JP7384430B2 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ＬＥＤ素子によるＬＥＤ照明装置に関する。
ＬＥＤ照明装置では、回路基板に実装されたＬＥＤ素子に電源が供給されることで、ＬＥＤ素子が点灯する。長尺の照明装置とするときには、複数枚の回路基板を電気的に接続する。このようなＬＥＤ照明装置として、特許文献１～３に記載されたものが知られている。
特許文献１に記載の面発光モジュールおよびそれを用いた面発光装置は、複数のＬＥＤが実装され、配線で直列に接続された複数の基板と、複数の基板を収容する複数の凹部を有する支持部材とを備えたものである。
また、特許文献２に記載のバックライト装置及び表示装置は、バックライト光源を長手方向に沿って複数配置した光源列を幅方向に複数備える可撓性のフィルム基板が、フィルム支持部により、山形に折り曲げた状態で支持されたものである。
また、特許文献３に記載の面発光装置は、ＬＥＤを実装するための複数の細長い短冊状の実装基板が、Ａｌ基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板等により形成され、ネジ、リベット、もしくは両面テープ等によりシャーシに固定され、このシャーシが、鋼板、カーボン、或いはＡＢＳ樹脂等の樹脂により形成されたものである。
特許文献１～３に記載の従来のＬＥＤ照明装置は、複数の細長基板が所定間隔を空けて支持部材に配置されているため、ＬＥＤ素子を大判の回路基板にマトリックス状に配置することにより、回路基板のコストを抑えることができる。
しかし、特許文献１に記載の面発光モジュールおよびそれを用いた面発光装置では、複数のＬＥＤが実装された複数の基板が、支持部材に形成された複数の凹部に収容されており、支持部材は、複数のＬＥＤから放射される光を反射する反射板を兼ねており、プラスチック等の樹脂材料を成形あるいは金属を加工することによって平板状部材により形成されている。
従って、複数の基板を収容するための凹部が形成されるような平板状部材の厚みでは、平坦面に取り付けることができても、湾曲面などには張り付けることができない。
従って、複数の基板を収容するための凹部が形成されるような平板状部材の厚みでは、平坦面に取り付けることができても、湾曲面などには張り付けることができない。
また、特許文献２に記載のバックライト装置及び表示装置では、フィルム支持部が、フィルム基板を山形に折り曲げた状態で支持しているため、湾曲面に張り付けるときはフィルム支持部が折れ曲がらないため、液晶パネルを照光するバックライト装置に使用することができても、湾曲面などには張り付けることができない。
また、特許文献３に記載の面発光装置では、実装基板が硬質の基板で形成されており、シャーシが、鋼板、カーボン、或いはＡＢＳ樹脂等の樹脂に形成されているため、特許文献２と同様に、液晶テレビや液晶モニターなどの液晶ディスプレイのバックライトに使用することができても、湾曲面などには張り付けることができない。
そこで、本発明は、基板のコストを抑えつつ、平坦面だけでなく、湾曲面でも設置することが可能なＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
本発明のＬＥＤ照明装置は、可撓性を有するベース板と、前記ベース板に所定間隔を空けて配置され、ＬＥＤ素子が列状に実装された帯状のフレキシブル基板により形成されたＬＥＤ実装用基板とを備えたことを特徴とするものである。
本発明のＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ素子が列状に実装され、帯状のフレキシブル基板により形成されたＬＥＤ実装用基板が、ベース板に所定間隔を空けて配置されているため、ベース板全体を覆うような回路基板とすることより、回路基板のコストを抑えることができる。また、ベース板は可撓性を有しており、ＬＥＤ実装用基板はフレキシブル基板により形成されているため、本発明のＬＥＤ照明装置を設置面に合わせて湾曲させることができる。
前記ＬＥＤ実装用基板は、基本パターンを長さ方向に沿って連続して形成したものであり、前記基本パターンは、プラス側の端子に接続するとともに接続パターンによって複数のＬＥＤ素子を直列接続している第１電源線と、マイナス側の端子に接続する第２電源線と、定電流素子を接続素子として介在させることで前記第１電源線と前記第２電源線とを接続して前記第２電源線を帰線とするリターン線と、前記第１電源線を次の前記基本パターンの端子に接続する繋ぎ用パターン及び前記第２電源線を隣の基本パターンの端子に接続する繋ぎ用パターンとを備え、前記接続素子は、連続して形成した前記基本パターンのうちの最終段の基本パターンでは実装し、最終段以外の前記基本パターンでは非実装とすることができる。
このように基本パターンが形成されていることで、大型の露光装置がなくても、小型の露光装置により基本パターンを連続して露光しながら形成させれば、長尺のＬＥＤ実装用基板を製造することができる。
このように基本パターンが形成されていることで、大型の露光装置がなくても、小型の露光装置により基本パターンを連続して露光しながら形成させれば、長尺のＬＥＤ実装用基板を製造することができる。
