JP5596347B2 - 照明装置及びその照明装置を製作する方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、引用により本明細書に組み込まれる、２００６年９月１１日に出願された同時係属中の米国仮出願第６０／８２５，２４５号の利益を主張するものである。

本開示は、照明装置に関し、より具体的には、回路を有する薄層を利用する薄い照明装置、及び様々な形状に切断することが可能な照明装置に関する。

回路及び調光装置を使用する照明装置は、当該技術分野において多数の応用例で知られている。そのような装置は、光源と、その光源に電力供給するための電気回路と、光源によって所望の方式で発生された光を方向付けるための反射体又は拡散体などの何らかの調光装置とを有している。そのような装置は、特に、とりわけ薄い光導体又は調光装置の場合に、最小の空間利用率で照明をもたらすことを試みるための使用が可能である。しかしながら、主として照明をもたらすために使用される既知の光装置及び取付け具は、典型的には、白熱電球の取付け具などの点灯装置又は類似の点灯装置を備える大きなハウジングを利用する。例えば、看板、チャネル文字、及び表示器などの特定の応用例において、これらの既知の照明装置は、比較的大きな空間を利用する。

回路基板を用いる点灯装置は、銅回路と構成部品用の取付け穴とでパターン形成されたガラス繊維基板であってもよい。そのような硬質な回路板は、ＦＲ４回路板として知られるものであり、設計により、曲がらない硬質なものとなるように製作される。したがって、それらは、平坦でない表面の上に装着するには適していない。フレキシブル回路が存在し、典型的には、ＫＡＰＴＯＮポリイミドフィルムの商標名で販売されているものなど、フィルム上のパターン形成された銅で製作されている。これらの回路は、柔軟性という利点をもたらすが、製造コストがより高いという欠点がある。加えて、これらの回路は、典型的には、ステップ・アンド・リピート式のパターン形成プロセスによって製作される。そのようなプロセスは、取付け具を層上に整列する上で、また層間を接続する上でも相当な困難をもたらす。したがって、そのようなプロセスは不経済であり、維持費が高額となる。

本開示は、一般に、照明装置及びその照明装置を製作するための方法に関する。特に、本開示は、ＬＥＤの配列を有する照明マットに関する。これらの照明マットは、柔軟でありかつ所望の通りに任意の大きさに切断される、薄い複合フィルムとして形成され得る。

一実施形態において、第１の導体層と、前記第１の導体層上に設けられた第１の絶縁体層であって、前記第１の絶縁体層を貫いて画定された少なくとも１つの第１の孔を有する第１の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層上に設けられた第２の導体層であって、前記第２の導体層を貫いて画定されかつ前記少なくとも１つの第１の孔と整列するように配置された少なくとも１つの第２の孔を有する第２の導体層と、前記第２の導体層上に設けられた光操作層であって、第３の孔と第４の孔とを含む、前記光操作層を貫いて画定された少なくとも１対の孔を有し、前記第３の孔が、前記少なくとも１つの第２及び第１の孔と整列するように配置されている光操作層と、を備える照明装置を含む。

別の実施形態において、照明装置を製作する方法は、第１の絶縁体層を第１の導体層上に設ける工程であって、第１の絶縁体層が、第１の絶縁体層を貫いて少なくとも１つの第１の孔を画定する工程と、第２の導体層を前記第１の絶縁体層上に設ける工程であって、前記第１の絶縁体層が、前記第２の導体層を貫きかつ前記少なくとも１つの第１の孔と整列するように配置された少なくとも１つの第２の孔を画定する工程と、光操作層を設ける工程であって、少なくとも１つの第３及び第４の孔を、前記少なくとも１つの第３の孔が前記少なくとも１つの第１及び第２の孔と整列するように配置されるように、光操作層を貫いて画定する工程とを含む。

更なる実施形態において、照明装置は、光操作特性を有する第１のフィルム層と、第１のフィルム層の側面上に設けられた導体パターンと、第１のフィルム層の側面に設けられかつ導体パターンと電気的に連通する少なくとも１つの光源とを有する。

開示される照明装置の一例の分解斜視図である。 図１の装置の分解側面図である。 図１の装置の側面図である。 発光装置を示さずに図１の装置の導体パターン間の位置関係を示す、図１の装置の平面図である。 図１の装置の導体パターンと発光装置との間の位置関係を示す、図１の装置の平面図である。 開示される照明装置のもう１つの例の分解斜視図である。 断面線７−７を介した図６の装置の分解横断面図である。 図７に示される装置の組立横断面図である。 図６の組み立てられた装置の斜視図である。 開示される照明装置のもう１つの例の分解斜視図である。 組み立てられた状態で示された、図１０の装置の斜視図である。 開示される照明装置のもう１つの例の平面図である。

