JP4921140B2

JP4921140B2 - 発光シートユニット及びイルミネーション装置

Info

Publication number: JP4921140B2
Application number: JP2006333165A
Authority: JP
Inventors: 誠長山; 雄一菅野; 久幸中澤; 幸治佐藤
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2026-12-11
Also published as: JP2008145747A

Description

本発明は、天井から吊り下げたり、クリスマスツリーなどに掛けたりして使用するための帯状の発光シートを備えた発光シートユニット及びこの発光シートユニットからなるイルミネーション装置に関するものである。

展示会場やホテル、あるいは家庭内などにおいて、天井から吊り下げたり、クリスマスツリーなどに掛けたりして使用することのできるイルミネーションが各種用いられている。このようなイルミネーションとしては、従来、所定の長さの電線上に所定間隔で複数の微小電球や発光素子を接続して構成されたものが一般的である。最近では、小型で薄型の発光ダイオードが安価に量産可能となっているため、この発光ダイオードを用いたイルミネーション装置が徐々に増えつつある。

光源に前記発光ダイオードを用いて構成した帯状発光体については、特許文献１にその応用例が示されている。この帯状発光体は、複数の表面実装型の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、長く平行して延びる一対の導線と、帯状の被覆材とから構成されている。前記各ＬＥＤは、前記一対の導線にかかるように配置され、導線が延びる方向に対して所定間隔に配置されている。そして、前記ＬＥＤが配置された導線全体を合成樹脂によって薄く帯状に被覆して構成されている。

また、特許文献２では、ＬＥＤや電球を長手方向に配置した細長い発光体と、この発光体を制御するサブコントローラからなるユニットを複数パネル状に配置し、全体をメインコントローラで制御する構成によるイルミネーション装置が示されている。
特開２００１−３０６００２号公報特開２００１−３０６０１３号公報

上記特許文献１に示されている帯状発光体は、一対の導線間にＬＥＤを実装し、前記導線が延びる方向に沿って合成樹脂で導線及びＬＥＤを被覆して形成されている。このため、前記導線の長さやＬＥＤの配置間隔などの自由度は確保できるが、量産化が難しいといった問題がある。また、前記導線やＬＥＤの配置にバラツキが生じやすいため、ＬＥＤの配置位置によっては、発光輝度が一定でなかったり、発光寿命が短くなったりするといったおそれがあった。

前記特許文献２では、各発光体を個別に制御するサブコントローラと、複数のサブコントローラをまとめて制御するメインコントローラとで構成されるため、多様な発光パターンを表示できるなど、表示パネルには適している。しかしながら、すだれ状に垂らしたり、ツリーなどに掛けたりするなどの柔軟性を要するような装飾用途には不向きである。また、装置が大掛かりになるといった問題がある。

また、上記いずれの発光体も高さ方向に対する増減ができないか、または、容易でない場合がある。そのため、ディスプレイを施す現場での設置作業に時間がかかったりする場合がある。

そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、発光シート同士での長さ方向の増減及び前記発光シートと中継部材からなるユニット単位での平面的な増減が可能となる発光シートユニット及びこの発光シートユニットを複数組み合わせることで、装飾対象物の大きさや使用状態に合わせた様々な発光バリエーションを演出することのできるイルミネーション装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の発光シートユニットは、電極パターンが長手方向に延び、端部に連結端子部を有する帯状のシート材及び前記電極パターン上に所定間隔ごとに配置される複数の発光素子からなる発光シートと、前記連結端子部と接続可能な分岐端子部及び一対の開放端子部を有すると共に、一方の開放端子部から他方の開放端子部及び分岐端子部に向けて延びる分岐電極部を有する中継部材とを備えたことを特徴とする。

また、本発明のイルミネーション装置は、電極パターンが長手方向に延び、端部に連結端子部を有する帯状のシート材及び前記電極パターン上に所定間隔ごとに配置される複数の発光素子からなる発光シートと、前記連結端子部と接続可能な分岐端子部及び一対の開放端子部を有すると共に、一方の開放端子部から他方の開放端子部及び前記分岐端子部に向けて延びる分岐電極部を有する中継部材とを備えた発光シートユニットを、前記開放端子部を介して複数連結することで、前記発光シートを平面上に複数配列させたことを特徴とする。

