TWI711193B - Ｌｅｄ元件用基板、ｌｅｄ構裝模組、及使用該等而得之ｌｅｄ顯示裝置 - Google Patents

Ｌｅｄ元件用基板、ｌｅｄ構裝模組、及使用該等而得之ｌｅｄ顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI711193B
TWI711193B TW104143820A TW104143820A TWI711193B TW I711193 B TWI711193 B TW I711193B TW 104143820 A TW104143820 A TW 104143820A TW 104143820 A TW104143820 A TW 104143820A TW I711193 B TWI711193 B TW I711193B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
led
substrate
metal
resin
metal circuit
Prior art date
Application number
TW104143820A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201635600A (zh
Inventor
駒井貴之
大橋拓也
柴崎聰
Original Assignee
日商大日本印刷股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2014263661A external-priority patent/JP2016122815A/ja
Priority claimed from JP2014263664A external-priority patent/JP2016122816A/ja
Application filed by 日商大日本印刷股份有限公司 filed Critical 日商大日本印刷股份有限公司
Publication of TW201635600A publication Critical patent/TW201635600A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI711193B publication Critical patent/TWI711193B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本發明的問題在於提供一種LED構裝模組，其即便作為大型LED顯示裝置的背光源也能夠較佳地使用，且能夠提高LED顯示裝置等的散熱性和生產性。

為了解決此問題，本發明作成一種LED元件用基板1，其具備：樹脂基板11，其由具有可撓性的樹脂薄膜所構成；及，金屬線路部13，其積層在樹脂基板11上，且用來使LED元件2的兩個電極之間導通，並形成有絕緣部；其中，構成金屬線路部13的金屬的熱傳導率λ是300W/(m‧K)以上且500W/(m‧K)以下，構成金屬線路部13的金屬的電阻率R是2.50×10-8Ωm以下，並且，金屬線路部13被覆了樹脂基板11的其中一方的表面的95%以上的範圍。

Description

LED元件用基板、LED構裝模組、及使用該等而得之 LED顯示裝置
本發明有關一種LED元件用基板、LED構裝模組、及使用該等而得之LED顯示裝置。更詳言之，是有關一種LED元件用基板、使用其而得之LED構裝模組及LED顯示裝置，該LED元件用基板藉由構裝多數個發光二極體(LED)，能夠使用於構成大型LED顯示裝置，並且有助於提升LED顯示裝置的生產性與散熱性。
近年來，作為取代過去的映像管型顯示器，且能夠對應低耗電化、機器的大型化與薄型化的要求的顯示器，將LED元件作為背光源來使用之液晶電視及液晶顯示器等LED顯示裝置的普及，已急速地進展。
為了將LED作為這些顯示裝置中的光源來構裝，一般是使用由支撐基板與線路部所構成之各種LED元件用基板。並且，在這些基板上構裝LED元件而成之積層體(在本說明書中，以下稱其為「LED構裝模組」)，作為上述液晶電視等各種顯示裝置的光源亦即LED背光源，而廣泛地被使用。
在這些顯示裝置中，為了高畫質化，而要求提升光源的亮度。然而，伴隨亮度提升而來自LED元件的發熱量增加的情形，會導致耗電增加和LED元件的發光能力下降。因此，LED構裝模組，被強烈要求提升亮度並且提升散熱性。此提升散熱性的要求，近年來在持續大型化的液晶電視等顯示器等之中，已成為特別迫切的問題。
作為用來使散熱性提升的LED元件的構裝的形態，例如，已提案一種方法，其在金屬基底基板的金屬面上直接構裝LED元件(參照專利文獻1)。然而，該方法，因為金屬基底為板狀，所以缺乏設計的自由度，且為每次一片基板的批次生產，因此生產性亦較低。
相對於此，亦已提案一種電路基板(專利文獻3)，其是在樹脂基板上形成金屬電路而成之可撓曲基板，該電路基板另外形成有金屬層(專利文獻2)或熱連接部，該金屬層只為了使散熱性能顯現而與導通電路分開設置，該熱連接部是與用來導通的電路分割的部分。然而，在這些可撓曲基板中，無法避免下述缺點：伴隨金屬製的散熱結構部分的形成，而作業步驟上的追加負擔與電路間的短路的風險會增加。
