JP2011134874A - 照明装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂からなる絶縁フィルム2、絶縁フィルム2上に形成された配線層3、及び配線層3上に形成された熱可塑性樹脂からなる絶縁層4を有し、少なくとも1箇所に曲率半径R(mm)を有する折り曲げ部1aが形成されている変形可能なフレキシブル回路基板1と、フレキシブル回路基板1に実装される複数のLED7と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
熱可塑性樹脂からなる絶縁フィルム、前記絶縁フィルム上に形成された配線層、及び前記配線層上に形成された熱可塑性樹脂からなる絶縁層を有し、少なくとも1箇所に曲率半径R(mm)を有する折り曲げ部が形成されている変形可能なフレキシブル回路基板と、
前記フレキシブル回路基板に実装される複数のLEDと、
を備えることを特徴とする。
前記曲率半径R(mm)は0.3mm以上であると共に、
前記フレキシブル回路基板は、
前記曲率半径R(mm)を維持した状態で変形可能に構成されていると好適である。
前記フレキシブル回路基板の両端には、
前記LEDに電力を供給する駆動回路に接続される接続手段が設けられていると好適である。
前記接続手段とは、オス・メスのクリンプ式のコンタクトであると好適である。
前記熱可塑性樹脂とは、液晶ポリマーであると好適である。
前記フレキシブル回路基板は、少なくとも一部が透明であると好適である。
上記照明装置の製造方法であって、
前記LEDが実装されている状態のフレキシブル回路基板を成形装置によって折り曲げ、フレキシブル回路基板に曲率半径R(mm)の折り曲げ部を形成する第1の工程と、
曲率半径R(mm)の折り曲げ部が形成されている状態の前記フレキシブル回路基板に対して、少なくとも前記折り曲げ部を加熱する第2の工程と、
を有していることを特徴とする。
前記第1の工程において、
前記フレキシブル回路基板の両端にテンションを加えた状態で、前記フレキシブル回路基板の厚さ方向から、前記成形装置を押し当てることにより、前記フレキシブル回路基板に、曲率半径R(mm)の折り曲げ部を複数形成すると好適である。
前記第1の工程、及び前記第2の工程における前記フレキシブル回路基板との接触領域にゴム状弾性部材が設けられている前記成形装置を用いて、前記第1の工程、及び前記第2の工程を行うと好適である。
前記熱可塑性樹脂とは液晶ポリマーであって、
前記第2の工程では、
加熱温度が、前記フレキシブル回路基板の表面温度が150℃以上かつ液晶ポリマーの熱変形開始温度未満となる温度であって、
加熱時間が1時間以内であると好適である。
(1:照明装置の概略構成)
図1を参照して、本実施形態に係る照明装置10の概略構成について説明する。照明装置10は、複数のLED7、LED7を実装したフレキシブル回路基板1、フレキシブル回路基板1の両端に設けられ、LED7を駆動する駆動回路部10bに接続される接続手段1b、LED7を覆うドーム状の透光部10a、及び外部電源に接続される円筒状の口金部10cを備えている。即ち、本実施形態に係る照明装置10は、フィラメント部に対して、LED実装済みのフレキシブル回路基板1が使用されている。
させるものである。透光部10aは、耐衝撃性及び耐熱性に優れたものが良く、例えば、乳白色のポリカーボネート樹脂製などが好ましい。
ロニクス アンプ社製のYD/YDD/YZ/YK/YMシリーズやYZ/YE/YK/
YMシリーズ、YPシリーズ、YT/YPシリーズ等が好ましい。
本実施形態に係る照明装置10は、少なくとも1箇所に折り曲げ部1aが形成されているフレキシブル回路基板1に対して複数のLED7が設けられている。以下、フレキシブル回路基板の概略構成について説明する。
いて、蒸着またはスパッタ等の方法により形成することもできる。接着層5は、ポリイミド等の公知の熱可塑性樹脂、またはシアネートエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、フェノール系樹脂、ナフタレン樹脂、ユリア樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、ケイ素樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、及びポリウレタン樹脂等の公知の熱硬化性樹脂を用いて形成される。あるいは、接着層5は、上述の有機樹脂に、シリカまたはアルミナ等の無機フィラーを分散させたもので形成することもできる。
