光源模块的制作方法

文档序号:2891919阅读:190来源:国知局

专利名称::光源模块的制作方法
技术领域
:本发明涉及采用了LED的光源模块及其制造方法,具体而言,涉及适合在液晶监视器的背光源中使用的LED光源模块。
背景技术
:近年来使用LED(发光二极管)作为液晶监视器的背光源。在用LED的背光源中,有把LED配置于液晶面板的背面的直下型,与把LED配置于液晶面板的下端的边缘照明型。在边缘照明型背光源中,在液晶面板的下端线形排列LED,利用导光板把来自LED的光引导到液晶面板的背面,均匀地照射于整个液晶面板。虽然边缘照明型背光源可以减小液晶电视的纵深尺寸,但是液晶电视的上下方向的边框宽度加大。因此,为了减少液晶电视的上下方向的边框尺寸,有必要减小LED的高度尺寸。近年来,开发了薄型的液晶显示装置。在这种液晶显示装置中,有必要进一步减小边缘照明型背光源的厚度尺寸。专利文献l.日本专利特开2006-93672号公报
发明内容(发明所要解决的问题)作为边缘照明型的背光源使用的LED,利用折射率高的树脂来密封。作为这类树脂,通常使用硅树脂。但是,硅树脂的价格比较高。在日本专利特开2006-93672号公报中,记栽了在引线或支撑体上设置凹部,以把发光元件收容于该凹部的方式构成的半导体发光装置。在该公报的例子中,因为针对每个封装(package)进行树脂密封,故虽然可以减少树脂的使用量,但是树脂的填充作业变得烦杂。另一方面,有把多个LED芯片搭载于底座上,通过一次的树脂填充来密封所有的LED而形成长的线形光源模块的方法。但是,在这类方法中,虽然树脂的填充作业变得简单,但是硅树脂的使用量增多,成本提高。在光源模块中,来自LED的热量经由密封LED的硅树脂散发。也就是说,密封LED的树脂具有散发来自LED的热量的功能。因此,导光板的光入射端面由容易热变形的甲基丙烯酸树脂等来形成,借此受保护免遭来自LED的热量之害。但是,如杲减少硅树脂的使用量,则由树脂起到的散热功能降低,导光板的光入射端面有可能因热量而受影响。此外,如果减少硅树脂的使用量,则硅树脂的表面与导光板的光入射面之间的空间加大,光利用效率降低。本发明的目的在于提供一种可以薄型化,而且,可以减少树脂的使用量的光源模块。(解决问题所用的方法)本发明的光源模块的制造方法包括准备搭载了具有反射面的第1反射镜的基片的第1工序;在上述基片上搭载多个发光元件的第2工序,其中,以使来自上述发光元件的光在上述第l反射镜的反射面反射的方式靠近上述反射面搭载上述发光元件;在上述基片上搭载具有电极的布线基板的第3工序,其中,以使上述布线基板的电极靠近上述发光元件,而且,由上述第l反射镜与上述布线基板夹着上述发光元件的方式搭载上述布线基板;用金属线连接上述发光元件的电极与上述布线基板的电极之间的第4工序;在上述布线基板上搭栽具有反射面的第2反射镜的第5工序,其中,以使来自上述发光元件的光在上述第2反射镜的反射面反射,而且,由上述第l反射镜与上述第2反射镜夹着上述发光元件的方式搭载上述第2反射镜;以及在上迷第l反射镜与上述第2反射镜之间的空间里填充树脂来密封上述发光元件的第6工序。(发明的效果)根据本发明,可以提供一种可以薄型化,而且,可以减少树脂的使用量的光源模块。图l是表示现有的光源模块的制造方法的例子的图。图2是表示本发明的光源模块的制造方法的例子的图。图3是说明本发明的光源模块的LED和底座的尺寸的图。图4是说明本发明的光源模块的布线基板与底座之间的尺寸的頃tE)。图5是表示本发明的光源模块的第2个例子的图。图6是表示本发明的背光模块的例子的图。图7是表示本发明的液晶显示装置的例子的图。图8是表示本发明的液晶显示装置的第2个例子的图。图9是表示本发明的光源模块的第3个例子的图。(符号说明)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具体实施例方式参照图1,说明现有的光源模块的组装过程。图l示出沿着正交于液晶显示面的垂直面切断光源模块的断面构成。因而,液晶显示面垂直于纸面。在步骤Sl里,准备基板封装。基板封装通常由其他工序、其他工厂、或其他企业来提供。