JP5913672B2 - 帯状ｌｅｄライトおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯状ＬＥＤライトおよびその製造方法に関する。

回路基板上に複数のＳＭＤ（Surface Mount Device：表面実装）タイプＬＥＤ（Light Emitting Diode）を直線的に実装し点灯すると、ＬＥＤ発光方向は回路基板に対し垂線方向となるのが一般的である。この場合、回路基板を曲げが容易な帯状ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）で製作すれば、ＬＥＤ発光方向に湾曲可能な帯状発光モジュールができる。このような商品はテープライトとして数多く作られ市販されている。

逆に、この構造では帯状発光モジュールを捻らない限り、ＬＥＤ発光方向に対して直角方向（帯状ＦＰＣの幅方向）に湾曲させることは難しい。なぜなら、帯状ＦＰＣは部品が実装され回路を形成するのに、少なくとも７ｍｍ以上の幅が必要となり、幅方向へ曲げることができないからである。

発光方向に対しＦＰＣ基板を直角方向に曲げる方法としては、側面発光ＬＥＤを使う方法と砲弾型ＬＥＤを使う方法がある。側面発光ＬＥＤの場合、ＬＥＤ発光方向は基板の幅方向となるため、ＦＰＣからなる帯状基板は発光方向に対し直角方向に曲げられる。砲弾型ＬＥＤの場合も同様である。砲弾型ＬＥＤを用いたフレキシブル発光体の例としては特許文献１〜３に開示されたものがある。

一方、ＦＰＣ基板を用いない例として、特許文献４に記載された、螺旋状又は交差状に配置した２本以上の給電線の各正負一対の間に、複数の発光ダイオードと電流制限抵抗を直列に接続した直列回路をそれぞれ１又は２以上ずつ並列に接続し、これらの給電線の周囲を、透光性を有する軟質合成樹脂で覆い、フレキシブルな線状としたフレキシブル線状発光体がある。

特許文献５には、複数の電気部品（ＬＥＤ）が搭載されるとともにそれらの間を動作可能に接続する回路基板であって、所定の長さのフレキシブル基板と、このフレキシブル基板に形成された導電パターンと、フレキシブル基板の側縁に沿って配列された複数のタブとを備え、電気部品（ＬＥＤ）のうちの一つまたは複数はそれぞれの対応するタブにおいて導電パターンにより接続され、タブのそれぞれは、タブが残りの基板と一列に並ぶ第１の位置から、上記タブが残りの基板に対してある角度（９０度）を向くような第２の位置まで折り曲げ可能であるタブ付回路基板および、複数の発光ダイオードと、発光ダイオードから出射される光を受ける光拡散部材と、発光ダイオードが搭載される前記タブ付回路基板とを有する照明装置それを用いた照明装置が提案されている。

前述したように、表面実装タイプのＬＥＤでは、ＦＰＣに実装した場合、ＦＰＣ平面に垂直な方向が発光方向であるので、ＦＰＣを曲げても発光方向は曲げた通りの形状とはならない。

これに対して、側面発光ＬＥＤや砲弾型ＬＥＤを用いると、ＦＰＣを曲げた通りの形状の光が放射されるが、側面発光ＬＥＤや砲弾型ＬＥＤは特殊用途に使われるＬＥＤであるために輝度や発光色の種類が少なく、多様な顧客ニーズに対応できていない。

また、特許文献４に開示されたようなフレキシブル線状発光体では、ＦＰＣを用いないため、ＬＥＤの実装工程や給電線を捻る工程が必要となり、大量生産には問題がある。

特許文献５に開示された回路基板およびそれを用いた照明装置では、回路基板本体に対して直角に曲げられたタブの内側にＬＥＤが実装されているので、ＬＥＤが回路基板本体よりも低いときはＬＥＤから放射される光の一部が回路基板本体により遮られるという問題がある。ＬＥＤをタブの外側に実装すると、タブよりも外側にＬＥＤおよび光拡散部材が突き出るため、照明装置全体の高さが高くなる。また回路基板とＬＥＤの実装位置がずれており、ＬＥＤをセンターラインに配置すると回路基板がセンターラインから外れるため、曲げて使用すると回路基板にストレスが掛かるという問題がある。さらに、タブに実装されるＬＥＤに対して電流を供給するための導電パターンは、プラス側、マイナス側とも、一つの回路基板に形成されるため、回路基板の幅を一定以上狭くすることができず、小型化に制約がある。

