(57)【要約】【課題】製作が容易で量産でき、安価な構成の照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１は、全体が直方体形に形成されたチップ状ＬＥＤ素子からなる発光部材６と、この発光部材６との電気的接続を行うための板状に形成した基板５とを有し、この基板５面上に上記発光部材６が配置されている。このようにチップ状のＬＥＤ素子を使用することによって、上記基板にＬＥＤ素子を装填する作業を自動化することが可能になる。また、発光部材６との電気的接続を行う基板５を従来のような水平ではなく、基板５の長手側端面を当該照明装置１の観察方向と同方向へ向けて配置する。これにより、文字等の種類や大きさに応じて長尺板状の基板をカットすれば使用できるため、多くの形状に対し一種類の基板で対応できる。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子との電気接続を行うための板状に形成した基板とを有し、前記基板の長手側端面を前記発光部材による照射方向と同一又は直交する方向に向けて配置されてなり、かつ、前記基板はその長手側端面に対して曲げ自在に構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記発光ダイオード素子は、全体がチップ状又はランプ状に形成されたものから構成されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記基板は、互いに隣接する発光ダイオード素子間にスリット状の長孔又は孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置に関するもので、詳しくは表示装置に好適な、発光ダイオード素子を使用した照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、店舗内やその屋外やエントランスなどの場所に店名、企業名、商品名等を表示する手段として、乳白色や半透明の文字ボード内に電球や蛍光灯、ネオン管等の照明器具を配置して点灯させる方法が通常行われている。
かかる方法の場合、文字の大きさにもよるが通常は多数の電球や蛍光灯、ネオン等を必要とするので、消費電力がかかるという問題があった。また、電球や蛍光灯、ネオン等の照明器具の寿命が比較的短く突然切れるので、その結果文字の一部が点灯しなくなると外から見たイメージが非常に悪くなり、そのような事態を避けるためにはメンテナンスの手間がかかるという問題もあった。
【０００３】
そこで、寿命が非常に長く電球等のように突然切れることがなく、しかも低消費電力の発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）（以下、本明細書では「ＬＥＤ」と称する）を使用した表示方法が注目を集めており、各種案内表示板や自動販売機用のメッセージボードなどに使用されている。
【０００４】
ところが、従来のＬＥＤを使用した表示方法の場合、図１０にも示したように、ＬＥＤ素子２１との電気的接続を行う基板（以下、本明細書では「ＬＥＤ基板」と称する）２０の水平面に対しＬＥＤ素子２１が直立するようにＬＥＤ素子２１の２本の端子２２ａ，２２ｂをＬＥＤ基板２０に直接ボンディングしていた（図１１（ｂ））。このため、ＬＥＤを使用した表示方法を店名などの文字表示（店舗サイン）に利用する場合、ＬＥＤ基板２０を文字形状に設ける必要があった。つまり、図１１（ａ）に示すように、例えば「Ｃ」という文字表示を行う場合、ＬＥＤ基板２０を平面の「Ｃ」文字状に形成する必要があるため、各文字ごとにＬＥＤ基板２０を作製し、また同一文字でも大きさが異なれば各大きさごとにＬＥＤ基板２０を作製しなければならず、製作に要する手間もかかるうえ、コストも非常に高くなるという問題を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、文字、図形等の曲線を有する表示体の製作が容易で、量産が可能で、安価な構成の照明装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明によれば、発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子との電気接続を行うための板状に形成した基板とを有し、前記基板の長手側端面を前記発光部材による照射方向と同一又は直交する方向に向けて配置されてなり、かつ、前記基板はその長手側端面に対して曲げ自在に構成されていることを特徴とする照明装置。
