JP5744657B2 - 面発光体の製造方法 並びにこの方法で製造された面発光体 並びにこれを組み込んで成る内照式看板 - Google Patents
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Description
まず、上記特許文献1の面発光体1′では、図8に併せて示すように、トップフィルム14′を張設する際、LED素子13′を取り付けた基板11′の上に、ホットメルト(接着剤)を付着させたトップフィルム14′(一例として韓国のGMP提供の塩ビホットメルトラミネートフィルム(75ミクロン))を重ね、これらを一対の加圧ローラRで挟み込み、トップフィルム14′を貼る手法であった(以下、これを「ホットラミネータによる加圧施工」と称する)。
また、ホットラミネータによる加圧施工では、加圧ローラRでトップフィルム14′をLED素子13′に押し付ける際に、LED素子13′の角(ケーシングの角)によってトップフィルム14′を裂いてしまい、防水性を損ねることも懸念された。
電気配線を有した屈曲可能な基板と、この基板上にほぼ規則的に配置される複数のLED素子と、LED素子の表面に張設されるトップフィルムとを具えて成る面発光体を製造する方法において、
前記基板における複数のLED素子は、基板より高く凸状に配置されており、
前記トップフィルムには、強粘着高伸縮塩ビフィルムが適用されるものであり、
前記トップフィルムを基板上に張設するにあたっては、
準備作業として、トップフィルムを境として上下に区画した密閉空間のうち、下の密閉空間に基板を載置するものであり、且つ、その姿勢は、基板上に設けたLED素子をトップフィルムに向けた姿勢とするものであり、
次いで加熱真空の工程で、前記状態の上下の密閉空間を共に真空状態とするとともに、トップフィルムを加熱し、
次いで一次成形の工程で、複数のLED素子を設けた基板をトップフィルムに押し付け、まずトップフィルムと、最も高い位置となる複数のLED素子のトップ面とを付着した状態とし、
更にその後、二次成形の工程で、上の密閉空間のみを大気開放状態とし、これにより上下の密閉空間に圧力差を形成するものであり、この圧力差によって、加熱したトップフィルムをLED素子の表面に圧着させ、
LED素子とトップフィルムとの間にエアが入り込まないように、トップフィルム自体をLED素子の凹凸形状に密着させて貼着するようにしたことを特徴として成るものである。
前記請求項1記載の製造方法により製造されたことを特徴として成るものである。
看板表面と、側板と、背板とを具えて成る看板ケース内に、面発光体を設置して成る看板において、この面発光体は、前記請求項2記載の面発光体を適用して成ることを特徴として成るものである。
すなわち請求項1または2記載の発明によれば、トップフィルムがLED素子の凹凸形状に充分密着して貼られるため、LED素子とトップフィルムとの間にエアが入り込むこと(空気ダマリ)を防止できる。このため、LED素子の固定力が強化でき、外部からの熱の影響も受けにくい。すなわち、空気ダマリができた場合には、外部からの熱によって空気が膨張し、LED素子の微動(いわゆるガタ)を招きかねない。その場合(ガタが起きた場合)には、LED素子の固定力が弱化し、LED素子が基板から脱落してしまうことも考えられるが、本発明ではその心配がない。また、空気ダマリがないため、エアによる不均一な乱反射を防止でき、面発光体の見栄えも向上させることができる。
また、LED素子とトップフィルムとの間を真空にする、いわゆる真空圧着によって、加熱して伸び率を高めたトップフィルムを張設するため、LED素子の凹凸形状に対し、より確実に密着させてトップフィルムを張設することができる。
また、トップフィルムに強粘着高伸縮塩ビフィルムが適用されるため、上記真空圧着手法と相まって、トップフィルムをLED素子の凹凸形状に対し、より確実に密着させて張設することができ、面発光体としての防水性を高め、LED素子自体の固定力も一層強化させ得る。
なお、強粘着高伸縮塩ビフィルム(一例として広島化成製の100ミクロン)は、素材中にピンホールがないため、このことが防水性向上に大きく寄与しているものと考えられる。すなわち、該フィルムにはピンホールがないため、張設後に外表面からLED素子側への水の侵入(透過)を高いレベルで防止でき、これにより防水性が格段に向上するものと考えられる。因みに、本出願人が行った試験では、該フィルムを貼った面発光体を水没させた後、4カ月経っても浸水が見られず、高い防水性を示したことが確認できている。また、このため面発光体をケース(筐体)等に収容せず、そのままの状態(露出状態)で、屋外や水が掛かる場所(例えば浴室の壁面等)等に設置することができ、極めて新規且つ幅広い用途を可能ならしめ、面発光体の豊富なバリエーション展開を可能とする。
