(57)【要約】【課題】軽量で設計自由度が高く生産性にも優れるフレキシブル基板タイプのＬＥＤ素子用基板において、絶縁性保護膜の光反射性の向上と、フレキシブル基板全体のカール変形の抑制とを両立させたＬＥＤ素子用のフレキシブル基板を提供する。【解決手段】支持基板１１上及び金属配線部１３上には、ＬＥＤ素子実装用領域を除いて、絶縁性保護膜１４が形成されていて、絶縁性保護膜１４は、密着層１４１と、光反射層１４２とを含んでなる多層構成であって、密着層１４１は、支持基板１１上及び金属配線部１３上における、ＬＥＤ素子実装用領域を除いた領域の略全面を被覆する態様で積層されていて、光反射層１４２は、密着層１４１上に、複数の離間した領域毎に分散形成されていて、光反射層１４２の分散形成されている領域が、各々のＬＥＤ素子実装用領域を包囲してなる各々のＬＥＤ素子周辺領域である、フレキシブル基板１とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する樹脂フィルムからなる支持基板の表面に金属配線部が形成されてなるＬＥＤ素子用のフレキシブル基板であって、
前記支持基板上及び前記金属配線部上には、ＬＥＤ素子実装用領域を除いて、絶縁性保護膜が形成されていて、
前記絶縁性保護膜は、前記支持基板及び前記金属配線部との密着面を構成する密着層と、ＬＥＤ素子の実装面側の表面に露出するように該密着層上に配置される光反射層とを含んでなる多層構成であって、
前記密着層は、前記支持基板上及び前記金属配線部上における、ＬＥＤ素子実装用領域を除いた領域の略全面を被覆する態様で積層されていて、
前記光反射層は、前記密着層上に、複数の離間した領域毎に分散形成されていて、
該光反射層の分散形成されている前記領域が、各々の前記ＬＥＤ素子実装用領域を包囲してなる各々のＬＥＤ素子周辺領域である、フレキシブル基板。
【請求項２】
前記金属配線部が銅からなり、
前記絶縁性保護膜の前記密着層がフッ素系樹脂をベース樹脂とし、
該絶縁性保護膜の前記光反射層がポリエステル系の樹脂をベース樹脂とする、請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記密着層は、厚さが１０μｍ以上２０μｍ以下であり、
前記光反射層は、厚さが３０μｍ以上１００μｍ以下であって、
前記光反射層の総表面積が、前記密着層の総表面積の５０％以下である、請求項１又は２に記載のフレキシブル基板。
【請求項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、複数のＬＥＤ素子が前記金属配線部によって導通可能な態様でマトリックス状に配置されているＬＥＤバックライト。
【請求項５】
個々の前記ＬＥＤ素子に光拡散型レンズが装着されている、請求項４に記載のＬＥＤバックライト。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載のフレキシブル基板の製造方法であって、
前記絶縁性保護膜を、白色顔料を含む樹脂組成物をスクリーン印刷によって複数回重ね塗りする工程によって形成する、ＬＥＤ素子用のフレキシブル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子用のフレキシブル基板に関する。更に詳しくは、絶縁性保護膜に光反射層としての機能も付与した構成のフレキシブル基板であって、当該絶縁性保護膜の光反射性を維持しつつ、生産性や品質の低下につながるカール変形を抑制したＬＥＤ素子用のフレキシブル基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ液晶ディスプレー等、ＬＥＤバックライトを光源として用いた各種のＬＥＤ表示装置が急速に普及している。そして、これらのＬＥＤ表示装置において、ＬＥＤ素子を光源とするバックライトを構成するために、通常、支持基板上に金属配線部が形成されてなるＬＥＤ素子用の回路基板（本明細書において「ＬＥＤ素子用基板」と言う）が用いられる。
【０００３】
ＬＥＤ素子用基板としては、従来、リジット基板等、硬質の基板上に金属回路を形成した回路基板が広く用いられてきた。しかし、近年においては、可撓性を有する樹脂フィルム基材に金属回路を形成したフレキシブル基板の使用が拡大している（特許文献１参照）。フレキシブル基板は、軽量で設計自由度が高く生産性にも優れている。又、ＬＥＤバックライトの光学距離（ＯＤ値）を更に縮小して、ＬＥＤ表示装置の薄型化を更に促進することもできる。更には、薄型であるのみならず、支持基板の可撓性により、様々な形状の設置面への形状追随性にも優れるＬＥＤバックライトを得ることができる。これらのメリットにより、今後もＬＥＤ素子を実装可能な回路基板としてフレキシブル基板の需要拡大が見込まれる。
【０００４】
一方、ＬＥＤバックライトは、光源と表示画面との位置関係により、エッジライト方式と直下型のバックライト方式に大別され、スマートフォンの表示画面等、中小型のＬＥＤ表示装置においては、通常、エッジライト方式のバックライトが用いられ、大画面液晶テレビ等の大型のＬＥＤ表示装置においては、多くの場合、ＬＥＤ素子用基板に多数のＬＥＤ素子がマトリクス状に配置されてなる直下型のＬＥＤバックライトが用いられる。
【０００５】