本発明の発光シートユニットは、発光素子が複数配置された帯状の発光シートを長手方向に複数増設接続可能とする共に、この発光シートの一端に接続される中継部材を介して複数並列に連結することができる。これによって、装飾する場所や装飾する対象物の高さや広さに合わせた構成が容易となる。

また、前記発光シートが柔軟性を有する透明なフィルム材によって形成されているため、装飾対象物の形状に沿ったり、自然に流れたりするような装飾効果も得ることができる。

本発明のイルミネーション装置によれば、前記発光シートユニットを複数連結させ、それぞれの発光シートの所定箇所に孔部や粘着面等の係合部を設けることで、任意の発光シート同士を適宜の長さ位置で簡単に束ねることができるので、様々な形状に広がったり、閉じたりするような変化に富んだ発光バリエーションを演出することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光シートユニット及びイルミネーション装置の実施形態を詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の発光シートユニット１１は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１５が長手方向に配置された細長い発光シート１２と、この発光シート１２の一端が着脱可能に接続される中継部材２１とを基本構成として備えている。そして、図２に示すように、前記発光シートユニット１１を複数組み合わせることで平面的な広がりを有するイルミネーション装置４０を自由に構成できるようになっている。なお、前記各発光シートユニット１１を駆動するために、図２に示したような、電源部１９や発光動作を制御する制御部２０などの外部要素が備わる。

前記発光シート１２は、複数の電極パターン３０が形成された薄く細長い帯状のシート材１３と、このシート材１３の長手方向に沿って所定間隔ごとに複数実装配置されるＬＥＤ１５と、前記シート材１３の長手方向に面した両端部に設けられる一対の連結端子部１６とによって形成されている。前記シート材１３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムによって、例えば、幅が１．５ｃｍ、長さが５０ｃｍ、厚みが１７０μｍ程度に形成される。そして、このシート材１３に形成される電極パターン３０は、図３に示すように、中央部に延びる幅の広い共通電極３１と、この共通電極３１を挟んだ左右両側に設けられる一対の素子電極３２，３３とで構成されている。前記共通電極３１は、実装されるＬＥＤ１５に共通のグランドラインであり、素子電極３２，３３は、前記ＬＥＤ１５の電極部が接続されるアノードライン及びカソードラインとなっている。前記共通電極３１及び素子電極３２，３３からなる電極パターン３０は、シート材１３の表面に導電性インクを用いて印刷形成される。このような電極パターン３０は、電気抵抗を極力抑えるために、幅をできるだけ広くして形成するのが好ましいが、シート材１３の幅や隣接する電極パターン同士の短絡等の防止を考慮すると、共通電極３１及び素子電極３２，３３の各ライン幅が１．６ｍｍで、各ライン間の絶縁距離は、少なくとも０．４ｍｍ程度（ＪＥＭ１１０３規定例えば、Ｖ＜１２ｖ）以上を確保するのが望ましい。

前記素子電極３２，３３上には、それぞれ所定の間隔でＬＥＤ１５を半田実装するためのパッド部３４が設けられる。本実施形態では、図１及び図３に示したように、左右の素子電極３２，３３において、それぞれ前記パッド部３４を設ける間隔をずらすように設定し、それぞれの素子電極３２，３３に等間隔で８〜１０個程度のＬＥＤ１５を実装した。前記ＬＥＤ１５は上面に発光面を有する表面実装型の発光ダイオードが使用され、このＬＥＤ１５の下面側の電極部を前記パッド部３４上に載置した後、リフロー処理を施すことによって接合される。なお、本実施形態では、前記ＬＥＤ１５をシート材１３の一方の面に実装したが、表裏面の所定位置に前記パッド部３４を設けることによって、両面発光の発光シートを形成することができる。さらに、前記ＬＥＤ１５が表裏両面発光タイプであれば、透光性を有したシート材１３を選択することによって、少ないＬＥＤ構成で両面発光タイプの発光シートを構成することも可能である。

前記連結端子部１６は、後述する中継部材２１に連結するための端子であり、電極パターン３０の端部から所定のライン幅及びピッチによって突出して形成される。そして、この連結端子部１６にはソケット１６ａが装着され、このソケット１６ａを介して図４に示すような連結コネクタ１７の一方のソケット１７ａに装着される。そして、前記連結コネクタ１７の他方のソケット１７ｂを介して中継部材２１の分岐端子部２３に設けられている分岐コネクタ２３ａとの着脱を可能としている。なお、前記発光シート１２同士での連結を可能とするため、シート材１３の両端に設けられる一対のソケット１６ａは、一方がオス型で他方がメス型の構成になっている。

