面が、例えば、液晶テレビ等のＬＥＤ表示装置内の導光板の裏面（入光面）に対面するように配置して用いる。この場合においても、上記同様、樹脂基板１１を透明樹脂で形成して基材の透明性を確保することにより、ＬＥＤ実装モジュール１０Ａの熱伝導基材３への配置の際の正確な位置合わせの精度と作業容易性を向上させることができる。

又、従来の直下型方式のＬＥＤバックライトにおいては、ＬＥＤ素子の実装面に実装されたコネクタを介し、更にフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）等を経由させて、ＬＥＤ素子用基板の裏面側に配置されているマザーボートへの導通を確保していたが、ＬＥＤバックライト１００Ａにおいては、ＬＥＤ素子用基板１を熱伝導基材３の端部で折曲げて配置することにより、上記のコネクタを介さずに裏面側への導通を確保することができる。このようなコネクタレスの構成によれば、コネクタの高さによってＬＥＤバックライトの薄型化が阻害されることを回避して、直下型方式のバックライトパネルの、よりいっそうの薄型化が可能となる。

尚、ＬＥＤバックライト１００、１００Ａは、いずれも、熱伝導基材３を、上記のＬＥＤ表示装置の金属フレームやヒートシンクに、直接或いは他の熱伝導性の部材を介して接続されることにより、ＬＥＤ素子２で発生した熱を効率よくＬＥＤ装置の外部に放出することができる。

１ ＬＥＤ素子用基板
１１ 樹脂基板
１２ 金属配線部
１２１ 折り曲げ補助部
１３ 粘着層
２ ＬＥＤ素子
３ 熱伝導基材
４ 外部電源
１０、１０Ａ ＬＥＤ実装モジュール
１００、１００Ａ ＬＥＤバックライト

Claims (9)

1. 熱伝導基材と、該熱伝導基材に積層されているＬＥＤ素子用基板と、該ＬＥＤ素子用基板に実装されているＬＥＤ素子と、を含んでなるＬＥＤバックライトであって、
   前記ＬＥＤ素子用基板は、可撓性を有する樹脂基板の表面に、導電性の金属配線部が形成されてなるフレキシブル基板であって、
   複数の前記ＬＥＤ素子が、前記ＬＥＤ素子用基板に実装されて、前記熱伝導基材の側面上又は天面上に、単線又は複線の直線状に配置されていて、
   前記金属配線部には、前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面と該配置面に連接する他の二面との連接部分に対応する位置に、他の部分よりも配線幅の小さい折り曲げ補助部が形成されているＬＥＤバックライト。
2. 前記折り曲げ補助部がＬＥＤ素子実装用部分からそれぞれ所定の距離にある複数の直線状領域に形成されている請求項１に記載のＬＥＤバックライト。
3. 前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面と、該配置面に連接する他のいずれかの面との連接部分が曲面である請求項１又は２に記載のＬＥＤバックライト。
4. 前記ＬＥＤ素子用基板の端部から０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の部分が、前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面から該配置面に連接する他の面に向けて折り返されて、当該他の面に密着している請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。
5. 前記熱伝導基材における前記ＬＥＤ素子の配置面の該熱伝導基材の厚み方向の幅が、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である請求項１から４のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。
6. 前記熱伝導基材が、小口面の高さ方向の幅が、１ｍｍ以上２ｍｍ以下のパネル状のブロック体であって、
   前記ＬＥＤ素子が、平面視において、前記小口面の幅方向の一側辺上から０ｍｍ以上１ｍｍ以内の等距離にある直線上に、前記ＬＥＤ素子の前記一側辺側の外縁が並ぶように、配置されている請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。
7. 前記熱伝導基材が金属製のパネルであって、
   前記ＬＥＤ素子が、該パネルの天面に配置されている請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤバックライト。
8. 請求項１から６のいずれかに記載のＬＥＤバックライトをエッジライト方式のＬＥＤバックライトとして用いたＬＥＤ表示装置。
9. 請求項７に記載のＬＥＤバックライトを直下型方式のＬＥＤバックライトとして用いたＬＥＤ表示装置。

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