そこで本出願人は、特許文献６において、長尺帯状のフレキシブル基板の幅方向の中央部に複数のＬＥＤがアレイ状に実装されるＬＥＤ実装部が設けられ、前記ＬＥＤ実装部の幅方向の両側に、前記ＬＥＤに電流を流すための少なくとも２本の給電パターンが形成された第１および第２の基板が設けられ、前記ＬＥＤ実装部と前記第１および第２の基板とは、折り曲げ可能に形成されたＬＥＤ実装用回路基板と、同特許文献６においては、前記ＬＥＤ実装用回路基板にＬＥＤおよび電気部品を実装し、前記ＬＥＤ実装部に対して前記第１の基板および第２の基板の少なくとも一方を折り曲げて形成した発光ユニットと、この発光ユニットを透明または半透明の可撓性絶縁性素材で被覆して作成した帯状フレキシブルＬＥＤライトとを提案した。

特表２００４−５２６１８５号公報 実用新案登録第３０９８８４０号公報 特許第３８９７２６０号公報 特開平９−２９７５４９号公報 米国特許第７３７７７８７号明細書 特開２０１３−１１８１６９号公報

前掲の特許文献６に記載された発明により、発光方向に対して直交する方向に曲げが可能な長尺でコンパクトな、回路基板にストレスがかかりにくく、防水性を有する帯状ＬＥＤライトが提供できたが、これはＬＥＤの点光源が線状に配列されたもので、光のムラのない均一で連続的な帯状光源とはならない。

それは、その実施形態として、個々のＬＥＤからの光をＬＥＤ実装用回路基板の長手方向に拡散して、線状の光源となるように、発光ユニットのカバーの外周に中実の半円柱状の光拡散ケースを取り付ける構成のものでは、光拡散ケースの光拡散部の厚みが厚くなり、ＬＥＤ発光部のＬＥＤ光源から出射した光の減衰が大きくなると共に光拡散部から出射した光の色度が、黄色を示す方向の濁った色になり視覚上照明の効果が半減したり、また角度によって光度のむらがあるという問題である。
これを解決するには、発光ユニットが挿入される絶縁ケースの上面に光拡散部を設ける方法が考えられる。しかしこの方法では、光拡散部の厚みを５ｍｍ以上の厚みにしないとムラのない均一で連続的光の帯は得られない。また、この方法では光拡散層の厚みが非常に厚くなりＬＥＤから射出される光が大きく減衰し必要とする明るさが得られないと同時に本来のＬＥＤの発光色が変わってしまう問題がある。

そこで本発明は、ＬＥＤの光の色を出来るだけ変化させないと共に光の減衰が少なく、ムラのない均一な光を放射できる帯状ＬＥＤライトおよびその製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の帯状ＬＥＤライトは、複数のＳＭＤタイプのＬＥＤが一定間隔で一列に直線状に配置されたＬＥＤユニットと、前記ＬＥＤユニットが挿入される空間を内部に有し、前記ＬＥＤユニットの発光方向に位置する面が光拡散剤なしの光透過性の仕切り板である、当該仕切り板と一体の帯状絶縁ケースと、前記帯状絶縁ケースの仕切り板の外側に当該仕切り板と一体に連設され、前記帯状絶縁ケースの仕切り板から出射された光を、空間部を間に介して拡散させる、光拡散材料で形成された湾曲した断面の光拡散部と、を備えたことを特徴とする。

本発明においては、帯状絶縁ケースに収納されたＬＥＤユニットの各ＬＥＤから出射された光は、光透過性の仕切り板を介して光拡散部との間の空間部に放射され、湾曲した断面の光拡散部に照射される。光拡散部では、光拡散材料により光が光拡散部の幅方向と長手方向に拡散される。ＬＥＤの配置間隔を適正に選ぶことにより、光拡散部から外部に放射される光が連続し、点光源状ではなく線光源状となる。

前記ＬＥＤユニットは、各ＬＥＤが、点灯のための導電線により接続され、かつ前記ＬＥＤの発光方向に対して側面方向に屈曲自在な構造を持ち、前記帯状絶縁ケースおよび光拡散部は可撓性材料からなるものとすることができる。これにより、帯状ＬＥＤライトをフレキシブルな構成とすることができる。

可撓性を有する前記帯状絶縁ケースは、前記仕切り板と光拡散部を設けているが、二色成形により一体に成形されたものとすることができる。仕切り板と光拡散部とは、光拡散材料の有無により、異なった材料から形成されるが、これを二色成形法により成形することにより、一体に成形することができる。

