JP2018170389A - フレキシブル基板、及び、それを用いたｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ表示装置等を構成するために用いることができるフレキシブル基板であって、絶縁性と耐熱性に優れるシリコーン系の樹脂を用いたものであり、屈曲性、耐久性、及び光反射性能をも兼ね備える絶縁性保護膜を有するフレキシブル基板を提供すること。【解決手段】樹脂基板と金属配線部１３と、絶縁性保護膜１５と、を備えるフレキシブル基板において、絶縁性保護膜１５を、非環状のジメチルシロキシ繰返単位を主成分とするシリコーン樹脂と、酸化チタンを含む無機フィラーと、を含有する樹脂組成物からなり、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であって、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に準拠する鉛筆硬度試験による鉛筆硬度がＦ以上Ｈ以下のフレキシブル基板とする。【選択図】図２

Description

本発明は、フレキシブル基板、及び、それを用いたＬＥＤ表示装置に関する。

ＬＥＤ素子等の発光素子の実装用の回路基板として、可撓性を有する樹脂基板上に金属配線部が形成されてなるフレキシブル基板が知られている。このフレキシブル基板においては、通常、耐マイグレーション特性を向上させることを主たる目的として、金属配線部上に絶縁性保護膜が形成されている（特許文献１参照）。

一方、フレキシブル基板においては、ＬＥＤ素子等を実装して表示装置等として用いる場合において、当該表示装置の表示品位を向上させるために、光源の輝度を向上させることが強く要求される。そこで、発光素子の周囲にも配置される上記の絶縁性保護膜を、無機フィラーの添加等により白色の光線反射膜としての機能をも発揮させるようにすることが行われている。

例えば、絶縁性保護膜を、絶縁性や耐熱性に優れるシリコーン系の樹脂に白色無機フィラーを含有させた組成物によって形成することにより、優れた光反射性能をも備える絶縁性保護膜を備えるフレキシブル基板が提案されている（特許文献２参照）。

ここで、ＬＥＤ表示装置等に用いるフレキシブル基板においては、可撓性の高さに基づく設計や配置の自由度に係るフレキシブル基板本来のメリットを十分に享受するために、上記の絶縁性保護膜にも一定以上の屈曲性があることが求められる。そのために、一般的には、従来のガラスリジット基板等における場合よりも、絶縁性保護膜の硬度を低くする方向で調整が行われることが一般的である。一般的には、硬質のガラスリジット基板における場合、絶縁性保護膜の硬度は、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に準拠する鉛筆硬度試験による鉛筆硬度で、Ｈ又はそれを超える硬度であることが望ましいとされている（特許文献３）。しかし、フレキシブル基板において、絶縁性保護膜の硬度をそのような高い硬度に維持していると、絶縁性保護膜の屈曲性が不十分となり、フレキシブル基板の使用時に、絶縁性保護膜に亀裂が発生する等して、フレキシブル基板本来の可撓性を十分に活かすことができなくなる。

しかし、絶縁性保護膜の硬度を不用意に低下させると、外力が加わると削れたり破損したりする等、絶縁性保護膜自体の耐久性を不十分なものとしてしまう場合がある。特許文献３には、シリコーン系の絶縁性保護膜について、その屈曲性と耐久性の両立を実現するために、硬度をどのような範囲に最適化すればよいのかということついては、何ら開示されていない。

特開２０１６−１５３８３号公報 特開２０１４−１２９５４９号公報 特開２０１６−６５２３０号公報

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ表示装置等を構成するために用いることができるフレキシブル基板であって、絶縁性と耐熱性に優れるシリコーン系の樹脂を用いたものであり、屈曲性、耐久性、及び光反射性能をも兼ね備える絶縁性保護膜を有するフレキシブル基板を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、フレキシブル基板に形成される絶縁性保護膜を、非環状のジメチルシロキシ繰返単位を主成分とするシリコーン樹脂に、白色の無機フィラーが含有されている樹脂組成物からなるものとし、これを所定の厚さ範囲に成形し、この際に、当該絶縁性保護膜のＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４による鉛筆硬度がＦ以上Ｈ以下となるように硬度を最適化することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。

（１） 可撓性を有する樹脂基板と、前記樹脂基板上に積層されている金属配線部と、前記樹脂基板上及び前記金属配線部上における発光素子実装用の一部領域を除いた部分に形成されている絶縁性保護膜と、を備え、前記絶縁性保護膜は、非環状のジメチルシロキシ繰返単位を主成分とするシリコーン樹脂と、酸化チタンを含む無機フィラーと、を含有する樹脂組成物からなり、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であって、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に準拠する鉛筆硬度試験による鉛筆硬度がＦ以上Ｈ以下である、フレキシブル基板。

