(57)【要約】【課題】防水性などの特性が改善された面発光体を提供する。【解決手段】面発光体１０は、少なくとも一面に電気配線が印刷された屈曲可能である基板２０と、基板２０上の電気配線に接続するように配置される複数の発光素子３０と、発光素子３０を基板２０との間に封入するように基板２０上に張設されるカバーフィルム２２と、カバーフィルム２２上面を封止するように配置されるシリコーン樹脂層５２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一面に電気配線が印刷された屈曲可能な基板と、
前記基板上の電気配線に接続するように配置された複数の発光素子と、
前記発光素子を前記基板との間に封入するように前記基板上に張設されるカバーフィルムと、
前記カバーフィルム上面を封止するシリコーン層と、
を備えることを特徴とする面発光体。
【請求項２】
前記カバーフィルムに対してプラズマ処理を施した後に、前記シリコーン層が配置されることを特徴とする請求項１に記載の面発光体。
【請求項３】
前記複数の発光素子の少なくとも一部に被せて、発光素子から発せられる光を配光制御する複数のレンズが前記基板と前記カバーフィルムの間に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の面発光体。
【請求項４】
前記シリコーン層が着色されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の面発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する面発光体の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
可撓性を有し屈曲自在な基板上に複数の発光素子を取り付けた面発光体が実用化されている。このような面発光体は薄型軽量であり、種々の形状に変形させて使用できるという特徴を有しており、主に内照式看板の光源として使用されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
面発光体は薄型かつ軽量であることから、面発光体を天井灯、間接照明、装飾照明などとして利用することが考えられている。面発光体の表面は樹脂製のフィルムで覆われているものの、屋外等に面発光体を単独で設置するには、防水性、耐油性、耐熱性などが不十分である場合がある。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、防水性などの特性が改善された面発光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様の面発光体は、少なくとも一面に電気配線が印刷された屈曲可能な基板と、基板上の電気配線に接続するように配置された複数の発光素子と、発光素子を基板との間に封入するように基板上に張設されるカバーフィルムと、カバーフィルム上面を封止するシリコーン層と、を備える。
【０００７】
この態様によると、カバーフィルムの上面にシリコーン層が存在するため、面発光体の防水性、耐油性、耐熱性などの特性を改善することができる。
【０００８】
カバーフィルムに対してプラズマ処理を施した後に、シリコーン層が配置されてもよい。これによると、耐熱温度が比較的低いカバーフィルムを高温にすることなく、常温でシリコーン層を接着することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、防水性などの特性が改善された面発光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る面発光体の平面図である。
【図２】図１の面発光体の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る面発光体１０の平面図である。面発光体１０は長尺構造であるため、一部を省略して示している。
【００１２】
面発光体１０は、可撓性を有し屈曲自在である細長い基板２０と、基板２０上に長手方向に並列配置された複数の発光素子３０とを備える。発光素子３０は、典型的にはＬＥＤ（Light Emitting Device）などの半導体発光素子である。発光素子３０から発せられる光は、可視光であってもよいし、赤外光または紫外光であってもよい。
【００１３】