前記ＬＥＤ実装用基板の基端部から先端部に向かう方向と交差する方向に配置され、前記ＬＥＤ実装用基板のそれぞれの基端部に形成された受電用の端子に、電源供給用の端子が接続された状態で前記ベース板に配置された電源供給用基板であり、帯状のフレキシブル基板により形成された電源供給用基板を備えたものとすることができる。電源供給用基板を介して、それぞれのＬＥＤ実装用基板に電源を供給することで、それぞれのＬＥＤ実装用基板に電源を供給するためのリード線を接続する必要が無いため、リード線の数を減らすことができる。
本発明のＬＥＤ照明装置によれば、回路基板のコストを抑えることができ、設置面に合わせて湾曲させることができるので、基板のコストを抑えつつ、平坦面だけでなく、湾曲面でも設置することが可能である。
本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明装置を図面に基づいて説明する。
図１に示す本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１は、天井にシーリングライトとして設置されたり、広い天井であれば、天井に敷き詰めたり、所定間隔を空けて配置したり、ファサード照明として大型建築物の平坦な壁面や湾曲した壁面に設置したりすることができる面状発光装置である。
ＬＥＤ照明装置１は、ベース板２と、光源部３とを備えている。
ＬＥＤ照明装置１は、防水性や防塵性の向上を目的として、光源部３が配置されたベース板２全体を覆うように樹脂フィルム（例えば、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ等）が、ラミネート加工により密着した状態で貼り付けられている。この樹脂フィルムが、紫外線遮蔽性を有するものであれば、紫外線からも保護することができる。
図１に示す本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１は、天井にシーリングライトとして設置されたり、広い天井であれば、天井に敷き詰めたり、所定間隔を空けて配置したり、ファサード照明として大型建築物の平坦な壁面や湾曲した壁面に設置したりすることができる面状発光装置である。
ＬＥＤ照明装置１は、ベース板２と、光源部３とを備えている。
ＬＥＤ照明装置１は、防水性や防塵性の向上を目的として、光源部３が配置されたベース板２全体を覆うように樹脂フィルム（例えば、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ等）が、ラミネート加工により密着した状態で貼り付けられている。この樹脂フィルムが、紫外線遮蔽性を有するものであれば、紫外線からも保護することができる。
ベース板２は、可撓性を有する矩形状の板状部材である。ベース板２は、実装面２ｓ（おもて面）が白色に形成されている。
例えば、ベース板２は、可撓性を有するものであれば、薄い金属板、樹脂板等の様々なものが使用できるが、本実施の形態では、正方形状の厚みが約０．５ｍｍのアルミニウム製またはアルミニウム合金の板材とすることができる。
また、白色は、板材に、白色塗料を塗布したり、白色印刷したり、白色シートを貼り付けたりすることで、形成することができる。実装面２ｓが白色であるため、ＬＥＤ実装用基板４に実装されたＬＥＤ素子６からの光を効率よく反射させることができる。
例えば、ベース板２は、可撓性を有するものであれば、薄い金属板、樹脂板等の様々なものが使用できるが、本実施の形態では、正方形状の厚みが約０．５ｍｍのアルミニウム製またはアルミニウム合金の板材とすることができる。
また、白色は、板材に、白色塗料を塗布したり、白色印刷したり、白色シートを貼り付けたりすることで、形成することができる。実装面２ｓが白色であるため、ＬＥＤ実装用基板４に実装されたＬＥＤ素子６からの光を効率よく反射させることができる。
光源部３は、ＬＥＤ素子６と他の電子素子とが実装されたＬＥＤ実装用基板４と、ＬＥＤ実装用基板４に電源を供給するための電源供給用基板５とを備えている。
ＬＥＤ実装用基板４は、ベース板２に所定間隔を空けて並行に配置されている。本実施の形態では、ＬＥＤ実装用基板４は互いに平行となるように１２本が配置されている。ＬＥＤ実装用基板４は、ＬＥＤ素子６が列状に実装された帯状のフレキシブル基板により形成されている。
ＬＥＤ実装用基板４は、ベース板２に所定間隔を空けて並行に配置されている。本実施の形態では、ＬＥＤ実装用基板４は互いに平行となるように１２本が配置されている。ＬＥＤ実装用基板４は、ＬＥＤ素子６が列状に実装された帯状のフレキシブル基板により形成されている。
電源供給用基板５は、ＬＥＤ実装用基板４の基端部４ｋに、ＬＥＤ実装用基板４の長さ方向Ｆ１と交差する方向に沿って配置されている。本実施の形態では、電源供給用基板５は、直交する方向Ｆ２に沿って配置されている。電源供給用基板５は、ＬＥＤ実装用基板４と、ジャンパ素子やゼロオーム抵抗などの接続素子７により導通接続されている。
フレキシブル基板は、銅箔が積層されたポリイミド等から形成され、可撓性を有する絶縁性のベースフィルムに、ＬＥＤ素子６を発光させるための電源供給用の配線パターンが形成され、ベースフィルムと配線パターンとに半田付け部分を露出させた、白色の保護用レジスト層が形成されたものである。