（１）の発明によれば、フレキシブル基板１の絶縁性保護膜１５を、耐熱性や絶縁性に優れるシリコーン系樹脂で形成し、更には、絶縁性保護膜１５に、光線反射膜としての機能をも発揮させるものとしようとする場合において、絶縁性保護膜１５の硬度、具体的にはＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に準拠する鉛筆硬度試験による鉛筆硬度を、Ｆ以上Ｈ以下の範囲となるように最適化した。これによれば、耐熱性と絶縁性に優れるシリコーン系樹脂からなり、好ましい光反射性能をも備える絶縁性保護膜１５に、優れた屈曲性と耐久性とを備えさせることができる。フレキシブル基板１は、このような絶縁性保護膜１５を備えることにより、樹脂基板１１に起因する本来の可撓性を十分に活かして、高い自由度でこれを様々な態様で配置することができる。又、このフレキシブル基板１は、上記の耐久性向上の効果を享受することにより、生産時の不良発生の確率を低減させ、完成後においても、その本来の性能を長期に亘って安定的に発現し続けることができる。

（２） 前記シリコーン樹脂における、前記ジメチルシロキシ繰返単位の重合度が９０以上２００以下である、（１）に記載のフレキシブル基板。

（２）の発明によれば、絶縁性保護膜を構成するシリコーン樹脂の重合度を特定範囲のものに限定した。これにより、（１）の発明の効果をより確実に安定的に発現させることができる。尚、上記の各重合度は、フレキシブル基板の絶縁性保護膜を、ＦＴ−ＩＲ分析して重合前後の特定波長のピーク値を分析することで、確認することができる。

（３） 前記樹脂基板がポリエチレンナフタレートである（１）又は（２）に記載のフレキシブル基板。

（３）の発明においては、樹脂基板としてＰＥＮを用いるものとした。アニール処理により熱収縮開始温度を１００℃以上に向上させることにより、ＰＥＮが使用可能となる。従来広く用いられてきたＰＩは、耐熱性や機械強度には優れるものの、透明性に劣り極めて高価であった。ＰＥＮは、十分な耐熱性を有し、又、透明性においては、ＰＩよりも優位である。更には、経済性の面で、ＰＩよりも遙かに安価である。よって、（５）の発明によれば、従来品よりも遙かに低コストでありながら、十分に良質なフレキシブル基板を提供することができる。

（４） （１）から（３）のいずれかに記載のフレキシブル基板にＬＥＤ素子を実装してなるＬＥＤ実装モジュール。

（４）の発明によれば、（１）から（３）の発明にかかるフレキシブル基板１を用いて、ＬＥＤ実装モジュール１０を構成することにより、これらの発明の奏する上記効果を享受しつつ、併せて、製造中の破損のリスクが少ないことにより品質安定性や生産性にも優れたＬＥＤ実装モジュールを得ることができる。

（５） （４）に記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライト光源として用いるＬＥＤ表示装置。

（５）の発明によれば、（４）の発明にかかるＬＥＤ実装モジュール１０をバックライト光源として用いるＬＥＤ表示装置とすることにより、この発明の奏する上記効果を享受して、高い輝度に基づく優れた表示品位を発揮しうるＬＥＤ表示装置を得ることができる。

本発明によれば、ＬＥＤ表示装置等を構成するために用いることができるフレキシブル基板であって、絶縁性と耐熱性に優れるシリコーン系の樹脂を用いたものであり、屈曲性、耐久性、及び光反射性能をも兼ね備える絶縁性保護膜を有するフレキシブル基板を提供することができる。

本発明の一実施形態のＬＥＤ表示装置に関するＬＥＤ実装モジュールの構成概略を示す平面図である。 図１のＡ―Ａ線における断面図であり、本発明の一実施形態のＬＥＤ表示装置の層構成の一例を模式的示す断面図である。 本発明の一実施形態のＬＥＤ表示装置の層構成の概略を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明のフレキシブル基板、及びそれを用いたＬＥＤ表示装置等の各実施形態について説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

＜フレキシブル基板＞
本発明の好ましい一実施形態であるフレキシブル基板１について、図１及び図２を参照しながら説明する。フレキシブル基板１は、可撓性を有する樹脂基板１１の表面に、金属配線部１３が、接着剤層１２を介して積層されている。又、樹脂基板１１上、及び金属配線部１３上には、絶縁性保護膜１５が形成されている。絶縁性保護膜１５は、より詳しくは、金属配線部１３の表面のうちＬＥＤ素子２との接続部分となることが想定される部分を除く概ね全面、及び、樹脂基板１１の表面のうち金属配線部１３の非形成部分の概ね全面とを覆う態様で形成される。又、絶縁性保護膜１５上には、必要に応じて更に光線反射率の高い白色樹脂等からなる反射シート１６が配置される。又、フレキシブル基板１には、樹脂基板１１における金属配線部１３の積層面とは反対側の面に、フレキシブル基板１を用いたＬＥＤ表示装置等の放熱性を向上させるための金属放熱層（図示せず）が積層されていてもよい。

上記の構成からなるフレキシブル基板１は、例えば、ＬＥＤ素子２等の発光デバイスが、ハンダ層１４を介して、金属配線部１３の上に導通可能な態様で搭載された状態で、ＬＥＤ実装モジュール１０として使用される。本明細書においては、このように、フレキシブル基板にＬＥＤ素子等の発光デバイスが実装された状態での実施形態のことをＬＥＤ実装モジュールと称するものとする。

フレキシブル基板１のサイズについては、特段の限定はない。以下に詳細を説明する樹脂基板１１は、ポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルムであり、基板のサイズ加工の自由度が極めて高い。そのため、例えば、対角線の長さが３２インチ以上、より好ましくは６５インチ以上の大型の表示画面を備えるＬＥＤ表示装置にも、容易且つ好適に本発明のフレキシブル基板を適用することができる。