前記ＬＥＤユニットと前記帯状絶縁ケースの前記空間との空隙には、封止用の合成樹脂又は合成ゴムが充填されている構成とする。但し、前記帯状絶縁ケースの全長の全ての空隙を充填する場合と前記帯状絶縁ケース両側の入口付近の空隙のみを充填する場合がある。これにより、ＬＥＤユニットと帯状絶縁ケースの空間との空隙が封止用の合成樹脂又は合成ゴムにより充填され、防湿構造、防水構造となるため、屋外での使用にも適したものとなる。

本発明によれば、光の減衰が少なく、ムラのない均一なＬＥＤ発光色に近いきれいな光を放射できる帯状ＬＥＤライトが得られる。

本発明の実施の形態１を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１における、一体化された絶縁ケースと光拡散部の形成例を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における、一体化された絶縁ケースと光拡散部の他の形成例を示す断面図である。 本発明におけるＬＥＤの指向特性を示す図である。 本発明における複数のＬＥＤと光拡散部による線光源化の説明図である。 本発明の実施の形態１及び比較例の色度測定状態を示す図である。 本発明の実施の形態１及び比較例における、光拡散部から出射した光の色度値を示す色度図である。 本発明の実施の形態１及び比較例の色度測定状態を示す図である。 本発明の実施の形態１及び比較例における、光拡散部から出射した光の色度値を示す色度図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ実装用回路基板を示すもので、（ａ）は１ユニットの全体平面図、（ｂ）は１回路の拡大平面図である。 本発明の実施の形態１に係る回路基板に実装されるＬＥＤおよび電気部品の配線状態を示す回路図である。 本発明の実施の形態１に係る回路基板にＬＥＤおよび電気部品を実装し、断面Ｔ字状の発光ユニットＵに組み立てる工程を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｅ）は正面断面図である。 本発明の実施の形態１に係る発光ユニットＵを示すものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は平面図である。 本発明の他の実施の形態２を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態１を示すものであり、複数のＬＥＤ１１が一定間隔で直線状に配置されるとともに、各ＬＥＤ１１が、点灯のための電源リード線１５，１６により接続され、かつＬＥＤ１１の発光方向に対して側面方向に屈曲自在な構造を持つＬＥＤユニット２０と、ＬＥＤユニット２０が挿入される空間３１を内部に有し、ＬＥＤユニット２０の発光方向に位置する面側に光透過性の仕切り板３２を有する帯状絶縁ケース３０と、帯状絶縁ケース３０の仕切り板３２の外側に連設され、帯状絶縁ケース３０の仕切り板３２から出射された光を、空間部３３を間に介して拡散させる光拡散材料で形成された光拡散部３４とからなる帯状ＬＥＤライトである。ＬＥＤ１１から出た光は、仕切り板３２を通過し、空間部３３をほぼ１８０度の広がりを持って光拡散部３４に進入する。光拡散部３４に進入した光は、湾曲した半円形状の断面の光拡散部３４の内部に到達して拡散される。その結果、光拡散部３４のすべての面から外部へと均一な光として出射していく。光拡散部３４の形状は、湾曲した半円形状の断面をしているが、仕切り板３２の近傍の根元部分から上部の部分は、両側とも直線形状にして、半円形状の断面部分と滑らかにつながるようにしても良い。

ＬＥＤユニット２０において、各ＬＥＤ１１は、電源リード線１５，１６に直接接続されるか、フレキシブル印刷基板（ＦＰＣ）に搭載され、導電部は合成樹脂又は合成ゴムで封止され、ユニット化される。ＬＥＤユニット２０としては、特許文献６に記載された、発光方向に対して側面方向に屈曲自在な構造のものを用いることができる。

ＬＥＤユニット２０に屈曲自在な構造を持たせる場合、ＬＥＤユニット２０の導電部を封止する合成ゴムは、シリコーンゴムが好適である。そして、このＬＥＤユニット２０が挿入される帯状絶縁ケース３０も可撓性の材料とすることにより、全体を帯状フレキシブルＬＥＤライトとすることができる。

