(57)【要約】【課題】ショーウィンドウなど透光性のベースに取り付けることにより表示装置としての機能を付加できる発光装置を提供する。【解決手段】透光性のベース３の表面３ａに実装され、ベース３を介して光２８を出力する発光装置２０であって、一方の面がベース３に実装される実装面１２となった透光性のフレキシブル基板１１と、フレキシブル基板１１の実装面１２と反対側の搭載面１３に、実装面１２に発光側２３が向き、実装面１２から突出しないように搭載された複数の発光ユニット２０と、フレキシブル基板１１の搭載面１３に、複数の発光ユニット２０のそれぞれの発光領域２２を避けるように配線された配線パターン３０とを有する発光装置１０を提供する。【選択図】図３
2017199627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性のベースの表面に実装され、前記ベースを介して光を出力する発光装置であって、
一方の面が前記ベースに実装される実装面となった透光性のフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の前記実装面と反対側の搭載面に、前記実装面に発光側が向き、前記実装面から突出しないように搭載された複数の発光ユニットとを有する発光装置。
【請求項２】
請求項１において、さらに、
前記フレキシブル基板の前記搭載面に、前記複数の発光ユニットのそれぞれの発光領域を避けるように配線された配線パターンを有する発光装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記フレキシブル基板の前記実装面に透明な接着剤が塗布されている、発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記フレキシブル基板は、前記複数の発光ユニットのそれぞれの発光領域に対応した個所に設けられた開口を含む、発光装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記発光ユニットは、前記発光側に接続端子を含む、発光装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記発光ユニットは、前記発光側と反対側に接続端子を備え、
前記配線パターンと前記接続端子とを接続するとともに前記発光ユニットを前記フレキシブル基板に固定する接続金具を有する、発光装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記フレキシブル基板はテープ状である、発光装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記発光ユニットはＬＥＤを含む、発光装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の発光装置と、
前記発光装置が実装された透光性のベースとを有する、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤなどの発光素子を含む発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、生産性と放熱性に優れるＬＥＤ実装基板を提供するために、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子もしくはＬＥＤパッケージ、フライングリードを有するテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）テープ、高熱伝導接着剤層、および放熱層を有するＬＥＤ実装基板であって、前記ＬＥＤ素子もしくはＬＥＤパッケージが前記ＴＡＢテープのフライングリードに接続され、該ＴＡＢテープと前記放熱層が高熱伝導接着剤層によって接着されていることを特徴とするＬＥＤ実装基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４０７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ショーウィンドウなどの透光性の物体を介した照明に適した装置が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、透光性のベースの表面に実装され、ベースを介して光を出力する発光装置であって、一方の面がベースに実装される実装面となった透光性のフレキシブル基板と、フレキシブル基板の実装面と反対側の搭載面に、実装面に発光側が向き、実装面から突出しないように搭載された複数の発光ユニットとを有する発光装置である。
