WO2015174135A1 - Ｌｅｄ実装テープおよびそれを装着した衣服 - Google Patents

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貢 山崎
山本　浩司
利剛 山川
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株式会社Shindo
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    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations

Definitions

  • the present invention relates to a tape on which a light-emitting LED element is mounted. More specifically, the present invention confirms the presence of a LED mounting tape on clothes or the like in a dark place such as at night, and further emits light. It is related with the clothes which show the decoration effect by.
  • Document 1 proposes a safety garment in which a flexible base on which an LED element is mounted is worn on a garment. Therefore, it is possible to expect a visual effect on a third party.
  • the flexible substrate is a resin plate, it can be bent in an arc shape, but because it is not flexible or stretchable, the installation location on clothes is limited, and it must be attached to a location that is effective for visual recognition. There is a problem that cannot be done.
  • a woven fabric in which conductive yarns are arranged on a part of warps and electronic components can be mounted has been proposed in Reference 2. If such a woven fabric is directly attached to clothes, it is thin and light. It can be expanded and contracted in synchronization with the device, so it is not restricted by the installation location, but it is preferable, but when worn on clothes, etc., when moisture is contained in sweat, rain water, or laundry, etc. Has a problem of short circuit phenomenon and damage to the LED element itself.
  • the problem to be solved in view of the above-mentioned problems is an LED that does not hinder flexibility and stretchability even when attached to clothes, can withstand repeated washing, and can also exhibit a decorative effect.
  • a warp group in which a plurality of non-conductive yarns are arranged, two sets of warps composed of one or more conductive yarns are arranged and knitted at a predetermined interval, and the conductive yarns are knitted.
  • an LED mounting tape in which LED elements are selectively connected to portions exposed on the surface of the knitted fabric, and the entire tape is covered with a flexible resin.
  • the flexible resin covers the entire knitted fabric by film lamination or resin coating.
  • the flexible resin may be a polyurethane or silicone transparent resin.
  • the LED mounting tape includes a LED mounting tape mounting garment that is mounted on the garment by a flexible adhesive or sewing.
  • a hot melt adhesive can be adopted as the flexible adhesive.
  • the LED mounting tape is attached to the inside of the semi-light-transmitting garment, and the light emission of the LED can be transmitted through the garment.
  • a light-emitting LED element is mounted on a knitted fabric in which two or more warps composed of one or more conductive yarns are arranged at predetermined intervals in a warp group in which a plurality of non-conductive yarns are arranged. Because it is very thin and lightweight, and it is flexible and stretchable, it will follow the movement of the human body without resistance even if it is attached to clothing, and it is restricted in the place where it can be attached to clothing. Since there is no such thing, it is possible to attach the light emitter to an effective location.
  • the present invention since the present invention is laminated or resin-coated with a flexible film as a whole, it has a waterproof effect and can be washed while being worn on clothes. The destruction of the element can be prevented.
  • the LED mounting tape of the present invention is a knitted fabric having the same flexibility as the garment fabric, it can be sewn or joined to any part of the garment with a flexible adhesive and exhibits a decorative effect on the garment. I can do it.
  • FIG. 1 is a front view for showing an outline of the LED mounting tape of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing an example of a fabric material constituting the LED mounting tape of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the back of the garment on which the LED mounting tape of the present invention is mounted.
  • FIG. 1 shows a front view of an LED mounting tape 1 according to the present invention.
  • Reference numeral 3 denotes a base material 3 made of a tape-shaped knitted fabric for mounting an LED element 4, and the knitted fabric has a plurality of non-conductive materials.
  • the warp group in which the yarns are arranged two sets of warps composed of one or a plurality of conductive yarns 5 are arranged at a predetermined interval and knitted as the base material 3.
  • non-conductive yarns 10 are arranged and knitted to form an insulating state, and the interval is at least 5 mm or more apart. It is preferable to match the distance between the connection terminals because a short circuit due to leakage of solder at the connection portion can be prevented.
  • a warp of non-conductive yarn is arranged between the two sets of conductive yarns 5 and is also structured with the wefts of the non-conductive yarn to ensure an insulating effect. It is done.
  • Non-conductive yarn is a non-conductive fiber yarn that is usually used for clothing, natural fibers such as cotton, wool, and silk, or synthetic fibers such as polyester, nylon, acrylic, and aramid, and their filaments. Yarn, spun yarn, inorganic fiber glass fiber, silicone, or the like can be used.
