(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に複数の発光素子が一つの面上に実装された可撓性を有するフレキシブル配線基板と、
前記フレキシブル配線基板が底部に固定配置される凹部が形成された樹脂製の可撓性を有するベース材と、
前記フレキシブル配線基板が固定された前記凹部のうち少なくとも前記フレキシブル配線基板の前記発光素子が実装された面の側に充填される可撓性を有する充填樹脂と、
中空部を有し、前記充填樹脂に外壁の一部を覆われ他の一部が前記充填樹脂から露出する複数の光透過性を有するカバーと、
を備え、
前記複数の光透過性を有するカバーはそれぞれ、前記フレキシブル配線基板の前記発光素子が実装された面の、前記中空部に前記複数の発光素子のいずれかを内包する位置に配置される、
フレキシブル発光モジュール。
【請求項２】
前記ベース材は、前記凹部の内壁から突出する突出部を備え、
前記フレキシブル配線基板は、前記凹部の底面と前記突出部とによって挟持される請求項１に記載のフレキシブル発光モジュール。
【請求項３】
前記充填樹脂は常温硬化性樹脂又は光硬化性樹脂である、
請求項１又は２に記載のフレキシブル発光モジュール。
【請求項４】
前記充填樹脂は、前記カバーよりも光透過性が低い、
請求項１乃至３の何れかに記載のフレキシブル発光モジュール。
【請求項５】
長手方向に複数の発光素子が一つの面上に実装された可撓性を有するフレキシブル配線基板を、樹脂製の可撓性を有するベース材に形成された凹部の底部に固定載置するステップと、
中空部を有する複数の光透過性を有するカバーをそれぞれ、前記フレキシブル配線基板の前記発光素子が実装される面の、前記複数の発光素子のいずれかを前記中空部に内包する位置に配置するステップと、
前記フレキシブル配線基板が載置された凹部のうち少なくとも前記フレキシブル配線基板の前記発光素子が実装された面の側に硬化時に可撓性を有する充填樹脂を充填し、前記発光素子を覆う前記複数の光透過性を有するカバーの外壁の一部を覆い他の一部を前記充填樹脂から露出させるステップと、
前記充填樹脂を硬化させるステップと、
を含むフレキシブル発光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、発光モジュール、及び、発光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホール、劇場等の天井コーナー（図６に概念図を示す）、壁面コーナー、階段において、長尺の間接照明が多用されている。間接照明の光源がＬＥＤ電球やＭＲ電球である場合、電源レールを這わせて電源供給を行わなければならず、工事が煩雑、大掛かりになる。
【０００３】
この問題を解決するために発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子が長手方向に配線基板上に配列されたフレキシブル配線基板を樹脂で密封した発光モジュール、いわゆるテープライトと呼ばれる光源を使用することが考えられる。例えば特許文献１及び２には、複数の発光素子が実装されるフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）を、柔軟性及び透光性を有する樹脂で封止した発光モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９１６６５１号公報
【特許文献２】特開平９−５０２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に開示された発光モジュールは、発光素子が実装された基板と、基板を挟むように配置された熱可塑性樹脂とを加熱及び加圧することによって一体化させることで生成される。しかし、この手法では、基板が加熱及び加圧されることで発光素子などが損傷してしまうおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１には、発光素子が実装された基板を、チューブ状の樹脂に挿入することにより発光モジュールを生成する手法が示されている。しかし、この手法では、発光素子が、比較的肉厚のチューブ状の樹脂に包囲されてしまうため、発光素子の演色性が犠牲になるととともに発光量が低くなり、間接照明として有効な照度が得られないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製造段階におけるモジュールの損傷を抑制し、有効な照度が得られる発光モジュール、及び、発光モジュールの製造方法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】
上記目的を達成するために、実施形態のフレキシブル発光モジュールは、長手方向に複数の発光素子が一つの面上に実装された可撓性を有するフレキシブル配線基板と、フレキシブル配線基板が底部に固定配置される凹部が形成された樹脂製の可撓性を有するベース材と、フレキシブル配線基板が固定された凹部のうち少なくともフレキシブル配線基板の発光素子が実装された面の側に充填される可撓性を有する充填樹脂と、中空部を有し、充填樹脂に外壁の一部を覆われ他の一部が充填樹脂から露出する複数の光透過性を有するカバーと、を備え、複数の光透過性を有するカバーはそれぞれ、フレキシブル配線基板の発光素子が実装された面の、中空部に複数の発光素子のいずれかを内包する位置に配置される。
【０００９】
