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JP2017224394A - Flexible substrate and frustoconical circuit board using the same - Google Patents

Flexible substrate and frustoconical circuit board using the same Download PDF

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JP2017224394A JP2016116870A JP2016116870A JP2017224394A JP 2017224394 A JP2017224394 A JP 2017224394A JP 2016116870 A JP2016116870 A JP 2016116870A JP 2016116870 A JP2016116870 A JP 2016116870A JP 2017224394 A JP2017224394 A JP 2017224394A
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Abstract

【課題】円錐台側面形状の発光面を有するLED照明装置又はLED表示装置において、当該円錐台側面形状に追従する位置にLED素子を配置することができる円錐台形状のフレキシブル基板を提供すること。【解決手段】樹脂基板11と、樹脂基板11の一方の表面に形成されている金属配線部13と、を備え、樹脂基板11は、可撓性を有し且つ円錐台側面を展開してなる扇状の外形を有する樹脂フィルムからなる、フレキシブル基板1とし、又、これを用いて円錐台形状の回路基板1Aを形成する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a truncated cone-shaped flexible substrate capable of arranging an LED element at a position following the truncated cone side surface shape in an LED lighting device or an LED display device having a truncated cone side surface shape light emitting surface. SOLUTION: A resin substrate 11 and a metal wiring portion 13 formed on one surface of the resin substrate 11 are provided, and the resin substrate 11 is flexible and has a truncated cone side surface developed. A flexible substrate 1 made of a resin film having a fan-shaped outer shape is formed, and a truncated cone-shaped circuit board 1A is formed by using the flexible substrate 1. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、フレキシブル基板、それを用いてなる円錐台形状の回路基板及び円錐台形状のLED光源に関する。   The present invention relates to a flexible substrate, a frustoconical circuit board using the flexible substrate, and a frustoconical LED light source.

近年、LED素子を光源とするLED照明装置やLED表示装置が急速に普及している。これらのLED装置において、LED素子を光源として実装するためには、支持基板と配線部とからなる各種のLED素子用基板が用いられる。このようなLED素子用基板として、従来は、ガラスエポキシ板等の剛性を有する平板からなるリジット基板が広く用いられていた(特許文献1参照)。   In recent years, LED lighting devices and LED display devices using LED elements as light sources have been rapidly spread. In these LED devices, in order to mount an LED element as a light source, various LED element substrates each including a support substrate and a wiring portion are used. Conventionally, a rigid substrate made of a flat plate having rigidity such as a glass epoxy plate has been widely used as such an LED element substrate (see Patent Document 1).

ここで、発光面が曲面によって構成されている照明装置又は表示装置の光源としてLED素子を用いる場合には、当該発光面の全体から均一な発光を得て、好ましい照明効果又は表示品位を得るために、当該発光曲面の形状に追従する位置、即ち、当該曲面から等距離にある位置に均等にLED素子を配置することが求められる。しかし、リジット基板は、可撓性を有さない平板であるため、たとえ、複数の基板を組合せたとしても、近似的にしか、そのような発光曲面の形状に追従する位置への配置を行うことはできない。又、近似的にそのような配置を行う場合においても、複数のリジット基板を組合せるためのコネクターが必須であり、生産コストや最終製品意匠性の面で著しく不利である。   Here, in the case where an LED element is used as a light source of an illumination device or a display device having a light emitting surface constituted by a curved surface, uniform light emission is obtained from the entire light emitting surface to obtain a preferable lighting effect or display quality. In addition, it is required to uniformly arrange the LED elements at a position following the shape of the light emitting curved surface, that is, at a position equidistant from the curved surface. However, since the rigid substrate is a flat plate that does not have flexibility, even if a plurality of substrates are combined, the rigid substrate is arranged at a position that follows the shape of such a light-emitting curved surface only approximately. It is not possible. Further, even in the case of such an approximate arrangement, a connector for combining a plurality of rigid boards is essential, which is extremely disadvantageous in terms of production cost and final product design.

LED素子の発光曲面への追従性を高めるための手段として、例えばポリエステル系の樹脂シート等、可撓性を有する樹脂基板に、金属回路を形成したフレキシブル基板(特許文献2参照)を用いることが考えられる。フレキシブル基板は、曲面に対するフレキシブルな追従が可能であることに加えて、従来のリジット基板と比較して、設計自由度が高く、ロール・トゥ・ロールでの大量生産も可能である等、生産性においても相対的に優れている。このため、今後、更なる需要の拡大が見込まれている。   As a means for improving the followability of the LED element to the light emission curved surface, for example, a flexible substrate (see Patent Document 2) in which a metal circuit is formed on a flexible resin substrate such as a polyester-based resin sheet is used. Conceivable. In addition to being able to flexibly follow curved surfaces, flexible substrates have higher design flexibility than conventional rigid substrates, and can be mass-produced on a roll-to-roll basis. Is also relatively superior. For this reason, further expansion of demand is expected in the future.

