JP5638214B2 - Method of manufacturing surface light emitter with electrical wiring by ink jet printing - Google Patents
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Description
本発明は、LED素子を複数用いた面発光体に関するものであって、特に面発光体の基板に電気配線を形成するにあたり、インクジェット印刷によって形成するようにした新規な面発光体の製造方法に係るものである。 The present invention relates to a surface light emitter using a plurality of LED elements, and particularly to a novel method of manufacturing a surface light emitter formed by ink jet printing when forming an electrical wiring on a substrate of the surface light emitter. It is concerned.
従来、内照式看板には、光源として蛍光灯が多く用いられてきたが、蛍光灯に比べ、寿命が長く、消費電力も抑えられ、また多彩な発色が行えるようになったこと等から、LED素子も多用されるようになってきた。このようなLEDタイプの内照式看板の中でも、内部が空洞(箱状)になっている立体文字状の看板(文字看板または箱文字看板と称される)が既に案出されている(例えば特許文献1参照)。
該特許文献1のLED内照式文字看板SB′は、例えば図5に示すように、看板ケース2′内におわん形(凹曲面)の断面形状の反射板Rを、看板の文字形状(ここではアルファベットの大文字の『R』)に沿って設け、その両端部から反射板RにLED素子13′の光を照射して、一旦、反射板Rで反射させた光(間接光)を表示部21′から透過させるものである。
Conventionally, fluorescent lamps have been often used as light sources for internally illuminated signboards, but they have a longer lifespan, lower power consumption, and can produce a variety of colors. LED elements are also frequently used. Among such LED-type internally illuminated signboards, a three-dimensional character-shaped signboard (referred to as a character signboard or a box character signboard) having a hollow (box shape) inside has already been devised (for example, Patent Document 1).
For example, as shown in FIG. 5, an LED-illuminated character signboard SB ′ disclosed in
しかしながら、このような箱文字看板SB′では、反射板Rが必須であるため、構造が必ずしもシンプルとは言えず、部品点数が多くなるという問題があった。また、この特許文献1では、蛍光灯を光源とした箱文字看板に比べれば、壁面からの張り出し寸法(看板SB′としての厚み)が短くできるものの、反射板Rを設けるために自ずと限界があり、もっと薄い厚さの箱文字看板が求められていた。
このようなことから反射板Rを用いず、且つLED素子13′から放出された光を直接、表示部21′より透過させることが考えられる。しかしながら、この種の看板に用いられる面発光体は、LED素子13′が予め縦・横ともに同一のピッチで配置されており(いわゆるモジュール化)、これを汎用的に使用するのが一般的であった(例えば特許文献2参照)。
However, in such a box character signboard SB ′, since the reflector R is essential, the structure is not necessarily simple, and there is a problem that the number of parts increases. Moreover, in this
For this reason, it is conceivable that the light emitted from the LED element 13 'is directly transmitted from the display unit 21' without using the reflector R. However, the surface light emitters used for this type of signboard have LED elements 13 'arranged in advance at the same pitch in both the vertical and horizontal directions (so-called modularization), which is generally used for general purposes. (For example, see Patent Document 2).
この点、箱文字看板SB′は、発光面(表示部21′)がシンプルな矩形状ではないため、上記のようなモジュール化されたLEDユニットを用いると、発光面を均一に光らせることが難しい場合があった。すなわち、例えば図6に示すように、発光面(表示部21′)が正三角形である場合に、モジュール化されたLEDユニットを用いると、発光面の端縁部分ではLED素子13′の配置バランスが崩れ、点灯時、該部位で光ムラが発生し易いという問題があった。ここで、図中符号Zが、点灯時に光ムラが発生し易い部分である。因みに、このような発光面(表示部21′)を全体的に均一に光らせるには、例えば図6(b)・(c)に示すように、発光面輪郭に沿って、LED素子13を配置することが好ましく、これはモジュール化されたLEDユニット(縦・横ともに同一ピッチでLED素子13が配置されたもの)を使用した場合には、達成し難い設置形態である。なお、図6(b)・(c)では、各々、LED素子13を10個、15個設置したが、これは図6(a)で用いられたLED素子13′の数が13個であったためである(ほぼ同程度の明るさという点から、類似した素子数で配置したものである)。
In this regard, the box character signboard SB ′ has a light emitting surface (
また、図7(a)は、発光面(表示部21′)が円形の場合を示しており、本図はモジュール化されたLEDユニットを用いた際に、やはり発光面の端縁付近でLED素子13′の配置バランスが揃わず、点灯時、該部位(符号Zで示された部分)で光ムラが生じ易いことを示したものである。もちろん、この場合も発光面を全体的に均一に光らせるには、例えば図7(b)に示すように、発光面輪郭に沿って、LED素子13を配置することが好ましい。
以上述べたように、通常は上述した箱文字看板に、モジュール化されたLEDユニットを使用することはなく、このような箱文字看板に対応できる、いわゆるオンデマンド方式の新規なLEDタイプの面発光体が求められていた。
FIG. 7 (a) shows a case where the light emitting surface (
As described above, a new LED type surface light emission of a so-called on-demand system that can handle such a box character signboard without using a modularized LED unit for the box character signboard described above. The body was sought.