また、実施形態に係るフレキシブル発光モジュールの製造方法は、長手方向に複数の発光素子が一つの面上に実装された可撓性を有するフレキシブル配線基板を、樹脂製の可撓性を有するベース材に形成された凹部の底部に固定載置するステップと、中空部を有する複数の光透過性を有するカバーをそれぞれ、フレキシブル配線基板の発光素子が実装される面の、複数の発光素子のいずれかを中空部に内包する位置に配置するステップと、フレキシブル配線基板が載置された凹部のうち少なくともフレキシブル配線基板の発光素子が実装された面の側に硬化時に可撓性を有する充填樹脂を充填し、発光素子を覆う複数の光透過性を有するカバーの外壁の一部を覆い他の一部を充填樹脂から露出させるステップと、充填樹脂を硬化させるステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製造段階におけるモジュールの損傷を抑制し、有効な照度が得られる発光モジュール、及び、発光モジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光モジュールを示した図である。
【図２】保護部材が充填される前の発光モジュールを示した図である。
【図３】発光素子カバーの光線透過率の特性を示した図である。
【図４】（ａ）は基板及び発光素子がベース材に載置される前の状態を示した図である。（ｂ）は基板及び発光素子がベース材に載置された状態を示した図である。（ｃ）は発光素子に発光素子カバーが被せられた状態を示した図である。（ｄ）は保護部材がベース材の凹部に充填された状態を示した図である。
【図５】本発明の変形例に係る発光モジュールを示した図である。
【図６】天井コーナーに間接照明が設置された例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る発光モジュール、及び、発光モジュールの製造方法を説明する。
【００１３】
図１に示すように、発光モジュール１は、発光体１０と、ベース材２０と、保護部材３０とを備える。発光モジュール１は、発光体１０が設けられたベース材２０に樹脂からなる保護部材３０が充填されたものである。
【００１４】
発光体１０は、図２に示すように、断面Ｕ字状に形成されたベース材２０の底部２４に載置される。発光体１０は、基板１１と、発光素子１２と、発光素子カバー１３と、抵抗１４とを備える。
【００１５】
基板１１は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等から構成されるフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）である。基板１１は、長方形の平板状に形成され、可撓性を有する。また、基板１１は、ベース材２０の底部に固定される。また、基板１１の一端部には配線コードが接続される電極金具が設けられる。発光体１０は、配線コードを介して電極金具に外部電源が供給されることによって通電される。
【００１６】
発光素子１２は、ＳＭＤ（Surface Mount Device）方式の発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。発光素子１２は、基板１１の短手方向の中央に配置され、長手方向に一列に複数配列される。発光素子１２は、半田付けによって基板１１に実装される。
【００１７】
発光素子カバー１３は、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）等の熱可塑性樹脂から構成される。発光素子カバー１３は、中空の半球状に形成される。発光素子カバー１３は、発光素子１２を覆い、基板１１に固定される。つまり、発光素子カバー１３は、発光素子１２が保護部材３０に接触するのを防ぐ。
【００１８】
また、発光素子カバー１３は、紫外線域の光を通しにくく（光線透過率が低い）、可視光域の光を均一に通すことができるものを採用する。具体的には、図３に示すように、紫外線域（１０〜３８０ｎｍ）で１０％以下、可視光域（３８０〜８００ｎｍ）で均一に９０％以上の光線透過率を有する発光素子カバー１３が採用される。
【００１９】
これにより、発光素子カバー１３は、経年によって変色等せず、長期にわたって安定的に、発光素子１２が発光する光（可視光域の光）を均一に透過させることができる（発光色が変化しない）。
【００２０】
ベース材２０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、シリコン等から構成され、可撓性を有する。ベース材２０は、帯状に形成され、短手方向の断面がＵ字状に形成されている。ベース材２０は、底部２４において基板１１が載置されるため、短手方向の長さが基板１１の短手方向よりも長い。
【００２１】
また、ベース材２０の側壁２１の高さは、基板１１に配置された発光素子カバー１３よりも低い。そのため、図１に示したように、発光素子カバー１３の一部は保護部材３０から露出する。
【００２２】
さらに、ベース材２０は、側壁２１に沿って、短手方向に延びる突出部２２が側壁２１と一体に形成されている。突出部２２は、柔軟性及び復元性を有する。また、ベース材２０には、突出部２２、側壁２１及び底部２４によって収容溝２３が設けられる。収容溝２３には、基板１１の両側端が収容される。収容溝２３は、底部２４にて位置決め又は固定された後の基板１１のずれを防止するために、その高さ（突出部２２及び底部２４の基板１１と対向する面の幅）が基板１１の厚さ以下に設定される。
【００２３】
保護部材３０は、例えば常温硬化性樹脂である。保護部材３０は、ベース材２０の凹部に基板１１が載置された状態で充填され、一定時間、常温で放置されることによって重合硬化される。これにより、基板１１は保護部材３０によって密閉封止される。保護部材３０は、透光性を有するが、可視光域の光線透過率は発光素子カバー１３よりも低い。そのため、発光素子１２から発光した光の大部分は発光素子カバー１３の保護部材３０から露出した領域から出射されることになる。
【００２４】
以上のように構成された発光モジュール１の製造方法について、以下、図４を参照して説明する。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、基板１１をベース材２０に載置する前に、基板１１には発光体１０を構成する部材が予め実装される。具体的には、基板１１には、発光素子１２及び抵抗１４が半田付けによって実装され、外部電源を供給する配線コードが電極金具に接続される。また、基板１１の裏面（底部２４と対向する面）には熱伝導性が高い両面テープが貼り付けられる。
