光学レンズ付きシート部材およびその製造方法、ならびに発光装置およびそれを用いた液晶表示装置、看板、太陽電池
【課題】ＬＥＤの発する高熱に対する高耐熱性を有し、個々のＬＥＤに一つずつレンズを接着する煩雑さを大幅に解消でき、しかもＬＥＤを有する基板にワンタッチで容易に装着可能で、装着時の位置ずれを防止でき、使用中の熱変形等による位置ずれもなく安定して用いることができる、光学レンズ付きシート部材を提供する。さらに、低コストで製造でき、さらに連続成形が可能な光学レンズ付きシート部材の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る光学レンズ付きシート部材は、発光ダイオードを備えた基板に装着するためのシート部材であって、前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る光学レンズ付きシート部材は、発光ダイオードを備えた基板に装着するためのシート部材であって、前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズ付きシート部材およびその製造方法、ならびに発光装置およびそれを用いた液晶表示装置、看板、太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう。）から発光された光を集光または拡散する手段として光学レンズ機構が使用されている。このような光学レンズ機構は、使用される装置の用途や構造に合わせて設計されている。しかしながら、ＬＥＤメーカーでは、装置ごとに光学レンズを有するＬＥＤを開発することになると小ロット多品種となるため、十分な対応ができない状況にあった。そこで、照明器具やバックライト装置等の生産においては、各々光学設計を行った光学レンズを作製し、後からＬＥＤに光学レンズを接着するなどの手段を用いている。特に面光源として使用する照明装置や液晶テレビ、パソコン用ディスプレイ等の液晶表示パネルのバックライト装置は、使用するＬＥＤの数量が多いため、回路基板に設置されたＬＥＤにレンズを一つずつ装着することは非常に手間がかかるという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、近年では高輝度を有するＬＥＤが次々と開発されており、このようなＬＥＤは発光に伴い発熱することが知られている。そのため、高輝度を有するＬＥＤから発光された光を集光または拡散するために使用される光学レンズには、高熱耐性が要求される。
【０００４】
また、特許文献２には、基体に取り付けられたＬＥＤのアレイと、前記ＬＥＤ上に配置された光学シートを含む、発光のための光学アセンブリが記載されている。しかしながら、特許文献２に記載されている光学アセンブリは、前記ＬＥＤから前記光学シートの一方の面に入る光の一部が基体に対して略平行方向で前記光学シートに案内されることで発光するものであるため、どうしても輝度が小さくなってしまうという問題があった。また、特許文献２に記載されているような一般的な光学シートは、加熱により溶融または変形させて寸法安定性を確保したものであるため、高輝度を有するＬＥＤから発せられた熱により変形あるいは変色が生じてしまうという問題があった。
【０００５】
上記のような問題を解決するために、シリコーン樹脂からなる光学レンズのベース部を同一材料で一体的につなぎ合わせてシート状に成形することも検討されたが、シリコーン樹脂の熱膨張係数に伴う位置ずれの発生や、高価なシリコーン素材等の耐熱素材を多用することによるコスト高騰の問題があった。
【特許文献１】特開２００６−１８２６１号公報
【特許文献２】特表２００８−５０３０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一つの目的は、ＬＥＤの発熱に対する高耐熱性を有し、個々のＬＥＤに一つずつレンズを接着する煩雑さを大幅に解消でき、しかもＬＥＤを有する基板にワンタッチで容易に装着可能で、装着時の位置ずれを防止でき、使用中の熱変形等による位置ずれもなく安定して用いることができる、光学レンズ付きシート部材を提供することにある。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、低コストで製造でき、さらに連続成形が可能な光学レンズ付きシート部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材は、
発光ダイオードを備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部が前記シート部に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記光学レンズ部は、シリコーン樹脂からなることができる。
【００１０】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記光学レンズ部は、液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物を硬化させて得たものであることができる。
【００１１】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記シート部の熱膨張係数は、前記光学レンズ部の熱膨張係数よりも小さいことができる。
【００１２】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記シート部は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製シートまたはガラス不織布であることができる。
【００１３】
上記光学レンズ付きシート部材によれば、ＬＥＤの発する高熱に対し高耐熱性を有し、ＬＥＤ基板に容易に装着可能なシート部材を得ることができる。また、ＬＥＤに対向する部分にのみ光学レンズ部を有するため、光学レンズ部の位置決めが容易となり、材料の歩留まりを向上させることもできる。その結果、製造コストの低下にもつながる。
【００１４】
本発明に係る発光装置は、上記の光学レンズ付きシート部材が発光ダイオードを備えた基板に装着され、前記発光ダイオードに対向する位置にのみ光学レンズ部がシート部に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る発光装置において、前記基板は、プリント回線基板であることができる。
【００１６】
本発明に係る発光装置において、前記光学レンズ付きシート部材の少なくとも一方の面に反射層を形成することができる。
【００１７】
本発明に係る発光装置において、さらに、前記光学レンズ付きシート部材の前記発光ダイオードを備えた基板が装着された側とは反対側に拡散板を形成することができる。
【００１８】
本発明に係る液晶表示装置は、上記の発光装置を備えている。
【００１９】
本発明に係る看板は、上記の発光装置を備えている。
【００２０】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材は、
太陽電池素子部を備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記太陽電池素子部に対向する位置にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る太陽電池は、上記の光学レンズ付きシート部材を備えている。
【００２２】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材の製造方法は、基板に配置された発光ダイオードの位置に対向するように光学レンズ部をシート部に設けた光学レンズ付きシート部材の製造方法であって、前記発光ダイオードの位置に合わせてレンズ型を設けた金型を準備する工程と、前記金型のレンズ型に、レンズ材料を注入する工程と、注入したレンズ材料に接触するように前記金型に前記シート部をセットする工程と、レンズ材料を硬化して前記光学レンズ部と前記シート部とを一体化する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
１．光学レンズ付きシート部材
１．１ 第１の実施形態
本発明の第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材は、発光ダイオードを備えた基板に装着するための光学レンズ付きシート部材であって、前記光学レンズ付きシート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部が前記シート部に配置されていることを特徴とする。図１は、第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材の一例を模式的に示す平面図である。
【００２５】
光学レンズ付きシート部材１００は、光学レンズ部１０と、シート部２０と、を含む。
【００２６】
光学レンズ部１０は、ＬＥＤを備えた基板に光学レンズ付きシート部材１００を装着したときにＬＥＤに対向する位置にのみ設けられるようシート部２０に配置されている。これにより、面光源として使用する照明装置や液晶表示装置用バックライト等の生産において、各ＬＥＤごとに光学レンズを装着する手間を省くことができる。また、シート部と基板との位置決めをするだけで、１度の作業で、各ＬＥＤに対向する位置に光学レンズ部１０を正確に配置することができる。
【００２７】
光学レンズ部１０は、ゴムレンズ等でも構わないが、高耐熱性を有する観点からシリコーン樹脂により成形された光学レンズであることが好ましい。シリコーン樹脂により成形された光学レンズであれば、ＬＥＤから発せられる熱による溶融または変形、変色等の劣化を防ぐことができる。シリコーン樹脂製の光学レンズは、シリコーン樹脂であれば特に制限はないが、液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物を用途に応じた形状に硬化させることによって得ることが好ましい。液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物は、無溶媒であるため発泡することなく、表面および内部を均一に硬化させることができる。
【００２８】
付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物としては、熱硬化により透明なシリコーン樹脂を形成するものであれば特に制限されないが、例えばオルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、オルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび白金系触媒等の重金属系触媒を含むものが挙げられる。
【００２９】
上記付加反応型のシリコーン樹脂組成物としては、下記平均単位式（１）で示されるものが挙げられる。
【００３０】
ＲａＳｉＯ（４−ａ）／２ …（１）
（式中、Ｒは非置換または置換一価炭化水素基で、好ましくは炭素数１〜１０、特に１〜８のものである。ａは０．８〜２、特に１〜１．８の正数である。）
ここで、Ｒとしてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基や、これらの炭素原子に結合した水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されたクロロメチル基、クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換炭化水素基、あるいはシアノ基で置換された２−シアノエチル基等のシアノ基置換炭化水素基などが挙げられ、Ｒは同一であっても異なっていてもよいが、Ｒとしてフェニル基を含むもの、特に全Ｒのうち５〜８０モル％がフェニル基であるものが、光学レンズの耐熱性および透明性の観点から好ましい。
【００３１】
また、Ｒとしてビニル基等のアルケニル基を含むもの、特に全Ｒのうちの１〜２０モル％がアルケニル基であるものが好ましく、中でもアルケニル基を１分子中に２個以上有するものが好ましく用いられる。このようなオルガノポリシロキサンとしては、例えば末端にビニル基等のアルケニル基を有するジメチルポリシロキサンやジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体等の末端アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサンが挙げられ、特に常温で液状のものが好ましく用いられる。
【００３２】
一方、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、３官能以上（すなわち、１分子中にケイ素原子に結合する水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を３個以上有するもの）が好ましく、例えばメチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、特に常温で液状のものが好ましい。また、触媒としては、白金、白金化合物、ジブチル錫ジアセテートやジブチル錫ジラウリレート等の有機金属化合物、またはオクテン酸錫のような金属脂肪酸塩などが挙げられる。これらオルガノハイドロジェンポリシロキサンや触媒の種類や量は、架橋度や硬化速度を考慮して適宜決定すればよい。また、上記成分以外に得られるシリコーン樹脂の強度や透明度を損なわない程度に充填剤、耐熱剤、可塑剤等を添加してもよい。