フレキシブル基板の採用により、例えば、円柱の側面のような曲面に対しては、当該曲面に滑らかに追従する光源を構成することが可能となる。しかしながら、例えば、図1に示すように、円錐台形状の側面に沿って発光面を有する照明装置(例えば、シーリングライト等)の光源をLED素子によって構成する場合には、通常、矩形状の平面形状を有するものであるフレキシブル基板を、複数組合せて曲面上に分離配置せざるを得ず、LED素子を切れ目無く均等な配置密度で配置することは、尚、困難であり、且つ、生産性においても、必ずしもリジット基板に対する有意性を確保できるものではなかった。   By adopting the flexible substrate, for example, for a curved surface such as a side surface of a cylinder, it is possible to configure a light source that smoothly follows the curved surface. However, for example, as shown in FIG. 1, when a light source of a lighting device (for example, a ceiling light or the like) having a light emitting surface along a frustoconical side surface is constituted by an LED element, it is usually a rectangular flat surface. A plurality of flexible substrates having a shape must be combined and separated on a curved surface, and it is still difficult to arrange LED elements with a uniform arrangement density without any breaks, and in productivity. However, it was not always possible to ensure the significance of the rigid substrate.

特開2010−278266号公報JP 2010-278266 A 特開2012−59867号公報JP 2012-59867 A

本発明は、円錐台側面形状の発光面を有するLED照明装置又はLED表示装置において、当該円錐台側面形状に追従する位置にLED素子を配置することができるフレキシブル基板を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a flexible substrate in which an LED element can be arranged at a position following the truncated cone side surface shape in an LED lighting device or an LED display device having a truncated cone side surface shaped light emitting surface. .

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、フレキシブル基板を、扇状の外形と可撓性とを有する樹脂フィルムからなる樹脂基板によって構成することにより、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。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by configuring the flexible substrate with a resin substrate made of a resin film having a fan-shaped outer shape and flexibility. It came to be completed. Specifically, the present invention provides the following.

(1) 樹脂基板と、前記樹脂基板の一方の表面に形成されている金属配線部と、を備え、前記樹脂基板は、可撓性を有し且つ円錐台側面を展開してなる扇状の外形を有する樹脂フィルムからなる、フレキシブル基板。   (1) A fan-shaped outer shape comprising a resin substrate and a metal wiring portion formed on one surface of the resin substrate, wherein the resin substrate is flexible and has a truncated cone side surface developed. A flexible substrate made of a resin film having

(2) (1)に記載のフレキシブル基板の一対の直線縁部が接合されてなる円錐台形状の回路基板。   (2) A frustoconical circuit board formed by joining a pair of linear edges of the flexible board according to (1).

(3) 円錐台形状のブロック体又は中空体である取付け台座部の側面に(1)に記載のフレキシブル基板が着設されてなる円錐台形状の回路基板。   (3) A frustoconical circuit board in which the flexible board according to (1) is attached to the side surface of the mounting base portion which is a truncated cone-shaped block body or hollow body.

(4) (2)又は(3)に記載の回路基板に、LED素子が実装されてなる円錐台形状のLED光源。   (4) A frustoconical LED light source in which an LED element is mounted on the circuit board according to (2) or (3).

(5) (4)に記載のLED光源を用いてなるLED照明装置。   (5) An LED illumination device using the LED light source according to (4).

本発明によれば、円錐台側面形状の発光面を有するLED照明装置又はLED表示装置において、当該円錐台側面形状に追従する位置にLED素子を配置することができるフレキシブル基板を提供することができる。これにより、上記の形状からなる発光面を有する照明装置等において、発光面全体からの均一な発光による好ましい照明効果又は表示品位を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flexible substrate which can arrange | position an LED element in the position which follows the said truncated cone side surface shape in the LED illuminating device or LED display apparatus which has a light emitting surface of a truncated cone side shape can be provided. . Thereby, in a lighting device having a light emitting surface having the above-described shape, a preferable lighting effect or display quality by uniform light emission from the entire light emitting surface can be obtained.