本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、通常、個々の看板によって発光面が異なる箱文字看板であっても、LED素子を用いて全体的に均一に光らせることができるようにしたオンデマンド方式の新規な面発光体の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made by recognizing such a background. Normally, even a box character signboard having a different light emitting surface for each signboard can be illuminated uniformly using LED elements. It is an object of the present invention to provide a novel on-demand method for manufacturing a surface light emitter.
まず請求項1記載の、インクジェット印刷による電気配線を具えた面発光体の製造方法は、
電気配線を有した基板と、
この基板に対して配置された複数のLED素子とを具えて成る面発光体を製造する方法において、
前記電気配線は、インクジェット印刷によって基板に形成されるものであり、
また前記複数のLED素子のうち、少なくとも幾つかは、発光面の輪郭ラインから、ほぼ一定の間隔を保って想定された配置ラインに沿って実装位置が決定され、
一方、前記電気配線は、前記LED素子の実装位置に従って、これらを直列的に接続するように基板に形成されることを特徴として成るものである。
First, a method for manufacturing a surface light emitter having electrical wiring by ink jet printing according to
A substrate with electrical wiring;
In a method of manufacturing a surface light emitter comprising a plurality of LED elements arranged with respect to the substrate,
The electrical wiring is formed on the substrate by inkjet printing ,
Further, among the plurality of LED elements, at least some of the mounting positions are determined from the contour line of the light emitting surface along the assumed arrangement line with a substantially constant interval,
On the other hand, the electrical wiring is formed on the substrate so as to connect them in series according to the mounting position of the LED elements .
また請求項2記載の、インクジェット印刷による電気配線を具えた面発光体の製造方法は、前記請求項1記載の要件に加え、
前記基板は、湾曲自在または屈曲自在のフレキシブル素材が適用されるものであり、
また基板には、LED素子を被覆するようにトップフィルムが設けられることを特徴として成るものである。
The process according to claim according 2, a surface light emitter comprising an electrical wiring by inkjet printing, in addition to the requirements of
The substrate is one to which a flexible material that can be bent or bent is applied,
Further, the substrate is provided with a top film so as to cover the LED element.
これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
まず請求項1記載の発明によれば、インクジェット印刷によって基板に電気配線を形成するため、シルク印刷によって形成する場合に比べ、配線パターンの形成自由度が高く、どのような電気配線でも可能となる。また、シルク印刷では不可欠であった版(シルクスクリーン)を要しないため、低コスト化が実現でき、試作品のような一点物にも対応できる(シルク印刷の場合にはロットでの発注(通常、最低100枚)が一般的であった)。また、納期も格段に短縮することができ、シンプルなものであれば即日対応も可能である。因みにシルク印刷の場合には1カ月程の納期が必要であった。
また、本発明によって得られる面発光体を内照式看板(箱文字看板)に適用した場合には、LED素子によるドットや光ムラのない綺麗な看板が得られ、高級感のある装飾効果が得られる。
またユーザからの文字データ(発光面のデータ)だけで、電気配線、LED実装、箱文字看板までをトータルで、しかも短期間で製作することができる。
また、幾つかのLED素子が発光面の輪郭ラインに沿って設置されるため、どのような発光面でも均一に光らせることができる。すなわち、従来は予めモジュール化されていたLEDユニットを汎用的に用いていたため、発光面によっては光ムラが出てしまうようなものでも、本発明では発光面の形状や大きさ等に応じてLED素子の設置位置や電気配線のパターンを個別に決定して行くため(言わばLED素子のピッチ変更が可能であるため)、どのような発光面であってもほぼ均一に光らせることができるものである(いわゆるオンデマンド)。
なお、インクジェット印刷によって電気配線を形成すること自体は、モジュール化を前提とした従来の基板に対しても行える手法であり、極めて有効である。
The above-described problems can be solved by using the configuration of the invention described in each of the claims.
First, according to the first aspect of the present invention, since the electrical wiring is formed on the substrate by ink jet printing, the degree of freedom in forming the wiring pattern is higher than when forming by silk printing, and any electrical wiring is possible. . In addition, since a plate (silk screen), which was indispensable in silk printing, is not required, the cost can be reduced, and it is possible to deal with one-point items such as prototypes (in the case of silk printing, ordering in a lot (usually , A minimum of 100) was common). Moreover, the delivery time can be shortened remarkably, and if it is a simple one, it can respond on the same day. Incidentally, in the case of silk printing, a delivery time of about one month was required.
In addition, when the surface light emitting body obtained by the present invention is applied to an internally illuminated signboard (box character signboard), a beautiful signboard with no dots and light unevenness due to LED elements can be obtained, and a high-quality decoration effect can be obtained. can get.
In addition, it is possible to produce electric wiring, LED mounting, box character signboards in total and in a short period of time only from character data from the user (light emitting surface data).
Moreover, since several LED elements are installed along the outline of the light emitting surface, any light emitting surface can be illuminated uniformly. In other words, since the LED unit that has been modularized in advance has been used for general purposes, even in the case where light unevenness occurs depending on the light emitting surface, the LED according to the shape and size of the light emitting surface is used in the present invention. Since the element installation position and the electric wiring pattern are individually determined (so that the pitch of the LED elements can be changed), the light emitting surface can be illuminated almost uniformly. (So-called on-demand).