尚、本明細書においては、本発明の好ましい実施形態として、以下、フレキシブル基板１について、ＬＥＤ素子２が実装されたＬＥＤ実装モジュール１０として用いられるものであると想定して具体的な説明を行う、本発明の技術的範囲は必ずしもこの実施形態に限定されるものではない。

［樹脂基板］
樹脂基板１１としては、以下に説明する所望の耐熱性と絶縁性、及び、フレキシブル基板としての十分な可撓性とを、樹脂基板に備えさせることができる樹脂フィルム又は樹脂シートを適宜用いることができる。

樹脂基板１１の耐熱性については、例えば、フレキシブル基板１にＬＥＤ素子を実装するためのハンダ加工時、或いはＬＥＤ表示装置としての使用時において、フレキシブル基板１に要求される耐熱性を備えることが求められる。一般的には、熱収縮開始温度が８０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましい。尚、本明細書における「熱収縮開始温度」とは、ＴＭＡ装置に測定対象の熱可塑性樹脂からなるサンプルシートをセットし、荷重１ｇをかけて、昇温速度２℃／分で１２０℃まで昇温し、その時の収縮量（％表示）を測定し、このデータを出力して温度と収縮量を記録したグラフから、収縮によって、０％のベースラインから離れる温度を読みとり、その温度を熱収縮開始温度としたものである。

樹脂基板１１の絶縁性については、ＬＥＤ表示装置としての使用時において、フレキシブル基板１に必要とされるだけの絶縁性を付与し得る体積固有抵抗率を有するものであることが求められる。一般的には、樹脂基板１１の体積固有抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０^１８Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。

樹脂基板１１を形成する樹脂として、上記各要求に応え得るものである限り、各種の汎用的な熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム等を適宜用いることができる。このような熱可塑性樹脂として、従来広く用いられており、耐熱性と加熱時の寸法安定性、機械的強度、及び耐久性に極めて優れるポリイミド樹脂（ＰＩ）を用いることができる。しかし、ＰＩは極めて高価であり経済性においては不利であり、又、透明性に劣ることがレーザー処理を含む製造プロセス等において生産性を低化させる要因になる場合がある。そこで、樹脂基板１１としては、アニール処理等の耐熱性向上処理を施すことによって耐熱性と寸法安定性を向上させたポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を、より好ましく用いることができる。例えば、通常８０℃程度であるＰＥＮの熱収縮開始温度を、アニール処理によって１００℃程度まで向上させることができる。

樹脂基板１１の厚さは、特に限定されないが、耐熱性及び絶縁性と、製造コストのバランスとの観点から、２５μｍ以上１２５μｍ以下程度であることが好ましく、４０μｍ以上７５μｍ以下であることがより好ましい。又、ロール・トゥ・ロール方式による製造を行う場合の生産性を良好に維持する観点からも、５０μｍ程度の厚さであることが好ましい。

［接着剤層］
フレキシブル基板１の表面上への金属配線部１３の接合は、接着剤層１２を介したドライラミネート法によって行われることが好ましい。この接着剤層１２を形成する接着剤は、上述の絶縁性保護膜１５を形成する熱硬化型インキの熱硬化温度における耐熱性を有するものであれば公知の樹脂系接着剤を適宜用いることができる。それらの樹脂接着剤のうち、ウレタン系、ポリカーボネート系、又はエポキシ系の接着剤等を好ましく用いることができる。

［金属配線部］
金属配線部１３は、フレキシブル基板１の表面上に、導電性基材が積層されてなる配線パターンである。金属配線部１３は、複数のＬＥＤ素子２の間を導通して必要な電流を流して電気を供給する機能を有する。そして、金属配線部１３は、複数の微細な櫛形形状の金属配線が、交差或いは接触せずに、近接して配置される複雑な配線パターンとして樹脂基板１１の表面に形成される。金属配線部１３の厚さは、フレキシブル基板１に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、一例として厚さ１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さを好ましい例として挙げることができる。

金属配線部１３を形成するための導電性基材の材料としては、金属や金属化合物が挙げられ、これらの材料はいずれもエッチングできることが必須である。エッチングによる金属配線部１３のパターン形成の方法については後述する。上記の金属或いは金属化合物としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、金、銀、インジウム、アンチモン、錫、亜鉛等の金属、上記金属の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物等の金属化合物が挙げられる。更に金属配線部１３を構成する材料として、上記金属や上記金属化合物の複合材料（例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）等）が挙げられる。それらのうち、本発明の製造方法においては、導電性、加工性に優れ、且つ、入手容易である銅を特に好ましく用いることができる。

又、金属配線部１３には高い導電性が必要である。具体的には、表面抵抗値が、５００Ω／□以下が好ましく、３００Ω／□以下がより好ましく、更に１００Ω／□以下が好ましく、特に５０Ω／□以下が好ましい。下限は０．００５Ω／□程度である。

