JP2007033662A - 面発光体及びこれを使用した内照式看板 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ光源を内蔵したフィルム状又はシート状の面発光体及びこの面発光体を使用した内照式看板を提供する。
【解決手段】面発光体は、フイルム状又はシート状の基板上に、上下・左右均等に広角発光ＬＥＤチップを３０〜３００個並べて点滅が可能なように電気配線を配置すると共に、その上から透明プラスチックフィルムで被覆してなる。内照式看板は、看板表面と、側板と、背板を有する箱の中に、前記面発光体を設置してなり、前記看板表面と前記面発光体の距離が約１５ｍｍ〜７０ｍｍである。広角発光ＬＥＤチップの発光角度は、６０°〜１２０°であり、ＬＥＤを配置する間隔は、上下・左右とも１０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で均等間隔であることが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤ光源を内蔵したフィルム状又はシート状の面発光体及びこの面発光体を使用した内照式看板に関する。

インクジェットの大型化、高精細化、低コスト化により、屋外看板が大型化している。大型内照式看板では、蛍光灯本数が大幅に増えて、消費電力が一段と増える傾向にある。日本国内に限らず、世界的にエネルギー削減が課題である現代社会において、このことは大きな問題である。

従来の蛍光灯に代わり、消費電力の少ないＬＥＤを使ってこの問題に対応しようとする考えが例えば下記特許文献１により提案されている。しかし、ＬＥＤは点発光であり、これを面発光に変換するには、アクリル導光板などを使う必要があるが、それはコストアップと、重量アップにつながり、大面積への実用化が難しかった。

フィルム状又は板状基板に電気配線と共に複数のＬＥＤを並べて発光体とする発明も下記特許文献２により知られている。しかし、この発明の実施例で使用するＬＥＤは２〜５個であり、用途も、「夜間における作業者又は行為者の安全性を確保するために用いられる各種物品、例えば、道路工事における夜間識別用点滅装置；ガソリンスタンドにおける夜間境界識別標識；自動車、自転車、交通整理員着用のチョッキ等の作業服、ヘルメット、靴、犬の首輪、階段の上がり口等に装着される夜間自己識別用標識等」（同公報［０００１］参照）が考えられており、大型看板は全く考慮されていない。
特開２００１−１４２４１７ 特開２０００−１７２２０５

上記特許文献２は、本願発明と比較的近い構成を有するものの、大型面発光体にすることができなかったのは、下記する本発明成立条件に気が付かなかったためであると思われる。その条件とは、広角発光ＬＥＤチップを上下・左右均等間隔で並べ、その間隔に応じて、発光面と看板画像面をの距離を調整すると均一な明るさが得られることである。

本発明は、この知見に基づくもので、ＬＥＤ光源を内蔵したフィルム状又はシート状の面発光体及びこの面発光体を使用した内照式看板を提供することを目的とする。

本発明の面発光体は、フイルム状又はシート状の基板上に、上下・左右均等にの広角発光ＬＥＤチップを３０〜３００個並べて点滅が可能なように電気配線すると共に、その上から透明プラスチックフィルムで被覆したことを特徴とする。

本発明の内照式看板は、少なくとも看板表面と、側板と、背板を有する箱の中に前記面発光体を設置するものであり、看板画像面と前記面発光体の距離が約１５ｍｍ〜７０ｍｍであることを特徴とする。

本発明の面発光体は、フイルム状又はシート状で、薄く、軽く、長寿命で，設置に必要な資材を大幅に削減できる。この面発光体を縦、横に繋ぎ合わせていく事で、大面積の発光体が簡単に出来上がる。この大面積の発光体を使用すれば、省エネルギー、かつ、大型看板が低コストで提供できる。

本発明に用いられるフィルム状又はシート状基板の材質としては、フィルム状又はシート状に加工が可能で、絶縁性及び可撓性があるものであれば特に制限はない。しかし、取り扱いやすさ、加工性、等の見地からプラスチックが好ましい。プラスチックの中でも、耐熱性、耐光性、機械的強度等に優れた、ポリエステル、ポリイミド、塩化ビニル、エポキシ樹脂等が好ましい。

本発明に用いられる基板上には、電気配線する面とは反対側の面（被装着物と対向する面）に粘着剤層及び剥離材層をこの順に設けることが好ましい。このように構成することにより、特別の道具を用いることなしに面発光体を容易に被装着面に貼着することができる。この粘着剤層については、特に制限はなく、装着して用いる各種物品の材質に合わせて汎用の粘着剤、例えば、アクリル系、シリコーン系、合成ゴム系等の粘着剤を適宜用いることができる。剥離材層についても特に制限はなく、汎用のものを用いることができる。

本発明に用いられる電気配線は、後述する電源及びＬＥＤ光源と電気的に接続されて、電源部からの信号によりＬＥＤ光源を点滅させることを可能とするように前記フィルム状又はシート状基板上に設けられる。