It should be noted that the formation of electrical wiring by ink jet printing itself is a technique that can be performed on a conventional substrate premised on modularization, and is extremely effective.
また請求項2記載の発明によれば、まず基板がフレキシブルであるため、極めて薄い厚さで且つ湾曲した看板(表示板)を得ることができる。すなわち、例えば従来の箱文字看板は、光源に蛍光灯やネオン管が使用されることが多く、そのために、ある程度の厚みを有し、壁面からも比較的大きく出っ張ることが多かったが、本発明では、看板の厚みを薄く形成でき、また表示部を湾曲させることも可能である。
更に、本発明ではLED素子の上方にトップフィルムが張設されるため、面発光体単独でも高い防水性・防塵性等が得られ、このため面発光体を、風雨に曝される部位(例えば屋外や、屋内でも水が掛かる風呂場など)でも使用することができ、広範囲の用途展開が可能となる(内照式看板という用途に限定されないものである)。
According to the second aspect of the present invention, since the substrate is flexible, it is possible to obtain a signboard (display board) that is extremely thin and curved. That is, for example, a conventional box character signboard often uses a fluorescent lamp or a neon tube as a light source, and therefore has a certain thickness and often protrudes relatively large from the wall surface. Then, the thickness of the signboard can be reduced, and the display portion can be curved.
Further, in the present invention, since the top film is stretched above the LED element, even a surface light emitter alone can provide high waterproofness, dustproofness, etc. For this reason, the surface light emitter is exposed to wind and rain (for example, It can be used outdoors, indoors, and in bathrooms where water is splashed, and can be used for a wide range of applications (not limited to the use of internally illuminated signboards).
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
なお説明にあたっては、まず本発明に係る面発光体1について説明し、その後、この面発光体1を製作する上での特徴的事項(本発明)について説明するものであり、次いで、この面発光体1を組み込んで成る内照式看板SBについて説明する。
The mode for carrying out the present invention includes one described in the following embodiments, and further includes various methods that can be improved within the technical idea.
In the description, first, the
本発明に係る面発光体1は、一例として図1(b)に示すように、電気配線12を有した基板11と、この基板11に配置された複数のLED素子13と、LED素子13を取り付けた基板11の上から張設されるトップフィルム14とを具えて成るものである。ここで、図1(a)に示す看板は、本発明に係る面発光体1を組み込んで成る内照式看板SB(特に箱文字看板)を示し、ここではアルファベットの小文字の『a』、『m』・・・を図示している。また、図1(b)は、『a』という箱文字看板の中心付近を縦に分断した断面図である。以下、面発光体1を構成する各部材について説明する。
As shown in FIG. 1B as an example, the
まず基板11について説明する。基板11は、複数のLED素子13が取り付けられる(マウントされる)ベース部材となるものであり、フィルム状またはシート状を成し、絶縁性及びフレキシブル性(湾曲もしくは屈曲自在の性状)を有する種々の素材が適用され得る。とりわけ本実施例では、フレキシブル性に優れ、自由に湾曲させ得るものが適用される。このような素材としては、取り扱いの利便性や加工のし易さ等の点からプラスチック(合成樹脂)が挙げられ、特に耐熱性、耐光性、機械的強度等に優れたポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリイミド、塩化ビニル、エポキシ樹脂等の適用が望ましく、そのなかでも本実施例では白色PETフィルムを適用するものである。
First, the
また基板11には、上述したようにLED素子13に通電させ、これを点灯・点滅させるための電気配線12が形成されるものであり、本発明では、これをインクジェット印刷によって形成するものである。
ここでインクジェット印刷とは、基板11(電気配線12を形成する前)に対し、ノズルから導電性インクを噴出して適宜の配線パターン(電気配線12)を形成する手法である。因みに、従来はシルク印刷(スクリーン印刷)によって基板11上に電気配線12を形成するのが一般的であったが、シルク印刷は、所望部分(電気配線12の部分)にだけ導電性塗料を通過させる塗布手法であるため、配線パターンを形成する際の自由度が低いという欠点があった。また、版(シルクスクリーン)が必要となるためコスト高となり、発注も通常はロット単位(最低100枚)が最低限度とされ、試作品などの一点物の場合には、極めて不向きであった。この点、本発明では、インクジェット印刷による手法であるため、どんな配線パターンでも可能であり、版を要しないため低コストで済み、一点物にも充分対応できるものである。しかも、インクジェット印刷では、シンプルな配線パターンであれば、即日で製作できるものである(シルク印刷では通常1カ月の納期)。また、インクジェット印刷では、ユーザからの文字データだけで、配線、LED実装、箱文字看板までトータルで製作が可能である。
In addition, as described above, the