本実施形態に係る照明装置10は、フレキシブル回路基板1を製造し、製造されたフレキシブル回路基板1にLED7を実装し、さらに、LED7が実装されたフレキシブル回路基板1を後述の方法によって折り曲げることで製造されるものである。以下、順に照明装置10の製造方法について説明する。
図2は、片面フレキシブル回路基板1の製造工程を示す概略図であり、図3は、3層構造を有する多層フレキシブル回路基板1の製造工程を示す概略図である。
る状態のフレキシブル回路基板1を成形装置によって折り曲げ、曲率半径R(mm)の折り曲げ部1aを形成する第1の工程と、曲率半径R(mm)の折り曲げ部1aが形成されている状態のフレキシブル回路基板1に対して、少なくとも折り曲げ部1aを加熱する第2の工程と、を有している。また、図4に示すように本実施形態では、成形装置として、バキューム32を有し、折れ曲がり可能な金型31と、フレキシブル回路基板1の厚さ方向からフレキシブル回路基板1に対して移動可能な押圧部材33(部分金型ともいう)を備えている。なお、本実施形態では押圧部材33が移動可能に構成されているが、金型31、及び押圧部材33のいずれかが移動可能に構成されていればよい。
された材料の熱変形開始温度未満となる温度である)。
本実施形態に係る照明装置及びその製造方法の効果を検証すべく、下記に示す検証実験の下、実施例1〜6と比較例1〜12との比較を行った。その検証結果について説明する。
○:曲率半径が設計値の±10%未満、
△:曲率半径が設計値の±10%以上±20%未満、
×:曲率半径が設計値の±20%以上、
であって、外観の基準は、
○:絶縁フィルム又は絶縁層の流出が認められない、
×:絶縁フィルム又は絶縁層の流出が認められる、とする。
・熱硬化性樹脂を用いる場合は、折り曲げ部を成形すること、または折り曲げ部の曲率R(mm)を維持することは出来ない。また、LED点灯試験でも「不良」とされる可能性がある。
・熱可塑性樹脂を用いる場合(液晶ポリマーの場合)は、加熱温度が、フレキシブル回路基板の表面温度が150℃以上かつ液晶ポリマーの熱変形開始温度未満となる温度であって、成形時間が1時間程度であると、折り曲げ部1aを形成することができ、かつ、上述の「繰り返し曲げ試験」を行っても、折り曲げ部1aの曲率半径R(mm)を維持することができ、配線層の剥離、切断が生じないことがわかった。また、外観も許容レベルであることがわかった。なお、ここでは加熱時間を1時間に設定しているが、発明者らの鋭
意検討によると、加熱時間が1時間以内であっても、「成形可否」「形状維持可否」「外観」「接続信頼性」は、十分に許容レベルに達することがわかった。
・曲率半径R(mm)が0.3mm以上で、加熱時間が1時間以内であれば、接続信頼性の高いフレキシブル回路基板を得ることができる。
・折り曲げ部を有するフレキシブル回路基板にLEDを実装しているので、照明範囲を広げることができるとともに、光量を向上させることが可能になる。
・折り曲げ部が形成されているので、照明装置に外力等が作用して振動した場合も、フレキシブル回路基板全体が変形することで振動を吸収することができ、振動によってLEDが破損する可能性が低い。
・折り曲げ部は曲率半径R(mm)を維持した状態で変形可能であるので、振動が生じた場合も、折り曲げ部で配線層が剥離、破断する可能性が低い。よって照明装置の耐振動性を向上させることができる。
・従来では、広範囲を照明するためには、照明装置の形状に合わせてLEDを分散配置させるといった煩雑な工程を必要としたが、本実施形態によれば、平面状のフレキシブル回路基板にLEDを実装した後に、LEDを実装したフレキシブル回路基板を任意の形状に変形させることで、様々な形態の照明装置に応用することが可能であるので、煩雑な工程を必要とせず、広範囲を照明可能であり、かつ、振動が生じてもLEDやその実装部が損傷を受ける可能性が低い照明装置を容易に製造することができる。また、煩雑な工程を必要としないので、製造コストを低減することが可能になる。