によって達成される。
このようにＬＥＤ素子との電気的接続を行う基板を従来のような水平ではなく、基板の長手側端面を当該照明装置の観察方向と同方向へ向けて配置する、つまり基板を縦にして配置する。これにより、文字、図形等の種類や大きさに応じて長尺板状の基板をカットすれば使用できるため、多種多様な形状に対しても一種類の基板で対応できる。また、基板が曲げ自在に構成されることにより、長尺板状の基板を文字、図形等の形状に応じて自在に曲げられるので、一種類の基板で多くの形状に対応できる。
【０００７】
また、上記目的は、請求項２の発明によれば、前記発光ダイオード素子は、全体がチップ状又はランプ状に形成されたものから構成されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置によって達成される。
【０００８】
また、上記目的は、請求項３の発明によれば、前記基板は、互いに隣接する発光ダイオード素子間にスリット状の長孔又は孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置によって達成できる。特に本発明では基板を文字、図形等に応じて自在の形状に曲げて用いるので、スリット状の長孔又は孔を基板に設けることで、基板に張付けられた薄膜の銅電極の剥離を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の照明装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は特にＬＥＤ素子とＬＥＤ基板の取付構造がよくわかるように手前に引き出した状態を示す斜視図である。
【００１０】
本発明の照明装置１は、発光部材であるＬＥＤ素子６と、該ＬＥＤ素子６との電気的接続を行うための板状に形成したＬＥＤ基板５とを有しているが、本発明の特徴は、全体が直方体形のチップ状に形成されたＬＥＤ素子６を使用し、これをＬＥＤ基板５の面上に配置したことである。これにより、ＬＥＤ基板５面上にＬＥＤ素子６を装填配置する作業を自動化することができ、量産が可能になって、照明装置のコストを下げられる。また、本実施形態では、前記ＬＥＤ基板５の長手側端面を当該照明装置の観察側、つまり正面側に向けて配置している。
【００１１】
これは、ＬＥＤ素子６との電気的接続を行うＬＥＤ基板５を従来のような水平ではなく、縦にして配置している。これにより、長尺板状のＬＥＤ基板５を縦にして文字、図形等の形状や大きさに応じて自在に曲げ、その長さにカットすれば使用できるため、多種多様な形状に対し一種類の基板を用いて対応することができ、従来のように文字や図形の種類やサイズ毎に多種類の基板を作製する手間とコストが省けることである。
【００１２】
本発明における上記ＬＥＤ基板５は、前記基板が曲げ自在に構成されている。ＬＥＤ基板５が曲げ自在に構成されることにより、長尺板状のＬＥＤ基板５を文字、図形等の形状に応じて自由に曲げられるので、一種類の基板で多くの形状に対応できる。このように曲げ自在に構成されるＬＥＤ基板５の材質は、通常絶縁性を有する樹脂製のものが任意に使用できる。
【００１３】
図１、図２において、２はステンレスや、アクリルなどのプラスチックで形成した遮光板であり、金属、樹脂以外の材質で形成されていてもよい。どのような色の材質を使用するのかは照明デザインによって決定される。３は透光性のプラスチック板である。このプラスチック板３は、例えば乳半色あるいは透明のアクリル板であり、インジェクション成型法により量産が可能である。図１、図２に示す本実施形態の照明装置１では、上記遮光板２の両側に傾斜面３ａを構成するような枠体状にプラスチック板３が形成されている。そして、遮光板２とプラスチック板３との間の空間にＬＥＤ基板５が縦に配置されている。
【００１４】