並且，在上述任一種LED元件用基板中，尤其，當構成需要構裝1000個以上的LED元件之畫面尺寸為65吋以上的大型顯示裝置時，現狀是以連接器來連接複數個LED元件用基板，藉此構成背光源；而在LED顯 示裝置等的製造現場，以較高的位置精度來將這些複數個基板配置在背光源的內部的困難性，亦成為阻礙生產性進一步提升的主要原因。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2009-81194號公報
專利文獻2：日本特開2012-59867號公報
專利文獻3：日本特表2013-522893號公報
本發明是有鑑於如上所述的狀況而完成，其目的在於提供一種LED元件用基板、LED構裝模組、及使用該等而得之LED顯示裝置，該LED元件用基板能夠適合地作為LED顯示裝置的背光源來使用，且能夠提高LED顯示裝置等的散熱性和生產性。
本發明人反覆專心研究的結果，從而發現藉由將LED元件用基板設為如下所述的構成，能夠解決上述問題。亦即，本發明人發現，作成在樹脂薄膜上形成有金屬線路部之構成，該金屬線路部能夠構裝多數個LED元件，進一步，作成上述樹脂薄膜的表面的特定比例以上的大部分被該金屬線路部被覆的構成，藉此，能夠比過去方 法更顯著地提高LED顯示裝置等的散熱性和生產性，從而完成本發明。具體而言，本發明提供以下技術。
(1)一種LED元件用基板，其具備：樹脂基板，其由具有可撓性的樹脂薄膜所構成；及，金屬線路部，其積層在前述樹脂基板上，且用來使LED元件的兩個電極之間導通，並形成有絕緣部；其中，構成前述金屬線路部的金屬的熱傳導率λ是300W/(m‧K)以上且500W/(m‧K)以下，構成前述金屬線路部的金屬的電阻率R是2.50×10-8Ωm以下，並且，前述金屬線路部被覆了前述樹脂基板的其中一方的表面的95%以上的範圍。
(2)一種LED元件用基板，其具備：樹脂基板，其對角線的長度是至少65吋以上，且由具有可撓性的單一樹脂薄膜所構成；及，金屬線路部，其積層在前述樹脂基板上，且用來使LED元件的兩個電極之間導通，並形成有絕緣部；其中，前述金屬線路部是以能夠將配置成矩陣狀的1000個以上LED元件導通的方式來形成，並且，前述金屬線路部被覆了前述樹脂基板的其中一方的表面的95%以上的範圍。
(3)如(1)或(2)所述的LED元件用基板，其中，前述金屬線路部是由銅所構成。
(4)如(1)或(2)所述的LED用元件基板，其中，前述金屬線路部的平均厚度是5μm以上且50μm以下。
(5)如(1)或(2)所述的LED用元件基板，其中，前述絕緣部是形成為寬0.1mm以上且1.0mm以下的狹縫狀。
(6)如(1)或(2)所述的LED用元件基板，其中，前述金屬線路部是電解銅箔，且與前述樹脂基板的積層面側的表面粗糙度Rz是1.0以上且10.0以下。
(7)如(1)或(2)所述的LED用元件基板，其中，用以形成前述樹脂基板之樹脂薄膜是聚萘二甲酸乙二酯，且該聚萘二甲酸乙二酯的熱收縮起始溫度是100℃以上。
(8)一種LED構裝模組，其是在如(1)~(7)中任一項所述的LED元件用基板上構裝至少100個以上LED元件而成。
(9)一種LED構裝模組，其是在如(1)~(7)中任一項所述的LED元件用基板上構裝至少1000個以上LED元件而成。
(10)一種LED顯示裝置，其由如(8)或(9)所述的LED構裝模組與顯示用畫面積層而成。
(11)一種LED顯示裝置，其具備如(8)或(9)所述的LED構裝模組作為背光源。
根據本發明，可提供一種LED元件用基板、LED構裝模組、及使用該等而得之LED顯示裝置，該LED元件用基板即便作為例如畫面尺寸為65吋以上的大 型LED顯示裝置等大型LED顯示裝置的背光源，也能夠較佳地使用，且能夠提高LED顯示裝置等的散熱性和生產性；並且，可提供一種LED元件用基板和LED構裝模組，其即便作為背光源也能夠較佳地使用，且散熱性和生產性優異。
1:LED元件用基板
2:LED元件
3:顯示器
4:散熱結構
10:LED構裝模組
11:樹脂基板
12:黏著劑層
13:金屬線路部
14:焊料層
15:絕緣性保護膜
16:反射層
100:LED顯示裝置
131:導電板部
132:絕緣狹縫部
133:連接器線路
134:端子
第1圖是示意性地表示本發明的LED元件用基板的金屬線路部的配置的平面圖。
第2圖是第1圖的部分放大圖，且為提供作為說明本發明的LED元件用基板的金屬線路部的配置之圖式。
第3圖是本發明的LED構裝模組的部分剖面圖，且為提供作為說明本發明的LED構裝模組中的LED元件的構裝態樣之圖式。
第4圖是示意性地表示在本發明的LED元件用基板上構裝LED元件而成之LED構裝模組的一例的平面圖。
第5圖是第4圖的部分放大圖，且為提供作為說明本發明的LED構裝模組中的LED元件的構裝態樣之圖式。
第6圖是示意性地表示使用本發明的LED構裝模組而成之LED顯示裝置的層構成的概要之斜視圖。
以下，說明本發明的LED元件用基板、LED構裝模組及LED顯示裝置的各實施形態。本發明完全不 受限於以下的實施形態，且在本發明的目的的範圍內，可施加適當變更來實施。
<LED元件用基板>
LED元件用基板1，如第1圖、第2圖所示，在樹脂基板11的表面，隔著黏著劑層12(參照第3圖)而形成有導電性的金屬線路部13，該樹脂基板11是由具有可撓性的樹脂薄膜所構成，該金屬線路部13是由金屬箔所構成。金屬線路部13，是在樹脂基板11上，以能夠將配置成矩陣狀的LED元件2導通的態樣來形成。再者，樹脂基板，即便是大型樹脂基板，仍以單一樹脂薄膜為佳，並非由上述具有可撓性的複數片樹脂薄膜接合而成之樹脂基板，且在以樹脂薄膜作為基材材料之本發明中，這種單一樹脂薄膜是可製作的。
