(57)【要約】【課題】照明に適した低価格で透明で光を通す発光ダイオード用の基板を実現し薄型化させることと、基材に通気性を持たせ和紙で漉くことを実現することである。さらに電流調節用の抵抗器を無くしコストを削減することである。【解決手段】  光を通す透明のフィルム基材に熱転写技術により導体を印刷し、電源ラインおよび抵抗器を形成する個別ライン、通気・通水性を持たせるために細かな多数の孔を基板に設け小型の面実装の発光ダイオードを搭載し、空気、水、光を通す薄型の発光ダイオード基板を低価格で作ることを実現する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱転写技術にて基材に導体を直接印刷して回路を形成し、原版を不要とし工程を短縮した基板において、電気抵抗の低い電源ラインと比較的電気抵抗の高い個別ラインからなり、個別ラインは抵抗器の機能を有するように印刷する導体の材料と膜厚に応じてラインの幅と長さを選定したことを特徴とする発光ダイオード用基板。
【請求項２】
熱転写技術にて作成される回路基板において、回路の一部を形成する任意のラインを複数回重ねて導体を印刷し、前記ラインの抵抗値を下げることを特徴とする発光ダイオード用基板。
【請求項３】
透明の基材に熱転写技術にて導体を印刷して回路を形成し、光の透過性を有することを特徴とする発光ダイオード用基板。
【請求項４】
熱転写技術にて作成される回路基板において、回路基板に多数の孔を形成し通水・通気性を持たせたことを特徴とする発光ダイオード用基板。
【請求項５】
請求項４に記載した発光ダイオード用基板を芯に漉き込んだ照明機能のあることを特徴とした紙または不織布。
【請求項６】
熱転写技術にて作成される回路基板において、回路の一部を形成する任意のラインを視覚的にデデザイン化したことを特徴とする発光ダイオード用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、発光ダイオードを搭載する照明器用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】  発光ダイオードを使用した照明器は大きく分けて２つの方法で作られている。１つは、携帯機器のモニターのバックライトの量産式製造方法と、もう１つはイルミネーションの少量式作成方法である。
発光ダイオードを搭載した基板は携帯機器のモニターのバックライトとして大量に使用されており、基板としてはポリイミドを基材としたフレキシブル基板が一般的である。発光ダイオードは面実装型が使用され薄型になっている。この基板は、原版を使用するホトリソグラフィー技術により製造されるが、回路パターンの原版代、形状を打ち抜く型代を初めとする専用の設備が必要となる。よって、製造数量が１万以上でないとイニシャル費用を償却できないので少量生産には向かない。また、基材のポリイミドは不透明であるため発光ダイオードが搭載された基材の反対面には光が透過しづらい。【０００３】  基板を使わない方法として、砲弾型の発光ダイオードを装填し電線で配線しているのをクリスマスのイルミネーションとして最近はよく見かけるようになった。この方法は専用の設備が不要であるので手軽に実行することができる。しかしながら手間が掛かるため一品あたりのコストは高く、また、小型・薄型化には適していない。【０００４】  近年、室内のインテリア照明の市場が大きくなっており新しい照明器も開発されるようになってきた。和紙の中に発光ダイオードを入れたものも開発されるようになってきた。クリスマス等のイルミネーションで使用される製造方法にて作成されるため発光ダイオードを漉き込んだ部分は１０ｍｍ程度と厚く、また、電線部分も盛り上がりその存在が鮮明に判別され、紙漉きの度に発光ダイオードおよび電線の位置をそろえねばならず生産性も良くない。【０００５】  フレキシブル基板で面実装型の発光ダイオードを搭載した基板を使用することも検討されるが、基板が水を通さないために漉くことができず、また、通気性がないため乾燥しづらい。さらに、価格も高く１万個以上作る場合でもＡ４サイズで数千円以上し、数枚であれば数万円となる。発光ダイオードは流れる電流により輝度が変わり通常１０ｍＡ程度で使用されるが、抵抗器の値により調節される。この抵抗器が必要なため部品点数および接続点数が増えることもコスト増の要因となっている。【０００６】  また、最近熱転写技術を利用して回路パターンを形成する試みがなされている。導電性の樹脂を転写テープに形成し、これを絶縁性の基材にサーマルプリントヘッドにて発生される熱にて転写し回路を直接印刷する方法である。この方法はホトリソグラフィーにて回路を作成する方法と異なり回路パターンの原版が不要で、感光性レジストの塗布・露光・現像・剥離の工程が不要となり簡便に低コストで回路を作成することができ、レジスト、現像液、エッチング液及び剥離液を使用しないので環境にやさしいものとなる。しかしながら転写される回路に限度があり導体抵抗を下げることができない、微細なパターンを印刷できないため電子回路用基板、アンテナパターンを印刷することができず実用化にいたっていないのが現状である。【０００７】
