JP6313650B2 - フレキシブルled表示器と長尺型のフレキシブルled表示器の製造方法 - Google Patents

フレキシブルled表示器と長尺型のフレキシブルled表示器の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、長尺型のLED発光器を形成する元となるフレキシブルLED表示器と、長尺型状のフレキシブルLED表示器を製造する方法に関するものである。
従来より、長尺型の発光器を形成するために、長尺型のフレキシブル基板の表面上にチップLEDを実装した技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
実願平6−10350号公報
しかしながら、チップLED等の表面実装部品を実装する工程においては、クリーム半田塗布装置や部品装着機の制約条件によるフレキシブル基板の制限寸法があり、この制限寸法を超えるような長尺型のフレキシブル基板へのチップLEDの実装は困難であった。
これに対して、クリーム半田塗布や部品装着の各工程を複数回に分けて行うという手段も考えられるが、段取換えの手間がかかると共に、段取換えによる部品の位置ずれの懸念もあり採用されていないのが実状である。したがって、長尺型のフレキシブルLED表示器を形成するためには、複数のフレキシブルLED表示器を組み立てた後に、それぞれを連結接続して長尺状に形成する必要があった。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、長尺型のLED表示器を1枚のフレキシブル基板で形成できるフレキシブルLED表示器を提供するものである。
本発明に係るフレキシブルLED表示器は、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に設けられ、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部であって、これを交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にする、切り込み部と、前記フレキシブル基板上に設けられ、直流電力が供給される少なくとも1対の電極と、前記フレキシブル基板上において、前記電極から前記ジグザグ形状に沿って布線された配線の間に接続されたチップLEDとを備え、前記ジグザグ形状の折り返し部は、前記切り込み部で切り込んだとき前記切り込み部の所望の位置を中心として所望の角度に折り曲げ可能になっており、前記切り込み部の前記他端には裂け防止穴が設けられている。
また、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に設けられ、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部であって、これを交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にする、切り込み部と、前記フレキシブル基板上に設けられ、直流電力が供給される少なくとも1対の電極と、前記フレキシブル基板上において、前記電極から前記ジグザグ形状に沿って布線された配線の間に接続されたチップLEDとを備え、前記ジグザグ形状の折り返し部は、前記切り込み部で切り込んだとき前記切り込み部の所望の位置を中心として所望の角度に折り曲げ可能になっており、前記折り返し部における折り曲げ部は切り離し可能なカット部を含み、前記カット部の配線はチップ抵抗器を実装するパッドを介して接続される。
さらに、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に設けられ、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部であって、これを交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にする、切り込み部と、前記フレキシブル基板上に設けられ、直流電力が供給される少なくとも1対の電極と、前記フレキシブル基板上において、前記電極から前記ジグザグ形状に沿って布線された配線の間に接続されたチップLEDとを備え、前記ジグザグ形状の折り返し部は、前記切り込み部で切り込んだとき前記切り込み部の所望の位置を中心として所望の角度に折り曲げ可能になっており、前記チップLEDは、側面発光型のものであり、前記切り込み部の近傍に設けられる。
また、本発明では、フレキシブル基板上において、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部を交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にし、直流電力が供給される少なくとも1対の電極を設け、前記電極から前記ジグザグ形状に布線された配線の間にチップLEDを接続し、前記切り込み部で切り込み、さらに前記切り込み部の前記他端に設けた裂け防止穴を中心として所望の角度に折り曲げる長尺型のフレキシブルLED表示器の製造方法が提供される。
上記のように構成された本発明のフレキシブルLED表示器は、フレキシブル基板上において、切り込み部を交互に左右逆になるように複数設けることによってフレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にし、この切り込み部で切り込んだとき、ジグザグ形状の折り返し部において、切り込み部の所望の位置を中心として所望の角度に折り曲げることにより、1枚のフレキシブル基板で長尺型のフレキシブルLED表示器を形成することができる。
