JP2011233395A - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】放熱性および反射性能に優れ、製造コストを抑制することが可能なバックライトユニットおよびそれを用いた液晶表示装置の提供。
【解決手段】厚さ方向に貫通形成されたスルーホールを有する、表面、裏面および前記スルーホールの内壁面が陽極酸化皮膜で被覆された陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板と、
前記アルミニウム基板の表面に実装される発光源と、
前記アルミニウム基板の裏面に設けられる、前記スルーホールを通じて前記発光源と電気的に接続する配線層とを具備し、
前記陽極酸化皮膜が、前記陽極酸化皮膜の表面から厚さ方向にマイクロポアを有し、
前記マイクロポアの深さに対する前記マイクロポアの中心線の長さ(長さ/深さ)が、1.0〜1.2であるバックライトユニット。
【選択図】図3

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに関するものであり、詳しくは発光ダイオード(以下、「LED」という。)を発光源とするバックライトユニットに関するものである。
液晶表示装置は、外部から入ってくる光の量を調節して画像を表示する受光性装置であるため、液晶ディスプレイ(以下、「LCD」という。)パネルに光を照射するための光源として、バックライトユニットが設けられている。
このバックライトユニットは、光を照射する形態により、サイドエミッティング方式とトップエミッティング方式とに分類されることが知られている。
具体的には、図1に示すように、サイドエミッティング方式のバックライトユニット10は、一般的に、金属シャーシ11および放熱基板12と、発光源であるリードフレーム型LED13と、反射板14と、LED13から入射される光を面光源として屈折させる導光板15と、導光板15を通過した光を拡散させる拡散シート16とを具備するものである。
また、図2に示すように、トップエミッティング方式のバックライトユニット20は、一般的に、金属シャーシ21および放熱基板22と、発光源である表面実装型LED23と、反射板24と、LED23から入射される光を拡散させる拡散シート25とを具備するものである。
一方、特許文献1には、これらの方式のバックライトユニットが有する問題点(例えば、放熱効率や製造原価等)を解決することを目的として、「発光源と、前記発光源が電気的に連結されるパターン回路が下部面に印刷され、前記発光源が嵌め込まれ装着される装着孔を少なくとも一つ貫通形成した基板と、前記発光源の下部面が内部面に搭載され、内部面から遠くなる方向に間隔を置いて水平に配置される基板を内部収容する金属シャーシと、前記発光源から発生された光を反射させるように前記基板の上部面に具備される反射部材と、を含み、前記発光源は、電源印加の際に光を発生させる発光チップと、前記発光チップが上部面に安着される放熱体と、前記発光チップと電気的に連結されるリード部と、前記放熱体とリード部を一体化するように成形されるモールド部と、を含むことを特徴とする、LEDバックライトユニット。」が記載されている([請求項1][図3]および[図4]参照)。
特許第4430057号公報
本発明者は、従来公知のバックライトユニットや特許文献1に記載のLEDバックライトユニットについて検討を行った結果、いずれも、放熱性と反射率の観点から金属シャーシおよび反射板(反射部材)が必須であるため、製造コストが高いという問題があることが明らかとした。
そこで、本発明は、放熱性および反射性能に優れ、製造コストを抑制することが可能なバックライトユニットおよびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、直管状のマイクロポアを有する陽極酸化皮膜で被覆されたアルミニウム基板を用いることにより、優れた放熱性と反射性能を両立できることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、以下の(1)〜(12)を提供する。
(1)厚さ方向に貫通形成されたスルーホールを有する、表面、裏面および上記スルーホールの内壁面が陽極酸化皮膜で被覆された陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板と、
上記アルミニウム基板の表面に実装される発光源と、
上記アルミニウム基板の裏面に設けられる、上記スルーホールを通じて上記発光源と電気的に接続する配線層とを具備し、
