(57)【要約】【課題】種類の豊富な一般的表面実装型ＬＥＤを用い、発光方向に対して直交する方向に曲げが可能な細長い帯状発光デバイスを提供する。【解決手段】断面Ｔ字状のＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａを有する透明または半透明の軟質で長尺の帯状ケース２と、発光方向が実装面に対して垂直方向である複数の表面実装型ＬＥＤ５が所定長さのＦＰＣ３ａの長手方向に等間隔かつ直線的に実装されたＬＥＤ実装部３ｂと、各ＬＥＤ５に電流を流す回路を構成する電子部品が実装され給電ライン３ｄを有する電子部品実装部３ｃとを並行して配置したＦＰＣ基板ユニット３とを有する帯状発光デバイス。ＦＰＣ基板ユニット３を構成するＦＰＣ３ａは、ＬＥＤ実装部３ｂが電子部品実装部３ｃに対して連結部の部分で直角方向に折り曲げた状態でＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａに挿入し、透明または半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムで封止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明又は半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムからなり、断面Ｔ字状のＦＰＣ基板ユニット挿入溝を有する長尺の帯状ケースと、
前記ＦＰＣ基板ユニット挿入溝に挿入されるＦＰＣ基板ユニットとを有し、
前記ＦＰＣ基板ユニットは、所定長さのＦＰＣの幅方向の一方の端部に長手方向に形成されたＬＥＤ実装部と、前記ＦＰＣの幅方向の他方の端部に長手方向に形成された電子部品実装部と、前記ＬＥＤ実装部と前記電子部品実装部とを連結するＦＰＣの幅方向の中間部に形成された連結部とを有し、
前記ＬＥＤ実装部は、発光方向が実装面に対して垂直方向である複数の表面実装型ＬＥＤが、等間隔かつ直線的に実装され、
前記電子部品実装部は、前記各ＬＥＤに電流を流す回路を構成する電子部品が実装され給電パターンを有し、
前記ＦＰＣ基板ユニットを構成するＦＰＣは、前記ＬＥＤ実装部が前記電子部品実装部に対して前記連結部の部分において直角方向に折り曲げ可能であり、
前記ＬＥＤ実装部が前記電子部品実装部に対して直角方向に折り曲げられた状態の前記ＦＰＣ基板ユニットが前記帯状ケースの前記ＦＰＣ基板ユニット挿入溝に挿入され、当該ＦＰＣ基板ユニット挿入溝内が透明または半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムで封止されていることを特徴とする帯状発光デバイス。
【請求項２】
複数個のＦＰＣ基板ユニットに設けた正負の給電パターンが、給電用の２本の長尺の電線により順次接続されることによって、前記各ＦＰＣ基板ユニットに実装された複数のＬＥＤからなる細長い１本の光源が形成されるようにした請求項１記載の帯状発光デバイス。
【請求項３】
前記帯状ケースは、前記断面Ｔ字状の基端部が開閉可能であり、かつ当該開閉可能な基端部を閉じた状態で保持する係止機構を備えている請求項１または２記載の帯状発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の形状に柔軟に曲げることのできるフレキシブルの帯状発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板上に複数のＳＭＤ（Surface Mount Device：表面実装）タイプＬＥＤ（Light Emitting Diode）を直線的に実装し点灯すると、ＬＥＤ発光方向は回路基板に対し垂線方向となるのが一般的である。この場合、回路基板を曲げが容易な帯状ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）で製作すれば、ＬＥＤ発光方向に湾曲可能な帯状発光モジュールができる。このような商品はテープライトとして数多く作られている（例えば特許文献１〜４参照）。
【０００３】
逆に、この構造では帯状発光モジュールを捻らない限り、ＬＥＤ発光方向に対して直角方向（帯状ＦＰＣの幅方向）に湾曲させることは難しい。なぜなら、帯状ＦＰＣは部品が実装され回路を形成するのに、少なくとも７ｍｍ以上の幅が必要となり、幅方向へ曲げることができないからである。
【０００４】