基板２０は、発光素子３０がマウントされるベースとなる部材であり、フィルム状またはシート状に構成される。基板２０は、絶縁性および屈曲性を有する種々の素材で構成することができる。最も好ましくは、基板２０はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製フィルムであるが、ポリエステル、ポリイミド、塩化ビニル、エポキシ樹脂などのプラスチック樹脂であってもよい。
【００１４】
基板２０上には、発光素子３０に電力を供給するプリント配線が形成されている。プリント配線は、基板右端に位置する入力端子４２に接続された部分配線１４と、各発光素子の間を接続する略同形状の部分配線１６と、左端の部分配線１６と接続され基板２０の中央を通って右方向に延び定電流回路４８ａ、４８ｂとそれぞれ接続する部分配線１８ａ、１８ｂと、定電流回路４８ａ、４８ｂと出力端子４４とを接続する部分配線１９ａ、１９ｂとで構成される。図示のように、隣接する部分端子同士の間にそれぞれ発光素子３０が配置される。
【００１５】
面発光体１０のプリント配線パターンでは、複数の発光素子３０と部分配線１６とでそれぞれ構成される第１ライン３４ａと第２ライン３４ｂとが並列接続されている。入力端子と出力端子の間には、例えば４８Ｖの直流電流が給電される。
【００１６】
プリント配線は、導電性銀ペーストなどの導電性インクをノズルから噴出して基板表面に付着させるインクジェット印刷によって形成されることが好ましいが、スクリーン印刷などの他の印刷方法を用いてもよい。
【００１７】
インクジェット印刷は、スクリーン印刷などと比較して配線パターンの配置自由度が高い上、スクリーンなどの版型が不要であるという利点がある。また、インクジェット印刷では、一つの配線を複数回の印刷の重ね合わせで形成することで、銅エッチングなどの従来手法による配線パターンよりも配線の厚みを増やして（例えば、二回の印刷で１００パーセント厚みを増大する）抵抗を下げ電圧降下を小さくすることができる。例えば、一回の印刷による配線の厚みが４μｍであれば、二回の印刷によって厚みが８μｍになるので、抵抗を二分の一にすることができる。
【００１８】
プリント配線パターンの上に銅メッキを施したり銅箔を貼ったりしてもよい。こうすると、プリント配線パターンの印刷上部に銅層が形成され抵抗が下がり、電圧降下が小さくなるとともに、放熱性も高まる。
【００１９】
各部分配線１４、１６、１８の発光素子３０との接続部分（そのうちの一つを１７ａ、１７ｂで示す）は、山形またはハの字形に形成される。このため、隣接する発光素子との接続部１７ａ、１７ｂ間の距離が、発光素子３０との接続箇所で最も接近し、外側に向かうにつれて遠くなる。こうすることで、隣接するプリント配線の間で、印刷時の導電性インクの飛散やにじみによる絶縁劣化を予防し、また絶縁体である基板の上を配線成分の銀イオンが移動するマイグレーション現象の発生確率を低減することができる。
【００２０】
図１の例では、基板２０の右端に入力端子４２と出力端子４４が並んで配置されているが、入力端子と出力端子を基板２０の左右端にそれぞれ配置してもよい。例えば、基板左端の部分配線１８ａ、１８ｂに接続する出力端子を設けてもよい。こうすると、基板の左端から右端に戻る部分配線１８ａ、１８ｂの配線長が短縮されるので、部分配線１８ａ、１８ｂの抵抗が小さくなり、この箇所での電圧降下および発熱を低減することができる。
【００２１】
図２は、図１の面発光体１０の側面断面図である。
【００２２】
各発光素子３０の上には、透明樹脂製のレンズ３２が配置される。レンズ３２の主目的は、発光素子３０から発せられる光の配光制御である。所望の配光、例えば照射角の狭い配光、広角の配光、円形の配光などに応じて、種々の形状のレンズを使用することができる。レンズ３２の裏側に相当する基板上に反射膜を形成して、レンズ３２からの光束を増大してもよい。
【００２３】
基板２０上に発光素子３０およびレンズ３２を配置した後に、空気が入り込まない状態でこれらを基板２０との間に封入するように、カバーフィルム２２が基板上に張設される。
【００２４】
カバーフィルムの材質は例えば塩化ビニルであるが、透過性、機械的強度、耐候性、加工性に優れた任意の材料、例えばウレタン、ポリスチレン、ポリエステル、アクリル樹脂、ＡＢＳ（acrylonitrile butadiene styrene）樹脂、テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂であってもよい。特に、カバーフィルムをフッ素樹脂で形成すると、発光素子およびプリント配線からの発熱によるカバーフィルムの変色を軽減することができる。
【００２５】