【００３３】
上記シリコーン樹脂組成物としては、信越化学工業株式会社製の「ＫＪＲ６３２」等の市販品を用いることもできる。
【００３４】
光学レンズ部１０は、上記シリコーン樹脂組成物を成形してシリコーン樹脂成形品とする公知の方法により得ることができ、例えば射出成形、押出成形、注型成形等により成形することができる。光学レンズ部１０は、側面発光、拡散発光、集光等の用途に合わせて光学設計することができ、例えば凸レンズ、凹レンズ、シリンドリカルレンズ、およびこれらのフレネルレンズ等の様々な形状のレンズに成形することができる。また、光学レンズ部１０の寸法は、用途に合わせて適宜設計することができるが、少なくともＬＥＤの発光面全体と対向できる大きさが必要であり、厚さは１ｍｍ〜５ｍｍ程度、レンズ単位のピッチは５ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、レンズの硬度は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５（プラスチックのデュロメーター硬さ試験方法）の方法により測定されるショア硬度で、好ましくは２０〜９０、より好ましくは５０〜８０である。レンズの素材としてゴムレンズを使用した場合には、レンズの硬度は、ショアＡ硬度で好ましくは３０〜９０である。
【００３５】
光学レンズ部１０の内部または表面には、さらに蛍光体層、カラーフィルター層や光拡散層を設けてもよい。レンズ部および／またはＬＥＤ側に設ける場合の蛍光体層や光拡散層は、ＬＥＤの発光面全体を覆うことができるようにＬＥＤの外形に合った嵌合部を設けることが好ましい。この嵌合部を設けることによって、装着時の位置ずれを防止でき、使用中の熱変形等による位置ずれもなく安定して用いることができる。
【００３６】
蛍光体層に用いられる蛍光体としては、無機蛍光体、顔料、有機蛍光染料、疑似顔料等が挙げられ、例えば、発光色が青色の（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ａｇ、ＣａＳ：Ｂｉ等、発光色が緑色のＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、Ｚｎ２Ｓｉ（Ｇｅ）Ｏ４：Ｅｕ２＋等、発光色が赤色のＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、ＬｉＥｕＷ２Ｏ８、ＢａＯ・Ｇｄ２Ｏ３・Ｔａ２Ｏ５：Ｍｎ、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５等を用いることができ、より所望する色に近い発色が得られるように調整することができる。蛍光体層を設けることによって、例えばＬＥＤから発せられた光の波長変換機能を有する光学レンズ付きシート部材を作製することができる。
【００３７】
光拡散層としては、例えば予め光拡散度をガラスパウダーや、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機白色顔料の種類や添加量により調整後、成形したもの等が挙げられる。光拡散層を設けることによって、例えば光源が赤・緑・青の三色を有するＬＥＤである場合に、光を混合することができる光学レンズ付きシート部材を作製することができる。
【００３８】
シート部２０の材質は、（１）設置作業性、設置安定性を損なわない程度のコシを有していること、（２）熱膨張係数が小さいこと、（３）耐熱性に優れていること、の３点が満たされていれば特に限定されないが、これらに加えて目的に応じて、導光性、光拡散層、光反射層等を有すると、さらに用途が拡大する。
【００３９】
シート部２０が設置作業性、設置安定性を損なわない程度のコシを有していなければ、ハンドリングが悪くなり、生産性の低下やシート部の弛みによりピッチずれを招くことがある。
【００４０】
シート部２０の材質の熱膨張係数が小さいと、ピッチのずれが抑制でき、レンズ材料で単一成形体を作るものより光学的に安定なレンズ付きシート部材ができる。また、シート部２０の材質が耐熱性に優れていることが好ましく、耐熱性が不充分であるとＬＥＤから発せられた高熱によりシート部２０が溶融または変形したり、変色してしまうことがある。したがって、シリコーン樹脂（熱膨張係数：２００×１０−６／Ｋ）を光学レンズ部１０の材料として使用する場合には、シート部２０の材質として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂（熱膨張係数：２０×１０−６／Ｋ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂（２５×１０−６／Ｋ）、ポリカーボネート樹脂（６５×１０−６／Ｋ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂類；硬質ガラス（８．５×１０−６／Ｋ）、パイレックス（登録商標）ガラス（８．５×１０−６／Ｋ）、ガラスペーパー、ガラス不織布等のガラス類；アルミニウム（２３×１０−６／Ｋ）、ステンレス鋼（１０．４×１０−６／Ｋ）等の金属類、シリコーンゴム等であることが好ましい。これらの材質から構成されるシート部２０は、複合材であってもよい。また、シート部２０は、フィルム、板状物、不織布、網状物であってもよい。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはガラス不織布であることが特に好ましい。ポリエチレンテレフタレート樹脂は、シリコーン樹脂よりも強度が大きいため、シート部２０を光学レンズ部１０よりも薄くすることができ、丈夫で経済的な光学レンズ付きシート部材を作製することができる。ポリエチレンテレフタレート樹脂の中でも、いわゆるホワイトフィルムと呼ばれる素材は、特に耐熱性および耐久性に優れており、光反射層の役目を果たすためシート部２０に適している。
【００４１】
ガラス不織布は、ガラス繊維が交絡してシート状に固定されているため、軽量で耐熱性や寸法安定性に優れている。また、高含浸性を有するガラス不織布を用いることにより、シート部２０に孔を設けることなく所定の位置にシリコーン樹脂等のレンズ材料を含浸させて光学レンズ部１０を形成することができる。なお、ガラス不織布の屈折率とシリコーンレンズの屈折率との差が０．０３の範囲内であれば、光学特性の観点からより好ましい。ガラス不織布としては、例えばキュムラス（登録商標）「ＥＰＭ−４０２５」、「ＥＰＭ−４１００Ｂ」、「ＧＰＭ−８３２５」、「ＳＧＭ−３０２５」（以上、日本バイリーン株式会社製）、グラスパー「ＧＨＮ＝００−０２５（Ｇ）」（王子特殊紙株式会社製）等が挙げられる。
【００４２】
シート部２０は、後述するように光学レンズ付きシート部材の用途に応じて、導光シート、光散乱シート、反射シート、透明シート、難燃シート、アルミ蒸着シートなどの機能を備えたシートを使用することができる。
【００４３】
本願発明の光学レンズ付きシート部材を基板に載置して、基板上の個々のＬＥＤに対応した位置に光学レンズ部を一度の作業で設置するためには、上述したように光学レンズ付きシート部材の設置作業性がよいことが好ましく、シート部がある程度のコシを有していることが好ましい。例えば、シート部にＰＥＴフィルムを用いる場合、その厚さは２５〜１０００μｍであることが好ましく、５０〜３００μｍであることがより好ましい。
【００４４】
シート部の厚さが上記範囲未満であると、シート部にシワが入るため、一度の設置作業で全てのＬＥＤと光学レンズ部とを揃えて対向させにくい傾向がある。一方、シート部の厚さが上記範囲を超えると、シート部が板状となってくるため、吸盤付きロボットなどで光学レンズ付きシート部材と基板とを機械装着でき設置作業性には支障がないが、可撓性が低下するため、大画面の看板や液晶表示装置などでは、装着後のシート部の熱膨張により光学レンズ付きシート部材の両端で累積した寸法のずれが大きくなり、適正な光路が得られにくくなる傾向がある。シート部に可撓性を持たせることは、そのずれを解消することができる点で有効な場合がある。
【００４５】
１．２ 第２の実施形態
本発明の第２の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材は、太陽電池素子部を備えた基板に装着するためのシート部材であって、前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、前記基板に装着したときに前記太陽電池素子部に対向する部分にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする。
【００４６】
第２の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材は、図１に示す第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材と同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００４７】
（１）光学レンズ部は、太陽電池素子部に集光することを目的としたものである。したがって、光学レンズ部の形状は、凸レンズまたはそのフレネルレンズであることが好ましい。フレネルレンズは、凸レンズの曲面を分割してつなぎ合わせた形状を有しているため、凸レンズよりも形状を小さくすることができ経済的である。
【００４８】
（２）光学レンズ部の材質は、上述したシリコーン樹脂を使用することが好ましいが、太陽光に対して耐熱性を有するその他の透明な材質を使用することもできる。
【００４９】
（３）シート部の材質は、透光性を有する観点から、ガラス板、透明樹脂板、ガラスクロス部、ガラス不織布であることが好ましい。シート部がガラス板や透明樹脂板の場合は、太陽電池素子部以外に照射した太陽光を素子に集光する導光板の役目をすることができる。
【００５０】
１．３ 光学レンズ付きシート部材の製造方法
本実施形態に係る光学レンズ付きシート部材の製造方法は、基板に配置された発光ダイオードの位置に対向するように光学レンズ部をシート部に設けた光学レンズ付きシート部材の製造方法であって、前記発光ダイオードの位置に合わせてレンズ型を設けた金型を準備する工程と、前記金型のレンズ型に、レンズ材料を注入する工程と、注入したレンズ材料に接触するように前記金型に前記シート部をセットする工程と、レンズ材料を硬化して前記光学レンズ部と前記シート部とを一体化する工程と、を含む。以下、各工程について詳細に説明する。
【００５１】
まず、シート部を用意する。シート部は、あらかじめ使用するサイズにカットされたものを用いてもよいし、ロール状に巻き取り可能な連続シートを用いてもよい。
【００５２】
次いで、用意したシート部に、基板に配列されたＬＥＤに対向する位置にレンズ部を成形するために所定の位置に所定形状の孔を形成する。シート部に所定形状の孔を形成するためには、パンチ等の公知の方法を適用することができる。上記のロール状に巻き取り可能な連続シートを使用する場合には、回転式のパンチ機を使用することにより連続的に穴を形成することができるため、生産効率が向上する。また、レンズ部を成形する位置に所定形状の孔を形成するのではなく、シート部のレンズを設ける位置にレンズ型をエンボス加工してもよい。
【００５３】
次いで、上記ＬＥＤの位置に合わせてレンズ部の形状が刻印されたレンズパターンを有するレンズ型を用意する。レンズ型は、アルミニウム、黄銅、合金等の金属製の型；シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の合成樹脂製の型；Ｎｉ電鋳法で作製した電鋳型等を使用することができる。かかるレンズ型は、腐食防止等のためにその表面に銅またはニッケル等でメッキ処理することが好ましい。さらに、銅またはニッケル等のメッキを厚肉に形成して、メッキ層部分にレンズパターンを形成することもできる。
【００５４】
次いで、レンズ型のレンズパターンとシート部の孔とが一致するようにシート部をレンズ型にセットする。その後、レンズ型にシリコーン樹脂等のレンズ材料を注入して所定の条件下で硬化させる。この際、シート部に送り孔を設け、この送り孔を照準にして金型にセットすることにより、高精度かつ連続的にレンズ部の成形を行うことができる。また、金型に枚葉シートのつき当たり部を設けることにより、同様の高精度を得ることができる。以上の工程により、シート部と光学レンズ部とを一体成形することができるが、シート部と光学レンズ部との接着強度を高めるためにシート部に予めプライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、イトロ処理、ＵＶ処理等の公知の接着技術を使用することもできる。また、光学レンズ部に接着成分を添加することにより、シート部との接着性を高めることもできる。なお、シート部にレンズ型をエンボス加工した場合は、凹部にレンズ材料を注入し硬化すればよい。
【００５５】