ここで、ＬＥＤ実装用基板４の配線パターンについて、図面に基づいて説明する。
まず、従来の配線パターンについて説明する。
まず、従来の配線パターンについて説明する。
例えば、特許文献４に記載の固体照明パネル用タイルは、複数のタイルが、大きな照明棒状アッセンブリを形成するように組み立てられ、最も左のタイルの第１の経路のカソード接続部が中央のタイルの第１の経路のアノード接続部に電気的に接続され、中央のタイルの第１の経路のカソード接続部が最も右のタイルの第１の経路のアノード接続部に電気的に接続され、同様に、最も左のタイルの第２の経路のアノード接続部が中央のタイルの第２の経路のカソード接続部に電気的に接続され、中央のタイルの第２の経路のアノード接続部が、最も右のタイルの第２の経路のカソード接続部に電気的に接続されている。更に、最も右のタイルの第１の経路のカソード接続が、ループバックコネクタにより、最も右のタイルの第２の経路のアノード接続部に電気的に接続されている。
また、特許文献５に記載の面状照明装置は、導光板の入光面に対向して、ＬＥＤが実装された複数の回路基板が配置され、複数の回路基板が、コネクタによって隣接する同士が電気的に接続される。
このように、特許文献４に記載の固体照明パネル用タイルや、特許文献５に記載の面状照明装置では、複数枚の回路基板を接続するために、コネクタ同士で連結するか、リード線により接続している。従って、複数枚の回路基板を接続するためには、煩雑な作業が必要である。
１枚の大判の回路基板で構成すれば、複数枚の回路基板を連結するためのコネクタが省略できたり、リード線の接続作業が省略できたりする。
１枚の大判の回路基板で構成すれば、複数枚の回路基板を連結するためのコネクタが省略できたり、リード線の接続作業が省略できたりする。
図２（Ａ）に示すように、例えば、フレキシブル基板の回路が、電源が接続される一対の端子１０１，１０２のうち、プラス側の端子１０１に接続される電源線であり、接続パターン１０３により直列接続された複数のＬＥＤ素子１０４の入口側のアノードおよび出口側のカソードに接続された第１電源線１０５と、マイナス側の端子１０２に接続された帰線となる電源線である第２電源線１０７と、第１電源線１０５から第２電源線１０７への配線であり、接続素子の一例である定電流素子１０６を介在させる配線であるリターン線１０８とを備えているものとする。
端子１０１，１０２には、直列接続されたＬＥＤ素子１０４の電圧降下を考慮した電圧が印加され、定電流素子１０６はＬＥＤ素子１０４が要求する電流を流す規格のものが採用される。
図２（Ａ）に示す回路では、定電流で使用されるＬＥＤ素子１０４が直列接続されているため、例えば、直列接続されたＬＥＤ素子１０４は、直列接続されたＬＥＤ素子１０４を複数組に分けて並列接続して使用するときより、消費電力を抑えることができる。
このような回路の場合、例えば、ＬＥＤ素子１０４が６個で、ＬＥＤ素子１０４の間隔が２ｃｍ程度であれば、フレキシブル基板全体の長さが１２ｃｍ程度となるが、大判のベース板２（図１参照）に対応させるために、ＬＥＤ素子１０４の間隔を７～８ｃｍとすると、フレキシブル基板全体の長さを４２ｃｍ～４８ｃｍ以上としなければならない。
配線パターンは、ベースフィルム全体に形成された銅箔をエッチングするフォトレジスト法により形成される。
従って、引用文献４，５に記載の従来のＬＥＤ照明装置に使用される回路基板を、ＬＥＤ素子が列状に実装される長尺のフレキシブル基板に配線パターンにより形成する場合や、図２（Ａ）に示す回路図を、フレキシブル基板に配線パターンにより形成する場合には、銅箔をフォトエッチングにより形成するための大型の露光機が必要である。しかし、露光エリアが３０ｃｍを超える露光機は高額であり、準備が困難な特殊な装置となる。
従って、引用文献４，５に記載の従来のＬＥＤ照明装置に使用される回路基板を、ＬＥＤ素子が列状に実装される長尺のフレキシブル基板に配線パターンにより形成する場合や、図２（Ａ）に示す回路図を、フレキシブル基板に配線パターンにより形成する場合には、銅箔をフォトエッチングにより形成するための大型の露光機が必要である。しかし、露光エリアが３０ｃｍを超える露光機は高額であり、準備が困難な特殊な装置となる。
例えば、図２（Ａ）に示す回路を、図２（Ｂ）に示すＬＥＤ実装用基板のように、基本パターンＰ１（Ｐ１１，Ｐ１２）が長さ方向に沿って連続して形成することで、露光範囲が狭い露光機でも配線パターンを製作することができるようにしたものである。
図２（Ｂ）に示す基本パターンＰ１は、図２（Ａ）に示す配線パターンと同様に、電源が接続される一対の端子１０１，１０２のうち、プラス側の端子１０１に接続される電源線であり、接続パターン１０３により直列接続された複数のＬＥＤ素子１０４に接続された第１電源線１０５と、マイナス側の端子１０２に接続された帰線となる電源線である第２電源線１０７と、第１電源線１０５から第２電源線１０７への配線であり、接続素子の一例である定電流素子１０６を介在させる配線であるリターン線１０８とを備えている。
また、基本パターンＰ１は、第１電源線１０５と第２電源線１０７とを次の基本パターンＰ１の一対の端子１０１，１０２に接続する繋ぎ用パターン１０９，１１０を備えている。