レンズ３２のうち、カバーフィルム２２と接触する部分は、滑らかな曲面に成形されるか、面取りなどの加工が施されることが好ましい。これにより、カバーフィルム２２とレンズ３２との密着性が高まるとともに、レンズのエッジ部によってカバーフィルムが破断するのを防止することができる。
【００２６】
レンズ３２の外周は、シリコーンなどのシーリング剤でポッティング（樹脂盛り）されている。ポッティング３４によってレンズ周囲のエッジ部が覆われるので、カバーフィルム２２とレンズ３２の密着性が向上する。
【００２７】
カバーフィルム２２を貼設した後、カバーフィルムの上面を封止するようにシリコーン樹脂層５２が形成される。
【００２８】
面発光体１０は、例えば以下の手順で形成される。まず、シート状の基板２０の一面に、導電性銀ペーストを用いたインクジェット印刷などによって予め定められた配線パターンを印刷する。プリント配線パターンは焼成によって硬化される。配線パターンの印刷時に、発光素子に被せる各レンズを位置決めするためのマーキングも同時に印刷される。こうすると、レンズの位置決めが容易になるとともに、マーキングを印刷する工程を省くことができる。
【００２９】
焼成後、プリント配線の所定の箇所に発光素子を接着剤等で接着する。続いて、印刷されたマーキングを基準にして各発光素子３０にレンズ３２を被せ、接着剤で仮固定する。続いて、レンズの外周をシリコーンなどのシーリング剤でポッティングする。その後、レンズ３２とカバーフィルム２２との間を真空状態にして圧着することで、カバーフィルム２２が基板２０上に張設される。この方法はいわゆる真空ラミネート成形として周知のものなので、本明細書では詳細な説明を省略する。
【００３０】
続いて、カバーフィルム２２に対して、周知の非反応性ガスのプラズマを用いた表面改質処理を施す。このプラズマ処理は、フィルム表面のみを改質するものであり、カバーフィルムを構成する樹脂のバルク特性には影響を与えない。また、比較的低温で行われるので、カバーフィルムが塩化ビニル、アクリル樹脂、ウレタンなどの耐熱温度が比較的低い（例えば、８０℃前後）材料であっても適用することができる。このプラズマ処理により、カバーフィルムの表面に架橋層が形成されるので、カバーフィルムのシリコーン樹脂に対する接着性が改善される。プラズマ処理後、面発光体１０の周囲を外枠で覆い、枠の中にシリコーン樹脂を流し込み、表面を平坦にならす。シリコーン樹脂の硬化後、外枠を取り外す。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、カバーフィルムの上面にシリコーン樹脂層を形成することで、面発光体の可撓性を保持しつつ、防水性、耐油性、耐熱性等の特性を改善することができる。このため、面発光体を単独で屋外等に設置しやすくなる。また、発光素子から発せられる光がシリコーン層に導光するため、柔らかい印象の光を演出することができる。
【００３２】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【００３３】
実施の形態では細長い構造の面発光体について説明したが、平面状の面発光体も同様の方法で作成することができる。
【００３４】
面発光体の用途に応じて、シリコーン樹脂層を透明、乳白色、青、赤などに着色してもよい。また、シリコーン樹脂層に蛍光体や顔料を混合して演色効果を出してもよい。また、シリコーン樹脂層に拡散剤、気泡、ビーズなどを混合してもよい。これにより、シリコーン樹脂層内での内部反射を増やして面発光体の上面全体から光を出射させたり、柔らかな印象の光にしたりすることができる。
【００３５】
配光制御が不要の場合、レンズを配置せず、発光素子が直接シリコーン樹脂層と接触するように構成してもよい。また、レンズ機能を有さない透明な樹脂キャップを発光素子に被せるようにしてもよい。また、全ての発光素子にレンズを被せるのではなく、一部の発光素子にのみレンズが被せられてもよい。
【００３６】
発光素子にレンズを被せる代わりに、発光素子の上から透明シーリング剤を滴下し、透明シーリング剤を表面張力によって半球形で固化させることで、レンズの代用としてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  面発光体、  １４、１６、１８ａ、１８ｂ  部分配線、  ２０  基板、  ２２  カバーフィルム、  ３０  発光素子、  ３２  レンズ、  ５２  シリコーン樹脂層。
【図１】
2013187100.tif 000003
【図２】
2013187100.tif 000004