フレキシブル基板及びその製造方法、並びにLED実装フレキシブル基板及びそれを用いた照明装置
【課題】 フレキシブル基板において、高価なカバーレイフィルムを使用するため材料費、加工費が増大したり、位置決め精度が低く、金型による加工が必要であったり、熱プレスによる熱変形が生じたり、凹凸が大きくLEDの実装寸法精度が低下したりする問題があった。
【解決手段】 フレキシブル基板300において、可撓性を有するベースフィルム27と、このベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路と、導体回路の形成されたベースフィルム27の面に導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51とを設けた。
【解決手段】 フレキシブル基板300において、可撓性を有するベースフィルム27と、このベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路と、導体回路の形成されたベースフィルム27の面に導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、可撓性を有する絶縁基板に導体をパターン印刷したフレキシブル基板及びその製造方法、並びにLED実装フレキシブル基板及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば携帯電話機に使用される液晶表示装置は、視認性を確保するために、背後から照明を行なう照明装置(バックライトユニット)を有する。図1は従来の液晶表示装置におけるバックライトユニットの分解側面図である。バックライトユニット1は、透明樹脂製の導光板3の光入射端面に、LED5を配置し、裏面には反射シート7、発光面側にはプリズム板や拡散シート等の光学シート9、11を配置している。LED5はフレキシブル基板13に実装され、フレキシブル基板13は出射側の光学シート11の裏面に接着される。フレキシブル基板13を接着した光学シート11は、光学シート9、導光板3、反射シート7と重ねられてケース15に収容される。
【0003】
図2はLEDを発光させたバックライトユニットの動作説明図である。
光源であるLED5の発光部5aから出射した光は、透明な樹脂で成形された導光板3に入射する。導光板3の光入射端面に入射した光は、導光板3を媒質として伝播し、一部が光学シート9、11から拡散光となって出射されるとともに、反射シート7に反射された光も導光板3に進入し、同じく光学シート9、11から拡散光となって出射される。
【0004】
ところで、LED5の発光部5aの近傍となるフレキシブル基板13上にはリフレクタとして作用する白色ライン17が印刷されていた。この白色ライン17は、LED5から出射される白色光が、フレキシブル基板13の地色である例えば茶色の色味を帯びることも防止している。
【0005】
図3はLEDを実装したフレキシブル基板の拡大斜視図である。
フレキシブル基板13には複数のLED5が導体回路19に接続されて所定間隔で配置され、その発光部5aの近傍には白色ライン17がそれぞれ印刷されている。図例のフレキシブル基板13では、一方の面の導体回路19がビアホール21を介して他方の面の導体回路23に接続され、その末端に端子25が形成されている。
【0006】
図4はフレキシブル基板の分解斜視図である。
フレキシブル基板13は導体回路19を有するベースフィルム27と、ベースフィルム27と貼り合わせて導体回路19を保護絶縁するカバーレイフィルム29とから構成される。カバーレイフィルム29は、ベースフィルム27と貼り合わせた時に、導体回路19の電極部19aを露出させるための開口部31を有し、この開口部31を利用して電極部19aをLED5に接続する。
【0007】
図5はベースフィルムの断面図である。
ベースフィルム27は、耐熱性が良好なポリイミドなどのフィルム材層33に、接着剤層35を介して、金属箔層を接着して構成されており、金属箔層の不要部分をエッチング法などにより取り去り、導体回路19が形成されている。
【0008】
図6はカバーレイフィルムの断面図である。
カバーレイフィルム29は、耐熱性が良好なポリイミドなどのフィルム材層37に、エポキシ系接着剤などの熱硬化性接着剤からなる接着剤層39を設けて構成されており、金型による打ち抜きなどの手段により開口部31が形成されている。
【0009】
図7は、ベースフィルムとカバーレイフィルムを貼り合わせ、LEDを実装して白色ラインを印刷したフレキシブル基板の断面図である。
ベースフィルム27とカバーレイフィルム29は、熱プレス装置を用いて加圧されて、ベースフィルム27の導体回路19の電極部19aが露出するような位置で位置決めされて貼り合わされる。カバーレイフィルム29の接着剤層39は、加圧されることでベースフィルム27とカバーレイフィルム29とを一体化させ、フレキシブル基板13を形成する。
【0010】
このようにして電極部19aが開口部31によって露出されたフレキシブル基板13には、白色ライン17がカバーレイフィルム29上に印刷された後、LED5がハンダ41を介し接続されて実装される。
【0011】
【特許文献1】特開2004−235459号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、上記したカバーレイフィルム上に白色ラインを印刷した従来のフレキシブル基板は、高価なポリイミド等を使用するカバーレイフィルムが必要となるため、材料コストが増大した。そして、カバーレイフィルムの製造には金型による打ち抜き可能が必要になるとともに、打ち抜き成形によって使用しない切れ端が出るため不経済であった。
また、カバーレイフィルムは、一部分を絶縁保護する場合であってもベースフィルムの全面に相当する面積が必要であり、これも材料費を増大させる要因となった。