本開示は、照明装置及び薄い輪郭を有するそのような装置を製作する方法を特徴としており、従来技術で既知の点灯装置と比べて、より薄くかつ占める空間がより少なく、様々な形状に容易に切断することが可能な点灯装置を提供する。そのような照明装置は、多種多様な用途において利用することが可能である。そのような１つの用途は、空間が限られているか又は照明装置が望ましくは薄型である状況での使用の場合もある。そのような１つの例に、ときに「ライトボックス」と呼ばれる照明看板を挙げることができる。照明看板は、多くの場合、画像及び／又は文の提示を強調するために使用される。照明看板の例は、例えば、空港、大量輸送ステーション、ショッピングモール、及び他の公共の場所において見い出すことができる。看板は典型的には、照明面を有するエンクロージャを有し、その照明面の上に図形（画像及び／又は文を含む）が配置される。開示される照明装置は、装置が平坦であるか、少なくとも実質的に平坦であるか、又は湾曲している状態で、少なくとも１つの光源と光透過装置とを含めることによって、そのようなタイプの照明看板に作用するために使用することが可能である。開示される照明装置は、チャネル文字を照明するために使用されてもよく、開示される照明マットは、チャネル文字の特定の形状に適合しかつチャネル文字を均一に照明するように切断され得る。もう１つの用途は、アクティブサイン、テレビ、及びコンピュータモニターに使用され得るように、バックライト付きディスプレイ、例えば液晶ディスプレイにおいて有用である。もう１つの用途は、大きさ及び重さの最小化が問題となる車両における使用に関するものである。

本願において使用する時、「車両」という用語は、あるものを運送するか又は輸送する手段として広義に定義されている。本願において開示される照明装置を利用し得る車両のタイプには、非限定的な例として、自動車、トラック、バス、電車、レクリエーション車、ボート、航空機、オートバイなどが挙げられる。

また、本願において使用する時、「光源」という用語は、非限定的な例として、ＬＥＤ、蛍光ランプ又は白熱ランプ、エレクトロルミネセンス発光体、及び他の類似の光源を含めて、任意の固体点灯装置を意味する。

本願において使用する時、「光透過層」という用語は、可視光線を透過するか又は可視光線の透過特性を変化させる任意の材料を意味する。特性を変化させる非限定的な例には、反射、屈折、分散、回折、及び干渉が挙げられる。

本願において開示される照明装置は、看板、表示器、車両又は建物において使用するための、より薄く、比較的安価で、より効率的で、均等に照明し、審美的に魅力のある点灯器具をもたらす。これらの照明装置は、照明装置又は光マットが、例えば直径１ｃｍ、又は２ｃｍ、又は５ｃｍ、又は１０ｃｍなど、任意の直径の円柱体の周りで弾性的に変形されることを可能にする柔軟なマットから形成されている。多くの実施形態において、これらの照明装置は、引用によって本願に組み込まれ、同時に提出された米国特許出願（代理人整理番号６２９９５ＵＳ００２）に記載されているように、任意の有用な大きさ又は形状に切断され得る照明光マットの連続的なウェブを形成するフィルム／層の形式でロール・ツー・ロール機器上で組み立てられ得る。

ここで、特に明記されない限り、本開示において記載された例で示されているすべての部、百分率、及び比率は、重量を基準としていることが特筆される。

「上」、「上部」、「頂部」、「上向き」、「下」、「下方」、「下部」、及び「下向き」などの用語が、本願において、照明装置内の構成要素の位置又は向きを表すために使用されている場合、これらの用語は、単に便宜を図るために、照明装置の視聴面が水平であり上から見られることを仮定して使用されている。これらの用語は、完成した照明装置に対する、又は、供給される光又は周辺光が完成した装置の実用において取る経路に対する、何らかの必要な向き付けを示すことを意図したものではない。

基本的な実施形態において、この装置は、電流を送ることが可能な回路を有している。この装置は、導電層に接合された電気絶縁体層を有している。これらの層は、永久的な結合剤によって接合されてもよく、また互いに取り外し可能であってもよい。この連結は、多数の方法でなされてもよい。いくつかの実施形態において、この連結は、機械的プロセスによってなされる。つまり、この接合は、２つの別々の層の間で形成され、導電層は、電気絶縁体層の上に化学的に被着されていない。例えば、積層プロセスは、電気絶縁体層と導電層とを共に接着剤で接合することである。上述のように、この装置は、多層回路を被覆する底部フィルムを有していてもよい。この底部フィルムは、更なる電気絶縁体層であっても別個の高分子フィルムであっても、それら双方の組み合わせであってもよい。