本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器に使用されるフレキシブル基板に部品を実装したときの平面図である。 本発明の実施の形態1及び各実施の形態の変形例を示すフレキシブル基板に部品を実装したときの平面図である。 本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器の電気回路図である。 本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器を形成するための折り曲げ工程の一部を示した図である。 本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器の側面図である。 本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器を円弧状に曲げたときの側面図である。 本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器を四角形状に曲げたときの側面図である。 本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器を額縁形状に折り曲げたときの正面図である。 図8の折り曲げ部分の拡大図である。 本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器に側面発光チップLEDを実装したときの平面図である。 図10のフレキシブルLED表示器を形成するための折り曲げ工程の一部を示した図である。 本発明の実施の形態2及び3を示すフレキシブルLED表示器に使用されるフレキシブル基板に部品を実装したときの平面図である。 本発明の実施の形態2及び3を示すフレキシブルLED表示器の電気回路図である。 本発明の実施の形態2及び3を示すフレキシブルLED表示器を形成するための折り曲げ工程の一部を示した図である。 本発明の実施の形態2及び3を示すフレキシブルLED表示器に使用されるフレキシブル基板に部品を実装したときの平面図である。 本発明の実施の形態2及び3を示すフレキシブルLED表示器を形成するための折り曲げ工程の一部を示した図である。
実施の形態1.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態1について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器に使用されるフレキシブル基板1に部品を実装したときの平面図である。フレキシブル基板1は、ポリイミドの基材の表面に部品実装用のパッドや配線用の導体箔を形成し、その後、部品等を半田付けする部分以外の部分には絶縁体を被せたものである。
このフレキシブル基板1は、切り込み部2を有し、この切り込み部2は一端がフレキシブル基板1の側面で終端し、他端がフレキシブル基板1の反対側の側面まで届かない位置に設けられた裂け防止穴3で終端しており、これを交互に左右逆になるように複数設けることによってフレキシブル基板1をジグザグ形状に蛇行して切り込み可能なものにしている。すなわち、フレキシブル基板1は、切り込み部2により、複数のコ字形状が互いに逆向きに連続したジグザグ形状となっている。図示の例では、四段に分かれている。裂け防止穴3は、取扱い等により切り込み部2が裂け防止穴3より先に拡張しないようにするものであり、後述するように、この裂け防止穴3を中心として切り込んだフレキシブル基板1を所望の角度で折り曲げ可能にしている。
なお、裂け防止穴3は裂け防止が目的であり必ずしも折り曲げの位置に設ける必要は無く、図2の変形例に示す如く、裂け防止穴3に至るまでの切り込み部2の所望の位置を中心としてフレキシブル基板1を所望の角度で折り曲げてもよい。
以下の各実施の形態でも、図2の変形例を同様に適用することができる。
次に、フレキシブル基板1への部品実装の概略工程について説明する。まず、フレキシブル基板1に部品が実装されるパッド(図示せず)には、パッドに対応した開口部を有するメタルマスクを被せて、部品を半田付けするためのクリーム半田を半田塗布装置により塗布する。その後、チップLED10及びチップ抵抗器R0、R1を部品装着機により、フレキシブル基板1のクリーム半田が塗布された各パッドに装着する。さらに、部品が装着されたフレキシブル基板1を、リフロー炉の中で加熱し、これによりクリーム半田が溶かされて、部品がフレキシブル基板1に半田付けされる。このようにして、フレキシブル基板1へのチップLED10及びチップ抵抗器R0、R1の実装が完了する。なお、A部、B部、C部及びD部は後述する折り曲げ部であり、ここでは仮想的に二点鎖線で示しただけである。
図3は、本発明の実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器の電気的な回路を示している。直流電力を供給する一対の電極4a、4gからの配線間には、図1に示す上から一段目のチップ抵抗器R1とチップLED10との直列接続体が複数組並列接続されている。その配線の先はそれぞれゼロオームのチップ抵抗器R0を介して、図1に示す上から二段目のゼロオームのチップ抵抗器R0に接続される。さらにゼロオームのチップ抵抗器R0の先には補助電極5a、5gを介した配線間に、図1に示す上から二段目のチップ抵抗器R1とチップLED10との直列接続体が複数組並列接続される。三段目及び四段目も同様にしてチップ抵抗器R0、R1、チップLED10及び補助電極5a、5gが接続されている。
図4は、チップLED10及びチップ抵抗器R0、R1の実装が完了した後、長尺状のフレキシブルLED表示器を形成するための折り曲げ工程の一部を示している。A部で山折りした後、B部を谷折りすることで、図1に示すフレキシブル基板1のジグザグ形状における折り返し部において、二段目の上に一段目が重なる。次にC部及びD部も同様に折り曲げることで、図1で示す二段目の下に、三段目が重なる。同様にして図1で示す四段目以降も折り返すことにより、長尺状のフレキシブルLED表示器を形成することができる。