また、光学レンズ付きシート部材をハンドリングする過程で、張力や屈折などによりシート部と光学レンズ部とが剥離したり、レンズ部がシート部から脱落する場合がある。そこで、光学レンズ部とシート部とを強固に固定するために、以下に説明するような手段を採り得る。図２は、光学レンズ部とシート部とを強固に固定する手段を取り入れた光学レンズ付きシート部材の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す図である。図２に示すように、シート部２１にレンズが成形される孔だけでなく、その孔の周辺部に成形の際アンカーとしてレンズと同じ樹脂が入る小さな孔２１ａ（直径２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下）を設けておくとよい。図３に示すように、光学レンズ部１１は、シート部２１を挟み込むようにコの字型に成形されたレンズ固定部１１ａと、ＬＥＤを嵌め込むための嵌合部１１ｂと、を備えている。レンズ固定部１１ａは、少なくとも孔２１ａを覆うことができる長さにまで伸びている。このような構成とすることで、孔２１ａにもレンズと同じ樹脂が入り込み一体成形されることにより、光学レンズ部１１とシート部２１とを強固に固定することができる。
【００５６】
以上の工程により、ＬＥＤを備えた基板に装着したときに前記ＬＥＤに対向する部分にのみ光学レンズ部が配置される光学レンズ付きシート部材を製造することができる。
【００５７】
なお、上述したように、シート部として高含浸性のガラス不織布を使用した場合には、孔を設けずに所定の部分にレンズ材料を含浸しながら成形させることにより、光学レンズ付きシート部材を形成することができる。
【００５８】
２．発光装置
２．１ 第３の実施形態
本発明に係る発光装置は、上記の光学レンズ付きシート部材が発光ダイオードを備えた基板に装着されたことを特徴とする。図４は、第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【００５９】
図４に示すように、発光装置２００は、ＬＥＤ３０が設けられた基板４０と、光学レンズ部１２およびシート部２２を有する光学レンズ付きシート部材１１０と、を含む。発光装置２００は、基板４０と光学レンズ付きシート部材１１０とを組み合わせることにより形成され、光学レンズ部１２とＬＥＤ３０とが嵌合するようになっている。これにより、光学レンズ付きシート部材１１０は、基板４０に正確に位置決めされて装着できる。なお、光学レンズ部１２およびＬＥＤ３０の少なくとも一方に接着剤を付けて接着させることにより、光学レンズ付きシート部材１１０と基板４０とを固定してもよい。
【００６０】
光学レンズ付きシート部材１１０は、上述した第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材を使用することができる。シート部２２の基板４０と接触する面には、さらに（図示しない）反射層を形成してもよい。反射層を形成することにより、ＬＥＤ３０から発せられた光が光学レンズ部１２で屈折されて一部シート部２２に光拡散され、さらに反射層で反射されるため、より高輝度を有する発光装置２００を製造することができる。
【００６１】
基板４０は、主として電子回路プリント基板であって、堅い板状のリジッド基板や、折り曲げできるフレキシブル基板等を用途に応じて使い分けることができる。基板４０は、基材や樹脂に種々の材料を用いたものや、実装密度を上げるため多層にしたもの等を使用することができる。基板４０には、ＬＥＤ３０が固定されており、鉛フリーはんだを用いたリフローはんだ法等公知の接着法等を用いて電子回路に固定することができる。
【００６２】
ＬＥＤ３０は、公知のいずれのＬＥＤであってもよく、例えばＧａ：ＺｎＯ赤色ＬＥＤ、ＧａＰ：Ｎ緑色ＬＥＤ、ＧａＡｓＰ系赤色ＬＥＤ、ＧａＡｓＰ系橙色・黄色ＬＥＤ、ＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤ、ＩｎＧａＡｌＰ系橙色・黄色ＬＥＤ、ＧａＮ系青色ＬＥＤ、ＳｉＣ青色ＬＥＤ、ＩＩ−ＶＩ族青色ＬＥＤ、青色ＬＥＤのチップ上に蛍光体層を設けた白色ＬＥＤ等が挙げられる。なお、ＬＥＤの形態は、いずれの形態であってもよく、例えばＬＥＤランプやチップタイプＬＥＤ、セグメントタイプＬＥＤ等を使用することができる。
【００６３】
第３の実施形態に係る発光装置２００は、例えば液晶表示装置、看板等のバックライト等の用途に使用することができる。
【００６４】
２．２ 第４の実施形態
図５は、第４の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【００６５】
図５に示すように、発光装置３００は、ＬＥＤ３２が設けられた基板４２と、反射層５０の上にシート部２４が形成され、ＬＥＤ３２に対向する位置に光学レンズ部１４が形成された光学レンズ付きシート部材１２０と、拡散板６０と、がこの順に積層された構造を有する。発光装置３００は、第３の実施形態と同様に基板４２と光学レンズ付きシート部材１２０とを組み合わせることにより形成され、光学レンズ部１４とＬＥＤ３２とが嵌合するようになっている。これにより、光学レンズ付きシート部材１２０は、基板４２に正確に位置決めされて装着できる。図示はしていないが、ＬＥＤ３２と光学レンズ部１４との間に蛍光体層を設けてもよい。光学レンズ付きシート部材１２０を基板に装着した後、光学レンズ部１４とＬＥＤ３２との位置がずれないように、光学レンズ部１４およびＬＥＤ３２の少なくとも一方に接着剤を付けて接着させることにより、光学レンズ付きシート部材１２０と基板４２とを固定させてもよい。また、光学レンズ部１４の間のシート部２４と基板４２の空き表面に接着剤、鋲などで固定してもよい。更には、図６に示すようにシート部２４にプレス加工、パンチング加工などで凸部、凹部またはホール等の基板固定部２４ａを設けるとともに、基板４２にはその形状を受ける形の穴、凹部、凸部を設け、これらを嵌合することにより固定することもできる。
【００６６】
基板４２は、第３の実施形態と同じものを使用できる。
【００６７】
光学レンズ部１４の形状は、光拡散タイプのレンズが好ましく、拡散板に導光できるレンズであれば特に限定されない。光学レンズ部１４が光拡散タイプのレンズである場合には、ＬＥＤ３２から発せられた光を拡散板６０の方向に拡散し、その一部はシート部側に拡散する。
【００６８】
光学レンズ付きシート部材１２０には、反射層５０が設けられているので、拡散された光を拡散板６０の方向へ反射することができる。シート部２４は、透光性および耐熱性を有する材質から構成されており、例えば上述したポリエチレンテレフタレート樹脂やガラス不織布等を使用することができる。シート部２４および反射層５０の積層体の厚みと光学レンズ部１４の高さは一致しており、２ｍｍ程度とすることができる。反射層５０の下方には、さらに図示しないが必要に応じて絶縁層を形成することができる。
【００６９】
拡散板６０は、ガラスの片面をスリガラス状にした後、フッ化水素により表面を腐食させて滑らかにしたフショク型拡散板、ガラスの片面をスリガラス状に処理したフロスト型拡散板、ガラス面に乳白色膜を付加したオパール型拡散板、光散乱剤を充填したポリカーボネートシート、白色ＰＥＴ等の公知の拡散板を使用することができる。ガラスの片面に粗さを付与することにより、さらに拡散率を高めることができる。
【００７０】
以上のような構成を有する発光装置３００は、拡散板６０の表面全体が均一に面発光した高輝度を有する発光装置となる。第４の実施形態に係る発光装置３００は、例えば液晶表示パネル用バックライト、看板用バックライト等の用途に使用することができる。
【００７１】
３．バックライト、看板
図７は、第５の実施形態に係る看板を模式的に示す断面図である。図７に示すように、看板４００は、ＬＥＤ３０が設けられた基板４０と、光学レンズ部１２およびシート部２２を有する光学レンズ付きシート部材１１０と、を含む発光装置２００を組み込んである。図示はしないが、ＬＥＤ３０と光学レンズ部１２との間に蛍光体層やカラーフィルター層を設けてもよい。さらに、発光装置２００の上方には、拡散板６２が形成されている。拡散板６２は、上述したようにＬＥＤ３０から光学レンズ部１２を介して発せられた光をさらに拡散するための部材である。さらに、拡散板６２の上には、文字、図柄、写真等の情報が印刷された情報板７０が形成されている。情報板７０は、光透過性を有する観点から、アクリル板やバックライト用フィルム、印刷された紙等を使用することが好ましい。
【００７２】
なお、シート部２２の基板４０と接触する面には、さらに（図示しない）反射層を形成してもよい。反射層を形成することにより、ＬＥＤ３０から発せられた光が光学レンズ部１２で屈折され、さらに反射層で反射されるため、より高輝度を有する看板４００を製造することができる。かかる場合、シート部２２に導光機能を持たせるとよい。
【００７３】
４．太陽電池
太陽電池には、太陽光が降り注ぐそのままの状態で利用する平板型と、太陽光を光学系等の使用により高密度化してから太陽電池素子に入射させる集光型の二つの方式がある。本発明に係る太陽電池は、上記の光学レンズ付きシート部材を備えており、集光型の太陽電池に相当するものである。図８は、第６の実施形態に係る太陽電池の一例を模式的に示す断面図である。
【００７４】
図８に示すように、太陽電池５００は、太陽電池素子部３４が設けられた基板４４と、シート部である導光板８０の太陽電池素子部３４に対向する位置に光学レンズ部１６を有する光学レンズ付きシート部材１３０と、を含む。
【００７５】
光学レンズ付きシート部材１３０は、上述した第２の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材を使用することができる。光学レンズ部１６は、太陽電池素子部３４と対向する位置に配置されており、光学レンズ部１６によって集められた光が対向する太陽電池素子部３４に効率良く吸収されるようになっている。これにより、太陽光の量が少ない状況においても、効率良く電力を発生することができる。光学レンズ付きシート部材１３０が大面積である場合には、支持網９０を設けることによって光学レンズ付きシート部材１３０を支持することができる。シート部でもある導光板８０の太陽光が照射する側の面には、１μｍ以下の粗面化処理や、反射防止層を設けることが好ましい。
【００７６】
太陽電池素子３４は、図示しないｐ型半導体板とｎ型半導体板とが合わさったｐｎ接合構造体を有している。ｐｎ接合構造体の両面には、それぞれ図示しない電極が設けられている。
【００７７】
太陽電池素子部３４には、例えばＩＶ族半導体、化合物半導体、有機半導体等の半導体を使用することができる。ＩＶ族半導体として、例えば単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコン等の結晶系半導体；アモルファスシリコン等のアモルファス系半導体が挙げられる。化合物半導体として、ＩＩＩ−Ｖ族のＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ；ＩＩ−ＶＩ族のＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｓ；Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族のＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２等が挙げられる。有機半導体として、フタロシアニン、ポリアセチレン等が挙げられる。
【００７８】
４．実施例
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により限定されるものではない。
【００７９】
４．１ 実施例１
シート部材として、厚さ１９４μｍの耐変色・高光反射白色ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）Ｅ６０Ｖ」（東レ株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８０】
ＰＥＴシートは、コロナ放電処理を行い、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、φ８ｍｍの孔を開けた。同時にその周辺にも直径１ｍｍの孔を６個開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にこのＰＥＴシートをセットした。この際、シート部の孔部と金型のレンズ部が一致するようにセットした。次いで、金型にシリコーン樹脂を注入し、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部がしっかりと固定されたＰＥＴシートを作製した。
【００８１】
実施例１に係る光学レンズ付きシート部材は、シート部材として高光反射白色ＰＥＴシートを使用しているため、光反射機能に優れていた。また、シート部材が十分な厚みを有しているため、設置作業性にも優れており、アンカーとしてシリコーン樹脂が入る１ｍｍの孔を設けることにより、光学レンズ部とシート部とをしっかりと固定することができた。
【００８２】
４．２ 実施例２
シート部材として、厚さ１００μｍの高透明ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）Ｕ４２６」（東レ株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８３】
ＰＥＴシートは、カップリング処理を行ったものを使用した。次いで、光学レンズ部を成形する金型にシリコーン樹脂を注入し、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、このＰＥＴシートをセットした。次いで、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部を有するＰＥＴシートを作製した。