【特許文献１】特願２００２−５８４３３７
【非特許文献１】高木清著  「プリント配線板のできるまで」  日刊工業新聞社出版２００３年
【非特許文献２】岩本明人・小寺宏曄  「デジタルハードコピー技術」  共立出版株式会社出版  ２０００年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  解決しようとする問題点は、照明に適した低価格で透明な発光ダイオード用の基板を実現し薄型化させることと、基材に通水・通気性を持たせ和紙で漉くことを実現することである。さらに電流調節用の抵抗器を無くすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  熱転写技術にて基材に導体を直接印刷して回路を形成し、原版を不要とし工程を短縮した基板において、電気抵抗の低い電源ラインと比較的電気抵抗の高い個別ラインからなり、個別ラインは抵抗器の機能を有するように印刷する導体の材料と膜厚に応じてラインの幅と長さを選定したことを特徴とするものである。【００１０】  熱転写技術にて作成される回路基板において、回路の一部を形成する任意のラインを複数回重ねて導体を印刷し、前記ラインの抵抗値を下げることを特徴とするものである。【００１１】  透明の基材に熱転写技術にて導体を印刷して回路を形成し、光の透過性を有することを特徴とするものである。【００１２】  熱転写技術にて作成される回路基板において、回路基板に多数の孔を形成し通水・通気性を持たせたことを特徴とするものである。【００１３】  発光ダイオード用基板を芯に漉き込んだ照明機能のあることを特徴とした紙または不織布である。【００１４】  熱転写技術にて作成される回路基板において、回路の一部を形成する任意のラインを視覚的にデデザイン化したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】  本発明の熱転写技術にて直接透明の基材に導体を印刷することにより、回路パターンの原版、打ち抜き型を必要とせずホトリソグラフィーの工程を経なくても生産することができるため基板の価格を大きく引き下げ、かつ、現像液、エッチング液、剥離液等の溶剤を使用しないので環境にやさしい。基板に印刷された導体で抵抗器も形成することができさらにコストを下げることができる利点がある。
基板に空気および水を通すための多数の孔が形成されているので、紙漉きの技術で和紙に挟み乾燥することが可能で小型の発光ダイオードを搭載しおよそ１ｍｍ程度の薄い和紙の照明を実現することができる。基材は透明なため和紙の表裏から明かりがでる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  光を通す透明のフィルム基材に熱転写技術により導体を印刷し、電源ラインおよび抵抗器を形成する個別ライン、通気・通水性を持たせるために細かな多数の孔を基板に設け小型の面実装の発光ダイオードを搭載し低価格で、空気、水、光を通す薄型の発光ダイオード基板を低価格で作ることを実現する。また、回路ラインをデザイン化し工芸品に適したものとする。
【実施例１】
【００１７】  図１は本発明の発光ダイオード用基板の１実施例の部品が搭載される面から見た図であり、図２は、本発明の発光ダイオード基板の他の実施例の部品が搭載される側から見た図であり、図３は図１の発光ダイオード用基板に多数の孔を設けた時の部品を搭載される面から見た図である。図４は、発光ダイオード用基板を芯に漉き込んだ照明機能のある和紙の断面図である。【００１８】  図１の発光ダイオード用基板は、基材１として透明のフィルムを使用しこの表面に導体を印刷し、負極（正極）電源ライン２、正極（負極）電源ライン３、抵抗器４、５を熱転写技術で印刷した。本実施例では透明フィルムとしてＰＥＴフィルムを使用した。回路パターンはパソコンのソフト、イラストレータ（商品名）で作図し専用のプリンタで印刷した。厚さ０．１μｍの銅をスパッタリング装置にてベーステープに着膜させたリボンを使用し、サーマルプリントヘッドで熱を加えベーステープに着膜されている銅を基材１に転写し印刷した。【００１９】  印刷された銅のシート抵抗（正方形の面の抵抗値）は約１Ωであり、一般の基板の導体のシート抵抗が１ｍΩ程度と比較して非常に大きく、電源ラインの面積を大きくしなければならない。照明用の基板はさほど実装密度が高くないため容易に電源ラインの面積を稼ぐことができるので問題とはならない。本実施例の基板サイズは１０５ｍｍ×１４８ｍｍのはがきサイズで電源ライン２，３の寸法は１００ｍｍ×３０ｍｍで抵抗値を３Ω強に抑えた。【００２０】  シート抵抗が大きいことを利用して抵抗器を作成することができる。本実施例では発光ダイオード２個に各々１０ｍＡと２０ｍＡ流すように設計した。直列に接続された発光ダイオード及び抵抗器に直流５ｖを印加すると、発光ダイオードと抵抗器の両端にそれぞれおよそ３ｖと２ｖが掛かる。