上記陽極酸化皮膜が、上記陽極酸化皮膜の表面から厚さ方向にマイクロポアを有し、
上記マイクロポアの深さに対する上記マイクロポアの中心線の長さ(長さ/深さ)が、1.0〜1.2であるバックライトユニット。
(2)上記アルミニウム基板の表面を形成する上記陽極酸化皮膜の空隙率と、上記アルミニウム基板の裏面を形成する上記陽極酸化皮膜の空隙率とが異なる上記(1)に記載のバックライトユニット。
(3)上記アルミニウム基板の表面を形成する上記陽極酸化皮膜が有する上記マイクロポアの内部の少なくとも一部が、上記陽極酸化皮膜を構成する物質とは異なる物質によって封孔されている上記(1)または(2)に記載のバックライトユニット。
(4)上記アルミニウム基板の裏面を形成する上記陽極酸化皮膜が有する上記マイクロポアが、その内部の少なくとも一部が上記配線層を形成する材料によって封孔されているマイクロポアと、その内部が上記配線層を形成する材料によって封孔されていないマイクロポアとで構成されている上記(1)〜(3)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(5)上記発光源が、上記アルミニウム基板の表面を形成する上記陽極酸化皮膜に対してフィリップチップ実装される上記(1)〜(4)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(6)上記アルミニウム基板の表面が凹部を有し、上記発光源が、上記凹部に実装される上記(1)〜(5)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(7)上記発光源が、発光ダイオードである上記(1)〜(6)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(8)互いに連結可能な端面形状を有する上記(1)〜(7)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(9)上記発光源の上部に、更にレンズを具備する上記(1)〜(8)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(10)上記レンズの上部に、更に拡散シートを具備する上記(9)に記載のバックライトユニット。
(11)上記レンズと上記拡散シートとの間に、更に導光板を具備する上記(10)に記載のバックライトユニット。
(12)上記(1)〜(11)のいずれかに記載のバックライトユニットと、上記バックライトユニットの光出射側に配置される液晶ディスプレイパネルとを具備する液晶表示装置。
以下に説明するように、本発明によれば、放熱性および反射性能に優れ、製造コストを抑制することが可能なバックライトユニットおよびそれを用いた液晶表示装置を提供することができる。
図1は、従来のリードフレーム型LEDが搭載されたサイドエミッティング方式のバックライトユニットを示す断面図である。 図2は、従来の表面実装型LEDが搭載されたトップエミッティング方式のバックライトユニットを示す断面図である。 図3は、本発明のバックライトユニットの好適な実施形態の一例を示す模式図であり、(A)は平面図を示し、(B)は断面図を示す。 図4は、図3のA部の詳細図である。 図5は、図3のB部の詳細図である。 図6は、本発明のバックライトユニットの他の好適な実施形態を示す模式的な断面図である。 図7は、本発明のバックライトユニットの他の好適な実施形態を示す模式的な断面図である。 図8は、本発明のバックライトユニットの他の好適な実施形態を示す模式的な断面図である。 図9は、本発明のバックライトユニットの他の好適な実施形態を示す模式的な断面図である。
[バックライトユニット]
以下に、本発明のバックライトユニットについて詳細に説明する。
本発明のバックライトユニットは、厚さ方向に貫通形成されたスルーホールを有する、表面、裏面および上記スルーホールの内壁面が陽極酸化皮膜で被覆された陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板と、上記アルミニウム基板の表面に実装される発光源と、上記アルミニウム基板の裏面に設けられる、上記スルーホールを通じて上記発光源と電気的に接続する配線層とを具備し、上記陽極酸化皮膜が、上記陽極酸化皮膜の表面から厚さ方向にマイクロポアを有し、上記マイクロポアの深さに対する上記マイクロポアの中心線の長さ(長さ/深さ)が、1.0〜1.2となるバックライトユニットである。
次に、本発明のバックライトユニットについて、図3〜図9を用いて説明する。