フィルム状又はシート状基板上に、電気配線を形成する方法については、特に制限はない。例えば、
１）両面粘着テープの片面又は粘着テープの粘着面に金属箔の線条を貼着する、
２）フィルム状又はシート状基板上に粘着剤付き金属箔の線条を貼着する、
３）フィルム状又はシート状基板上に金属膜を蒸着により形成する、
４）フィルム状又はシート状基板上に導電性ペイントを印刷する、
５）フィルム状又はシート状基板及び金属箔の積層体の金属箔部分をエッチングする、
６）両面粘着テープの片面又は粘着テープの粘着面に金属線を貼着する、及び
７）両面粘着テープの片面又は粘着テープの粘着面にフラットケーブルを貼着する等の方法を挙げることができる。

本発明に用いられるＬＥＤ光源は、広角発光ＬＥＤチップであり、その発光角度は、６０°〜１２０°が好ましく、形状としては、平面丸型又は角形のＬＥＤを用いるのが好ましい。ＬＥＤ光源は、大型看板製作用としては、少なくとも３０個を必要とする。好ましくは１ユニットを３０個〜３００個とし、必要に応じて複数ユニット使用する。このように複数のＬＥＤ光源をユニット化すれば配線や取り付けを簡便にすることができるので、好ましい。

本発明において、ＬＥＤを配置する間隔は、上下・左右とも１０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で均等間隔とすることが好ましい。最も外側のＬＥＤと面発光体の縁部との距離は、ＬＥＤ同士の距離の半分であるのが好ましい。

本発明において、ＬＥＤをフィルム状又はシート状基板上の電気配線に接続する方法としては、
１）ＬＥＤのリード線と金属箔との接点をハンダで固定する方法、
２）ＬＥＤのリード線と金属箔との接点を接着剤で接点を保護するように全体を被覆するようにして固定する方法、
３）ＬＥＤのリード線と金属箔との接点を接着テープでシールするようにして固定する方法等を挙げることができる。

本発明に用いられる電源としては、通常、外部の交流又は直流電源が用いられるが、電池を使用することも可能である。

本発明のフィルム状又はシート状面発光体の全体的な防水性を高め、かつ外力及び太陽光からの保護を強化するため、装置全体の防水機構として、フィルム状又はシート状基板及び電気配線等をプラスチックシートで被覆する。この被覆材の材質としては、機械的強度が大きく、耐候性（耐水性、耐熱性及び耐光性等）に優れ、加工性の良いものであれば特に制限はなく、例えば、ポリスチレン、ポリエステル、塩化ビニル、ＡＢＳ等を挙げることができる。被覆は、できるだけ隙間が発生しないように、ＬＥＤの外形に密着させる形で行うのが好ましい。

この面発光体は、外表面に看板表面を有する箱状看板の内部の背面板にとりつける。その際、前記剥離材層を剥がして粘着剤層を露出させて、そのまま内部背面板に貼付するのが簡便である。箱状看板はアルミ板等の金属で製作されることが多いことを考慮すると、面発光体を金属背板に直接貼付できるというのは、面発光体による発熱を逃がす効果もある。

本発明では、面発光体と看板画像面の距離は、ＬＥＤの設置間隔に応じて離すことを特徴としている。ＬＥＤの設置間隔が約１０ｍｍのときは面発光体と看板画像面の距離を約１０ｍｍとし、ＬＥＤの設置間隔が６０ｍｍ程度のときは面発光体と看板画像面の距離を約７０ｍｍとするのが、発散する光が均一となるので好ましい。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の面発光体１０の正面図であり、図２は断面図である。この面発光体のサイズは４５ｃｍｘ４５ｃｍ＝０．２ｍ²である。

ＬＥＤ１１（豊田合成製E1S42-AW0C6-03）は、広角発光ＬＥＤチップであり、その発光角度は、６０°〜１２０°であり、形状は外形がほぼ平面四角で発光部が平面丸型である。図１の実施例では、ＬＥＤは、３０個使用しており、それぞれプリント配線１３で接続されている。ＬＥＤ相互の間隔は上下・左右共に３５ｍｍである。電源はリード線１４を通じて外部電源（図示せず）から取得する。この実施例では、過剰に電流が流れないように抵抗１５も併設している。同じ目的で低電流半導体素子を設けることもできる。

図２の断面図に示すように、ＬＥＤ１１は１００μのポリエステル樹脂からなる基板１２上に、プリント配線１３と共に並べられる。ＬＥＤ１１とプリント配線１３は、プラスチックシート１６により熱ラミネートされている。プラスチックシートは、ＬＥＤの外形に添う形でラミネートされるので、隙間が発生しない。なお、図面は各部品及びその関係を概念的に描いており、必ずしも実物の模写ではない。

ＬＥＤ１１とプリント配線１３とは反対側の面（被装着物と対向する面）に粘着剤層１７及び剥離材層１８がこの順に設けられている。

この面発光体１０は、耐水性、耐湿性があり、振動に強く外部からの障害に強い。また、汚れが付きにくく、汚れても直ぐ落とせる。さらに、薄く、柔らかいので、例えば、図１の一点鎖線（Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙ）に沿って鋏で切って分割して使用することもできる。