【０００６】
この発光装置においては、透光性のフレキシブル基板の搭載面に、発光ユニットを、発光ユニットの発光側（発光面）がフレキシブル基板の実装面を向くように、かつ、実装面から突出しないように搭載することにより、実装面が発光面を兼ね、さらに発光面を兼ねた実装面が、突起などのない平坦な面である発光装置を提供できる。したがって、この発光装置の発光面を実装面として、透光性のベースの表面に密着できる。このため、ベースと発光装置と間に、凹凸が発生したりすることなく、発光装置の発光面（実装面）およびベースを介して、発光装置に搭載された各発光ユニットからの光を、歪みが少ない状態で出力できる。
【０００７】
さらに、発光装置のフレキシブル基板の発光面を兼ねた実装面全体をベースに密着させることができるので、発光ユニットの発光面が歪んだり、フレキシブル基板とベースとの間に気泡などが入ったり、発光ユニットの発光時の熱により発光方向が歪んだりすることが少ない。したがって、この発光装置をショーウィンドウや窓ガラスなどの透光性のベースに貼りつけることにより、透光性のベースに、表示装置、照明、看板などとして、より鮮明な画像を出力できる機能を、より簡単に追加できる発光装置を提供できる。
【０００８】
フレキシブル基板の搭載面に形成される配線はＩＴＯなどの透明な導電性膜であってもよく、複数の発光ユニットのそれぞれの発光領域を避けるように配線された配線パターンであってもよい。また、信号線のように細い配線パターンであれば、実質的に見えず、あるいは見えにくく、発光領域を横断するように配置してもよい。
【０００９】
フレキシブル基板の実装面には、予め透明な接着剤が塗布されていてもよい。発光装置の取り付け作業の労力を軽減できる。フレキシブル基板の搭載側に発光ユニットの発光側を実装側（実装面の方向）に向けて搭載することにより、フレキシブル基板で発光ユニットの発光側を封止し、フレキシブル基板に発光ユニットの発光側を保護する機能を持たせることも可能である。一方、フレキシブル基板は、複数の発光ユニットのそれぞれの発光領域に対応した個所に設けられた開口を含んでもよい。発光ユニットから出力される光の出力がフレキシブル基板を透過することにより減衰することを抑制できる。
【００１０】
発光ユニットは、発光側をフレキシブル基板の搭載面に向けて実装する。このため、発光ユニットは、発光側に接続端子を含んでいてもよい。発光ユニットは、発光側と反対側に接続端子を備え、フレキシブル基板の配線パターンと接続端子とを接続するとともに発光ユニットをフレキシブル基板に固定する接続金具を有していてもよい。フレキシブル基板の一例はテープ状、たとえば、透明なテープベースである。発光ユニットの一例は半導体発光素子（ＬＥＤ）を含むユニットであり、単色のＬＥＤを含んでいてもよく、複数色の光を出力するＬＥＤを含むユニットであってもよい。
【００１１】
本発明の他の態様の１つは、上記の発光装置と、発光装置が実装されたベースを含む表示装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ショーウィンドウにＬＥＤテープを取り付けて表示装置としての機能を付加した状態を示す図。
【図２】図２（ａ）は、ＬＥＤテープを実装側から見た図であり、図２（ｂ）は、ＬＥＤテープの側面を示す図。
【図３】ＬＥＤテープをアクリル板のベースに取り付けた状態を示す図。
【図４】図４（ａ）は、異なるＬＥＤテープを実装側から見た図であり、図４（ｂ）は、ＬＥＤテープの断面を示す図。
【図５】ＬＥＤテープをアクリル板のベースに取り付けた状態を示す図。