図3は、本発明のバックライトユニットの好適な実施形態の一例を示す模式図であり、(A)は平面図を示し、(B)は断面図を示す。
図3に示すように、本発明のバックライトユニット30は、陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板31、発光源32および配線層33を具備するものである。
この陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板31は、厚さ方向に貫通形成されたスルーホール34を有する。
また、この陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板31は、その表面、裏面および前記スルーホールの内壁面が陽極酸化皮膜35によって被覆されている。
なお、図3においては、スルーホール34の内部の全てが配線層33を形成する材料により充填されているが、本発明においては、発光源32と配線層33とがスルーホール34を通じて電気的に接続していれば、図3で示す態様に特に限定されず、発光源32および配線層33に突起電極(図示せず)を設けて接合する態様(フリップチップ実装)が好ましい。
図3のA部およびB部の拡大図である図4および図5に示すように、陽極酸化皮膜35は、陽極酸化皮膜35の表面から厚さ方向(アルミニウム基材36の方向)にマイクロポア37を有する。
このマイクロポア37は、厚さ方向に直管状、具体的には、マイクロポア37の深さに対するマイクロポア37の中心線の長さ(長さ/深さ)が、1.0〜1.2となるように形成されており、1.0〜1.05となるように形成されているのが好ましい。
図6〜9は、それぞれ本発明のバックライトユニットの他の好適な実施形態を示す模式的な断面図である。
図6に示すように、発光源32は、陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板31上に、ワイヤ40を用いたワイヤボンディング実装されていてもよい。
また、図7に示すように、反射性能がより良好となる理由から、陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板31の表面が凹部41を有し、発光源32を凹部41に設け、発光面と陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板31の主表面(反射面)とが同じ高さとなるのが好ましい。
更に、図8に示すように、LCDパネルの大きさに応じてバックライトユニットの大きさを調節できるよう、陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板31の端面42の形状が、互いに連結可能な形状(例えば、階段状、凹凸状など)であるのが好ましい。
一方、図9に示すように、光輝度特性が良好となる理由から、発光源32の上部表面に、更にレンズ43を設けるのが好ましい。
また、光輝度特性がより良好となる理由から、レンズ43の上部に更に拡散シート44を具備するのが好ましく、レンズ43と拡散シート44との間に更に導光板45を具備するのがより好ましい。
次に、陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板(以下、単に「膜付アルミニウム基板」ともいう。)、発光源、配線層等について、材料、寸法、形成方法等について説明する。
〔膜付アルミニウム基板〕
本発明のバックライトユニットに用いる膜付アルミニウム基板は、公知のアルミニウム基板(以下、膜付アルミニウム基板と区別するために「アルミニウム基材」ともいう。)に対して、スルーホールを形成した後に、後述する陽極酸化処理を施した基板を用いることができる。
<アルミニウム基材>
上記アルミニウム基材としては、純アルミニウム基板のほか、アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板;低純度のアルミニウム(例えば、リサイクル材料)に高純度アルミニウムを蒸着させた基板;シリコンウエハー、石英、ガラス等の表面に蒸着、スパッタ等の方法により高純度アルミニウムを被覆させた基板;アルミニウムをラミネートした樹脂基板;等を用いることもできる。
ここで、上記合金板に含まれてもよい異元素としては、ケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、ビスマス、ニッケル、チタン等が挙げられ、合金中の異元素の含有量は、10質量%以下であるのが好ましい。