なお説明にあたっては、面発光体1の一般的な構成についてまず説明し、その後、本発明の特徴的事項について説明するものであり、次いで、この面発光体1を組み込んで成る内照式看板SBや面発光体1の他の用途について説明する。
そして、基板11上に電気配線12を形成するにあたっては、例えばフィルムまたはシート状部材の一方の面に、予め設定された適宜の配線パターンをプリントしておき(これをプリント配線と称し、電気配線と同じ符号12を付す)、このプリント配線12を基板11に重ね合わせるように貼着する等して、所望の電気配線12を形成する。より具体的には、例えばシート状部材に導電性銀ペーストをスクリーン印刷して、所望のプリント配線12を得るものであり、これを基板12に接合して基板11上に電気配線12を形成するものである。もちろん、基板11上に電気配線12を形成するには、このような印刷(プリント)手法のみならず、蒸着やエッチングなど種々の方法が採り得る。
なお、面発光体1をユニット化することによって、配線や取り付けを簡便にする効果も挙げられる。
もちろん面発光体1としては、必ずしも上記450×450(12列)のユニットを適宜カットして用いるだけでなく、予め幾つかのユニットでパターン化しておく製品展開が可能である。例えば、本出願人が標準的なパターンとして想定しているものとして、上記450×450(12列)以外に、450×225(6列)、450×187.5(5列)、450×150(4列)、450×112.5(3列)、450×75(2列)等がある。
因みに、LED素子13は、同じ色でも製造ロットによって発色の違いが多少生じ得るため、同一の面発光体1に使用する複数のLED素子13には、同一ロットのものを使用することが好ましい。
これに対し、曇りガラスシートやスリガラスシートは、太陽光をそれほど遮らないため、例えば商業店舗の窓ガラスに面発光体1を設ける場合等に適し、昼間は店舗内に充分光を取り込みながら、夜間は窓ガラス面を電飾として利用できるものである。もちろん、このような曇りガラスシート等は、LED素子13の存在をぼやけさせるものであるから、非点灯時にはLED素子13が目立たなくなり、窓ガラスや壁面等に設置されるLED素子13を、店舗や居室の雰囲気とマッチさせ、違和感のない空間演出を実現するものである。
更に、一般の壁紙や印刷物は、LED素子13の存在をほぼ完全に隠蔽するものと言え、点灯時にはLED素子13の光を柔らかく透過させ、言わば幻想的な光を演出するトップフィルム14と言える。なお、壁紙や印刷物としては長尺シートの適用が可能である。
更に、トップフィルム14を基板11(LED素子13)に張設する際には、図2(b)に示すように、フィルムを、LED素子13によって形成される凹凸に密着させて貼り、LED素子13とトップフィルム14との間にエアが入り込まないようにするものであり、この具体的手法については後述する。
例えば面発光体1には、基板11におけるLED素子13と反対側の面(裏側とする)に、粘着剤(両面)を挟んで板厚0.5 mm程度のアルミ板15を設けることが可能であり、更にその裏側に粘着フィルムを設けることが可能である。なお、板厚0.5 mm程度のアルミ板15は、面発光体1の安定化、施工性の向上を図る目的で設けられるものであり、特に面発光体1を内装材として用いる場合には、アルミ箔(アルミテープ)等で代用するのが現実的である。また粘着剤は、アルミ板15を貼るための接合剤(接着剤)として設けられ、粘着フィルムは、錆止め保護の目的で設けられる。因みに、図中符号16は定電流回路である。
(1)トップフィルムの密着接合
本発明では、図2(b)に示すように、LED素子13によって形成される凹凸形状に合わせてトップフィルム14を密着状態に張設するものであり、具体的にはLED素子13とトップフィルム14との間を真空状態にしてフィルムを張設する(真空圧着)。このような真空圧着を行うには、一例として図3に示すような真空圧着装置4を適用するものである。なお上記図3は、真空圧着の施工の様子を分かり易く示したものであり、接合処理を受ける基板11等と、装置との縮尺は同一ではない。また、本明細書において「(トップフィルム14を)密着状態に張設する」とは、LED素子13とトップフィルム14との間にエアが入り込まないようにする、つまりこれらの間に空気ダマリarを生じさせずにトップフィルム14を貼ることを意味する。以下、真空圧着装置4について説明する。
