(57)【要約】【課題】出射面形状の設計自由度が高く、薄型かつ軽量の照明器具を提供する。【解決手段】平板形状の導光板５０は、側面から入射する光を上下面の少なくとも一方から面照射するように構成される。面発光体１０は、可撓性を有する平面の基板２０と複数の発光素子３０とを備える。基板２０の長手方向を導光板５０の側面に沿わせるようにして導光板５０と面発光体１０とが組み合わされる。発光素子３０から出射した光は導光板５０の側面から導光板内に導光され、導光板の上下いずれかの面から照射される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面から入射する光を上下面の少なくとも一方から面照射するように構成された平板形状の導光板と、
可撓性を有する平面基板と複数の発光素子とを備える面発光体であって、前記導光板の少なくとも側面を包囲するように形成された部分に前記発光素子が配置される面発光体と、を備え、
前記導光板の側面と前記複数の発光素子とが対面するように前記導光板と前記面発光体とが組み合わされることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記面発光体は、細長いテープ状の基板上に複数の発光素子が長手方向に配列されてなり、前記基板の長手方向を前記導光板の側面に沿わせるように前記導光板と前記面発光体とが組み合わされることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記面発光体は、前記導光板の底面積と略一致する大きさを有する中央部と、該中央部から外側に突出する複数の周縁部とで構成され、
前記複数の周縁部に前記複数の発光素子が配置され、隣合う周縁部の間にの切り込みが形成されており、
前記面発光体の中央部に前記導光板を載置した状態で、発光素子が内向きになるように隣合う周縁部を導光板側に折り曲げることで、前記導光板の側面と前記複数の発光素子とを対面させることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項４】
前記面発光体の中央部に反射面が形成されることを特徴とする請求項３に記載の照明器具。
【請求項５】
前記導光板が円盤形であ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照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する基板上に複数の発光素子を設けた面発光体を光源として用いる照明器具に関する。
【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】
面発光体の種々の特徴を活かして、面発光体を照明器具として用いることが検討されている。従来、ＬＥＤ（Light Emitting Device）を照明器具の光源として用いる場合、発光素子から出射部に光を導くための導光板と組み合わされることが多い。通常、ＬＥＤはガラスエポキシ基板やアルミ基板上に搭載されているので、ＬＥＤを配置できる場所に制限があり、そのため照明器具の形状にも制限があった。
【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、出射面形状の設計自由度が高い、発光素子を光源として用いる照明器具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照明器具は、側面から入射する光を上下面の少なくとも一方から面照射するように構成された平板形状の導光板と、可撓性を有する平面基板と複数の発光素子とを備える面発光体であって、導光板の少なくとも側面を包囲するように形成された部分に発光素子が配置される面発光体と、を備える。導光板の側面と複数の発光素子とが対面するように導光板と面発光体とが組み合わされる。
【０００７】
この態様によると、導光板の形状に合わせて面発光体を形成し両者を組み合わせることで、出射面の設計自由度が高く、薄型軽量の照明器具を容易に作成することができる。
【０００８】
面発光体は、細長いテープ状の基板上に複数の発光素子が長手方向に配列されてなり、基板の長手方向を導光板の側面に沿わせるように導光板と面発光体とが組み合わされてもよい。
【０００９】
面発光体は、導光板の底面積と略一致する大きさを有する中央部と、中央部から外側に突出する複数の周縁部とで構成され、複数の周縁部に複数の発光素子が配置され、隣合う周縁部の間に切り込みが形成されており、面発光体の中央部に導光板を載置した状態で、発光素子が内向きになるように隣合う周縁部を導光板側に折り曲げることで、導光板の側面と複数の発光素子とを対面させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、出射面形状の設計自由度が高く、発光素子を光源として用いる照明器具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照明器具に使用される面発光体の平面図である。