また、一般的にピンと孔とによる機械的な位置あわせによりカバーレイフィルムとベースフィルムとを貼り合わせるため、位置決め精度が低かった。さらに、カバーレイフィルムに接着層が必要なため、絶縁保護層の総厚が厚くなり、薄厚化の障害となった。
また、熱プレスされる接着層が介在するため、凹凸が大きくなり、LEDの実装姿勢が不安定となり、導光板への光入射角度にバラツキの生じる虞もあった。
【0013】
本発明が解決しようとする課題としては、高価なカバーレイフィルムを使用するため材料費、加工費が増大したり、位置決め精度が低く、金型による加工が必要であったり、熱プレスによる熱変形が生じたり、凹凸が大きくLEDの実装寸法精度が低下したりする問題がそれぞれ一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項1記載のフレキシブル基板は、可撓性を有するベースフィルムと、該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストとを具備したことを特徴とする。
【0015】
請求項4記載のフレキシブル基板の製造方法は、可撓性を有するベースフィルムの少なくとも一方の面に導体回路を形成し、該導体回路の電極部を除いた前記ベースフィルムの一方の面に、硬化後に可撓性を発現させる白色レジストを印刷することを特徴とする。
【0016】
請求項5記載のLED実装フレキシブル基板は、可撓性を有するベースフィルムと、該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDとを具備したことを特徴とする。
【0017】
請求項6記載のLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置は、可撓性を有するベースフィルムと、該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDと、端面から該LEDの出射光を導入する導光板と、該導光板の一方の面に対面配置される反射シートと、前記導光板の他方の面に対面配置される光学シートと、を具備したことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明に係るフレキシブル基板及びその製造方法、並びにLED実装フレキシブル基板及びそれを用いた照明装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図8は本発明の実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置の縦断面図である。なお、図1〜図7に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0019】
本実施の形態による照明装置100は、透明樹脂製の導光板3の光入射端面に、LED実装フレキシブル基板200に実装されたLED5を配置している。導光板3の裏面には反射シート7、発光面側にはプリズム板や拡散シート等の光学シート9、11を配置している。LED実装フレキシブル基板200は出射側の光学シート11の裏面に接着される。LED実装フレキシブル基板200を接着した光学シート11は、光学シート9、導光板3、反射シート7と重ねられてケース15に収容される。
【0020】
光源であるLED5の発光部5aから出射した光は、透明な樹脂で成形された導光板3に入射する。導光板3の光入射端面に入射した光は、導光板3を媒質として伝播し、一部が光学シート9、11から拡散光となって出射されるとともに、反射シート7に反射された光も導光板3に進入し、同じく光学シート9、11から拡散光となって出射される。光学シート11の光出射側には図示しない液晶表示パネルが対面配置され、照明装置100から出射される光がバックライトとして液晶表示パネルの背面から透過され、液晶表示パネルの視認性が高められるようになっている。
【0021】
図9は本実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板の斜視図である。
LED実装フレキシブル基板200は、フレキシブル基板300に複数(本実施の形態では3つ)のLED5を所定間隔で実装して形成されている。フレキシブル基板300の一方の面には導体回路19が形成され、導体回路19はビアホール21を介して他方の面へ導出されている。フレキシブル基板300の他方の面には導体回路23が形成され、導体回路23は基端がビアホール21に接続され先端に端子25が形成されている。
【0022】
図10は図9に示したフレキシブル基板の要部断面図である。
フレキシブル基板300は、可撓性を有するベースフィルム27と、ベースフィルム27に印刷され導体回路19を保護絶縁する白色レジスト51とから構成される。ベースフィルム27は、耐熱性が良好なポリイミドなどのフィルム材層33に、接着剤層35を介して、金属箔層を接着して構成されており、金属箔層の不要部分をエッチング法などにより取り去り、導体回路19が形成されている。
【0023】
白色レジスト51は、ベースフィルム27の少なくとも一方の面に、導体回路19の電極部19aを除いた全面に印刷される。
なお、本実施の形態では、フレキシブル基板300の両面(表裏)に導体回路19、23が形成されているので、白色レジスト51はフレキシブル基板300の両面に印刷されている。
白色レジスト51は、例えばシルク印刷によって形成される。本実施の形態では、全面印刷を例に説明するが、白色レジスト51は、フレキシブル基板300の所望の部位に選択的に印刷するものであってもよい。
【0024】
白色レジスト51は、印刷後に加熱によって硬化される。白色レジスト51は、硬化後に可撓性を発現するものが用いられている。この白色レジスト51としては、例えば「太陽インキ製造株式会社」製の「二液性熱硬化型絶縁材料(TF−200 FR1/MN−20S)」などを好適に用いることができる。この二液性熱硬化型絶縁材料によれば、15μm〜20μmの回路上硬化後膜厚で、180°の折り曲げでクラックの生じない高い耐折性を得ることができる。