また、上側ボックス41Aは、ボックス自体が上下動自在に形成され、該ボックス内には電気ヒータ42が内蔵される。更に下側ボックス41Bは、不動状態に形成されるものの、その内部には、上下動可能な昇降テーブル43が設けられる。なお、図中符号44は圧空タンク、符号45は真空タンク、符号46は切換バルブである。
以下、この真空圧着装置4によって、トップフィルム14を密着状態に張設する作動態様について説明する。
実質的な処理作業に先立ち、以下のような準備作業を行う。これには、まず図3(a)に示すように、離間開放状態にある下側ボックス41B内の昇降テーブル43に、LED素子13を取り付けた状態の基板11(これを中間製品1aとする)を載置する。次いで、下側ボックス41Bの上方を、枠Fに保持させたトップフィルム14によって覆うようにセットする。
その後、図3(b)に示すように、上側ボックス41Aを下降させて、トップフィルム14を上下のボックス41A、41Bで挟み込む。この状態で、上下のボックス41A、41B内には、トップフィルム14を挟んで各々独立した密閉空間41AR、41BRが形成される。また切換バルブ46を操作して、真空タンク45が密閉空間41ARにも作用するようにした後、両密閉空間41AR、41BRを同時に真空状態にする。
そして、両密閉空間41AR、41BRが、一定の真空度に達した後、上側ボックス41A内の電気ヒータ42を作動させ、トップフィルム14を加熱する。
加熱によってトップフィルム14が所望の成形温度に達すると(フィルムの伸び率が最高となる温度が望ましい)、図3(c)に示すように、下側ボックス41B内の昇降テーブル43を上昇させて一次成形を行う。この一次成形において、トップフィルム14は、図示するように中間製品1aの最も高い位置(トップ面)に付着した状態となる。
次に、上側ボックス41Aの内部(密閉空間41AR)のみ、真空を解除する。これには、図3(d)に示すように、切換バルブ46を操作して、密閉空間41ARを大気開放状態に切り換えた後、ここに大気を導入して、上側ボックス41A内を大気圧状態にする。このとき下側ボックス41B内すなわち中間製品1aが存在するトップフィルム14よりも下側の空間は、依然として真空状態であるため、上側ボックス41A内に導入した大気圧により、言い換えればトップフィルム14の上下に形成される圧力差によって、トップフィルム14が中間製品1aに押し付けられ、角部にも確実に密着する。
また本発明では、トップフィルム14に強粘着高伸縮塩ビフィルム(一例として広島化成製の100ミクロン)を適用するものであり、これにより上記真空圧着手法と相まって、トップフィルム14をLED素子13によって生じる凹凸形状に対し、ほぼ完全に密着させることができる。すなわち、上記トップフィルム14は、厚手のフィルムであり(一例として従来の約4/3倍程度の厚さ)、且つ伸縮性においても格段に優れているため、フィルムを高い伸び率で施工する上記真空圧着に好適であり、LED素子13の凹凸形状に充分に密着させることができるものである。
この点、従来のトップフィルム14′(図8参照)では、フィルム厚が薄く、また伸縮性(収縮性)も低いため、これをそのまま基板11に真空圧着しても、LED素子13の凹凸形状に密着させることは不可能である。その意味では、従来のトップフィルム14′は、あくまでもホットラミネータによる加圧施工を前提としたものと言える。なお、従来のトップフィルム14′をそのまま適用して、上記真空圧着を行った場合には、真空圧着の際にLED素子13の凹凸形状によってトップフィルム14′を裂いてしまう可能性が非常に高く、製品完成率も極めて低いものである。
更にまた本発明では、電気配線12は、一部がカットされても、そのカット(フリーカット)された欠損部分FCを迂回して残った各LED素子13に電流が流入するような回路(これを本明細書では「網目状回路」と称している)を形成することが好ましい(図4〜図6参照)。これにより、例えば面発光体1を内装材として施工する際、コンセント等のために面発光体1の一部を部分的にカットしても、残留したLED素子13を全て点灯させることが可能であり、極めて高い施工性を獲得することができる。
一方、このような個別制御に対し、例えば前記網目状回路の電流流入点の前段に、LED素子13に流れ込む電流を制御する安定器を予め設けておき、網目状回路が部分的にカットされた場合、この安定器によって、各LED素子13に流入する電流を一括制御する手法も考えられる。