図３に示したように、ＬＥＤ１５が実装されたシート材１３は、連結端子部１６を除いた全体を保護するため、薄い樹脂材１４によってコーティングされる。この樹脂材１４は、耐火性あるいは耐熱性を有すると共に、ＬＥＤ１５の発光を妨げないように透光性を有したものが使用される。ただし、前記ＬＥＤ１５の発光色との関係で多彩な発光効果を持たせる場合は、透明以外にも青やピンク等の薄く着色を有したものも使用することができる。

前記発光シート１２の一端が接続される中継部材２１は、図５に示すように、下方に発光シート１２の連結端子部１６が着脱可能に接続される分岐端子部２３と、左右方向に対向して設けられる一対の開放端子部２４ａ，２４ｂとを備えた四角形状の中継基板２２によって構成される。この中継基板２２は、ガラスエポキシ等の樹脂基板によって形成され、前記一方の開放端子部２４ａを入力側として、分岐端子部２３及び他方の開放端子部２４ｂに分岐して電圧を供給する分岐電極部３８が形成されている。この分岐電極部３８は、前記ＬＥＤ１５のアノード及びカソードに対応する２本の素子電極と、電源共通電極及びＬＥＤ共通電極の計４本で構成される。また、前記中継基板２２の中央部には、発光シート１２を複数連結した場合のインピーダンスを調整させるためのインピーダンス調整部３５が設けられる。

前記インピーダンス調整部３５は、５つのピンを有するディップスイッチ３６と、前記５つのピンのうち、一つを予備として、他の４つにそれぞれ接続される抵抗値の異なった抵抗器３７との組み合わせによって構成される。そして、前記ディップスイッチ３６の各ピンを切り換えることによって、連結する発光シート１２の段数に応じた適正なインピーダンス調整を行い、ＬＥＤ１５を駆動させるための電圧値を適正に維持することができる。例えば、上記設計例による単一の発光シート１２を最大で４枚連結する場合に、１００ｍＡの駆動電流が必要であった場合は、３枚構成で７５ｍＡ、２枚構成で５０ｍＡ、１枚構成で２５ｍＡとなる。このため、前記抵抗器３７の抵抗値が４枚構成を選択した場合に０Ω、３枚構成を選択した場合に２０Ω、２枚構成を選択した場合に４０Ω、１枚構成を選択した場合は６０Ωとなるように設定される。このように、各中継部材２１単位で発光シート１２の段数に応じたインピーダンス調整が行えるので、各ＬＥＤ１５の輝度を均一化すると共に、装飾形態に応じて、段数の異なった発光シート１２からなる発光シートユニット１１をそのまま複数任意に増やしたり、減らしたりすることが容易となる。また、図２に示したように、前記各中継部材２１同士は、中継ケーブル２７を介することで、複数チェーン状に連結することができ、さらに、前記中継基板２２の上端部に設けた孔部２６に紐２８を通したり、カーテンレールのフック等を掛けたりすることで様々な装飾形態をとることが可能である。

前記中継ケーブル２７は、複数の導線がフラットに並列接合されたフラットケーブル、または、前記発光シート１２と同様にフィルム状のシート材に電極パターンが印刷形成されたものが使用される。また、この中継ケーブル２７は、両端が前記中継部材２１の開放端子部２４ａ，２４ｂと着脱可能なオス型あるいはメス型のコネクタによって形成される。なお、前記中継ケーブル２７は、発光シート１２の配置数や配置間隔に合わせて適宜の長さに形成することができる。

前記中継部材２１に対して電圧を供給する電源部１９は、商用のＡＣ１００Ｖ電源をＤＣ５Ｖ電源に変換するコンバータ回路と、前記ＤＣ５Ｖ電源を２系統のＬＥＤ供給用の電源に変換する増幅回路が設けられる。そして、この電源部１９からは、各発光シート１２に実装されているＬＥＤ１５のアノード及びカソードに導通する２系統の素子電極３２，３３と共通電極３１に向けて所定の電圧が供給される。

また、図２に示したように、電源部１９の後段には、制御部２０を設けることができる。この制御部２０を設けることによって、イルミネーション装置４０全体の発光制御や連結されている中継部材２１ごと、あるいはＬＥＤ１５ごとの発光制御を独自に行わせることができる。例えば、各発光シート１２のＬＥＤ１５の点滅時間や点滅間隔あるいは点滅回数の選択、あるいは、発光輝度などを個別に設定することができる。また、予め設定されたシーケンスやプログラムに基づいて各ＬＥＤ１５の点灯制御を自動で行わせることも可能である。