図１は、本開示による照明装置１０の一例を示している。装置１０は、第１の層１２を有して示されており、この第１の層１２は、柔軟性があっても剛性があってもよい。多くの実施形態において、第１の層１２は、反射体材料など、光反射特性を有する多層フィルムである。反射体材料は、色又は反射特性（即ち鏡）などの様々な性質を光に付与することが特筆される。反射体材料は、ミラーフィルムであっても、不透明フィルムであっても、光反射が可能な他の材料であってもよい。好適な高反射性材料の例には、スリーエム社（3M Company）から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ（ＥＳＲ）多層高分子フィルム、０．０１ｍｍ（０．４ミル）の厚さのイソオクチルアクリレートアクリル酸感圧接着剤を使用して、硫酸バリウムが加えられたポリエチレンテレフタレートフィルム（０．５１ｍｍ（２ミル）厚）をＥＳＲフィルムに積層することによって積層された、結果として生じる積層フィルムが本願において「ＥＤＲＩＩ」フィルムと呼ばれるフィルム、東レ社（Toray Industries, Inc.）から入手可能なＥ−６０シリーズＬｕｍｉｒｒｏｒ（商標）ポリエステルフィルム、スリーエム社（3M Company）から入手可能なＬｉｇｈｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ ３６３５−１００（ＬＥＦ）、Ｗ．Ｌ．ゴアアンドアソシエーツ社（W. L. Gore & Associates, Inc.）から入手可能なものなどの多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム、ラブスフィア社（Labsphere, Inc.）から入手可能なＳｐｅｃｔｒａｌｏｎ（商標）反射材料、アラノッドアルミニウムベレドルング社（Alanod Aluminum-Veredlung GmbH & Co.）から入手可能なＭｉｒｏ（商標）陽極酸化アルミフィルム（Ｍｉｒｏ（商標）２フィルムを含む）、古河電気工業社（Furukawa Electric Co., Ltd.）によるＭＣＰＥＴ高反射性発泡シート、並びに、三井化学社（Mitsui Chemicals, Inc.）から入手可能なＷｈｉｔｅ Ｒｅｆｓｔａｒ（商標）フィルム及びＭＴフィルムが挙げられる。また、層１２は、反射体である層１６と組み合わされた場合、半透明又は透明になることもできる。

第１の導体パターン１４は、第１の層１２の表面上に設けられている。導体パターン１４は、銀インクなどの導電性インク、又は銅箔若しくはアルミニウム箔などの薄い導体パターン、又はそれらの組み合わせ（例えば、導電性インクに銅又は類似の導電性金属でメッキする）を含んでもよい。いくつかの実施形態において、導体パターン１４は、例として、スクリーン印刷法、シャドーマスク法、フォトリソグラフィー法、エッチング法、アブレーション法、又はレーザー誘起熱写真法によって、選択されたパターンで形成される。多くの実施形態において、導体パターンは、例えば銅箔又はアルミニウム箔などの導電性シートによって形成されてもよく、その導電性シートは、連続的であってもよく、例えば、ロータリーダイカット、レーザーパターニング、ウォータージェットカット、又は他の商業的に利用可能なカット法によってパターン形成されていてもよい。この導体パターン１４は、第１の層１２の面の上に積層された別の層であってもよく、また別法として、層１２と１６との間に配置され固定され、次いで互いに接合されてもよい。回路構成は、図１に示すような格子パターン、又は他の任意の所望のパターンでバスを有してもよい。

装置１０は、第１の層１４と係合するように構成された第２の層１６を更に有している。いくつかの実施形態において、第２の層１６は、透明なポリエステルフィルム、又は、透明であるか半透明であるかにかかわらず光透過性を有する他の好適なフィルムから構成される。多数の実施形態において、層１６は、上述したように、反射体ベースフィルム層１２と置き換えるか又はそれを強化するための反射体フィルムである。いくつかの実施形態において、第１の層１２の上面と係合する第２の層１６の底面、又は導体パターン１４を有する第１の層１２の上面のいずれかが、第１の層１２と第２の層１６とを互いに貼り付けるために使用される接着剤（光透過性であり得る）を有する。多数の実施形態において、層１２と１６は互いに積層されて、一体型の装置を形成する。

第２の層１６は、第２の導体パターン１８を有しており、この第２の導体パターンは、上述した第１の導体パターン１４と同様に構成され組み立てられている。また、第２の層１６は、１つ以上の孔つまりビア２０を有しており、このビア２０は、図２〜５に関連して更に詳しく議論されるように、第１の層１２と第２の層１６とが結合されると第１の導体パターン１４の各部分と整列するように配置されており、第２の層１６の上面から第１の導体パターン１４にアクセスすることが可能となっている。