これらのＬＥＤバックライトにおいては、光源全体の輝度を高めるために、通常、ＬＥＤ素子を実装するめに必要な領域を除いて、その周辺部分に光反射層が形成される。この光反射層は、光反射性を有する各種の光反射性樹脂シートで形成されることが一般的である。しかし、一方で、これらの光反射性樹脂シートと併用して、或いは、これらの光反射性樹脂シートに代えて、支持基板上に形成される絶縁性保護膜を、光線反射率の高い白色の絶縁性保護膜（白色レジスト層）とすることにより、この層に光反射層としての機能をも発揮させる構成としたＬＥＤバックライト（特許文献２参照）も開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−５９８６７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２４３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に開示されているように、絶縁性保護膜に光反射層としての機能をも付与する場合には、この絶縁性保護膜の厚さを、十分な光反射性の発現のために、一定以上の厚さとすることが必要となる。しかしながら、軽量で設計自由度が高く生産性にも優れるフレキシブル基板タイプのＬＥＤ素子用基板（特許文献１参照）において、絶縁性保護膜の厚さを、光学設計上の要請に応じて絶縁性の観点から必要な厚さ以上により大きくした場合には、絶縁性保護膜を形成するための熱硬化処理時やＬＥＤ素子の実装のためのハンダ加工時において、フレキシブル基板の各層間の熱収縮率の差異等に起因して基板全体がカール状に変形してしまう「カール変形」（以下このような態様のフレキシブル基板の望ましくない変形のことを、単に「カール変形」とも言う）が発生しやすくなるという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、軽量で設計自由度が高く生産性にも優れるフレキシブル基板タイプのＬＥＤ素子用基板において、絶縁性保護膜の光反射性の向上と、フレキシブル基板全体のカール変形の抑制とを両立させたＬＥＤ素子用のフレキシブル基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、光反射層としての役割をも果たす白色の絶縁性保護膜を、絶縁性を担保するための金属配線部側の層と光反射性を担保する表面側の層とを含んでなる多層構成とし、絶縁性を担保するための支持基板及び金属配線部側の層については、これを基板の略全面に形成し、尚且つ、光反射性を担保する表面側の層については、これを光学設計上必要な領域にのみに相互に離間させて分散配置する構成とすることにより、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。
【００１０】
（１）  可撓性を有する樹脂フィルムからなる支持基板の表面に金属配線部が形成されてなるＬＥＤ素子用のフレキシブル基板であって、前記支持基板上及び前記金属配線部上には、ＬＥＤ素子実装用領域を除いて、絶縁性保護膜が形成されていて、前記絶縁性保護膜は、前記支持基板及び前記金属配線部との密着面を構成する密着層と、ＬＥＤ素子の実装面側の表面に露出するように該密着層上に配置される光反射層とを含んでなる多層構成であって、前記密着層は、前記支持基板上及び前記金属配線部上における、ＬＥＤ素子実装用領域を除いた領域の略全面を被覆する態様で積層されていて、前記光反射層は、前記密着層上に、複数の離間した領域毎に分散形成されていて、該光反射層の分散形成されている前記領域が、各々の前記ＬＥＤ素子実装用領域を包囲してなる各々のＬＥＤ素子周辺領域である、フレキシブル基板。
【００１１】
（１）の発明においては、ＬＥＤ素子用のフレキシブル基板において、光反射層としての機能も発揮する白色の絶縁性保護膜を多層構成とし、主として、絶縁機能を発揮する密着層を、基板上の略全面に形成し、一方で、主として光反射の機能を発揮する光反射層を、光学設計上その配置が必須となるＬＥＤ素子周辺領域のみに形成する構成とした。これにより、絶縁性保護膜の厚さを、十分な光反射性の発現のために必要とされる一定以上の厚さとした場合であっても、その最大厚さ部分が必要最小限の範囲に限定的に分散形成されていることから、カール変形が十分に抑制可能であり、良好な光反射性とカール変形の抑制とを高い水準で両立させたフレキシブル基板とすることができる。
【００１２】
尚、絶縁性保護膜の厚さを、単層構成のまま十分に大きくするためには、当然に高粘度の絶縁性インキが必要となるが、そのような高粘度のインキは金属配線部と支持基板の段差への埋まりこみ性が悪く、又、掠れやピンホールの発生等の印刷不良も発生しやすくなる。絶縁性保護膜を上述のような特異な多層構成とすることにより、単層構成の保護膜の厚さを大きくする場合に生じやすい絶縁性インキの埋まり込み性不全も回避することができる。
【００１３】
又、絶縁性保護膜１４を上述の特異な多層構成とすることにより、保護膜の厚さが増大することに起因するフレキシブル基板としての可撓性の低下も回避することができる。
【００１４】
更には、絶縁性保護膜１４をこのような多層構成とすることにより、略全面に絶縁性保護膜の全層を形成する従来構成と比較して絶縁インキ等の材料費を節約することができ、経済性の向上にも有意に寄与することができる。
【００１５】
尚、本明細書における「ＬＥＤ素子実装用領域」とは、ＬＥＤ素子用基板におけるＬＥＤ素子の金属配線部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素子の設置と当該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。
【００１６】
又、本明細書における「ＬＥＤ素子周辺領域」とは、各ＬＥＤ素子毎に、上述の「ＬＥＤ素子実装用領域」を包囲する領域として想定される領域である。この「ＬＥＤ素子周辺領域」の幅は、ＬＥＤ素子のサイズ、ＬＥＤ素子の実装位置及びＬＥＤ素子上に配置される反射板の開口位置とサイズの加工精度等に応じて、個々のＬＥＤバックライト毎に最適化される幅であり、具体的な特定の幅に限られるものではない。一例として、ＬＥＤ素子のサイズが３ｍｍ角（対角線サイズで４．２ｍｍ）の場合において、ＬＥＤ素子の中心から４ｍｍ〜５ｍｍ以下程度の範囲に想定されることが一般的である。このようなＬＥＤ素子周辺領域は、通常、各ＬＥＤ素子実装領域毎に離間して形成されるが、光学設計上の要請に応じて、各領域の外縁の一部が隣接する領域と相互に重なる場合もある。
【００１７】