看板表面21としては、強度のある繊維でできた部材の両面を半透明樹脂層で挟持した(一体化形成した)繊維シート(FFシート)やアクリルが好ましい。なお、LED素子13の縦・横の間隔が上述した約37.5mm程度であり、且つビュー角が約105度〜110度程度である場合、看板表面21がFFシートであれば、表示面とLED素子13との間隔は、約50mm程度で、LED素子13のドットが出ない(LED素子13からの発散光が均一になる)ことが本出願人によって確認されており、これは約50mm程度の薄い内照式看板SB(薄型電飾)の製作を可能にしたものと言える。また、看板表面21が5mm程度のアクリルであれば(上記と同じ設定)、内照式看板SBは更に薄い約40mm程度の寸法(35〜38mm)に抑え得ることが本出願人によって確認されている。
また本発明の面発光体1は、例えば図7に示すように大型オフィスビル等の天井照明にも適用できる。すなわち図7に示す実施例は、複数のパネルを縦・横に並べて天井面を構成するいわゆるグリッド天井システムであり、この際のパネルとしてLED素子13を適宜配置した本発明の面発光体1を用いるものである。これにより、壁面に設ける壁紙(面発光体1)の場合と同様に、照明ボックスが不要であること等から、厚みのない天井照明が実現でき、従ってスッキリとした且つ開放的な室内空間を形成することができる。
なお、グリッド天井システムにあっては、通常、照明機能を有したパネル(面発光体1)が、照明機能を持たないパネルと混在し、ある一定の間隔をあけて均等に配置されるものであるが、全てのパネルに照明機能を付すことも可能である。また、照明機能を付加するパネル(一枚のパネル)には、当該パネルの中央部を除いた周縁部分にLED素子13を配置するのが一般的であり、このためLED素子13が配置されないパネル中央部分にスピーカー、非常灯、煙感知器、空調用ディフューザー等を適宜組み込むことが可能である(図7の拡大図参照)。
因みにグリッド天井システムにおいて照明(照明機能を有したパネル)を均等配置する利点は、室内の明るさを調整し易く、室内のどこであっても適正照度を確保し易いことが挙げられる。また、フロアを間仕切って使用する場合等に、照明が邪魔にならず、またどのように間仕切っても適正照度が確保し易いという利点が挙げられる。
1a 中間製品
2 看板ケース
4 真空圧着装置
11 基板
12 電気配線(プリント配線)
13 LED素子
14 トップフィルム
15 アルミ板
16 定電流回路
21 看板表面
22 側板
23 背板
41A 上側ボックス
41AR 密閉空間
41B 下側ボックス
41BR 密閉空間
42 電気ヒータ
43 昇降テーブル
44 圧空タンク
45 真空タンク
46 切換バルブ
ar 空気ダマリ
F 枠
FC 欠損部分
R 加圧ローラ
SB 内照式看板
Claims (3)
- 電気配線を有した屈曲可能な基板と、この基板上にほぼ規則的に配置される複数のLED素子と、LED素子の表面に張設されるトップフィルムとを具えて成る面発光体を製造する方法において、
前記基板における複数のLED素子は、基板より高く凸状に配置されており、
前記トップフィルムには、強粘着高伸縮塩ビフィルムが適用されるものであり、
前記トップフィルムを基板上に張設するにあたっては、
準備作業として、トップフィルムを境として上下に区画した密閉空間のうち、下の密閉空間に基板を載置するものであり、且つ、その姿勢は、基板上に設けたLED素子をトップフィルムに向けた姿勢とするものであり、
次いで加熱真空の工程で、前記状態の上下の密閉空間を共に真空状態とするとともに、トップフィルムを加熱し、
次いで一次成形の工程で、複数のLED素子を設けた基板をトップフィルムに押し付け、まずトップフィルムと、最も高い位置となる複数のLED素子のトップ面とを付着した状態とし、
更にその後、二次成形の工程で、上の密閉空間のみを大気開放状態とし、これにより上下の密閉空間に圧力差を形成するものであり、この圧力差によって、加熱したトップフィルムをLED素子の表面に圧着させ、
LED素子とトップフィルムとの間にエアが入り込まないように、トップフィルム自体をLED素子の凹凸形状に密着させて貼着するようにしたことを特徴とする面発光体の製造方法。
- 前記請求項1記載の製造方法により製造されたことを特徴とする面発光体。
- 看板表面と、側板と、背板とを具えて成る看板ケース内に、面発光体を設置して成る看板において、この面発光体は、前記請求項2記載の面発光体を適用して成ることを特徴とする内照式看板。
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