JP3858879B2 - Light unit - Google Patents
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Description
本発明は、積層した熱可塑性樹脂部材を加熱状態でプレスすることにより熱可塑性樹脂部材内に発光素子を内蔵したライトユニットに関する。 The present invention relates to a light unit in which a light emitting element is built in a thermoplastic resin member by pressing laminated thermoplastic resin members in a heated state.
例えば、液晶ディスプレイアッセンブリに用いられるバックライトユニットとしては、図5に示すように電源基板1に搭載された冷陰極管2を用いたものが提供されており、冷陰極管2から発した光をプリズムシート3に導入し、拡散板4で前方に光をムラなく反射するようにしている。
しかしながら、冷陰極管2は寿命が短いと共に、電源基板1が必要となるため、バックライトユニットの薄型化の障害となっている。また、冷陰極管2には環境に対して強負荷物質である水銀が含有しているので、環境への懸念がある。
そこで、特開2002−9349号公報のように基板上にLEDチップを配列し、LEDチップからの光を拡散板で拡散する構成が考えられるものの、LEDチップが実装された基板と拡散板とは別体であることから、組立てが面倒であると共に、一層の薄型化が要望されている。
However, the
Then, although the structure which arrange | positions an LED chip on a board | substrate like Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-9349, and diffuses the light from an LED chip with a diffusing plate can be considered, the board | substrate with which the LED chip was mounted, and a diffusing plate Since it is a separate body, it is troublesome to assemble and further reduction in thickness is desired.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、組立てが容易であると共に、一層の薄型化が可能であるライトユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light unit that can be easily assembled and can be further reduced in thickness.
請求項1の発明によれば、配線用フィルム基板のビアホール内に充填された導電材に導通するように発光素子を位置すると共に、その配線用フィルム基板の発光素子載置面側に光拡散用フィルム基板を位置するように積層し、それらを加熱状態でプレスする。これにより、熱可塑性樹脂部材が互いに溶着し、熱可塑性樹脂部材内に発光素子を内蔵した形態となる。この場合、光拡散手段を一体化することができるので、薄型化を図ることができる。また、プレスにより製造することができるので、製造が容易である。 According to the invention of claim 1, the light emitting element is positioned so as to be electrically connected to the conductive material filled in the via hole of the wiring film substrate, and the light emitting element mounting surface side of the wiring film substrate is used for light diffusion. The film substrates are laminated so as to be positioned, and they are pressed in a heated state. Thereby, the thermoplastic resin members are welded to each other, and the light emitting element is built in the thermoplastic resin member. In this case, since the light diffusing means can be integrated, the thickness can be reduced. Moreover, since it can manufacture with a press, manufacture is easy.
請求項2の発明によれば、発光素子からの光を効果的に散乱することができる。
請求項3,4の発明によれば、LEDチップを用いるようにしたので、一層の薄型化を図ることができる。
請求項5の発明によれば、発光素子から後方に発せられた光を前方に無駄なく向かわせることができる。
According to invention of
According to the third and fourth aspects of the invention, since the LED chip is used, the thickness can be further reduced.
According to the invention of
以下、本発明を液晶ディスプレイアッセンブリに適用した一実施の形態を図1ないし図4に基づいて説明する。
図2は、液晶ディスプレイアッセンブリに用いられるバックライトユニットの構造を模式的に示す断面図である。この図2において、バックライトユニット11は、光源用基板12とアルミ板(反射部材に相当)13とを貼り合わして製造されており、以下、光源用基板12について説明する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a liquid crystal display assembly will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the backlight unit used in the liquid crystal display assembly. In FIG. 2, the
本実施の形態で使用している光源用基板12は、出願人が先に開発した多層基板を用いたもので、従来の多層基板よりも高品質、低コストでリサイクルでき、一括プレス加工で高多層化が可能な結晶性転移型熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを基材とするフィルム基板を用いたものである。この結晶性転移型熱可塑性樹脂は、図3に示すように低温度では非晶質性を示し、温度上昇に伴って溶解し、さらに温度が上昇して所定の結晶化温度以上となると結晶化して固化するもので、結晶化した状態では温度低下にかかわらず弾性率がほとんど変化しないという特性を有する特殊な樹脂である。
The
図4は、多層基板の製造方法を簡略的に示している。
(1)第1工程……絶縁基板である樹脂フィルム14の片面に貼り付けられた導体箔(厚さ18ミクロンの銅箔で、以下、導体パターンと称する。アルミ箔等でも可能)15をエッチングにてパターニングする。樹脂フィルム14は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂35〜65重量%とポリエーテルイミド35〜65重量%からなる厚さ25〜75ミクロンの樹脂フィルムを用いる。
FIG. 4 schematically shows a method for manufacturing a multilayer substrate.