（２）  前記金属配線部が銅からなり、前記絶縁性保護膜の前記密着層がフッ素系樹脂をベース樹脂とし、該絶縁性保護膜の前記光反射層がポリエステル系の樹脂をベース樹脂とする、（１）に記載のフレキシブル基板。
【００１８】
（２）の発明においては、フレキシブル基板の絶縁性保護膜を多層化した上で、金属配線部を形成する銅と接する層のベース樹脂をフッ素系の樹脂に限定した。これにより、汎用的な金属であり導電体として優れ、放熱性においも有利な銅を金属配線部の材料として用いる場合に問題となりやすい、銅が触媒となることによる樹脂の劣化促進、所謂銅害を、抑制することができる。又、金属配線部と直接接しない光反射層については、フッ素系樹脂よりも相対的に安価で、十分な耐候性を有し、熱硬化温度が相対的に低く生産性においても有利なポリエステル系樹脂を用いることとした。
【００１９】
（３）  前記密着層は、厚さが１０μｍ以上２０μｍ以下であり、前記光反射層は、厚さが３０μｍ以上１００μｍ以下であって、前記光反射層の総表面積が、前記密着層の総表面積の５０％以下である、（１）又は（２）に記載のフレキシブル基板。
【００２０】
（３）の発明においては、（１）の発明におけるフレキシブル基板の絶縁性保護膜の各層の厚さを特定の範囲に最適化した。これにより、（３）の発明によれば、（１）又は（２）の発明における良好な光反射性とカール変形の抑制とを両立させる特有の効果を、より高い水準で享受することができる。
【００２１】
（４）  （１）から（３）のいずれかに記載のフレキシブル基板に、複数のＬＥＤ素子が前記金属配線部によって導通可能な態様でマトリックス状に配置されているＬＥＤバックライト。
【００２２】
（４）の発明においては、（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ＬＥＤバックライトを構成した。これによれば、絶縁性保護膜の優れた光反射性により個々のＬＥＤ素子から発せられる光の利用効率を高めた高輝度のＬＥＤバックライトを構成することができる。又、同時に、ＬＥＤ素子の実装時等に起きやすいフレキシブル基板のカール変形を回避することができるため、生産性においても優れたＬＥＤバックライトを得ることができる。
【００２３】
（５）  個々の前記ＬＥＤ素子に光拡散型レンズが装着されている、（４）に記載のＬＥＤバックライト。
【００２４】
（５）の発明においては、（４）に記載のＬＥＤバックライトにおいて、更に、個々のＬＥＤ素子に光拡散型レンズを装着した構成とした。（４）のＬＥＤバックライトの奏する有利な効果、即ち、カール変形の回避と光源としての高輝度化にかかる効果を享受しつつ、更に、面光源としての発光面全体の輝度の均一性に優れたＬＥＤバックライトを構成することができる。又、このＬＥＤバックライトを構成する本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板は、上述の通り、カール変形が十分に抑制されているものであるため、これにより、フレキシブル基板のカール変形に起因する上記の光拡散型レンズ位置ズレや脱落の発生を防止することができる。
【００２５】
（６）  （１）から（３）のいずれかに記載のフレキシブル基板の製造方法であって、前記絶縁性保護膜を、白色顔料を含む樹脂組成物をスクリーン印刷によって複数回重ね塗りする工程によって形成する、ＬＥＤ素子用のフレキシブル基板の製造方法。
【００２６】
（６）の発明においては、フレキシブル基板の製造方法を、スクリーン印刷による重ね塗りによって多層の白色保護層を形成する工程を含む製造方法とした。この製造方法は、特に、上記の（１）から（３）のいずれかに記載のフレキシブル基板の製造に好適である。例えば、スクリーン印刷に用いるスクリーンのメッシュサイズや貫通孔の配置を調整することにより、適宜、所望の表面性状を有する光反射層を適切な位置に容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、軽量で設計自由度が高く生産性にも優れるフレキシブル基板タイプのＬＥＤ素子用基板において、絶縁性保護膜の光反射性の向上と、フレキシブル基板全体のカール変形の抑制とを両立させたＬＥＤ素子用のフレキシブル基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板の斜視図である。
【図２】本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板の構成を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【図３】本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板のＬＥＤ素子実装領域及びＬＥＤ素子周辺領域の部分拡大断面図である。
【図４】本発明のＬＥＤバックライトのＬＥＤ素子実装領域及びＬＥＤ素子周辺領域の部分拡大断面図である。
【図５】本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板を用いたＬＥＤ表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板１（以下、単に「フレキシブル基板」とも言う）、それを用いてなるＬＥＤバックライト、更に、それらを用いて構成することができるＬＥＤ表示装置の全体構成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。
【００３０】
＜フレキシブル基板＞
本発明のフレキシブル基板１は、図１〜図３に示す通り、可撓性を有する樹脂フィルムからなる支持基板１１の表面に、複数のＬＥＤ素子２をマトリクス状に実装可能な金属配線部１３が形成されてなる回路基板である。金属配線部１３は、支持基板１１上に接着剤層１２を介して形成されている。そして、支持基板１１上及び金属配線部１３上には、熱硬化型インキ等からなる絶縁性保護膜１４が形成されている。