  • the conductive yarn 5 may be a thin wire that can be energized, and is preferably a metal wire such as a copper wire, a stainless steel wire, or a titanium wire.
  • a metal wire such as a copper wire, a stainless steel wire, or a titanium wire.
  • a copper wire having good electrical conductivity and soldering connectivity, or Tin-plated copper wire is preferable, and the diameter of the metal wire is preferably as thin as possible, generally 20 to 100 ⁇ for the purpose of obtaining flexibility. If the current used is large, a plurality of thin wires can be used in accordance with the current. good.
  • the conductive yarn 5 is not arranged linearly in the base material 3, but the selection of the woven structure or the metal wire and other non-conductive
  • the conductive yarns 5 are preferably arranged in a meandering manner by twisting or covering the fiber yarns.
  • Reference numeral 4 in FIG. 1 denotes a light emitting LED element, which is electrically connected by solder 7 between two sets of conductive yarns 5 arranged at intervals in the base material 3, and two conductive yarns in parallel.
  • the LED emits light when an electric current is passed between them, and the positions and intervals at which the LED elements 4 are attached are appropriately determined in consideration of the required brightness and design.
  • a heat-resistant conductive adhesive or the like can be used as the electrical connection method.
  • LED element 4 various light emitting LEDs can be mounted. However, when the unevenness of the tape surface is increased by the LED element after mounting, film lamination processing and resin coating processing become difficult. A micro-type LED element is preferable.
  • the lead wire 6 is connected to the end of the conductive yarn 5 by solder, a conductive material, or a metal bond 8, and is connected to a power supply unit (not shown).
  • the entire base material 3 on which the LED elements 4 are mounted is laminated with a laminate film 2, and the laminate film material may be laminated if it is a flexible polyurethane resin or silicone resin. This is preferable because the flexibility and stretchability of the base material 3 are maintained as they are.
  • the laminate film 2 is preferably transparent so as not to attenuate the light emission amount of the LED element 4, and a decorative color film can be used to exert a decorative effect.
  • the width of the laminate film 2 wider than the width of the base material 3, the end portion of the base material 3 can be reliably waterproofed. When sewing is performed, it is not necessary to waterproof the sewing thread portion again after sewing.
  • the laminating film has a melting point of 180 ° C. or less, it can be heat-bonded directly to clothes using a household iron after laminating, and even if an adhesive is used, the adhesiveness is good. This is more preferable.
  • the laminating method a normal processing method can be applied, but since the LED element 4 is mounted on the base material 3, the LED element may be damaged or the film may be torn on the metal heating nip roller. Damage can be prevented by thermocompression bonding with a heat roller with heat-resistant rubber attached to it.
  • the LED mounting portion becomes convex, so the hard coating knife damages the LED element 4 and the LED solder joint portion 7, so by using a low-viscosity resin and a flexible rubber knife,
  • the entire base material 3 on which the LED elements 4 are mounted can be covered with a resin.
  • FIG. 2 shows an example in which the base material 3 is composed of a narrow tape fabric, and two conductive yarns 5 are arranged in a group of non-conductive warp yarns 10 spaced apart from each other on the left and right sides. If the weft 11 is crossed to form a woven fabric, and the conductive yarn 5 is raised and lowered as an LED mounting location, and the exposed portion of the long floating portion 9 is provided, the contact area with the connection terminal portion of the LED element 4 can be increased. Increases and enables efficient connection.
  • the conductive yarn is inserted in the length direction, and the lateral insertion is repeated in a zigzag manner at the LED element arrangement position to cause the conductive yarn to protrude at a high density on the side surface of the sinker loop,
  • the contact area between the connection terminal and the conductive yarn can be increased.
  • FIG. 3 shows an example in which the LED mounting tape 1 of the present invention is attached to a garment.
  • the LED mounting tape 1 of the present invention is adhered to the back of the garment, and light is emitted in a dark place at night.
  • Safety can be ensured by recognizing the three parties, and it can also be used as a decorative effect by combining light emission and flashing, or attachment to clothing.
  • the LED mounting tape of the present invention is not limited to being attached to clothes, but can be attached to various things such as hats, shoes, bags, vehicles such as bicycles, toys, and ornaments such as figurines.
  • LED mounting tape of the present invention 2: Laminate film 3: Base material 4: LED element 5: Conductive yarn (warp) 6: Lead wire 7: LED element solder joint 8: Electric supply solder joint 9: Long floating portion of conductive yarn 10: Non-conductive yarn (warp) 11: Weft (non-conductive yarn) 12: Clothing with LED mounting tape