上記では、金型31と押圧部材33とを用いて、図4(a)〜図4(d)に示す工程でフレキシブル回路基板1に折り曲げ部1aを形成する方法について説明した。しかしながら、フレキシブル回路基板1に折り曲げ部1aを形成する方法はこれに限定されるものではない。液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂を絶縁フィルム2、及び絶縁層4に用いる場合は、図4(e)に示すように、LEDに接触する部分に溝などの空間(不図示)が設けられている金型34を、フレキシブル回路基板1の厚さ方向両側から互い違いにフレキシブル回路基板1に接触させ、フレキシブル回路基板1のほぼ全体を金型34に接触させて加熱を行えばよい。なお、さらに図中左右方向からフレキシブル回路基板1を挟むようにしてフレキシブル回路基板1を加圧することで、フレキシブル回路基板1の両端に十分なテンションがかけられた状態で折り曲げ部1aを加熱することができる。よって、上述したような不図示の加圧手段によって別途、テンションをかける必要がない。このような製造方法によると、低温加熱で折り曲げ部1aを形成することが可能になるので、LED7を熱による破損、劣化から保護することができる。
れば特に限定されるものではなく、例えばウレタンゴム、クロロプレンゴム、NBR、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴムなどを使用することができる。
Claims (10)
- 熱可塑性樹脂からなる絶縁フィルム、前記絶縁フィルム上に形成された配線層、及び前記配線層上に形成された熱可塑性樹脂からなる絶縁層を有し、少なくとも1箇所に曲率半径R(mm)を有する折り曲げ部が形成されている変形可能なフレキシブル回路基板と、
前記フレキシブル回路基板に実装される複数のLEDと、
を備えることを特徴とする照明装置。 - 前記曲率半径R(mm)は0.3mm以上であると共に、
前記フレキシブル回路基板は、
前記曲率半径R(mm)を維持した状態で変形可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記フレキシブル回路基板の両端には、
前記LEDに電力を供給する駆動回路に接続される接続手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。 - 前記接続手段とは、
オス・メスのクリンプ式のコンタクトであることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。 - 前記熱可塑性樹脂とは、
液晶ポリマーであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記フレキシブル回路基板は、
少なくとも一部が透明であること特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の照明装置の製造方法であって、
前記LEDが実装されている状態のフレキシブル回路基板を成形装置によって折り曲げ、フレキシブル回路基板に曲率半径R(mm)の折り曲げ部を形成する第1の工程と、
曲率半径R(mm)の折り曲げ部が形成されている状態の前記フレキシブル回路基板に対して、少なくとも前記折り曲げ部を加熱する第2の工程と、
を有していることを特徴とする照明装置の製造方法。 - 前記第1の工程において、
前記フレキシブル回路基板の両端にテンションを加えた状態で、前記フレキシブル回路基板の厚さ方向から、前記成形装置を押し当てることにより、前記フレキシブル回路基板に、曲率半径R(mm)の折り曲げ部を複数形成することを特徴とする請求項7に記載の照明装置の製造方法。 - 前記第1の工程、及び前記第2の工程における前記フレキシブル回路基板との接触領域にゴム状弾性部材が設けられている前記成形装置を用いて、前記第1の工程、及び前記第2の工程を行うことを特徴とする請求項7または8に記載の照明装置の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂とは液晶ポリマーであって、
前記第2の工程では、
加熱温度が、前記フレキシブル回路基板の表面温度が150℃以上かつ液晶ポリマーの熱変形開始温度未満となる温度であって、
加熱時間が1時間以内である、
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の照明装置の製造方法。
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