【0025】
フレキシブル基板300は、白色レジスト51が印刷されることで、導体回路19、23が絶縁保護されるとともに、この白色レジスト51がリフレクタとしても作用するようになる。つまり、従来構成に必要であった高価なカバーレイフィルムや、その上に印刷していた白色ラインが不要となる。
【0026】
白色レジスト51は、その厚みが10μm〜20μmの範囲内であることが好ましい。これにより、白色レジスト51の厚みが10μm未満となった場合のベースフィルム27の色写りが防止されるとともに、白色レジスト51の厚みが20μmより厚くなった場合の白色レジスト51の耐折性の低下が防止される。なお、白色レジスト51は、従来のカバーレイフィルムと同等の厚みである略37μmであっても180°曲げでクラックの生じない耐折性が確保される。
【0027】
本実施の形態によるフレキシブル基板300では、白色レジスト51が、ベースフィルム27の両面に印刷されている。これにより、導体回路19、23がベースフィルム27の両面に形成される場合であっても、同様の印刷工程によって導体回路19、23の容易な絶縁保護が可能となる。また、LED5の実装面と反対側の面も白色となることで、実装面と反対側へ進入した光の反射も可能となり、迷光や色写りを減らして光の利用効率を高めることができる。
【0028】
ベースフィルム27に白色レジスト51を印刷して形成されたフレキシブル基板300では、カバーレイフィルムが貼着された従来のフレキシブル基板より、ベースフィルム27より上層が薄くなる。また、凹凸の少ない白色レジスト51上に、LED5が実装可能となり、LED5の安定した実装が可能となる。これにより、LED実装フレキシブル基板200を用いた照明装置100では、導光板3に対するLED5の位置決め精度が高まり、光強度にバラツキが生じなくなる。
【0029】
次に、本実施の形態に係るフレキシブル基板の製造方法を図11,図12を用いて説明する。
図11はフレキシブル基板の設計から表面処理までの手順を表す製造工程の流れ図である。
上記したフレキシブル基板300を製造するには、先ず、製品・工程・治工具設計と、版製作が行われる(ステップS1)。なお、カバーレイフィルムを用いた従来基板では、この他、金型治工具・フィルム製作が必要となる。
【0030】
次いで、片面銅張板を裁断し、フォトレジスト層を形成し、ガイド穴加工を行う。また、両面銅張板の場合には、裁断を行い、穴あけ、スルーホールめっきを施し、フォトレジスト層を形成する。この前加工の施された銅張板を露光する(ステップS2)。次いで、現像(ステップS3)、エッチング(ステップS4)、剥離(ステップS5)を行う。
【0031】
本実施の形態による製造方法では、剥離により導体回路19、23の形成された基板に対し、白色レジスト51を印刷するための工程、すなわち、白レジストシルク印刷、乾燥、熱硬化を行う(ステップS6)。
なお、カバーレイフィルムを用いた従来基板では、当該印刷工程(ステップS6)に代えて、カバーフィルム裁断、打ち抜き、仮接着、ラミネートを行う。両面基板の場合には、同工程を2回行う。
【0032】
このように、本実施の形態による製造方法では、ベースフィルム27の少なくとも一方の面に導体回路19を形成し、導体回路19の電極部19aを除いたベースフィルム27の面に、白色レジスト51を印刷する。この際、一般的なXYテーブルが使用されて、画像処理による印刷領域のアライメントが可能となる。これにより、カバーレイフィルムを打ち抜く加工がなくなる。また、白色レジスト51が印刷されるのみとなり、絶縁保護層が薄厚となる。さらに、仮接着や接着層を熱プレスする必要がなくなる。
【0033】
図12はフレキシブル基板のシルク印刷から梱包までの手順を表す製造工程の流れ図である。
白色レジスト51の印刷された基板は、金めっき、金フラッシュめっき、鉛フリーはんだめっきによる表面処理を行う(ステップS7)。表面処理のなされた基板には基板情報の表示等のためのシルク印刷を施し(ステップS8)、一次抜きを行う(ステップS9)。
次いで、補材の裁断、打ち抜きを行い、貼合せ仮接着を行った(ステップS10)後、補材を圧着するための圧着ラミネートを行う(ステップS11)。
次いで、穴抜き加工(ステップS12)、外形抜き加工(ステップS13)、最終検査(ステップS14)を行った後、フレキシブル基板製品として梱包される(ステップS15)。
【0034】
以上、詳述したように、本実施の形態に係るフレキシブル基板300は、可撓性を有するベースフィルム27と、該ベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路19と、該導体回路19の形成された前記ベースフィルム27の面に該導体回路19の電極部19aを除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51とを具備したので、白色レジスト51によってリフレクタ効果が得られ、ポリイミド等からなる高価なカバーレイフィルムを使用せずに導体回路19を絶縁保護することができる。したがって、材料費、加工費を低減することができる。
【0035】
また、本実施の形態に係るフレキシブル基板300の製造方法は、可撓性を有するベースフィルム27の少なくとも一方の面に導体回路19を形成し、該導体回路19の電極部19aを除いた前記ベースフィルム27の一方の面に、硬化後に可撓性を発現させる白色レジスト51を印刷するので、画像処理によって印刷領域をアライメントでき、位置決め精度を向上させることができる。そして、打ち抜き加工がなくなるので、金型製作費、及び加工工数を削減することができる。また、接着層の必要なカバーレイフィルムと異なり、白色レジスト51の印刷のみにより絶縁保護が行えるので、フレキシブル基板300を薄厚化することができる。さらに、接着層を熱プレスする必要がないので、熱変形による寸法誤差を生じなくすることができる。