帯状絶縁ケース３０の周壁のうち、少なくとも仕切り板３２は光透過性（以下、透明または半透明を含む）であり、光拡散部３４は光透過性の合成樹脂又は合成ゴムに光拡散剤を入れた光拡散材料で形成されている。帯状絶縁ケース３０の仕切り板３２以外の面の全てまたは一部が光拡散材料で形成される場合がある。例えば、図２の場合の帯状絶縁ケース３０は仕切り板３２以外を全て光拡散材料で形成されている。図３の場合は仕切り板３２と下部３５を光透過性の合成樹脂又は合成ゴムで成形し、それ以外を光拡散材料で形成されている。この帯状絶縁ケース３０を形成する方法としは、成形工程のコストダウンを図るため、一般的に使用されている二色成形法を用いる。光透明性の合成樹脂又は合成ゴムと拡散剤入りの光拡散材料の２種類の材料を二色成形機に組込んだ金型に注入して成形することにより、光拡散部３４を設けた帯状絶縁ケース３０を一体で成形することができる。

光拡散剤としては、シリカ炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の安価な不定形の無機粒子を使用することも可能であるが、入射した光の反射を抑えるミクロサイズのシリコーン微粒子やアクリル微粒子を使用するのが好適である。光透過性の合成樹脂又は合成ゴムは、市販されている合成樹脂又は合成ゴムの中から選択される。例えば、光透過性の合成樹脂としては、ポリエーテル樹脂が好適で、光透過性の合成ゴムとしては、シリコーンゴムが好適である。

図４は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤの相対発光強度を示す図である。ＬＥＤ１１の幅方向の相対発光強度の特性は、ＬＥＤ１１発光面に接するほぼ円形の等高線で表され、ＬＥＤ１１の表面に等高線の下方が接する。そこで、一つの等高線に下面が内接するように光拡散部３４の半円形の曲率と位置を設定すれば、光拡散部３４の幅方向の発光輝度は一様となる。

図５は、本発明における複数のＬＥＤと光拡散部による線光源化の説明図である。図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ１１は、０．３Ｗ程度のＳＭＤタイプＬＥＤで回路基板１０上に約１０ｍｍ間隔で配置され、５０〜１２０ｍＷで発光させている。ＬＥＤ１１と空間部３３の間に仕切り板３２があり、仕切り板３２から空間部３３の縦方向の距離ｄのところに光拡散部３４が配置されている。光拡散部３４の厚みは、１ｍｍ以上で、５ｍｍ以下が好適で、２ｍｍ以上で３ｍｍ以下がより好適である。この条件では、ＬＥＤ１１からの光は直進し光拡散部３４内部に入って拡散し、光拡散部３４から出射した光は、拡散された柔らかい光となって、視認される。１ｍｍ未満になると、光拡散部としての光拡散の効果が薄れ、５ｍｍ以上になると光拡散部３４から射出した光の色度が、黄色を示す方向の濁った色に徐々になっていくと共に光の減衰も大きくなっていく。

ＬＥＤ１１単体の光の発光輝度分布は、一般的にＬＥＤ１１の光軸を中心軸とする正規分布的である。ＬＥＤユニット２０の光拡散部３４から出た光の発光輝度分布は、各ＬＥＤの正規分布の裾部分が重なり合い、図５（ｂ）に示すように水平方向の重なり合った裾部分が持ち上げられ、Ｃ−２に示すように合成され、発光輝度分布は、ほぼ一様な分布となる。一様な発光輝度分布するためには、光拡散部３４と仕切り板３２との間の空間部３３の距離ｄによって変わるので、好適な距離ｄを設定する必要がある。距離ｄが小さ過ぎるとＬＥＤの光がスポット的に強く光拡散部３４から出た光は、輝度値が高く保っているが、水平方向の発光輝度分布が、図５（ｂ）のＣ−１に示すように大きく波打ち変化し、ＬＥＤライトとしての商品価値が半減する。これに対して距離ｄが大きすぎると、水平方向の発光輝度分布は図５（ｂ）のＣ−３に示すように均一になる。しかし、光拡散部３４から出る光の輝度値が、照明装置として必要な輝度値３０００ｃｄ/ｍ²を確保できなくなる。距離ｄを好ましくは５ｍｍ〜１５ｍｍ、より好ましくは５〜９ｍｍに設定すると光拡散部３４から出た光の輝度値は、輝度値３０００ｃｄ／ｍ²以上を確保できると共に、水平方向の発光輝度分布は、図３（ｂ）のＣ−２に示すよう輝度部分布は少し波打つが、視認として気にならない程度に抑えることができる。なお、仕切り板３２の下面とＬＥＤ１１の上面とが、接するように位置決めしているので、ＬＥＤ１１から光拡散部材の下面までの距離は、製品毎にバラツキが無く、一定の値を確保できるので、製品毎の発光輝度分布のバラツキを抑えることができる。