円錐台形状のLED光源の斜視図である。It is a perspective view of a truncated cone-shaped LED light source. 円錐台形状の回路基板を構成することができるフレキシブル基板の平面図である。It is a top view of the flexible substrate which can comprise a truncated-cone-shaped circuit board. 図1の円錐台形状のLED光源の層構成を模式的に示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows typically the layer structure of the LED light source of the truncated cone shape of FIG.

以下、本発明のフレキシブル基板と、当該フレキシブル基板を用いてなる円錐台形状の回路基板、及び、当該錐台形状の回路基板にLED素子を実装してなる円錐台形状のLED光源、そして、当該円錐台形状のLED光源を用いてなるLED照明装置及びLED表示装置の各実施形態について順次説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されず、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。   Hereinafter, a flexible substrate of the present invention, a truncated cone-shaped circuit board using the flexible substrate, a truncated cone-shaped LED light source in which an LED element is mounted on the truncated cone-shaped circuit board, and the Embodiments of an LED illumination device and an LED display device using a truncated-cone-shaped LED light source will be sequentially described. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention.

<フレキシブル基板>
図2及び図3に示す通り、フレキシブル基板1は、扇状の外形からなり可撓性を有する樹脂基板11の表面に、金属配線部13が形成されてなる回路基板である。このフレキシブル基板1はLED素子用の回路基板として好ましく用いることができるものである。
<Flexible substrate>
As shown in FIGS. 2 and 3, the flexible substrate 1 is a circuit substrate in which a metal wiring part 13 is formed on the surface of a flexible resin substrate 11 having a fan-shaped outer shape. This flexible substrate 1 can be preferably used as a circuit substrate for an LED element.

フレキシブル基板1に係る上記の「扇状の外形」とは、例えば、図1に示すような、円錐台の回路基板1Aの側面を展開してなる平面図形の形状のことを言う。具体的には、図2に示す樹脂基板11の外縁の形状を、その代表的な具体例として挙げることができる形状である。尚、本明細書における「円錐台側面を展開してなる扇状の外形」とは、全体として、外径が、上記の通りの扇状又は略扇状でれば足りるものとする。本発明の効果を特段に阻害しない限りにおいて、外周の一部に切り欠きや切り込みが形成されていても、「円錐台側面を展開してなる扇状の外形」に含まれるものとする。   The above-mentioned “fan-shaped outer shape” relating to the flexible substrate 1 refers to the shape of a plane figure formed by developing the side surface of the truncated conical circuit substrate 1A as shown in FIG. Specifically, the shape of the outer edge of the resin substrate 11 shown in FIG. 2 is a shape that can be given as a typical example. In the present specification, the “fan-shaped outer shape formed by developing the side surface of the truncated cone” as a whole is sufficient if the outer diameter is fan-shaped or substantially fan-shaped as described above. As long as the effect of the present invention is not particularly obstructed, even if a cutout or a cut is formed in a part of the outer periphery, it is included in the “fan-shaped outer shape formed by developing the side surface of the truncated cone”.

尚、図2に示す通り、樹脂基板11は、同一中心且つ同一中心角であって径の異なる一対の扇形の円弧部分に沿う一対の円弧状縁部R、Rと、円弧状縁部R、Rの両端側をそれぞれ直線状に接続する一対の直線縁部L、Lとによって、外形が形成されている。 As shown in FIG. 2, the resin substrate 11 includes a pair of arc-shaped edge portions R 1 and R 2 along a pair of fan-shaped arc portions having the same center and the same central angle and different diameters, and an arc-shaped edge portion. An outer shape is formed by a pair of linear edge portions L 1 and L 2 that connect both end sides of R 1 and R 2 in a straight line.

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。フレキシブル基板1は設計の自由度が高いので、例えば、R1の長さが60インチ以上となる大型の回路基板とすることもできる。このような大型のフレキシブル基板は、例えば屋外に設置する巨大なLED表示装置の光源を、従来のLED素子用の基板よりも遙かに容易に構成することができる。   There is no particular limitation on the size of the flexible substrate 1. Since the flexible substrate 1 has a high degree of design freedom, for example, it can be a large circuit substrate in which the length of R1 is 60 inches or more. Such a large-sized flexible substrate can configure a light source of a huge LED display device installed outdoors, for example, much more easily than a conventional LED element substrate.