(1) First step: Etching the conductor foil (a copper foil having a thickness of 18 microns, hereinafter referred to as a conductor pattern, which may be an aluminum foil or the like) 15 attached to one side of the
(2)第2工程……導体パターニングが完了すると、導体が形成されていない面に保護フィルム16を貼付する。保護フィルム16貼付後、樹脂フィルム14側から炭酸ガスレーザを照射して導体パターン15を底面とする有低ビアホール17を形成する。ビアホール17の形成は炭酸ガスレーザの出力と照射時間を調整することで導体パターン15に孔が開かないようにしている。ビアホール17の形成には炭酸ガスレーザ以外にエキシマレーザ等が使用可能である。また、ドリル加工等の機械的加工も可能であるが、微細な穴を開けるにはレーザが望ましい。
(2) Second step: When the conductor patterning is completed, the
(3)第3工程……ビアホール17の形成が完了すると、ビアホール17内に層間接続材である導電ペースト(導電材に相当)18を充填する。導電ペースト18は銅、銀、スズ等の金属粒子にバインダ樹脂や有機溶剤を加え、混練してペースト化したものである。導電ペースト18はメタルマスクを用いたスクリーン印刷機により片面導体フィルムの導体パターン15側を下にしてビアホール17内に印刷充填する。
(3) Third step: When the formation of the
(4)第4工程……導電ペースト18充填後、保護フィルム16を剥離する。以上のようにして、配線用フィルム基板19を製作することができる。
(5)第5工程……上述のようにして製作した配線用フィルム基板19を導体パターン15が下側となるように裏返し、LEDチップ(発光素子に相当)20を導電ペースト18上に位置するようにチップマウンタで実装する。これらのLEDチップ20は、実際には赤色LEDチップ、緑色LEDチップ、青色LEDチップを交互に配列して構成されている。
(4) Fourth step: After filling the
(5) Fifth step: The
次に、配線用フィルム基板19の表面上に、LEDチップ20を覆うように白色の光拡散用フィルム基板21を複数枚積層する。これらの光拡散用フィルム基板21は透過率がそれぞれ異なっており、通過する光を効果的に拡散するようになっている。この場合、配線用フィルム基板19に積層される一層目の光拡散用フィルム基板21には、LEDチップ20に対応した位置に窓部21aが形成されており、その光拡散用フィルム基板21が配線用フィルム基板19に積層された状態では、その窓部21a内にLEDチップ20が位置するようになっている。
Next, a plurality of white light
また、配線用フィルム基板19の裏面上に、導体パターン15を覆うようにカバーレイヤ22を積層する。ここで、カバーレイヤ22層の弾性率は1から1000Mpaが望ましい。これは、それ以上の弾性率では、フィルム間の熱溶着が難しくなるからである。
(6)第6工程……真空加圧プレス機により、200〜350℃で0.1から10Mpaの圧力で加圧する。
Further, the
(6) Sixth step: Pressurization is performed at 200 to 350 ° C. with a pressure of 0.1 to 10 MPa by a vacuum press machine.