LED元件用基板1，如第3圖、第5圖所示，在樹脂基板11和金屬線路部13上形成有絕緣性保護膜15，該絕緣性保護膜15是由熱硬化型墨水等所構成。該絕緣性保護膜15，為了提升LED元件用基板1的抗遷移特性，是以下述態樣來形成：包覆了金屬線路部13的表面中的除了用來構裝LED元件2的連接部分以外的整個面、及樹脂基板11的表面中的未形成金屬線路部13的部分的幾乎整個面。
LED元件用基板1，進一步較較佳是：如第3圖所示，在樹脂基板11和金屬線路部13上，於絕緣性保護膜15上進一步積層有反射層16，該反射層16是由白色 樹脂等所構成。尤其，在將LED構裝模組10作為如第6圖所示的LED顯示裝置100的背光源來使用時，一般而言，必須將該反射層16配置在LED構裝模組的最外層表面，該LED構裝模組10是在LED元件用基板1上構裝LED元件2而得。然而，使絕緣性保護膜15具備反射性能，藉此，亦能夠以不設置反射層的方式，利用絕緣性保護膜來擔保所需要的反射性能。
如第3圖所示，使LED元件用基板1成為LED構裝模組10，其在金屬線路部13上隔著焊料層14並以能夠導電的態樣而構裝有LED元件2。並且，該LED構裝模組10，能夠較佳地使用於大型LED顯示裝置或其他各種大型的搭載有LED元件之電子機器。
關於LED元件用基板1的尺寸，第4圖所示的對角線d的長度，至少是32吋以上，更佳是65吋以上。又，該LED元件用基板1的尺寸是能夠將100個以上LED元件2構裝成矩陣狀的尺寸，較佳是能夠將1000個以上LED元件2構裝成矩陣狀的尺寸。第4圖，是對LED元件用基板1構裝LED元件2的態樣的一例，而圖示下述之一例：X方向構裝有40個LED元件2，Y方向構裝有30個LED元件2，總計構裝有1200個LED元件2。再者，本發明的LED元件用基板的平面形狀，不一定受限於矩形。在本說明書中，所謂「對角線的長度是32吋以上」，例如當LED元件用基板是橢圓形時，是指其長徑的長 度。例如，長徑的長度為32吋且滿足本案其他構成要件之橢圓形狀的LED元件用基板，皆在本發明的範圍內。
[樹脂基板]
樹脂基板11，其對角線d的長度，配合上述LED元件用基板1的尺寸，至少是32吋以上，更佳是65吋以上，此外，較佳是這樣的尺寸的樹脂薄膜為單一樹脂薄膜。在本說明書中，「單一樹脂薄膜」，意指該樹脂薄膜是由單體的片狀薄膜所構成的樹脂薄片，並非複數片樹脂薄膜的集合體或由該等以物理方式接合而成之接合體。這樣的單一的大型薄膜，可藉由特殊的擠出成形裝置來製造，該擠出成形裝置能夠製造過去規格範圍外的薄膜。
作為樹脂基板11的材料，可使用具有可撓性的樹脂薄膜，該樹脂薄膜是將熱可塑性樹脂成形為薄片狀而得。此處，薄片狀是指包含薄膜狀的概念，且在本發明中兩者並無差異。
又，作為樹脂基板11的材料來使用的熱可塑性樹脂，要求其耐熱性和絕緣性較高。作為這樣的樹脂，可使用聚醯亞胺樹脂(PI)，其耐熱性、加熱時的尺寸穩定性、機械強度及耐久性優異。又，亦可使用其他各種熱可塑性樹脂，其藉由施加退火處理等提升耐熱性的處理，來使耐熱性與尺寸穩定性提升。例如，經利用退火處理來賦予所需的充分的耐熱性與尺寸穩定性後的聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等。又，亦可選擇經藉由添加阻燃性的無 機填料等來使阻燃性提升後的PET等，來作為樹脂基板的材料樹脂。
用以形成樹脂基板11之熱可塑性樹脂，較佳是使用下述熱可塑性樹脂：藉由上述退火處理，以使其熱收縮起始溫度成為用以形成絕緣性保護膜15之熱硬化型墨水的熱硬化溫度以上的方式，來使耐熱性提升後的熱可塑性樹脂。例如，當絕緣性保護膜15是由熱硬化溫度為80℃左右的熱硬化型墨水所形成時，只要藉由退火處理，來使一般為80℃左右的PEN的熱收縮起始溫度提升至100℃左右為止即可。藉此，一面能夠避免樹脂基板11的微細的熱損傷，一面能夠形成同時具有充分耐熱性、強度、絕緣性的絕緣性保護膜15。
再者，本說明書中的「熱收縮起始溫度」，是指將測定對象也就是由熱可塑性樹脂所構成之試樣薄片設置在熱機械分析(thermomechanical analysis，TMA)裝置上，並施予荷重1g，且以2℃/分鐘的升溫速度，升溫至120℃為止，然後測定此時的收縮量(以%表示)，並輸出該數據，且記錄溫度與收縮量，之後由記錄而得的圖表，來讀取由於收縮而導致離開0%的基線的溫度，並將該溫度設為熱收縮起始溫度。又，本說明書中的「熱硬化溫度」，是指在對測定對象也就是熱硬化型樹脂加熱時，測定並計算出熱硬化反應的開始位置的溫度，然後將該溫度設為熱硬化溫度。
關於樹脂基板11的絕緣性，例如在作成LED顯示裝置的背光源而進行一體化時，要求一種樹脂，其具有能夠賦予LED元件用基板1所需要的絕緣性之體積電阻率。一般而言，樹脂基板11的體積電阻率，較佳是1014Ω‧cm以上，更佳是1018Ω‧cm以上。
樹脂基板11的厚度，並無特別限定，從耐熱性和絕緣性、及製造成本的均衡的觀點而言，較佳是大約10μm以上且100μm以下左右。又，從當藉由捲對捲(roll to roll)方式來實行製造時可良好地維持生產性的觀點而言，也是以在上述厚度範圍內為佳。
[黏著劑層]
金屬線路部13對LED元件用基板1的表面上的接合，較佳是隔著黏著劑層12並藉由乾燥疊層法來實行。用以形成該黏著劑層12之黏著劑，只要是在用以形成絕緣性保護膜15之熱硬化型墨水的熱硬化溫度時具有耐熱性的黏著劑，可適當使用公知的樹脂系黏著劑。這些樹脂黏著劑中，可特佳地使用聚胺酯系、聚碳酸酯系或環氧系黏著劑等。
[金屬線路部]