また、仕切り板３２と光拡散部３４との間に空間部３３を設けている。その理由は、光拡散部３４の空間部３３をなくして光拡散材料で中実とした場合、光拡散部３４の厚みが厚くなり、ＬＥＤ１１から出射した光が光拡散部３４の表面に達するまでに光が拡散する度合いが大きくなり、結果として輝度が落ちて、暗くなると共に光拡散部から出射した光の色度が、白色から黄色を示す方向の濁った色なり、視覚上照明の効果が半減するからである。

実際に測定した結果について述べる。
図６は、空間部を設けて光拡散部を配置した時と、空間部を設けず光拡散材料で中実にした時の光減衰量及び色温度変化を測定した時の材料配置図である。光源はＳＭＤタイプＬＥＤ４０を６個、１０ｍｍピッチで直線状に配置し１個当たり７０ｍＷで点灯させたものを用いた。色度計５０は、横河メータ＆インスツルメンツ株式会社５２００１：遮光筒式色彩計を用いた。ＬＥＤ４０と色度計５０との間は図６（ａ）に示すように２１ｍｍとした。ＬＥＤ４０と光拡散部４２との間に空間を設ける場合は、図６（ｂ）に示すように空間距離が５．５ｍｍで光拡散部４２の厚み２ｍｍにした時、光拡散部４２から射出される光がムラのない均一な光となった。また空間を設けず光拡散材料で充填した場合は、図６（ｃ）に示すように光拡散部４３の厚みを６ｍｍにした時、光拡散部４３から射出される光がムラのない均一な光となった。この各々の場合の輝度と色度を測定した結果を表１に示す。またその時の色度データを色度図上にプロットしたものが図７である。図７で明らかなように、空間を設けず光拡散部４３を中実にした場合（＃１３）は、空間を設けた時（＃１２）に比べ、色温度が大幅に黄色側にずれ濁った色となっている。また輝度は半減していることが判る。なお、図７の＃１１は、光拡散部がない場合の色度を示している。以上の結果より、ＬＥＤの光源の位置が点々の影で表れる状態をなくし、均一で滑らかな光を得る為には、光拡散材の厚みを増やすのではなく、板厚２ｍｍ程度の薄い光拡散層をＬＥＤから５ｍｍ程度離して配置することが色ずれや光の減衰の点で効果的である。

また図５に示す仕切り板３２と光拡散部３４との間に空間部を設けず、そこに透明の合成樹脂やゴムで充填した場合、透明部は紫外線に侵されやすく、その結果黄変して発光色が濁ったり光量が減衰するという不具合をもたらす。以下透明部が黄変色した時、光拡散部から射出される光の色度を測定した結果について述べる。
図８は実験方法を示している。光源としてＳＭＤタイプＬＥＤ４０を１個、４５ｍＷで点灯させる。（ａ）はＬＥＤ発光光を直接測定した場合。（ｂ）は充填材料として板厚４ｍｍの透明塩化ビニール材４４を用い、その上側に板厚２ｍｍの光拡散部４２を配置した場合、（ｃ）は（ｂ）の透明塩化ビニール材４４の代わりに５年放置され黄変した板厚４ｍｍの塩化ビニール材４５を用いた場合である。色度計５０で測定した結果を表２に示す。中実の透明部が黄変した結果、輝度は３，２３９から２，４４８ｃｄ/m²へと２５％減光している。また、測定した色度値を色度図上に表せば図９のようになる。＃２１はＬＥＤ発光光を直接測定した場合、＃２２は透明塩化ビニール材４４と光拡散部４２を重ねた場合、＃２３は劣化して黄変した塩化ビニール材４５と光拡散部４２を重ねた場合の色度を示している。図９の色度＃２２と＃２３に表れているように、色度が橙色側に移動し濁った光に変化する。

このような課題を解決するために、仕切り板３２と光拡散部３４との間に空間部３３を設けたのである。
なお、帯状絶縁ケース３０の仕切り板３２を光透過性としたのは、仕切り板３２を光拡散剤入りの光拡散材料で形成すると、拡散して光拡散部３４の表面に到達する光の輝度が低下して暗くなるためである。但し、透明の光透過性の合成樹脂又は合成ゴムであっても、光は１００％透過しない。従って、仕切り板３２の厚みが厚くなると、僅かに輝度が低下し、光の色度も僅かに白色から黄色を示す方向になるので、仕切り板３２の厚みは、１〜２ｍｍの薄さにするのが好適である。