［ハンダ層］
フレキシブル基板１における金属配線部１３とＬＥＤ素子２との接合は、ハンダ層１４を介した接合によることができる。このハンダによる接合方法の詳細は後述するが、大きく分けて、リフロー方式、或いは、レーザー方式の２方式のいずれかによって行うことができる。フレキシブル基板１は、樹脂基板１１に従来広く用いられてきたＰＩよりも透明度の高いＰＥＮを用いた場合、特にレーザー方式によるハンダ接合をより好ましい態様で行うことができる。

［絶縁性保護膜］
絶縁性保護膜１５は、配線基板として用いられるフレキシブル基板１の樹脂基板１１及び金属配線部１３の表面上のおける電気的接合が必要となる一部分を除いた他の部分に形成される薄膜層である。この絶縁性保護膜１５は、十分な絶縁性を有することにより、フレキシブル基板１の耐マイグレーション特性を向上させる所謂レジスト膜であって、尚且つ、当該ＬＥＤ表示装置の表示品位の向上に寄与する光反射性をも備えた光線反射膜でもある。

絶縁性保護膜１５は、主としてシリコーン系樹脂からなり、酸化チタンを含む無機フィラーを更に含有する絶縁性インキ等の樹脂組成物により形成することができる。絶縁性保護膜１５を形成する絶縁性インキ等の樹脂組成物の主たる材料として用いるシリコーン樹脂として、非環状のジメチルシロキシ繰返単位〔−Ｓｉ（−ＣＨ_３）_２−Ｏ−〕を主成分とするシリコーン樹脂を用いることができる。より具体的には、屈折率が１．４１であるポリジメチルシロキサンを含んでなるシリコーン樹脂や、主鎖にポリジメチルシロキサンとし主鎖同士が三次元架橋したシリコーン樹脂を好ましい例として挙げることができる。

非環状のジメチルシロキシ繰返単位を主成分とする上記のシリコーン樹脂とは、硬質シリコーン樹脂、軟質シリコーン樹脂、シリコーンゴムを、包含するものであるが、フレキシブル基板１においては、可撓性に優れるシリコーンゴムを用いることが好ましい。

絶縁性保護膜１５は、上述のシリコーン樹脂と酸化チタンを含む無機フィラーを含んでなる絶縁性インキが三次元架橋されて硬化したものであり、上記の繰返単位のＳｉ原子が酸素原子又は架橋性官能基を介して次なる繰返単位のＳｉ原子に結合して三次元架橋している構造からなるものである。

絶縁性保護膜１５を形成する上記のシリコーン樹脂として、特に、ジメチルシロキシ繰返単位の重合度が９０以上２００以下であるものを好ましく用いることができる。上記重合度が９０未満であると、例えば同重合度が１５０である場合と比較して、当該シリコーン樹脂の主鎖が短いために架橋反応がより過剰に進行して硬度がＨを超えやすいため、適切な硬度の制御が困難である。又、上記重合度が２００を超えると、当該シリコーン樹脂の主鎖が長いために架橋反応が進みにくく硬度がＦ未満にとどまりやすく、同様に適切な硬度の制御が困難となる。

絶縁性保護膜１５を形成する樹脂組成物に含有させる無機フィラーには、酸化チタンの他、アルミナ、硫酸バリウム、マグネシア、チッ化アルミニウム、チッ化ホウ素、チタン酸バリウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、シリカ、マイカ粉、粉末ガラス、粉末ニッケル及び粉末アルミニウムから選ばれる少なくとも１種の光反射剤を含ませることが好ましい。絶縁性保護膜を形成する樹脂組成物における上記の無機フィラーの含有量は、絶縁性インキ中においてシリコーン樹脂１００質量部に対して５０質量部以上４００質量部以下であることが好ましく、１００質量部以上３００質量部以下であることがより好ましい。無機フィラーの含有量が上記含有量比において４００質量部を超えると、絶縁性保護膜１５の金属配線部１３や樹脂基板１１に対する密着性が低下するため好ましくない。一方、同含有量比が、５０質量部未満であると、絶縁性保護膜１５の厚さが５０μｍ以下であるときに、十分な光反射性能を保持することが困難である。

絶縁性保護膜を形成する樹脂組成物には、上記のシリコーン樹脂への三次元架橋を促進する架橋剤が含有されていることが好ましい。このような架橋剤の具体例としては、ハイドロジェンオルガノポリシロキサンや白金族金属系触媒含有ポリシロキサン、各種の過酸化物等を挙げることができる。これらの架橋剤は、上記のシリコーン樹脂１００質量部に対して、０．０１質量部以上１０質量部以下の割合で含有されていることが好ましい。

絶縁性保護膜１５の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下であって、より好ましくは、１５μｍ以上４０μｍ以下である。絶縁性保護膜１５の厚さが、１０μｍ未満であると、特に金属配線のエッジ部分の絶縁性保護膜が薄くなり、この金属配線を被覆できずに露出する場合は絶縁性が維持できなくなる。一方、取扱い及び搬送等の基板湾曲による絶縁性保護膜保持の観点から、絶縁性保護膜１５の厚さは、５０μｍ以下であることが好ましい