上記アルミニウム基材の厚さは、特に限定されないが、本発明のバックライトユニットを低背化する観点から、0.2〜0.5mmであるのが好ましい。なお、アルミニウム基材を、所望の形状に加工することで、設計変更等にも柔軟に対応できる。
また、上記アルミニウム基材のアルミニウム純度は、高い方が好ましい。具体的には、アルミニウム純度が、99.90質量%以上であるのが好ましく、99.99質量%以上であるのがより好ましい。
アルミニウム純度が上記範囲であると、上記アルミニウム基板中のSi、Fe等の不純物が極めて微量となり、後述する陽極酸化処理を施して形成される陽極酸化皮膜中に残存する金属間化合物の個数が低減し、絶縁性が良好となる。
更に、上記アルミニウム基材に対して後述する陽極酸化処理を施す場合、陽極酸化処理を施す面は、あらかじめ脱脂処理および鏡面仕上げ処理が施されるのが好ましい。
脱脂処理は、酸、アルカリ、有機溶剤等を用いて、アルミニウム基板に付着した埃、脂、樹脂等の有機成分等を溶解させて除去することを目的として行われる。脱脂処理には、従来公知の脱脂剤を用いることができる。具体的には、例えば、市販されている各種脱脂剤を所定の方法で用いることにより行うことができる。
鏡面仕上げ処理は、アルミニウム基板の面の凹凸、例えば、アルミニウム基板の圧延時に発生した圧延筋等をなくすために行われる。鏡面仕上げ処理は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。具体的には、例えば、機械研磨、化学研磨、電解研磨により行うことができる。
<スルーホール>
上記膜付アルミニウム基板が有するスルーホールは、上記アルミニウム基材に後述する陽極酸化処理を施して陽極酸化皮膜を形成する前に、上記アルミニウム基材の厚さ方向に貫通形成される。これにより、上記スルーホールの内壁面も陽極酸化皮膜で被覆される。
上記スルーホールの形状は、特に限定されないが、後述する陽極酸化処理が施される際の上記アルミニウム基材の体積膨張を考慮して、目的のホール径よりもわずかに大径に形成されることが好ましい。
また、上記スルーホールの形成に際しては、従来公知の方法を採用することができ、例えば、ドリル加工、レーザー加工、金型よる打ち抜き加工等を用いることができる。
なお、上記スルーホールが形成される個数は、実施態様に応じて変更されるため、特に限定されない。
<陽極酸化皮膜>
上記膜付アルミニウム基板が有する陽極酸化皮膜は、上記アルミニウム基材の表面、裏面および上記スルーホールの内壁面を被覆する酸化皮膜であり、上記アルミニウム基材に対して後述する陽極酸化処理を施すことにより形成される。
上記陽極酸化皮膜は、上述したように、上記陽極酸化皮膜の表面から厚さ方向にマイクロポアを有しており、上記マイクロポアの深さに対する上記マイクロポアの中心線の長さ(長さ/深さ)が1.0〜1.2であり、1.0〜1.05であるのが好ましい。
本発明においては、このような直管状のマイクロポアを有する上記膜付アルミニウム基板を用いることにより、放熱性および反射性能に優れ、製造コストを抑制することが可能なバックライトユニットを製造することができる。
これは、詳細には明らかではないが、マイクロポアが直管状であることにより、光の直進性を高め、光学的な散乱を抑制できるという新たな知見に基づくものであり、アルミニウム基材の高い反射性を維持したまま陽極酸化皮膜による高い絶縁性を付与できる結果、上記膜付アルミニウム基板の表面を後述する発光源を実装する面として利用するとともに、上記膜付アルミニウム基板の裏面を後述する配線層を設ける面としても利用することができるためと考えられる。
また、マイクロポアの直管性は陽極酸化皮膜の厚さによる光のロス量(光学ロス)で評価することができる。具体的には、上述した直管性指標(長さ/深さ)が1.2を超えると、厚みあたりの光学ロスが2%/μmを超えるため、例えば、陽極酸化皮膜(厚さ:10μm)をアルミニウム基材(反射率:90%)上に設けた場合、反射率が70%に低下してしまうことになる。一方、上述した直管性指標が1.05以下になると、光学ロスは0.1%未満となるため、アルミニウム基材(反射率:90%)上に50μmの陽極酸化皮膜を設けても、85%の反射率を確保することができる。
また、本発明においては、上記膜付アルミニウム基板の表面を形成する上記陽極酸化皮膜の空隙率と、上記膜付アルミニウム基板の裏面を形成する上記陽極酸化皮膜の空隙率とが異なるのが好ましい。
ここで、陽極酸化皮膜の空隙率とは、下記式により算出される値をいう。なお、下記式中、酸化アルミニウムの密度(g/cm3)は、化学便覧等に記載された密度をいい、3.98である。
