(57)【要約】【課題】ＬＥＤ照明基板の低コスト化を図る。【解決手段】導電性金属からなる正極側および負極側の帯板１１，１２と、双方の帯板１１，１２を絶縁状態で保持した絶縁部１５と、帯板１１，１２の延びる方向に離間して設けられた複数の発光部２とを備えたＬＥＤ照明基板１であって、発光部２は、絶縁部１５に形成した凹部１６に収容され、双方の帯板１１，１２に電気的に接続されたＬＥＤ発光素子３と、ＬＥＤ発光素子３を凹部１６内に封入した透明封入部５と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性金属からなる正極側および負極側の帯板と、正負双方の帯板を絶縁状態で保持した絶縁部と、帯板の延びる方向に離間して設けられた複数の発光部とを備えたＬＥＤ照明基板であって、
前記発光部は、前記絶縁部に形成した凹部に収容され、正負双方の帯板に電気的に接続されたＬＥＤ発光素子と、ＬＥＤ発光素子を前記凹部内に封入した透明封入部と、を有することを特徴とするＬＥＤ照明基板。
【請求項２】
前記絶縁部を、正負双方の帯板をインサートして樹脂で射出成形した請求項１記載のＬＥＤ照明基板。
【請求項３】
前記凹部の内壁面に反射面が設けられている請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明基板。
【請求項４】
さらに、少なくとも前記凹部の開口部を覆う透明のカバー材を有する請求項１〜３の何れか一項に記載のＬＥＤ照明基板。
【請求項５】
前記カバー材は、前記凹部と同軸配置されるレンズ部を有する請求項４記載のＬＥＤ照明基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＬＥＤ照明（ＬＥＤ照明装置）は、蛍光灯又は白熱灯を光源（発光部）とした従来の照明装置と比較して電力消費量が少ないことから、省エネ対策品としての需要が急速に高まっている。しかしながら、ＬＥＤ照明は依然として高価であり、十分に普及しているとは言い難いのが実情である。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、ＬＥＤを装着可能な基板の一例が記載されている。特許文献１のＬＥＤ照明用基板は、ＬＥＤの端子との接触部を有し、電気回路を形成する正極側および負極側の帯板と、正負双方の帯板をインサートして樹脂で射出成形され、正負双方の帯板を絶縁状態で一体に保持する絶縁部とを備え、全体として帯板状をなしている。この帯状基板の絶縁部には、発光部としてのＬＥＤを個別に装着（保持）可能なＬＥＤ保持部が、その延びる方向に離間して複数設けられる。
【０００４】
特許文献１のＬＥＤ照明用基板において、正負双方の帯板は、（一枚の）帯状の金属板にプレス加工を施すことで作製されている。要するに、特許文献１のＬＥＤ照明用基板は、プリント基板を用いないため低コストに製造可能である。従って、この基板にＬＥＤを装着すれば、安価なＬＥＤ照明を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のＬＥＤ照明用基板を使用した場合でも、ＬＥＤ照明を大幅に低価格化することは難しい。従って、ＬＥＤ照明を一層普及させるためにも、ＬＥＤ照明基板を一層低コスト化する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、低コストに製造可能なＬＥＤ照明基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために創案された本発明は、導電性金属からなる正極側および負極側の帯板と、正負双方の帯板を絶縁状態で保持した絶縁部と、帯板の延びる方向に離間して設けられた複数の発光部とを備えたＬＥＤ照明基板であって、発光部は、絶縁部に形成した凹部に収容され、正負双方の帯板に電気的に接続されたＬＥＤ発光素子と、ＬＥＤ発行素子を凹部内に封入した透明封入部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このように、本発明に係るＬＥＤ照明基板では、発光部として、ＬＥＤ発光素子などが予めパッケージングされた砲弾型あるいは表面実装型等のＬＥＤではなく、正負双方の帯板に電気的に接続されたＬＥＤ発光素子と、ＬＥＤ発光素子を凹部内に封入した透明封入部とを備えるものを採用している。この場合、帯状基板にＬＥＤを装着すれば完成する従来のＬＥＤ照明基板に比べると、基板完成に至るまでの手間（工程数）は増すものの、高価なＬＥＤを用いる必要がなくなるので原材料費を大幅に減じることができる。そして、原材料費が減じられることによるコスト低減効果は、工程数の増加によるコストアップ分を大幅に上回る。そのため、総合的に見ると、従来のＬＥＤ照明基板に比べ、大幅な低コスト化を実現することができる。また、ＬＥＤ発光素子自体は、砲弾型や表面実装型のＬＥＤに比べて相当に小さいので、基板全体を一層薄型化することができるという利点もある。