図5は、図4で折り曲げた後のフレキシブルLED表示器を側面から見た例を示す。ここで、電極4a、4gには、外部の装置から直流電力を供給するための電線7a、7gが半田付けされている。電線7a、7gを介して直流電力がこの電極4a、4gに供給されると、チップ抵抗器R1で制限された電流がチップLED10に流れ、チップLED10が点灯する。ここで、チップLED10の発光色は赤や緑のような単色であっても良いし、所定の配列で様々な色のチップLED10を実装しても良い。
図6は、図5に示した状態のフレキシブルLED表示器を、さらに円弧状に曲げた例を示している。フレキシブル基板1は、柔軟な素材であるため容易に曲げることができる。したがって、フレキシブルLED表示器を設置する対象機器が曲面形状である場合にも、対象機器に沿った形の好適なフレキシブルLED表示器を構成することができる。
図7は、図5に示した状態のフレキシブルLED表示器を、四角形状に曲げた例を示している。フレキシブルLED表示器を設置する対象機器が四角形状であった場合にも、対象機器に沿った形の好適なフレキシブルLED表示器を構成することができる。
図8は、図4に示した折り曲げ工程において、一部の折り曲げ箇所の角度を90度から45度に変更することで、フレキシブルLED表示器を直線状ではなく、直角部分を有した額縁状の表示器としたものである。これは、図1及び図4におけるC部を、図9に示すE部の曲げに変更することで、直角部分を形成することができる。ここでは、正面から見て四角形の額縁状のフレキシブルLED表示器の形成方法について説明したが、折り曲げ箇所の角度を変更することにより、他の形状のフレキシブルLED表示器も構成可能となる。
以上説明したフレキシブルLED表示器は、図1に示すフレキシブル基板1を使用し、チップLED10は標準的な正面発光型のものを実装したものである。但し、図6や図7のような形状のフレキシブルLED表示器を形成した場合、図6及び図7を紙面の正面方向から見た場合には、チップLED10の発光方向に対して90度の角度から見ることとなり、暗く見える。
このように見る方向がチップLED10の発光方向と異なるような場合には、図10に示すように、側面発光型のチップLED10sをフレキシブル基板1の端面又は切り込み部2のすぐ近くにに配置し、図11のように(すなわち図4のように)、折り曲げて形成すれば良い。この場合、矢視Xの方向にチップLED10sが発光されるため、図6及び図7のフレキシブルLED表示器を紙面の正面方向から見た場合に明るく見えるようにすることができる。
また、以上の説明では、図1又は図10のフレキシブル基板1を折り曲げて長尺状のフレキシブルLED表示器を形成する例について述べたが、これらは、必要な長さで切り離すこともできる。例えば、F部をカット部として切り離す場合、二点鎖線の部分をはさみ等で切ることができる。ここで、切った端面には配線用の導体箔が露出するため、このままでは別の導体との接触により短絡する恐れがあるとともに、長期間の使用によりこの部分から腐食する可能性も有る。そこで切り離しを可能とする箇所の直近には、ゼロオームのチップ抵抗器R0を実装するパッドを設け、図3の電気回路図に示すように、配線はこのゼロオームのチップ抵抗器R0を経由して接続する。
切った部分の直近のゼロオームのチップ抵抗器R0は取り外すことにより、この導体箔の露出部の接続を、チップLED10の配線から分離することで、短絡や腐食した場合でも、チップLED10の配線への影響を無くすことができる。ここで、ゼロオームのチップ抵抗器R0は、既に実装済みの場合には後から取り外せば良いし、当初から切り離す箇所が判明している場合には、組立時に装着しないようにしても良い。
また、カット部であるF部で切り離された他方にはゼロオームのチップ抵抗器R0と直列に接続された補助電極5a、5gを備えている。この補助電極5a、5gには、外部の装置から直流電力を供給するための電線7a、7gを半田付けすることで、別のフレキシブルLED表示器を形成することができ、無駄のない使い方をすることができる。
以上のように構成された実施の形態1を示すフレキシブルLED表示器は、フレキシブル基板1上に、直流電力が供給される少なくとも1対の電極4a、4gを有し、電極4a、4gから布線された配線の間に並列に接続され、フレキシブル基板1の表面に直線状に実装されるチップLED10を備えたフレキシブルLED表示器において、フレキシブル基板1は、一端がフレキシブル基板1の側面で終端し、他端がフレキシブル基板1の反対側の側面まで届かない位置に設けられた裂け防止穴3で終端している切り込み部2を有し、該切り込み部2を交互に左右逆になるように複数設けることによってフレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にしたものである。
これにより、チップLED10を実装した後に、コ字形状(ジグザグ形状)の折り返し部において折り曲げることにより、1枚のフレキシブル基板1で長尺状のフレキシブルLED表示器を形成することができる。
また、折り返し部には切り離し可能なカット部F部を設け、カット部としてのF部の配線は、チップ抵抗器R0を実装するパッドを介して接続される。
これにより、カット部としてのF部の直近のゼロオームのチップ抵抗器R0は取り外すことにより、導体箔の露出部の接続を、チップLED10の配線から分離することで、短絡や腐食した場合でも、チップLED10の配線への影響を無くすことができる。
また、折り返し部のパッドのカット部F部との反対側には、直流電力が供給可能な補助電極5a、5gを備える。これにより、この補助電極5a、5gに、外部の装置から直流電力を供給するための電線7a、7gを半田付けすることで、別のフレキシブルLED表示器を形成することができる。このようにして、切り離された残りの部分も使用でき、無駄のない使い方をすることができる。
また、チップLEDには側面発光型のチップLED10sを使用することもできる。フレキシブルLED表示器が正面からではなく、側面から見えるように設置された場合に、側面発光型のチップLED10sを用いることで、視認性の良いフレキシブルLED表示器となる。
実施の形態2.