発光方向に対しＦＰＣ基板を直角方向に曲げる方法としては、側面発光ＬＥＤを使う方法と砲弾型ＬＥＤを使う方法がある。側面発光ＬＥＤの場合、ＬＥＤ発光方向は基板の幅方向となるため、ＦＰＣからなる帯状基板は発光方向に対し直角方向に曲げられる。砲弾型ＬＥＤの場合も同様である。砲弾型ＬＥＤを用いたフレキシブル発光体の例としては特許文献５〜９に開示されたものがある。
【０００５】
一方、ＦＰＣ基板を用いない例として、特許文献１０に記載された、螺旋状又は交差状に配置した２本以上の給電線の各正負一対の間に、複数の発光ダイオードと電流制限抵抗を直列に接続した直列回路をそれぞれ１又は２以上ずつ並列に接続し、これらの給電線の周囲を、透光性を有する軟質合成樹脂で覆い、フレキシブルな線状としたフレキシブル線状発光体がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９７９０１号公報
【特許文献２】特開２００２−２３２００９号公報
【特許文献３】特開２００７−６７４１０号公報
【特許文献４】実用新案登録第３１３８５８２号公報
【特許文献５】実開平５−４３１８４号公報
【特許文献６】実用新案登録第３０２０８８８号公報
【特許文献７】特表２００４−５２６１８５号公報
【特許文献８】実用新案登録第３０９８８４０号公報
【特許文献９】特許第３８９７２６０号公報
【特許文献１０】特開平９−２９７５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、表面実装タイプのＬＥＤでは、ＦＰＣに実装した場合、ＦＰＣに垂直な方向が発光方向であるので、ＦＰＣを曲げても発光方向は曲げた通りの形状とはならない。
【０００８】
これに対して、側面発光ＬＥＤや砲弾型ＬＥＤを用いると、ＦＰＣを曲げた通りの形状の光が放射されるが、側面発光ＬＥＤや砲弾型ＬＥＤは特殊用途に使われるＬＥＤであるために輝度や価格、発光色の点で種類が限られており、多様な顧客ニーズに対応できていない。
【０００９】
また、特許文献１０に開示されたようなフレキシブル線状発光体では、ＦＰＣを用いないため、ＬＥＤの実装工程や給電線を捻る工程が必要となり、大量生産には問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、種類の豊富な一般的表面実装型ＬＥＤを用い、発光方向に対して直交する方向に曲げが可能な細長い帯状発光デバイス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】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明の帯状発光デバイスは、透明又は半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムからなり、断面Ｔ字状のＦＰＣ基板ユニット挿入溝を有する長尺の帯状ケースと、前記ＦＰＣ基板ユニット挿入溝に挿入されるＦＰＣ基板ユニットとを有し、前記ＦＰＣ基板ユニットは、所定長さのＦＰＣの幅方向の一方の端部に長手方向に形成されたＬＥＤ実装部と、前記ＦＰＣの幅方向の他方の端部に長手方向に形成された電子部品実装部と、前記ＬＥＤ実装部と前記電子部品実装部とを連結するＦＰＣの幅方向の中間部に形成された連結部とを有し、前記ＬＥＤ実装部は、発光方向が実装面に対して垂直方向である複数の表面実装型ＬＥＤが、等間隔かつ直線的に実装され、前記電子部品実装部は、前記各ＬＥＤに電流を流す回路を構成する電子部品が実装され給電パターンを有し、前記ＦＰＣ基板ユニットを構成するＦＰＣは、前記ＬＥＤ実装部が前記電子部品実装部に対して前記連結部の部分において直角方向に折り曲げ可能であり、前記ＬＥＤ実装部が前記電子部品実装部に対して直角方向に折り曲げられた状態の前記ＦＰＣ基板ユニットが前記帯状ケースの前記ＦＰＣ基板ユニット挿入溝に挿入され、当該ＦＰＣ基板ユニット挿入溝内が透明または半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムで封止されていることを特徴とするものである。
【００１２】
表面実装型ＬＥＤは、輝度、発光色、サイズ的に種類も多く、顧客の多様なニーズに十分対応できる特徴がある。本発明においては、ＦＰＣのＬＥＤ実装部が電子部品実装部に対して直角方向に折り曲げ可能であるので、帯状ケースに組み込んで一体化したとき、ＬＥＤ実装部に搭載された表面実装型ＬＥＤの発光方向は電子部品実装部の面に対して同じ方向となり、したがって発光方向に対して直交する方向に曲げが可能な帯状発光デバイスを実現することができる。