【００３１】
本発明のフレキシブル基板に限らず、一般に、ＬＥＤ素子用基板においては、耐マイグレーション特性向上のために、金属配線部の略全面を被覆する態様で絶縁性保護膜が形成されている。フレキシブル基板１においても、絶縁性保護膜１４が、必要な絶縁層としての役割を果たすことができるように、従来同様に、支持基板１１におけるＬＥＤ素子２の実装面側においてＬＥＤ素子実装用領域を除く略全面に形成されている。但し、フレキシブル基板１においては、この絶縁性保護膜１４は、従来公知の構成とは異なる態様の多層構成により形成されている。絶縁性保護膜１４の層構成や材料の詳細については後述する。
【００３２】
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。但し、その軽量性及び設計自由度の高さから、例えば、対角線の長さが３２インチ以上の大型の画像表示パネルを備えるＬＥＤ表示装置において、特に好ましく用いることができる。
【００３３】
［支持基板］
支持基板１１としては、従来、各種のフレキシブル回路基板の支持基板として用いられている各種の樹脂フィルムを適宜用いることができる。尚、本明細書において「可撓性を有する」とは、「曲率半径を少なくとも１ｍ以下、好ましくは５０ｃｍ、より好ましくは３０ｃｍ、更に好ましくは１０ｃｍ、特に好ましくは５ｃｍに曲げることが可能であること」を言う。
【００３４】
支持基板１１の材料として用いる樹脂フィルムには、高い耐熱性及び絶縁性が求められる。このような樹脂フィルムとして、耐熱性と加熱時の寸法安定性、機械的強度、及び耐久性に優れるポリイミド（ＰＩ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等からなる樹脂フィルムを好ましく用いることができる。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）からなるもの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）からなる樹脂フィルムも支持基板１１の材料として好ましく用いることができる。
【００３５】
支持基板１１を形成する基板材料が、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムである場合、その熱収縮開始温度が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、支持基板を形成する樹脂フィルムは、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。
【００３６】
支持基板１１には、ＬＥＤバックライト１０としての一体化時に、フレキシブル基板１に必要な絶縁性を付与し得るだけの高い絶縁性を有する樹脂であることが求められる。一般的には、支持基板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。
【００３７】
支持基板１１の厚さは、特に限定されない。但し、放熱経路としてボトルネックとはならないこと、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、支持基板１１の厚さは、概ね１２μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは、２０μｍ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。
【００３８】
［接着剤層］
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。
【００３９】
［金属配線部］
図３に示す通り、金属配線部１３は、フレキシブル基板１の一方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。
【００４０】
金属配線部１３を構成する金属の熱伝導率λは２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下が好ましく、３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下がより好ましい。金属配線部１３を構成する金属の電気抵抗率Ｒは３．００×１０−８Ωｍ以下が好ましく、２．５０×１０−８Ωｍ以下がより好ましい。ここで、熱伝導率λの測定は、例えば、京都電子工業社製の熱伝導率計ＱＴＭ−５００を用いることができ、電気抵抗率Ｒの測定は、例えば、ケースレー社製の６５１７Ｂ型エレクトロメータを用いることができる。これによれば、例えば、銅の場合、熱伝導率λは４０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、電気抵抗率Ｒは１．５５×１０−８Ωｍとなる。
【００４１】
例えば、金属配線部１３を銅で形成した場合、放熱性と電気伝導性を高い水準で両立させることができる。より具体的には、ＬＥＤ素子からの放熱性が安定し、電気抵抗の増加を防げるので、ＬＥＤ間の発光バラツキが小さくなってＬＥＤの安定した発光が可能となる。又、ＬＥＤ素子の寿命も延長される。更に、熱による支持基板等の周辺部材の劣化も防止できるので、ＬＥＤバックライトを組み込んだＬＥＤ表示装置の製品寿命も延長できる。
【００４２】
金属配線部１３を形成する金属の例としては、上記の銅の他、アルミニウム、金、銀等の金属を挙げることができる。
【００４３】
金属配線部１３の平面形状は、ＬＥＤ素子を導通可能な配置、好ましくはマトリックス状の配置で実装できる配置であれば特定の形状に限定されない。但し、フレキシブル基板１においては、支持基板１１の一方の表面の好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％、最も好ましくは９５％以上の範囲が、この金属配線部１３によって被覆されていることが好ましい。これにより、ＬＥＤ素子２を高密度で配置したＬＥＤバックライト１０において発生する過剰な熱を十分に放熱することができる優れた放熱性をＬＥＤバックライト１０に備えさせることができる。