また、基本パターンＰ１は、第１電源線１０５と第２電源線１０７とを次の基本パターンＰ１の一対の端子１０１，１０２に接続する繋ぎ用パターン１０９，１１０を備えている。
フレキシブル基板（ＬＥＤ実装用基板）の配線パターンについて、基本となる基本パターンＰ１を長さ方向に沿って連続して形成すると、最初の基本パターンＰ１１には、電源が接続される端子１０１，１０２が形成される。
最初の基本パターンＰ１１に続く後段の基本パターンＰ１（図２（Ｂ）では基本パターンＰ１２のみ）では、端子１０１，１０２に、繋ぎ用パターン１０９，１１０が接続される。従って、後段の端子１０１は、前段の基本パターンＰ１の繋ぎ用パターン１０９を介して、ＬＥＤ素子１０４の出口側のカソードに接続された第１電源線１０５に導通状態である。また、後段の端子１０２は、前段の基本パターンＰ１の繋ぎ用パターン１１０を介して第２電源線１０７に導通状態である。
また、最終段の基本パターンＰ１（図２（Ｂ）では基本パターンＰ１２）の繋ぎ用パターン１０９，１１０は、次段に基本パターンＰ１が無いことから、開放端となる。
更に、基本パターンＰ１のダイパッド１１１については、最終段の基本パターンＰ１２は定電流素子１０６が実装され、最終段以外は、定電流素子１０６が非実装である。
そうすることで、図２（Ｂ）に示すＬＥＤ実装用基板は、図２（Ａ）に示す回路と等価とすることができる。
最初の基本パターンＰ１１に続く後段の基本パターンＰ１（図２（Ｂ）では基本パターンＰ１２のみ）では、端子１０１，１０２に、繋ぎ用パターン１０９，１１０が接続される。従って、後段の端子１０１は、前段の基本パターンＰ１の繋ぎ用パターン１０９を介して、ＬＥＤ素子１０４の出口側のカソードに接続された第１電源線１０５に導通状態である。また、後段の端子１０２は、前段の基本パターンＰ１の繋ぎ用パターン１１０を介して第２電源線１０７に導通状態である。
また、最終段の基本パターンＰ１（図２（Ｂ）では基本パターンＰ１２）の繋ぎ用パターン１０９，１１０は、次段に基本パターンＰ１が無いことから、開放端となる。
更に、基本パターンＰ１のダイパッド１１１については、最終段の基本パターンＰ１２は定電流素子１０６が実装され、最終段以外は、定電流素子１０６が非実装である。
そうすることで、図２（Ｂ）に示すＬＥＤ実装用基板は、図２（Ａ）に示す回路と等価とすることができる。
このように、ＬＥＤ実装用基板の配線パターンが基本パターンＰ１により形成されていることで、長尺のフレキシブル基板でも、ＬＥＤ実装用基板の配線パターンをフォトエッチング法により製作するときに、長さ方向に沿って基本パターンＰ１を繰り返し露光することで形成することができる。
従って、ＬＥＤ照明装置は、大判のベース板２（図１参照）に合わせた大判のＬＥＤ実装用基板とする必要が無く、所定間隔を空けて細長長尺のＬＥＤ実装用基板を並べて配置することにより製作することができる。よって、ＬＥＤ照明装置は、基板のコストを抑えることができる。
従って、ＬＥＤ照明装置は、大判のベース板２（図１参照）に合わせた大判のＬＥＤ実装用基板とする必要が無く、所定間隔を空けて細長長尺のＬＥＤ実装用基板を並べて配置することにより製作することができる。よって、ＬＥＤ照明装置は、基板のコストを抑えることができる。
（実施例）
次に、ＬＥＤ実装用基板４の回路例を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、ＬＥＤ実装用基板４は、２色のＬＥＤ素子６をそれぞれ直列接続するものである。
本実施例では、ＬＥＤ実装用基板４には、昼光色を発光するＬＥＤ素子６ａと、電球色を発光するＬＥＤ素子６ｂとが実装されている。
ＬＥＤ実装用基板４の基端部４ｋには、ＬＥＤ素子６ａに電源を供給するための端子４１ａが形成されている。また、ＬＥＤ素子６ｂに電源を供給するための端子４１ｂが形成されている。本実施例では、端子４１ａと端子４１ｂとにそれぞれ、電源として＋２４Ｖが供給される。
次に、ＬＥＤ実装用基板４の回路例を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、ＬＥＤ実装用基板４は、２色のＬＥＤ素子６をそれぞれ直列接続するものである。
本実施例では、ＬＥＤ実装用基板４には、昼光色を発光するＬＥＤ素子６ａと、電球色を発光するＬＥＤ素子６ｂとが実装されている。
ＬＥＤ実装用基板４の基端部４ｋには、ＬＥＤ素子６ａに電源を供給するための端子４１ａが形成されている。また、ＬＥＤ素子６ｂに電源を供給するための端子４１ｂが形成されている。本実施例では、端子４１ａと端子４１ｂとにそれぞれ、電源として＋２４Ｖが供給される。
直列接続されたＬＥＤ素子６ａからの帰線Ｒは、通電用素子として機能する定電流素子８（８ａ）を介在させて端子４１ｃに接続されている。同様に、ＬＥＤ素子６ｂからの帰線Ｒは、定電流素子８（８ｂ）を介在させて端子４１ｄに接続されている。端子４１ｃと端子４１ｄは、グランドとなる。
次に、図３に示す回路図を実現する配線パターンについて、図面に基づいて説明する。
図４（Ａ）に示すように、ＬＥＤ実装用基板４は、基本となる基本パターンＰ２が長さ方向に沿って連続して形成されたものである。図４（Ａ）に示すＬＥＤ実装用基板４では、基本パターンＰ２（Ｐ２１，Ｐ２２）が２回連続している。