【0036】
また、本実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板200によれば、可撓性を有するベースフィルム27と、該ベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路19と、該導体回路19の形成された前記ベースフィルム27の面に該導体回路19の電極部19aを除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51と、前記電極部19aに導通接続され前記白色レジスト51上に実装されたLED5とを具備したので、白色レジスト51の上方に位置したLED5の発光部5aから出射した光が白色レジスト51に反射し、リフレクタ効果が得られる。
また、カバーレイフィルムを用いる場合に比べ、薄厚でかつ少ない凹凸で絶縁保護が行え、省スペース化が図れるとともに、LED5の実装寸法精度を高めることができる。
【0037】
また、本実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置100によれば、可撓性を有するベースフィルム27と、該ベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路19と、該導体回路19の形成された前記ベースフィルム27の面に該導体回路19の電極部19aを除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51と、前記電極部19aに導通接続され前記白色レジスト51上に実装されたLED5と、端面から該LED5の出射光を導入する導光板3と、該導光板3の一方の面に対面配置される反射シート7と、前記導光板3の他方の面に対面配置される光学シート9、11と、を具備したので、薄厚で、発光強度にバラツキのない明るい面光源を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】従来の液晶表示装置におけるバックライトユニットの分解側面図である。
【図2】LEDを発光させたバックライトユニットの動作説明図である。
【図3】LEDを実装したフレキシブル基板の拡大斜視図である。
【図4】フレキシブル基板の分解斜視図である。
【図5】ベースフィルムの断面図である。
【図6】カバーレイフィルムの断面図である。
【図7】ベースフィルムとカバーレイフィルムを貼り合わせ、LEDを実装して白色ラインを印刷したフレキシブル基板の断面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置の縦断面図である。
【図9】本発明の実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板の斜視図である。
【図10】図9に示したフレキシブル基板の要部断面図である。
【図11】本発明の実施の形態に係るフレキシブル基板の設計から表面処理までの手順を表す製造工程の流れ図である。
【図12】本発明の実施の形態に係るフレキシブル基板のシルク印刷から梱包までの手順を表す製造工程の流れ図である。
【符号の説明】
【0039】
3 導光板
5 LED
7 反射シート
9、11 光学シート
19、23 導体回路
19a 電極部
27 ベースフィルム
51 白色レジスト
100 ED実装フレキシブル基板を用いた照明装置
200 LED実装フレキシブル基板
300 フレキシブル基板
【技術分野】
【0001】
本発明は、可撓性を有する絶縁基板に導体をパターン印刷したフレキシブル基板及びその製造方法、並びにLED実装フレキシブル基板及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば携帯電話機に使用される液晶表示装置は、視認性を確保するために、背後から照明を行なう照明装置(バックライトユニット)を有する。図1は従来の液晶表示装置におけるバックライトユニットの分解側面図である。バックライトユニット1は、透明樹脂製の導光板3の光入射端面に、LED5を配置し、裏面には反射シート7、発光面側にはプリズム板や拡散シート等の光学シート9、11を配置している。LED5はフレキシブル基板13に実装され、フレキシブル基板13は出射側の光学シート11の裏面に接着される。フレキシブル基板13を接着した光学シート11は、光学シート9、導光板3、反射シート7と重ねられてケース15に収容される。
【0003】
図2はLEDを発光させたバックライトユニットの動作説明図である。
光源であるLED5の発光部5aから出射した光は、透明な樹脂で成形された導光板3に入射する。導光板3の光入射端面に入射した光は、導光板3を媒質として伝播し、一部が光学シート9、11から拡散光となって出射されるとともに、反射シート7に反射された光も導光板3に進入し、同じく光学シート9、11から拡散光となって出射される。
【0004】
ところで、LED5の発光部5aの近傍となるフレキシブル基板13上にはリフレクタとして作用する白色ライン17が印刷されていた。この白色ライン17は、LED5から出射される白色光が、フレキシブル基板13の地色である例えば茶色の色味を帯びることも防止している。
【0005】
図3はLEDを実装したフレキシブル基板の拡大斜視図である。
フレキシブル基板13には複数のLED5が導体回路19に接続されて所定間隔で配置され、その発光部5aの近傍には白色ライン17がそれぞれ印刷されている。図例のフレキシブル基板13では、一方の面の導体回路19がビアホール21を介して他方の面の導体回路23に接続され、その末端に端子25が形成されている。
【0006】
図4はフレキシブル基板の分解斜視図である。