基板封装包括基片11、配置于其上的布线基板13、以及配置于其上的反射镜16。布线基板13经由粘接片15安装于基片11上,反射镜16经由粘接片15安装于布线基板13上。布线基板13是由绝缘层131、其上的金属层132、以及其上的绝缘层133组成的3层基板。在步骤S2里,搭载LED21。再者,在本说明书中,把LED芯片简单称为LED。在基片ll之上涂敷银糊剂23,在其上配置LED21。这样一来,LED21粘接于基片11。在步骤S3里,进行引线键合。用金属线25电连接布线基板13的电极与LED21。在步骤S4里,进行树脂密封。填充树脂26以覆盖LED21。通过使树脂26固化,完成光源模块。反射镜16不仅具有为了把来自LED21的光向上引导而反射光的功能,而且,发挥防止树脂26流出用的壁的作用。也就是说,树脂26被保持于反射镜16周围的区域。为了高效地向前引导来自LED21的光,最好是把反射镜16配置于LED21附近。但是,如果把反射镜16配置于LED21附近,则搭栽LED21时存在着它所用的工具与反射镜16干涉的危险。此外,进行引线鍵合时也存在着引线和工具与反射镜16干涉的危险。因此,通常反射镜16被配置于比LED21更远的位置。因此反射镜16的尺寸也出于光学上的理由而加大。进而,密封所需要的树脂的使用量增多。参照图2,示出本发明的光源模块的组装工序。图2示出沿着正交于液晶显示面的垂直面切断光源模块的断面构成。在步骤S101里,准备基板封装。本例子的基板封装包括基片11和安装于其上的第1反射镜17。基片11虽然可以由热传导率高的金属板,例如铝板来形成,但是也可以是散热性高的陶瓷基板。第1反射镜17可以由热传导率高的材料,例如铝、铜等金属来形成。在铝的情况下,通过挤出加工廉价地制造是可能的。第1反射镜17虽然可以与基片ll分别制造,但是也可以是与基片ll为一体的结构。第1反射镜17具有反射面。反射面是在搭栽LED21时反射来自LED21的光的面,在本例子中,垂直于基片11。在第1反射镜17的反射面或整个外表面上,为了提高表面反射率覆盖白色反射膜。白色反射膜虽然可以通过铝阳极氧化处理来形成,但是也可以通过涂敷白色的阻焊剂来形成。在步骤S102里,在基片11上搭载LED21。如图所示,LED21搭载于底座22上。LED21利用银糊剂23预先安装于底座22上。在基片11上涂敷银糊剂23,将LED21与底座22—起搭载在其上。再者,图2示出沿着与液晶显示面正交的垂直面切断的断面构成,多个LED21沿着垂直于紙面的方向并排配置。底座22在绝缘性的基板上形成电极。基板虽然也可以用由氮化铝或氧化铝等构成的绝缘性的陶瓷来构成,但是也可以通过热氧化处理硅基板表面来确保绝缘性。在LED21的发光特性中有偏差。因此,在把LED21搭载于基片11前,进行为了调查LED21的发光特性的特性试验。此时,把LED21搭载于底座22则试验更容易。其理由是因为在底座22的表面上形成有与LED21的背面电极接触用的引出电极的缘故。进行LED21的特性试验时,不用使探针与LED21的背面电极接触,使探针与底座22的引出电极接触就可以了。在本例子中,在进行了调查LED21的发光特性的试验后,根据LED21的发光特性,选择搭载于一个光源模块的LED21的组合。因而,可以得到符合规定的基准的光源模块。在步骤S103里,搭栽布线基板13。也就是说,利用粘接片1S把布线基板13粘贴于基片11。布线基板13靠近LED21和底座22搭载。布线基板13是由绝缘层131、其上的金属层132、以及其上的绝缘层133组成的3层基板。布线基板13虽然可以是玻璃环氧树脂基板,但是也可以是聚酰亚胺布线基板之类的挠性基板。作为玻璃环氧树脂基板有FR4基板。在步骤S104里,进行引线键合。在布线基板13上的电极与LED21的上表面的电极之间用金属线25电气上进行连接。再者,布线基板13上的电极与底座22上的电极之间也用金属线25连接。金属线可以是例如金线。在步骤S105里,搭载第2反射镜18。也就是说,利用粘接片15把第2反射镜18粘贴于布线基板13上。第2反射镜18具有倾斜的反射面。在第2反射镜18的反射面或整个外表面上,为了提高表面反射率而覆盖白色反射膜。在步骤S106里,进行树脂密封。