図４（Ｂ）に示すように、基本パターンＰ２には、受電用の端子４１ａ～４１ｄが形成されている。ＬＥＤ素子６ａを直列接続するための配線である接続用パターン４２ａが形成されている。接続用パターン４２ａには、ＬＥＤ素子６ａが実装されるダイパッド４３ａが形成されている。
また、ＬＥＤ素子６ｂを直列接続するための配線である接続用パターン４２ｂが形成されている。接続用パターン４２ｂには、ＬＥＤ素子６ｂが実装されるダイパッド４３ｂが形成されている。
図４（Ａ）に示すように、ＬＥＤ実装用基板４は、基本となる基本パターンＰ２が長さ方向に沿って連続して形成されたものである。図４（Ａ）に示すＬＥＤ実装用基板４では、基本パターンＰ２（Ｐ２１，Ｐ２２）が２回連続している。
図４（Ｂ）に示すように、基本パターンＰ２には、受電用の端子４１ａ～４１ｄが形成されている。ＬＥＤ素子６ａを直列接続するための配線である接続用パターン４２ａが形成されている。接続用パターン４２ａには、ＬＥＤ素子６ａが実装されるダイパッド４３ａが形成されている。
また、ＬＥＤ素子６ｂを直列接続するための配線である接続用パターン４２ｂが形成されている。接続用パターン４２ｂには、ＬＥＤ素子６ｂが実装されるダイパッド４３ｂが形成されている。
端子４１ａ，４１ｂからの第１電源線４Ｐに、直列接続されたＬＥＤ素子６ａ，６ｂが接続されている。また、端子４１ｃ，４１ｄへの帰線Ｒである第２電源線４Ｎに、通電用素子として機能する定電流素子８（８ａ，８ｂ）を実装するためのダイパッド４６ａ，４６ｂが形成されている。ダイパッド４６ａ，４６ｂには、第２電源線４Ｎに接続するリターン線４７ａ，４７ｂが接続されている。
図４（Ａ）および同図（Ｂ）基本パターンＰ２（Ｐ２１）の最終段のＬＥＤ素子６ａ，６ｂからは、次段の基本パターンＰ２（Ｐ２２）へ向かう繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂが形成されている。
繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂは、次段の基本パターンＰ２２の端子４１ａ，４１ｂに接続される。
また、端子４１ｃ，４１ｄから次段の基本パターンＰ２２に向かう繋ぎ用パターン４５ａ，４５ｂが形成されている。
繋ぎ用パターン４５ａ，４５ｂは、次段の基本パターンＰ２２の帰線Ｒ用の端子４１ｃ，４１ｄに接続される。
繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂは、次段の基本パターンＰ２２の端子４１ａ，４１ｂに接続される。
また、端子４１ｃ，４１ｄから次段の基本パターンＰ２２に向かう繋ぎ用パターン４５ａ，４５ｂが形成されている。
繋ぎ用パターン４５ａ，４５ｂは、次段の基本パターンＰ２２の帰線Ｒ用の端子４１ｃ，４１ｄに接続される。
このような基本パターンＰ２が形成されていることで、長尺のフレキシブル基板からＬＥＤ実装用基板４の配線パターンをフォトエッチング法により製作するときに、長さ方向Ｆ１に沿って基本パターンＰ２を繰り返し露光することで形成することができる。
そして、図３に示す回路と等価とするために、電源供給用基板５に接続される基本パターンＰ２１のダイパッド４６ａ，４６ｂは、定電流素子８が非実装であり、次段（最終段）の基本パターンＰ２２のダイパッド４６ａ，４６ｂは、定電流素子８が実装される。
そして、図３に示す回路と等価とするために、電源供給用基板５に接続される基本パターンＰ２１のダイパッド４６ａ，４６ｂは、定電流素子８が非実装であり、次段（最終段）の基本パターンＰ２２のダイパッド４６ａ，４６ｂは、定電流素子８が実装される。
そうすることで、定電流素子８が非実装状態のダイパッド４６ａ，４６ｂでは、最終段のＬＥＤ素子６ａ，６ｂが第２電源線４Ｎと非接続状態となる。
そのため、基本パターンＰ２１の最終段のＬＥＤ素子６ａ，６ｂは、繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂにのみに接続された状態である。また、繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂは、次段の基本パターンＰ２２の端子４１ａ，４１ｂに接続されている、
そのため、基本パターンＰ２１の最終段のＬＥＤ素子６ａ，６ｂは、繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂにのみに接続された状態である。また、繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂは、次段の基本パターンＰ２２の端子４１ａ，４１ｂに接続されている、
次段の基本パターンＰ２２のダイパッド４６ａ，４６ｂに、定電流素子８が実装されることで、最終段のＬＥＤ素子６ａ，６ｂと定電流素子８と第２電源線４Ｎとが接続状態となる。
また、最終段となる基本パターンＰ２２の繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂは、次段に基本パターンＰ２が無いことから、開放端となる。
従って、定電流素子８の実装状態によって、ＬＥＤ実装用基板４の先端部４ｓに位置する最終段の基本パターンＰ２２と、それ以外の基本パターンＰ２とを同じ配線パターンとすることができるので、ＬＥＤ実装用基板４の配線パターンを、同じ配線パターン（基本パターンＰ２）の繰り返しとすることができる。