尚、本明細書において、フレキシブル基板１を構成する絶縁性保護膜１５の厚さとは、同膜の最表面又は対面する他の膜、層、或いは基材との界面から、その面とは他方の面側の最表面又は対面する他の同界面までの距離を言うものとする。そして、測定対象とする絶縁性保護膜の上記各面内において、上記距離にバラツキがある場合には、上記距離の平均値を言うものとする。但し、この平均値の算出にあたって、測定対象とする絶縁保護膜直下の金属配線部のエッジ部分等、対面する層の凹凸形状の影響によって、保護膜の一部の厚さが局所的に変動している部分については、これを厚さのノイズとして上記平均値を算出する要素から排除する。例えば、上記距離は、例えば、当該フレキシブル基板の垂直断面を金属顕微鏡又は電子顕微鏡等で観察することにより測定可能である。

又、絶縁性保護膜１５は、波長４２０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下における光線反射率が、いずれも８０％以上であることが求められ、９０％以上であることが好ましい。フレキシブル基板１は、上記の無機フィラーのシリコーン樹脂１００質量部に対する含有量を１０質量部以上とすることで、絶縁性保護膜１５の厚さを５０μｍとする場合において、光線反射率を８０％以上とすることができる。又、同無機フィラーの同含有量を２００質量部以上とすることにより、絶縁性保護膜１５の厚さを１０μｍとする場合において、光線反射率を８０％以上とすることができる。尚、絶対反射率の厳密な測定は困難であるため、上記の光線反射率については、通常比較標準試料との相対反射率を使用する。本発明においては、比較標準試料として硫酸バリウムを使用している。本発明における光線反射率は、分光光度計（例えば、（株）島津製作所ＵＶ２４５０）に積分球付属装置（例えば、（株）島津製作所製ＩＳＲ２２００）を取り付け、硫酸バリウムを標準板とし、標準板を１００％とした相対反射率を測定した値とする。

一方で、絶縁性保護膜１５は、上記の無機フィラーのシリコーン樹脂１００質量部に対する含有量を、３００質量部以下とすることで、上述したような絶縁性保護膜１５の好ましい光反射性能を保持したまま、金属配線部１３や樹脂基板１１に対する密着性も好ましい状態に保持することができる。

フレキシブル基板１において、絶縁性保護膜１５は、その鉛筆硬度がＦ以上Ｈ以下に調整されていることを特徴とする。本明細書における鉛筆硬度とは、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に準拠する鉛筆硬度試験による値のことを言う。絶縁性保護膜１５の鉛筆硬度が、Ｈを超えると、可撓性を有するフレキシブル基板の樹脂基板１１への追従性を欠くことにより、最終製品の製造時或いは完成後の基板湾曲を伴う取扱いのため、絶縁性保護膜１５の一部に亀裂が生じてしまう場合が多くなる。又、同鉛筆硬度が、Ｆ未満であると、無機フィラーを上記の通り十分に含有させた状態において、絶縁性保護膜１５の樹脂基板１１や金属配線部１３若しくは接着剤層１２に対する密着性の低下が避けられず、フレキシブル基板としての耐久性が低下してしまう。尚、絶縁性保護膜の鉛筆硬度は、例えば、絶縁性保護膜を形成する樹脂組成物への架橋剤の添加量を調整することによって、任意の硬度に調整することが可能である。

尚、フレキシブル基板を構成する絶縁性保護膜の上記試験方法による測定においては、測定対象とする絶縁性保護膜の直下における金属配線部の存在部分と非存在部分を跨いで連続測定した場合に、上記両部分間の凹凸（段差）の影響で、硬度測定の結果に誤差が生じる畏れがある。本明細書において規定される絶縁性保護膜の硬度は、フレキシブル基板を構成する他の基材や他の層からの影響を排除した値で規定されるべきものである。このためには、絶縁性保護膜の硬度の測定を、金属配線部の存在部分と非存在部分の各直上を跨がずに、いずれかの部分の直上のみの範囲で行うことが好ましく、これにより上記のような硬度測定の誤差の発生を回避することができる。

［反射シート］
反射シート１６は、主として可視光波長域の光に対する高い光線反射率を有する反射部材である。本発明のフレキシブル基板１における必須の構成用件ではないが、フレキシブル基板１にＬＥＤ素子２を実装してなるＬＥＤ実装モジュール１０において、その発光能力の向上を目的として、ＬＥＤ実装モジュール１０の発光面側の最表面に、ＬＥＤ素子２の実装領域を除く領域を覆って適宜積層される。

反射シート１６は、ＬＥＤ素子２から発せられる光を反射して、所定の方向へ導くことができる反射面を持つ部材であれば特に限定されないが、白色ポリエステル発泡タイプの白色ポリエステル、白色ポリエチレン樹脂、銀蒸着ポリエステル等を、フレキシブル基板１を用いた様々な最終製品における各要求スペックに応じて適宜用いることが好ましい。

［金属放熱層］
フレキシブル基板１には、樹脂基板１１におけるＬＥＤ素子２の実装面とは反対側の面に放熱性を向上させるための金属放熱層（図示せず）が更に積層されていてもよい。金属放熱層を形成する金属としては、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、モリブデン、クロム又はこれらの合金からなる金属層を例示することができる。又、金属放熱層の厚さは、１０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。金属放熱層の厚さが１０μｍ以上であることにより、ＬＥＤ素子２から発生した熱を樹脂基板１１を通じて十分に蓄熱可能となり、ＬＥＤ素子２から発生した熱をより効果的に放熱することができる。金属放熱層の厚さが１５０μｍ以下であることにより、ＬＥＤ素子用基板の十分なフレキシブル性を維持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下等も防止できる。樹脂基板１１への金属放熱層の積層は、金属箔をドライラミネート法によって接着する方法で行うことが好ましい。