Here, the ink jet printing is a method of forming an appropriate wiring pattern (electrical wiring 12) by ejecting conductive ink from a nozzle to the substrate 11 (before the
また従来は、LED素子13′を縦・横ともに同一ピッチで設置するのが一般的であった(均一設置)。すなわち、従来は、例えばLED素子13′を縦・横ともに12個ずつ、つまり12個×12列(144個)のLEDユニットを基本設定しておくことに加え、12個×2列(24個)、12個×3列(36個)、12個×4列(48個)、12個×5列(60個)、12個×6列(72個)の各LEDユニットを標準化しておくことにより(いわゆるモジュール化)、これを現場で各看板毎に適宜組み合わせて施工するのが一般的となっていた。これは、モジュール化による数種のLEDユニットのみでも、その場で様々な看板サイズに対応できるため、極めて施工性が良く、面発光体1′の汎用性を高めるものであった。しかし、このような利便性が達成される一方で、モジュール化されたLEDユニットは、発光面の形状や大きさが各々異なる箱文字看板には、点灯時の見栄えの点でそぐわないことがあった(図6、7参照)。すなわち、箱文字看板の場合には、LED素子13を縦・横ともに同一のピッチで配置するのではなく、むしろ発光面の輪郭ラインに沿って配置することが好ましく、この場合、自由に配線パターンや実装位置が決められるインクジェット印刷は正に好適であった。もちろんインクジェット印刷によって電気配線12を基板11に形成すること自体は、従来のモジュール化を前提とした基板11に対しても適用でき、極めて有効な手法である。
Conventionally, the LED elements 13 'are generally installed at the same pitch both vertically and horizontally (uniform installation). In other words, conventionally, for example, 12 LED elements 13 'are arranged vertically and horizontally, that is, 12 x 12 rows (144 pieces) of LED units are basically set, and 12 x 2 rows (24 pieces). ), 12 × 3 rows (36), 12 × 4 rows (48), 12 × 5 rows (60), 12 × 6 rows (72) LED units are standardized For this reason (so-called modularization), it has become common to construct them by combining them appropriately for each signboard in the field. Since only several types of LED units by modularization can cope with various signboard sizes on the spot, the workability is very good and the versatility of the
次に、光源となるLED素子13について説明する。LED素子13は、上述したように、前記基板11に対して複数配設されるものである。ここでLED素子13としては、一例として日亜製のNSSW100Cが適用され、発光角度(いわゆるビュー角)としては約60度〜約120度程度である。またLED素子13は極力薄く、平面丸型または角形の形状(ケーシング形状)が好ましい。なお、LED素子13は、同じ色でも製造ロットによって発色の違いが多少生じ得るため、同一の面発光体1に使用する複数のLED素子13には、同一ロットのものを使用することが好ましい。
また、電気配線12を形成した基板11上に、LED素子13をマウントするにあたっては、ハンダ付けや接着剤等による固定手法(接合手法)が採用できる。
Next, the
Further, when mounting the
次にトップフィルム14について説明する。トップフィルム14は、例えば図1、図4に示すように、LED素子13が取り付けられた基板11の上から、LED素子13をラミネート状に被覆するものであり、主にLED素子13(面発光体1)の防水性・防塵性を高める作用・目的を担う。もちろん、このような目的の他に、上記トップフィルム14は、LED素子13を外力や太陽光から保護・強化する作用等も担っている。
Next, the
トップフィルム14としては、主に透過性に優れた透明プラスチックシートが適用されるものであり、その材質としては、機械的強度が大きく、耐候性(耐水性、耐熱性及び耐光性等)に優れ、且つまた加工性の良いものが好ましく、例えばポリスチレン、ポリエステル、塩化ビニル、ABS等が挙げられる。特に、ここでは強粘着高伸縮塩ビフィルム(一例として広島化成製の100ミクロン)を用いることが好ましく、この強粘着高伸縮塩ビフィルムは、素材中にピンホールがないため、このことが防水性向上に大きく寄与するものと考えられる。
更に、トップフィルム14を基板11(LED素子13)に張設する際には、フィルムをLED素子13の凹凸に密着させて貼り、LED素子13とトップフィルム14との間にエアが入り込まないようにするものであり、この具体的手法については後述する。
なお、面発光体1には、トップフィルム14を張設した後、その表面からシリコンや樹脂によるトップコーティングを施すことが可能であり、これは面発光体1の防水性、防塵性等をより一層強化したい場合に採り得る手法である。
As the
Furthermore, when the
In addition, after the
以下、面発光体1に用いられる他の部材について説明する。
上述した面発光体1は、基板11がフレキシブル(湾曲自在または折り曲げ自在)であることから、そのままでは内照式看板SBに内蔵するには、剛性が低いことが考えられる。このため面発光体1には、例えば図1(b)に併せ示すように、板厚0.5mm程度の補強板15を貼着することが可能である(例えばアルミニウム製)。
因みに、上記図1では、補強板15がフラット状態に設けられるが、基板11(面発光体1)の保持姿勢は必ずしもフラット状態に限定されるものではなく、例えば補強板15を適宜のR面状に形成しておくことにより、基板11(面発光体1)も補強板15と同じ姿勢で保持できるものである。つまり、看板で言えば、必ずしも発光面としての表示部21がフラットな看板だけでなく、これを適宜湾曲させた内照式看板SBが得られるものである。
Hereinafter, other members used for the
Since the
Incidentally, in FIG. 1, the reinforcing
面発光体1は、以上のような基本構造を有するものであり、以下、このような面発光体1を製作する際の特徴的事項について説明する。
(1)電気配線の形成
電気配線12を形成するにあたっては、まずLED素子13をどのように設置するのかを決定する必要がある(言わば実装状況)。基本的には、発光面(表示部21)の輪郭ラインをベースにして、これに沿った配置ライン(LED素子13の配置ライン)を想定するものであるが、これには発光面の大きさや形状、発光面からLED素子13(実装位置)までの距離、LED素子13そのものの明るさやビュー角などを考慮して、配置ラインが設定される。因みに、図2(a)中の二本の二点鎖線が、この配置ラインL1、L2の一例を示したものである。