なお、本実施例に係るＬＥＤ実装用基板４では、基本パターンＰ２が２回繰り返して形成されているが、要求される長さに応じて基本パターンＰ２を３回以上繰り返して形成するようにしてもよい。
また、最終段となる基本パターンＰ２２の繋ぎ用パターン４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂは、次段に基本パターンＰ２が無いことから、開放端となる。
従って、定電流素子８の実装状態によって、ＬＥＤ実装用基板４の先端部４ｓに位置する最終段の基本パターンＰ２２と、それ以外の基本パターンＰ２とを同じ配線パターンとすることができるので、ＬＥＤ実装用基板４の配線パターンを、同じ配線パターン（基本パターンＰ２）の繰り返しとすることができる。
なお、本実施例に係るＬＥＤ実装用基板４では、基本パターンＰ２が２回繰り返して形成されているが、要求される長さに応じて基本パターンＰ２を３回以上繰り返して形成するようにしてもよい。
次に、電源供給用基板５の配線パターンについて、図面に基づいて説明する。
図５（Ａ）および同図（Ｂ）に示すように、電源供給用基板５は、ＬＥＤ実装用基板４と同様に、フレキシブル基板により形成されている。
電源供給用基板５には、電源供給用の端子５１ａ～５１ｄが一列に並んだ状態で、長さ方向Ｆ３に沿って所定間隔ごとに形成されている。端子５１ａ～５１ｄは、それぞれ、図５（Ｂ）に示す端子５１ａ～５１ｄと、図１に示す接続素子７（例えば、ジャンパ素子等）により接続される。
図５（Ａ）および同図（Ｂ）に示すように、電源供給用基板５は、ＬＥＤ実装用基板４と同様に、フレキシブル基板により形成されている。
電源供給用基板５には、電源供給用の端子５１ａ～５１ｄが一列に並んだ状態で、長さ方向Ｆ３に沿って所定間隔ごとに形成されている。端子５１ａ～５１ｄは、それぞれ、図５（Ｂ）に示す端子５１ａ～５１ｄと、図１に示す接続素子７（例えば、ジャンパ素子等）により接続される。
端子５１ａ、５１ｂからのそれぞれの枝線に接続されると共に、隣接する端子５１ａ、５１ｂ同士を接続する、電源を供給するための電源線となる第１電源線５２が形成されている。
端子５１ｃには、接続素子が実装される一方のパッド５３ａが接続されている。
一方のパッド５３ａと対をなす他方のパッド５３ｂは、隣接する他方のパッド５３ｂ同士を接続する、グランド線となる一方の第２電源線５３が接続されている。
また、端子５１ｄには、接続素子が実装される一方のパッド５４ａが接続されている。
一方のパッド５４ａと対をなす他方のパッド５４ｂは、隣接する他方のパッド５４ｂ同士を接続する、グランド線となる他方の第２電源線５４が接続されている。
端子５１ｃには、接続素子が実装される一方のパッド５３ａが接続されている。
一方のパッド５３ａと対をなす他方のパッド５３ｂは、隣接する他方のパッド５３ｂ同士を接続する、グランド線となる一方の第２電源線５３が接続されている。
また、端子５１ｄには、接続素子が実装される一方のパッド５４ａが接続されている。
一方のパッド５４ａと対をなす他方のパッド５４ｂは、隣接する他方のパッド５４ｂ同士を接続する、グランド線となる他方の第２電源線５４が接続されている。
外部から電源、例えば、＋２４Ｖを供給するためのリード線Ｌ１（図１参照）が接続される第１電源端子５５が第１電源線５２に形成されている。
グランドとするためのリード線Ｌ２（図１参照）が接続される一方の第２電源端子５６が、一方の第２電源線５３に形成されている。
一方の第２電源端子５６とは別系統のグランドとするためのリード線Ｌ３（図１参照）が接続される他方の第２電源端子５７が、他方の第２電源線５４に形成されている。
グランドとするためのリード線Ｌ２（図１参照）が接続される一方の第２電源端子５６が、一方の第２電源線５３に形成されている。
一方の第２電源端子５６とは別系統のグランドとするためのリード線Ｌ３（図１参照）が接続される他方の第２電源端子５７が、他方の第２電源線５４に形成されている。
リード線Ｌ１にプラス電源を供給し、リード線Ｌ２，Ｌ３からの電流をＰＷＭ制御により点灯制御して、ＬＥＤ６ａとＬＥＤ６ｂとの調光を調整することで、ＬＥＤ６ａおよびＬＥＤ６ｂの調光と混色とを制御することができる。
このように、電源供給用基板５が、それぞれのＬＥＤ実装用基板４に接続して電源を供給するので、リード線の数を減らすことができ、ＬＥＤ素子６全体の調光と混色とを制御することが可能である。
このように形成されたＬＥＤ実装用基板４と電源供給用基板５とが、図１に示すように、ベース板２に櫛歯状に配置されている。ベース板２への配置は、ＬＥＤ実装用基板４と電源供給用基板５とを、両面接着テープにより貼り付けたり、接着材により貼り付けたり、ねじ止めとしたりすることで、固定することができる。
このＬＥＤ実装用基板４と電源供給用基板５とは、図６に示すような配線パターンのフレキシブル基板Ｆにより製作することができる。
図６に示すフレキシブル基板Ｆは、連続した基本パターンのうち１つの基本パターンを示している。フレキシブル基板Ｆは、ＬＥＤ実装用基板４の配線パターンが幅方向Ｆ４に沿って並べられている。図６では、４枚分のＬＥＤ実装用基板４が並べられている。また、幅方向Ｆ４に並ぶＬＥＤ実装用基板４の一方の側部には、電源供給用基板５の配線パターンが形成されている。