空隙率(%)=〔1−(酸化皮膜密度/酸化アルミニウムの密度)〕×100
(式中、酸化皮膜密度(g/cm3)は、「単位面積あたりの酸化皮膜質量/酸化皮膜膜厚」を表す。)
空隙率を調整する方法としては、図4に示すように、マイクロポア37の内部の少なくとも一部を、陽極酸化皮膜35を構成する物質とは異なる物質38により封孔する方法が挙げられる。
このような物質でマイクロポアの内部を封孔することにより、放熱性がより良好となる。これは、陽極酸化皮膜の空隙に存在する空気量が減ることになる結果、陽極酸化皮膜の優れた絶縁性を保持しつつ熱伝導率を更に高くすることができたためと考えられる。
上記陽極酸化皮膜を構成する物質とは異なる物質は、絶縁性であるのが好ましく、その具体例としては、水酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、および、これらの水和物等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、酸化アルミニウムと屈折率が近く、発光源の透過性が良好となる理由ならびに酸化アルミニウムとの吸着性および絶縁性に優れる理由から、水酸化アルミニウムおよびその水和物であるのが好ましい。
このような異なる物質を封孔させる封孔処理としては、例えば、沸騰水処理、熱水処理、ケイ酸ソーダ処理等の処理液をマイクロポアの内部まで浸透させることにより、マイクロポアの内壁を構成する物質(酸化アルミニウム)を変質(水酸化アルミニウムに変質)させる方法であってもよいが、特開平6−35174号公報の段落[0016]〜[0035]に記載されているようなゾルゲル法による封孔処理等も好適に挙げられる。
また、空隙率を調整する他の方法としては、図5に示すように、マイクロポアを、その内部の少なくとも一部が後述する配線層を形成する材料によって封孔されているマイクロポア37aと、その内部が後述する配線層を形成する材料によって封孔されていないマイクロポア37bとで構成させるのが好ましい。
マイクロポアをこのように構成させることにより、放熱性がより良好となり、配線層33との密着性も良好となる。これは、上述した理由と同様の理由により放熱性が良好となり、かつ、配線層33と陽極酸化皮膜35とのアンカー効果により密着性が良好になると考えられる。
後述する配線層を形成する材料は、電気を通す素材であれば特に限定されず、その具体例としては、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)等が挙げられ、これらを1種単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
このような材料を封孔させる封孔処理としては、後述する配線層を形成する際に、例えば、インクジェット装置を用いて撥水性材料を配線状に付着させた後に、電解めっき処理等のめっき処理を施すことにより、配線層のパターンに応じてマイクロポアの内部に後述する配線層を形成する材料を封孔することができる。
更に、本発明においては、上記膜付アルミニウム基板の表面を形成する上記陽極酸化皮膜は、反射特性の劣化を抑制できる理由から、平均ピッチが0.5μm以下で、かつ、平均直径が1μm以上の凹凸を有しているのが好ましい。
本発明においては、上記凹凸は、上記陽極酸化皮膜が有するマイクロポアの内部の一部(例えば、8〜9割程度)に上記異なる物質を封孔することによっても形成することができる。
(陽極酸化処理)
上記アルミニウム基材に対して施す陽極酸化処理は、上記陽極酸化皮膜が特定形状のマイクロポアを有するように施す必要があるが、その方法としては、特開2008−270158号公報の[0055]〜[0108]段落に記載された自己規則化法や定電圧処理等が好適に挙げられる。
〔発光源〕
本発明のバックライトユニットが具備する発光源は、特に限定されず、発光チップのみであってもよく、発光チップ、放熱体、リード部およびモールド部を含むパッケージであってもよい。
上記発光チップとしては、電源印加の際、光を発生させると同時に熱を発生させる半導体素子である発光ダイオードであるのが好ましい。
また、上記発光チップは、活性層とこれを包むクラッド層から成るGaAlAs系、高密度光ディスクの赤色半導体レーザ素子に使用されるAlGaIn系、AlGaInP系、AlGaInPAs系と、トランジスタ等の電子デバイスに使用されるGaN系などのような材料を用いて構成するが、これに限定されるものではなく、他の半導体材料で多様に構成され得る。