The
(1) Formation of electrical wiring In forming the
ここで、図2(a)の破線部分(符号Zで示された部分)は、他の部位よりも、二本の配置ラインL1、L2からの距離が遠く、このままでは当該部位に光ムラが生じることが考えられる。そのため、ここでは例えば図2(b)に示すように、外側の配置ラインL2を内側の配置ラインL1に沿った円形状(二重同心円状)に設定し、更に光ムラが生じ易い部分Zに略三角形状の配置ラインL3を設定して、当該部分の点灯時の見栄えを向上させるものである。もちろん、配置ラインL2の変更や配置ラインL3の想定にあたっても、LED素子13の明るさやビュー角などが考慮されるものである。
そして、このような配置ラインL1、L2、L3に沿って、例えば図3(a)に示すように、LED素子13の実際の配置位置(実装位置)が決定されると、これに従った電気配線12が、例えば図3(b)に示すように設定され、この設定に基づいた配線パターンがインクジェット印刷によって基板11に形成される。ここで、図中符号16は定電流回路である。
Here, the broken line portion (the portion indicated by the symbol Z) in FIG. 2A is farther from the two arrangement lines L1 and L2 than the other portions, and light unevenness is caused in the portion as it is. It is possible that this will occur. Therefore, here, for example, as shown in FIG. 2 (b), the outer arrangement line L2 is set in a circular shape (double concentric circle) along the inner arrangement line L1, and a portion Z where light unevenness easily occurs is formed. A substantially triangular arrangement line L3 is set to improve the appearance of the portion when it is turned on. Of course, the brightness and the view angle of the
When the actual arrangement position (mounting position) of the
この定電流回路16は、本実施例では12個のLED素子13を直列に接続した回路に、一定の電流(例えば20mA)を流して安定化させるものである。従って、上記図3(b)に示す電気配線12は、12個のLED素子13(直列に接続したもの)を1ループとし、これを幾つか(ここでは3列)並列に接続した構成を基本的に採るものである。もちろん、定電流回路16の構成を変えれば、直列数を変えることも可能であるし、一個の定電流回路16により2ループ分、3ループ分の電流制御を行うことも可能である。更には、定格電圧を変えることも可能である。
なお、箱文字看板の文字形状により、一つの直列回路に例えば12個のLED素子13が配置し難い場合(12個設けることにより、均一なピッチが保てない場合)は、チップ抵抗を入れて1列に掛かる抵抗を均一にさせることが好ましい。
また、電気配線12としては、必ずしもこのような回路構成に限定されるものではなく、全てのLED素子13を直列状に接続することも可能であり、この場合には、LED素子13の数によって入力電圧を変える必要がある。
In the present embodiment, the constant
If it is difficult to arrange, for example, 12
In addition, the
(2)トップフィルムの密着接合
その後、本実施例では、基板11上にマウントされたLED素子13の凹凸形状に合わせてトップフィルム14を密着状態に張設する。具体的にはLED素子13とトップフィルム14との間を真空状態にしてフィルムを張設するものであり(真空圧着)、このような真空圧着を行うには、一例として図4に示すような真空圧着装置4を適用する。なお、この図4は、真空圧着の施工状況を分かり易く示したものであり、トップフィルム14が張設される基板11やLED素子13等と、真空圧着装置4との縮尺は同一ではない。また、本明細書において「(トップフィルム14を)密着状態に張設する」とは、LED素子13とトップフィルム14との間にエアが入り込まないように貼ることを意味する。以下、この真空圧着装置4について説明する。
(2) Adhesive Bonding of Top Film Thereafter, in this example, the
図4に示す真空圧着装置4は、いわゆる「次世代成形法(Next Generation Forming;NGF)」の一種であり、上下一組の密閉可能なボックスを設けて成る。ここで上側のボックスを41A、下側のボックスを41Bとし、上側ボックス41Aは下方が開口される一方、下側ボックス41Bは、上方が開口されて成り、上下のボックス41A・41Bを当接させた際に、張設するトップフィルム14を挟んで内部が密閉空間となる。ここで各ボックス内に形成される密閉空間を各々、41AR・41BRとする。
また、上側ボックス41Aは、ボックス自体が上下動自在に形成され、該ボックス内には電気ヒータ42が内蔵される。更に下側ボックス41Bは、不動状態に形成されるものの、その内部には、上下動可能な昇降テーブル43が設けられる。ここで、図中符号44は圧空タンク、符号45は真空タンク、符号46は切換バルブである。
以下、この真空圧着装置4によって、基板11にトップフィルム14を密着状態に張設する作動態様について説明する。
The vacuum
The
Hereinafter, an operation mode in which the
[1] 準備作業
フィルムの実質的な張設作業に先立ち、以下のような準備作業を行う。まず図4(a)に示すように、離間開放状態にある下側ボックス41B内の昇降テーブル43に、LED素子13を取り付けた状態の基板11(これを中間製品1aとする)を載置する。この際、LED素子13を取り付けた面を上に向けてセットするものである。
次いで、下側ボックス41Bの上方を、枠Fに保持させたトップフィルム14によって覆うようにセットする。
[1] Preparatory work The following preparatory work is carried out prior to the actual film tensioning work. First, as shown in FIG. 4A, the
Next, the upper side of the
[2] 加熱(真空)