以上のようにして、LEDチップ20を内蔵した多層基板23を製造することができる。
ここで、本実施の形態では、図3に示すように、上記第6工程におけるプレス温度は200℃前後に設定している。この温度では、配線用フィルム基板19及び光拡散用フィルム基板21は非晶質状態で溶解し、各層の熱可塑性樹脂が熱融着により一体化するもので、各層の熱可塑性樹脂は溶解時に優れた接着強度を発揮し、多層基板でも層間の剥離がない優れた特性を有する。
As described above, the
Here, in this Embodiment, as shown in FIG. 3, the press temperature in the said 6th process is set to about 200 degreeC. At this temperature, the
バックライトユニット11の製造方法を示す図1において、上述のようにして製造された多層基板23の外周面に遮光部材24を貼り合わせると共に、導体パターン15にコネクタ付きのケーブル25を電気的に接続することにより光源用基板12を製造することができると共に、斯様な光源用基板12にアルミ板13を貼り合わせることによりバックライトユニット11を製造することができる。このアルミ板13は、光源用基板12の放熱とLEDチップ20からの光を前方に反射する機能を有する。
In FIG. 1 showing the manufacturing method of the
さて、以上のように構成されたバックライトユニット11に通電すると、導体パターン15を通じて各赤色LEDチップ20、各緑色LEDチップ20、各青色LEDチップ20に通電されるので、これらのLEDチップ20が点灯し、図2に示すように赤色、緑色、青色の各色の光が光拡散用フィルム基板21を通過するようになる。このとき、LEDチップ20から後方に照射された光は、アルミ板13で反射されるので、LEDチップ20から照射された光を効果的に前方に向かわせることができる。
尚、LEDチップ20に対する通電制御としては、各LEDチップ20に同時に通電する他に、各色のLEDチップに順に通電するようにしてもよい。
When the
In addition, as energization control with respect to the
ここで、光拡散用フィルム基板21は、透過率の異なる樹脂フィルムからなるので、光が通過して拡散する際に、その拡散の態様が図2に示すように不均一化される。これにより、光拡散用フィルム基板21から外部に出射する光は、不均一な状態で出射されるので、赤色、緑色、青色の光がよく混合され、明るさのムラがない白色光となって前方に照射される。
Here, since the light
このような実施の形態によれば、結晶性転移型熱可塑性樹脂からなる配線用フィルム基板19と光拡散用フィルム基板21とを積層し、加熱状態でプレスすることにより熱可塑性樹脂内にLEDチップ20を内蔵した多層基板からなるバックライトユニット11を製造するようにしたので、冷陰極管を用いる従来例のものと違って、薄型で軽くて長寿命、さらに自然に対する強負荷物質である水銀を使用することがないバックライトユニットを製作することができる。
しかも、本実施の形態で採用している多層基板は大量生産に適しているので、コストの低減を図ることができる。
According to such an embodiment, the
In addition, since the multilayer substrate employed in this embodiment is suitable for mass production, cost can be reduced.
(その他の実施の形態)
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
青色LEDチップのみが搭載された配線用フィルム基板と、緑色LEDチップのみが搭載された配線用フィルム基板と、青色LEDチップのみが搭載された配線用フィルム基板とを積層し、それらのLEDチップを点灯或いは点滅させることにより白色光を生成するようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
Laminating a wiring film substrate on which only a blue LED chip is mounted, a wiring film substrate on which only a green LED chip is mounted, and a wiring film substrate on which only a blue LED chip is mounted White light may be generated by lighting or blinking.
LEDチップとして白色LEDを用いるようにしてもよい。
カバーレイヤ22層の裏面にアルミ箔を貼り付けたり、アルミを蒸着したりすることにより反射部材を構成するようにしてもよい。
フィルム基板間に光透過性を有するプリプレグを用いるようにしてもよい。
A white LED may be used as the LED chip.
You may make it comprise a reflection member by sticking aluminum foil on the back surface of the
You may make it use the prepreg which has a light transmittance between film substrates.
11はバックライトユニット、12は光源用基板、13はアルミ板(反射部材)、15は導体パターン、17はビアホール、19は配線用フィルム基板、20はLEDチップ(発光素子)、21は光拡散用フィルム基板である。 11 is a backlight unit, 12 is a light source substrate, 13 is an aluminum plate (reflecting member), 15 is a conductor pattern, 17 is a via hole, 19 is a film substrate for wiring, 20 is an LED chip (light emitting element), and 21 is light diffusion. Film substrate.
Claims (5)
この配線用フィルム基板上に位置し、前記導電材を通じて前記導体パターンと導通する発光素子と、
前記配線用フィルム基板の前記発光素子側に位置し、通過する光を拡散する結晶性転移型熱可塑性樹脂部材からなる光拡散用フィルム基板とを備え、
前記各フィルム基板は、加熱状態でプレスされることにより前記発光素子を熱可塑性樹脂内に埋没した形態で互いに熱溶着されていることを特徴とするライトユニット。 A crystalline transition type thermoplastic resin in which a conductor pattern for wiring is formed on one surface and a via hole is formed at the bottom of the conductor pattern, and the via hole is filled with a conductive material so as to be electrically connected to the conductor pattern. A wiring film substrate made of a resin member;
A light emitting element that is located on the wiring film substrate and is electrically connected to the conductor pattern through the conductive material;
A film substrate for light diffusion which is located on the light emitting element side of the wiring film substrate and is made of a crystalline transition type thermoplastic resin member which diffuses light passing therethrough,
The light units, wherein the film substrates are heat-welded to each other in a form in which the light-emitting elements are buried in a thermoplastic resin by being pressed in a heated state.
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