フレキシブル基板13は導体回路19を有するベースフィルム27と、ベースフィルム27と貼り合わせて導体回路19を保護絶縁するカバーレイフィルム29とから構成される。カバーレイフィルム29は、ベースフィルム27と貼り合わせた時に、導体回路19の電極部19aを露出させるための開口部31を有し、この開口部31を利用して電極部19aをLED5に接続する。
【0007】
図5はベースフィルムの断面図である。
ベースフィルム27は、耐熱性が良好なポリイミドなどのフィルム材層33に、接着剤層35を介して、金属箔層を接着して構成されており、金属箔層の不要部分をエッチング法などにより取り去り、導体回路19が形成されている。
【0008】
図6はカバーレイフィルムの断面図である。
カバーレイフィルム29は、耐熱性が良好なポリイミドなどのフィルム材層37に、エポキシ系接着剤などの熱硬化性接着剤からなる接着剤層39を設けて構成されており、金型による打ち抜きなどの手段により開口部31が形成されている。
【0009】
図7は、ベースフィルムとカバーレイフィルムを貼り合わせ、LEDを実装して白色ラインを印刷したフレキシブル基板の断面図である。
ベースフィルム27とカバーレイフィルム29は、熱プレス装置を用いて加圧されて、ベースフィルム27の導体回路19の電極部19aが露出するような位置で位置決めされて貼り合わされる。カバーレイフィルム29の接着剤層39は、加圧されることでベースフィルム27とカバーレイフィルム29とを一体化させ、フレキシブル基板13を形成する。
【0010】
このようにして電極部19aが開口部31によって露出されたフレキシブル基板13には、白色ライン17がカバーレイフィルム29上に印刷された後、LED5がハンダ41を介し接続されて実装される。
【0011】
【特許文献1】特開2004−235459号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、上記したカバーレイフィルム上に白色ラインを印刷した従来のフレキシブル基板は、高価なポリイミド等を使用するカバーレイフィルムが必要となるため、材料コストが増大した。そして、カバーレイフィルムの製造には金型による打ち抜き可能が必要になるとともに、打ち抜き成形によって使用しない切れ端が出るため不経済であった。
また、カバーレイフィルムは、一部分を絶縁保護する場合であってもベースフィルムの全面に相当する面積が必要であり、これも材料費を増大させる要因となった。
また、一般的にピンと孔とによる機械的な位置あわせによりカバーレイフィルムとベースフィルムとを貼り合わせるため、位置決め精度が低かった。さらに、カバーレイフィルムに接着層が必要なため、絶縁保護層の総厚が厚くなり、薄厚化の障害となった。
また、熱プレスされる接着層が介在するため、凹凸が大きくなり、LEDの実装姿勢が不安定となり、導光板への光入射角度にバラツキの生じる虞もあった。
【0013】
本発明が解決しようとする課題としては、高価なカバーレイフィルムを使用するため材料費、加工費が増大したり、位置決め精度が低く、金型による加工が必要であったり、熱プレスによる熱変形が生じたり、凹凸が大きくLEDの実装寸法精度が低下したりする問題がそれぞれ一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項1記載のフレキシブル基板は、可撓性を有するベースフィルムと、該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストとを具備したことを特徴とする。
【0015】
請求項4記載のフレキシブル基板の製造方法は、可撓性を有するベースフィルムの少なくとも一方の面に導体回路を形成し、該導体回路の電極部を除いた前記ベースフィルムの一方の面に、硬化後に可撓性を発現させる白色レジストを印刷することを特徴とする。
【0016】
請求項5記載のLED実装フレキシブル基板は、可撓性を有するベースフィルムと、該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDとを具備したことを特徴とする。
【0017】
請求項6記載のLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置は、可撓性を有するベースフィルムと、該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDと、端面から該LEDの出射光を導入する導光板と、該導光板の一方の面に対面配置される反射シートと、前記導光板の他方の面に対面配置される光学シートと、を具備したことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明に係るフレキシブル基板及びその製造方法、並びにLED実装フレキシブル基板及びそれを用いた照明装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図8は本発明の実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置の縦断面図である。なお、図1〜図7に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0019】
本実施の形態による照明装置100は、透明樹脂製の導光板3の光入射端面に、LED実装フレキシブル基板200に実装されたLED5を配置している。導光板3の裏面には反射シート7、発光面側にはプリズム板や拡散シート等の光学シート9、11を配置している。LED実装フレキシブル基板200は出射側の光学シート11の裏面に接着される。LED実装フレキシブル基板200を接着した光学シート11は、光学シート9、導光板3、反射シート7と重ねられてケース15に収容される。
【0020】