その後、図4(b)に示すように、上側ボックス41Aを下降させて、トップフィルム14を上下のボックス41A・41Bで挟み込む。この状態で、上下のボックス41A・41B内には、トップフィルム14を挟んで各々独立した密閉空間41AR・41BRが形成される。また切換バルブ46を操作して、真空タンク45が密閉空間41ARにも作用するようにした後、両密閉空間41AR・41BRを同時に真空状態にする。
そして、両密閉空間41AR・41BRが、一定の真空度に達した後、上側ボックス41A内の電気ヒータ42を作動させ、トップフィルム14を加熱する。
[2] Heating (vacuum)
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the
Then, after both the sealed spaces 41AR and 41BR reach a certain degree of vacuum, the
[3] 一次成形
加熱によってトップフィルム14が所望の成形温度に達したところで(フィルムの伸び率が最高となる温度が望ましい)、図4(c)に示すように、下側ボックス41B内の昇降テーブル43を上昇させて一次成形を行う。この一次成形において、トップフィルム14は、図示するように中間製品1aの最も高い位置(トップ面)であるLED素子13の上面に付着した状態となる。
[3] Primary molding When the
[4] 二次成形
次に、上側ボックス41Aの内部(密閉空間41AR)のみ、真空を解除する。これには、図4(d)に示すように、切換バルブ46を操作して、密閉空間41ARを大気開放状態に切り換えた後、ここに大気を導入して、上側ボックス41A内を大気圧状態にする。このとき下側ボックス41B内すなわち中間製品1aが存在するトップフィルム14よりも下側の空間は、依然として真空状態であるため、上側ボックス41A内に導入した大気圧により、言い換えればトップフィルム14の上下に形成される圧力差によって、トップフィルム14が中間製品1aに押し付けられ、基板11とLED素子13との接合部分や角部等にも確実に密着する。
[4] Secondary molding Next, the vacuum is released only inside the
このように、本実施例では、トップフィルム14と中間製品1aとの間、すなわちトップフィルム14を境にして、このものが押し付けられた中間製品1a側の空間を真空状態にしてフィルムを張設するため、フィルムとLED素子13との間にエアが侵入することがないものである。また張設時にトップフィルム14を加熱しているためフィルムがよく伸びて、皺が発生することがなく、トップフィルム14をLED素子13の凹凸形状に密着させることができる。また、フィルムとLED素子13との間にエアの侵入がないことから、完成製品の使用中、LED素子13が外部からの熱影響を受けにくいものである。逆に言えば、フィルムとLED素子13との間にエアが侵入してしまった場合には、完成製品の使用中において、LED素子13等の熱により閉じ込められた空気が膨張してLED素子13の脱落に繋がることが懸念されるが、本実施例ではエアの侵入を防止するため、この心配がないものである。
As described above, in this embodiment, the film is stretched between the
(3)トップフィルムとして強粘着高伸縮塩ビフィルムを適用
また本実施例では、トップフィルム14に強粘着高伸縮塩ビフィルム(一例として広島化成製の100ミクロン)を適用することが好ましく、これにより上記真空圧着手法と相まって、トップフィルム14をLED素子13の凹凸形状に対し、ほぼ完全に密着させることができる。すなわち、上記トップフィルム14は、厚手のフィルムであり、且つ伸縮性においても格段に優れているため、フィルムを高い伸び率で施工する上記真空圧着に好適であり、LED素子13の凹凸形状に充分に密着させることができるものである。
(3) Applying a strong adhesive highly stretchable PVC film as the top film In the present embodiment, it is preferable to apply a highly adhesive highly stretchable PVC film (100 microns made by Hiroshima Kasei as an example) to the
また、上記強粘着高伸縮塩ビフィルムは、素材中にピンホールがないため、このことが防水性向上に大きく寄与しているものと考えられる。すなわち、上記フィルムにはピンホールがないため、張設後に外表面からLED素子13側への水の侵入(透過)が高いレベルで防止でき、これにより防水性が格段に向上するものと考えられる。因みに、本出願人が行った試験では、上記フィルムを張設した面発光体1を水没させた後、4カ月経っても浸水が見られず、高い防水性を示したことが確認できている。また、このため面発光体1を看板ケース2等に収容せず、そのままの状態(露出状態)で、屋外や水が掛かる場所(例えば浴室の壁面等)にも設置することができ、極めて新規且つ幅広い用途を可能にし、面発光体1の豊富なバリエーション展開を可能とする。
Moreover, since the said strong adhesion highly stretchable PVC film does not have a pinhole in a raw material, it is thought that this has contributed greatly to waterproofness improvement. That is, since there is no pinhole in the film, water penetration (permeation) from the outer surface to the
なお、上記トップフィルム14(強粘着高伸縮塩ビフィルム)は、JIS規格やIEC規格(IECはInternational Electrotechnical Commission の略であり国際電気標準会議を示す)によって定められた防水規格「IP58」を取得したものである。この「IP58」の「5」は第一特性数字の「5級」の意味であり、固形物に対する保護等級、いわゆる「防塵」についての保護等級を示している。因みに、この「5級」とは「有害な影響が発生するほどの粉塵が中に入らない(防塵形)」というものである。また、「IP58」の「8」は第二特性数字の「8級」の意味であり、水に対する保護等級を示している。この水に対する耐性レベルは、0〜8の等級が規定されており、6級までの場合は少なからず内部への浸水の可能性があり、8級は「防水」の最高レベルを示している。因みに、「防水の8級」とは「継続的に水没しても内部に浸水することがない(水中形)」というものである。 