層１６はフィルムとして示されているが、印刷された層であってもよいことが更に特筆される。

また、装置１０は、１つ以上の光源又は照明源２２を有しており、その光源又は照明源２２は、２つの接点（即ち陽極及び陰極）を有する１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよいが、それに限定されない。使用され得るＬＥＤの例には、白色、赤色、オレンジ色、琥珀色、黄色、緑色、青色、紫色、又は他の任意の色の当該技術分野において既知のＬＥＤなど、様々な色のＬＥＤが挙げられる。ＬＥＤはまた、入力の極性に依存して複数の色を発するタイプであっても、赤外線又は紫外線を発するタイプであってもよい。更に、ＬＥＤは、様々なタイプのパックされたＬＥＤ又はむき出しのＬＥＤダイ、並びにモノリシック回路基板タイプの装置又は回路導線若しくは回路配線を使用する構成を含んでもよい。図１に示すように、光源２２は、光源２２の少なくとも一部分が孔２０の上にあるように配置されている。これによって、光源２２の接点のうちの１つは、孔２０を通じて第１の導体１４と接触するか又は電気的に連通することができる。光源２２の他の接点は、第２の導体パターン１８と電気的に連通する。したがって、電圧源２４などの電力源が次いで、図示のように第１及び第２の導体パターン１４及び１８の全体に接続されて、光源２２を稼働させるための電力を供給することが可能になる。

図２は、図１の装置１０の分解側面図であり、同様の参照符号は、図１に示すものと同じ要素を指している。図２に示されているように、第１の層１２は、その上面に設けられた１つ以上の導体パターン１４を有している。図示の例において、導体パターン１４は、上述のように、銅又は銅箔２８でメッキされた導電性インクのトレース２６から構成されていてもよい。次いで、光源２２の一部分が、矢印３０によって示されるように、孔２０を通じて導体パターン１４との電気接続を又は電気的に連通をなすことができる。ここで、図に示す装置１０の要素の寸法は厳密なものではなく、開示される要素の配置を示すものにすぎないことが特筆される。したがって、層１２及び１６並びに導体パターン１４及び１８の厚さは、実際に利用されるよりも厚いものとなっている。このように、光源２２の接点のうちの１つが導体パターン１４と接触するためにビア２０を通じて延びる距離は小さく、また、パターン１４と接触するための、光源２２からの突出部、延長部、又はリード線は、必要でないことがある。あるいは、下部の接点パターンを上部の接点パターンと近接させるために、抵抗体又は抵抗性材料が孔の中に固着され得るか又は付着され得る。これにより、各ＬＥＤに限流抵抗をもたらすという更なる機能が果たされる。あるいは、抵抗性材料は、正の温度係数を有するように選択され得て、この正の温度係数により、周囲温度及びＬＥＤ温度に基づいて各ＬＥＤへの電流を更に制限するという更なる利点が得られる。

図３は、層１２と１６との結合を示す、図１の装置１０の組立側面図を示す。上述のように、図の寸法は、厳密な寸法を示すことを意図したものではなく、光源が、パターン１４と電気接触又は電気的に連通するのための距離の程度は小さなものである。それにもかかわらず、図３は、光源２２の部分３４の接点３２（単に代表的なものであり、特定の物理的接続を示すことを意図したものではない）が導体パターン１４と電気接触しているところを示している。光源２２のもう１つの部分３６は、導体パターン１８と電気接触又は電気的に連通する。パターン１４及び１８は、図２及び３に示すように片寄っていてもよく、また別法として、一方が他方の上に直接配置されていてもよい。そのような場合、孔２０は、パターン１８内に、ただし、パターン１８の回路から電気的に絶縁されかつパターン１８の回路の連続性に影響を及ぼすことなく配置されてもよい。

ＬＥＤの表面における抽出効率を、例えばＬＥＤ／光透過性境界面における全内面反射を無効にすることで改善するために、かつ／又は、光源２２を保護するために、１つ以上の光源２２からの光抽出が、光源２２を封入するか、光源２２をコーティングするか、又は光源２２の上に光透過性フィルムを貼り付けることによって増強されてもよい。これは、全内面反射を利用して封入材料又はコーティング内に光を導くことで光の分布を均一にすることによって達成されてもよい。更に、例として、ナノ粒子、ガラス微小球、金属粉末、細断したＥＳＲ（chopped ESR）、又はブラッグ格子を含めることによって、反射又は散乱により媒体内から拡散光分布が発生されることもある。媒体からの更なる方向付けされた光分布が、例として、プリズム状若しくはミクロ構造の表面、レンズレットアレイ、成形されたリブ、又は不規則で無秩序な表面パターンを使用して達成されてもよい。

図４は、光源を示さずに図１の装置の導電トレース間の例示的な位置関係を示す、図１の装置の例示的な平面図である。特に、導体格子パターン１８は、導体格子パターン１４の上に配置されており、孔２０と同じ高さにある。図から分かるように、孔２０は、装置１０が組み立てられると孔２０が直接、パターン１４の上に位置するように配置されている。これは、孔２０を横切る導体パターン１４によって示されている。

図５は、導電トレースと発光装置又は光源２２（図２及び３も参照）との間の位置関係を示す、図１及び図４に示す装置１０の平面図である。図示のように、各光源２２は、孔２０を通じて光源が導体パターン１４と接触することを達成するように、孔２０の上に配置されている。各光源２２のもう１つの部分３６は、導体パターン１８と電気接触するように配置されている。