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Abstract

発光ＬＥＤ素子を備えたテープ状の基材を衣服に取り付けても、衣服の柔軟性や伸縮性を阻害することがなく、また、汗や洗濯などに対する防水性を有し、更には装飾効果も発揮しうるＬＥＤ実装テープを提供する。複数の非導電糸（１０）が配列する経糸群内に、導電糸（５）からなる２組の経糸が所定の間隔で配列して編織され、該導電糸（５）が選択的に編織物の表面に露出した箇所にＬＥＤ素子（４）が接続されたテープ（１）であって、テープ（１）全体が柔軟性の樹脂（２）で被覆されている。導電糸（５）の端末には、リード線（６）がハンダもしくは導通素材、金属結合（８）により接続されており、供給電源部に繋がるものである。

Description

ＬＥＤ実装テープおよびそれを装着した衣服
　本発明は、発光ＬＥＤ素子が実装されたテープに関するものであって、更に詳しくは、ＬＥＤ実装テープを衣服などに装着することで夜間など暗い場所での第三者への存在確認、更には発光による装飾効果を発揮する衣服に関するものである。
　ＬＥＤ素子による発光体で暗い場所での視認方法に関しては、これまでに種々の提案がなされており、例えば、文献１においてＬＥＤ素子を実装したフレキシブル基盤を衣服に着けた安全衣服が提案され、発光により第三者への視認効果が期待できる。しかし、フレキシブル基盤が樹脂板であるために円弧状に曲げることは可能であるが、柔軟性や伸縮性がないために衣服への取り付け場所が限定されてしまい、視認に有効な箇所に取り付けることが出来ない問題がある。
　また、一部の経糸に導電糸を配して、電子部品を実装可能とした織物が文献２において提案されており、このような織物であれば衣服に直接取り付けても薄くて軽く、また衣服と同期して伸縮することが可能であるから、取り付け場所に制限されるようなことがないので好ましいが、衣服などに装着した場合、汗や雨水、或は洗濯などで水分を含んだ場合には短絡現象やＬＥＤ素子自体に損傷を起こす問題がある。
特開２０１１-０８４８３８号公報 特開２０１３-１４７７６７号公報
　上述した問題点を鑑みて解決しようとする課題は、衣服に取り付けても柔軟性や伸縮性を阻害することがなく、また、繰り返しの洗濯などにも耐え、更には装飾効果も発揮しうるＬＥＤ実装テープを提供することにある。
　本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
　すなわち、本発明は、複数の非導電糸が配列する経糸群内に、導電糸からなる１本または複数本を組にした２組の経糸が所定の間隔で配列して編織され、該導電糸が選択的に編織物の表面に露出した箇所にＬＥＤ素子が接続されたテープであって、テープ全体が柔軟性の樹脂により被覆されているＬＥＤ実装テープである。
　また、柔軟性樹脂はフィルムによるラミネート加工、または樹脂コーティング加工により編織物全体を被覆している。
　また、前記柔軟性樹脂がポリウレタン、またはシリコーンの透明性樹脂を採用することが出来る。
　更にまた、前記ＬＥＤ実装テープが衣服に柔軟性接着剤、または縫製により装着されているＬＥＤ実装テープ装着衣服を含むものである。
　また、前記柔軟性接着剤にホットメルト接着剤を採用することが出来る。
　また、ＬＥＤ実装テープが半光透過性衣服の内側に装着され、ＬＥＤの発光が衣服を通して透過することが出来る。
　本発明は、複数の非導電糸が配列する経糸群内に、導電糸からなる１本または複数本を組にした２組の経糸が所定の間隔で配列した編織物に発光ＬＥＤ素子を実装したものであるから、非常に薄くて軽量であり、また、柔軟で伸縮性を有しているので、衣服に装着しても人体の動きに抵抗なく追従し、衣服への装着箇所に制限を受けることがないので効果的な箇所に発光体を装着することが出来る。
　また、本発明は全体を柔軟性のフィルムによりラミネート加工、または樹脂コーティング加工されているので防水効果があり、衣服に装着したまま洗濯が可能であるし、人体の汗や水などによる短絡やＬＥＤ素子の破壊が防げる。