【００１０】
絶縁部と正負双方の帯板とを個別に作製し、絶縁部に対して正負双方の帯板を組み付けることにより、正負双方の帯板を絶縁状態に保持するようにしても構わないが、絶縁部は、正負双方の帯板をインサートして樹脂で射出成形するのが好ましい。このようにすれば、絶縁部の形成と、絶縁部に対する正負双方の帯板の組み付けとを一工程で完了することができるので、ＬＥＤ照明基板を一層低コスト化することができる。
【００１１】
上記構成において、凹部の内壁面に反射面を設けておけば、照明範囲を拡大することができる。
【００１２】
本発明に係るＬＥＤ照明基板は、さらに、少なくとも凹部の開口部を覆う透明のカバー材を有するものとすることもできる。このようにすれば、発光部（ＬＥＤ発光素子等）を塵芥等の異物から適切に保護することができる。カバー材は、凹部と同軸配置されたレンズ部を有するものを使用しても良い。このようにすれば、照明範囲を拡大することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に示すように、本発明によれば、一層安価なＬＥＤ照明基板を提供することができるので、ＬＥＤ照明の普及に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明基板の概略平面図である。
【図２】図１中のＸ１−Ｘ１線概略断面図である。
【図３】図１中のＸ２−Ｘ２線概略断面図である。
【図４】図１に示すＬＥＤ照明基板の製造工程の一部を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明基板の概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明基板の概略断面図である。
【図７】照明基板同士をコネクタで連結する形態を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明基板１の概略平面図を示し、図２および図３に同基板１の概略断面図を示す。このＬＥＤ照明基板１は、全体として帯板状の形態をなした帯状基板１０と、帯状基板１０の延びる方向（以下、単に「長手方向」ともいう）に離間して設けられた複数の発光部２とを備え、帯状基板１０は、平行に配置された正極側および負極側の帯板１１，１２と、両帯板１１，１２を絶縁状態で保持した絶縁部１５とで構成される。
【００１７】
両帯板１１，１２は、何れも、厚さ０．０１ｍｍ〜３ｍｍ程度（例えば０．１ｍｍ）の可撓性に富む導電性の金属板（例えば銅板、アルミ板あるいはステンレス鋼板）で形成されており、両帯板１１，１２の長手方向端部には、ＬＥＤ照明基板１を図示しない電源部に接続するための端子１３がそれぞれ形成されている。両帯板１１，１２は、表面に導電性被膜（例えば、錫メッキ被膜）が形成された金属板を用いて形成することもできる。本実施形態において、両帯板１１，１２には、それぞれ、その両面に開口した孔部１４が長手方向に離間して複数設けられている。この孔部１４は、後述するカバー材２０（図３参照）を取り付け固定する際に活用される孔である。
【００１８】
絶縁部１５は、両帯板１１，１２の長手方向端部に形成した端子１３、および両帯板１１，１２の幅方向外側端部（外縁部）を除いて両帯板１１，１２の略全域を被覆し、かつ両帯板１１，１２間の隙間を充足している。絶縁部１５には、長手方向に離間して複数の凹部１６が形成されており、各凹部１６の内周に発光部２が設けられている。図２に示すように、本実施形態の凹部１６は、二枚の帯板１１，１２の間で絶縁部１５の表裏両面に開口している。凹部１６内には二枚の帯板１１，１２の内縁部がそれぞれ突出して端子６を形成しており、この端子６には、発光部２を構成するＬＥＤ発光素子３が電気的に接続される。凹部１６の内壁面には反射面１７が設けられ、ここでは内壁面全体が反射面１７とされる。
【００１９】
以上の構成を有する絶縁部１５は、後述のように両帯板１１，１２をインサートして樹脂で射出成形することで形成される。絶縁部１５の成形に用いる樹脂材料は、ＬＥＤ照明基板１の使用条件等に応じて任意に選択することができるが、本実施形態では、ＬＥＤ発光素子３から発せられる光の反射性が良好な樹脂材料が使用される。これにより、絶縁部１５を射出成形するのと同時に、内壁面を反射面１７とした凹部１６を型成形することができる。なお、このような特性を備えた樹脂材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂等をベース樹脂とし、これに適宜の充填材（例えば、酸化チタン等）を配合したものが使用される。但し、ベース樹脂に配合する充填材は、絶縁部１５の絶縁性を損なわないものを選択するのが肝要である。