【００１３】
また本発明は、複数個のＦＰＣ基板ユニットに設けた正負の給電パターンが、給電用の２本の長尺の電線により順次接続されることによって、前記各ＦＰＣ基板ユニットに実装された複数のＬＥＤからなる細長い１本の光源が形成されるようにしたものである。
この構成により、帯状ケースに内蔵された電線を内蔵することで、ＦＰＣの導電膜パターンでは電流容量が大きくできなかった問題を、大きな電流を流すことができる電線を用いることで解決し、数ｍに及ぶ長さの帯状デバイスとすることができる。さらに、ＬＥＤや抵抗等の電子部品で発生する熱は電線を経由して放熱が可能となり、ＬＥＤの大電流対応、長寿命化が可能となる。
【００１４】
前記帯状ケースは、前記断面Ｔ字状の基端部が開閉可能であり、かつ当該開閉可能な基端部を閉じた状態で保持する係止機構を備えている構成とすることにより、ＦＰＣを帯状ケースに挿入する際は基端部を開放し、Ｔ字状のＦＰＣ基板ユニット挿入溝にＦＰＣ基板を挿入した後に基端部を閉じ、係止機構により閉じた状態を保持する。その後、ＦＰＣ基板ユニット挿入溝内を透明または半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムで充填、封止することにより、帯状発光デバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、種類の豊富な一般的表面実装型ＬＥＤを用い、発光方向に対して直交する方向に曲げが可能な細長い帯状発光デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る帯状発光デバイスを示す断面図、（ｂ）は帯状ケースの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る帯状発光デバイスに用いるＦＰＣの平面図と拡大図平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＦＰＣ基板ユニットを示す右方向斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＦＰＣ基板ユニットを示す左方向斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る帯状発光デバイスを発光方向と直交する方向に曲げた状態の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る帯状発光デバイスの電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る帯状発光デバイス１は、断面Ｔ字状のＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａを有する帯状ケース２と、ＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａ内に挿入されたＦＰＣ基板ユニット３と、ＦＰＣ基板ユニット３を帯状ケース２内に封止する充填材４とからなっている。
【００１８】
帯状ケース２は、透明又は半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムからなり、色は無色でも着色されていてもよい。帯状ケース２のＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａの基端部には、鉤状の係止機構２ｂ，２ｃが設けられていて、ＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａの開口部を閉じた状態を保持できるようになっている。
【００１９】