　また、本発明のＬＥＤ実装テープは、衣服生地と同じ柔軟性を有した編織物であるから、衣服のあらゆる箇所に縫製あるいは柔軟性の接着剤で接合可能であり、衣服に装飾効果を発揮することが出来る。
図１は、本発明のＬＥＤ実装テープの概要を示すための正面図である。 図２は、本発明のＬＥＤ実装テープを構成する織物材の一例を示す正面図である。 図３は、本発明のＬＥＤ実装テープを装着した衣服背面を示す図である。
　以下、図面に従って詳細に説明する。
　図１は、本発明のＬＥＤ実装テープ１の正面図を示し、符号３はＬＥＤ素子４を実装するためのテープ状の編織物からなるベース材３であって、同編織物は複数の非導電糸が配列する経糸群内に、導電糸５からなる１本または複数本を組にした２組の経糸が所定の間隔で配列してベース材３として編織されている。
　所定の間隔で配列する２組の導電糸５間には非導電糸１０が配列されて編織組織され、絶縁状態を成しており、間隔としては、少なくとも５ｍｍ以上は離し、特に、ＬＥＤ素子の接続端子間距離と一致させておけば接続部におけるハンダの漏出などによる短絡が防げるので好ましい。
　また、ベース材３が織物においては、２組の導電糸５間には、非導電糸の経糸を配置して、同じく非導電糸の緯糸と組織させておくとことで確実に絶縁効果が得られる。
　非導電糸は、通常衣料用として用いられている非導電性の繊維糸であって、綿、羊毛、絹などの天然繊維、あるいはポリエステル、ナイロン、アクリル、アラミド系など合成繊維で、それらのフィラメント糸、あるいは紡績糸、または、無機系素材であるガラス繊維やシリコーンなどを使用することが出来る。
　一方、導電糸５としては、通電が可能な細線であればよく、銅線、ステンレス線、チタニウム線などの金属線が好もしく、中でも電気導電性とハンダ接続性が良好な銅線、或は錫メッキ銅線が好ましく、金属線材の直径としては柔軟性を得る目的で、大体２０～１００μφの出来る限り細い方が好ましく、使用電流が大きい場合には電流に合わせて細線を複数本用いれば良い。
　また、導電糸５が繰り返しの屈曲などに対する耐久性を得るためには、ベース材３内で導電糸５を直線的に配列するのではなく、編織組織の選択、または金属線と他の非導電繊維糸とを合撚、あるいはカバーリングするなどして導電糸５を蛇行させて配列させることが好ましい。
　図１中の符号４は発光ＬＥＤ素子であって、ベース材３内に間隔を空けて配列した２組の導電糸５間にハンダ７により電気的に接続されており、並行する２つの導電糸５間に電流を流すことでＬＥＤが発光するようになっており、ＬＥＤ素子４を付ける位置や間隔は、要求される明るさや、デザインを考慮して適宜決められるものである。なお、電気的接続法としてハンダ接続法以外に耐熱性の導電性接着剤なども使用することも出来る。
　ＬＥＤ素子４としては、種々の発光ＬＥＤを実装することが可能であるが、実装後においてＬＥＤ素子によりテープ面の凹凸が大きくなるとフィルムラミネート加工や樹脂コーティング加工が困難になるため、出来るだけ薄型のマイクロ型ＬＥＤ素子であることが好ましい。
　導電糸５の端末には、リード線６がハンダもしくは導通素材、金属結合８により接続されており、図に示していない供給電源部に繋がるものである。
　そして、ＬＥＤ素子４が実装されたベース材３全体をラミネートフィルム２によりラミネートされており、ラミネートのフィルム材としては、柔軟性を有しているポリウレタン樹脂やシリコーン樹脂であればラミネート加工してもベース材３の有する柔軟性、伸縮性がそのまま維持されるので好ましいものである。
　また、ラミネートフィルム２はＬＥＤ素子４の発光量を減衰させないためには透明性であることが好ましく、透明性のカラーフィルムを使用して装飾効果を発揮させることも出来る。
　また、ラミネートフィルム２の幅をベース材３の幅より広くしておくことでベース材３の端部も確実に防水ができ、更には衣服に装着させる際にベース材３より外側のフィルム単独部を縫製すれば、縫製後に縫い糸部を再度防水加工する必要がない。
　ラミネートフィルムの融点が１８０℃以下のポリウレタン樹脂であれば、ラミネート加工後において、家庭用アイロンを用いて衣服にそのまま熱接着させることも可能であるし、接着剤を用いても接着性が良好であることからより好ましい。