【００２０】
図２および図３に示すように、本実施形態における絶縁部１５の厚さは、その全域に亘って略均一とされるが、当該ＬＥＤ照明基板１をその長手方向に沿って湾曲させた形態でも使用し易くするため、絶縁部１５のうち、凹部１６の周辺部分を相対的に厚肉に形成し、それ以外の部分を相対的に薄肉に形成しても良い。
【００２１】
図示は省略するが、絶縁部１５のうち、例えば両帯板１１，１２間の領域には、当該基板１を照明装置のケーシングや構造体の壁面等に取り付ける際に、タッピングネジ等の締結部材をねじ込むための孔部を適宜の間隔で形成しても良い。孔部は、絶縁部１５の表裏両面に開口したものであっても良いし、絶縁部１５の表面のみに開口したものであっても良い。
【００２２】
各発光部２は、ＬＥＤ発光素子３と、ＬＥＤ発光素子３を正負双方の帯板１１，１２に電気的に接続した接続部４と、ＬＥＤ発光素子３を凹部１６内に封入する（ＬＥＤ発光素子３が大気と触れることによって酸化するのを防止する）ための透明封入部５とを備え、本実施形態の接続部４は、いわゆるボンディングワイヤで構成されている。接続部４は、ボンディングワイヤに替えてはんだを採用することもできる。
【００２３】
発光部２は、白色光を発光する。この場合、ＬＥＤ発光素子３と透明封入部５の組み合わせとしては、種々のものを採用することができる。具体例をいくつか挙げると、（１）白色光を発するＬＥＤ発光素子３を使用する場合、透明封入部５は、蛍光体を含まない溶融状態の透明樹脂（例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂）を凹部１６内に充填してこれを固化させることで形成することができ、（２）青色光を発するＬＥＤ発光素子３を使用する場合、透明封入部５は、例えば、微細な黄色蛍光体を無数に分散させた上記の透明樹脂を凹部１６内に充填してこれを固化させることで形成することができる。また、（３）近紫外光を発するＬＥＤ発光素子３を使用する場合、透明封入部５は、微細な赤、緑および青色（ＲＧＢ）の蛍光体を無数に分散させた上記の透明樹脂を凹部１６内に充填してこれを固化させることで形成することができる。
【００２４】
発光部２から発せられる光の色は白色に限られない。すなわち、発光部２からは、電球色に代表される他の色の光が発せられるようにすることも可能である。発光部２から発すべき光の色に応じて、使用するＬＥＤ発光素子３の種類、透明樹脂部５への蛍光体の分散有無、および使用する蛍光体の色などが適宜選択される。
【００２５】
以上に述べたＬＥＤ照明基板１は、例えば、帯状基板作製工程と、発光部形成工程と、端子形成工程とを経て製造することができる。
【００２６】
［帯状基板作製工程］
この工程では、先ず、図４に示すように、図示しないロール体から順次巻き出され、間隔をあけて平行に配置された二枚の帯板１１，１２をプレス加工機（プレス金型）３０に所定ピッチで間欠的に送り込み、この送り込まれた部分の所定箇所にプレス加工を施し、両帯板１１，１２を所定形状に形成する。二枚の帯板１１，１２の間欠送りが進行し、所定形状に形成された帯板１１，１２が射出成形機３１に送り込まれると、射出成型機３１に設けられた成形型内に樹脂が射出され、凹部１６等を有する絶縁部１５が型成形（インサート成形）される。以上の動作を連続的に行うことにより、二枚の帯板１１，１２と、両帯板１１，１２を絶縁状態で一体に保持した絶縁部１５とからなる帯状基板１０が得られる。
【００２７】
なお、図４では、予め分離された二枚の帯板１１，１２をプレス加工機３０に供給するようにしているが、一枚の帯板をプレス加工機３０に供給するようにしても構わない。この場合、プレス加工機３０で、一枚の帯板を二枚の帯板に分断する加工を実施することができる。
【００２８】
［発光部形成工程］
この工程では、帯状基板１０の絶縁部１５に設けられた凹部１６内に発光部２を形成する。詳細な図示は省略するが、発光部２は、凹部１６内にＬＥＤ発光素子３を配置する第１ステップ、凹部１６内に配置されたＬＥＤ発光素子３を両帯板１１，１２の端子６に対して電気的に接続するための接続部（ボンディングワイヤ）４を形成する第２ステップ、および、必要に応じて適宜の蛍光体を分散させた溶融状態の透明樹脂（例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂）を凹部１６に充填して固化させることにより、透明封入部５を形成する第３ステップを順に経て形成される。