図３は、実施例１の面発光体１０を光源とする内照式看板（看板）２０の断面図である。この看板２０は、看板表面２１と、側板２２と、背板２３を有する箱の中に前記面発光体１０を設置してなるものである。看板表面２１と前記面発光体１０の距離は約３０ｍｍである。面発光体１０は、剥離材層１８を剥がして、看板の背板２３に貼付されている。

看板表面２１としては、強度のある繊維でできた基材に、両面を半透明樹脂層で一体化した繊維シートが好ましい。この実施例で使用した繊維シートはアイケーシー株式会社製「ルミジェットＷ」（商標）のＹ−１４０で、光線透過率は３０％である。

出願人は理論による拘束を受けたくないが、ＬＥＤ同士の配置間隔（Ｌ）と、ＬＥＤと看板表面２１間の距離（Ｈ）の関係を示す理論として現時点で最も可能性の高いと思われるのは次のものである。図４に示すように、ＬＥＤチップの発散する光は最大点において最も広がり、この高さをＨとするのが好ましい。このＨにおける平面円を図５で示している。この円の直径をＲとすると、これに当接する正方形の一辺は、ＬＥＤ同士の配置間隔Ｌに等しい。なぜなら、図６から分かるように、ＬＥＤが最大平面円を同士が効率よく並ぶのはＬＥＤ同士の配置間隔がＬのときだからである。したがって、２の平方根を１．４１４２で計算すると、
Ｌ＝Ｒ／１．４１４２
Ｈ＝１／２Ｒ
から
Ｌ＝２Ｈ／１．４１４２
又は
Ｈ＝１．４１４２Ｌ／２
という関係が導き出される。

この式によれば、ＬＥＤ同士の配置間隔（Ｌ）と、ＬＥＤと看板表面間の距離（Ｈ）は、例えば表１のように計算される。

実際には様々な理由で、必ずしもこの通りとはならないが、一つの目安とはなると思われる。

図７に示すように、前記面発光体１０を複数（ここでは作図上の都合により２枚）に繋ぎ合わせ、その上で、大型の看板箱を用いることにより、５０ｍ^２〜３００ｍ^２までの大型内部照明看板が簡単に低コストで出来る。

ここで、隣接する面発光体１０のＬＥＤ同士が一定間隔を以て並ぶようにするには、最外部のＬＥＤと縁部の距離は２／Ｌとすべきである。

本発明の実施例２及び３の看板２０は、厚みが薄く、軽量である。しかも、ＬＥＤは省エネルギーかつ長寿命（５万時間の耐久性がある）であるので、電球取替えの手間が少なくてすむ。

例えば、エネルギーについて見ると、寸法２．７ｍ×３．６ｍ＝約１０ｍ²の看板では、従来４０Ｗ蛍光灯を４２本使用していたので、１６８０Ｗ／ｈであったが、本発明では、１２Ｗのフィルム状ＬＥＤを４８枚使用し、６９１Ｗ／ｈとなる。省エネルギー量は１６８０−６９１＝９８９Ｗ／ｈとなり、５９％の削減となる。

本発明の面発光体の正面図である。 本発明の面発光体の断面図である。 面発光体を光源とする本発明の内照式看板（看板）の断面図である。 ＬＥＤの発光最大点（Ｈ）を示す模式図である。 ＬＥＤ同士の間隔（Ｌ）を示す模式図である。 ＬＥＤ同士を間隔（Ｌ）で並べた状態を示す模式図である。 ２枚の面発光体を並べた状態の平面図である。

符号の説明

１０ 面発光体
１１ ＬＥＤ
１２ 基板
１３ プリント配線
１５ リード線
１６ プラスチックシート
１７ 粘着剤層
１８ 剥離材層
２０ 看板
２１ 看板表面
２２ 側板
２３ 背板

Claims (7)

1. フイルム状又はシート状の基板（１２）上に、上下・左右均等に広角発光ＬＥＤチップ（１１）を３０〜３００個並べて点滅が可能なように電気配線（１３）すると共に、その上から透明プラスチックフィルム（１６）で被覆したことを特徴とする面発光体（１０）。
2. 基板（１２）において、電気配線（１３）する面とは反対側の面に粘着剤層（１７）及び剥離材層（１８）をこの順に設けた請求項１記載の面発光体。
3. 広角発光ＬＥＤチップ（１１）の発光角度が、６０°〜１２０°である請求項１又は２記載の面発光体。
4. ＬＥＤチップ（１１）を配置する間隔が、上下・左右とも１０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で均等間隔である請求項１記載の面発光体。
5. 透明プラスチックフィルム（１６）による被覆は、隙間が発生しないように、ＬＥＤチップ（１１）の外形に密着させる形で行われている請求項１ないし３のいずれかに記載の面発光体。
6. 少なくとも看板表面（２１）と、側板（２２）と、背板（２３）を有する箱の中に、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の面発光体（１０）を設置してなり、前記看板表面（２１）と前記面発光体（１０）の距離が約１５ｍｍ〜７０ｍｍであることを特徴とする内照式看板。
7. 前記面発光体（１０）が、前記剥離材層（１８）を剥がして露出した前記粘着剤層（１７）により前記背面板（２３）内部に貼付されている請求項６記載の内照式看板。