【００８４】
実施例２に係る光学レンズ付きシート部材は、シート部材として高透明ＰＥＴシートを使用しているため、光透過性に優れていた。
【００８５】
４．３ 実施例３
シート部材として、難燃性ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）ＺＶ１０」（東レ株式会社製、熱膨張係数；２×１０−５／Ｋ）を使用した。厚さが４０μｍと９０μｍの２種類のＰＥＴシートを用意し、それぞれのＰＥＴシートで光学レンズ付きシート部材を作製した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８６】
ＰＥＴシートは、コロナ放電処理を行い、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、φ８ｍｍの孔を開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にこのＰＥＴシートをセットした。この際、シート部の孔部と金型のレンズ部が一致するようにセットした。次いで、金型にシリコーン樹脂を注入し、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部を有するＰＥＴシートを作製した。
【００８７】
実施例３に係る光学レンズ付きシート部材は、シート部材として難燃性ＰＥＴシートを使用しているため、高熱に対する安全性を確保することができた。一方、厚さが４０μｍのＰＥＴシートではややコシが不足しており、厚さが９０μｍのＰＥＴシートに比べてやや設置作業性が損なわれた。また、実施例３に係る光学レンズ付きシート部材は、実施例１のようにアンカーを設けていないため、シート部と光学レンズ部との固着安定性が実施例１に係る光学レンズ付きシート部材よりもやや劣った。
【００８８】
４．４ 実施例４
シート部材として、難燃性ＰＰＳシートである「トレリナ（登録商標）」（東レ株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８９】
ＰＰＳシートは、カップリング処理を行い、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、φ８ｍｍの孔を開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にこのＰＰＳシートをセットした。この際、シート部の孔部と金型のレンズ部が一致するようにセットした。次いで、金型にシリコーン樹脂を注入し、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部を有するＰＰＳシートを作製した。
【００９０】
４．５ 実施例５
シート部材として、ガラス不織布である「キュムラス（登録商標）ＥＰＭ−４０２５」（日本バイリーン株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００９１】
液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤに対向する位置に合わせて、ガラス不織布に直接シリコーン樹脂を含浸させた。次いで、このガラス不織布を１２０℃・２０分の条件下で静置してシリコーン樹脂を硬化させることにより、シリコーン樹脂製のレンズ部を有するガラス不織布を作製した。
【００９２】
４．６ 実施例６
図９は、実施例６に係る光学レンズ付きシート部材１４０を模式的に示した断面図である。シート部１４２として、高透明ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）Ｕ４２６」（東レ株式会社製）を使用した。まず、高透明ＰＥＴシートに真空成形によりレンズ部となる箇所にレンズ形状の凹部を成形した。次いで、その凹部にシリコーンゲル「ＳＥ１８９１Ｈ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を定量ポッティングし、室温で硬化させることにより、図９に示すような外側がＰＥＴ層、内側がシリコーンゲルで充填された光学レンズ部１４４を有する光学レンズ付きシート部材１４０を連続成形した。プライマーや表面処理なしでも、シリコーンゲルの粘着性により、高透明ＰＥＴシートと良好に密着することができた。
【００９３】
図１０は、ＬＥＤ１４６を備えた回路基板に光学レンズ付きシート部材１４０を装着した発光装置１５０を模式的に示した断面図である。図１０に示すように、シリコーンゲルで充填された光学レンズ部１４４は、ＬＥＤ１４６と密着するため、空気界面による光反射ロスを低減させることができた。
【００９４】
４．７ 実施例７
シート部材として、ガラスペーパーである「グラスパー（登録商標）ＧＨＮ＝００−０２５（Ｇ）」（王子特殊紙株式会社製）を用いた。まず、ガラスペーパーの回路基板に設置されているＬＥＤの位置と対応したレンズ部が成形される部分にパンチングでφ５ｍｍの孔を開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にシート孔部と光学レンズ部とが一致するようにガラスペーパーをセットした。光学レンズ部材として「ＬＰＳ−５５１０」（信越化学工業株式会社製）を金型に充填し、１７０℃×２０分で加熱硬化させ、シート部がガラスペーパー、光学レンズ部がシリコーン樹脂である光学レンズ付きシート部材を作製した。
【００９５】
この際、ガラスペーパーの隙間にシリコーンレジンが浸透することによりアンカーリングでき、しっかり接着固定された。プライマーやプラズマ処理なしでも一体成形することができた。
【００９６】
４．８ 実施例８
図１１は、実施例８に係る光学レンズ付きシート部材１６０を模式的に示した断面図である。シート部１６２として、ＰＥＮフィルムである「テオネックス（登録商標）」（帝人デュポンフィルム株式会社製）を用いた。まず、ＰＥＮフィルムにコロナ処理を行った後、レンズ部が成形される部分にパンチングでφ５ｍｍの孔を開けた。次いで、シリコーン接着剤「ＳＥ９１８５」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて、予め色合わせを行って成形した蛍光体層１６６を含むシリコーンレンズ１６４をＬＥＤと対向する面の反対側に接着させ、波長変換機能を有する光学レンズ付きシート部材１６０を作製した。接着剤は、レンズ外周のフランジ部１６４ａへ塗布しＰＥＮフィルムへ接着を行った。蛍光体層１６６は、ＬＥＤの発光面全体を覆うことができるようＬＥＤの外形に合った嵌合部１６８が設けられており、嵌合部１６８とＬＥＤとが嵌合するようになっている。
【００９７】
４．９ 実施例９
図１２は、実施例９に係る光学レンズ付きシート部材１７０を模式的に示した断面図である。シート部材１７２として、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）フィルムを用いた。まず、ＰＥＩフィルムにコロナ処理を行った後、光学レンズ部が成形される部分にパンチングでφ５ｍｍの孔を開けた。次いで、シリコーン接着剤「ＳＥ９１８５」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて、予め拡散度を合わせて成形した炭酸カルシウムによる光拡散層１７６を含むシリコーンレンズ１７４を接着させ、光源が赤・緑・青の三色を有するＬＥＤの場合に光を混合することができる光学レンズ付きシート部材１７０を作製した。接着剤は、レンズ外周のフランジ部１７４ａへ塗布しＰＥＩフィルムへ接着を行った。光拡散層１７６は、ＬＥＤの発光面全体を覆うことができるようＬＥＤの外形に合った嵌合部１７８が設けられており、嵌合部１７８とＬＥＤとが嵌合するようになっている。
【００９８】
４．１０ 実施例１０
ポリアミドフィルム「カプトン（登録商標）」（東レ・デュポン株式会社製）製のフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）にマウントされたＬＥＤに、予め成形した用途に合わせて光学設計を行った側面発光レンズを設けた実施例８に係る光学レンズ付きシート部材を組み込むことにより、フレキシブルな発光装置を得た。
【００９９】
４．１１ 比較例１
シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて、シート部および光学レンズ部が一体成形された光学レンズ付きシート部材を作製した。
【０１００】
比較例１に係る光学レンズ付きシート部材は、一体成形されているため、ＬＥＤから発せられる熱により歪みを生じやすく、特に大画面の液晶表示板に用いると熱膨張により光軸がずれる等の問題が発生した。
【０１０１】
４．１２ 比較例２
ポリアミドフィルム「カプトン」（東レ・デュポン株式会社製）製のフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）にマウントされたＬＥＤに、予め成形した用途に合わせて光学設計を行った側面発光レンズを、シリコーン接着剤「ＳＥ９１８５」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて接着させた。
【０１０２】
比較例２においては、側面発光レンズをフレキシブル回路基板のＬＥＤに一つずつ接着しなければならず、能率の上がらない作業となった。
【０１０３】
４．１３ 使用時の安定性
実施例１〜１０および比較例１に係る光学レンズ付きシート部材を、ＬＥＤを備えた基板に装着して２００日間連続使用した。各光学レンズ付きシート部材について、２００日間連続使用後の熱変形による位置ずれの有無を評価した。その評価結果を表１にまとめた。表１において、評価基準は以下のとおりとした。
◎：２００日間連続使用しても熱変形による位置ずれは全く認められなかった。
○：２００日間連続使用すると熱変形による位置ずれがわずかに認められるが、製品上問題のない範囲内である。
×：２００日間連続使用すると熱変形による位置ずれが認められ、製品上問題がある。
【０１０４】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材の一例を模式的に示す平面図である。
【図２】光学レンズ部とシート部とを強固に固定する手段を取り入れた光学レンズ付きシート部材の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【図５】第４の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【図６】第４の実施形態に係る発光装置の基板固定手段を説明するための図である。
【図７】第５の実施形態に係る看板の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】第６の実施形態に係る太陽電池の一例を模式的に示す断面図である。
【図９】実施例６に係る光学レンズ付きシート部材１４０を模式的に示す断面図である。
【図１０】ＬＥＤを備えた回路基板に光学レンズ付きシート部材１４０を装着した発光装置１５０を模式的に示す断面図である。
【図１１】実施例８に係る光学レンズ付きシート部材１６０を模式的に示す断面図である。
【図１２】実施例９に係る光学レンズ付きシート部材１７０を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，１１，１２，１４，１６…光学レンズ部、１１ａ…レンズ固定部、１１ｂ…嵌合部、２０，２１，２２，２４，１４２，１６２，１７２…シート部、２１ａ…孔、２４ａ…基板固定部、３０，３２，１４６…発光ダイオード（ＬＥＤ）、３４…太陽電池素子部、４０，４２，４４…基板、５０…反射層、６０，６２…拡散板、７０…情報板、８０…導光板、９０…支持網、１００，１０２，１１０，１２０，１３０，１４０，１６０，１７０，１８０…光学レンズ付きシート部材、１４４…シリコーンゲル、１６４，１７４…シリコーンレンズ、１６４ａ，１７４ａ…フランジ部、１６６…蛍光体層、１６８，１７８…ＬＥＤ嵌合部、１７６…光拡散層、１５０，２００，３００…発光装置、４００…看板、５００…太陽電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズ付きシート部材およびその製造方法、ならびに発光装置およびそれを用いた液晶表示装置、看板、太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう。）から発光された光を集光または拡散する手段として光学レンズ機構が使用されている。このような光学レンズ機構は、使用される装置の用途や構造に合わせて設計されている。しかしながら、ＬＥＤメーカーでは、装置ごとに光学レンズを有するＬＥＤを開発することになると小ロット多品種となるため、十分な対応ができない状況にあった。そこで、照明器具やバックライト装置等の生産においては、各々光学設計を行った光学レンズを作製し、後からＬＥＤに光学レンズを接着するなどの手段を用いている。特に面光源として使用する照明装置や液晶テレビ、パソコン用ディスプレイ等の液晶表示パネルのバックライト装置は、使用するＬＥＤの数量が多いため、回路基板に設置されたＬＥＤにレンズを一つずつ装着することは非常に手間がかかるという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、近年では高輝度を有するＬＥＤが次々と開発されており、このようなＬＥＤは発光に伴い発熱することが知られている。そのため、高輝度を有するＬＥＤから発光された光を集光または拡散するために使用される光学レンズには、高熱耐性が要求される。