図６に示すフレキシブル基板Ｆは、連続した基本パターンのうち１つの基本パターンを示している。フレキシブル基板Ｆは、ＬＥＤ実装用基板４の配線パターンが幅方向Ｆ４に沿って並べられている。図６では、４枚分のＬＥＤ実装用基板４が並べられている。また、幅方向Ｆ４に並ぶＬＥＤ実装用基板４の一方の側部には、電源供給用基板５の配線パターンが形成されている。
フレキシブル基板Ｆでは、連続した基本パターンにおける切断位置を示す切断線Ｌを、表層として形成された白色の保護用レジスト層の非形成部分として形成している。
図１に示すＬＥＤ照明装置１では、図４（Ａ）に示す基本パターンＰ２が２つ連続したＬＥＤ実装用基板４が１２枚並べられており、図５（Ｂ）に示す基本パターン１１が２つ連続した電源供給用基板５が、１２枚のＬＥＤ実装用基板４に接続されている。
従って、ＬＥＤ実装用基板４では、基本パターンＰ２が２４枚分必要であるため、図６に示すフレキシブル基板Ｆが６枚分必要となる。
また、電源供給用基板５は、２つ分の基本パターン１１が必要であるため、６枚分のフレキシブル基板Ｆから２枚分の電源供給用基板５の基本パターン１１を取る。
そうすることで、図１に示すＬＥＤ照明装置１に必要なＬＥＤ実装用基板４と、電源供給用基板５とを得ることができる。
従って、ＬＥＤ実装用基板４では、基本パターンＰ２が２４枚分必要であるため、図６に示すフレキシブル基板Ｆが６枚分必要となる。
また、電源供給用基板５は、２つ分の基本パターン１１が必要であるため、６枚分のフレキシブル基板Ｆから２枚分の電源供給用基板５の基本パターン１１を取る。
そうすることで、図１に示すＬＥＤ照明装置１に必要なＬＥＤ実装用基板４と、電源供給用基板５とを得ることができる。
このような、図１に示すＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤ実装用基板４が帯状のフレキシブル基板により形成され、ベース板２に所定間隔を空けて配置されているため、ベース板２全体の大きさの回路基板にＬＥＤ素子を実装することより、ＬＥＤ実装用基板４のコストを抑えることができる。
また、フレキシブル基板は変形自在であり、ベース板２も可撓性を有しているため、平坦面だけでなく、湾曲面でも、設置面に応じて変形させることで、取り付けが可能である。
従って、ＬＥＤ照明装置１は、基板のコストを抑えつつ、平坦面だけでなく、湾曲面でも設置することが可能である。
また、フレキシブル基板は変形自在であり、ベース板２も可撓性を有しているため、平坦面だけでなく、湾曲面でも、設置面に応じて変形させることで、取り付けが可能である。
従って、ＬＥＤ照明装置１は、基板のコストを抑えつつ、平坦面だけでなく、湾曲面でも設置することが可能である。
なお、本実施例では、ＬＥＤ実装用基板４に、昼光色光を発光するＬＥＤ素子６ａと、電球色光を発光するＬＥＤ素子６ｂとの２系統を発光するための配線パターンが形成されているが、一系統としてもよい。このとき、ＬＥＤ素子６の発光色は、適宜変更することが可能である。
また、図４に示すＬＥＤ実装用基板４では、リターン線４７ａ，４７ｂを通電するための通電素子として定電流素子８としているが、他の箇所で定電流制御できるのであれば、単にジャンパ素子やゼロオーム抵抗などの接続素子を実装するようにしてもよい。
次に、図１に示すＬＥＤ照明装置１を壁面に設置した状態を図面に基づいて説明する。なお、図７では、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、ＬＥＤ照明装置１ｘは、ベース板２と、ベース板２に貼り付けられたＬＥＤ実装用基板４とを備えたＬＥＤ照明装置１がマトリックス状に配置されている。なお、図７では、４枚のＬＥＤ照明装置１を図示しており、他のＬＥＤ照明装置１は、省略している。
ＬＥＤ照明装置１からの出射方向となる前方には、拡散板９が配置されている。
拡散板９は、樹脂フィルム、樹脂シート、樹脂板、または和紙を樹脂コーティングされた紙とすることができる。本実施例では、拡散板はアクリル板により形成されている。
図７に示すように、ＬＥＤ照明装置１ｘは、ベース板２と、ベース板２に貼り付けられたＬＥＤ実装用基板４とを備えたＬＥＤ照明装置１がマトリックス状に配置されている。なお、図７では、４枚のＬＥＤ照明装置１を図示しており、他のＬＥＤ照明装置１は、省略している。
ＬＥＤ照明装置１からの出射方向となる前方には、拡散板９が配置されている。
拡散板９は、樹脂フィルム、樹脂シート、樹脂板、または和紙を樹脂コーティングされた紙とすることができる。本実施例では、拡散板はアクリル板により形成されている。
本実施例では、拡散板９には、花模様Ｐが描かれており、花模様Ｐ部分が透光部Ｐｔであり、それ以外の残余の部分が遮光部Ｐｓとなる。
透光部Ｐｔは、絵とする以外に、文字、模様、記号のいずれかまたは組み合せを象ったものとすることができる。
このように、ベース板２にＬＥＤ実装用基板４とＬＥＤ実装用基板４とが配置されることで、薄板状とすることができ、面状に発光させることができるため、絵、文字、模様、記号のいずれかまたは組み合せを象った透光部Ｐｔを形成することで、意匠性を高めたり、メッセージを光らせたりすることができる。