図12に、本発明の実施の形態2として示されるフレキシブルLED表示器に使用されるフレキシブル基板1aに部品を実装した平面図を示す。この実施の形態2は、実施の形態1で示した一対の電極を複数対の電極に変更し、それぞれの対の配線に異なる色のチップLEDを実装するように変更したものであり、その他の構成は実施の形態1と同じである。図12には3対の電極を有したフレキシブル基板1aの例を示す。
図13は、本発明の実施の形態2のフレキシブルLED表示器の電気回路図である。3対の電極の内、接地側の電極4gは共通にしているため、電極としては4点となる。ここで電極4a−4g間に直流電力が供給されると、電極4aに接続された赤色のチップLED10aが点灯する。また、電極4b−4g間に直流電力が供給されると、電極4bに接続された緑色のチップLED10bが点灯する。さらに電極4c−4g間に直流電力が供給されると、電極4cに接続された青色のチップLED10cが点灯する。
このように、直流電力の供給を制御することで、赤色・緑色・青色の個別の発光色のフレキシブルLED表示器を構成することができる。また、直流電力の供給を個別に行うだけでなく、組み合わせることで、中間色の表現も可能となる。
この実施の形態2では、図示の如く、補助電極5b、5cを追加している。
図14は、チップLED10a、10b、10c、チップ抵抗器R0、R1の実装が完了した後、長尺状のフレキシブルLED表示器を形成するための折り曲げ工程の一部を示す図である。この工程は図4と同様であり、説明は省略する。
図15は、本発明の実施の形態2を示すフレキシブルLED表示器に使用されるフレキシブル基板1bに、図12とは別の配置で部品を実装した平面図を示す。すなわち、チップLED10a、10b、10cを、図12のように各段のフレキシブル基板部の横方向に配置するのではなく、図15では縦方向に配置している点が異なっている。
図16は、図15の折り曲げ工程の一部を示す図である。部品配置以外は図12及び図14と同様であるため説明は省略する。
以上のように構成された実施の形態2のフレキシブルLED表示器は、外部の装置から直流電力が供給される電極を複数対とし、それぞれの対から布線された配線の間にそれぞれ異なる色のチップLED10a、10b、10cを備えている。
これにより、外部から供給する直流電力を制御することで、赤色・緑色・青色等の個別の発光色のフレキシブルLED表示器を構成することができるとともに、直流電力の供給組み合わせることで、中間色の表現も可能となる。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3は、実施の形態2の異なる色のチップLED10a、10b、10cを同色のチップLED10に変更しただけであり、その他の構成は実施の形態2と同じである。
例えば、チップLED10a、10b、10cの全ての箇所に緑色のチップLEDを実装した場合、電極4a−4g間に直流電力が供給されると、電極4aに接続された緑色のチップLED10が点灯する。電極4b−4g間に直流電力が供給されると、電極4bに接続された緑色のチップLED10が点灯する。さらに電極4c−4g間に直流電力が供給されると、電極4cに接続された緑色のチップLED10が点灯する。そして、直流電力の供給を、電極4a−4g間、電極4b−4g間、電極4c−4g間、とサイクリックに切り換える事で、動きのあるLED表示器を構成することができる。
また、直流電力の供給を、電極4a−4g間のみに対して行う場合に比べて、電極4a−4g間並びに電極4b−4g間に対して行うことで明るさが2倍となる。さらに電極4a−4g間、電極4b−4g間、並びに電極4c−4g間とすることで明るさが3倍となる。
以上のように構成された実施の形態3のフレキシブルLED表示器は、外部の装置から直流電力が供給される電極を複数対とし、それぞれの対から布線された配線の間にそれぞれ同色のチップLED10を備えている。
これにより、外部から供給する直流電力を制御することで、明るさを変えたり、動きのあるフレキシブルLED表示器を形成できる。
1、1a、1b フレキシブル基板、2 切り込み部、3 裂け防止穴、4a、4b、4c、4g 電極、5a、5b、5c、5g 補助電極、10、10a、10b、10c、10s チップLED、R0 チップ抵抗器、A部、B部、C部、D部、E部 折り曲げ部、F部 カット部。

Claims (9)

  1. フレキシブル基板と、