　ラミネート方法としては通常の加工法が適用できるが、ベース材３にＬＥＤ素子４が実装されているので、金属の加熱ニップローラではＬＥＤ素子が破損したり、フィルムが破れたりする恐れがあるため、表面に耐熱ゴムが貼られた加熱ローラで熱圧着することより破損が防げる。
　また、樹脂コーティング加工においては、ＬＥＤ実装部が凸状となるので硬いコーティングナイフではＬＥＤ素子４やＬＥＤハンダ接合部７を損傷させるので樹脂の低粘度化と柔軟なゴム製ナイフを用いることにより、ＬＥＤ素子４を実装したベース材３全体を樹脂で被覆させることが可能である。
　このように全体をラミネート、またはコーティングすることによって、完全に防水性となり、衣服に装着してもそのまま洗濯が可能であり、着用中の汗や水濡れなどによる短絡やＬＥＤ素子の損傷も防げ、また、ベース材３の編織物生地表面に接着しているのでテープ自体の擦過傷や汚染なども防ぐことが出来る。
　図２はベース材３が細幅のテープ織物で構成された例を示し、非導電性の経糸１０群内に導電糸５が左右に間隔を空けて２本ずつ配列されて、非導電性の緯糸１１と交錯して織物を構成しており、ＬＥＤの実装箇所として導電糸５の浮き沈みを特別に長浮部９の露出箇所を設けおけば、ＬＥＤ素子４の接続端子部との接触面積が増大し、効率的な接続が可能となる。
　ベース材３が経編地の場合においては、導電糸を長さ方向に挿入し、ＬＥＤ素子配置箇所においてジグザグ状に横挿入を繰り返して導電糸をシンカーループ側面に高密度で突出させることにより、接続端子と導電糸の接触面積を増やすことが出来る。
　図３は本発明のＬＥＤ実装テープ１を衣服に装着した一例を示したもので、衣服の背中部に本発明のＬＥＤ実装テープ１を接着されており、夜間の暗いところ発光させることにより、第三者への認識により安全性を確保することができ、また、カラー発光や点滅、あるいは衣服への取り付け箇所などの組み合わせにより、装飾効果としても発揮させることが出来る。
　本発明のＬＥＤ実装テープは、衣服への装着に限定されず、帽子や靴をはじめバッグ、あるいは自転車など乗り物やおもちゃ、さらには置物など装飾物など多様な物に装着させることが出来る。
１：本発明のＬＥＤ実装テープ
２：ラミネートフィルム
３：ベース材
４：ＬＥＤ素子
５：導電糸（経糸）
６：リード線
７：ＬＥＤ素子ハンダ接合
８：電気供給ハンダ接合
９：導電糸の長浮部
１０：非導電糸（経糸）
１１：緯糸（非導電糸）
１２：ＬＥＤ実装テープ装着衣服

Claims (6)

  1. 　複数の非導電糸が配列する経糸群内に、導電糸からなる２組の経糸が所定の間隔で配列して編織され、該導電糸が選択的に編織物の表面に露出した箇所にＬＥＤ素子が接続されたテープであって、テープ全体が柔軟性樹脂により被覆されていることを特徴とするＬＥＤ実装テープ。
  2. 　前記柔軟性樹脂はフィルムによるラミネート加工、または樹脂コーティング加工により編織物全体を被覆していることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ実装テープ。
  3. 　前記柔軟性樹脂がポリウレタン、またはシリコーンの透明性樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ実装テープ。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載のＬＥＤ実装テープが柔軟性接着剤、または縫製により衣服に装着されていることを特徴とするＬＥＤ実装テープ装着衣服。
  5. 　前記柔軟性接着剤がホットメルト接着剤であること特徴とする請求項４記載のＬＥＤ実装テープ装着衣服。
  6. 　請求項１～３のいずれか一項に記載のＬＥＤ実装テープが半光透過性衣服の内側に装着され、ＬＥＤの発光が衣服を通して透過できることを特徴とする請求項４ないし５記載のＬＥＤ実装テープ装着衣服。
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