仕切板と光拡散板との間に空間を設けず、そこに透明合成樹脂や光拡散材を充填すると、本体重量が２〜３割重くなる。帯状の本製品は天井照明やビルの壁面照明として用いられるが、その際製品は出来るだけ軽いほうが良い。例えば天井照明の場合、本製品の幅寸法の溝を有する構造物をまず天井に取り付け、その溝に本製品を挿入し固定する方法がとられる。このとき製品重量が重いと自重により製品が溝から外れ垂れてきたり、最悪落下するなどの不良の原因となりやすい。このような理由においても、仕切り板と光拡散材料の間は中空が望ましい。

上述したように、図２，図３は、本発明の実施の形態１における、一体化された絶縁ケースと光拡散部の形成例を示す断面図である。

図２の例では、仕切り板３２のみを光透過性とし、他の帯状絶縁ケース３０、光拡散部３４は光拡散材料で形成している。この例では、ＬＥＤ１１から出た光は、光拡散部３４のみならず、側部３６からも拡散した光の一部が出射するので、帯状絶縁ケース３０のほぼ全体から光が拡散して出るようにしたものである。

図３の例では、仕切り板３２と帯状絶縁ケース３０の下部３５を光透過性とし、帯状絶縁ケース３０の上部と光拡散部３４を光拡散材料で形成している。図３の例は、もともと、帯状絶縁ケース３０の下部３５は、ＬＥＤ１１からの光が届かない部分であり、光拡散性である必要がないからである。どこまでを光拡散材料で形成するかは、帯状ＬＥＤライトの使用される場所によって、異なってくるので、図２、図３以外の例も考えられ、二色成形で自由に成形が可能である。

次に、図２または図３の帯状絶縁ケース３０における空間３１に挿入されるＬＥＤユニット２０を構成するＬＥＤ実装用回路基板の実施の形態を図１０〜図１３に示す。この実施の形態に係るＬＥＤ実装用回路基板は、特許文献６に記載されたものである。

図１０（（ａ）は１ユニットの全体平面図、（ｂ）は１回路の拡大平面図）に示すように、本実施の形態に係るＬＥＤ実装用回路基板（以下、単に「回路基板」ということがある。１０は、長尺帯状のフレキシブル基板の幅方向の中央部に複数のＬＥＤがアレイ状に実装されるＬＥＤ実装部１が設けられ、ＬＥＤ実装部１の幅方向の両側に、ＬＥＤに電流を流すための給電パターンが形成された第１の基板２および第２の基板３が設けられ、ＬＥＤ実装部１と第１の基板２および第２の基板３とは、折り曲げ可能に形成されている。本実施の形態では、ＬＥＤ実装部１と第１の基板２とは両端に切込部４ａ，４ｂが設けられた連結片４で連結され、ＬＥＤ実装部１と第２の基板３とは両端に切込部５ａ，５ｂが設けられた連結片５で連結されている。なお、連結片５の一部は、導電パターンを２本通すために幅を狭くすることが難しく、切込部５ａ，５ｂを形成していないものもある。

ＬＥＤ実装部１は、フレキシブル基板の幅方向の両端が連結片によって第１および第２の基板２，３に連結され、フレキシブル基板の長手方向にはとびとびに独立した島状ＬＥＤ実装部によって形成されている。これにより、ＬＥＤ実装部１に対して第１および第２の基板２，３を折り曲げて第１の基板２の裏面と第２の基板３の裏面を合わせたときに（図１２（ｅ）参照）、個々のＬＥＤを搭載している複数の島状ＬＥＤ実装部が独立するので、島状ＬＥＤ実装部間に空間が形成される。そのため、ＬＥＤ実装部１の面に直交する第１および第２の基板２，３の面に直交する方向へ曲げたとき、ＬＥＤ実装部に加わるストレスが小さくなり、曲げやすくなる。

ＬＥＤ実装部１には、表面実装型ＬＥＤを実装するためのＬＥＤランドＰ１が導電パターンにより形成され、第１の基板２には、直流電源からのプラスの電圧が印加される給電パターンＰ２が形成され、第２の基板３には、直流電源のグランドに接続されるグランドパターンＰ３が形成されている。なお、給電パターンＰ２、グランドパターンＰ３には、パターンＰ２，Ｐ３と反対の面で外付けの導電線と半田付けで接続するためのスルーホールＨ１，Ｈ２が設けられている。

第２の基板３には、グランドパターンＰ３のほかに、抵抗ランドＰ４、ダイオードランドＰ５が形成されている。回路基板１０の１ユニットには、Ｃ１〜Ｃ４の４回路が形成され、各回路は同じ構成であって、図１１に示す回路図の構成のＬＥＤ１〜ＬＥＤ２４、抵抗Ｒ１〜Ｒ８、逆流阻止ダイオードＤ１〜Ｄ４からなっている。

