JP6659993B2 - Led素子用のフレキシブル基板 - Google Patents
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Description
図1から図3に示す通り、フレキシブル基板1は、可撓性を有する基板フィルム11の表面に、金属配線部13が形成されてなるLED素子用の回路基板である。又、図1に示す通り、フレキシブル基板1は、通常、金属配線部13上における、LED素子実装用領域となる部分を除いた領域に光学特性の向上を目的とした光学フィルム16が更に積層されて用いられる。ここで、本明細書における「LED素子実装用領域」とは、フレキシブル基板1におけるLED素子2の金属配線部13への接合箇所となる部分及びその周辺部分からなる領域であり、LED素子2の設置と同LED素子から発光する光の外部への光路として最低限必要となる空間の直下の領域のことを言う。
基板フィルム11は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂からなるものであることが好ましい。基板フィルム11は高い耐熱性及び絶縁性をもつものであることが求められる。このような材料樹脂の好ましい例として、ポリイミド(PI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、非晶ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー等を挙げることができる。中でも、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)を特に好ましく用いることができる。又、難燃性の無機フィラー等の添加によって難燃性を向上させたポリエチレンテレフタレート(PET)も樹脂基材の材料樹脂として選択することができる。
図3に示す通り、フレキシブル基板1の表面への金属配線部13の形成は、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、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特に好ましく用いることができる。
金属配線部13は、フレキシブル基板1において、基板フィルム11の少なくともいずれかの表面に金属箔等の導電性基材によって形成される配線パターンである。金属配線部13の配置は、LED素子2を所望のピッチでマトリックス状に実装することができる配置であることが好ましい。但し、水平方向においても垂直方向においても特定の配置に限定されるものではない。
フレキシブル基板1において、金属配線部13とLED素子2との接合する際は、ハンダ層14を介した接合を行う。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。
主としてフレキシブル基板1の光学特性を向上させるために形成される有色インキ層15は、金属配線部13と基板フィルム11の表面上におけるLED素子実装用領域を除く領域に、当該LED素子実装用領域を取り囲む態様で、熱硬化型インキ等の有色のインキによって形成される。
有色インキ層15は、同層を形成する熱硬化型インキを、例えば、二酸化チタン等の無機白色顔料を更に含有する白色インキとすることによって、良好な光線反射率を有する白色反射層とすることができる。これにより、LED表示装置100において、光源であるLED素子2から発光される光の利用率の向上に寄与することができる。ここで、良好な光線反射率とは、具体的には可視光域(波長450〜700nmの範囲とする)における光線反射率が、80.0%以上であり、好ましくは90.0%以上、より好ましくは93.0%以上の反射率であることを言う。尚、絶対反射率の厳密な測定は困難であるため、上記の反射率については、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。又、本発明において上記の光線反射率とは、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て得ることのできる値とする。
有色インキ層15は、同層を形成する熱硬化型インキを、黒色又は暗色の顔料を更に含有する暗色のインキとすることによって、黒色又は暗色のコントラスト向上層とすることができる。これにより、例えば、ドットマトリックス表示装置における表示情報のコントラストを改善して視認性を向上させることができる。ここでLED表示装置100において、光源であるLED素子2から発光される光の利用率の向上に寄与することができる。ここで、コントラスト向上層の色味については、JIS−Z8722に準拠して、D65光源、10°視野角の条件によって測定したΔL*値が、60以下、好ましくは10以下であることが好ましい。コントラスト向上層のΔL*の値を上記範囲とすることにより、同層の色味を十分に黒色又は暗色とし、コントラストの向上による表示情報の視認性を十分に向上させることができる。又、コントラスト向上層のΔL*が60以下であることにより、同層で可視光が拡散反射することによってLEDドットマトリックス表示装置の表示にかかる輝度調整が困難になることも防ぐことができる。
光学フィルム16は、フレキシブル基板1を用いたLED表示装置100の光学特性を有色インキ層15と相補的に向上させるための部材として、有色インキ層15上に更に積層される。光学フィルム16は、上述の白色反射層と相補的に反射性能を発揮する反射フィルムであってもよいし、上述のコントラスト向上層と相補的にコントラストの向上に寄与する黒色フィルムであってもよい。以下、主には、光学フィルム16が反射フィルムである場合について説明する。
フレキシブル基板1の製造方法については、従来公知の電子基板の製造方法によることができる。例えば、化学処理を伴うエッチング工程によって基板フィルムの各表面に各金属配線部をそれぞれ形成する従来方法によって製造することができる。尚、このエッチング工程においてはマスキングされていない部分の銅箔等は除去されて非導通部分が形成されるが、当該部分の直下の接着剤層は基板フィルム上に残存し、完成したフレキシブル基板1の基板フィルム11の略全面において接着剤層として存在することとなる。
図5は、フレキシブル基板1にLED素子を実装してなるLED実装モジュール10を用いた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と液晶表示パネル等の表示画面3とを含んで構成される。又、LED表示装置100においては、LED実装モジュール10から放熱される熱を更に効率よく外部に放射するために、フレキシブル基板1の裏面側にアルミニウム等からなる放熱構造4が更に設置されていることが好ましい。これらの各部材は、実際には、金属製等の外部フレーム(図示せず)の内部に、それぞれ適切な位置に固定配置されてLED表示装置を構成する。
フレキシブル基板1に実装されることによりLED表示装置100を構成するLED素子2は、P型半導体とN型半導体が接合されたPN接合部での発光を利用した発光素子である。P型電極、N型電極を素子上面、下面に設けた構造と、素子片面にP型、N型電極の双方が設けられた構造が提案されている。
光学特性の向上に寄与する範囲のみに、配置範囲を限定することにより、光学特性向上効果の効果を享受しながら、インキ層の形成に伴うフレキシブル基板の可撓性の低下を回避することができる。又、略全面にインキ層を形成する場合と比較してインキ材料費を大幅に節約して経済性の向上に寄与することができる。
11 基板フィルム
12 接着剤層
13 金属配線部
14 ハンダ層
15 有色インキ層
16 光学フィルム
161 開口部
2 LED素子
3 表示画面
4 放熱構造
10 LED実装モジュール
100 LED表示装置
Claims (1)
- 基板フィルムの表面に金属配線部を形成する金属配線部形成工程と、
前記基板フィルム及び前記金属配線部上のLED素子実装用領域を除く領域に、該LED素子実装用領域を取り囲んで各々のLED素子実装用領域毎に離間されて形成されている有色インキ層を形成する有色インキ層形成工程と、
LED素子の実装のピッチ及びLED素子実装用領域の形状と大きさに適応可能な開口部が予め形成されている光学フィルムを、前記有色インキ層上に更に積層する光学フィルム積層工程と、を含んでなり、
前記有色インキ層形成工程においては、前記有色インキ層を前記基板フィルム及び前記金属配線部の表面に他の層を介さずに直接スクリーン印刷して形成し、
前記光学フィルムは、パンチング加工によって、前記開口部が形成されているフィルムであって、
前記基板フィルムの表面における前記有色インキ層による表面被覆率を、25%未満とする、
LED素子用のフレキシブル基板の製造方法。
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