【００２９】
なお、この発光部形成工程は、帯状基板作製工程の下流側に連続的に設けても良いし、帯状基板作製工程とは分離して設けても良い。帯状基板１０は、全体として薄肉に形成されるので、帯状基板作製工程の下流端でロール状に順次巻き取ることができる。そのため、発光部形成工程を帯状基板作製工程とは分離して設ける場合であっても、帯状基板１０を移送する手間を緩和することができる。
【００３０】
［端子形成工程］
この工程では、帯状基板１０を所定長さに切断し、さらに絶縁部１５の長手方向端部を除去して両帯板１１，１２の長手方向端部を露出させることにより、両帯板１１，１２の長手方向端部に端子１３を形成する。
【００３１】
なお、この端子形成工程は、発光部形成工程の後に設けても良いし、帯状基板作製工程と発光部形成工程との間に設けても良い。また、予め所定長さに切断された二枚の帯板１１，１２を帯状基板作製工程に供給するような場合、射出成型機３１で絶縁部１５を射出成形する領域を調整すれば、端子形成工程を省略することも可能である。
【００３２】
以上で説明したように、本発明に係るＬＥＤ照明基板１は、発光部２として、ＬＥＤ発光素子などが予めパッケージングされたいわゆる砲弾型や表面実装型のＬＥＤではなく、正負双方の帯板１１，１２に電気的に接続されたＬＥＤ発光素子３と、ＬＥＤ発光素子３を絶縁部１５の凹部１５内に封入した透明封入部５とを備えるものを採用している。この場合、帯状基板にＬＥＤを装着すれば完成する従来のＬＥＤ照明基板に比べると、基板完成に至るまでの工程数は増すものの、完成品状態のＬＥＤを用いない分、原材料費を大幅に減じることができる。そして、原材料費が減じられることによるコスト低減効果は、工程数増加によるコストアップ分を大幅に上回る。そのため、総合的に見ると、従来のＬＥＤ照明基板に比べ、大幅な低コスト化を実現することができる。
【００３３】
また、ＬＥＤ発光素子３自体は、ＬＥＤ発光素子が予めパッケージングされている砲弾型や表面実装型のＬＥＤに比べて相当に小さいので、基板全体を一層薄型化することができるという利点もある。
【００３４】
なお、以上のようにして得られたＬＥＤ照明基板１は、図３に模式的に示すカバー材２０を有するものとすることもできる。図３に示すカバー材２０は、少なくとも凹部１５の開口部を覆う平面部２１と、帯状基板１０（ここでは、両帯板１１，１２に設けた孔部１４）に対する取付け部２２と、当該カバー材２０を帯状基板１０に取り付けた状態で凹部１５と同軸配置されるレンズ部２３とを有し、これら各部２１〜２３がアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの透明樹脂で一体形成されている。このようなカバー材２０を設ければ、ＬＥＤ発光素子３等を含む発光部２を塵芥等の異物から効果的に保護することができることに加え、照明範囲を拡大することができる。
【００３５】
以上、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明基板１について説明を行ったが、本発明は上記の実施形態に限定適用されるものではない。以下、本発明の他の実施形態について説明を行うが、以上で説明した第１実施形態と実質的に同一の構成については同一の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００３６】
図５に本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明基板１の概略断面図を示す。同図に示すＬＥＤ照明基板１は、特に、ＬＥＤ発光素子３から発せられる光の色と、ＬＥＤ照明基板１の発光部２から外部に向けて発せられる光の色とが異なる場合、すなわち、透明封入部５内に蛍光体を配する場合に採用し得る実施の形態である。図１〜３を参照して説明した第１実施形態に係るＬＥＤ照明基板１と図５に示すＬＥＤ照明基板１の相違点について詳述すると、第１実施形態に係るＬＥＤ照明基板１においては、透明封入部５内に微細な蛍光体を無数に分散させることにより、ＬＥＤ発光素子３から発せられる光の色と、基板１の発光部２から外部に向けて発せられる光の色とを異ならせるようにした。これに対し、図５に示すＬＥＤ照明基板１においては、ＬＥＤ発光素子３の表面（発光面）に蛍光体層７を形成し、透明封入部５内への蛍光体の分散を省略している。このようにすれば、素子３の発光面部分にしか蛍光体が存在しなくなるので、素子３から発せられた光が透明封入部５内で乱反射しなくなる。従って、綺麗な配光を実現できるＬＥＤ照明基板１を得ることができる。