なお、本実施の形態１では、１ユニットの回路基板１０の長さＬは２４０ｍｍ、幅Ｗは２４ｍｍ、基板の厚さは１００μｍ、銅箔（導電パターン）の厚さは３５〜５０μｍであるが、これに限定されるものではない。

図１０（ａ）では４回路を１ユニットとしたものを示しているが、数ｍとなる線状光源を実現するためには、多数のユニットの給電パターンＰ２とグランドパターンＰ３を外付けの導電線で並列に接続して、所望の長さの照明装置とすることができる。

図１２は、回路基板１０に表面実装型のＬＥＤ１１、電気部品（本例では抵抗、ダイオード）１２を搭載し、給電パターンＰ２およびグランドパターンＰ３に導電線１３，１４を半田付けしたものを断面Ｔ字状の発光ユニットＵに組み立てる状態を示すものである。図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）〜（ｅ）は正面図（断面図）である。図１２（ｂ）に示すのは回路基板１０を折り曲げる前の状態である。この状態から、切込部４ｂ，５ｂを折り曲げ部として図１２（ｃ）のように下方向に切込部４ｂ，５ｂを９０度折り曲げる。さらに、図１２（ｄ）のように第１の基板２、第２の基板３は下向き平行のまま、切込部４ａ，５ａの部分を折り曲げる。最終的には、図１２（ｅ）に示すように、ＬＥＤ実装部１の裏面に連結片４，５の裏面が接し、第１の基板２と第２の基板３の裏面同士が接するようになる。これらの接する裏面同士は、接着剤により接着し、断面Ｔ字状の発光ユニットＵとなるようにする。

この発光ユニットＵは、裏面同士が接着された第１の基板２と第２の基板３が一体化して一枚の可撓性の板となり、かつ断面Ｔ字状を形成する上部のＬＥＤ実装部１は隣接するＬＥＤ実装部１とは切り離されているので、発光ユニットＵ全体を第１の基板２、第２の基板３の面に対して直交する方向に自在に曲げることができる。

図１３は発光ユニットＵを示すものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。これらの図において、複数の発光ユニットＵが、電源供給のための導電線１３，１４により並列に接続されている。最初の発光ユニットＵの導電線１３，１４の端部には、電源リード線１５，１６が半田付けにより接続されている。なお、導電線１３，１４としては、銅板、単線、撚り線、網線等、第１の基板２，第２の基板３の、導電膜による給電パターンよりも大電流を流すことができる導電線を用いる。

このように、複数の発光ユニットＵを直線状に接続したものの外周を光透過性のシリコーンゴムで封止して、断面Ｔ字状のＬＥＤユニット２０を製造し、上述した図２または図３の帯状絶縁ケース３０の入口から断面がほぼＴ字状の空間３１に挿入し、帯状ＬＥＤライトとすることができる。

また、複数の発光ユニットＵを直線状に接続したものを、光透過性のシリコーンゴムで封止せずに、上述した図２または図３の帯状絶縁ケース３０の入口から断面がほぼＴ字状の空間３１に挿入する。その際、ＬＥＤ１１の上面が仕切り板３２の下面に沿って挿入できるようにした空間３１を設けている。従って、仕切り板３２の下面とＬＥＤ１１の上面とは、接するように位置決めしているので、ＬＥＤ１１から光拡散部３４の下面までの距離は、製品毎にバラツキが無く、一定の値を確保でき、製品毎の発光輝度分布のバラツキを抑えることができる。その後、帯状絶縁ケース３０の両側の入口から密閉性が確保できる所までシリコーンゴムゴムを空間３１との空隙に充填して封止する。こうすれば、全長を全てシリコーンゴムで封止しないので、シリコーンゴムの使用量が抑えられて、帯状ＬＥＤライトの密閉性も保たれる。なお、封止用としてシリコーンゴムを使用したが、市販されているエポキシ樹脂等の封止用の合成樹脂を使用しても構わない。また、光透過性のある材料を使用したが、光を通さない材料を使用しても良い。