如第1圖、第2圖所示，金屬線路部13，是在LED元件用基板1的表面上由導電性基材所形成的線路圖案。金屬線路部13，具有例如下述機能：將1000個以上LED元件2之間導通，而使需要的電流流通，來進行供電。又， 金屬線路部13，同時兼為散熱部，其是將自LED元件2發出的熱量排放至LED顯示裝置等的外部之排放路徑。
金屬線路部13的配置，只要是以能夠導通LED元件的方式來構裝的配置，並不受限於特定的配置等。然而，在LED元件用基板1中，樹脂基板11的其中一方的表面的至少95%以上的範圍，較佳是98%以上的範圍，必須被該金屬線路部13所被覆。藉此，能夠對使用LED元件用基板1而成之LED顯示裝置賦予較佳的散熱性。
又，為了滿足上述的導通與被覆率的要件，金屬線路部13，較佳是下述配置：如第1圖所示，LED元件2對金屬線路部13接合的部分也就是構裝的基本單元，在矩陣上於XY兩方向上重複。構裝的基本單元，是指成為構裝的基本的構成單元，其如第2圖所示，是由鄰接的複數個矩形狀導電板部131、及導電板部131之間的間隙部分也就是絕緣狹縫部132所構成。又，金屬線路部13，具有連接器線路133，該連接器線路133主要將配置在不同行的導電板部131之間加以連接。又，金屬線路部13，在其末端部分，具有端子134，該端子134用來實行LED構裝模組10與外部電源等的電連接。LED元件用基板1，其可將單一樹脂薄膜作為基板來形成，因此，構成金屬線路部13的導電板部13、連接器線路133、端子134的配置及該等的組合，其設計的自由度極高，且多數個LED元件2的導通的形態，亦能夠藉由串聯、並聯或該等 的複雜的組合等之中任一種的連接來實行。藉此，藉由設置最少2處的電源插座(取電口，electric outlet)，能夠與外部電源等進行導通，並且，可對應於最終產品也就LED顯示裝置的要求而自由地進行配線。
金屬線路部13中的絕緣狹縫部(相當於本發明的「絕緣部」)132的寬度，較佳是0.1mm以上且1.0mm以下的狹縫狀，更佳是0.2mm以上且0.5mm以下。此處，狹縫狀，意指就整體而言為狹縫狀，不一定限於單純的線狀(當然亦包含曲線)，且意指亦包含例如下述狹縫狀：作為LED的焊料連接部，在俯視觀察時於一部分配置有凹凸部。為了防止導電板部131之間短路，絕緣狹縫部132的寬，較佳是0.1mm以上。又，藉由使絕緣狹縫部132的寬為1.0mm以下，能夠在導電板部131之間進行較佳的熱傳遞。
構成金屬線路部13的金屬的熱傳導率λ，較佳是200W/(m‧K)以上且500W/(m‧K)以下，更佳是300W/(m‧K)以上且500W/(m‧K)以下。構成金屬線路部13的金屬的電阻率R，較佳是3.00×10-8Ωm以下，更佳是2.50×10-8Ωm以下。此處，熱傳導率λ的測定，可使用例如京都電子工業公司製造的熱傳導率計QTM-500，電阻率R的測定，可使用例如Keithley公司製造的Model 6517B Electrometer。據此，例如，若為銅時，熱傳導率λ為403W/(m‧K)，電阻率R為1.55×10-8Ωm。藉此，可謀求散熱性與電傳導性並存。更具 體而言，因為來自LED元件的散熱性穩定，且防止電阻增加，所以能夠使LED之間的發光偏差變小，而能夠使LED穩定地發光，並且亦延長LED壽命。進一步，亦能夠防止由於熱量所導致的基板等周邊構件劣化，因此亦能夠延長顯示裝置本身的產品壽命，該顯示裝置組裝有LED元件用基板作為背光源。
再者，金屬線路部13的表面電阻值，較佳是500Ω/□以下，更佳是300Ω/□以下，進一步較佳是100Ω/□以下，特佳是50Ω/□以下。下限是0.005Ω/□以下左右。表面電阻值的測定，可使用Keithley公司製造的Model 6517B Electrometer。
作為滿足上述範圍的金屬，可例示金、銀、銅等的金屬箔。另一方面，例如，鋁是在上述範圍外的金屬。金屬線路部13的厚度，只要對應於LED元件用基板1所要求的耐電流的大小等而適當設定即可，並無特別限定，作為一例，可列舉厚度10μm~50μm。從提升散熱性的觀點而言，金屬線路部13的厚度，較佳是10μm以上。又，若金屬層厚度無法滿足上述下限值，則樹脂基板11的熱收縮的影響較大，而在焊料迴焊處理時容易使處理後的翹曲變大，因此，從此觀點而言，金屬線路部13的厚度，較佳是10μm以上。另一方面，藉由使同一厚度為50μm以下，能夠保持LED元件用基板的充分的撓曲性，且亦能夠防止由於重量增加所導致的處理性下降等。
又，金屬線路部13，較佳是：電解銅箔，且其與樹脂基板11的積層面側的表面粗糙度Rz為1.0以上且10.0以下。此處，Rz是由日本工業標準(JIS)B0601所規定的十點平均粗糙度。從散熱性的觀點而言，藉由將表面粗糙度設在上述範圍內，特別能夠增加與樹脂基板11的積層面側的表面積，而能夠進一步提高散熱性。又，藉由表面凹凸，能夠提升與樹脂基板11的密合性，因此，藉此亦能夠提升散熱性。作為具有這樣的表面粗糙度Rz之銅箔面，可有效地活用電解銅箔的粗糙面側(無光澤面側)。
[焊料層]
在LED元件用基板1中，金屬線路部13與LED元件2的接合，是隔著焊料層14來實行接合。藉由該焊料來實行的接合方法的詳細內容，如後所述，大致分成迴焊方式或雷射方式的兩種方式，藉由這些方式中的任一種來實行。
[絕緣保護膜]
絕緣保護膜15，如上所述，主要是為了使LED元件用基板1的耐遷移特性提升，而在金屬線路部13與樹脂基板11的表面上將需要電性接合的一部分除外後的其他部分上，由熱硬化型墨水所形成。