［ＬＥＤ素子、ＬＥＤ実装モジュール］
フレキシブル基板１はＬＥＤ素子２を実装されたＬＥＤ実装モジュール１０の形態で、各種のＬＥＤ表示装置のバックライト光源として用いることができる。ＬＥＤ素子２は、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合されたＰＮ接合部で発光するＬＥＤチップを内蔵する発光素子である。ＬＥＤ素子２は、通常、カソード（−）側（負極側配線部）の電極にＬＥＤチップを接合し、アノード（＋）側（正極側配線部）の電極に金線により導通を確保する態様で実装されることが一般的である。

＜ＬＥＤ表示装置＞
図３は、フレキシブル基板１にＬＥＤ素子２を実装してなるＬＥＤ実装モジュール１０をバックライト光源として用いたＬＥＤ表示装置１００の構成を模式的に示す斜視図である。ＬＥＤ表示装置１００は、ＬＥＤ実装モジュール１０をＬＥＤ表示装置１００の外部筐体である金属シャーシの背面側の金属プレートでもある放熱基材４に接着剤層（図示せず）を介して固定し、これに液晶表示パネル等の表示画面３が組合されて構成される。ＬＥＤ表示装置１００を構成するこれらの各部材は、外部筐体内において、それぞれ所望の光学性能を発揮しうる適切な位置に配置されてＬＥＤ表示装置１００を構成する。放熱基材４へのＬＥＤ実装モジュール１０の取り付けは両面粘着テープ等を用いた方法により簡便に行うことができる。

＜フレキシブル基板の製造方法＞
フレキシブル基板１は、従来公知の電子基板の製造方法の一つであるエッチング工程を含む配線基板の製造方法によって製造することができる。又、樹脂基板１１の樹脂材料としてポリエチレンナフタレートを用いる場合には、予めアニール処理によって耐熱性を向上させる処理を行うことが好ましい。

［アニール処理］
必要に応じて以下の工程に先行して行う上記の樹脂基板のアニール処理は、従来公知の熱処理手段を用いることが可能であり、特定の熱処理方法に限定されない。例えば、剥離性の支持機材を積層して行う方法によることもできる。又、アニール処理温度の一例としては、樹脂基板１１を形成する熱可塑性樹脂がＰＥＮである場合、ガラス転移温度から融点の範囲、更に具体的には１６０℃から２６０℃、より好ましくは１８０℃から２３０℃の範囲である。アニール処理時間としては、１０秒から５分程度が例示できる。このような熱処理条件によれば、一般的に８０℃程度であるＰＥＮの熱収縮開始温度を、１００℃程度に向上させることができる。又、このアニール処理は、続くエッチング処理と連続してインラインで行ってもよいが、同工程とは別途にオフラインで行うことにより、生産性をより向上することができる。例えば、予め別の工場内の専用の熱処理設備でアニール処理を行ったＰＥＮ等を、自ら操業する工場に材料として搬入して以後の製造工程を行う場合も本発明の実施の範囲である。

［金属層積層工程］
樹脂基板１１の表面に、金属配線部１３の材料とする金属箔等（以下単に「金属箔」とも言う）を積層してフレキシブル基板の材料基材とする積層体を得る。積層方法としては、金属箔を接着剤によって樹脂基板１１の表面に接着する方法、或いは、樹脂基板１１の表面に直接にメッキ方法や気相製膜法（スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等）により金属箔を蒸着させる方法を挙げることができる。コストや生産性の面からは、金属箔をウレタン系の接着剤によって樹脂基板１１の表面に接着する方法が有利である。

［エッチング工程］
次に、上記の積層体における金属箔を積層した側の表面に、金属配線部１３の形状にパターニングされたエッチングマスクを成形する。エッチングマスクは、将来、金属配線部１３となる金属箔の配線パターン成形部分がエッチング液による腐食を免れるために設けられる。エッチングマスクを成形する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又はドライフィルムをフォトマスクを通して感光させた後で現像することにより積層フィルムの表面にエッチングマスクを成形してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層フィルムの表面にエッチングマスクを成形してもよい。

次に、エッチングマスクに覆われていない箇所における金属箔を浸漬液により除去する。これにより、金属箔のうち、金属配線部１３となる箇所以外の部分が除去される。そして、最後に、アルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスクを除去する。これにより、エッチングマスクが金属配線部１３の表面から除去される。

［絶縁性保護膜形成工程］
金属配線部１３を積層した後、絶縁性保護膜１５を金属配線部１３上に形成する。これらの形成は公知の方法によって行うことができる。本発明において用いるシリコーン系の絶縁性インキは、スクリーン印刷、バーコーター、ロールコーター、リバースコーター、グラビアコーター、エアナイフコーター、スプレーコーター、又はカーテンコーター等の各方法により形成することができる。