【図２】一つの発光素子の近傍を拡大した側面断面図である。
【図３】一実施形態に係る照明器具の作成方法を示す図である。
【図４】図３の照明器具の斜視図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る照明器具の構成部品を示す図である。
【図６】図５の照明器具の断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る照明器具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る照明器具に使用される面発光体１０の平面図である。
【００１３】
面発光体１０は、可撓性を有し屈曲自在である細長いテープ状の基板２０と、基板２０上の長手方向に一列に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。各発光素子３０にはそれぞれレンズ３２が被せられる。発光素子３０およびレンズ３２の詳細な構成は図２を参照して説明する。
【００１４】
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。面発光体１０の長さは、後述するように、組み合わされる導光板の大きさに合わせて設計される。
【００１５】
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。
【００１６】
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、左端の発光素子と接続され基板２０の上縁を通って右端に戻り定電流回路４８に接続する部分配線１８と、定電流回路４８と出力端子４４とを接続する部分配線１９とで構成される。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
図１の例では、基板の右端に入力端子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１８に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１８の配線長が短縮されるので、部分配線１８の抵抗が小さくなり、この箇所からの電圧降下および発熱を低減することができる。
【００２２】
図２は、図１の一つの発光素子３０の近傍を拡大した側面断面図である。図示するように、基板２０とカバーフィルム２２との間に、発光素子３０とレンズ３２が挟まれている。レンズ３２は、発光素子３０の上から透明シーリング剤を滴下し、表面張力によって図示のように半球形で透明シーリング剤を固化させて形成される。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り、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。
【００２３】
なお、透明シーリング剤でレンズを形成する代わりに、予め成型された透明樹脂製のレンズを発光素子の上に被せるようにしてもよい。
【００２４】
カバーフィルム２２は、基板２０上に発光素子３０を配置しレンズ３２を形成した後に、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基板上に張設される。カバーフィルムを設けることで、面発光体１０の防水性、防塵性、機械的強度が高まる。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、各発光素子３０の上から透明シーリング剤を滴下してレンズ３２を形成する。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。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態に係る照明器具の作成方法を示す。
【００２９】
円盤形状の導光板５０は、上下面の一方または両方にステップ、シボ等の加工が施されており、導光板内部の光を加工面から面出射するように構成されている。面発光体１０は、その長さが導光板５０の円周長とほぼ同じ長さであり、その幅が導光板５０の厚み以上となるように設計される。
【００３０】
発光素子３０を内周側にしたループ状になるように面発光体１０を湾曲させて、面発光体１０の左右端を結合または接近させる。そして、ループ状にされた面発光体１０を導光板５０の側面に組み合わせる（図４参照）。これにより、導光板５０の側面と複数の発光素子３０とが対面して配置された状態になる。導光板５０と面発光体１０とは接着剤で固定されてもよいし、導光板と面発光体とを組み合わせた後にコーティング剤などで全体を覆うようにしてもよい。後者の場合、導光板側面と面発光体との間から空気層を追い出すことができる。
【００３１】
図４は、上記のようにして作成された照明器具６０の斜視図である。面発光体１０の発光素子から出射した光は、導光板５０の側面から内部に入射し、導光板の上下面に加工されたステップ等から外部に出射する。図４では、導光板５０の下面にのみ加工を施すことで、光が下向きに面出射する様子が示されている。