上記発光源を上記膜付アルミニウム基板の表面に実装する方法は加熱による実装を伴うが、半田リフローを含めての熱圧着、およびフリップチップによる実装方法では、均一かつ確実な実装を施す観点から、最高到達温度は220〜350℃が好ましく、240〜320℃がより好ましく、260〜300℃が特に好ましい。
これらの最高到達温度を維持する時間としては、同観点から2秒〜10分が好ましく、5秒〜5分がより好ましく、10秒〜3分が特に好ましい。
また、陽極酸化皮膜との熱膨張率差に起因して陽極酸化皮膜内に発生するクラックを抑制する観点から、上記最高到達温度に到達する前に、所望の一定温度で5秒〜10分、より好ましくは10秒〜5分、特に好ましくは20秒〜3分の熱処理を施す方法をとることもできる。所望の一定温度としては、80〜200℃であることが好ましく、100〜180℃がより好ましく、120〜160℃が特に好ましい。
また、ワイヤボンディングでの実装時の温度としては、確実な実装を施す観点から、80〜300℃が好ましく、90〜250℃がより好ましく、100〜200℃が特に好ましい。加熱時間としては、2秒〜10分が好ましく、5秒〜5分がより好ましく、10秒〜3分が特に好ましい。
〔配線層〕
本発明のバックライトユニットが具備する配線層は、上記発光源を駆動させるためのものであり、上記膜付アルミニウム基板の裏面に設けられる。
上記配線層の材料は、上述したように、電気を通す素材であれば特に限定されず、その具体例としては、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)等が挙げられ、これらを1種単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
これらのうち、電気抵抗が低い理由からCuを用いるのが好ましい。
また、上記配線層の厚さは、導通信頼性およびパッケージのコンパクト性の観点から、5〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましく、15〜40μmが特に好ましい。
上記配線層の形成方法としては、電解めっき処理、無電解めっき処理、置換めっき処理などの種々めっき処理の他、スパッタリング処理、蒸着処理、金属箔の真空貼付処理、接着層を設けての接着処理等が挙げられる。
これらのうち、耐熱性が高い観点から、金属のみの層形成であることが好ましく、厚膜/均一形成化および高密着性の観点から、めっき処理による層形成が特に好ましい。
上記めっき処理は、非導電性物質(陽極酸化皮膜)に対するめっき処理になるため、シード層と呼ばれる還元金属層を設けた後、その金属層を利用して厚い金属層を形成する手法を用いるのが好ましい。
また、上記シード層の形成には、無電解めっきが用いるのが好ましく、めっき液としては、主成分(例えば、金属塩、還元剤等)と補助成分(例えば、pH調整剤、緩衝剤、錯化剤、促進剤、安定剤、改良剤等)から構成される溶液を用いるのが好ましい。なお、めっき液としては、SE−650・666・680、SEK−670・797、SFK−63(いずれも日本カニゼン社製)、メルプレートNI−4128、エンプレートNI−433、エンプレートNI−411(いずれもメルテックス社製)等の市販品を適宜用いることができる。
また、上記配線層の材料として銅を用いた場合、硫酸、硫酸銅、塩酸、ポリエチレングリコールおよび界面活性剤を主成分とし、その他各種添加剤を加えた種々の電解液を用いることができる。
このようにして形成される配線層は、上記膜付アルミニウム基板の表面に実装される発光源の設計に応じ、公知の方法でパターン形成される。
〔レンズ〕
本発明のバックライトユニットが所望により具備するレンズは、上記発光源の上部表面に設けられる。
上記レンズは、上記発光源から出射される光の入射角をより広くしたり、集中できるように設計されたレンズであるのが好ましい。
〔拡散シート〕
本発明のバックライトユニットが所望により具備する拡散シートは、上記レンズの上部であって後述するLCDパネルの下部に設けられる。
上記拡散シートは、光拡散シートや熱拡散シート等を積層した態様であってもよく、具体的には、例えば、特開2010−73476号公報に記載されたものが挙げられる。
〔導光板〕
本発明のバックライトユニットが所望により具備する導光板は、上記レンズと上記拡散シートとの間に設けられ、上記発光源から入射される光を面光源として屈折させる機能を有するものである。