フレキシブル基板1は、図2及び図3に示す通り、可撓性を有する樹脂フィルムからなる樹脂基板11の表面に、金属箔からなる導電性の金属配線部13が、接着剤層12を介して形成されている。金属配線部13は、樹脂基板11上に、例えばマトリックス形状等、その他、所望の配置で実装されるLED素子2を導通することができる態様で形成されている。尚、本明細書における樹脂フィルムには、円錐台形状の回路基板を形成可能な程度の可撓性を有する物である限り、フィルム状物のみならずシート状物のものも包含されるものとする。   As shown in FIGS. 2 and 3, the flexible substrate 1 has a conductive metal wiring portion 13 made of metal foil on the surface of a resin substrate 11 made of a flexible resin film with an adhesive layer 12 interposed therebetween. Is formed. The metal wiring part 13 is formed on the resin substrate 11 in such a manner that the LED element 2 mounted in a desired arrangement, such as a matrix shape, can be conducted. The resin film in this specification includes not only a film-like material but also a sheet-like material as long as the resin film is flexible enough to form a frustoconical circuit board. To do.

又、フレキシブル基板1は、図3に示す通り、樹脂基板11及び金属配線部13上に、熱硬化型インキ等からなる絶縁性保護膜15が形成されていることが好ましい。この絶縁性保護膜15は、フレキシブル基板1の耐マイグレーション特性向上のために、金属配線部13の表面のうちLED素子2を実装するための接続部分を除く全面、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を覆う態様で形成されることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 3, the flexible substrate 1 preferably has an insulating protective film 15 made of thermosetting ink or the like formed on the resin substrate 11 and the metal wiring portion 13. In order to improve the migration resistance of the flexible substrate 1, the insulating protective film 15 is formed on the entire surface of the metal wiring portion 13 except the connection portion for mounting the LED element 2 and on the surface of the resin substrate 11. Of these, it is preferable that the metal wiring portion 13 is formed so as to cover almost the entire surface of the non-formed portion.

又、フレキシブル基板1には、図3に示す通り、光の利用効率を向上するための反射層、或いは、表示コントラストの向上を目的とする黒色層等の光学フィルム層16が、絶縁性保護膜15の上に更に積層されているものであることが好ましい。但し、絶縁性保護膜15にこれらの光学的機能を兼ね備えさせることにより、光学フィルム層を設置せずに必要な光学的機能を絶縁性保護膜15によって担保することもできる。   Further, as shown in FIG. 3, the flexible substrate 1 includes an optical protective film 16 such as a reflective layer for improving light utilization efficiency or a black layer for improving display contrast. 15 is preferably further laminated on top of 15. However, by providing the insulating protective film 15 with these optical functions, a necessary optical function can be secured by the insulating protective film 15 without installing an optical film layer.

[樹脂基板]
樹脂基板11を構成する樹脂フィルムの材料は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。樹脂基板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。
[Resin substrate]
Although the material of the resin film which comprises the resin substrate 11 is not specifically limited, It is preferable that it is a thermoplastic resin. The resin substrate 11 is required to have high heat resistance and insulation. Preferable examples of such material resins include polyimide (PI), polyethylene naphthalate (PEN), amorphous polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyetherimide, fluororesin, A liquid crystal polymer etc. can be mentioned. Among these, polyethylene naphthalate (PEN) whose heat resistance and dimensional stability are improved by performing a heat resistance improvement treatment such as an annealing treatment can be particularly preferably used. In addition, polyethylene terephthalate (PET) whose flame retardancy is improved by addition of a flame retardant inorganic filler or the like can also be selected as a material resin for the resin base.

樹脂基板11を形成する樹脂は、熱収縮開始温度が100℃以上のもの、又は、上記のアニール処理等によって、同温度が100℃以上となるように耐熱性を向上させたものを用いることが好ましい。通常LED素子から発せられる熱により同素子周辺部は90℃程度の温度に達する場合がある。この観点から、樹脂基板を形成する熱可塑性樹脂は、上記温度以上の耐熱性を有するものであることが好ましい。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フィルムをセットし、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。又、本明細書における「熱硬化温度」とは、測定対象の熱硬化型樹脂を加熱した際の熱硬化反応の立ち上がり位置の温度を測定算出し、その温度を熱硬化温度としたものである。   As the resin for forming the resin substrate 11, a resin having a thermal shrinkage start temperature of 100 ° C. or higher, or a resin having improved heat resistance so that the temperature becomes 100 ° C. or higher by the above-described annealing treatment or the like is used. preferable. Usually, the peripheral portion of the element may reach a temperature of about 90 ° C. due to heat generated from the LED element. From this viewpoint, it is preferable that the thermoplastic resin forming the resin substrate has a heat resistance equal to or higher than the above temperature. In this specification, “thermal shrinkage start temperature” means that a sample film made of a thermoplastic resin to be measured is set in a TMA apparatus, a load of 1 g is applied, and the temperature is increased to 120 ° C. at a rate of temperature increase of 2 ° C./min. Measure the amount of shrinkage (in%) at that time, output this data and record the temperature and amount of shrinkage, read the temperature that deviates from the 0% baseline due to shrinkage, and heat shrink the temperature This is the starting temperature. In addition, the “thermosetting temperature” in the present specification is the measurement and calculation of the temperature at the rising position of the thermosetting reaction when the thermosetting resin to be measured is heated, and that temperature is the thermosetting temperature. .