【図６】異なる配線パターンを備えたＬＥＤテープを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に、ショーウィンドウ５に背面発光ＬＥＤテープ（発光装置）１０が取り付けられた表示装置１を示す。ショーウィンドウ５は、フレーム２に支持された複数の透明なガラス板あるいはアクリル板３を有し、発光装置である背面発光ＬＥＤテープ１０が上下に延びるようにアクリル板３の室内側の面に接着されている。アクリル板３には、複数の背面発光ＬＥＤテープ１０が一定の間隔で水平方向に並列に貼りつけられている。それぞれの背面発光ＬＥＤテープ１０は、透明なテープ状のフレキシブル基板（透明テープ）１１と、透明テープ１１の搭載面に所定の間隔、たとえば、３０〜７０ｍｍピッチで取り付けられた複数の発光ユニット（ＬＥＤ発光ユニット）２０と、複数の発光ユニット２０を電気的に接続する配線パターン３０と、配線パターン３０を介して個々の発光ユニット２０に電力と、発光の要否（タイミング）および発光色を指示する信号（発光信号）とを供給する接続端１９とを有する。したがって、ショーウィンドウ５には、ＬＥＤテープ１０に取り付けられた複数のＬＥＤ２０が格子状またはマトリックスを形成するように配置されている。
【００１４】
表示装置１は、複数のＬＥＤテープ１０に対して電力および発光信号を供給する制御装置５０を有し、ショーウィンドウ５に貼りつけられた複数のＬＥＤテープ１０によりショーウィンドウ５に設けられた複数の発光ユニット２０からなるマトリクス２９の各発光ユニット（ドット）２０のオンオフ（点灯および消灯）を制御する。これにより、ショーウィンドウ５に、各発光ユニット２０をドットとして様々な画像や情報を表示することができる。個々の発光ユニット２０は、単色のＬＥＤを含んでいてもよく、複数色のＬＥＤを含んでいてもよく、各発光ユニット２０の発色を制御することによりマルチカラーの画像をショーウィドウ５に表示することができる。
【００１５】
図２に背面発光ＬＥＤテープ（発光装置、以降ではＬＥＤテープ）１０の一例を示している。図２（ａ）はＬＥＤテープ１０を実装面（実装側）１２から見た状態を示し、透明なフレキシブル基板１１を介して搭載面（搭載側）１３に搭載された発光ユニット２０、配線パターン（配線マトリクス）３０などが表れている。図２（ｂ）はＬＥＤテープ１０を側面から見た状態を示している。また、図３にＬＥＤテープ１０を、ショーウィンドウや窓ガラスを構成する透明なアクリル板またはガラス板のベース３に取り付けた表示装置１の構成を断面で示している。
【００１６】
このＬＥＤテープ１０は、アクリル板を透光性のベース３として、その表面（一方の面、多くのケースは室内側の面）３ａに実装され、アクリル板３を介して光２８を出力する発光装置であり、表面３ａの反対側の面３ｂから光２８を観察し、光２８により形成される画像を認識する表示装置１を提供できる。ＬＥＤテープ１０は、一方の面１２がアクリル板３に実装される実装面１２となった透光性のフレキシブル基板（透明テープ）１１と、透明テープ１１の実装面１２と反対側の搭載面１３に、実装面１２に発光面（発光側）２３が向き、実装面１２から突出しないように搭載された複数の発光ユニット２０と、透明テープ１１の搭載面１３に、複数の発光ユニット２０のそれぞれの発光領域２２を避けるように配線された配線パターン３０とを有する。
【００１７】
各々の発光ユニット２０は、箱型の本体２１と、本体２１に発光面２３から凹むように形成され、発光領域となるキャビティ２２と、キャビティ２２の内部に取り付けられた発光素子（ＬＥＤ素子）２５と、本体２１の発光面２３と反対側の面に設けられた接続端子２６とを含む。本体２１の形状は円柱状であってもよく、キャビティ２２に取り付けられたＬＥＤ素子２５は複数であってもよく、キャビティ２２にＬＥＤ素子２５から出力される光２８の集光性を調整するレンズが配置されていてもよい。
【００１８】
配線パターン３０は、各発光ユニット２０に電力を供給する配線３８と、オンオフのタイミングを指示する制御信号を供給する配線３９とを含む。配線パターン３０は、発光ユニット２０の発光領域２２を避けるように、各発光ユニット２０の外側を迂回するように設けられたパターン３２を含む。さらに、各発光ユニット２０の近傍に接続用の端子パターン３４を含む。このＬＥＤテープ１０は、配線パターン３０の端子パターン３４と、発光ユニット２０の本体２１の発光面２３と反対側に設けられた接続端子２６とを電気的に接続する接続金具（ジャンパー）３７を含む。ジャンパー３７の一方は、透明テープ１１に固定された配線パターン３０にはんだ付け３６により固定され、他方は発光ユニット２０の接続端子２６に固定されている。ＬＥＤテープ１０においては、ジャンパー３７が、配線パターン３０と発光ユニット２０を電気的に接続する機能と、発光ユニット２０を透明テープ１１に固定する機能を兼ねている。