例示的な装置１０が、例えば図３に示すように組み立てられると、第１の層１２の光反射面は、図３に示すように第２の層の上面から離れる方向に光を投射するように働く。更に、格子配列又は類似の変形物を利用することによって、装置１０は、所望の切断パターンを形成するように切断することが可能である。次いで、電力が単純に第１及び第２の層の全体に印加されて、光源２２が照明する。別の例において、装置１０は、単純に回路パターン又はトレースを光操作フィルムの両側又は両面に印刷することによって実装されてもよいと考えられる。これによって、例えば、一方の面に「プラス」側、もう一方の面に「マイナス」側が生じる。孔２０を通じて回路間を接続するようにＬＥＤを配置することによって、コーティングされたシートの誘電性が利用されて、交差する回路パターンが可能となる。この方法論を利用すると、任意の所望のパターンに切断されることができ、次いで単純に頂面上の任意の点及び底面上の別の点に接続することによって電力供給されることができる光マットを製造することが可能となる。

もう１つの別法においては、まず第１の回路又は導体パターンを印刷及びメッキすることによって、装置１０と類似した構造がシートの片側に製作され得る。これに続き、第１の回路の少なくとも一部分の上に孔を有する誘電層が印刷される。次に、第２の印刷及びメッキされた回路が、誘電層の頂面に設けられる。次いで、照明源（例えばＬＥＤ）が、誘電体内の開口部を通じて部分的に装着され、その結果、第１及び第２の導電層又はパターンの双方が接続される。

図６〜９は、本開示による光源の更に別の例を開示しており、この例は、導体パターンではなく金属泊を使用することを含む。図６は、複数の層を有する照明装置４０の斜視図を示す。第１の導体層４２は、銅箔、又はシート若しくは層として変形され得る他の好適な導体などの金属箔から構成されてもよい。第１の導体層４２の上に、第１の電気絶縁体又は非導電層４４が設けられている。いくつかの実施形態において、別の電気絶縁体層又は非導電層が第１の導電層４２の下に設けられて、２つの非導電層間に導電層４２を挟むことができる。第１の電気絶縁体層４４は、この層を貫く１つ以上の孔４６を有している。第１の電気絶縁体層４４は、上述のように、シート若しくは層として変形され得る任意の既知の電気絶縁体若しくは誘電体、又は光反射層からなっていてもよい。加えて、層４４は、層４４を第１の導体層４２などの隣接層に接着するために、片側又は両側に接着剤を含むことが可能である。

装置４０は、第１の電気絶縁体層４４の上面に設けられた第２の導体層４８を更に有している。第２の導電層４８は、この層を貫く１つ以上の孔５０を有しており、また、銅箔、又はシート若しくは層として変形され得る他の好適な導体などの金属箔からなっていてもよい。孔５０及び４６は、整列するか又は互いに位置合わせされるように構成されている。最後に、装置４０は、光学フィルム層５２を有している。光学フィルム層５２は、反射材料からなっていてもよく、また、上述した光反射フィルムとして、他の光操作特性を有していてもよい。層５２は、１対以上の孔５４を有しており、各対５４は、第１の孔５６と第２の孔５８とを有している。第１の孔５６は、それぞれ第１の導体層４４及び第２の導体層５０内のホール４６及び５０と整列するか又は位置合わせされる。図６は、この整列を垂直な一点鎖線で示している。このようにして、層５２の上面に設けられた、陽極及び陰極端子を有するＬＥＤなどの少なくとも２つの端子を有する照明源は、孔５６、５０、及び４６を通じて第１の導体層４２と電気接触をなすことができる。光照明源の他の端子は、孔５８を通じて第２の導体層４８と電気的に連通することができる。いくつかの実施形態において、層５２は、第１の孔５６と第２の孔５８の各対５４に代わる単一の大きな孔を有している。

また、装置４０は、１つ以上の光源又は照明源６０を有しており、その光源又は照明源６０は、２つの接点（即ち陽極及び陰極）を有する１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよいが、それに限定はされない。使用され得るＬＥＤの例には、白色、赤色、オレンジ色、琥珀色、黄色、緑色、青色、紫色、又は他の任意の色の当該技術分野において既知のＬＥＤなど、様々な色のＬＥＤが挙げられる。ＬＥＤはまた、順方向バイアスされるか又は逆方向バイアスされるかに応じて複数の色を発するタイプであっても、赤外線又は紫外線を発するタイプであってもよい。更に、ＬＥＤは、様々なタイプのパックされたＬＥＤ又はむき出しのＬＥＤダイ、並びにモノリシック回路基板タイプの装置又は回路導線若しくは回路配線を使用する構成を含んでもよい。

第２の導体層４８の上面又は光学フィルム層５２の底面のいずれかが、層４８と５２とを互いに貼り付けるために、接着剤を有していてもよいことが特筆される。加えて、組み立てられた装置４０の層は、互いに積層されて単体構造を達成する。