作為熱硬化型墨水，只要是熱硬化溫度為100℃以下左右的熱硬化型墨水，可適當且較佳地使用公知的墨水。具體而言，作為可較佳地使用的墨水的代表例，可 列舉以下述樹脂分別作為基底樹脂之絕緣性墨水：聚酯系樹脂、環氧系樹脂、環氧系及酚系樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、矽氧系樹脂等。又，在這些墨水中，從可撓性優異的觀點而言，作為用以形成LED元件用基板1的絕緣性保護膜15的材料，以聚酯系的熱硬化型絕緣墨水為特佳。
又，用以形成絕緣性保護膜15之熱硬化型墨水，可以是例如進一步含有二氧化鈦等無機白色顏料之白色墨水。藉由將絕緣性保護膜15白色化，能夠謀求提升設計性。
再者，藉由以上的絕緣性的熱硬化型墨水來進行的絕緣性保護膜15的形成，可藉由網版印刷等公知的方法來實行。
[反射層]
反射層16，其目的在於針對上述LED構裝模組10，使發光能力提升，而在本實施形態中，是積層在除了LED元件2的構裝部分以外之LED元件用基板的發光面側的最外層表面。只要是具有用來將LED元件的發光加以反射且導向特定方向的反射面之構件，並無特別限定，可對應於最終產品的用途與其要求規格而適當使用白色聚酯發泡型的白色聚酯、白色聚乙烯樹脂、蒸鍍有銀之聚酯等。
<LED元件用基板的製造方法>
LED元件用基板1，可藉由過去公知的電子基板的製造方法之一也就是蝕刻步驟來製造。又，較佳是：對應於 選擇的材料樹脂，而預先對該樹脂施加藉由退火處理來實行的耐熱性提升處理。
[退火處理]
在本發明中並非必要，退火處理可使用過去公知的熱處理手段。作為退火處理溫度的一例，當用以形成樹脂基板11之熱可塑性樹脂是PEN時，是在玻璃轉化溫度至熔點的範圍內，更具體而言是在160℃至260℃的範圍內，更佳是在180℃至230℃的範圍內。作為退火處理時間，可例示10秒至5分鐘左右。只要藉由這樣的熱處理條件，能夠使一般而言是80℃左右的PEN的熱收縮溫起始溫度，提升至100℃左右。
[蝕刻步驟]
在視需要而在經過退火處理後的樹脂基板11的表面，積層作為金屬線路部13的材料之銅箔等金屬線路部13，來獲得作為LED元件用基板1的材料之積層體。作為積層方法，可列舉：藉由黏著劑來將金屬箔黏著至樹脂基板11的表面上的方法；或，藉由鍍敷法或氣相製膜法(濺鍍、離子鍍、電子束蒸鍍、真空蒸鍍、化學蒸鍍等)來將金屬線路部13直接蒸鍍在樹脂基板11的表面上的方法。從成本或生產性方面而言，較有利是藉由聚胺酯系黏著劑來將金屬箔黏著至樹脂基板11的表面上的方法。
繼而，在上述積層體的金屬箔的表面，形成蝕刻遮罩，該蝕刻遮罩是圖案化成金屬線路部13的形狀。蝕刻遮罩，是設置用來使之後成為金屬線路部13之金屬 箔的形成線路圖案的部分，免於由於蝕刻液所導致的腐蝕。形成蝕刻遮罩的方法，並無特別限定，例如，可藉由在經由光遮罩使光阻或乾膜感光後進行顯影，來在積層薄片的表面上形成蝕刻遮罩；亦可藉由噴墨印表機等印刷技術，來在積層薄片的表面上形成蝕刻遮罩。
繼而，藉由浸漬液來去除在未被覆有蝕刻遮罩的地方的金屬箔。藉此，去除金屬箔中的成為金屬線路部13的地方以外的部分。
最後，使用鹼性剝離液，來去除蝕刻遮罩。藉此，自金屬線路部13的表面去除蝕刻遮罩。
[絕緣性保護薄膜和反射層形成步驟]
在形成金屬線路部後，視需要而進一步積層絕緣性保護膜15和反射層16。該等的積層可藉由公知的方法來實行。可依據採用的材料而藉由下述方法來實行：網版印刷等印刷法；或乾式疊層、熱疊層法等各種疊層處理方法。
<LED構裝模組>
藉由在LED元件用基板1的金屬線路部13上直接構裝LED元件2，能夠獲得LED構裝模組10。
LED元件2，是一種發光元件，其利用由p型半導體與n型半導體所接合而成之pn接合部的發光。已提案下述結構：在元件頂面、底面設置有p型半導體、n型半導體之結構；及在元件的其中一面設置有p型半導體、n型半導體兩者之結構。任一種結構的LED元件2皆可使用於本發明的LED構裝模組10，上述之中，可特佳地使 用下述結構之LED元件：在元件的其中一面設置有p型半導體、n型半導體兩者。
LED構裝模組10，如上所述，作為LED元件用基板1，是在金屬線路部13上直接構裝LED元件2，該金屬線路部13藉由將具有特定熱傳導率和電阻值之金屬，被覆在基材的95%以上的面積上，能夠發揮較高的散熱性。藉此，LED元件2亮燈時所產生的熱量會迅速地擴散至金屬線路部13整體，而大幅提升大型LED構裝模組10的散熱性。
LED構裝模組10，較佳是：以構裝100個以上的LED元件(較佳是1000個以上的LED元件2)作為前提且應用於以畫面尺寸換算為32吋以上(較佳是65吋以上)之顯示裝置。本發明的LED元件用基板，其電路設計的自由度較高，因此構裝的LED元件2的配置間隔等能夠自由地調整，而能夠以比過去更低成本來對應大型圖像顯示裝置中的各種要求的物性。
<LED構裝模組的製造方法>
針對使用了LED元件基板1之LED構裝模組10的製造方法，進行說明。可藉由焊料加工，來較佳地實行LED元件2對金屬線路部13的接合。藉由該焊料所實行的接合，可藉由迴焊方式或雷射方式來實行。迴焊方式是下述方法：在金屬線路部13上隔著焊料來搭載LED元件2，之後，將LED元件用基板1運送至迴焊爐內，並在迴焊爐內對金屬線路部13噴吹特定溫度的熱風，藉此，使焊料 糊熔解，來將LED元件2焊接至金屬線路部13。又，雷射方法，是指下述手法：藉由雷射來對焊料局部地進行加熱，來將LED元件2焊接至金屬線路部13。
