JP2013187099A

JP2013187099A - 照明器具

Info

Publication number: JP2013187099A
Application number: JP2012052570A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakamura; 浩一中村; Masato Gomi; 正人五味
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19

Abstract

【課題】表面強度が高く耐久性を有する、面発光体を用いた照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具５０は、少なくとも一面に電気配線が印刷された屈曲可能である基板２０と、基板２０上の電気配線に接続するように配置される複数の発光素子３０と、発光素子３０を基板２０との間に封入するように封止樹脂層５４材を介して接着されるガラス板５２と、を備える。発光素子３０の少なくとも一部に、発光素子３０から発せられる光を配光制御するレンズ３２が基板２０とガラス板５２の間に配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、面発光体を用いた照明器具の構造に関する。

可撓性を有し屈曲自在な基板上に複数の発光素子を取り付けた面発光体が実用化されている。このような面発光体は薄型軽量であり、種々の形状に変形させて使用できるという特徴を有しており、主に内照式看板の光源として使用されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−５９２９４号公報

面発光体は薄型かつ軽量であることから、面発光体を天井灯、間接照明、装飾照明などとして利用することが考えられている。しかしながら、特許文献１に記載のような面発光体はその表面が樹脂製のフィルムで覆われているので、屋外等に設置する場合には表面保護のためのガラス板などを別に配置する必要があるという問題がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、表面強度が高く耐久性を有する、面発光体を用いた照明器具を提供することにある。

本発明のある態様の面発光体は、少なくとも一面に電気配線が印刷された屈曲可能な基板と、基板上の電気配線に接続するように配置された複数の発光素子と、発光素子を基板との間に封入するように封止材を介して接着されるガラス材と、を備える。

この態様によると、上面にガラス材を配置することで、表面強度が高くなり傷などがつきにくくなる。

本発明によれば、表面強度が高く耐久性を有する、面発光体を用いた照明器具を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る照明器具に使用される面発光体の平面図である。図１の面発光体を使用した照明器具の側面断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る照明器具に使用される面発光体１０の平面図である。面発光体１０は長尺構造であるため、一部を省略して示している。

面発光体１０は、可撓性を有し屈曲自在である細長い基板２０と、基板２０上に長手方向に並列配置された複数の発光素子３０とを備える。発光素子３０は、典型的にはＬＥＤ（Light Emitting Device）などの半導体発光素子である。発光素子３０から発せられる光は、可視光であってもよいし、赤外光または紫外光であってもよい。

基板２０は、発光素子３０がマウントされるベースとなる部材であり、フィルム状またはシート状に構成される。基板２０は、絶縁性および屈曲性を有する種々の素材で構成することができる。最も好ましくは、基板２０はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製フィルムであるが、ポリエステル、ポリイミド、塩化ビニル、エポキシ樹脂などのプラスチック樹脂であってもよい。

基板２０上には、発光素子３０に電力を供給するプリント配線が形成されている。プリント配線は、基板右端に位置する入力端子４２に接続された部分配線１４と、各発光素子の間を接続する略同形状の部分配線１６と、左端の部分配線１６と接続され基板２０の中央を通って右方向に延び定電流回路４８ａ、４８ｂとそれぞれ接続する部分配線１８ａ、１８ｂと、定電流回路４８ａ、４８ｂと出力端子４４とを接続する部分配線１９ａ、１９ｂとで構成される。図示のように、隣接する部分端子同士の間にそれぞれ発光素子３０が配置される。

面発光体１０のプリント配線パターンでは、複数の発光素子３０と部分配線１６とでそれぞれ構成される第１ライン３４ａと第２ライン３４ｂとが並列接続されている。入力端子と出力端子の間には、例えば４８Ｖの直流電流が給電される。

プリント配線は、導電性銀ペーストなどの導電性インクをノズルから噴出して基板表面に付着させるインクジェット印刷によって形成されることが好ましいが、スクリーン印刷などの他の印刷方法を用いてもよい。

インクジェット印刷は、スクリーン印刷などと比較して配線パターンの配置自由度が高い上、スクリーンなどの版型が不要であるという利点がある。また、インクジェット印刷では、一つの配線を複数回の印刷の重ね合わせで形成することで、銅エッチングなどの従来手法による配線パターンよりも配線の厚みを増やして（例えば、二回の印刷で１００パーセント厚みを増大する）抵抗を下げ電圧降下を小さくすることができる。例えば、一回の印刷による配線の厚みが４μｍであれば、二回の印刷によって厚みが８μｍになるので、抵抗を二分の一にすることができる。

プリント配線パターンの上に銅メッキを施したり銅箔を貼ったりしてもよい。こうすると、プリント配線パターンの印刷上部に銅層が形成され抵抗が下がり、電圧降下が小さくなるとともに、放熱性も高まる。