透光部Ｐｔは、絵とする以外に、文字、模様、記号のいずれかまたは組み合せを象ったものとすることができる。
このように、ベース板２にＬＥＤ実装用基板４とＬＥＤ実装用基板４とが配置されることで、薄板状とすることができ、面状に発光させることができるため、絵、文字、模様、記号のいずれかまたは組み合せを象った透光部Ｐｔを形成することで、意匠性を高めたり、メッセージを光らせたりすることができる。
本発明は、天井や壁面などに設置して屋内照明としたり、看板に設置して屋外照明としたりすることに好適である。
１，１ｘ ＬＥＤ照明装置
２ ベース板
２ｓ 実装面
３ 光源部
４ ＬＥＤ実装用基板
４ｋ 基端部
４ｓ 先端部
４Ｐ 第１電源線
４Ｎ 第２電源線
４１ａ～４１ｄ 端子
４２ａ，４２ｂ 接続用パターン
４３ａ，４３ｂ ダイパッド
４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ 繋ぎ用パターン
４６ａ，４６ｂ ダイパッド
４７ａ，４７ｂ リターン線
５ 電源供給用基板
５１ａ～５１ｄ 端子
５２ 第１電源線
５３ａ，５３ｂ パッド
５３ 一方の第２電源線
５４ａ，５４ｂ パッド
５４ 他方の第２電源線
５５ 第１電源端子
５６ 一方の第２電源端子
５７ 他方の第２電源端子
６，６ａ，６ｂ ＬＥＤ素子
７ 接続素子
８，８ａ，８ｂ 定電流素子
９ 拡散板
１０１，１０２ 端子
１０３ 接続パターン
１０４ ＬＥＤ素子
１０５ 第１電源線
１０６ 定電流素子
１０７ 第２電源線
１０８ リターン線
１０９，１１０ 繋ぎ用パターン
１１１ ダイパッド
Ｐ１，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２，Ｐ２１，Ｐ２２，１１ 基本パターン
Ｆ フレキシブル基板
Ｆ１ 長さ方向
Ｆ２ 直交する方向
Ｆ３ 長さ方向
Ｆ４ 幅方向
Ｒ 帰線
Ｐ 花模様
Ｐｔ 透光部
Ｐｓ 遮光部
Ｌ 切断線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ リード線
２ ベース板
２ｓ 実装面
３ 光源部
４ ＬＥＤ実装用基板
４ｋ 基端部
４ｓ 先端部
４Ｐ 第１電源線
４Ｎ 第２電源線
４１ａ～４１ｄ 端子
４２ａ，４２ｂ 接続用パターン
４３ａ，４３ｂ ダイパッド
４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ 繋ぎ用パターン
４６ａ，４６ｂ ダイパッド
４７ａ，４７ｂ リターン線
５ 電源供給用基板
５１ａ～５１ｄ 端子
５２ 第１電源線
５３ａ，５３ｂ パッド
５３ 一方の第２電源線
５４ａ，５４ｂ パッド
５４ 他方の第２電源線
５５ 第１電源端子
５６ 一方の第２電源端子
５７ 他方の第２電源端子
６，６ａ，６ｂ ＬＥＤ素子
７ 接続素子
８，８ａ，８ｂ 定電流素子
９ 拡散板
１０１，１０２ 端子
１０３ 接続パターン
１０４ ＬＥＤ素子
１０５ 第１電源線
１０６ 定電流素子
１０７ 第２電源線
１０８ リターン線
１０９，１１０ 繋ぎ用パターン
１１１ ダイパッド
Ｐ１，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２，Ｐ２１，Ｐ２２，１１ 基本パターン
Ｆ フレキシブル基板
Ｆ１ 長さ方向
Ｆ２ 直交する方向
Ｆ３ 長さ方向
Ｆ４ 幅方向
Ｒ 帰線
Ｐ 花模様
Ｐｔ 透光部
Ｐｓ 遮光部
Ｌ 切断線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ リード線
Claims (2)
- 可撓性を有するベース板と、
前記ベース板に所定間隔を空けて配置され、ＬＥＤ素子が列状に実装された帯状のフレキシブル基板により形成されたＬＥＤ実装用基板とを備え、
前記ＬＥＤ実装用基板は、基本パターンを長さ方向に沿って連続して形成したものであり、
前記基本パターンは、
プラス側の端子に接続するとともに接続パターンによって複数のＬＥＤ素子を直列接続している第１電源線と、
マイナス側の端子に接続する第２電源線と、
定電流素子を接続素子として介在させることで前記第１電源線と前記第２電源線とを接続して前記第２電源線を帰線とするリターン線と、
前記第１電源線を次の前記基本パターンの端子に接続する繋ぎ用パターン及び前記第２電源線を隣の基本パターンの端子に接続する繋ぎ用パターンと
を備え、
前記接続素子は、連続して形成した前記基本パターンのうちの最終段の基本パターンでは実装し、最終段以外の前記基本パターンでは非実装とするＬＥＤ照明装置。 - 前記ＬＥＤ実装用基板の基端部から先端部に向かう方向と交差する方向に配置され、前記ＬＥＤ実装用基板のそれぞれの基端部に形成された受電用の端子に、電源供給用の端子が接続された状態で前記ベース板に配置された電源供給用基板であり、
帯状のフレキシブル基板により形成された電源供給用基板を備えた請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
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|---|---|---|---|
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