図７は、装置４０の立断面距離全体に延びる断面線７−７による図６の装置の分解横断面図を示す。図示のように、照明源６０の部分６２は、部分６２と第１の導体層４２とを電気的に連通させるように、整列された孔５６、５０、及び４６の上に配置されている。照明装置６０のもう１つの部分６４は、孔５８の上に配置されて、部分６４と第２の導電層４８とを電気的に連通させている。したがって、電圧源６６などの電力源が次いで、図示のように第１の導体パターン４２及び第２の導体パターン４８の全体に接続され、照明源６０を稼働させるための電力を供給することが可能である。

図８は、図７に示す装置４０の組立横断面図である。図示のように、図８は、層４２、４４、４８、及び５２を有する層状構造を示す、組み立てられた装置を示す。前述のように、図の寸法は、厳密な寸法を示すことを意図したものではなく、光源６０が、第１の導体層４２及び第２の導体層４８と電気接触するか又は電気的に連通するための距離の程度は小さなものである。それにもかかわらず、図８は、光源６０の部分６２及び６４の接点６８及び７０（単に代表的なものであり、特定の物理的接続を示すことを意図したものではない）が、それぞれ層４２及び４８と電気接触しているところを示している。

図９は、図６の組み立てられた装置４０の斜視図であり、照明源６０が、装置４０の上面に設けられて、孔５６と５８との対の孔に横切って接続されていることを示す。

図１０は、開示される照明装置８０のもう１つの例の分解斜視図である。図示のように、装置８０は、キャリアフィルム８２を有しており、このキャリアフィルム８２は、電気絶縁していることもある。キャリアフィルム８２上に、銅箔などの１対以上の金属箔ストリップ８４が設けられている。フィルム８２及びストリップ８４上に、反射フィルム（例えば、本明細書において先に論じられた反射フィルムのいずれか）などの光操作フィルム８６が設けられている。フィルム８６は、ホール８８又は８９の少なくとも第１の対を有しており、対８８又は８９におけるホールの各々は、ストリップ８４の対のそれぞれのストリップと整列している。次いで、ＬＥＤ９０（図１１に示す）などの照明源が、ストリップ８４に接続された電源の正電位及び負電位とそれぞれ連通するように、ホール８８の上に配置されてもよい。

図１１は、組み立てられた状態で示された、図１０の装置の斜視図である。

これらの図が更に示すこととして、層８６は、各対の箔ストリップ８４に対応して整列された少なくとも２対以上のホールを有し、これらのホールは、１対の箔ストリップ８４と電気的に連通する光源の１つ以上の更なる群に電力を供給するために、導線９２によって（層８６の上又は下で）ジャンパ接続されてもよい。このようにして、装置８０は、シートに変形され、所望の大きさに切断されることができ、また、切断されたシート内のすべてのＬＥＤに電力供給するために、適切な数の導体ジャンパ９２を有する装置に必要となる電源又はアクセスコネクション（access connection）９４は１つのみとなる。

装置８０の層は一斉に積層され、ＬＥＤを電気接続してもよいことが特筆される。

本願において開示される装置は、所望の回路の性質又は各装置上の回路の数に応じて、図に示されているよりも多くの導電層及び絶縁体層を有することができる。例えば、第２の回路を各装置上に製作するために、更なる絶縁体層が２つの付加的な導電層の間に積層され得る。

図１２は、開示される照明装置１００のもう１つの例の平面図である。この装置１００は、銀を主成分とする導電性インクを使用して導体パターン１０４を作製することで、反射フィルム１０２上に印刷され得る。次いで、標準的な電気化学メッキプロセスを利用して、銅が導電性インクの上にメッキされ得る。ＬＥＤなどの光源が、間隙１０６にわたってはんだ付けされて、いずれの端部からも電力供給されることができる並列回路が作製され得る。この方法を用いると、回路の導電率は、メッキプロセスによって、インク印刷に対する５．５オームからメッキ付きのインクに対する０．５オームまでに増加された。導電率がより高いことで、一続きのＬＥＤ全体を装着し点灯することが可能となったが、印刷によっって用意された回路は、最初の１つ又は２つのＬＥＤのみを明るく点灯する。この回路は、上述したような反射フィルム上に構築される。

上述の例示的な構造及び方法は、説明した通りに使用されても組み合わせで使用されてもよい。つまり、ある代替例は、銅箔でできた下部の導体パターンと、光学フィルム上に印刷された上部の回路又は導体パターンとを有することができる。別の代替例において、下部の回路は印刷され得、上部の回路は銅箔であり得る。

導体パターン又は導体層に対する銅箔の代わりに、アルミニウム又は他の導電性金属箔が利用されてもよいことが特筆される。更に、箔に代わって、金属導体でコーティングされたポリエステルが利用されてもよいと考えられる。その上、開示される層のすべては、互いに積層されたフィルム又は互いの上に印刷されたコーティングによって実装され得る。