The top film 14 (strongly adhesive high stretch PVC film) obtained the waterproof standard “IP58” defined by the JIS standard and the IEC standard (IEC stands for International Electrotechnical Commission and indicates the International Electrotechnical Commission). Is. “5” of “IP58” means “grade 5” of the first characteristic number, and indicates a protection grade for solid matter, that is, a so-called “dustproof” protection grade. By the way, this “5th grade” means that “dust that causes harmful effects does not enter (dust-proof type)”. In addition, “8” of “IP58” means “8th grade” of the second characteristic number, and indicates a protection degree against water. As for the resistance level against water, 0 to 8 grades are defined. If the grade is up to 6th grade, there is a possibility of inundation inside, and the 8th grade shows the highest level of “waterproof”. By the way, “waterproof grade 8” means that “even if it is continuously submerged, it will not be submerged inside (underwater type)”.
また、本実施例の面発光体1は、RoHS指令に適合しており、この「RoHS」とは、Restriction of Hazardous Substances の頭文字(危険物質に関する制限)であり、電気・電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限に関する欧州議会及び理事会指令の意味である。
In addition, the
次に、このような面発光体1を光源(発光体ユニット)として組み込んで成る内照式看板SB、特にここでは箱文字看板について説明する。ここで箱文字看板とは、内部が空洞(箱状)になっている立体文字状の看板であり、とりわけ本実施例では、文字部分を発光させる看板を想定している。ここで、上記「文字」には、ひらがな、カタカナ、漢字、アルファベット等はもちろん、これら以外にも数字、記号、三角形や円などの図形、会社や組織あるいはブランド等を表すマークや図なども含むものである。換言すれば、ここでの「文字」とは、通常は個々の看板によって形状や大きさが異なるため、従来のモジュール化されたLEDユニットを用いた場合に、光ムラが出現し易い発光面のことを指すものである。
このような発光面を有する内照式看板SB(箱文字看板)は、一例として図1(b)に示すように、表示部21と側面部22と背面部23とから成る看板ケース2内に、上記面発光体1が収容されて成るものであり、面発光体1が直接風雨に曝されないように考慮されている。
Next, an internally illuminated signboard SB in which such a
An internally illuminated signboard SB (box character signboard) having such a light emitting surface is placed in a
表示部21は、実質的に広告表示や情報表示を行う発光面であり、適宜の文字形状に形成され、看板ケース2の正面とも言える部位である。また背面部23は、表示部21の反対側の面であり、ケース内では面発光体1を固定支持する一方、ケース外がビル等の外壁面等に取り付けられる部位である。更に側面部22は、これら表示部21と背面部23との周囲を接続する部位である。
ここで、本実施例では、面発光体1は、LED素子13(発光側)が表示部21を向くように取り付けられ、面発光体1(LED素子13)から放出された光を、直接、表示部21より透過させるものである。このため、ケース内には反射板などが設けられず、このために看板としての構造がシンプルとなり、内照式看板SBの厚みとしても極めて薄く形成できるものである。
The
Here, in this embodiment, the
表示部21には、強度のある繊維でできた部材の両面を半透明樹脂層で挟持した(一体化形成した)繊維シート(FFシート)やアクリルが適用されることが好ましい。なお、LED素子13のビュー角が約105度〜110度程度である場合、表示部21がFFシートであれば、看板厚さ(箱文字の厚さ)は約50mm以下でも、LED素子13からの発散光を均一にでき、LED素子13のドットが目視されない(出現しない)ことが本出願人によって確認されている。
It is preferable that a fiber sheet (FF sheet) or acrylic in which both sides of a member made of strong fiber are sandwiched (integratedly formed) with a translucent resin layer or acrylic is applied to the
なお、上述したように面発光体1にトップフィルム14が張設されていれば、面発光体1のみでも屋外や水が掛かる場所での使用が可能となるため、その点では、ケースといいながらも、看板ケース2としては、側面部22がなく、背面部23に取り付けた面発光体1から適宜の距離をおいて表示部21を設けることも可能である。言い換えればトップフィルム14を張設しない場合には、高い防水性を具備した看板ケース2内に収容した屋外での使用や、水(水蒸気)の侵入のおそれがない空間(室内)での使用環境に限定されるものである。
If the
また、基板11がフレキシブルである場合、本発明に係る面発光体1は、表示部21を湾曲または屈曲させた看板に適用することができる。
更に、本発明に係る面発光体1を切文字のバックライトとして使用すれば、面発光体1の厚さが極めて薄く形成できることから、厚みのないスッキリした切文字を演出できるものである。
また、本発明に係る面発光体1は、面状の発光であり、且つ防水性等に優れていること等から看板(特に内照式看板SB)や壁面装飾以外の用途も考えられ、例えば衝立や間仕切り等の一部に面発光体1を組み込んだり、面発光体1そのものを屋内外を問わず避難誘導ラインや手摺り誘導として利用することも考えられる。
Further, when the
Furthermore, if the
In addition, the
本発明に係る面発光体は、例えば発光面の輪郭ラインに沿ってLED素子を設置することができるため、LED素子を縦・横ともに同一のピッチで設置すると、発光面に光ムラ等が出現し易い場合に適する。とりわけ、個々の看板によって発光面の形状や大きさが異なる箱文字看板等の内照式看板として用いるのに適する。
また、本発明に係る面発光体は、極めて薄く形成できるため、切文字のバックライトとして使用すれば、厚みのないスッキリした切文字を演出することができる。