【００３７】
図６に、本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明基板１の概略断面図を示す。同図に示すＬＥＤ照明基板１は、防水機能や防塵機能を強化したＬＥＤ照明基板１の一例であり、特に屋外での使用も可能にしたものである。すなわち、上述した第１実施形態に係るＬＥＤ照明基板１では、両帯板１１，１２の外縁部が絶縁部１５で被覆されることなく露出すると共に、凹部１６が帯状基板１０の裏面にも開口している。これに対し、図６に示すＬＥＤ照明基板１では、絶縁部１５が、両帯板１１，１２の外縁部を被覆する部分と、凹部２１の裏面側の開口部を封口する底部とを一体に有する。
【００３８】
図示は省略しているが、図５および図６にそれぞれ示したＬＥＤ照明基板１も、図３に模式的に示したカバー材２０を有するものとすることができる。特に、図６に示すＬＥＤ照明基板１は、防水・防塵機能が高められたものなので、これにカバー材２０を装着しておけば、防水・防塵機能に一層優れたＬＥＤ照明基板１を提供することができる。
【００３９】
また、以上では、帯状基板１０の絶縁部１５に複数の凹部１６を設けると共に、各凹部１６内に一個ずつＬＥＤ発光素子３を収容するようにしたが、各凹部１６には、複数のＬＥＤ発光素子３を収容するようにしても構わない（図示省略）。
【００４０】
以上で説明したＬＥＤ照明基板１は、図７に示すように、コネクタ４０を介して電気的に接続（連結）することも可能である。かかる構成であれば基板１の長さを延長して長大なＬＥＤ照明を提供することが可能となる。コネクタ４０のうち、各ＬＥＤ照明基板１と対向する２つの面には、それぞれ、基板１の二つの端子（雄型端子）１３と適合する正極用および負極用の雌型端子４１が設けられている。二つの基板１の各雄型端子１３をコネクタ４０の各雌型端子４１に挿入することで、正極側の帯板１１同士および負極側の帯板１２同士を通電可能に接続することができる。なお、上記のように二枚の基板１を、コネクタ４０を介して接続した後、基板１がコネクタ４０から脱落しないように、コネクタ４０と各基板１との間に機械的な抜け止め構造を設けるのが好ましい。
【００４１】
図示は省略するが、以上で説明したＬＥＤ照明基板１を、照明装置のケーシングや構造体の壁面（例えば、屋内の天井面、側壁面、廊下や階段の踏み込み面などの他、縁石やガードレール等の屋外構造物の壁面）に取り付ける際には、絶縁部１５に設けた取付孔（図示せず）にタッピングネジ等の締結部材をねじ込めば良い。帯状基板１０（ＬＥＤ照明基板１）が非常に薄肉でしかも軽量であることから、構造体の壁面等へのＬＥＤ照明基板１の取り付けは、両面テープや粘着材を用いて行うこともできる。
【００４２】
なお、上記のＬＥＤ照明基板１は、帯状基板１０が薄肉であるため、全体の厚さを薄肉（数ｍｍ程度）にできる。そのため、構造体に取り付けた場合でも構造体の美観を害さず、また、構造体の設置面が有する本来の機能（例えば通路としての機能）を損なうことがない。そのため、本発明のＬＥＤ照明基板１であれば、廊下の中央部等、既存品では設置不能な場所にも取り付けることができる。従って、取り付け位置の自由度が向上し、非常用照明装置としても使用できる。
【００４３】
また、以上で説明したＬＥＤ照明基板１は、ＬＥＤ発光素子３を並列接続させ得る構造を有しているので、長手方向の適所で切断しても断線は生じない。従って、量販店においてＬＥＤ照明基板１を切り売りするような販売態様を採用することもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１      ＬＥＤ照明基板
２      発光部
３      ＬＥＤ発光素子
４      接続部
５      透明封止部
６      端子
１０    帯状基板
１１    帯板（正極側の帯板）
１２    帯板（負極側の帯板）
１３    端子
１４    孔部
１５    絶縁部
１６    凹部
１７    反射面
２０    カバー材
２１    基部
２２    取付け部
２３    レンズ部
３０    プレス加工機
３１    射出成形機
４０    コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015060914.tif 000007
【図６】
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【図７】
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