光源であるLED5の発光部5aから出射した光は、透明な樹脂で成形された導光板3に入射する。導光板3の光入射端面に入射した光は、導光板3を媒質として伝播し、一部が光学シート9、11から拡散光となって出射されるとともに、反射シート7に反射された光も導光板3に進入し、同じく光学シート9、11から拡散光となって出射される。光学シート11の光出射側には図示しない液晶表示パネルが対面配置され、照明装置100から出射される光がバックライトとして液晶表示パネルの背面から透過され、液晶表示パネルの視認性が高められるようになっている。
【0021】
図9は本実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板の斜視図である。
LED実装フレキシブル基板200は、フレキシブル基板300に複数(本実施の形態では3つ)のLED5を所定間隔で実装して形成されている。フレキシブル基板300の一方の面には導体回路19が形成され、導体回路19はビアホール21を介して他方の面へ導出されている。フレキシブル基板300の他方の面には導体回路23が形成され、導体回路23は基端がビアホール21に接続され先端に端子25が形成されている。
【0022】
図10は図9に示したフレキシブル基板の要部断面図である。
フレキシブル基板300は、可撓性を有するベースフィルム27と、ベースフィルム27に印刷され導体回路19を保護絶縁する白色レジスト51とから構成される。ベースフィルム27は、耐熱性が良好なポリイミドなどのフィルム材層33に、接着剤層35を介して、金属箔層を接着して構成されており、金属箔層の不要部分をエッチング法などにより取り去り、導体回路19が形成されている。
【0023】
白色レジスト51は、ベースフィルム27の少なくとも一方の面に、導体回路19の電極部19aを除いた全面に印刷される。
なお、本実施の形態では、フレキシブル基板300の両面(表裏)に導体回路19、23が形成されているので、白色レジスト51はフレキシブル基板300の両面に印刷されている。
白色レジスト51は、例えばシルク印刷によって形成される。本実施の形態では、全面印刷を例に説明するが、白色レジスト51は、フレキシブル基板300の所望の部位に選択的に印刷するものであってもよい。
【0024】
白色レジスト51は、印刷後に加熱によって硬化される。白色レジスト51は、硬化後に可撓性を発現するものが用いられている。この白色レジスト51としては、例えば「太陽インキ製造株式会社」製の「二液性熱硬化型絶縁材料(TF−200 FR1/MN−20S)」などを好適に用いることができる。この二液性熱硬化型絶縁材料によれば、15μm〜20μmの回路上硬化後膜厚で、180°の折り曲げでクラックの生じない高い耐折性を得ることができる。
【0025】
フレキシブル基板300は、白色レジスト51が印刷されることで、導体回路19、23が絶縁保護されるとともに、この白色レジスト51がリフレクタとしても作用するようになる。つまり、従来構成に必要であった高価なカバーレイフィルムや、その上に印刷していた白色ラインが不要となる。
【0026】
白色レジスト51は、その厚みが10μm〜20μmの範囲内であることが好ましい。これにより、白色レジスト51の厚みが10μm未満となった場合のベースフィルム27の色写りが防止されるとともに、白色レジスト51の厚みが20μmより厚くなった場合の白色レジスト51の耐折性の低下が防止される。なお、白色レジスト51は、従来のカバーレイフィルムと同等の厚みである略37μmであっても180°曲げでクラックの生じない耐折性が確保される。
【0027】
本実施の形態によるフレキシブル基板300では、白色レジスト51が、ベースフィルム27の両面に印刷されている。これにより、導体回路19、23がベースフィルム27の両面に形成される場合であっても、同様の印刷工程によって導体回路19、23の容易な絶縁保護が可能となる。また、LED5の実装面と反対側の面も白色となることで、実装面と反対側へ進入した光の反射も可能となり、迷光や色写りを減らして光の利用効率を高めることができる。
【0028】
ベースフィルム27に白色レジスト51を印刷して形成されたフレキシブル基板300では、カバーレイフィルムが貼着された従来のフレキシブル基板より、ベースフィルム27より上層が薄くなる。また、凹凸の少ない白色レジスト51上に、LED5が実装可能となり、LED5の安定した実装が可能となる。これにより、LED実装フレキシブル基板200を用いた照明装置100では、導光板3に対するLED5の位置決め精度が高まり、光強度にバラツキが生じなくなる。
【0029】
次に、本実施の形態に係るフレキシブル基板の製造方法を図11,図12を用いて説明する。
図11はフレキシブル基板の設計から表面処理までの手順を表す製造工程の流れ図である。
上記したフレキシブル基板300を製造するには、先ず、製品・工程・治工具設計と、版製作が行われる(ステップS1)。なお、カバーレイフィルムを用いた従来基板では、この他、金型治工具・フィルム製作が必要となる。
【0030】
次いで、片面銅張板を裁断し、フォトレジスト層を形成し、ガイド穴加工を行う。また、両面銅張板の場合には、裁断を行い、穴あけ、スルーホールめっきを施し、フォトレジスト層を形成する。この前加工の施された銅張板を露光する(ステップS2)。次いで、現像(ステップS3)、エッチング(ステップS4)、剥離(ステップS5)を行う。
【0031】
本実施の形態による製造方法では、剥離により導体回路19、23の形成された基板に対し、白色レジスト51を印刷するための工程、すなわち、白レジストシルク印刷、乾燥、熱硬化を行う(ステップS6)。
なお、カバーレイフィルムを用いた従来基板では、当該印刷工程(ステップS6)に代えて、カバーフィルム裁断、打ち抜き、仮接着、ラミネートを行う。両面基板の場合には、同工程を2回行う。
【0032】
このように、本実施の形態による製造方法では、ベースフィルム27の少なくとも一方の面に導体回路19を形成し、導体回路19の電極部19aを除いたベースフィルム27の面に、白色レジスト51を印刷する。この際、一般的なXYテーブルが使用されて、画像処理による印刷領域のアライメントが可能となる。これにより、カバーレイフィルムを打ち抜く加工がなくなる。また、白色レジスト51が印刷されるのみとなり、絶縁保護層が薄厚となる。さらに、仮接着や接着層を熱プレスする必要がなくなる。