更に、LED素子をマウントした面発光体にトップフィルムを張設した場合には(加えてシリコンや樹脂等のトップコート施工を行うことがより好ましい)、面発光体単独でも、高い防水性や防塵性等を具えるため、面発光体が風雨に曝される形態、つまり面発光体単独で屋内外の広告表示板・情報表示板として利用することが可能である。
In the surface light emitter according to the present invention, for example, LED elements can be installed along the contour line of the light emitting surface. Therefore, when the LED elements are installed at the same pitch both vertically and horizontally, light unevenness appears on the light emitting surface. Suitable when it is easy to do. In particular, it is suitable for use as an internally illuminated signboard such as a box character signboard whose light emitting surface has a different shape and size depending on the individual signboard.
In addition, since the surface light emitter according to the present invention can be formed extremely thin, if it is used as a backlight for a cut character, it is possible to produce a clean cut character with no thickness.
Further, when a top film is stretched on a surface light emitter mounted with an LED element (in addition, it is more preferable to apply a top coat such as silicon or resin), the surface light emitter alone is also highly waterproof and dustproof. Since the surface light emitter is exposed to wind and rain, that is, the surface light emitter alone can be used as an indoor / outdoor advertisement display board / information display board.
1 面発光体
1a 中間製品
2 看板ケース
4 真空圧着装置
1 面発光体
11 基板
12 電気配線
13 LED素子
14 トップフィルム
15 補強板
16 定電流回路
2 看板ケース
21 表示部
22 側面部
23 背面部
4 真空圧着装置
41A 上側ボックス
41AR 密閉空間
41B 下側ボックス
41BR 密閉空間
42 電気ヒータ
43 昇降テーブル
44 圧空タンク
45 真空タンク
46 切換バルブ
R 反射板
Z 部分(光ムラが生じ易い部分)
L1 配置ライン(LED素子の)
L2 配置ライン(LED素子の)
L3 配置ライン(LED素子の)
SB 内照式看板
DESCRIPTION OF
L1 placement line (for LED elements)
L2 placement line (for LED elements)
L3 placement line (for LED elements)
SB interior-lit signboard
Claims (2)
この基板に対して配置された複数のLED素子とを具えて成る面発光体を製造する方法において、
前記電気配線は、インクジェット印刷によって基板に形成されるものであり、
また前記複数のLED素子のうち、少なくとも幾つかは、発光面の輪郭ラインから、ほぼ一定の間隔を保って想定された配置ラインに沿って実装位置が決定され、
一方、前記電気配線は、前記LED素子の実装位置に従って、これらを直列的に接続するように基板に形成されることを特徴とする、インクジェット印刷による電気配線を具えた面発光体の製造方法。
A substrate with electrical wiring;
In a method of manufacturing a surface light emitter comprising a plurality of LED elements arranged with respect to the substrate,
The electrical wiring is formed on the substrate by inkjet printing ,
Further, among the plurality of LED elements, at least some of the mounting positions are determined from the contour line of the light emitting surface along the assumed arrangement line with a substantially constant interval,
On the other hand, the electrical wiring is formed on the substrate so as to be connected in series according to the mounting position of the LED element, and the method of manufacturing a surface light emitter having electrical wiring by ink jet printing.
また基板には、LED素子を被覆するようにトップフィルムが設けられることを特徴とする請求項1記載の、インクジェット印刷による電気配線を具えた面発光体の製造方法。 The substrate is one to which a flexible material that can be bent or bent is applied,
Also on the substrate, according to claim 1, wherein the top film is provided to cover the LED elements, the method for manufacturing a surface-emitting body comprising an electrical wiring by inkjet printing.
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