【０００４】
また、特許文献２には、基体に取り付けられたＬＥＤのアレイと、前記ＬＥＤ上に配置された光学シートを含む、発光のための光学アセンブリが記載されている。しかしながら、特許文献２に記載されている光学アセンブリは、前記ＬＥＤから前記光学シートの一方の面に入る光の一部が基体に対して略平行方向で前記光学シートに案内されることで発光するものであるため、どうしても輝度が小さくなってしまうという問題があった。また、特許文献２に記載されているような一般的な光学シートは、加熱により溶融または変形させて寸法安定性を確保したものであるため、高輝度を有するＬＥＤから発せられた熱により変形あるいは変色が生じてしまうという問題があった。
【０００５】
上記のような問題を解決するために、シリコーン樹脂からなる光学レンズのベース部を同一材料で一体的につなぎ合わせてシート状に成形することも検討されたが、シリコーン樹脂の熱膨張係数に伴う位置ずれの発生や、高価なシリコーン素材等の耐熱素材を多用することによるコスト高騰の問題があった。
【特許文献１】特開２００６−１８２６１号公報
【特許文献２】特表２００８−５０３０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一つの目的は、ＬＥＤの発熱に対する高耐熱性を有し、個々のＬＥＤに一つずつレンズを接着する煩雑さを大幅に解消でき、しかもＬＥＤを有する基板にワンタッチで容易に装着可能で、装着時の位置ずれを防止でき、使用中の熱変形等による位置ずれもなく安定して用いることができる、光学レンズ付きシート部材を提供することにある。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、低コストで製造でき、さらに連続成形が可能な光学レンズ付きシート部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材は、
発光ダイオードを備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部が前記シート部に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記光学レンズ部は、シリコーン樹脂からなることができる。
【００１０】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記光学レンズ部は、液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物を硬化させて得たものであることができる。
【００１１】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記シート部の熱膨張係数は、前記光学レンズ部の熱膨張係数よりも小さいことができる。
【００１２】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材において、前記シート部は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製シートまたはガラス不織布であることができる。
【００１３】
上記光学レンズ付きシート部材によれば、ＬＥＤの発する高熱に対し高耐熱性を有し、ＬＥＤ基板に容易に装着可能なシート部材を得ることができる。また、ＬＥＤに対向する部分にのみ光学レンズ部を有するため、光学レンズ部の位置決めが容易となり、材料の歩留まりを向上させることもできる。その結果、製造コストの低下にもつながる。
【００１４】
本発明に係る発光装置は、上記の光学レンズ付きシート部材が発光ダイオードを備えた基板に装着され、前記発光ダイオードに対向する位置にのみ光学レンズ部がシート部に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る発光装置において、前記基板は、プリント回線基板であることができる。
【００１６】
本発明に係る発光装置において、前記光学レンズ付きシート部材の少なくとも一方の面に反射層を形成することができる。
【００１７】
本発明に係る発光装置において、さらに、前記光学レンズ付きシート部材の前記発光ダイオードを備えた基板が装着された側とは反対側に拡散板を形成することができる。
【００１８】
本発明に係る液晶表示装置は、上記の発光装置を備えている。
【００１９】
本発明に係る看板は、上記の発光装置を備えている。
【００２０】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材は、
太陽電池素子部を備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記太陽電池素子部に対向する位置にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る太陽電池は、上記の光学レンズ付きシート部材を備えている。
【００２２】
本発明に係る光学レンズ付きシート部材の製造方法は、基板に配置された発光ダイオードの位置に対向するように光学レンズ部をシート部に設けた光学レンズ付きシート部材の製造方法であって、前記発光ダイオードの位置に合わせてレンズ型を設けた金型を準備する工程と、前記金型のレンズ型に、レンズ材料を注入する工程と、注入したレンズ材料に接触するように前記金型に前記シート部をセットする工程と、レンズ材料を硬化して前記光学レンズ部と前記シート部とを一体化する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
１．光学レンズ付きシート部材
１．１ 第１の実施形態
本発明の第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材は、発光ダイオードを備えた基板に装着するための光学レンズ付きシート部材であって、前記光学レンズ付きシート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部が前記シート部に配置されていることを特徴とする。図１は、第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材の一例を模式的に示す平面図である。
【００２５】
光学レンズ付きシート部材１００は、光学レンズ部１０と、シート部２０と、を含む。
【００２６】
光学レンズ部１０は、ＬＥＤを備えた基板に光学レンズ付きシート部材１００を装着したときにＬＥＤに対向する位置にのみ設けられるようシート部２０に配置されている。これにより、面光源として使用する照明装置や液晶表示装置用バックライト等の生産において、各ＬＥＤごとに光学レンズを装着する手間を省くことができる。また、シート部と基板との位置決めをするだけで、１度の作業で、各ＬＥＤに対向する位置に光学レンズ部１０を正確に配置することができる。
【００２７】
光学レンズ部１０は、ゴムレンズ等でも構わないが、高耐熱性を有する観点からシリコーン樹脂により成形された光学レンズであることが好ましい。シリコーン樹脂により成形された光学レンズであれば、ＬＥＤから発せられる熱による溶融または変形、変色等の劣化を防ぐことができる。シリコーン樹脂製の光学レンズは、シリコーン樹脂であれば特に制限はないが、液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物を用途に応じた形状に硬化させることによって得ることが好ましい。液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物は、無溶媒であるため発泡することなく、表面および内部を均一に硬化させることができる。
【００２８】
付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物としては、熱硬化により透明なシリコーン樹脂を形成するものであれば特に制限されないが、例えばオルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、オルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび白金系触媒等の重金属系触媒を含むものが挙げられる。
【００２９】
上記付加反応型のシリコーン樹脂組成物としては、下記平均単位式（１）で示されるものが挙げられる。
【００３０】
ＲａＳｉＯ（４−ａ）／２ …（１）
（式中、Ｒは非置換または置換一価炭化水素基で、好ましくは炭素数１〜１０、特に１〜８のものである。ａは０．８〜２、特に１〜１．８の正数である。）
ここで、Ｒとしてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基や、これらの炭素原子に結合した水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されたクロロメチル基、クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換炭化水素基、あるいはシアノ基で置換された２−シアノエチル基等のシアノ基置換炭化水素基などが挙げられ、Ｒは同一であっても異なっていてもよいが、Ｒとしてフェニル基を含むもの、特に全Ｒのうち５〜８０モル％がフェニル基であるものが、光学レンズの耐熱性および透明性の観点から好ましい。
【００３１】
また、Ｒとしてビニル基等のアルケニル基を含むもの、特に全Ｒのうちの１〜２０モル％がアルケニル基であるものが好ましく、中でもアルケニル基を１分子中に２個以上有するものが好ましく用いられる。このようなオルガノポリシロキサンとしては、例えば末端にビニル基等のアルケニル基を有するジメチルポリシロキサンやジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体等の末端アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサンが挙げられ、特に常温で液状のものが好ましく用いられる。
【００３２】
一方、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、３官能以上（すなわち、１分子中にケイ素原子に結合する水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を３個以上有するもの）が好ましく、例えばメチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、特に常温で液状のものが好ましい。また、触媒としては、白金、白金化合物、ジブチル錫ジアセテートやジブチル錫ジラウリレート等の有機金属化合物、またはオクテン酸錫のような金属脂肪酸塩などが挙げられる。これらオルガノハイドロジェンポリシロキサンや触媒の種類や量は、架橋度や硬化速度を考慮して適宜決定すればよい。また、上記成分以外に得られるシリコーン樹脂の強度や透明度を損なわない程度に充填剤、耐熱剤、可塑剤等を添加してもよい。
【００３３】
上記シリコーン樹脂組成物としては、信越化学工業株式会社製の「ＫＪＲ６３２」等の市販品を用いることもできる。
【００３４】
光学レンズ部１０は、上記シリコーン樹脂組成物を成形してシリコーン樹脂成形品とする公知の方法により得ることができ、例えば射出成形、押出成形、注型成形等により成形することができる。光学レンズ部１０は、側面発光、拡散発光、集光等の用途に合わせて光学設計することができ、例えば凸レンズ、凹レンズ、シリンドリカルレンズ、およびこれらのフレネルレンズ等の様々な形状のレンズに成形することができる。また、光学レンズ部１０の寸法は、用途に合わせて適宜設計することができるが、少なくともＬＥＤの発光面全体と対向できる大きさが必要であり、厚さは１ｍｍ〜５ｍｍ程度、レンズ単位のピッチは５ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、レンズの硬度は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５（プラスチックのデュロメーター硬さ試験方法）の方法により測定されるショア硬度で、好ましくは２０〜９０、より好ましくは５０〜８０である。レンズの素材としてゴムレンズを使用した場合には、レンズの硬度は、ショアＡ硬度で好ましくは３０〜９０である。
【００３５】
光学レンズ部１０の内部または表面には、さらに蛍光体層、カラーフィルター層や光拡散層を設けてもよい。レンズ部および／またはＬＥＤ側に設ける場合の蛍光体層や光拡散層は、ＬＥＤの発光面全体を覆うことができるようにＬＥＤの外形に合った嵌合部を設けることが好ましい。この嵌合部を設けることによって、装着時の位置ずれを防止でき、使用中の熱変形等による位置ずれもなく安定して用いることができる。
【００３６】