又、樹脂基板11には、高い絶縁性が求められる。一般的には、樹脂基板11は、その体積固有抵抗率が1014Ω・cm以上であることが好ましく、1018Ω・cm以上であることがより好ましい。 Further, the resin substrate 11 is required to have high insulating properties. In general, the resin substrate 11 preferably has a volume resistivity of 10 14 Ω · cm or more, and more preferably 10 18 Ω · cm or more.

樹脂基板11の厚さは、特に限定されないが、耐熱性及び絶縁性を有するものであること、及び、製造コストのバランスとの観点から、概ね10μm以上500μm以下、好ましくは、50μm以上250μm以下であることが好ましい。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上記厚さ範囲であることが好ましい。   The thickness of the resin substrate 11 is not particularly limited, but is approximately 10 μm or more and 500 μm or less, preferably 50 μm or more and 250 μm or less from the viewpoint of having heat resistance and insulating properties and a balance of manufacturing costs. Preferably there is. Also, the thickness is preferably within the above-mentioned thickness range from the viewpoint of maintaining good productivity when manufacturing by the roll-to-roll method.

[接着剤層]
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。
[Adhesive layer]
As shown in FIG. 3, the formation of the metal wiring portion 13 on the surface of the flexible substrate 1 is preferably performed by a dry laminating method with an adhesive layer 12 interposed. As the adhesive forming the adhesive layer 12, a known resin adhesive can be used as appropriate. Of these resin adhesives, urethane-based, polycarbonate-based, or epoxy-based adhesives can be particularly preferably used.

[金属配線部]
金属配線部13は、フレキシブル基板1において、樹脂基板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れば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ない。
[Metal wiring section]
The metal wiring portion 13 is a wiring pattern formed on a conductive substrate such as a metal foil on at least one surface of the resin substrate 11 in the flexible substrate 1. The arrangement of the metal wiring portion 13 is not limited to a specific arrangement in both the horizontal direction and the vertical direction as long as the LED elements 2 can be mounted in a matrix at a desired pitch.

金属配線部13の材料として用いられる金属としては、アルミニウム、金、銀、銅等の金属箔が例示できる。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以下が挙げられる。金属層厚みが上記の下限値に満たないと、基板の熱収縮の影響が大きく、はんだリフロー処理時に処理後の反りが大きくなりやすいため、金属配線部13の厚さは10μm以上であることが好ましい。一方、同厚さが、50μm以下であることによって、フレキシブル基板1の好ましい可撓性を保持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下等も防止できる。   Examples of the metal used as the material of the metal wiring part 13 include metal foils such as aluminum, gold, silver, and copper. The thickness of the metal wiring portion 13 may be set as appropriate according to the magnitude of the withstand current required for the flexible substrate 1 and is not particularly limited, but examples include a thickness of 10 μm to 50 μm. If the metal layer thickness is less than the above lower limit value, the influence of thermal shrinkage of the substrate is large, and the warp after the treatment is likely to increase during the solder reflow process. preferable. On the other hand, when the thickness is 50 μm or less, preferable flexibility of the flexible substrate 1 can be maintained, and a reduction in handling property due to an increase in weight can be prevented.

[ハンダ層]
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。
[Solder layer]
In the flexible substrate 1, when the metal wiring portion 13 and the LED element 2 are bonded, bonding is performed via the solder layer 14. Details of the soldering method will be described later, but can be roughly classified into either a reflow method or a laser method.

[絶縁保護膜]
絶縁性保護膜15は、上述の通り、熱硬化型インキによって、金属配線部13と樹脂基板11の表面上の電気的接合が必要となる一部分を除いた他の部分に、主としてフレキシブル基板1の耐マイグレーション特性を向上させるために形成される。
[Insulation protective film]
As described above, the insulating protective film 15 is mainly formed on the other portion of the flexible substrate 1 except for a portion that requires electrical bonding on the surface of the metal wiring portion 13 and the resin substrate 11 with thermosetting ink. It is formed to improve the migration resistance.