尚、スクリーン印刷等は複数回に分けて行うことにより絶縁性保護膜１５の膜厚を厳密に調整し易くなり、又、複数の層からなる絶縁性保護膜１５とした場合に、ＬＥＤ素子２の実装領域の周辺部分のみの膜厚を相対的に大きくすることで、光反射性能を効率よく向上させること等も可能である。

［反射シート層積層工程］
反射シート１６の積層は、金属配線部１３の形成後、その上に反射層１８を直接或いは絶縁性保護膜を介して、更に積層する。この積層は、上記製造方法によって得た反射層用のフィルムを、金属配線部１３等及び樹脂基板１１の表面に加熱圧着する熱ラミネーション法により好ましく行うことができる。この熱ラミネーションはＬＥＤ素子２の実装の前後の段階で、適宜、反射層を金属配線部１３等に圧着させるための独立した加熱処理として行ってもよい。ただし、下記に記す通り、ＬＥＤ実装モジュールの製造のプロセス内で、ＬＥＤ素子２の実装のためのハンダ処理時にハンダを溶融するための熱によって、ＬＥＤ素子２の実装のためのハンダ処理と反射層１８の金属配線部１３等への熱ラミネーション処理を同時に行うこともできる。

＜ＬＥＤ実装モジュールの製造方法＞
フレキシブル基板１へのＬＥＤ素子２の実装は、ＬＥＤ素子２を金属配線部１３にハンダ加工により接合する方法により行うことができる。このハンダによる接合は、リフロー方式、或いは、レーザー方式によることができる。リフロー方式は、金属配線部１３にハンダを介してＬＥＤ素子２を搭載し、その後、フレキシブル基板１をリフロー炉内に搬送して、リフロー炉内で金属配線部１３に所定温度の熱風を吹きつけることで、ハンダペーストを融解させ、ＬＥＤ素子２を金属配線部１３にハンダ付けする方法である。又、レーザー方式とは、レーザーによってハンダを局所的に加熱して、ＬＥＤ素子２を金属配線部１３にハンダ付けする手法である。

金属配線部１３へのＬＥＤ素子２のハンダ接合を行う際は、樹脂基板１１における裏面側からのレーザー照射によって、ハンダのリフローを行う方法とすることが好ましい。これにより、加熱によるハンダの有機成分の発火とそれに伴う基材の損傷を抑制することができる。

＜フレキシブル基板の製造＞
実施例及び比較例のフレキシブル基板（試験用試料）を以下の通り製造した。

１０ｍｍ×１００ｍｍサイズのフィルム状の樹脂基板（ポリエチレンナフタレート、アニール処理済、厚さ５０μｍ）の一方の表面に、金属配線部を形成するための銅箔（厚さ３５μｍ）を積層し、その後、金属配線用の銅箔についてエッチング処理をして、全ての実施例及び比較例において同パターンの金属配線部を構成した。そして、更に、樹脂基板及び金属配線部上に、各実施例及び比較例毎にそれぞれ異なる下記のシリコーン樹脂等を含有する絶縁性インキによって、表１記載の各膜厚で絶縁性保護膜を形成し、実施例、比較例のフレキシブル基板の試験用試料とした。

シリコーン樹脂としては、各実施例、比較例毎に、以下、シリコーン樹脂１〜３をそれぞれ表１に記載の通りに使い分けた。又、各シリコーン樹脂に加えて、架橋剤（ハイドロジェンオルガノポリシロキサン）を、シリコーン樹脂１００質量部に対して、表１に記載の割合（質量部）で、無機フィラー（酸化チタン粉末）を、同じくシリコーン樹脂１００質量部に対して、表１に記載の割合（質量部）で含有させた。
シリコーン樹脂１：ジメチルシロキシ繰返単位の重合度が１５０
シリコーン樹脂２：ジメチルシロキシ繰返単位の重合度が７０
シリコーン樹脂３：ジメチルシロキシ繰返単位の重合度が３００
尚、上記の各重合度は、上述の通り、ＦＴ−ＩＲ分析して重合前後の特定波長のピーク値を分析することによって、確認することができる。

＜評価例１：鉛筆硬度＞
実施例及び比較例のフレキシブル基板の絶縁性保護膜の表面の鉛筆硬度をＪＩＳＫ５６００−５−４（１９９９）に準ずる試験により測定して確認した。測定結果は表１に記載した通りであった。

＜評価例２：屈曲性＞
実施例及び比較例のフレキシブル基板の各試料を、絶縁性保護膜側の面を外側にして半径の異なる円筒状の巻き付け筒に巻き付けて屈曲状態を２０秒間維持したのち、屈曲を解除してフラットな状態に戻すことを１サイクルとして３サイクル繰り返し、３サイクル後において、絶縁性保護膜の表面状態を目視で観察した。観察結果の評価基準は以下の通りである。評価結果は「屈曲性」として表１に示す。
（屈曲性評価基準）
Ａ：「直径φ１５ｍｍ円柱筒を使用し、テスト後に絶縁性保護膜にひび割れ若しくはクラックがないこと。」
Ｂ：「直径φ２５ｍｍ円柱筒を使用し、テスト後に絶縁性保護膜にひび割れ若しくはクラックがないこと。」
Ｃ：「直径φ４０ｍｍ円柱筒を使用し、テスト後に絶縁性保護膜にひび割れ若しくはクラックがないこと。」