上記構成による発光シートユニット１１を用いて、発光シート１２同士の連結や中継部材２１をチェーン状に連結することで、図６に示すような、すだれ状あるいは滝状に長く流れるようなイルミネーション装置４０を構成することができる。また、前記複数の発光シート１２同士を束ねることによって、様々な形に変化するようなイルミネーション効果を演出することもできる。このように、前記発光シート１２を自由且つ簡単に束ねたり、開放したりするため、前記発光シート１２や連結コネクタ１７、あるいは、中継部材２１の一端に結束用の紐や針金などを通す孔部や粘着テープ等からなる係合部４１ａ〜４１ｃを設けることもできる。このような係合部４１ａ〜４１ｃを予め形成することによって、例えば、図７及び図８に示すように、発光シート１２の所定の長さあるいは段数から下部分を一本にまとめたり、隣り合う一対の発光シート１２同士をそれぞれ一本にまとめたりするような装飾形態をとることができる。また、図９に示すように、各中継部材２１から下方に向かって順にまとまる本数を増やしていくことで、網目状の装飾形態をとることも可能となる。

本発明に係る発光シートユニットの基本構成を示す平面図である。上記発光シートユニットを用いたイルミネーション装置の一部を示す平面図である。電極パターン及びＬＥＤの配置構成を示す発光シートの要部拡大平面図である。上記発光シートに装着される連結コネクタの平面図である。中継部材の構成を示す平面図である。上記発光シートユニットを用いて構成されるイルミネーション装置の全体構成図である。上記イルミネーション装置の第１の装飾形態例を示す概念図である。上記イルミネーション装置の第２の装飾形態例を示す概念図である。上記イルミネーション装置の第３の装飾形態例を示す概念図である。

符号の説明

１１発光シートユニット
１２発光シート
１３シート材
１５ＬＥＤ（発光素子）
１６連結端子部
１７連結コネクタ
２１中継部材
２２中継基板
２３分岐端子部
２３ａ分岐コネクタ
２４ａ，２４ｂ開放端子部
３０電極パターン
３１共通電極
３２，３３素子電極
３４パッド部
３５インピーダンス調整部
３６ディップスイッチ
３７抵抗器
３８分岐電極部
４０イルミネーション装置
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ係合部

Claims

電極パターンが長手方向に延び、端部に連結端子部を有する帯状のシート材及び前記電極パターン上に所定間隔ごとに配置される複数の発光素子からなる発光シートと、
前記連結端子部と接続可能な分岐端子部及び一対の開放端子部を有すると共に、一方の開放端子部から他方の開放端子部及び分岐端子部に向けて延びる分岐電極部を有する中継部材とを備えたことを特徴とする発光シートユニット。
前記電極パターンは、前記発光シートの中央部を長手方向に延びる共通電極と、この共通電極の左右両方向に沿って延びる２系統の素子電極とによって形成される請求項１記載の発光シートユニット。
前記発光素子は、前記各素子電極の延びる方向に対して所定間隔ごとに位置をずらせて配置される表面実装型の発光ダイオードである請求項２記載の発光シートユニット。
前記シート材は、柔軟性を有する透明なフィルム材によって形成される請求項１記載の発光シートユニット。
前記中継部材には、連結端子部を介して接続される発光シートの段数に応じてインピーダンスを可変設定するためのインピーダンス調整部が設けられる請求項１記載の発光シートユニット。
電極パターンが長手方向に延び、端部に連結端子部を有する帯状のシート材及び前記電極パターン上に所定間隔ごとに配置される複数の発光素子からなる発光シートと、前記連結端子部と接続可能な分岐端子部及び一対の開放端子部を有すると共に、一方の開放端子部から他方の開放端子部及び前記分岐端子部に向けて延びる分岐電極部を有する中継部材とを備えた発光シートユニットを、前記開放端子部を介して複数連結することで、前記発光シートを平面上に複数配列させたイルミネーション装置。
前記各発光シートには、所定位置で結束可能な係合部が設けられる請求項６記載のイルミネーション装置。
前記係合部は、前記所定位置に設けられる孔部または粘着テープによって形成される請求項７記載のイルミネーション装置。