在實行LED元件2對金屬線路部13的焊料接合時，較佳是設為下述方法：藉由自樹脂基板11的背面側進行雷射照射，來實行焊料迴焊。藉此，能夠更確實地抑制下述情形：由於加熱而導致引燃焊料的有機成分、及伴隨該情況而導致基材損傷。
<LED顯示裝置>
第6圖是示意性地表示使用LED構裝模組10而得之LED顯示裝置100的層構成的概要。LED顯示裝置100，藉由驅動(使其發光)以特定間隔來排列成矩陣狀之複數個LED元件2，來將文字或影像等資訊(圖像)顯示於顯示器3。LED元件2，其構裝在LED元件用基板1的金屬線路部13上。又，進一步較佳是：在樹脂基板11的背面側設置有散熱結構4，該散熱結構4用來進一步有效率地將由LED構裝模組10所散發的熱量輻射至外部。藉由使用本發明的LED構裝模組10，能夠以比過去更低成本且使品質的穩定性提升的方式，來製造畫面尺寸(對角線的長度)為65吋以上之大型LED顯示裝置。
根據以上所說明的本發明的LED元件用基板、LED構裝模組等及使用該等而得之LED顯示裝置，能夠發揮如下所述的功效。
(1)將LED元件用基板，設為其樹脂基板的特定比例以上的大部分(95%以上)的表面被金屬線路部被覆，進一步將構成該金屬線路部的金屬的熱傳導率與電阻率R，最佳化至特定範圍內。藉此，能夠顯著地提升在大型LED顯示裝置中所要求的散熱性。作為這樣的LED元件用基板的具體例，可列舉下述LED元件用基板：在尺寸為330mm×560mm且經退火處理後的厚度50μm的PEN薄膜上，以上述被覆率成為95%的方式，來形成金屬線路部，該金屬線路部是將鄰接的導電板部之間的絕緣狹縫部的寬設為1.0mm且由銅箔所構成。在該LED元件用基板上於X方向上構裝8個LED元件、Y方向上構裝20個LED元件，而構裝總計160個LED元件而成之LED構裝模組，確認到該LED構裝模組的散熱性比在下述情形時明顯地提升：將無關於確保導通之Y方向的絕緣狹縫部擴大成2.0mm，並將上述被覆率設為90%，且將除了這些以外的規格設為與上述完全相同來形成。
(2)將LED元件用基板的樹脂基板，設為由大型單一樹脂薄膜所構成，進一步設為其表面的特定比例以上的大部分被金屬線路部被覆。藉此，能夠顯著地提升構成大型LED顯示裝置的LED構裝模組的生產性，並且，亦能夠顯著地提升在大型LED顯示裝置中所要求的散熱性。
作為這樣的LED元件用基板的具體例，可列舉下述LED元件用基板：在尺寸為330mm×560mm且經退火處 理後的厚度50μm的PEN薄膜上，以上述被覆率成為95%的方式，來形成金屬線路部，該金屬線路部是將鄰接的導電板部之間的絕緣狹縫部的寬設為1.0mm且由銅箔所構成。在該LED元件用基板上於X方向上構裝8個LED元件、Y方向上構裝20個LED元件，而構裝總計160個LED元件而成之LED構裝模組，確認到該LED構裝模組的散熱性比在下述情形時明顯地提升：將無關於確保導通之Y方向的絕緣狹縫部擴大成2.0mm，並將上述被覆率設為90%，且將除了這些以外的規格設為與上述完全相同來形成。
(3)將前述金屬線路部設為由銅所構成之金屬線路部。藉此，能夠使LED元件用基板的散熱性提升功效進一步穩定地顯現。
(4)將前述金屬線路部的平均厚度設為5μm以上且50μm以下。藉此，能夠一面享有散熱性提升的功效，一面保持LED元件用基板的充分的撓曲性。
(5)將在金屬線路部上形成的絕緣部，設為形成為寬0.1mm以下且1.0mm以上的狹縫狀之絕緣部。藉此，能夠防止導電板部之間的短路，另一方面，亦能夠在導電板部之間進行較佳的熱傳遞。作為較佳的熱傳遞的具體例，可列舉例如下述作用：當在區域調光方式(LED發光亮度的細微區域控制)的大型LED背光源中產生局部性發熱時，使熱量自相對高溫的部分的導電板部131，朝相對較低的溫度的狀態之導電板部131移動。藉 此，將LED背光源中的局部性高溫發散至LED元件用基板整體，而能夠防止由於局部性溫度上升所導致的各LED元件的性能下降或故障。
(6)以與樹脂基板的積層面側的表面粗糙度Rz為1.0以上且10.0以下之電解銅箔，來形成金屬線路部。藉此，能夠增加與樹脂基板的積層面側的表面積，而能夠進一步提高散熱性。又，藉由表面凹凸能夠提升與樹脂基板的密合性，因此藉此亦能夠提升散熱性。
(7)將用以形成前述樹脂基板的樹脂薄膜，設為已實施耐熱性提升處理且熱收縮起始溫度為100℃以上之聚萘二甲酸乙二酯。藉此，相較於使用了耐熱性與加熱時的尺寸穩定性、機械強度、及耐久性優異之聚醯亞胺樹脂(PI)的一般情形，能夠在維持LED元件用基板的性能的同時，減少成本。
(8)設為一種LED構裝模組，其是在LED元件用基板上構裝至少100個以上的LED元件而成。藉此，可藉由單一LED元件用基板來構成LED顯示裝置，因此能夠使LED顯示裝置的生產性與品質穩定性顯著地提升。
(9)設為一種LED構裝模組，其是在LED元件用基板上構裝至少1000個以上的LED元件而成。藉此，能夠藉由單一LED元件用基板來構成大型LED顯示裝置，因此能夠使LED顯示裝置的生產性與品質穩定性 顯著地提升，該大型LED顯示裝置在過去只能藉由接合複數個LED構裝模組來形成。
(10)設為一種LED顯示裝置，其由畫面尺寸為65吋以上之本發明的LED構裝模組與顯示用畫面所積層而成。藉此，能夠以較高的生產性來提供畫面尺寸為65吋以上之大型LED顯示裝置，且該LED顯示裝置具有優異的品質穩定性。