本願において説明される照明装置は、照明要素の厚さが最小となることが望まれる照明用途に特に有用な、比較的薄い照明装置を提供する。いくつかの実施形態において、照明装置又はマットの全体的な厚さ（光源を除く）は、１００マイクロメートルから２０００マイクロメートル、又は１００マイクロメートルから１０００マイクロメートル、又は２５０マイクロメートルから７５０マイクロメートルの範囲内にある。本明細書において説明される照明装置又はマットを形成する複数の層は、任意の有効な厚さを有することができる。多数の実施形態において、導体層は、１０マイクロメートルから５０マイクロメートル、又は２０マイクロメートルから３０マイクロメートルの範囲内の厚さを有し、絶縁体層及び／又は光操作層（１０マイクロメートルから３０マイクロメートルの所望による接着層を含む）はそれぞれ、２５マイクロメートルから２５０マイクロメートル、又は２５マイクロメートルから１５０マイクロメートルの範囲内の厚さを有する。多数の実施形態において、光源は、７５マイクロメートル以上の範囲の厚さを有するＬＥＤである。

本願において説明される照明装置は、様々な所望の形状に切断されることが可能な点灯装置を提供する。それらの形状には、直線状の形状又はより複雑な形状を挙げることができる。そのような照明装置は、例として車両の内面又は外面などの面を照明するための多様な用途における使用に好適である。加えて、開示される照明装置は、先に述べたように、建物の屋内若しくは屋外灯火、バックライト看板、及び表示器などの他の用途において使用されてもよい。

本願において説明される照明装置は、光源に電力供給する１つ以上の電気回路を有することができる。多数の実施形態において、電気回路は並列電気回路である。いくつかの実施形態において、電気回路は、照明装置又は照明マットを照明装置の長さ及び／又は幅に沿って切断するのを可能にする一方で、依然として回路を電圧源に電気的に結合し光源に電力供給するのを可能にする複数の並列回路である。

本願において説明される照明装置は、天井灯、グローブボックス灯、フロア灯、地図灯、鏡灯、装飾灯、リヤウインドブレーキ灯などを伝統的に備える車両のいかなる面の上での使用にも好適である。加えて、本願において説明される照明装置は、従来技術での点灯システムが困難となるか又は非実用的となる場所において点灯を行うのに好適である。本開示の照明装置は、装置の薄い構造及び光源の構成により、制限された空間に取り付けることが可能である。加えて、本開示の照明装置は、看板ボックス、チャネル文字などを含めた、広告用のライトボックスに取り付けられてもよい。本願において説明される照明装置は、その柔軟な構造により、曲面上に取り付けることが可能である。

本願において説明される照明装置はまた、表示の用途にも好適である。これらの照明装置は、広告用の表示器、ＴＶ、ＤＶＤ、又はコンピュータモニターの用途に使用されてもよいのと同様に、液晶ディスプレイパネル用のバックライト又はエッジライトとして特に有用である。

好適な照明装置を提供するために、本願において説明される構成要素の多様な組み合わせが可能であることが、当業者には理解されよう。例えば、導電性の領域、層、及びパターンが可撓性材料から構成されるのと同様に、本開示の開示された装置は、他の可撓性材料から形成されてもよいことが予想される。例えば、スリーエム社（3M Company）から「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ」の商標標記で入手されるものなど、ポリエステルテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリアミド上の、銅でエッチングされた回路がある。また、透明な導電性の領域は、バージニア州マーティンズビル（Martinsville）のＣＰフィルムズ社（CP Films, Inc.）から入手されるポリエステルフィルム上に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）をパターンスパッタコーティングすることによって作製されてもよい。導電性の領域パターンを作製するためのもう１つの選択肢は、ＩＴＯでコーティングされたポリエステルのシート全面からパターンをレーザーアブレーションするか又はエッチングすることである。

更に考えられることとして、本開示の照明装置は、限定はしないが、ボタン、コーヒーカップ、交通の視線誘導標、ウインドウハウジング、ボディーサイドモールディング、バンパーカバー、家具、調理台、弁座、シャワードアなどを含めて、様々な照明加工物へと後に成型されてもよい。

更に考えられることとして、開示される照明装置は、アクリル樹脂、ポリビニルブチラールポリマー、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂などを含めて、ＬＥＤを保護すると共に屈折率整合をもたらすための他の好適な材料で交互にコーティングされてもよい。樹脂は、ガラス玉、シリカ粒子、繊維、又は顔料などの拡散構成要素によって充填され得る。

図に示されている照明装置は、実質的に平坦な物品としての装置を表しているが、この装置が曲線状の物品として構成されてもよいことは理解されるべきである。当業者には理解されることであるが、照明装置を製作するために、調光装置の様々な組み合わせが光源の様々な構成と共に利用され得る。更に、当業者には理解されることであるが、本明細書に示された構造全体は、ハウジングに覆われてもよい。