[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、上述した本発明のバックライトユニットと、上記バックライトユニットの光出射側に配置されるLCDパネルとを具備する液晶表示装置である。
ここで、LCDパネルは、特に限定されず、従来公知のものから適宜選択して用いることができる。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
(実施例1)
アルミニウム純度99.95質量%のアルミニウム基材(日本軽金属社製、厚さ0.4mm)について、ドリル加工によりスルーホール(ホール径0.2mmφ)を形成した。
次いで、このアルミニウム基材について、以下に示す方法により陽極酸化処理を施し、陽極酸化皮膜で全面が被覆された膜付アルミニウム基板を得た。
次いで、得られた膜付アルミニウム基板の裏面に、以下に示す方法により配線層を形成した。
その後、配線層が裏面に設けられた膜付アルミニウム基板の表面に、図6に示すように、発光源としてLEDをダイボンドで固定し、ワイヤボンディング実装することにより、バックライトユニットを作製した。
<陽極酸化処理>
スルーホールを形成したアルミニウム基板に、0.30mol/L硫酸の電解液で、電圧25V、液温度15℃、液流速3.0m/minの条件で、5時間のプレ陽極酸化処理を施した。
その後、プレ陽極酸化処理後のアルミニウム基板を、0.2mol/L無水クロム酸、0.6mol/Lリン酸の混合水溶液(液温:50℃)に12時間浸漬させる脱膜処理を施した。
その後、0.30mol/L硫酸の電解液で、電圧25V、液温度15℃、液流速3.0m/minの条件で、1時間の再陽極酸化処理を施した。
再陽極酸化処理後に形成された陽極酸化皮膜について、その断面をFE−SEMで観察した結果、マイクロポアの深さに対するマイクロポアの中心線の長さ(長さ/深さ)が1.01であることを確認した。
なお、プレ陽極酸化処理および再陽極酸化処理は、いずれも陰極はステンレス電極とし、電源はGP0110−30R(高砂製作所社製)を用いた。また、冷却装置にはNeoCool BD36(ヤマト科学社製)、かくはん加温装置にはペアスターラー PS−100(EYELA社製)を用いた。更に、電解液の流速は渦式フローモニターFLM22−10PCW(AS ONE製)を用いて計測した。
<配線層の形成>
(1)Niシード層の形成
まず、1000mLビーカーに硫酸ニッケル六水和物25gと純水500mLとを入れ、硫酸ニッケル六水和物を溶解させた後、次亜リン酸ナトリウム20g、酢酸ナトリウム10gおよびクエン酸ナトリウム10gを入れて撹拌した。
次いで、純水を加えて全量を1000mLとした後、硫酸でpHを5に調整し、撹拌しながら、浴温を83℃に保持した。
本溶液中に、膜付アルミニウム基板を裏面側(LEDが実装されてない側)から1分間浸漬させることで、Niシード層を形成した。
(2)Cuめっき層の形成
硫酸、硫酸銅、塩酸、ポリエチレングリコールおよびラウリル硫酸ナトリウムを調製した電解液中に、Niシード層を形成した上記基板を浸漬し、定電圧下で電解し、厚さ20μmのCuめっき層を形成した。
(3)配線層の形成
Cuめっき層を形成した上記基板をレジスト液(DSR330P、タムラ化研社製)に25℃で浸漬時間5分の条件で浸漬させた後、乾燥温度80℃、乾燥時間10分にて乾燥させた。
次いで、FL−3S(ウシオライティング社製)を用いて、配線パターンを形成したマスクを用いて露光を行い、現像液1%炭酸ナトリウム水溶液を用いて30℃下で90秒間現像処理を施し、不要なレジスト層を除去した。
次いで、上記方法でパターンが形成された基板を過酸化水素溶液に浸漬し、エッチング処理を施すことで非配線部のCu層およびNiシード層を剥離した。
次いで、残りのレジスト層を除去し、Cu配線層が形成されたバックライトユニットを作製した。
(実施例2)
実施例1で作製した膜付アルミニウム基板に対して、配線層を形成する前に、以下の封孔処理を施した以外は、実施例1と同様の方法によりバックライトユニットを作製した。
<封孔処理>
膜付アルミニウム基板の裏面(LEDを実装しない側)にリンテック社製のNon−UV型BG(バックグラインド)用表面保護テープ(Adwill Pシリーズ)を貼り付けた状態で、80℃の純水に1分間浸漬させた後、浸漬させた状態で110℃の雰囲気下で10分間加熱した。
その後、水洗し、保護テープを剥離した後、冷却乾燥させた。
封孔処理後の空隙率を測定したところ、表面の空隙率は12%であり、裏面の空隙率は32%であった。
(実施例3)