【００４４】
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、１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さであることが好ましい。放熱性向上の観点から、金属配線部１３の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましい。金属層の厚さが上記下限値に満たないと、支持基板１１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、この観点からも金属配線部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、フレキシブル基板の十分な可撓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。
【００４５】
フレキシブル基板１は、上述の通り、高い放熱性を発揮することができる金属配線部１３に、ＬＥＤ素子２を直接実装可能な配線基板である。これにより、ＬＥＤ素子２を高密度で配置した場合においても点灯時に発生する過剰な熱を金属配線部１３を通して速やかに拡散し、支持基板１１を経由させての放熱を十分に促進させることができる。
【００４６】
［絶縁性保護膜］
図１に示す通り、絶縁性保護膜１４は、フレキシブル基板１の支持基板１１上及び金属配線部１３上において、ＬＥＤ素子実装用領域を除いた略全面に形成されている。又、絶縁性保護膜１４は、図２に示す通り、密着層１４１と、光反射層１４２とを含んでなる多層構成の保護膜として形成されている。このうち表面層である光反射層１４２については、各々のＬＥＤ素子実装用領域の外縁の一定範囲に想定される各々のＬＥＤ素子周辺領域にのみ、相互に離間して分散形成されている。このような層構成からなる絶縁性保護膜１４は、上記の２層からなるものであることが好ましいが、必要に応じて、本発明の作用効果を阻害しない範囲で、更にその他の層が両層の間に介在する構成であってもよい。
【００４７】
フレキシブル基板１は、絶縁性保護膜１４を、その層構成を独自の態様からなる多層構成とすることによって、絶縁性保護膜の光反射性の向上という光学特性上の要求に応えながら、同時に絶縁性保護膜の全面における厚さの増大については、これを巧妙に回避している。これにより、フレキシブル基板１は、絶縁性と光学特性との高水準での両立を実現しつつ、尚且つ、フレキシブル基板のカール変形の発生リスクを十分に低減させている。
【００４８】
絶縁性保護膜１４を構成する密着層１４１及び光反射層１４２のいずれの層についても、従来公知の絶縁性の熱硬化型インキに白色顔料を添加して得ることができる絶縁性の白色インキを用いて形成することができる。特に、密着層１４１については、絶縁性、耐マイグレーション性、印刷性、そして金属配線部及び樹脂製の支持基板に対する密着性が良好な各種の白色インキを使用して形成することが好ましい。一方、光反射層１４２については、特に光反射機能に優れた層を形成可能であることに主眼をおいて選択される各種の白色インキを使用して形成することが好ましい。又、白色顔料としては、二酸化チタン等の無機白色顔料を好ましい顔料の具体例として挙げることができる。
【００４９】
絶縁性の熱硬化型インキとしては、熱硬化温度が１２０℃以下程度のものであることが好ましい。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、フッ素系樹脂等、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。尚、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。
【００５０】
上記熱硬化型インキのうちでも、特に密着層１４１に用いる熱硬化型インキについては、フッ素系樹脂又は、アクリル系樹脂、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ベース樹脂とすることが好ましく、特に、金属配線部１３を銅で形成する場合には、所謂銅害による樹脂の劣化を回避するために、特にこの層をフッ素系樹脂による形成することが好ましい。
【００５１】
又、上記熱硬化型インキのうちでも、特に光反射層１４２に用いる熱硬化型インキについては、酸化チタン等の白色顔料を添加して所望の反射性を付与することができる樹脂であればよいが、生産性向上やコスト抑制の観点から、汎用的なポリエステル系樹脂を用いることが好ましい。
【００５２】
多層の絶縁性保護膜１４において支持基板１１側に配置されて、支持基板１１及び金属配線部１３との密着面を構成する密着層１４１は、図１に示す通り、支持基板１１におけるＬＥＤ素子２の実装面側においてＬＥＤ素子実装用領域を除く略全面に形成されている。密着層１４１が形成される領域は、密着層１４１が当該領域に形成されていることによって、フレキシブル基板１に要求される絶縁機能を絶縁性保護膜１４によって実質的に担保することが可能となる領域であればよい。
【００５３】
密着層１４１は、厚さが１０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、１２μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。密着層１４１の厚さが１０μｍ未満であると、フレキシブル基板１において金属配線部１３各部間における絶縁性を十分に保持することが困難である。又、密着層１４１の厚さが２０μｍを超えた場合には、光反射層１４２を上述のように分散形成したとしても、密着層１４１の厚さに起因するカール変形が発生してしまうリスクが高まるため好ましくない。