【００１９】
ＬＥＤテープ１０は、さらに、配線パターン３０に含まれる配線に接続されたコンデンサ、抵抗などの回路素子を含んでいてもよく、ＩＣチップや、その他の回路基板を含んでいてもよい。
【００２０】
発光ユニット２０が搭載される透明テープ１１は、たとえばＰＥＴなどの透明な樹脂製で絶縁性および適当な耐熱性を備えた可撓性の基板である。このＬＥＤテープ１０においては、発光ユニット２０が透明テープ１１の搭載面１３に実装され、発光ユニット２０の発光面２３は透明テープ１１で封止された状態となり、発光ユニット２０からの光２８のみが透明テープ１１を介して（透過して）実装面１２から出力される。
【００２１】
したがって、このＬＥＤテープ１０においては、透明テープ１１の実装面１２がＬＥＤテープ１０の発光面１５となり、さらに、ＬＥＤテープ１０の実装側と発光側とを兼ねた面１２および１５は透明テープ１１の表面（実装面）であり、平坦で、突起あるいは凹凸などは一切なく、アクリル板３の表面３ａに簡単に貼りつけることができる。すなわち、このＬＥＤテープ１０は、平坦で、突起や凹凸のない発光面１５を有し、その発光面１５を実装面１２としてアクリル板３などの透明なベースの表面３ａに簡単に貼りつけることができ、アクリル板３を介して光２８を外部、たとえば屋内から屋外に向かって出力できる。さらに、このＬＥＤテープ１０においては、透明テープ１１の発光面１５を兼ねた実装面１２に、透明な接着層１４が設けられており、ＬＥＤテープ１０の平坦な発光面１５を簡単にアクリル板などのベース３に貼りつけることができる。透明な接着剤１４の一例はシリコン樹脂接着剤あるいはウレタン樹脂接着剤である。
【００２２】
図４に背面発光ＬＥＤテープ（発光装置）１０の他の例を示している。図４（ａ）はＬＥＤテープ１０を実装面（実装側）１２から見た状態を示し、図４（ｂ）はＬＥＤテープ１０の断面を示している。また、図５にＬＥＤテープ１０を、ショーウィンドウや窓ガラスを構成する透明なアクリル板３をベースとして取り付けた表示装置１の構成を断面で示している。
【００２３】
このＬＥＤテープ１０も、アクリル板３の表面３ａに実装され、アクリル板３を介して光２８を出力する発光装置であり、表面３ａの反対側の面３ｂから光２８を観察し、光２８により形成される画像を認識する表示装置１を提供できる。ＬＥＤテープ１０の基本的な構成は、上述したＬＥＤテープ１０と共通する。本例のＬＥＤテープ１０においては、搭載された発光ユニット２０ａは発光面２３の側に接続端子２６を含み、透明テープ１１ａの配線パターン３０とは本体２１の接続端子２６がはんだ付けにより直に接続されている。さらに、フレキシブル基板である透明テープ１１ａには、各発光ユニット２０の発光領域に対応するキャビティ２２の前方に開口１６が設けられている。したがって、各発光ユニット２０ａから出力される光２８は、開口１６を通って出力され、透明テープ１１ａにより出力の減衰はなく、ＬＥＤテープ１０が取り付けたベースのアクリル板３を透過して出力される。
【００２４】
このＬＥＤテープ１０においても、発光ユニット２０ａの発光面２３は基本的に平坦であり、開口１６から実装面１２の側に突き出る部分はなく、開口１６が設けられていても透明テープ１１ａの実装面１２は平坦である。したがって、ＬＥＤテープ１０の発光面１５を兼ねた実装面１２は平坦で、ショーウィンドウや窓などを構成するアクリル板３の表面３ａに取り付ける部分に凹凸はなく、アクリル板３に容易にＬＥＤテープ１０を貼り付けてショーウィンドウや窓に表示装置１としての機能を簡単に付加できる。
【００２５】
図６に背面発光ＬＥＤテープ（発光装置）１０の他の例を示している。このＬＥＤテープ１０も、アクリル板３の表面３ａに実装され、アクリル板３を介して光２８を出力する発光装置であり、表面３ａの反対側の面３ｂから画像を認識する表示装置１を提供できる。ＬＥＤテープ１０の基本的な構成は、上述したＬＥＤテープ１０と共通する。本例のＬＥＤテープ１０の透明テープ１１ｂの配線パターン３０は、２本の電力を供給する配線３８と、それらの配線３８の間に配置された、信号を供給する配線３９とを含む。電力配線３８は、配線同士をコンデンサ６１を介して接続するための端子を含む。これらの例の配線パターン３０においては、電力配線３８および信号配線３９はアルミニウムなどの金属を蒸着することにより形成され、発光ユニット２０ａの発光領域２２を避けるように配置されている。電力配線３８を、ＩＴＯなどの透明配線で形成し、発光領域２２と重なるように配置することも可能である。また、信号線３９は非常に細くてよいので、発光領域２２と重ねて配置しても光２８の出力を大きく減衰する要因になることは少ない。