蛍光体層に用いられる蛍光体としては、無機蛍光体、顔料、有機蛍光染料、疑似顔料等が挙げられ、例えば、発光色が青色の（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ａｇ、ＣａＳ：Ｂｉ等、発光色が緑色のＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、Ｚｎ２Ｓｉ（Ｇｅ）Ｏ４：Ｅｕ２＋等、発光色が赤色のＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、ＬｉＥｕＷ２Ｏ８、ＢａＯ・Ｇｄ２Ｏ３・Ｔａ２Ｏ５：Ｍｎ、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５等を用いることができ、より所望する色に近い発色が得られるように調整することができる。蛍光体層を設けることによって、例えばＬＥＤから発せられた光の波長変換機能を有する光学レンズ付きシート部材を作製することができる。
【００３７】
光拡散層としては、例えば予め光拡散度をガラスパウダーや、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機白色顔料の種類や添加量により調整後、成形したもの等が挙げられる。光拡散層を設けることによって、例えば光源が赤・緑・青の三色を有するＬＥＤである場合に、光を混合することができる光学レンズ付きシート部材を作製することができる。
【００３８】
シート部２０の材質は、（１）設置作業性、設置安定性を損なわない程度のコシを有していること、（２）熱膨張係数が小さいこと、（３）耐熱性に優れていること、の３点が満たされていれば特に限定されないが、これらに加えて目的に応じて、導光性、光拡散層、光反射層等を有すると、さらに用途が拡大する。
【００３９】
シート部２０が設置作業性、設置安定性を損なわない程度のコシを有していなければ、ハンドリングが悪くなり、生産性の低下やシート部の弛みによりピッチずれを招くことがある。
【００４０】
シート部２０の材質の熱膨張係数が小さいと、ピッチのずれが抑制でき、レンズ材料で単一成形体を作るものより光学的に安定なレンズ付きシート部材ができる。また、シート部２０の材質が耐熱性に優れていることが好ましく、耐熱性が不充分であるとＬＥＤから発せられた高熱によりシート部２０が溶融または変形したり、変色してしまうことがある。したがって、シリコーン樹脂（熱膨張係数：２００×１０−６／Ｋ）を光学レンズ部１０の材料として使用する場合には、シート部２０の材質として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂（熱膨張係数：２０×１０−６／Ｋ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂（２５×１０−６／Ｋ）、ポリカーボネート樹脂（６５×１０−６／Ｋ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂類；硬質ガラス（８．５×１０−６／Ｋ）、パイレックス（登録商標）ガラス（８．５×１０−６／Ｋ）、ガラスペーパー、ガラス不織布等のガラス類；アルミニウム（２３×１０−６／Ｋ）、ステンレス鋼（１０．４×１０−６／Ｋ）等の金属類、シリコーンゴム等であることが好ましい。これらの材質から構成されるシート部２０は、複合材であってもよい。また、シート部２０は、フィルム、板状物、不織布、網状物であってもよい。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはガラス不織布であることが特に好ましい。ポリエチレンテレフタレート樹脂は、シリコーン樹脂よりも強度が大きいため、シート部２０を光学レンズ部１０よりも薄くすることができ、丈夫で経済的な光学レンズ付きシート部材を作製することができる。ポリエチレンテレフタレート樹脂の中でも、いわゆるホワイトフィルムと呼ばれる素材は、特に耐熱性および耐久性に優れており、光反射層の役目を果たすためシート部２０に適している。
【００４１】
ガラス不織布は、ガラス繊維が交絡してシート状に固定されているため、軽量で耐熱性や寸法安定性に優れている。また、高含浸性を有するガラス不織布を用いることにより、シート部２０に孔を設けることなく所定の位置にシリコーン樹脂等のレンズ材料を含浸させて光学レンズ部１０を形成することができる。なお、ガラス不織布の屈折率とシリコーンレンズの屈折率との差が０．０３の範囲内であれば、光学特性の観点からより好ましい。ガラス不織布としては、例えばキュムラス（登録商標）「ＥＰＭ−４０２５」、「ＥＰＭ−４１００Ｂ」、「ＧＰＭ−８３２５」、「ＳＧＭ−３０２５」（以上、日本バイリーン株式会社製）、グラスパー「ＧＨＮ＝００−０２５（Ｇ）」（王子特殊紙株式会社製）等が挙げられる。
【００４２】
シート部２０は、後述するように光学レンズ付きシート部材の用途に応じて、導光シート、光散乱シート、反射シート、透明シート、難燃シート、アルミ蒸着シートなどの機能を備えたシートを使用することができる。
【００４３】
本願発明の光学レンズ付きシート部材を基板に載置して、基板上の個々のＬＥＤに対応した位置に光学レンズ部を一度の作業で設置するためには、上述したように光学レンズ付きシート部材の設置作業性がよいことが好ましく、シート部がある程度のコシを有していることが好ましい。例えば、シート部にＰＥＴフィルムを用いる場合、その厚さは２５〜１０００μｍであることが好ましく、５０〜３００μｍであることがより好ましい。
【００４４】
シート部の厚さが上記範囲未満であると、シート部にシワが入るため、一度の設置作業で全てのＬＥＤと光学レンズ部とを揃えて対向させにくい傾向がある。一方、シート部の厚さが上記範囲を超えると、シート部が板状となってくるため、吸盤付きロボットなどで光学レンズ付きシート部材と基板とを機械装着でき設置作業性には支障がないが、可撓性が低下するため、大画面の看板や液晶表示装置などでは、装着後のシート部の熱膨張により光学レンズ付きシート部材の両端で累積した寸法のずれが大きくなり、適正な光路が得られにくくなる傾向がある。シート部に可撓性を持たせることは、そのずれを解消することができる点で有効な場合がある。
【００４５】
１．２ 第２の実施形態
本発明の第２の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材は、太陽電池素子部を備えた基板に装着するためのシート部材であって、前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、前記基板に装着したときに前記太陽電池素子部に対向する部分にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする。
【００４６】
第２の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材は、図１に示す第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材と同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００４７】
（１）光学レンズ部は、太陽電池素子部に集光することを目的としたものである。したがって、光学レンズ部の形状は、凸レンズまたはそのフレネルレンズであることが好ましい。フレネルレンズは、凸レンズの曲面を分割してつなぎ合わせた形状を有しているため、凸レンズよりも形状を小さくすることができ経済的である。
【００４８】
（２）光学レンズ部の材質は、上述したシリコーン樹脂を使用することが好ましいが、太陽光に対して耐熱性を有するその他の透明な材質を使用することもできる。
【００４９】
（３）シート部の材質は、透光性を有する観点から、ガラス板、透明樹脂板、ガラスクロス部、ガラス不織布であることが好ましい。シート部がガラス板や透明樹脂板の場合は、太陽電池素子部以外に照射した太陽光を素子に集光する導光板の役目をすることができる。
【００５０】
１．３ 光学レンズ付きシート部材の製造方法
本実施形態に係る光学レンズ付きシート部材の製造方法は、基板に配置された発光ダイオードの位置に対向するように光学レンズ部をシート部に設けた光学レンズ付きシート部材の製造方法であって、前記発光ダイオードの位置に合わせてレンズ型を設けた金型を準備する工程と、前記金型のレンズ型に、レンズ材料を注入する工程と、注入したレンズ材料に接触するように前記金型に前記シート部をセットする工程と、レンズ材料を硬化して前記光学レンズ部と前記シート部とを一体化する工程と、を含む。以下、各工程について詳細に説明する。
【００５１】
まず、シート部を用意する。シート部は、あらかじめ使用するサイズにカットされたものを用いてもよいし、ロール状に巻き取り可能な連続シートを用いてもよい。
【００５２】
次いで、用意したシート部に、基板に配列されたＬＥＤに対向する位置にレンズ部を成形するために所定の位置に所定形状の孔を形成する。シート部に所定形状の孔を形成するためには、パンチ等の公知の方法を適用することができる。上記のロール状に巻き取り可能な連続シートを使用する場合には、回転式のパンチ機を使用することにより連続的に穴を形成することができるため、生産効率が向上する。また、レンズ部を成形する位置に所定形状の孔を形成するのではなく、シート部のレンズを設ける位置にレンズ型をエンボス加工してもよい。
【００５３】
次いで、上記ＬＥＤの位置に合わせてレンズ部の形状が刻印されたレンズパターンを有するレンズ型を用意する。レンズ型は、アルミニウム、黄銅、合金等の金属製の型；シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の合成樹脂製の型；Ｎｉ電鋳法で作製した電鋳型等を使用することができる。かかるレンズ型は、腐食防止等のためにその表面に銅またはニッケル等でメッキ処理することが好ましい。さらに、銅またはニッケル等のメッキを厚肉に形成して、メッキ層部分にレンズパターンを形成することもできる。
【００５４】
次いで、レンズ型のレンズパターンとシート部の孔とが一致するようにシート部をレンズ型にセットする。その後、レンズ型にシリコーン樹脂等のレンズ材料を注入して所定の条件下で硬化させる。この際、シート部に送り孔を設け、この送り孔を照準にして金型にセットすることにより、高精度かつ連続的にレンズ部の成形を行うことができる。また、金型に枚葉シートのつき当たり部を設けることにより、同様の高精度を得ることができる。以上の工程により、シート部と光学レンズ部とを一体成形することができるが、シート部と光学レンズ部との接着強度を高めるためにシート部に予めプライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、イトロ処理、ＵＶ処理等の公知の接着技術を使用することもできる。また、光学レンズ部に接着成分を添加することにより、シート部との接着性を高めることもできる。なお、シート部にレンズ型をエンボス加工した場合は、凹部にレンズ材料を注入し硬化すればよい。
【００５５】
また、光学レンズ付きシート部材をハンドリングする過程で、張力や屈折などによりシート部と光学レンズ部とが剥離したり、レンズ部がシート部から脱落する場合がある。そこで、光学レンズ部とシート部とを強固に固定するために、以下に説明するような手段を採り得る。図２は、光学レンズ部とシート部とを強固に固定する手段を取り入れた光学レンズ付きシート部材の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す図である。図２に示すように、シート部２１にレンズが成形される孔だけでなく、その孔の周辺部に成形の際アンカーとしてレンズと同じ樹脂が入る小さな孔２１ａ（直径２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下）を設けておくとよい。図３に示すように、光学レンズ部１１は、シート部２１を挟み込むようにコの字型に成形されたレンズ固定部１１ａと、ＬＥＤを嵌め込むための嵌合部１１ｂと、を備えている。レンズ固定部１１ａは、少なくとも孔２１ａを覆うことができる長さにまで伸びている。このような構成とすることで、孔２１ａにもレンズと同じ樹脂が入り込み一体成形されることにより、光学レンズ部１１とシート部２１とを強固に固定することができる。
【００５６】
以上の工程により、ＬＥＤを備えた基板に装着したときに前記ＬＥＤに対向する部分にのみ光学レンズ部が配置される光学レンズ付きシート部材を製造することができる。
【００５７】
なお、上述したように、シート部として高含浸性のガラス不織布を使用した場合には、孔を設けずに所定の部分にレンズ材料を含浸しながら成形させることにより、光学レンズ付きシート部材を形成することができる。
【００５８】
２．発光装置
２．１ 第３の実施形態
本発明に係る発光装置は、上記の光学レンズ付きシート部材が発光ダイオードを備えた基板に装着されたことを特徴とする。図４は、第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【００５９】
図４に示すように、発光装置２００は、ＬＥＤ３０が設けられた基板４０と、光学レンズ部１２およびシート部２２を有する光学レンズ付きシート部材１１０と、を含む。発光装置２００は、基板４０と光学レンズ付きシート部材１１０とを組み合わせることにより形成され、光学レンズ部１２とＬＥＤ３０とが嵌合するようになっている。これにより、光学レンズ付きシート部材１１０は、基板４０に正確に位置決めされて装着できる。なお、光学レンズ部１２およびＬＥＤ３０の少なくとも一方に接着剤を付けて接着させることにより、光学レンズ付きシート部材１１０と基板４０とを固定してもよい。