也就是说,填充树脂26以覆盖LED21。如上所述,树脂26可以是硅树脂。树脂26被保持于两个反射镜17、18之间。通过使树脂26固化,完成光源模块。在本例子的光源模块中,第1反射镜17具有相对基片n垂直的反射面,第2反射镜18具有相对基片ll倾斜的反射面。但是,两个反射镜也可以全都具有相对基片11垂直的反射面,两个反射镜也可以全都具有倾斜的反射面。参照图3就LED21与底座22的尺寸进行说明。如图所示,底座22利用银糊剂23粘贴于基片11上。进而,LED21利用银糊剂23粘贴于底座22上。设LED21的平面尺寸为L1,设LED21的芯片厚度为tl,设底座22的平面尺寸为L2。出于绝缘耐压特性上的理由,这些尺寸最好是具有以下关系。L2^Ll+tlx2(1)把它变形则成为以下这样。(L2-L1)/2^tl(2)如图所示,以与第1反射镜17接触的方式配置底座22时,式2的左端表示第1反射镜17与LED21之间的间隙S。因而,式(2)意味着第1反射镜17与LED21之间的间隙5大于LED21的芯片厚度tl。因而,在本例子中,如果LED21的芯片厚度tl加大,则有必要加大第1反射镜17与LED21之间的间隙S。参照图4就布线基板13与LED21和底座22之间的距离进行说明。设底座22的端面与布线基板13的端面之间的距离为L3。设金属线25的外径为d。出于绝缘耐压特性上的理由,这些尺寸最好是具有以下的关系。微米(3)或者L3^dx2(4)设布线基板13上的电极的尺寸为L4。电极的尺寸L4根椐鍵合工具的形状设定,以使键合工具不受布线基板13的干涉。但是,至少金属线25的外径的45倍是必要的。L4^dx(4~5)(5)图5示出本发明的光源模块的第2个例子。在本例子中,作为布线基板用多层布线基板14。因为多层布线基板14的厚度大,故安装于多层布线基板14之上的第2反射镜18的反射面与LED21之间的距离加大。因此,从LED21的芯片侧面所发射的光中的、在第2反射镜18的反射面入射的光量减少。因此,在本例子中,在基片ll上形成配置多层布线基板14用的凹部lla。借此,配置于多层布线基板14之上的第2反射镜18的位置向下移动。因此,可以增加从LED21的芯片侧面所发射的光中的、在第2反射镜18的反射面入射的光量。再者,在本例子中也是,可以设置倾斜于第1反射镜17的反射面。图6中示出本发明的背光模块的例子。本例子的背光模块包括光源模块和导光板50。在本例子的光源模块中,第l反射镜与基片一体地构成。在本例子中,基片12具有反射镜部12a。反射镜部12a具有与第2反射镜18同样的形状。进而,本例子的光源模块具有导光板50。导光板50配置于基片12的反射镜部12a与第2反射镜18之上。本例子的光源模块的制造方法与图2中所示的方法是同样的。图7中示出本发明的液晶显示装置的例子。本例子的液晶显示装置包括图6中所示的背光模块、液晶面板模块53、以及散热用散热器52。散热用散热器52具有多个散热片52a。散热用散热器52与基片12的反射镜部12a连接。来自LED21的热量经由基片12的反射镜部12a传递到散热用散热器52。因而,可以抑制树脂26的温度上升。此外,可以减少来自LED21的发热量中的、经由树脂26直接传递到导光板50的热量。因而,导光板50受来自LED21的热量的影响的可能性降低。因此,在本例子中,利用树脂使来自LED21的热量发散的必要性减少。因此,减少树脂的使用量成为可能。在本例子中,因为可以减少树脂的使用量,所以可以把导光板50靠近LED21配置,故提高光利用效率成为可能。参照图8说明本发明的液晶显示装置的另一个例子。在本例子的液晶显示装置中,在基片12的反射镜部12a上,形成用于卡合导光板50的背面側的下端的卡合部12b。该卡合部12b被形成为沟槽或者凹部。这样一来,通过在基片的反射镜部12a上设置卡合部12b,导光板50的定位变得简单且高精度。在第2反射镜18的上端面上配置了导光板50与液晶面板模块53。也就是说,导光板50的前面侧的下端配置于第1反射镜18的上端面中的背后侧的部分,液晶面板模块53配置于第1反射镜18的上端面中的前面侧的部分。第1反射镜18的上端面中的前侧的部分构成液晶面板支撑部18a。