【0033】
図12はフレキシブル基板のシルク印刷から梱包までの手順を表す製造工程の流れ図である。
白色レジスト51の印刷された基板は、金めっき、金フラッシュめっき、鉛フリーはんだめっきによる表面処理を行う(ステップS7)。表面処理のなされた基板には基板情報の表示等のためのシルク印刷を施し(ステップS8)、一次抜きを行う(ステップS9)。
次いで、補材の裁断、打ち抜きを行い、貼合せ仮接着を行った(ステップS10)後、補材を圧着するための圧着ラミネートを行う(ステップS11)。
次いで、穴抜き加工(ステップS12)、外形抜き加工(ステップS13)、最終検査(ステップS14)を行った後、フレキシブル基板製品として梱包される(ステップS15)。
【0034】
以上、詳述したように、本実施の形態に係るフレキシブル基板300は、可撓性を有するベースフィルム27と、該ベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路19と、該導体回路19の形成された前記ベースフィルム27の面に該導体回路19の電極部19aを除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51とを具備したので、白色レジスト51によってリフレクタ効果が得られ、ポリイミド等からなる高価なカバーレイフィルムを使用せずに導体回路19を絶縁保護することができる。したがって、材料費、加工費を低減することができる。
【0035】
また、本実施の形態に係るフレキシブル基板300の製造方法は、可撓性を有するベースフィルム27の少なくとも一方の面に導体回路19を形成し、該導体回路19の電極部19aを除いた前記ベースフィルム27の一方の面に、硬化後に可撓性を発現させる白色レジスト51を印刷するので、画像処理によって印刷領域をアライメントでき、位置決め精度を向上させることができる。そして、打ち抜き加工がなくなるので、金型製作費、及び加工工数を削減することができる。また、接着層の必要なカバーレイフィルムと異なり、白色レジスト51の印刷のみにより絶縁保護が行えるので、フレキシブル基板300を薄厚化することができる。さらに、接着層を熱プレスする必要がないので、熱変形による寸法誤差を生じなくすることができる。
【0036】
また、本実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板200によれば、可撓性を有するベースフィルム27と、該ベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路19と、該導体回路19の形成された前記ベースフィルム27の面に該導体回路19の電極部19aを除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51と、前記電極部19aに導通接続され前記白色レジスト51上に実装されたLED5とを具備したので、白色レジスト51の上方に位置したLED5の発光部5aから出射した光が白色レジスト51に反射し、リフレクタ効果が得られる。
また、カバーレイフィルムを用いる場合に比べ、薄厚でかつ少ない凹凸で絶縁保護が行え、省スペース化が図れるとともに、LED5の実装寸法精度を高めることができる。
【0037】
また、本実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置100によれば、可撓性を有するベースフィルム27と、該ベースフィルム27の少なくとも一方の面に形成された導体回路19と、該導体回路19の形成された前記ベースフィルム27の面に該導体回路19の電極部19aを除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジスト51と、前記電極部19aに導通接続され前記白色レジスト51上に実装されたLED5と、端面から該LED5の出射光を導入する導光板3と、該導光板3の一方の面に対面配置される反射シート7と、前記導光板3の他方の面に対面配置される光学シート9、11と、を具備したので、薄厚で、発光強度にバラツキのない明るい面光源を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】従来の液晶表示装置におけるバックライトユニットの分解側面図である。
【図2】LEDを発光させたバックライトユニットの動作説明図である。
【図3】LEDを実装したフレキシブル基板の拡大斜視図である。
【図4】フレキシブル基板の分解斜視図である。
【図5】ベースフィルムの断面図である。
【図6】カバーレイフィルムの断面図である。
【図7】ベースフィルムとカバーレイフィルムを貼り合わせ、LEDを実装して白色ラインを印刷したフレキシブル基板の断面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置の縦断面図である。
【図9】本発明の実施の形態に係るLED実装フレキシブル基板の斜視図である。
【図10】図9に示したフレキシブル基板の要部断面図である。
【図11】本発明の実施の形態に係るフレキシブル基板の設計から表面処理までの手順を表す製造工程の流れ図である。
【図12】本発明の実施の形態に係るフレキシブル基板のシルク印刷から梱包までの手順を表す製造工程の流れ図である。
【符号の説明】
【0039】
3 導光板
5 LED
7 反射シート
9、11 光学シート
19、23 導体回路
19a 電極部
27 ベースフィルム
51 白色レジスト
100 ED実装フレキシブル基板を用いた照明装置
200 LED実装フレキシブル基板