本願において説明される照明装置の光学品質は、付加的な調光フィルム又は層の使用によって更に向上されてもよい。本願において説明される照明装置において使用するのに好適な調光装置には、グレア及び反射の調整のための光制御フィルム、プリズム状の輝度向上フィルム、拡散フィルム、反射フィルム、反射偏光子輝度向上フィルム、反射体及び転向フィルム、並びに液晶ディスプレイパネルが挙げられる。

本願において説明される装置の構造全体が、装置を他の構造に取り付けるために、後面又は前面のいずれかに接着剤を有してもよいことが更に特筆される。

また、本開示は、２００６年３月１０日に出願された係属中の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００８７８１、名称「照明装置及びその照明装置を製作する方法（ILLUMINATION DEVICES AND METHODS FOR MAKING THE SAME）」を引用によって援用する。

また、本願において説明された装置において使用される光源が様々な形式で設けられ得ることが、当業者には理解されよう。光源は、例えば、１つ以上のＬＥＤの直線状又は非直線状の配列であっても、蛍光ランプ又は白熱ランプ、エレクトロルミネセンス発光体など、他の形式の光源であってもよい。他の例において、ＬＥＤ発光体の行列又は格子が使用されてもよい。いくつかの例において、光は着色されていてもよい。更に他の例において、１つ以上の光源が照明装置内に設けられていてもよい。その光源は、調光制御、オン／オフ制御、カラー制御などを有していてもよい。

上記を考慮すると、本開示は、薄く、効率的で、均等に照明し、かつ審美的に魅力のある照明装置を提供するものである。加えて、開示された照明装置の態様により、自動車の窓及び他の内面若しくは外面、又は表示面などの面への取り付けが容易になるなど、使用が容易となる。

上で詳述した例は、例示及び説明のみを目的に提示されたものであり、限定するものではない。したがって、本開示は、上で開示した基本的な基礎原理の趣旨及び範疇並びに添付の特許請求の範囲に含まれる、いかなる付加的な修正形態、変型形態、又は等価物をも包含すると考えられる。

Claims (3)

1. 第１の導体パターンからなる第１の導体層と、
   前記第１の導体層上に設けられた第１の絶縁体層であって、前記第１の絶縁体層を貫いて画定された少なくとも１つの第１の孔を有する第１の絶縁体層と、
   前記第１の絶縁体層上に設けられた、第２の導体パターンからなる第２の導体層であって、前記第２の導体層を貫いて画定されかつ前記少なくとも１つの第１の孔と整列するように配置された少なくとも１つの第２の孔を有する第２の導体層と、
   前記第２の導体層上に設けられた光操作層であって、第３の孔と第４の孔とを含む、前記光操作層を貫いて画定された少なくとも１対の孔を有し、前記第３の孔が、前記少なくとも１つの第２及び第１の孔と整列するように配置されている光操作層と、
   前記第１、第２、第３の孔内をアクセスする前記第１の導体パターンと電気的に連通する第１の部分と、前記第４の孔内をアクセスする前記第２の導体パターンと電気的に連通する第２の部分とを有する少なくとも１つの光源と、
   を備え、かつ
   前記光操作層は、光反射層、高分子ミラーフィルム又は光透過層であり、そして
   前記光操作層が光透過層であるとき、該光透過層は、屈折層、回折層又は偏光層のいずれかである照明装置。
2. 前記第１の絶縁体層が、前記第１の絶縁体層を貫いて画定された複数の第１の孔を有し、前記第２の導体層が、前記第２の導体層を貫いて画定されかつ前記複数の第１の孔と位置合わせして配置された複数の第２の孔を備え、複数の第３の孔及び複数の第４の孔が、前記光操作層内に画定されており、前記複数の第３の孔が、前記複数の第２の孔と位置合わせされる、請求項１に記載の照明装置。
3. 照明装置を製作する方法であって、
   第１の絶縁体層を第１の導体パターンからなる第１の導体層上に設ける工程であって、第１の絶縁体層が、第１の絶縁体層を貫いて少なくとも１つの第１の孔を画定する工程と、
   第２の導体パターンからなる第２の導体層を前記第１の絶縁体層上に設ける工程であって、前記第２の導体層が、前記第２の導体層を貫きかつ前記少なくとも１つの第１の孔と整列するように配置された少なくとも１つの第２の孔を画定する工程と、
   光操作層を設ける工程であって、少なくとも１つの第３及び第４の孔を、前記少なくとも１つの第３の孔が前記少なくとも１つの第１及び第２の孔と整列するように配置されるように、光操作層を貫いて画定する工程と、
   前記第１、第２、第３の孔内をアクセスする前記第１の導体パターンと電気的に連通する第１の部分と、前記第４の孔内をアクセスする前記第２の導体パターンと電気的に連通する第２の部分とを有する少なくとも１つの光源を備える工程と、
   を含み、かつ
   前記光操作層が光反射層又は高分子ミラーフィルムである、方法。

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