図３に示すように、ＬＥＤ素子６は、全体が直方体形の小さなチップ状に構成されており、発光方向の面６ａ以外の面は蒸着等でメッキされ、面６ａのみから光が発せられるようにしている。このチップ状のＬＥＤ素子６はその電極８を半田付け等でＬＥＤ基板５にボンディングでき、このボンディング作業は自動機で行うことができるので、多量のＬＥＤ素子をＬＥＤ基板にボンディングするうえで非常に能率よく作業をすることができる。ＬＥＤ素子６は２箇所の電極８を有しており、それぞれＬＥＤ基板５の＋（プラス）側電極５ａと−（マイナス）側電極５ｂに接続され、この電極間に例えば直流５Ｖの電圧が印加される。なお、一方の電極８は抵抗７を介してＬＥＤ基板５のマイナス側電極５ｂと接続される。発光部材として特にＬＥＤ素子６を使用することにより、寿命が非常に長く電球等のように突然切れるおそれがなく、しかも低消費電力の照明装置を実現できる。ＬＥＤ素子６は例えばガリウム−ヒ素等の材料が使用されるが、使用する材料によって発光色が異なる。
【００１５】
図４はＬＥＤ基板５にＬＥＤ素子６を装填する場合の種々の形態を示したもので、（ａ）は面６ａから横方向へ発光する形態であり、（ｂ）と（ｃ）は面６ａから上方向に発光する形態であり、（ｂ）と（ｃ）とではＬＥＤ素子６の取り付け位置が異なっている。もちろん、ＬＥＤ素子６の取付位置や発光方向は照明装置の設計等に応じて種々変更することが可能である。
【００１６】
図５は本発明の照明装置の平面図であり、観察方向から見た図である。遮光板２は正面視で例えば「Ｄ」という文字状に形成されており、その裏側に上述の図１等に示すようなＬＥＤ素子６及びＬＥＤ基板５が配置されている。ここで、ＬＥＤ基板５は縦にして正面視「Ｄ」の文字状に曲げられている。そして、前記透光性のプラスチック板３は上記遮光板２の両側に傾斜面３ａを形成している。遮光板２の裏面側に配置された多数のＬＥＤ素子６の発光により壁面４（図１）に対する照明装置として作用する。これを正面側から見ると、遮光板２により形成された金属文字の両側傾斜面が全体的に光って見え、ユニークな照明効果を付与する。
【００１７】
図６は図５におけるＡ−Ａ線の断面図である。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ文字幅の大小に対応してＬＥＤ基板５の取付構造を変えたもので、例えば（ａ）は比較的文字幅の狭い場合、１枚のＬＥＤ基板５の両面にＬＥＤ素子６を配置する形態を示している。また、（ｂ）は（ａ）よりも文字幅が広い場合で、中央の固定台１０の両側にそれぞれＬＥＤ基板５を取り付ける形態を示している。さらに、（ｃ）は比較的文字幅の広い場合は、左右の所定箇所にそれぞれ固定台１０，１０を設置し、それぞれの側面にＬＥＤ基板５を取り付ける形態を示している。なお、図６中の符号９は照明装置を壁面等に取り付ける場合の取付ボルトを示している。
【００１８】
図７は本発明に係る照明装置の他の実施形態を示す。
（ａ）は、透光性のプラスチック板３で形成した枠体の側面を遮光板３ｂ、３ｂで覆うとともに、文字形状に形成されている上面の遮光板２の両側にこれと面一に上記枠体の透光面３ａを配置したものである。かかる形態では、ＬＥＤ素子６が発光することにより、遮光板２の両側の透光面３ａが光ってみえる。
また、（ｂ）は、正面側を文字形状の遮光板２で形成し、その裏面側に、透光性のプラスチック板３で形成した枠体を配置し、該枠体は図示するとおり、照明装置を取り付ける壁面に向かって傾斜面３ａを備えたものである。かかる形態では、ＬＥＤ素子６が発光することにより、上記枠体の傾斜面３ａから壁面に向かって光が発せられるため、バックライトとしての機能を持たせることができる。
【００１９】
さらに、（ｃ）は、透光性のプラスチック板３で形成した枠体の側面を遮光板３ｂ、３ｂで覆うことは上述の（ａ）の形態と同様であるが、文字形状に形成された上面の透光性プラスチック板３上に同一の文字形状に形成された遮光板２を設け、該遮光板２の両側に透光面３ａを配置したものである。また、２枚のＬＥＤ基板５、５を上記透光面３ａ，３ａの下方近傍に配置し、各ＬＥＤ素子６の発光方向が上になるようにして配置している。かかる形態では、ＬＥＤ素子６が発光することにより、遮光板２の両側の透光面３ａ，３ａが上記（ａ）の形態よりもより強く光って見える。
【００２０】
図８（ａ）〜（ｆ）は、基板を文字、図形等に応じて自在の形状に曲げ加工する際の電極５ａ，５ｂ（図９参照）の剥離を防止するために、電極５ａ、５ｂ間のＬＥＤ素子６、６間に長孔状のスリット又は孔３１が穿設されている場合を示している。特に本発明の長尺板状のＬＥＤ基板５は、水平ではなく縦にして文字、図形等の形状や大きさに応じて自在に曲げて用いるので、電極５ａ，５ｂが、剥離しやすく、これを防ぐために、長孔状のスリット又は孔３１を穿設することが有効である。長孔状のスリットの配置は縦方向又は横方向のいずれでもよい。