【００６０】
光学レンズ付きシート部材１１０は、上述した第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材を使用することができる。シート部２２の基板４０と接触する面には、さらに（図示しない）反射層を形成してもよい。反射層を形成することにより、ＬＥＤ３０から発せられた光が光学レンズ部１２で屈折されて一部シート部２２に光拡散され、さらに反射層で反射されるため、より高輝度を有する発光装置２００を製造することができる。
【００６１】
基板４０は、主として電子回路プリント基板であって、堅い板状のリジッド基板や、折り曲げできるフレキシブル基板等を用途に応じて使い分けることができる。基板４０は、基材や樹脂に種々の材料を用いたものや、実装密度を上げるため多層にしたもの等を使用することができる。基板４０には、ＬＥＤ３０が固定されており、鉛フリーはんだを用いたリフローはんだ法等公知の接着法等を用いて電子回路に固定することができる。
【００６２】
ＬＥＤ３０は、公知のいずれのＬＥＤであってもよく、例えばＧａ：ＺｎＯ赤色ＬＥＤ、ＧａＰ：Ｎ緑色ＬＥＤ、ＧａＡｓＰ系赤色ＬＥＤ、ＧａＡｓＰ系橙色・黄色ＬＥＤ、ＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤ、ＩｎＧａＡｌＰ系橙色・黄色ＬＥＤ、ＧａＮ系青色ＬＥＤ、ＳｉＣ青色ＬＥＤ、ＩＩ−ＶＩ族青色ＬＥＤ、青色ＬＥＤのチップ上に蛍光体層を設けた白色ＬＥＤ等が挙げられる。なお、ＬＥＤの形態は、いずれの形態であってもよく、例えばＬＥＤランプやチップタイプＬＥＤ、セグメントタイプＬＥＤ等を使用することができる。
【００６３】
第３の実施形態に係る発光装置２００は、例えば液晶表示装置、看板等のバックライト等の用途に使用することができる。
【００６４】
２．２ 第４の実施形態
図５は、第４の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【００６５】
図５に示すように、発光装置３００は、ＬＥＤ３２が設けられた基板４２と、反射層５０の上にシート部２４が形成され、ＬＥＤ３２に対向する位置に光学レンズ部１４が形成された光学レンズ付きシート部材１２０と、拡散板６０と、がこの順に積層された構造を有する。発光装置３００は、第３の実施形態と同様に基板４２と光学レンズ付きシート部材１２０とを組み合わせることにより形成され、光学レンズ部１４とＬＥＤ３２とが嵌合するようになっている。これにより、光学レンズ付きシート部材１２０は、基板４２に正確に位置決めされて装着できる。図示はしていないが、ＬＥＤ３２と光学レンズ部１４との間に蛍光体層を設けてもよい。光学レンズ付きシート部材１２０を基板に装着した後、光学レンズ部１４とＬＥＤ３２との位置がずれないように、光学レンズ部１４およびＬＥＤ３２の少なくとも一方に接着剤を付けて接着させることにより、光学レンズ付きシート部材１２０と基板４２とを固定させてもよい。また、光学レンズ部１４の間のシート部２４と基板４２の空き表面に接着剤、鋲などで固定してもよい。更には、図６に示すようにシート部２４にプレス加工、パンチング加工などで凸部、凹部またはホール等の基板固定部２４ａを設けるとともに、基板４２にはその形状を受ける形の穴、凹部、凸部を設け、これらを嵌合することにより固定することもできる。
【００６６】
基板４２は、第３の実施形態と同じものを使用できる。
【００６７】
光学レンズ部１４の形状は、光拡散タイプのレンズが好ましく、拡散板に導光できるレンズであれば特に限定されない。光学レンズ部１４が光拡散タイプのレンズである場合には、ＬＥＤ３２から発せられた光を拡散板６０の方向に拡散し、その一部はシート部側に拡散する。
【００６８】
光学レンズ付きシート部材１２０には、反射層５０が設けられているので、拡散された光を拡散板６０の方向へ反射することができる。シート部２４は、透光性および耐熱性を有する材質から構成されており、例えば上述したポリエチレンテレフタレート樹脂やガラス不織布等を使用することができる。シート部２４および反射層５０の積層体の厚みと光学レンズ部１４の高さは一致しており、２ｍｍ程度とすることができる。反射層５０の下方には、さらに図示しないが必要に応じて絶縁層を形成することができる。
【００６９】
拡散板６０は、ガラスの片面をスリガラス状にした後、フッ化水素により表面を腐食させて滑らかにしたフショク型拡散板、ガラスの片面をスリガラス状に処理したフロスト型拡散板、ガラス面に乳白色膜を付加したオパール型拡散板、光散乱剤を充填したポリカーボネートシート、白色ＰＥＴ等の公知の拡散板を使用することができる。ガラスの片面に粗さを付与することにより、さらに拡散率を高めることができる。
【００７０】
以上のような構成を有する発光装置３００は、拡散板６０の表面全体が均一に面発光した高輝度を有する発光装置となる。第４の実施形態に係る発光装置３００は、例えば液晶表示パネル用バックライト、看板用バックライト等の用途に使用することができる。
【００７１】
３．バックライト、看板
図７は、第５の実施形態に係る看板を模式的に示す断面図である。図７に示すように、看板４００は、ＬＥＤ３０が設けられた基板４０と、光学レンズ部１２およびシート部２２を有する光学レンズ付きシート部材１１０と、を含む発光装置２００を組み込んである。図示はしないが、ＬＥＤ３０と光学レンズ部１２との間に蛍光体層やカラーフィルター層を設けてもよい。さらに、発光装置２００の上方には、拡散板６２が形成されている。拡散板６２は、上述したようにＬＥＤ３０から光学レンズ部１２を介して発せられた光をさらに拡散するための部材である。さらに、拡散板６２の上には、文字、図柄、写真等の情報が印刷された情報板７０が形成されている。情報板７０は、光透過性を有する観点から、アクリル板やバックライト用フィルム、印刷された紙等を使用することが好ましい。
【００７２】
なお、シート部２２の基板４０と接触する面には、さらに（図示しない）反射層を形成してもよい。反射層を形成することにより、ＬＥＤ３０から発せられた光が光学レンズ部１２で屈折され、さらに反射層で反射されるため、より高輝度を有する看板４００を製造することができる。かかる場合、シート部２２に導光機能を持たせるとよい。
【００７３】
４．太陽電池
太陽電池には、太陽光が降り注ぐそのままの状態で利用する平板型と、太陽光を光学系等の使用により高密度化してから太陽電池素子に入射させる集光型の二つの方式がある。本発明に係る太陽電池は、上記の光学レンズ付きシート部材を備えており、集光型の太陽電池に相当するものである。図８は、第６の実施形態に係る太陽電池の一例を模式的に示す断面図である。
【００７４】
図８に示すように、太陽電池５００は、太陽電池素子部３４が設けられた基板４４と、シート部である導光板８０の太陽電池素子部３４に対向する位置に光学レンズ部１６を有する光学レンズ付きシート部材１３０と、を含む。
【００７５】
光学レンズ付きシート部材１３０は、上述した第２の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材を使用することができる。光学レンズ部１６は、太陽電池素子部３４と対向する位置に配置されており、光学レンズ部１６によって集められた光が対向する太陽電池素子部３４に効率良く吸収されるようになっている。これにより、太陽光の量が少ない状況においても、効率良く電力を発生することができる。光学レンズ付きシート部材１３０が大面積である場合には、支持網９０を設けることによって光学レンズ付きシート部材１３０を支持することができる。シート部でもある導光板８０の太陽光が照射する側の面には、１μｍ以下の粗面化処理や、反射防止層を設けることが好ましい。
【００７６】
太陽電池素子３４は、図示しないｐ型半導体板とｎ型半導体板とが合わさったｐｎ接合構造体を有している。ｐｎ接合構造体の両面には、それぞれ図示しない電極が設けられている。
【００７７】
太陽電池素子部３４には、例えばＩＶ族半導体、化合物半導体、有機半導体等の半導体を使用することができる。ＩＶ族半導体として、例えば単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコン等の結晶系半導体；アモルファスシリコン等のアモルファス系半導体が挙げられる。化合物半導体として、ＩＩＩ−Ｖ族のＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ；ＩＩ−ＶＩ族のＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｓ；Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族のＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２等が挙げられる。有機半導体として、フタロシアニン、ポリアセチレン等が挙げられる。
【００７８】
４．実施例
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により限定されるものではない。
【００７９】
４．１ 実施例１
シート部材として、厚さ１９４μｍの耐変色・高光反射白色ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）Ｅ６０Ｖ」（東レ株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８０】
ＰＥＴシートは、コロナ放電処理を行い、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、φ８ｍｍの孔を開けた。同時にその周辺にも直径１ｍｍの孔を６個開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にこのＰＥＴシートをセットした。この際、シート部の孔部と金型のレンズ部が一致するようにセットした。次いで、金型にシリコーン樹脂を注入し、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部がしっかりと固定されたＰＥＴシートを作製した。
【００８１】
実施例１に係る光学レンズ付きシート部材は、シート部材として高光反射白色ＰＥＴシートを使用しているため、光反射機能に優れていた。また、シート部材が十分な厚みを有しているため、設置作業性にも優れており、アンカーとしてシリコーン樹脂が入る１ｍｍの孔を設けることにより、光学レンズ部とシート部とをしっかりと固定することができた。
【００８２】
４．２ 実施例２
シート部材として、厚さ１００μｍの高透明ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）Ｕ４２６」（東レ株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８３】
ＰＥＴシートは、カップリング処理を行ったものを使用した。次いで、光学レンズ部を成形する金型にシリコーン樹脂を注入し、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、このＰＥＴシートをセットした。次いで、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部を有するＰＥＴシートを作製した。
【００８４】
実施例２に係る光学レンズ付きシート部材は、シート部材として高透明ＰＥＴシートを使用しているため、光透過性に優れていた。
【００８５】
４．３ 実施例３
シート部材として、難燃性ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）ＺＶ１０」（東レ株式会社製、熱膨張係数；２×１０−５／Ｋ）を使用した。厚さが４０μｍと９０μｍの２種類のＰＥＴシートを用意し、それぞれのＰＥＴシートで光学レンズ付きシート部材を作製した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８６】
ＰＥＴシートは、コロナ放電処理を行い、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、φ８ｍｍの孔を開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にこのＰＥＴシートをセットした。この際、シート部の孔部と金型のレンズ部が一致するようにセットした。次いで、金型にシリコーン樹脂を注入し、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部を有するＰＥＴシートを作製した。
【００８７】
実施例３に係る光学レンズ付きシート部材は、シート部材として難燃性ＰＥＴシートを使用しているため、高熱に対する安全性を確保することができた。一方、厚さが４０μｍのＰＥＴシートではややコシが不足しており、厚さが９０μｍのＰＥＴシートに比べてやや設置作業性が損なわれた。また、実施例３に係る光学レンズ付きシート部材は、実施例１のようにアンカーを設けていないため、シート部と光学レンズ部との固着安定性が実施例１に係る光学レンズ付きシート部材よりもやや劣った。
【００８８】
４．４ 実施例４