＜評価例３：耐久性＞
実施例及び比較例のフレキシブル基板の各試料について、ＪＩＳＫ５６００−５−６クロスカット法試験に準じた試験により耐久性を評価した。試験は具体的には、試験する絶縁性保護膜上に１ｍｍ間隔でカッターで切りこみを１１本入れ、更に９０°で直交する様に１ｍｍ間隔でカッターの切りこみを１１本入れることで１００個の格子パターンが形成される。その後にテープを貼合せ、剥がした後の絶縁性保護膜の形状と、影響を受けた格子の数によって判定する。測定結果の評価基準は以下の通りである。評価結果は「耐久性」として表１に示す。
（耐久性評価基準）
Ａ：カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがない。
Ｂ：カットの交差点（クロスカット部分）における塗膜の小さな剥がれがあり、その試験の影響を受けた格子の数は１００個のうち５個以下である。
Ｃ：塗膜がカットの縁に沿って剥がれがある。又は、クロスカット部分のみに剥がれがあるが、その試験の影響を受けた格子の数は１００個のうち５個を超える。

＜評価例４：光線反射率＞
実施例及び比較例の各フレキシブル基板について、光線反射率を測定評価した。
光線反射率は、比較標準試料として硫酸バリウムを使用し、分光光度計（（株）島津製作所ＵＶ２４５０）に積分球付属装置（（株）島津製作所製ＩＳＲ２２００）を取り付け、硫酸バリウムを標準板とし、標準板を１００％とした相対反射率を測定して、これを光線反射率の値とした。測定は、ＬＥＤ表示装置の表示性能において重要な標準的な３つの波長、即ち、４５０ｎｍ（Ｂ）、５５０ｎｍ（Ｇ）、６５０ｎｍ（Ｒ）における上記反射率を測定した。測定結果の評価基準は以下の通りである。評価結果は「反射性」として表１に示す。
（光線反射率評価基準）
Ａ：上記全ての測定波長において、光線反射率が８０％以上である。
Ｂ：４５０ｎｍ（Ｂ）、５５０ｎｍ（Ｇ）、６５０ｎｍ（Ｒ）の測定箇所のいずれかで光線反射率が８０％以上であるが、他のいずれかの測定箇所では８０％未満である。
Ｃ：４５０ｎｍ（Ｂ）、５５０ｎｍ（Ｇ）、６５０ｎｍ（Ｒ）の全ての測定箇所において光線反射率が８０％未満である。

＜評価例５：金属配線被覆性＞
実施例及び比較例の各フレキシブル基板について、金属配線部上の絶縁性保護膜の被覆状態を判定した。試料を黒色エポキシ硬化樹脂に埋め込み、流水しながらのサンドペーパー研磨及び微粒子粉体研磨により平滑な断面を出し、２００倍顕微鏡にて金属配線エッジ部分の絶縁性保護膜が被覆している厚みを測定した。評価結果は「金属配線被覆性」として表１に示す。
（金属配線被覆性の評価基準）
Ａ：金属配線エッジ部において５μｍ以上の絶縁性保護膜が被覆されている。絶縁性保護膜が被覆されていない箇所はない。
Ｂ：金属配線エッジ部において３μｍ以上５μｍ未満の絶縁性保護膜が被覆されている。絶縁性保護膜が被覆されていない箇所はない。
Ｃ：金属配線エッジ部において３μｍ未満の絶縁性保護膜のみが被覆されている。或いは、金属配線エッジ部において、絶縁性保護膜が被覆されていない箇所がある。

表１より、耐熱性と絶縁性に優れるシリコーン系樹脂からなる絶縁性保護膜１５を備える本発明のフレキシブル基板は、十分な光反射性能、屈曲性、耐久性をバランスよく兼ね備えるものであることが分かる。

１ フレキシブル基板
１１ 樹脂基板
１２ 接着剤層
１３ 金属配線部
１４ ハンダ層
１５ 絶縁性保護膜
１６ 反射シート
２ ＬＥＤ素子
３ 表示画面
４ 放熱基材
１０ ＬＥＤ実装モジュール
１００ ＬＥＤ表示装置

Claims (5)

1. 可撓性を有する樹脂基板と、
   前記樹脂基板上に積層されている金属配線部と、
   前記樹脂基板上及び前記金属配線部上における発光素子実装用の一部領域を除いた部分に形成されている絶縁性保護膜と、を備え、
   前記絶縁性保護膜は、非環状のジメチルシロキシ繰返単位を主成分とするシリコーン樹脂と、酸化チタンを含む無機フィラーと、を含有する樹脂組成物からなり、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であって、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に準拠する鉛筆硬度試験による鉛筆硬度がＦ以上Ｈ以下である、フレキシブル基板。
2. 前記シリコーン樹脂における、前記ジメチルシロキシ繰返単位の重合度が９０以上２００以下である、請求項１に記載のフレキシブル基板。
3. 前記樹脂基板がポリエチレンナフタレートである請求項１又は２に記載のフレキシブル基板。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のフレキシブル基板にＬＥＤ素子を実装してなるＬＥＤ実装モジュール。
5. 請求項４に記載のＬＥＤ実装モジュールをバックライト光源として用いるＬＥＤ表示装置。

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