熱硬化型インキとしては、熱硬化温度が100℃以下程度のものであれば、公知のインキを適宜好ましく用いることができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ系及びフェノール系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーン系樹脂等、を其々ベース樹脂とする絶縁性インキを好ましく用いることができるインキの代表例として挙げることができる。又、これらのうちでも、ポリエステル系の熱硬化型の絶縁インキは、可撓性に優れる点から、フレキシブル基板1の絶縁性保護膜15を形成するための材料として特に好ましい。尚、絶縁性の熱硬化型インキによる絶縁性保護膜15の形成は、スクリーン印刷等公知の方法によって行うことができる。   As the thermosetting ink, a known ink can be suitably used as long as the thermosetting temperature is about 100 ° C. or less. Specifically, as a representative example of an ink that can preferably use an insulating ink having a polyester resin, an epoxy resin, an epoxy resin and a phenol resin, an epoxy acrylate resin, a silicone resin, or the like as a base resin, respectively. Can be mentioned. Of these, polyester-based thermosetting insulating ink is particularly preferable as a material for forming the insulating protective film 15 of the flexible substrate 1 because of its excellent flexibility. The insulating protective film 15 can be formed with an insulating thermosetting ink by a known method such as screen printing.

[光学フィルム層]
光学フィルム層16は、フレキシブル基板1を用いたLED装置の光学特性を向上させるための部材として積層される。光学フィルム層16は照明効果を向上させるための反射性能を発揮する反射フィルムであってもよいし、表示効果を向上させるためにコントラストの向上に寄与する黒色又は暗色のフィルムであってもよい。以下、主には、光学フィルム層16が反射フィルムである場合について説明する。
[Optical film layer]
The optical film layer 16 is laminated as a member for improving the optical characteristics of the LED device using the flexible substrate 1. The optical film layer 16 may be a reflective film that exhibits reflective performance for improving the illumination effect, or may be a black or dark film that contributes to improving the contrast in order to improve the display effect. Hereinafter, a case where the optical film layer 16 is a reflective film will be mainly described.

光学フィルム層16は、円錐台形状のLED光源10の光学特性の向上を目的として、フレキシブル基板1の発光面側の最表面に、LED素子実装領域を除く領域を覆って積層される。尚、光学フィルム層16には、LED素子2の実装のピッチ及び実装領域の形状と大きさに適応可能な開口部がパンチング加工等により形成されている。   The optical film layer 16 is laminated on the outermost surface on the light emitting surface side of the flexible substrate 1 so as to cover the region excluding the LED element mounting region for the purpose of improving the optical characteristics of the frustoconical LED light source 10. The optical film layer 16 is formed with an opening that can be adapted to the mounting pitch of the LED elements 2 and the shape and size of the mounting region by punching or the like.

光学フィルム層16が、反射フィルムである場合、その材料として、例えば、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、最終製品の用途とその要求スペック等に応じて適宜用いることができる。   When the optical film layer 16 is a reflective film, as the material, for example, white polyester foam type white polyester, white polyethylene resin, silver vapor-deposited polyester, or the like is appropriately used depending on the use of the final product and its required specifications. be able to.

<フレキシブル基板の製造>
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樹脂基板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。
<Manufacturing flexible substrates>
About the manufacturing method of the flexible substrate 1, it can be based on the manufacturing method of a conventionally well-known electronic substrate. For example, it can be manufactured by a conventional method in which each metal wiring portion is formed on each surface of a resin substrate by an etching process involving chemical treatment.

<円錐台形状の回路基板>
フレキシブル基板1の一対の直線縁部L、Lを接合することにより、図1に示す通り、円錐台形状の回路基板1Aとすることができる。回路基板1Aは、上記の接合による他、円錐台形状の取付け台座部の側面に沿ってフレキシブル基板1を着設することによっても形成することができる。フレキシブル基板1の径が長い円弧部分である円弧状縁部Rは、回路基板1Aの上縁部になり、径が短い円弧部分である円弧状縁部Rは、回路基板1Aの下縁部となる。
<Circuit-shaped circuit board>
By joining the pair of linear edge portions L 1 and L 2 of the flexible substrate 1, as shown in FIG. 1, a truncated conical circuit substrate 1 A can be obtained. The circuit board 1 </ b> A can be formed by attaching the flexible board 1 along the side surface of the truncated cone-shaped mounting base, in addition to the above-described joining. Arc-like rim portion R 1 diameter of the flexible substrate 1 is long arc portion becomes the upper edge of the circuit board 1A, the arc-like rim portion R 2 diameter is shorter arc portion is the lower edge of the circuit board 1A Part.