(11)設為一種LED顯示裝置，其具備本發明的LED構裝模組作為背光源。相較於側光式的顯示裝置，背光方式的顯示裝置需要將多數個LED在配置在基板上，因此，來自LED元件的發熱量增加，會造成LED元件的發光能力下降的情形、或因此導致的耗電增加的情形。又，由於散熱而導致基板等周邊構件膨脹，進一步重覆進行開/關(ON/OFF)，也以致成為翹曲或龜裂等使周邊構件劣化的主要原因。藉由使用本發明的LED構裝模組作為背光源，能夠利用其較高的散熱性與低電阻性，來抑制各個LED元件的耗電，亦減少發光亮度的偏差。又，亦能夠防止由於熱量所導致的基板等周邊構件的劣化，而延長產品壽命。
以上，根據本發明，能夠在比過去更有利的生產性與品質穩定性下，提供一種LED元件用基板及LED構裝模組、LED顯示裝置，該等的散熱性和生產性優異。
1‧‧‧LED元件用基板
11‧‧‧樹脂基板
13‧‧‧金屬線路部
131‧‧‧導電板部
133‧‧‧連接器線路
134‧‧‧端子

Claims (11)

  1. 一種LED元件用基板，其具備：樹脂基板，其由具有可撓性的樹脂薄膜所構成；及，金屬線路部，其積層在前述樹脂基板上，且用來使LED元件的兩個電極之間導通，並形成有絕緣部；其中，構成前述金屬線路部的金屬的熱傳導率λ是300W/(m‧K)以上且500W/(m‧K)以下，構成前述金屬線路部的金屬的電阻率R是2.50×10-8Ωm以下，並且，前述金屬線路部被覆了前述樹脂基板的其中一方的表面的95%以上的範圍。
  2. 一種LED元件用基板，其具備：樹脂基板，其對角線的長度是至少65吋以上，且由具有可撓性的單一樹脂薄膜所構成；及，金屬線路部，其積層在前述樹脂基板上，且用來使LED元件的兩個電極之間導通，並形成有絕緣部；其中，前述金屬線路部是以能夠將配置成矩陣狀的1000個以上LED元件導通的方式來形成，並且，前述金屬線路部被覆了前述樹脂基板的其中一方的表面的95%以上的範圍。
  3. 如請求項1或2所述的LED元件用基板，其中，前述金屬線路部是由銅所構成。
  4. 如請求項1或2所述的LED用元件基板，其中，前述金屬線路部的平均厚度是5μm以上且50μm以下。
  5. 如請求項1或2所述的LED用元件基板，其中，前述絕緣部是形成為寬0.1mm以上且1.0mm以下的狹縫狀。
  6. 如請求項1或2所述的LED用元件基板，其中，前述金屬線路部是電解銅箔，且與前述樹脂基板的積層面側的表面粗糙度Rz是1.0以上且10.0以下。
  7. 如請求項1或2所述的LED用元件基板，其中，用以形成前述樹脂基板的樹脂薄膜是聚萘二甲酸乙二酯，且該聚萘二甲酸乙二酯的熱收縮起始溫度是100℃以上。
  8. 一種LED構裝模組，其是在如請求項1~7中任一項所述的LED元件用基板上構裝至少100個以上LED元件而成。
  9. 一種LED構裝模組，其是在如請求項1~7中任一項所述的LED元件用基板上構裝至少1000個以上LED元件而成。
  10. 一種LED顯示裝置，其由如請求項8或9所述的LED構裝模組與顯示用畫面積層而成。
  11. 一種LED顯示裝置，其具備如請求項8 或9所述的LED構裝模組作為背光源。
TW104143820A 2014-12-25 2015-12-25 Ｌｅｄ元件用基板、ｌｅｄ構裝模組、及使用該等而得之ｌｅｄ顯示裝置 TWI711193B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-263664 2014-12-25
JP2014263661A JP2016122815A (ja) 2014-12-25 2014-12-25 Ｌｅｄ素子用基板
JP2014-263661 2014-12-25
JP2014263664A JP2016122816A (ja) 2014-12-25 2014-12-25 Ｌｅｄ素子用基板及びｌｅｄ実装モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201635600A TW201635600A (zh) 2016-10-01
TWI711193B true TWI711193B (zh) 2020-11-21

Family

ID=56150622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104143820A TWI711193B (zh) 2014-12-25 2015-12-25 Ｌｅｄ元件用基板、ｌｅｄ構裝模組、及使用該等而得之ｌｅｄ顯示裝置

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TWI711193B (zh)
WO (1) WO2016104609A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110908180A (zh) * 2018-09-17 2020-03-24 夏普株式会社 照明装置、显示装置及照明装置的制造方法
CN110061115A (zh) * 2019-04-28 2019-07-26 深圳市晶泓科技有限公司 一种透明led显示屏及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200705046A (en) * 2005-05-31 2007-02-01 Avago Technologies General Ip Light source utilizing a flexible circuit carrier
TW201121111A (en) * 2011-01-21 2011-06-16 Atek Technology Corp Lighting device and method for forming the same