ＦＰＣ基板ユニット３は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、発光方向が実装面に対して垂直方向である複数の表面実装型ＬＥＤ（以下、単に「ＬＥＤ」ということがある。）５が所定長さのＦＰＣ３ａの長手方向に等間隔かつ直線的に実装されたＬＥＤ実装部３ｂと、各ＬＥＤ５に電流を流す回路を構成する抵抗やダイオード等の電子部品および給電パターンが実装された電子部品実装部３ｃと、ＬＥＤ実装部３ｂと電子部品実装部３ｃとを連結する連結部３ｄとを備えた構成となっている。そして、ＬＥＤ実装部３ｂを電子部品実装部３ｃに対して連結部３ｄの部分で直角に折り曲げることができるように、溝３ｅが設けられている。各ＬＥＤ実装部３ｂには、本例では２個のＬＥＤ５を搭載するようになっている。さらに、本実施の形態では、各ＬＥＤ実装部３ｂの幅方向の中心部同士を連結する連結片３ｆが設けられていて、ＬＥＤ実装部３ｂを折り曲げる際に、連続するＬＥＤ実装部３ｂが一緒に折り曲げられるようになっている。なお、ＦＰＣ基板ユニット３は、図２（ｂ）に示すようにＬＥＤ実装部３ｂが３個、すなわち搭載するＬＥＤ５が６個を一単位（１回路）とするが、図２（ａ）に示すように、四単位（４回路）あるいは２以上の整数単位を１つのＦＰＣ３ａ上に形成したものでもよい。
【００２０】
電子部品実装部３ｃにはスルーホール３ｇ，３ｈ，３ｉが設けられていて、スルーホール３ｇ間は共通アースの導電パターン３ｊで接続され、スルーホール３ｈは直流の＋に接続される。本例では、スルーホール３ｇおよび３ｊ，３ｉには、図１、図３、図４、図５に示す扁平な長尺の電線（銅板または網線）６，７が半田付けされる。電線６はアース線、電線７は＋電圧線である。スルーホール３ｉは電線７に飛び飛びに半田付けされることにより、電線７とＦＰＣ３ａとを固定する。また、スルーホール３ｇは電線６に飛び飛びに半田付けされることにより、電線６とＦＰＣ３ａとを固定する。
【００２１】
ＬＥＤ５と抵抗、ダイオード等の電子部品の回路図の例を図６に示す。本例では、図２（ｂ）に示す３つのＬＥＤ実装部３ｂが１回路であり、これを電源ラインに対して並列に６回路設置した回路構成となっている。１回路は、６個のＬＥＤ１〜ＬＥＤ６と、逆流阻止ダイオードＤ１と、電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２とからなっている。抵抗をＲ１とＲ２に分けたのは、１個当たりの発熱量を抑えるためである。
【００２２】
以上のようにして、ＬＥＤ５と電子部品、電線６，７が設けられたＦＰＣ基板ユニット３のＬＥＤ実装部３ｂを図３、図４に示すようにＦＰＣ３ａに対して直角に折り曲げて断面Ｔ字状にし、帯状ケース２のＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａ内に挿入する。この際、係止機構２ｂ，２ｃは開いておく。ＦＰＣ基板ユニット３を挿入後、ＦＰＣ基板ユニット挿入溝２ａ内に透明または半透明の軟質プラスチックまたはシリコーンゴムからなる充填材４を充填し、係止機構２ｂ，２ｃを閉じて開口部を封止し、充填材を乾燥させる。
【００２３】
上述したように、本実施の形態によれば、種類の豊富な一般的表面実装型ＬＥＤ５を用い、図５に示すように、発光方向と直角方向に曲げが可能な細長い帯状発光デバイスが得られる。
【００２４】
さらに、ＦＰＣ３ａの電源パターンに電線６，７を半田付けしたことで、大電流を流すことが可能である。これにより、ＬＥＤ５に流す電流を増やした高輝度対応の帯状発光デバイス１が作れるようになる。特に、複数ないし多数のＦＰＣ基板ユニット３を給電用の２本の長尺の電線６，７により順次接続することによって、各ＦＰＣ基板ユニット３に実装された多数のＬＥＤ５からなる細長い長尺の１本の光源が作れるようになる。
【００２５】
また、電線６，７をＦＰＣ３ａに半田付けすることで、ＬＥＤ５や抵抗等の電子部品で発生する熱は電線６，７を経由して放熱が可能となり、ＬＥＤ５の大電流対応および長寿命化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、表面実装型ＬＥＤを用い、発光方向に対して直交する方向に曲げが可能な細長い帯状発光デバイスとして、各種屋外、屋内の照明、電飾、誘導灯等の分野において好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  帯状発光デバイス
２  帯状ケース
２ａ  ＦＰＣ基板ユニット挿入溝
２ｂ，２ｃ  係止機構
３  ＦＰＣ基板ユニット
３ａ  ＦＰＣ
３ｂ  ＬＥＤ実装部
３ｃ  電子部品実装部
３ｄ  連結部
３ｅ  溝
３ｆ  連結片
３ｇ，３ｈ，３ｉ  スルーホール
３ｊ  給電パターン
４  充填材
５  ＬＥＤ
６，７  電線
【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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