尚、上記の「円錐台形状の取付け台座部」とは、可撓性を有さない円錐台形状のブロック体又は中空体であって、その側面に沿ってフレキシブル基板1を着設することにより、フレキシブル基板1からなる回路基板1Aの表面形状を、所望の好ましい円錐台形状に保持できるものであればよい。取付け台座部の材料としては、所定以上の絶縁性や耐熱性を有する硬質の樹脂や、或いはセラミック等を適宜用いることができる。又、フレキシブル基板1との接続部において要求される絶縁性を確保できる構造を備えるものであれば金属製の台座部を用いることもできる。   The above “conical truncated conical mount” is a truncated conical block or hollow body having no flexibility, and the flexible substrate 1 is attached along the side surface thereof. As long as the surface shape of the circuit board 1 </ b> A made of the flexible substrate 1 can be held in a desired and preferred truncated cone shape. As a material for the mounting base, a hard resin having a predetermined level of insulation or heat resistance, ceramic, or the like can be used as appropriate. In addition, a metal pedestal portion can be used as long as it has a structure that can ensure the insulation required at the connection portion with the flexible substrate 1.

回路基板1Aは、LED素子2が実装されることにより円錐台形状のLED光源10となる。LED光源10は、例えば、シーリングライト等、発光面が円錐台形状からなるLED照明装置や、同様の表示面を有する巨大なLEDドットマトリックス表示装置の光源として、それらの装置内に配置される。   The circuit board 1 </ b> A becomes a truncated cone-shaped LED light source 10 by mounting the LED element 2. The LED light source 10 is disposed in these devices as a light source of an LED lighting device having a light-emitting surface having a truncated cone shape or a huge LED dot matrix display device having a similar display surface, such as a ceiling light.

尚、フレキシブル基板1は、例えば、樹脂基板11の両面に、それぞれ金属配線部が形成されていて、それらが、樹脂基板11内を貫通するスルーホールを介して導通されている多層回路基板であってもよい。このような多層構成とすることにより、上述のLEDドットマトリックス表示装置にも本発明の回路基板1Aを好ましく用いることができる。   The flexible substrate 1 is, for example, a multilayer circuit board in which metal wiring portions are formed on both surfaces of the resin substrate 11 and are electrically connected through through holes penetrating the resin substrate 11. May be. By adopting such a multilayer structure, the circuit board 1A of the present invention can be preferably used also in the LED dot matrix display device described above.

<円錐台形状のLED光源>
フレキシブル基板1、或いは、回路基板1Aの金属配線部13に、LED素子2を実装することにより、円錐台形状のLED光源10を得ることができる。
<Cone-conical LED light source>
The LED light source 10 having a truncated cone shape can be obtained by mounting the LED element 2 on the flexible substrate 1 or the metal wiring portion 13 of the circuit substrate 1A.

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。いずれの構造のLED素子2も、本発明の円錐台形状のLED光源10に用いることができるが、上記のうち素子片面にP型、N型電極の双方が設けられた構造のLED素子を特に好ましく用いることができる。   The LED element 2 is a light emitting element that utilizes light emission at a PN junction where a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are joined. There are proposed a structure in which a P-type electrode and an N-type electrode are provided on the upper and lower surfaces of the element and a structure in which both the P-type and N-type electrodes are provided on one side of the element. Any structure of the LED element 2 can be used in the truncated cone-shaped LED light source 10 of the present invention. Of the above, the LED element having a structure in which both the P-type and N-type electrodes are provided on one side of the element is particularly preferable. It can be preferably used.

<円錐台形状のLED光源の製造方法>
円錐台形状のLED光源10の製造方法について説明する。LED素子2の実装は、フレキシブル基板1を円錐台形状の回路基板1Aへ加工する前、或いは、円錐台形状の回路基板1Aへの加工後のいずれにおいても、行うこともできるが、フレキシブル基板1を円錐台形状の回路基板1Aへ加工する前に行うことが好ましい。金属配線部13へのLED素子2の接合は、ハンダ加工により好ましく行うことが好ましい。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。
<Manufacturing method of frustoconical LED light source>
A method for manufacturing the frustoconical LED light source 10 will be described. The LED element 2 can be mounted either before the flexible substrate 1 is processed into the frustoconical circuit board 1A or after the flexible substrate 1 is processed into the frustoconical circuit board 1A. Is preferably performed before processing into a frustoconical circuit board 1A. The LED element 2 is preferably bonded to the metal wiring portion 13 by soldering. This solder bonding can be performed by a reflow method or a laser method.