    前記フレキシブル基板に設けられ、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部であって、これを交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にする、切り込み部と、
    前記フレキシブル基板上に設けられ、直流電力が供給される少なくとも1対の電極と、
    前記フレキシブル基板上において、前記電極から前記ジグザグ形状に沿って布線された配線の間に接続されたチップLEDとを備え、
    前記ジグザグ形状の折り返し部は、前記切り込み部で切り込んだとき前記切り込み部の所望の位置を中心として所望の角度に折り曲げ可能になっており、
    前記切り込み部の前記他端には裂け防止穴が設けられている
    フレキシブルLED表示器。
  2. フレキシブル基板と、
    前記フレキシブル基板に設けられ、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部であって、これを交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にする、切り込み部と、
    前記フレキシブル基板上に設けられ、直流電力が供給される少なくとも1対の電極と、
    前記フレキシブル基板上において、前記電極から前記ジグザグ形状に沿って布線された配線の間に接続されたチップLEDとを備え、
    前記ジグザグ形状の折り返し部は、前記切り込み部で切り込んだとき前記切り込み部の所望の位置を中心として所望の角度に折り曲げ可能になっており、
    前記折り返し部における折り曲げ部は切り離し可能なカット部を含み、前記カット部の配線はチップ抵抗器を実装するパッドを介して接続される
    フレキシブルLED表示器。
  3. 請求項に記載のフレキシブルLED表示器において、
    前記切り込み部の前記他端には裂け防止穴が設けられている
    フレキシブルLED表示器。
  4. 請求項2又は3に記載のフレキシブルLED表示器において、
    前記パッドの前記カット部との反対側には、直流電力が供給可能な補助電極が設けられている
    フレキシブルLED表示器。
  5. フレキシブル基板と、
    前記フレキシブル基板に設けられ、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部であって、これを交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にする、切り込み部と、
    前記フレキシブル基板上に設けられ、直流電力が供給される少なくとも1対の電極と、
    前記フレキシブル基板上において、前記電極から前記ジグザグ形状に沿って布線された配線の間に接続されたチップLEDとを備え、
    前記ジグザグ形状の折り返し部は、前記切り込み部で切り込んだとき前記切り込み部の所望の位置を中心として所望の角度に折り曲げ可能になっており、
    前記チップLEDは、側面発光型のものであり、前記切り込み部の近傍に設けられる
    フレキシブルLED基板。
  6. 請求項1から4のいずれか一項に記載のフレキシブルLED表示器において、
    前記チップLEDは、側面発光型のものであり、前記切り込み部の近傍に設けられる
    フレキシブルLED基板。
  7. 請求項1からのいずれか一項に記載のフレキシブルLED表示器において、
    前記電極は複数対とし、前記チップLEDは、それぞれの電極対から布線された配線の間にそれぞれが異なる発光色のものが接続される
    フレキシブルLED表示器。
  8. 請求項1からのいずれか一項に記載のフレキシブルLED表示器において、
    前記電極は複数対とし、前記チップLEDは、それぞれの電極対から布線された配線の間にそれぞれが同じ発光色のものが接続される
    フレキシブルLED表示器。
  9. フレキシブル基板上において、一端が前記フレキシブル基板の側面で終端し、他端が前記フレキシブル基板の反対側の側面まで届かない位置で終端している切り込み部を交互に左右逆になるように複数設けることによって前記フレキシブル基板をジグザグ形状に切り込み可能にし、直流電力が供給される少なくとも1対の電極を設け、前記電極から前記ジグザグ形状に布線された配線の間にチップLEDを接続し、
    前記切り込み部で切り込み、さらに前記切り込み部の前記他端に設けた裂け防止穴を中心として所望の角度に折り曲げる
    長尺型のフレキシブルLED表示器の製造方法。
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