TWM461880U (zh) * 2013-04-12 2013-09-11 Ritedia Corp 覆晶式發光二極體

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3539563B2 (ja) * 2001-07-06 2004-07-07 日立エーアイシー株式会社 発光素子用積層板およびそれを使用した表示体
US20050116235A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Schultz John C. Illumination assembly
JP4983347B2 (ja) * 2007-04-03 2012-07-25 ソニー株式会社 発光装置及び光源装置
JP2009290167A (ja) * 2008-06-02 2009-12-10 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 発光モジュール
JP2013254877A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Koito Mfg Co Ltd 光源ユニット
JP6070188B2 (ja) * 2012-12-28 2017-02-01 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6182916B2 (ja) * 2013-03-15 2017-08-23 日亜化学工業株式会社 発光装置の封止部材の取り外し方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200705046A (en) * 2005-05-31 2007-02-01 Avago Technologies General Ip Light source utilizing a flexible circuit carrier
TW201121111A (en) * 2011-01-21 2011-06-16 Atek Technology Corp Lighting device and method for forming the same
TWM461880U (zh) * 2013-04-12 2013-09-11 Ritedia Corp 覆晶式發光二極體

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016104609A1 (ja) 2016-06-30
TW201635600A (zh) 2016-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8836204B2 (en) Organic EL illumination device
US9980376B1 (en) Durable flexible circuit board for transparent display board and assembling method thereof
KR101303595B1 (ko) 방열 인쇄회로기판, 방열 인쇄회로기판 제조방법, 방열 인쇄회로기판을 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치
EP2309312B1 (en) Light module
JP2009231584A (ja) Ｌｅｄ基板の製造方法およびｌｅｄ基板
JP2016197669A (ja) Ｌｅｄ素子用のフレキシブル多層回路基板及びそれを用いたｌｅｄドットマトリックス表示装置
TWI711193B (zh) Ｌｅｄ元件用基板、ｌｅｄ構裝模組、及使用該等而得之ｌｅｄ顯示裝置
TWI684265B (zh) Ｌｅｄ構裝模組及ｌｅｄ顯示裝置
JP2018010169A (ja) Ｌｅｄ表示装置
JP6659993B2 (ja) Ｌｅｄ素子用のフレキシブル基板
JP2017152108A (ja) Ｌｅｄ素子用基板及びｌｅｄ表示装置
JP6922229B2 (ja) Ｌｅｄバックライト
JP6447116B2 (ja) Ｌｅｄ素子用基板及びｌｅｄ表示装置
JP6528503B2 (ja) Ｌｅｄバックライト及びそれを用いたｌｅｄ表示装置
JP6511914B2 (ja) Ｌｅｄ実装モジュール及びｌｅｄ表示装置
JP6458492B2 (ja) Ｌｅｄ素子用基板、及びそれを用いたｌｅｄ実装モジュールの製造方法
TWI688082B (zh) Ｌｅｄ元件用基板及ｌｅｄ顯示裝置
US9638400B2 (en) OLED lighting module
JP2016122815A (ja) Ｌｅｄ素子用基板
JP6458493B2 (ja) Ｌｅｄ素子用基板、及びそれを用いたｌｅｄ実装モジュールの製造方法
US11956887B2 (en) Board, circuit board, and fixture
JP2016192449A (ja) 一体型ｌｅｄ素子用基板
JP2017174806A (ja) Ｌｅｄエッジライト用のフレキシブル基板
JP2017152450A (ja) Ｌｅｄ表示装置
JP2016122816A (ja) Ｌｅｄ素子用基板及びｌｅｄ実装モジュール