【００５４】
一方、絶縁性保護膜１４において最表面側の一部を構成する光反射層１４２は、フレキシブル基板１におけるＬＥＤ素子２の実装面側の最表面に露出するように配置される。又、光反射層１４２は、密着層１４１上の一部領域にのみ相互に離間して分散形成される。光反射層１４２が形成される領域は、各々のＬＥＤ素子実装用領域の外縁の一定範囲に想定される各々のＬＥＤ素子周辺領域である。光反射層１４２が形成されるこの領域は、光反射層１４２が当該領域に形成されていることによって、フレキシブル基板１に要求される光反射性能を絶縁性保護膜１４によって、或いは絶縁性保護膜１４と反射板等の他の光学部材との組合せによって、実質的に担保することが可能となる領域であればよい。換言すれば、フレキシブル基板１を用いたＬＥＤバックライト１０の光学特性の向上に寄与しえないその他の領域には、光反射層１４２は、極力形成されていない構成とすることが好ましい。
【００５５】
この光反射層１４２は、厚さが３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。光反射層１４２の厚さが３０μｍ以下であると、フレキシブル基板１において絶縁性保護膜１４に求められる光反射性能を十分に保持することが困難である。又、光反射層１４２の厚さが、１００μｍを超えた場合には、光反射層１４２を分散形成したことによって享受しうるカール変形抑制効果が発現しにくくなり、経済性低下のデメリットのみが増大してしまう。
【００５６】
又、支持基板１１のＬＥＤ素子２の実装面における光反射層１４２の総表面積（分散形成されている各光反射層の表面積の合計）は、同実装面に形成されている密着層１４１の総表面積の５０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。上述のカール変形抑制効果の増大率の逓減と、経済性の低下の問題については、光反射層１４２の形成面積が５０％を超えた場合も同様に生じる。
【００５７】
以上説明した多層構成の絶縁性保護膜１４の形成は、スクリーン印刷による重ね塗りによることが最も好ましいが、公知の他の各種印刷方法等によることもができる。フレキシブル基板の製造方法の詳細については後述する。
【００５８】
尚、図１及び図２には、分散形成される複数の光反射層１４２が、全ての形成領域において、同一の形状とされている実施形態が例示されているが、分散形成される光反射層１４２の形状やサイズは、必ずしも全ての形成領域において同一であることが必須ではない。一般的に直下型のＬＥＤバックライトにおいては、発光面全体において、その中心部分よりも周縁部分の方が輝度が小さくなりやすいという問題がある。フレキシブル基板１においてこの問題を改善するための手段として、例えば、個々の光反射層１４２の厚さ、及び平面形状や反射面となる表面の面積を、中心部から周縁部分に向けて漸増させて、光反射率を特定の部分においてより向上させた構成とすることもできる。
【００５９】
［反射板］
フレキシブル基板１の発光面側の最表面には、光反射層１４２を同表面に露出させる開口部を有する反射板１５（図４参照）が、ＬＥＤバックライト１０の更なる発光能力の向上を目的として積層配置されていることが好ましい。このような反射板は、主として可視光波長域の光に対する高い反射性を有する反射部材である。この反射板は、ＬＥＤ素子の発光を反射し、所定の方向へ導くための反射面を持つ部材であれば特に限定されない。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。
【００６０】
［フレキシブル基板の製造方法］
フレキシブル基板１は、支持基板１１状に金属配線部１３を形成するためのエッチング工程と、支持基板１１に金属配線部１３が形成されている状態の積層体に更に絶縁性保護膜を形成するための絶縁性保護膜形成工程と、を含む製造方法により製造することができる。
【００６１】
（エッチング工程）
支持基板１１の表面に、金属配線部１３の材料とする銅箔等の金属配線部１３を積層してフレキシブル基板１の材料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支持基板１１の表面に接着する方法、或いは、支持基板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）により金属配線部１３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支持基板１１の表面に接着する方法が有利である。
【００６２】
次に、上記の積層体の金属箔の表面に、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形成する。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形成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形成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シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよい。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
（絶縁性保護膜形成工程）
金属配線部形成後、絶縁性保護膜１４を積層形成する。この積層は、絶縁性インキを均一に塗工できる塗工手段であれば特に限定されず、例えば、スクリーン印刷、スプレーコータ、ホンメルトコータ、バーコータ、アプリケータ、ブレードコータ、ナイフコータ、エアナイフコータ、カーテンフローコータ、ロールコータ、グラビアコータ、オフセット印刷、ディップコータ、刷毛塗り、その他通常の方法は全て使用することができる。中でも、密着層１４１と光反射層１４２とを形成する絶縁性インキを、スクリーン印刷によって、各層毎に所望のパターンで塗布して重ね塗りする工程によって絶縁性保護膜１４を形成することが好ましい。