300 フレキシブル基板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性を有するベースフィルムと、
該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、
該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、
を具備したことを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項2】
前記白色レジストの厚みが、10μm〜20μmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル基板。
【請求項3】
前記白色レジストが、前記ベースフィルムの両面に印刷されたことを特徴とする請求項1又は2に記載のフレキシブル基板。
【請求項4】
可撓性を有するベースフィルムの少なくとも一方の面に導体回路を形成し、
該導体回路の電極部を除いた前記ベースフィルムの面に、硬化後に可撓性を発現させる白色レジストを印刷することを特徴とするフレキシブル基板の製造方法。
【請求項5】
可撓性を有するベースフィルムと、
該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、
該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、
前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDと、
を具備したことを特徴とするLED実装フレキシブル基板。
【請求項6】
可撓性を有するベースフィルムと、
該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、
該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、
前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDと、
端面から該LEDの出射光を導入する導光板と、
該導光板の一方の面に対面配置される反射シートと、
前記導光板の他方の面に対面配置される光学シートと、
を具備したことを特徴とするLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置。
【請求項1】
可撓性を有するベースフィルムと、
該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、
該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、
を具備したことを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項2】
前記白色レジストの厚みが、10μm〜20μmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル基板。
【請求項3】
前記白色レジストが、前記ベースフィルムの両面に印刷されたことを特徴とする請求項1又は2に記載のフレキシブル基板。
【請求項4】
可撓性を有するベースフィルムの少なくとも一方の面に導体回路を形成し、
該導体回路の電極部を除いた前記ベースフィルムの面に、硬化後に可撓性を発現させる白色レジストを印刷することを特徴とするフレキシブル基板の製造方法。
【請求項5】
可撓性を有するベースフィルムと、
該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、
該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、
前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDと、
を具備したことを特徴とするLED実装フレキシブル基板。
【請求項6】
可撓性を有するベースフィルムと、
該ベースフィルムの少なくとも一方の面に形成された導体回路と、
該導体回路の形成された前記ベースフィルムの面に該導体回路の電極部を除いて印刷され硬化後に可撓性を有する白色レジストと、
前記電極部に導通接続され前記白色レジスト上に実装されたLEDと、
端面から該LEDの出射光を導入する導光板と、
該導光板の一方の面に対面配置される反射シートと、
前記導光板の他方の面に対面配置される光学シートと、
を具備したことを特徴とするLED実装フレキシブル基板を用いた照明装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2006−324608(P2006−324608A)
【公開日】平成18年11月30日(2006.11.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−148668(P2005−148668)
【出願日】平成17年5月20日(2005.5.20)
【出願人】(000005016)パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】(591043569)オムロン プレシジョンテクノロジー株式会社 (16)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年11月30日(2006.11.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年5月20日(2005.5.20)
【出願人】(000005016)パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】(591043569)オムロン プレシジョンテクノロジー株式会社 (16)
【Fターム(参考)】
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