<円錐台形状のLED照明装置及びLED表示装置>
円錐台形状のLED光源10は、水平方向における360°全方向に情報を伝達する構造を備える液晶型の大型LED表示装置のバックライトとして用いることができる。又、同様の構造を備えるドットマトリックス表示装置における発光表示面の光源とすることもできる。
<Cone-conical LED lighting device and LED display device>
The frustoconical LED light source 10 can be used as a backlight of a liquid crystal large LED display device having a structure for transmitting information in all 360 ° directions in the horizontal direction. Further, it can be used as a light source of a light emitting display surface in a dot matrix display device having a similar structure.

円錐台形状の側面に沿って滑らかな曲面状の発光面を有する、LED照明装置円又はLED表示装置の光源として、本発明に係る円錐台形状のLED光源10を配置することにより、発光面における発光状態の均一性によって担保される好ましい表示品位を、リジット基板や分割配置を前提とするフレキシブル基板を用いた場合よりも、より高い水準でより容易に保持するこができる。LED光源10によれば、多数のLED素子2を、いずれも上記のような曲面からなる発光面に、正確に追従する態様で配置することができるからである。このようなLED素子2の配置によれば、個々のLED素子2から発光されるいずれの光の方向も、発光面の各位置における接面に対して垂直な方向に統一され、よって、全てのLED素子2からの発光方向が発光面に沿って連続的且つ均一な差分で滑らかに変化していくという発光態様を実現することができる。このような発光状態によれば、視認性に悪影響を与える光ムラも極めて生じにくく、例えば、LED表示装置で動画を表示する場合においても、画像の切れ目を極めて感じにくくさせて高品位の画像を表示することができる。   By disposing the truncated conical LED light source 10 according to the present invention as the light source of the LED illumination device circle or the LED display device having a smooth curved light emitting surface along the side surface of the truncated cone shape, The preferable display quality guaranteed by the uniformity of the light emitting state can be easily held at a higher level than when a rigid substrate or a flexible substrate premised on a divided arrangement is used. This is because according to the LED light source 10, a large number of LED elements 2 can be arranged in a manner that accurately follows the light emitting surface formed of the curved surface as described above. According to such an arrangement of the LED elements 2, the direction of any light emitted from the individual LED elements 2 is unified in a direction perpendicular to the contact surface at each position of the light emitting surface, and therefore, It is possible to realize a light emission mode in which the light emission direction from the LED element 2 smoothly changes with a continuous and uniform difference along the light emission surface. According to such a light-emitting state, light unevenness that adversely affects visibility is very unlikely to occur. Can be displayed.

1 フレキシブル基板
1A 回路基板1A
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 光学フィルム層
2 LED素子
10 LED光源
1 Flexible substrate 1A Circuit board 1A
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Resin board | substrate 12 Adhesive bond layer 13 Metal wiring part 14 Solder layer 15 Insulating protective film 16 Optical film layer 2 LED element 10 LED light source

Claims (5)

樹脂基板と、前記樹脂基板の一方の表面に形成されている金属配線部と、を備え、
前記樹脂基板は、可撓性を有し且つ円錐台側面を展開してなる扇状の外形を有する樹脂フィルムからなる、フレキシブル基板。
A resin substrate, and a metal wiring part formed on one surface of the resin substrate,
The said resin substrate is a flexible substrate which consists of a resin film which has flexibility and has the fan-shaped external shape which expand | deploys the truncated cone side surface.
請求項1に記載のフレキシブル基板の一対の直線縁部が接合されてなる円錐台形状の回路基板。   A frustoconical circuit board formed by joining a pair of linear edges of the flexible board according to claim 1. 円錐台形状のブロック体又は中空体である取付け台座部の側面に請求項1に記載のフレキシブル基板が着設されてなる円錐台形状の回路基板。   A circuit board having a truncated cone shape, wherein the flexible substrate according to claim 1 is attached to a side surface of a mounting base portion that is a truncated cone shaped block body or a hollow body. 請求項2又は3に記載の回路基板に、LED素子が実装されてなる円錐台形状のLED光源。   A frustoconical LED light source comprising an LED element mounted on the circuit board according to claim 2. 請求項4に記載のLED光源を用いてなる円錐台形状のLED照明装置。   A frustoconical LED illumination device using the LED light source according to claim 4.
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