【００６６】
又、絶縁性保護膜１４を多層構成とする場合におけるスクリーン印刷による重ね塗りに際しては、密着層を形成する絶縁性インキの塗布範囲を光反射層を形成する絶縁性インキの塗布範囲よりも、よりＬＥＤ素子２の外縁に近接する領域まで広げて、（光反射層を形成する絶縁性インキの塗布範囲について密着層の外縁にまで達しないようにその手前０．１〜０．２ｍｍ程度の範囲に止めて）、これらの各層の印刷を行うことが好ましい。上記の重ね塗りを、このような態様で行うことにより、相対的に塗布厚さが大きい光反射層を形成する絶縁性インキの塗布域からの微細な漏れ広がりやごく微細な版ずれ等により、光学設計上確保すべきＬＥＤ素子実装用領域が、侵食されてしまうことを防止することができる。
【００６７】
＜ＬＥＤバックライト＞
図１及び図４に示す通り、ＬＥＤバックライト１０においては、フレキシブル基板１上に複数のＬＥＤ素子２が所定の間隔でマトリックス状に配置されている。そしてＬＥＤバックライト１０には、ＬＥＤ素子２の発光面から所定の光学距離だけ離間した位置に、個々のＬＥＤ素子２からの出射光の水平方向への均一な拡散を促進する機能を有する透過反射板（図示せず）が、フレキシブル基板１と平行に配置されていることが好ましい。又、透過反射板の光出射面側に対向し、所定の距離を介して、拡散板（図示せず）が、透過反射板と平行に配置されていることがより好ましい。このように透過反射板及び拡散板が配置されたＬＥＤバックライトにおいては、透過反射板を透過した光が、拡散板で更に画像表示パネルの表面に対して水平な方向に拡散されて平面視における輝度ムラが極めて少ない光に変換される。そして画像表示パネル３の背面側から、このような平面視における均一性が極めて高い光が照射されることにより、文字や映像等の情報（画像）を高品位で表示することができる。
【００６８】
ＬＥＤバックライト１０において、ＬＥＤ素子２は、フレキシブル基板１の表面に形成された金属配線部１３によって導通可能な態様で実装されている。ＬＥＤバックライト１０においては、この複数のＬＥＤ素子２が、マトリクス状に配置されることによって面光源が形成されている。
【００６９】
一例として、ＬＥＤバックライト１０におけるＬＥＤ素子２の配置密度は、０．０２個／ｃｍ２以上２．０個／ｃｍ２以下であることが好ましく、０．１個／ｃｍ２以上１．５個／ｃｍ２以下であることがより好ましい。金属配線部１３へのＬＥＤ素子２の実装は、ハンダ層１６を介して行うことができる。
【００７０】
［ハンダ層］
ＬＥＤバックライト１０におけるフレキシブル基板１の金属配線部１３へのＬＥＤ素子２の接合については、ハンダ層１６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。
【００７１】
［ＬＥＤ素子］
フレキシブル基板１に実装する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。いずれの構造のＬＥＤ素子２も、本発明のＬＥＤバックライト１０に用いることができるが、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。
【００７２】
［光拡散型レンズ］
ＬＥＤバックライト１０においては、ムラのない高品位な映像を表示するために、光源となる各ＬＥＤ素子から発せられる指向性を有する光をバックライトの発光面全体に均一に拡散させるために、個々のＬＥＤ素子２に光拡散型レンズ１７を装着することができる。
【００７３】
図４は、光拡散型レンズ１７が装着されたＬＥＤバックライト１０の部分拡大図である。光拡散型レンズ１７は、図４に示すように、ＬＥＤ素子２から出射された光の進行方向（例えば光ｌ１を光ｌ２に）制御し、光を拡散させる光拡散型のレンズであり、例えば非球面レンズである。例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）等の透明樹脂材料、又は透明なガラスにより形成することができる。例えば、特開２０１３−１２４１７号公報に開示されている従来の公知のレンズ部材も含め所望の光拡散効果を奏しうる光学部材を適宜用いることができる。
【００７４】
尚、ＬＥＤバックライト１０に用いる光拡散型レンズ１７としては、ＬＥＤ素子２からの出射光を、単により広い角度に発散させるだけでなく、正面より周辺が強い放射角度分布を持たせることが更に望ましい。又、本発明の光拡散型レンズはＬＥＤ素子２からの出射光を屈折により上記態様で拡散させる狭義の拡散型のレンズのみならず、光を反射や解析や錯乱により上記態様で拡散させる所謂反射型の光学素子も含むものとする。
【００７５】
＜ＬＥＤ表示装置＞
図１は、本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板１（以下、単に「フレキシブル基板」とも言う）を用いて構成したＬＥＤバックライト１０を備える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、フレキシブル基板１にＬＥＤ素子２を実装してなるＬＥＤバックライト１０と液晶表示パネル等の画像表示パネル３とを含んで構成される。そして、フレキシブル基板１の発光面側の最表面には、ＬＥＤバックライト１０の発光能力の向上を目的として、ＬＥＤ素子実装領域を除く領域を覆って、絶縁性保護膜１４が形成されている（図１〜４参照）。
【００７６】
ＬＥＤ表示装置１００においては、ＬＥＤバックライト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１００を構成する。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例、比較例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００７８】