なお、図１０〜図１３に示したＬＥＤ実装用回路基板は一例を示すものであり、本発明の帯状ＬＥＤライトに適用されるＬＥＤユニット２０は、これに限定されるものではない。

図１４は本発明の実施の形態２に係るＬＥＤユニット２１を示すものである。上述した実施の形態１のＬＥＤユニット２０では、図１３の発光ユニットＵの周囲を透明のシリコーンゴムで封止した例を示しているが、本例ではＬＥＤユニット２１は発光ユニットＵを用い、これを複数直線状に接続したものとしている。図示のように、第１の基板２と第２の基板３（図１２参照）の裏面同士は接着されているが、ＬＥＤ実装部１の裏面と連結片４，５の裏面（図１２参照）は接着されていなくてもよい。このＬＥＤユニット２１を帯状絶縁ケース３０の空間３１内部に通し、その後、空間３１内部に透明のシリコーンゴムを充填することにより、フレキシブル帯状ＬＥＤライトができる。
その他の構成および作用効果は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

上述したように、本発明の実施の形態１，２によれば、光の減衰が少なく、むらのない均一な白色に近い光を放射できる帯状ＬＥＤライトが得られる。
ＬＥＤユニット２０，２１をＬＥＤ１１の発光方向に対して側面方向に屈曲自在な構造とし、帯状絶縁ケース３０を可撓性材料からなるものとすることにより、帯状ＬＥＤライトをフレキシブルな構成とすることができる。
また、仕切り板３２と光拡散部３４とを二色成形法により成形することにより、光学的な性質の異なる材料を一体に成形することができる。
さらに、ＬＥＤユニット２０，２１と帯状絶縁ケース３０の空間との空隙に、封止用の合成樹脂又は合成ゴムを充填することにより、帯状ＬＥＤライトが防湿構造、防水構造となるため、屋外での使用にも適したものとなる。

本発明は、本来白色であるＬＥＤ光源の光の色に近づけることができ、光の減衰が少なく、むらのない均一な光を放射できる帯状ＬＥＤライトとして、各種の屋内、屋外の装飾照明等に好適に利用することができる。

１ ＬＥＤ実装部
２ 第１の基板
３ 第２の基板
４ 連結片
４ａ，４ｂ 切込部
５ 連結片
５ａ，５ｂ 切込部
１０ ＬＥＤ実装用回路基板（回路基板）
１１ ＬＥＤ
１２ 電気部品（抵抗、ダイオード）
１３，１４ 導電線
１５，１６ 電源リード線
２０，２１ ＬＥＤユニット
３０ 帯状絶縁ケース
３１ 空間
３２ 仕切り板
３３ 空間部
３４ 光拡散部
４０ ＬＥＤ
４２，４３ 光拡散部
４４ 塩化ビニール材
４５ 塩化ビニール材（劣化後）
５０ 色度計

Claims (4)

1. 複数のＳＭＤタイプのＬＥＤが一定間隔で一列に直線状に配置されたＬＥＤユニットと、
   前記ＬＥＤユニットが挿入される空間を内部に有し、前記ＬＥＤユニットの発光方向に位置する面が光拡散剤なしの光透過性の仕切り板である、当該仕切り板と一体の帯状絶縁ケースと、
   前記帯状絶縁ケースの仕切り板の外側に当該仕切り板と一体に連設され、前記帯状絶縁ケースの仕切り板から出射された光を、空間部を間に介して拡散させる、光拡散材料で形成された湾曲した断面の光拡散部と、
   を備えた帯状ＬＥＤライト。
2. 前記ＬＥＤユニットは、各ＬＥＤが、点灯のための導電線により接続され、かつ前記ＬＥＤの発光方向に対して側面方向に屈曲自在な構造を持ち、
   前記帯状絶縁ケースおよび光拡散部は可撓性材料からなる請求項１記載の帯状ＬＥＤライト。
3. 前記ＬＥＤユニットと前記帯状絶縁ケースの前記空間との空隙には、封止用の合成樹脂又は合成ゴムが充填されている請求項１または２記載の帯状ＬＥＤライト。
4. 複数のＳＭＤタイプのＬＥＤが一定間隔で一列に直線状に配置されたＬＥＤユニットと、
   前記ＬＥＤユニットが挿入される空間を内部に有し、前記ＬＥＤユニットの発光方向に位置する面が光拡散剤なしの光透過性の仕切り板である帯状絶縁ケースと、
   前記帯状絶縁ケースの仕切り板の外側に連設され、前記帯状絶縁ケースの仕切り板から出射された光を、空間部を間に介して拡散させる、光拡散材料で形成された湾曲した断面の光拡散部と、を備えた帯状ＬＥＤライトの製造方法であって、
   前記帯状ケースと前記光拡散部とを、二色成形により一体に成形することを特徴とする帯状ＬＥＤライトの製造方法。