因此,可以容易地进行液晶面板模块53的搭载。如设液晶面板模块53的厚度为P,设第1反射镜18的上端面上的液晶面板支撑部18a的尺寸为P2,则成为P2〈P。因而,液晶面板模块53的前面要比光源模块的前面更向前突出。如图所示,可以在导光板50与液晶面板模块53之间设置间隙。在本例子中,通过在基片12的反射镜部12a上设置卡合部12b,在第2反射镜18的上端面上形成液晶面板支撑部18a,导光板与液晶面板的定位工序被简化,液晶显示装置的组装作业变得容易。进而,多余的光学零件也变得不需要,可以实现非常紧凑且成本低的、可靠性高的、光学性能优良的光源模块。此外,实现薄型且紧凑的液晶显示器成为可能。参照图9说明本发明的光源模块的第3个例子。图9A示出沿着平行于液晶显示面的垂直面切断本例子的光源模块的断面构成。图9B示出沿着正交于液晶显示面的垂直面AA切断本例子的光源模块的断面构成。图9C示出沿着正交于液晶显示面的垂直面BB切断本例子的光源模块的断面构成。在本例子中,如图9A中所示,在基片11上,在LED21的两侧设有第3反射镜19。第3反射镜19沿着正交于液晶显示面的方向延伸。第3反射镜19具有倾斜的反射面。第3反射镜19的反射面或者整个外表面覆盖着白色反射膜。在本例子中,利用单一的树脂26密封所有的LED21。因而,与针对每个LED21密封树脂的情况相比,树脂的使用量增多。但是,通过设置第3反射镜19,可以减少与第3反射镜19所占体积相当的密封树脂的使用量。如图所示,通过使树脂26的液面26a的高度高于第3反射镜19的高度,树脂26可以形成单一的液面。在树脂26的液面26a的高度低于第3反射镜19的高度的情况下,树脂26被第3反射镜19所分隔,形成多个液面。密封LED21的树脂的液面高度最好是相同的。因此,如图9C中所示,在第3反射镜19与第1和第2反射镜17、18之间形成间隙。也就是说,使第3反射镜19的尺寸小于两个反射镜17、18之间的间隔。这样一来,密封各LED21的树脂经由第3反射镜19与第l和第2反射镜17、18之间的间隙连接。因此,密封各LED21的树脂26的液面26a成为同一高度。如图9C中所示,如设LED21的宽度尺寸为L5,设第3反射镜19的宽度尺寸为L6,则设定成L6〉L5。也就是说,第3反射镜19的宽度尺寸大于LED21的宽度尺寸。从LED21的侧面所发射的光的一部分从第3反射镜19与第1和第2反射镜17、18之间的间隙漏出。但是,把第1和第2反射镜17、18的尺寸设定得比较长。因而,从第3反射镜19与第1和第2反射镜17、18之间的间隙漏出的光利用第l和第2反射镜的倾斜的反射面可靠地各向同性散射。因此,可以有效地把来自LED21的光引导到导光板。第3反射镜19可以与第l和第2反射镜17、18中的一个构成为一体。在该情况下,仅在第3反射镜19的单侧设置间隙。例如,虽然可以将第3反射镜19与第1反射镜17构成为一定,并在第3反射镜19与第2反射镜18之间设置间隙,但是也可以将第3反射镜19与第2反射镜18构成为一定,并在第3反射镜19与第1反射镜17之间设置间隙。在本发明的光源模块中,因为可以减小第l反射镜与第2反射镜之间的距离,所以边缘照明型背光源的薄型化成为可能,可以减小树脂的使用量,可以降低成本。进而,通过设置第3反射镜,可以减少与第3反射镜所占空间相当的树脂的使用量。通过在第3反射镜的两侧或者单侧设置间隙,树脂变得可以自由移动,使树脂的液面均一成为可能。借此使得维持一起进行树脂密封的便利性同时减少树脂的使用量的情况成为可能,可以实现材料成本的降低和工时的减少。本发明的光源模块长期可靠性很高,以低成本实现模块高度低的光源模块成为可能。因而,可以减少液晶显示装置的背光源的高度。虽然以上说明了本发明的例子,但是本发明不限于上述的例子,本领域技术人员应该容易地理解,在权利要求书中所记载的发明的范围内种种的变更是可能的。权利要求1.