＜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。
【００７９】
［樹脂基板及び金属配線部］
３００ｍｍ×１１０ｍｍ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）の表面の一方の面に、金属配線部を形成するための銅箔を積層し、接着剤（ウレタン系接着剤（三井化学製）（２液型）主剤：タケラックＡ−１１４３、硬化剤：タケネートＡ−３）を用いて積層した。その後、金属配線用の銅層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、上記樹脂基板上に６０個（１０×６）のＬＥＤ素子を実装可能な形状の同パターンの金属配線部を形成した。
【００８０】
［絶縁性保護膜］
更に、上記の樹脂基板及び金属配線部上に、各実施例及び比較例毎に下記の絶縁性インキ１又は２、及び下記白色顔料からなる白色の絶縁性インキにより、絶縁性保護膜を形成した。密着層及び光反射層の厚さは、表１記載の通りの厚さとした。密着層はＬＥＤ実装領域（４ｍｍ×１．５５ｍｍ）を除く基板の全面に形成し、又、光反射層の形成範囲は、ＬＥＤ素子実装領域の周囲に想定されるＬＥＤ素子周辺領域であって、その面積（ＬＥＤ素子１個当りの面積）がそれぞれ表１に記載の面積となるような範囲に形成した。又、密着層の表面積に対する光反射層の総面積の割合（％）を算出して同表に記した。
各層の形成はスクリーン印刷を重ね塗りすることにより行った。但し、比較例２、３、４については、密着層のみを表１記載の各厚さとなるようにスクリーン印刷を２回繰り返して重ね塗りすることにより形成した。
絶縁性インキ１：「ＨＤＥ−０２０」（太陽インキ）、フッ素樹脂をベース樹脂とする絶縁性インキ。線膨張係数＝α１／α２＝６１／１５７（ｐｐｍ）、ガラス転移温度＝６６℃。
絶縁性インキ２：「ＨＲＰ−００６−５」（アサヒ化学研究所）、フッ素樹脂をベース樹脂とする絶縁性インキ。アルキド樹脂をベース樹脂とする絶縁性インキ。線膨張係数＝α１／α２＝９９／１３２（ｐｐｍ）、ガラス転移温度＝６９℃。
白色顔料：酸化チタン粉末を、各絶縁性インキ１００質量部に対して、密着層においては、何れも３５質量部、光反射層においては、何れも３０質量部の割合で含有させた。
【００８１】
＜評価例１：カール変形の抑制＞
（カール変形測定試験）
実施例及び比較例の各フレキシブル基板について、基板のカール変形の抑制について調べる試験を行った。「カール変形」の測定方法は以下の通りとした。
ＪＩＳ  Ｃ  ６４７１−１９９５（参考２  反り率及びねじれ率）によって反り率を算出した。水平な台上に試料を上が凹になるように静かに置き、特に外力を加えないようにして、各試料の４隅か所の隅と台との間の垂直な隔たりを、直尺で１ｍｍの単位まで測定し、求めて４隅の上記隔たりの平均値を算出した。評価基準は以下の通りとした。評価結果は「カール変形」として、表１に示す。
（「カール変形」の評価基準）
Ａ：０ｍｍ以上２ｍｍ未満
Ｂ：２ｍｍ以上５ｍｍ未満
Ｃ：５ｍｍ以上
【００８２】
＜評価例２：光反射性＞
（光線反射率測定試験）
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。但し、この試験では、上記において作成した実施例１〜４のフレキシブル基板（試験用試料）については、光反射層を離散的には形成せずに、各試料毎に上記試料と同一組成、同一厚さからなる光反射層を各試料表面の全面に塗布形成するように設計変更したものを、各実施例１〜４の光線反射率測定試験用の試料とした。
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、各試料の絶縁性保護膜の光反射層の表面について行ない、表面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「光反射性」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９０％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９０％以上であるが、他のいずれかの測定箇所では９０％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９０％未満である」
【００８３】
【表１】
2018207048.tif 000003
【００８４】
表１より、本発明のＬＥＤ素子用のフレキシブル基板が、絶縁性保護膜の光反射性の向上と、フレキシブル基板全体のカール変形の抑制とを両立させたＬＥＤ素子用のフレキシブル基板であることが分かる。
【符号の説明】
【００８５】
１              フレキシブル基板
１０            ＬＥＤバックライト
１１            支持基板
１２            接着剤層
１３            金属配線部
１４            絶縁性保護膜
１４１          密着層
１４２          光反射層
１５            反射板
１６            ハンダ層
１７            光拡散型レンズ
２              ＬＥＤ素子
３              画像表示パネル
４              放熱構造
１００          ＬＥＤ表示装置
【図１】
2018207048.tif 000004
【図２】
2018207048.tif 000005
【図３】
2018207048.tif 000006
【図４】
2018207048.tif 000007
【図５】
2018207048.tif 000008