【００２６】
なお、これらの発光装置１０の構成は一例であり、たとえば、実装面となる発光面２３の側に接続端子２６が設けられた発光ユニット２０ａを、開口１６のない透明テープ１１と組み合わせることも可能であり、発光ユニット２０を、開口１６を備えた透明テープ１１ａと組み合わせることも可能である。また、フレキシブル基板は、発光ユニット２０が所定の間隔で一列に搭載された透明テープに限らず、発光ユニット２０が所定の間隔で複数の列をなすように搭載された平板の基板であってもよい。
【００２７】
このように、透光性のフレキシブル基板１１の搭載面１３に、発光ユニット２０を、発光ユニット２０の発光面２３がフレキシブル基板１１の実装面１２を向くように、かつ、実装面１２から突出しないように搭載することにより、実装面１２が発光面１５を兼ね、さらに発光面１５を兼ねた実装面１２が、突起などのない平坦な面である発光装置１０を提供できる。したがって、この発光装置１０の発光面１５を実装面１２として、透光性のベース３の表面３ａに密着できる。このため、ベース３と発光装置１０と間に、凹凸が発生したりすることなく、発光装置１０の発光面１５から実装面１２およびベース３を介して、発光装置１０に搭載された各発光ユニット２０からの光を、歪みが少ない状態で出力する表示装置１を提供できる。
【００２８】
さらに、この発光装置１０においては、フレキシブル基板１１の発光面１５を兼ねた実装面１２全体をベースとなるアクリル板３などに密着させることができる。このため、ベース３に発光装置１０を取り付ける際に、発光ユニット２０の発光面２３が歪んだり、フレキシブル基板１１とベース３との間に気泡などが入ったりすることがない。さらに、それぞれの発光面２３をフレキシブル基板１１とベース３とで支持し、カバーすることができる。このため、発光装置１０をショーウィンドウや窓ガラスなどの透光性のベース３に貼りつけることにより、透光性のベース３に、表示装置、照明、看板などとして、より鮮明な画像を出力する表示装置１としての機能を、より簡単に付加できる。
【００２９】
また、発光装置１０の実装面１２とベース３の表面３ａとの間に気泡が入りにくい。発光装置１０の実装面１２とベース３の表面３ａとの間に気泡が生成されると、発光ユニット２０が発光により加熱したときに気泡が成長して発光装置１０がベース３から剥がれやすくなるが、この発光装置１０および表示装置１においてはそのような不具合も未然に防止できる。
【００３０】
また、開口１６が設けられていないフレキシブル基板１１を用いた発光装置１０においては、ベース３に装着する前に輸送および保管時においてもフレキシブル基板１１により発光ユニット２０の発光側２３を封止することにより保護できる。したがって、発光ユニット２０の発光側２３を保護するレンズやカバーが不要であり、背面発光タイプの発光装置をより安価に提供できる。
【００３１】
また、発光装置を取り付ける透光性のベースは、ガラス板、アクリル板などの透明、色つきの透明または半透明な板であってもよく、ブロックであってもよく、その他の、テープ状や薄板あるいは膜状の発光装置を貼り付けることができる面を備えた形状のものであってもよい。また、発光ユニットに搭載される発光素子の典型的なものはＬＥＤであるが、有機ＥＬ、半導体レーザーなどの他のタイプの発光素子であってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  表示装置、  １０  発光装置
【図１】
2017199627.tif 000003
【図２】
2017199627.tif 000004
【図３】
2017199627.tif 000005
【図４】
2017199627.tif 000006
【図５】
2017199627.tif 000007
【図６】
2017199627.tif 000008