一种光源模块的制造方法,其特征在于,包括准备搭载了具有反射面的第1反射镜的基片的第1工序;在上述基片上搭载多个发光元件的第2工序,其中,以使来自上述发光元件的光被上述第1反射镜的反射面反射的方式靠近上述反射面搭载上述发光元件;在上述基片上搭载具有电极的布线基板的第3工序,其中,以使上述布线基板的电极靠近上述发光元件,而且,由上述第1反射镜与上述布线基板夹着上述发光元件的方式搭载上述布线基板;用金属线连接上述发光元件的电极与上述布线基板的电极间的第4工序;在上述布线基板上搭载具有反射面的第2反射镜的第5工序,其中,以使来自上述发光元件的光在上述第2反射镜的反射面反射,而且,由上述第1反射镜与上述第2反射镜夹着上述发光元件的方式搭载上述第2反射镜;以及在上述第1反射镜与上述第2反射镜之间的空间里填充树脂来密封上述发光元件的第6工序。2.根据权利要求1所述的光源模块的制造方法,其特征在于,在上述第2工序中,上述发光元件以被安装在底座上的状态搭载于上述基片上,上述第l反射镜与上述发光元件之间的间隙大于等于上述发光元件的厚度尺寸。3.根据权利要求1所述的光源模块的制造方法,其特征在于,搭载于上述基片上的上述底座与上述布线基板之间的间隙为50微米以上或者为上述金属线的直径的2倍以上。4.根据权利要求1所述的光源模块的制造方法,其特征在于,的4倍以上。5.根据权利要求1所述的光源模块的制造方法,其特征在于,上述基片由热传导率高的材料来形成。6.根据权利要求1所述的光源模块的制造方法,其特征在于,上述第l反射镜由热传导率高的材料来形成。7.根据权利要求1所述的光源模块的制造方法,其特征在于,上述第l反射镜的反射面和上述第2反射镜的反射面中的至少一个相对上述基片倾斜。8.根据权利要求1所述的光源模块的制造方法,其特征在于,/rL,》#lXL1LiO士rnU厶L,》士甘丄fi"TTFT血9.一种光源模块,具有基片、设在上述基片上并具有反射面的第1反射镜、安装在上述基片上的发光元件、设在上述基片上的布线基板、设在上述布线基板上的第2反射镜、以及密封由上述第l反射镜的反射面与上述第2反射镜的反射面夹着的上述发光元件的树脂,其特征在于,上述发光元件以被安装在底座上的状态搭栽于上述基片上,上述第l反射镜与上述发光元件之间的间隙大于等于上述发光元件的厚度尺寸。10.根据权利要求9所述的光源模块,其特征在于,搭栽于上述基片上的上述底座与上述布线基板之间的间隙为50微米以上或者为上述金属线的直径的2倍以上。11.根据权利要求9所述的光源模块,其特征在于,上述第l反射镜与上述基片具有一体的结构。12.根据权利要求9所述的光源模块,其特征在于,设置了在与上述第1和第2反射镜正交的方向上延伸的第3反射镜且以由上迷3个反射镜围着上述发光元件的方式构成,在上述3个反射镜的两侧或单侧形成了间隙。13.根据权利要求12所述的光源模块,其特征在于,上述树脂形成单一的液面。14.一种背光模块,具有权利要求ll所述的光源模块和导光板,其特征在于,上述导光板配置于上述第l反射镜和上述第2反射镜之上。15.—种液晶显示装置,具有权利要求14所述的背光模块、散热用的散热器以及液晶面板模块,其特征在于,上述散热用的散热器配置于上述第l反射镜的反射面的背面侧,与上述第l反射镜热学连接。16.根据权利要求15所述的液晶显示装置,其特征在于,在上述第l反射镜的上端形成有用于卡合上述导光板的下端的凹部。17.根据权利要求16所迷的液晶显7J^装置,其特征在于,在上述第2反射镜的上端形成有用于支撑上述液晶面板模块的支撑部。全文摘要本发明提供一种光源模块,该光源模块可实现边缘照明型背光源的薄型化,而且,能够减少树脂的使用量。该光源模块的制造方法包括准备搭载了具有反射面的第1反射镜的基片,在上述基片上搭载多个发光元件,在上述基片上搭载具有电极的布线基板,用金属线连接上述发光元件的电极与上述布线基板的电极之间,在上述布线基板上搭载具有反射面的第2反射镜,在上述第1反射镜与第2反射镜之间的空间里填充树脂。文档编号F21V19/00GK101418938SQ20081017009公开日2009年4月29日申请日期2008年10月22日优先权日2007年10月23日发明者中里典生,丸山孝亨,佐佐木重幸,四本直树,小山洋,田边耕一,畠山笃史,赤井宽,须藤公彦申请人:株式会社日立制作所
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