【００２６】
一方、ベース材２０は、例えば射出成形によって製造される。ベース材２０には、柔軟性及び復元性を有する突出部２２が側壁２１と一体に設けられ、収容溝２３が形成される。また、ベース材２０の裏面には両面テープが貼り付けられる。
【００２７】
図４（ｂ）に示すように、基板１１は、ベース材２０の底部２４に載置され、その両側端が収容溝２３に収容される。基板１１及び突出部２２は可撓性を有するので、少なくとも一方を変形させることにより、容易に基板１１の両側端を収容溝２３に収容できる。また、基板１１は、裏面に塗布された両面テープによってベース材２０に接着、固定される。なお、両面テープは、基板１１の裏面ではなく、ベース材２０の底部２４に貼り付けられてもよく、その他の接着剤を代用してもよい。底部２４にて固定された基板１１は、突出部２２により、ずれが抑制される。
【００２８】
つづいて、図４（ｃ）に示すように、基板１１に配置された発光素子１２の上に発光素子カバー１３が被せられる。発光素子カバー１３の底部（基板１１と接触する部分）には接着剤が塗布され、基板１１に接着、固定される。なお、基板１１への発光素子カバー１３の固定は、ベース材２０に基板１１を載置する前に行ってもよい。
【００２９】
その後、ベース材２０には短手方向の両側辺を覆うエンドキャップが取り付けられ、ベース材２０の凹部に保護部材３０が充填される。保護部材３０は、例えば図３（ｄ）に示すように、ベース材２０の側壁２１と同じ高さになるまで充填される。ベース材２０に充填された保護部材３０は、一定時間、常温で放置されることによって重合硬化される。以上の工程によって発光モジュール１は製造される。発光モジュール１は、ベース材２０の裏面に貼り付けられた両面テープによって設置場所に固定される。
【００３０】
本実施形態に係る発光モジュール１によれば、底部２４に発光体１０が載置されたＵ字状のベース材２０に、常温硬化性樹脂から構成される保護部材３０を充填することで製造される。これにより、製造段階における発光体１０の損傷を抑制でき、迅速に発光モジュール１を製造できる。
【００３１】
また、発光モジュール１は、紫外線域の光を通しにくく、可視光域の光を均一に通す発光素子カバー１３によって発光素子１２を覆ったことにより、長期にわたって安定的に、発光素子１２が発光する可視光域の光を均一に透過させることができる（発光色が変化しない）。これにより、発光モジュール１は、良好な演色性及び有効な照度を得ることができる。
【００３２】
また、発光モジュール１は、保護部材３０及び発光素子カバー１３によって設定の自由度を向上させ、発光形態（意匠）の多用化を図ることができる。具体的には、ベース材２０における保護部材３０の高さを調節することにより、保護部材３０から露出する発光素子カバー１３の面積、つまり、発光素子カバー１３を透過する光の量（発光量）を変更することができる。また、発光モジュール１は、図５に示すように、発光素子カバー１３の形状をお椀型形状のレンズカバー１３ａのようにレンズで覆うことにより発光素子カバー１３を透過する光の配光角を変更・制御し照射領域を変更して、その領域での照度をも変更することもできる。１３ｂはレンズカバー１３ａの基板１１上での位置を固定するレンズガイドである。つまり、この発光素子カバー１３によれば発光素子１２の配光角を決めることができ、発光素子１２の配光角が異なる発光素子カバー１３を適宜に使用することにより、発光モジュール１の照射領域や、照射領域での照度を変更できる。
【００３３】
また、基板１１及び突出部２２は、少なくとも一方が柔軟性及び復元性を有していればよい。具体的には、基板１１がフレキシブル基板の場合は突出部２２が柔軟性及び復元性を有していなくてもよく、突出部２２が柔軟性及び復元性を有している場合は、基板１１はフレキシブル基板でなくてもよい。
【００３４】
上記実施形態では、突出部２２が側壁２１と一体に設けられた例を説明したが、突出部２２は側壁２１と個別に設けられてもよい。また、ベース材２０は、可撓性を有さなくてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、発光モジュール１が突出部２２を備える例を説明したが、底部２４にて位置決め又は固定された後の基板１１のずれを防止する突出部２２を備えなくてもよい。
【００３６】
また、基板１１の上に配置される発光素子１２及び抵抗１４の配置形態は、特に限定されるものではない。例えば、連続的に複数配置された発光素子１２の間に１以上の抵抗１４を配置してもよいし、発光素子１２及び抵抗１４を複数の行列状に配置してもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、保護部材３０の一例として常温硬化性樹脂を挙げたが、光硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂、可視光硬化性樹脂等）を保護部材３０に採用してもよい。
【００３８】
本発明は、上記実施形態の説明および図面によって限定されるものではなく、上記実施形態および図面に適宜変更等を加えることは可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１…発光モジュール
１０…発光体
１１…基板
１２…発光素子
１３…発光素子カバー
１４…抵抗
２０…ベース材
２１…側壁
２２…突出部
２３…収容溝
２４…底部
３０…保護部材
【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】
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【図６】
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