そこで、抵抗器を２００Ωにすれば１０ｍＡを流すことができる。本実施例の抵抗器４は幅２ｍｍ長さ２００ｍｍとし１００Ωの抵抗器を作り発光ダイオードに２０ｍＡ流すようにした。抵抗器５は幅２ｍｍとし長さを４００ｍｍにすることにより２００Ωの抵抗器を作成し発光ダイオードに１０ｍＡ流すようにした。【００２１】  抵抗器４，５と負極（正極）電源ライン３の間に発光ダイオード６，７を搭載し電源ライン２および３に直流電圧５ｖを加えると発光ダイオードに各々２０ｍＡと１０ｍＡの電流が流れ発光する。電極ライン２、３は３Ω強の抵抗を持っているが抵抗器４の１００Ωと比較して３％強であり、その程度の誤差による輝度の差は人の目には全く判別できず照明器としては全く問題がない。
【実施例２】
【００２２】  図２は電源ラインを２層にし、抵抗値を下げた例である。回路パターンは図１と全く同じであるが電源ラインのみ２回印刷されている。イラストレータで回路パターンを２枚準備した。１枚目は図１と全く同じ物で２枚目は図２の負極（正極）電源ライン２１と正極（負極）電源ライン２２のみの回路パターンである。最初に前者のパターンを印刷し、次に後者のパターンを印刷し電源ラインを２層とし抵抗値をおよそ半分の２Ω弱とした。このようにして導体を複数回印刷して抵抗値を下げる事ができる。【００２３】  本実施例の基板に発光ダイオードを搭載しガラス等に貼れば薄型の照明が実現できる。また、筒状に丸めてガラスコップ等にはめれば丸い照明ができ透明基材を通して光が照らされる。
【実施例３】
【００２４】  図３は多数の細かな孔を備えた発光ダイオードの基板の実施例を示すもので、図１の基板に孔を加工したものである。本実施例ではパンチングにて孔加工した。孔の直径は１ｍｍでピッチは２ｍｍである。よって４平方ミリメートルの中で０．７８５平方ミリメートルの孔が開くので抵抗値がおよそ２０％弱上る。よってこの分を補正すれば所定の抵抗値が得られる。
【実施例４】
【００２５】  紙漉きで、まず目標の紙の厚みの半分の厚みになるまで紙を漉きベース層１とし、その漉かれた紙の上に、多数の孔を形成された基板に発光ダイオード６を搭載した基板を載せ、さらに紙を漉いてカバー層２を形成し目的の厚みにする。このとき基板に形成された多数の孔が水を通すので紙漉きを可能とする。この実施例の場合、紙漉き工程での水および乾燥の熱による酸化を低減するために導体を保護するカバー層４３を設けている。カバー層４３の材料としてシリコンの樹脂をコーティングした。また、発光ダイオード６の封止をおこなう封止樹脂に同様のシリコン樹脂を使用した。これらの保護はより品質を上げるときに使用する。
また、予め２枚の紙を漉きそれらの間に多数の孔を形成した基板を挟んで発光ダイオード基板を和紙に挟むことができるが、多数形成された孔が通気性を持たせるので乾燥さえることが可能となる。このようにして発光ダイオード基板を和紙に挟むことを可能とする。
尚、紙漉きと同様な方法で製作可能な不織布も利用することができる。
【実施例５】
【００２６】  図５は、図１の電源ラインをデザイン化した例である。本発明の発光ダイオード用基板をガラスに貼り付けて照明にしたとき回路パターンが見え、時には、この模様が無粋に見えるときがある。よって、この対策として回路パターンをデザイン化する。熱転写技術にて作成される回路のラインを電気的な機能にデザインとしての機能を付加する。これによりさらに工芸品としてふさわしいものにする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】発光ダイオード用基板の構造を示した部品を搭載する面から見た概念図（実施例１）
【図２】電源ラインを２層にした発光ダイオード用基板の構造を示した部品を搭載する面から見た概念図（実施例２）
【図３】熱転写技術にて回路を印刷し、多数の孔を形成した基板の構造を示した部品を搭載する面から見た概念図（実施例３）
【図４】発光ダイオード基板を和紙に挟んだ照明の構造を示す概念断面図（実施例４）
【図５】電源ラインをデザイン化した発光ダイオード用基板の構造を示した部品を搭載する面から見た概念図（実施例５）
【符号の説明】
【００２８】１        基材
２        負極（正極）電源ライン
３        正極（負極）電源ライン
４，５    抵抗器
６，７    発光ダイオード
２１      ２層目負極（正極）電源ライン
２２      ２層目正極（負極）電源ライン
３１      孔
４１      ベース層（和紙）
４２      カバー層（和紙）
４３      カバー層（発光ダイオード基板）
４４      封止樹脂
５１      デザインを施された負極（正極）電源ライン
５２      デザインを施された正極（負極）電源ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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