各部分配線１４、１６、１８の発光素子３０との接続部分（そのうちの一つを１７ａ、１７ｂで示す）は、山形またはハの字形に形成される。このため、隣接する発光素子との接続部１７ａ、１７ｂ間の距離が、発光素子３０との接続箇所で最も接近し、外側に向かうにつれて遠くなる。こうすることで、隣接するプリント配線の間で、印刷時の導電性インクの飛散やにじみによる絶縁劣化を予防し、また絶縁体である基板の上を配線成分の銀イオンが移動するマイグレーション現象の発生確率を低減することができる。

図１の例では、基板２０の右端に入力端子４２と出力端子４４が並んで配置されているが、入力端子と出力端子を基板２０の左右端にそれぞれ配置してもよい。例えば、基板左端の部分配線１８ａ、１８ｂに接続する出力端子を設けてもよい。こうすると、基板の左端から右端に戻る部分配線１８ａ、１８ｂの配線長が短縮されるので、部分配線１８ａ、１８ｂの抵抗が小さくなり、この箇所での電圧降下および発熱を低減することができる。

図２は、図１の面発光体１０を使用した照明器具５０の側面断面図である。この照明器具５０は、面発光体１０とガラス板５２とを組み合わせて構成される。

各発光素子３０の上には、透明樹脂製のレンズ３２が配置される。レンズ３２の主目的は、発光素子３０から発せられる光の配光制御である。所望の配光、例えば照射角の狭い配光、広角の配光、円形の配光などに応じて、種々の形状のレンズを使用することができる。レンズ３２の裏側に相当する基板上に反射膜を形成して、レンズ３２からの光束を増大してもよい。

レンズ３２を配置した後、基板２０とレンズ３２の上に封止樹脂層５４を形成し、その上からガラス板５２を加熱圧着する。その後、照明器具５０の縁に沿って外枠５６で基板２０、封止樹脂層５４、ガラス板５２を挟んで固定する。

封止樹脂は、ポリスチレン、ポリエステル、アクリル樹脂、ＡＢＳ（acrylonitrile butadiene styrene）樹脂などの、透過性を有する任意の樹脂でよい。

従来の表面にカバーフィルムを貼設した面発光体と比較して、上記のように構成された照明器具５０は、表面がガラス板であるために表面強度が高くなり傷などがつきにくくなる。また、従来の面発光体のカバーフィルムは、表面温度が上昇すると変色したり燃焼したりするおそれがあるが、照明器具５０では表面がガラス板であるため、耐候性、耐変色性、難燃性が向上する。この特性により、難燃性が要求される地下鉄電車の照明などにも本実施形態の照明器具を使用することが可能になる。

また、面発光体のカバーフィルムの上からガラス板で覆うのではなく、カバーフィルムを取り除き、封止樹脂を介してガラス板を加熱圧着する構造なので、ガラス板の下方に空気層が存在せず、内部での結露を防止することができる。この特性は、照明器具を屋外で使用する場合に特に有効である。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

実施の形態では細長い構造の照明器具について説明したが、平面状の照明器具も同様の方法で作成することができる。

ガラス板の代わりに、透光性を有するガラスクロスを封止樹脂層に加熱接着してもよい。ガラス板と比べて透光性は低下するが、ガラスクロス内で光が拡散するので、ぼんやりと均一に光る発光面を得ることができる。また、ガラス板を曇りガラスや磨りガラスにしてもよい。

照明器具の用途に応じて、レンズを透明、乳白色、青、赤などに着色してもよい。また、封止樹脂層に蛍光体や顔料を混合して演色効果を出してもよい。また、封止樹脂層に拡散剤、気泡、ビーズなどを混合してもよい。これにより、封止樹脂層内での内部反射を増やしてガラス板上面の全体から光を出射させたり、柔らかな印象の光にしたりすることができる。

配光制御が不要の場合、レンズを配置せず、発光素子が直接封止樹脂層と接触するように構成してもよい。また、レンズ機能を有さない透明な樹脂キャップを発光素子に被せるようにしてもよい。また、全ての発光素子にレンズを被せるのではなく、一部の発光素子にのみレンズが被せられてもよい。

発光素子にレンズを被せる代わりに、発光素子の上から透明シーリング剤を滴下し、透明シーリング剤を表面張力によって半球形で固化させることで、レンズの代用としてもよい。

１０面発光体、１４、１６、１８ａ、１８ｂ部分配線、２０基板、３０発光素子、３２レンズ、５０照明器具、５２ガラス板、５４封止樹脂層、５６外枠。

Claims

少なくとも一面に電気配線が印刷された屈曲可能な基板と、
前記基板上の電気配線に接続するように配置された複数の発光素子と、
前記発光素子を前記基板との間に封入するように封止材を介して接着されるガラス材と、
を備えることを特徴とする照明器具。
前記複数の発光素子の少なくとも一部に被せて、発光素子から発せられる光を配光制御する複数のレンズが前記基板と前記ガラス材の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。