【００３２】
図５は、本発明の別の実施形態に係る照明器具の構成部品を示す。この照明器具は、円盤形状の導光板９０と、歯車状の周縁を有する面発光体７０とを組み合わせて構成される。
【００３３】
面発光体７０は、導光板９０の底面積と略一致する大きさを有する中央部８０と、中央部８０から外側に突出する複数の周縁部８２とで構成される。周縁部８２は、図１で説明した基板２０と同様に構成されており、それぞれ一つの発光素子８４が配置される。発光素子８４にはそれぞれ透明シーリング剤によるレンズ８６が形成され、その上からカバーフィルム（図示せず）が貼設されている。なお、一つの周縁部に複数の発光素子が配置されてもよい。
【００３４】
隣合う発光素子８４の間は、インクジェット印刷により形成される山形のプリント配線８８によって接続される。図示していないが、プリント配線８８のうちの一つは中央部８０の裏面と接続されており、その部分に入力端子と出力端子が配設される。
【００３５】
中央部８０は、周縁部８２の基板と一体的に同材料で形成されていてもよいし、別の材料で作られていてもよい。隣合う周縁部８２の間にはＶ字形の切り込み８９が形成されている。また、周縁部８２と中央部８０との接続箇所は、他の箇所よりも薄く形成されるか折り目が付けられている。これにより、プリント配線８８を損傷することなく周縁部８２を中央部８０側に折り込むことができるようになっている。
【００３６】
照明器具１００を作成するには、面発光体７０の中央部８０の上に導光板９０を載置した状態で、発光素子８４が内側を向くように周縁部８２を導光板側に折り曲げる。これにより、導光板９０の側面と発光素子８４とが対面した状態になる。
【００３７】
図６は、上記のようにして作成された照明器具１００の断面図である。面発光体７０の発光素子８４から出射した光は、導光板９０の側面から内部に入射し、導光板の上面９２に加工されたステップ等から外部に出射する。図６では、導光板９０から光が上向きに面出射する様子が示されている。
【００３８】
面発光体の中央部８０の導光板に面する部分に反射膜を形成してもよい。こうすると、反射膜によって光が乱反射されて、導光板９０の上面から出射する光束が増大する。また、乱反射のために、照明器具を外部から観察したときに発光素子３０の粒が見えにくくなるので、意匠性が向上する。
【００３９】
図５に示した円盤状以外にも、導光板は任意の平面形状にすることができる。面発光体の中央部の形状を導光板の平面形状に合わせて作成し、導光板の側面に沿わせられるように周縁部を作成すればよい。
【００４０】
また、プリント配線パターンは、図１および図５に示したように発光素子を直列構成にするだけでなく、所望のパターンに形成することができる。例えば、発光素子の列が複数並んだ並列構成とすることも可能である。発光素子が複数列に配置された面発光体を円筒形の導光板の側面に組み合わせれば、面出射する光の光束を高めることができる。
【００４１】
図７は、面発光体７０を使用する別の実施例に係る照明器具１１０の断面図である。図６で説明したように、面発光体７０は、発光素子８４が内側を向くように周縁部８２が折り曲げられている。中央部８０上には導光板９０が載置されず、代わりに表面に反射膜が形成されている。折り曲げられた面発光体７０は、例えばアルミ製である凹形の上部筐体１１２の中に収容される。
【００４２】
例えばアルミ製である凹形の下部筐体１１４は底部が大きく開口しており、開口部が透明カバー１１６で塞がれている。下部筐体１１４内に上部筐体１１２を嵌め合わせることで、照明器具１１０が組み立てられる。
【００４３】
面発光体７０の発光素子８４から出射した光は、中央部８０の反射膜によって乱反射され、透明カバー１１６を通して図中の下方に出射される。反射膜による乱反射のために、透明カバー１１６を通して照明器具１１０の内部を観察したときに発光素子８４の粒が見えにくくなり、意匠性が向上する。
【００４４】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、導光板の形状に合わせて面発光体を形成し両者を組み合わせることで、出射面の設計自由度が高く、薄型軽量の照明器具を容易に作成することができる。面発光体の配線パターンはインクジェット印刷で作成されるため、出射面形状に制約を与えることはない。
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
１０  面発光体、  １４、１６、１８  部分配線、  ２０  基板、  ２２  カバーフィルム、  ３０  発光素子、  ３２  レンズ、  ５０  導光板、  ６０  照明器具、  ７０  面発光体、  ８０  中央部、  ８２  周縁部、  ８４  発光素子、  ８６  レンズ、  ９０  導光板、  １００  照明器具。
【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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