LEDの実装を図3に示すようにフリップチップ実装とした以外は、実施例1と同様の方法によりバックライトユニットを作製した。
(実施例4)
実施例1で使用したアルミニウム基材に対して、陽極酸化処理を施す前に予めプレス成型で作った凹部を形成した以外は、実施例3と同様の方法によりバックライトユニットを作製した(図7参照)。
(実施例5)
更に、レンズ、導光板および拡散シートを設けた以外は、実施例3と同様の方法によりバックライトユニットを作製した(図9参照)。
(実施例6)
実施例1で使用したアルミニウム基材の端面を図8に示すように階段状とした以外は、実施例3と同様の方法によりバックライトユニットを作製した。
端面を階段状とすることにより、同様の方法で別途作製したバックライトユニットと容易に組み合わせることができた。
作製した各バックライトユニットは、いずれも基板としては陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板の1枚のみを使用しており、また、当該基板の表面、裏面およびスルーホールの内壁面が特定形状のマイクロポアを有する陽極酸化皮膜で被覆されているため、放熱性および反射性能に優れ、製造コストを抑制することが可能であることが分かる。
10,20,30 バックライトユニット
11,21 金属シャーシ
12,22 放熱基板
13,23 LED
14,24 反射板
15,45 導光板
16,25 拡散シート
31 陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板
32 発光源
33 配線層
34 スルーホール
35 陽極酸化皮膜
36 アルミニウム基材
37,37a,37b マイクロポア
38 陽極酸化皮膜を構成する物質とは異なる物質
39 配線層を形成する材料
40 ワイヤ
41 凹部
42 端面
43 レンズ
44 拡散シート

Claims (12)

  1. 厚さ方向に貫通形成されたスルーホールを有する、表面、裏面および前記スルーホールの内壁面が陽極酸化皮膜で被覆された陽極酸化皮膜付きアルミニウム基板と、
    前記アルミニウム基板の表面に実装される発光源と、
    前記アルミニウム基板の裏面に設けられる、前記スルーホールを通じて前記発光源と電気的に接続する配線層とを具備し、
    前記陽極酸化皮膜が、前記陽極酸化皮膜の表面から厚さ方向にマイクロポアを有し、
    前記マイクロポアの深さに対する前記マイクロポアの中心線の長さ(長さ/深さ)が、1.0〜1.2であるバックライトユニット。
  2. 前記アルミニウム基板の表面を形成する前記陽極酸化皮膜の空隙率と、前記アルミニウム基板の裏面を形成する前記陽極酸化皮膜の空隙率とが異なる請求項1に記載のバックライトユニット。
  3. 前記アルミニウム基板の表面を形成する前記陽極酸化皮膜が有する前記マイクロポアの内部の少なくとも一部が、前記陽極酸化皮膜を構成する物質とは異なる物質によって封孔されている請求項1または2に記載のバックライトユニット。
  4. 前記アルミニウム基板の裏面を形成する前記陽極酸化皮膜が有する前記マイクロポアが、その内部の少なくとも一部が前記配線層を形成する材料によって封孔されているマイクロポアと、その内部が前記配線層を形成する材料によって封孔されていないマイクロポアとで構成されている請求項1〜3のいずれかに記載のバックライトユニット。
  5. 前記発光源が、前記アルミニウム基板の表面を形成する前記陽極酸化皮膜に対してフィリップチップ実装される請求項1〜4のいずれかに記載のバックライトユニット。
  6. 前記アルミニウム基板の表面が凹部を有し、前記発光源が、前記凹部に実装される請求項1〜5のいずれかに記載のバックライトユニット。
  7. 前記発光源が、発光ダイオードである請求項1〜6のいずれかに記載のバックライトユニット。
  8. 互いに連結可能な端面形状を有する請求項1〜7のいずれかに記載のバックライトユニット。
  9. 前記発光源の上部に、更にレンズを具備する請求項1〜8のいずれかに記載のバックライトユニット。
  10. 前記レンズの上部に、更に拡散シートを具備する請求項9に記載のバックライトユニット。
  11. 前記レンズと前記拡散シートとの間に、更に導光板を具備する請求項10に記載のバックライトユニット。
  12. 請求項1〜11のいずれかに記載のバックライトユニットと、前記バックライトユニットの光出射側に配置される液晶ディスプレイパネルとを具備する液晶表示装置。
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