【００２１】
図９は、図４（ｃ）のＬＥＤ素子６をＬＥＤ基板に装填する場合の例である。（ａ），（ｂ）において、ＬＥＤ素子６の２箇所の電極端子は、その一つが抵抗７を介してＬＥＤ基板５の＋（プラス）側電極５ａに、また残りは−（マイナス）側電極５ｂにそれぞれボンデング孔１８に挿し込まれ自動機でハンダ付けされて接続されている。
【００２２】
なお、本発明の照明装置は以上の実施形態に限定されないことは勿論であり、照明装置の設計に応じて種々の形態を採ることが可能である。
また、本発明では、基板５の曲げ加工により、電極が基板から剥離するのを防ぐために、図８に示すように、隣接するＬＥＤ素子６、６と間にスリット状の長孔又は孔３１を設けることができるが、この長孔３１を設ける場合は、その縦方向の長さは、電極５ａと５ｂに接触しない程度であれば特に限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子との電気接続を行うための板状に形成した基板とを有し、前記基板の長手側端面を前記発光部材による照射方向と同一又は直交する方向に向けて配置されてなり、かつ、前記基板はその長手側端面に対して曲げ自在に構成することにより、長尺板状の基板を文字等の形状に応じて曲げられるので、一種類の基板で多くの形状に対応できる。このため、本発明の長尺状のＬＥＤ基板を円形に加工して例えば、床下照明等に使用することもできる。また、発光部材との電気的接続を行う基板を従来のような水平ではなく、縦にして配置することにより、文字等の種類や大きさに応じて長尺板状の基板をカットすれば使用できるため、多くの形状に対し一種類の基板で対応でき、コスト的にも安価であるという効果を奏する。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、　前記発光ダイオード素子は、全体がチップ状に形成されたものから構成されているので、発行ダイオード素子を基板に取り付ける作業を自動化することが可能であり、量産が可能になって、照明装置のコストを下げることができる。又、発光部材にＬＥＤを使用することにより、寿命が非常にに長く電球や蛍光灯及びネオン管等の照明器具のように突然に切れるおそれがなく、しかも低消費電力の照明装置を実現できる。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、前記基板は、互いに隣接する発光部材間にスリット状の長孔又は孔が設けられているので、基板を曲げ加工しても基板と電極との剥離が起こり難く長期使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態においてＬＥＤ基板を手前に引き出した状態の斜視図である。
【図３】ＬＥＤ素子とＬＥＤ基板の取付構造を示す斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はＬＥＤ素子の発光方向及びＬＥＤ基板への取付位置をそれぞれ変更した場合の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態の平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図５のＡ−Ａ線断面図における文字幅の異なる場合を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明のＬＥＤ基板の隣接するＬＥＤ素子間にスリット状の長孔を設けた本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図４（ｃ）のＬＥＤ素子６をＬＥＤ基板に装填する場合を示す斜視図ある。　従来構成を示す斜視図である。
【図１０】従来構成の斜視図である。
【図１１】（ａ）は従来構成の斜視図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１　照明装置
２　遮光板
３　透光性プラスチック板
５　ＬＥＤ基板
６　チップ状のＬＥＤ素子
７　抵抗
８　電極
９　取付ボルト
１０　固定台
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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