シート部材として、難燃性ＰＰＳシートである「トレリナ（登録商標）」（東レ株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００８９】
ＰＰＳシートは、カップリング処理を行い、液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤの配列ピッチ２５ｍｍに合わせて、φ８ｍｍの孔を開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にこのＰＰＳシートをセットした。この際、シート部の孔部と金型のレンズ部が一致するようにセットした。次いで、金型にシリコーン樹脂を注入し、１２０℃・２０分の条件下で硬化させることにより、シリコーン樹脂製の光学レンズ部を有するＰＰＳシートを作製した。
【００９０】
４．５ 実施例５
シート部材として、ガラス不織布である「キュムラス（登録商標）ＥＰＭ−４０２５」（日本バイリーン株式会社製）を使用した。光学レンズ部材として、シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を使用した。
【００９１】
液晶バックライト用基板に配列されているＬＥＤに対向する位置に合わせて、ガラス不織布に直接シリコーン樹脂を含浸させた。次いで、このガラス不織布を１２０℃・２０分の条件下で静置してシリコーン樹脂を硬化させることにより、シリコーン樹脂製のレンズ部を有するガラス不織布を作製した。
【００９２】
４．６ 実施例６
図９は、実施例６に係る光学レンズ付きシート部材１４０を模式的に示した断面図である。シート部１４２として、高透明ＰＥＴシートである「ルミラー（登録商標）Ｕ４２６」（東レ株式会社製）を使用した。まず、高透明ＰＥＴシートに真空成形によりレンズ部となる箇所にレンズ形状の凹部を成形した。次いで、その凹部にシリコーンゲル「ＳＥ１８９１Ｈ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を定量ポッティングし、室温で硬化させることにより、図９に示すような外側がＰＥＴ層、内側がシリコーンゲルで充填された光学レンズ部１４４を有する光学レンズ付きシート部材１４０を連続成形した。プライマーや表面処理なしでも、シリコーンゲルの粘着性により、高透明ＰＥＴシートと良好に密着することができた。
【００９３】
図１０は、ＬＥＤ１４６を備えた回路基板に光学レンズ付きシート部材１４０を装着した発光装置１５０を模式的に示した断面図である。図１０に示すように、シリコーンゲルで充填された光学レンズ部１４４は、ＬＥＤ１４６と密着するため、空気界面による光反射ロスを低減させることができた。
【００９４】
４．７ 実施例７
シート部材として、ガラスペーパーである「グラスパー（登録商標）ＧＨＮ＝００−０２５（Ｇ）」（王子特殊紙株式会社製）を用いた。まず、ガラスペーパーの回路基板に設置されているＬＥＤの位置と対応したレンズ部が成形される部分にパンチングでφ５ｍｍの孔を開けた。次いで、光学レンズ部を成形する金型にシート孔部と光学レンズ部とが一致するようにガラスペーパーをセットした。光学レンズ部材として「ＬＰＳ−５５１０」（信越化学工業株式会社製）を金型に充填し、１７０℃×２０分で加熱硬化させ、シート部がガラスペーパー、光学レンズ部がシリコーン樹脂である光学レンズ付きシート部材を作製した。
【００９５】
この際、ガラスペーパーの隙間にシリコーンレジンが浸透することによりアンカーリングでき、しっかり接着固定された。プライマーやプラズマ処理なしでも一体成形することができた。
【００９６】
４．８ 実施例８
図１１は、実施例８に係る光学レンズ付きシート部材１６０を模式的に示した断面図である。シート部１６２として、ＰＥＮフィルムである「テオネックス（登録商標）」（帝人デュポンフィルム株式会社製）を用いた。まず、ＰＥＮフィルムにコロナ処理を行った後、レンズ部が成形される部分にパンチングでφ５ｍｍの孔を開けた。次いで、シリコーン接着剤「ＳＥ９１８５」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて、予め色合わせを行って成形した蛍光体層１６６を含むシリコーンレンズ１６４をＬＥＤと対向する面の反対側に接着させ、波長変換機能を有する光学レンズ付きシート部材１６０を作製した。接着剤は、レンズ外周のフランジ部１６４ａへ塗布しＰＥＮフィルムへ接着を行った。蛍光体層１６６は、ＬＥＤの発光面全体を覆うことができるようＬＥＤの外形に合った嵌合部１６８が設けられており、嵌合部１６８とＬＥＤとが嵌合するようになっている。
【００９７】
４．９ 実施例９
図１２は、実施例９に係る光学レンズ付きシート部材１７０を模式的に示した断面図である。シート部材１７２として、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）フィルムを用いた。まず、ＰＥＩフィルムにコロナ処理を行った後、光学レンズ部が成形される部分にパンチングでφ５ｍｍの孔を開けた。次いで、シリコーン接着剤「ＳＥ９１８５」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて、予め拡散度を合わせて成形した炭酸カルシウムによる光拡散層１７６を含むシリコーンレンズ１７４を接着させ、光源が赤・緑・青の三色を有するＬＥＤの場合に光を混合することができる光学レンズ付きシート部材１７０を作製した。接着剤は、レンズ外周のフランジ部１７４ａへ塗布しＰＥＩフィルムへ接着を行った。光拡散層１７６は、ＬＥＤの発光面全体を覆うことができるようＬＥＤの外形に合った嵌合部１７８が設けられており、嵌合部１７８とＬＥＤとが嵌合するようになっている。
【００９８】
４．１０ 実施例１０
ポリアミドフィルム「カプトン（登録商標）」（東レ・デュポン株式会社製）製のフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）にマウントされたＬＥＤに、予め成形した用途に合わせて光学設計を行った側面発光レンズを設けた実施例８に係る光学レンズ付きシート部材を組み込むことにより、フレキシブルな発光装置を得た。
【００９９】
４．１１ 比較例１
シリコーン樹脂である「ＳＲ７０１０Ａ／Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて、シート部および光学レンズ部が一体成形された光学レンズ付きシート部材を作製した。
【０１００】
比較例１に係る光学レンズ付きシート部材は、一体成形されているため、ＬＥＤから発せられる熱により歪みを生じやすく、特に大画面の液晶表示板に用いると熱膨張により光軸がずれる等の問題が発生した。
【０１０１】
４．１２ 比較例２
ポリアミドフィルム「カプトン」（東レ・デュポン株式会社製）製のフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）にマウントされたＬＥＤに、予め成形した用途に合わせて光学設計を行った側面発光レンズを、シリコーン接着剤「ＳＥ９１８５」（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を用いて接着させた。
【０１０２】
比較例２においては、側面発光レンズをフレキシブル回路基板のＬＥＤに一つずつ接着しなければならず、能率の上がらない作業となった。
【０１０３】
４．１３ 使用時の安定性
実施例１〜１０および比較例１に係る光学レンズ付きシート部材を、ＬＥＤを備えた基板に装着して２００日間連続使用した。各光学レンズ付きシート部材について、２００日間連続使用後の熱変形による位置ずれの有無を評価した。その評価結果を表１にまとめた。表１において、評価基準は以下のとおりとした。
◎：２００日間連続使用しても熱変形による位置ずれは全く認められなかった。
○：２００日間連続使用すると熱変形による位置ずれがわずかに認められるが、製品上問題のない範囲内である。
×：２００日間連続使用すると熱変形による位置ずれが認められ、製品上問題がある。
【０１０４】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施形態に係る光学レンズ付きシート部材の一例を模式的に示す平面図である。
【図２】光学レンズ部とシート部とを強固に固定する手段を取り入れた光学レンズ付きシート部材の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【図５】第４の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【図６】第４の実施形態に係る発光装置の基板固定手段を説明するための図である。
【図７】第５の実施形態に係る看板の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】第６の実施形態に係る太陽電池の一例を模式的に示す断面図である。
【図９】実施例６に係る光学レンズ付きシート部材１４０を模式的に示す断面図である。
【図１０】ＬＥＤを備えた回路基板に光学レンズ付きシート部材１４０を装着した発光装置１５０を模式的に示す断面図である。
【図１１】実施例８に係る光学レンズ付きシート部材１６０を模式的に示す断面図である。
【図１２】実施例９に係る光学レンズ付きシート部材１７０を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，１１，１２，１４，１６…光学レンズ部、１１ａ…レンズ固定部、１１ｂ…嵌合部、２０，２１，２２，２４，１４２，１６２，１７２…シート部、２１ａ…孔、２４ａ…基板固定部、３０，３２，１４６…発光ダイオード（ＬＥＤ）、３４…太陽電池素子部、４０，４２，４４…基板、５０…反射層、６０，６２…拡散板、７０…情報板、８０…導光板、９０…支持網、１００，１０２，１１０，１２０，１３０，１４０，１６０，１７０，１８０…光学レンズ付きシート部材、１４４…シリコーンゲル、１６４，１７４…シリコーンレンズ、１６４ａ，１７４ａ…フランジ部、１６６…蛍光体層、１６８，１７８…ＬＥＤ嵌合部、１７６…光拡散層、１５０，２００，３００…発光装置、４００…看板、５００…太陽電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部が前記シート部に配置されていることを特徴とする、光学レンズ付きシート部材。
【請求項２】
請求項１において、
前記光学レンズ部は、シリコーン樹脂からなる、光学レンズ付きシート部材。
【請求項３】
請求項１において、
前記光学レンズ部は、液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物を硬化させて得た、光学レンズ付きシート部材。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記シート部の熱膨張係数は、前記光学レンズ部の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする、光学レンズ付きシート部材。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記シート部は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製シートまたはガラス不織布である、光学レンズ付きシート部材。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の光学レンズ付きシート部材が発光ダイオードを備えた基板に装着され、前記発光ダイオードに対向する位置にのみ光学レンズ部がシート部に配置されていることを特徴とする、発光装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記基板は、プリント回線基板である、発光装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記光学レンズ付きシート部材の少なくとも一方の面に反射層が形成された、発光装置。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれか一項において、
さらに、前記光学レンズ付きシート部材の前記発光ダイオードを備えた基板が装着された側とは反対側に拡散板が形成された、発光装置。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の発光装置を備えた、液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の発光装置を備えた、看板。
【請求項１２】
太陽電池素子部を備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記太陽電池素子部に対向する位置にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする、光学レンズ付きシート部材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学レンズ付きシート部材を備えた、太陽電池。
【請求項１４】
基板に配置された発光ダイオードの位置に対向するように光学レンズ部をシート部に設けた光学レンズ付きシート部材の製造方法であって、
前記発光ダイオードの位置に合わせてレンズ型を設けた金型を準備する工程と、
前記金型のレンズ型に、レンズ材料を注入する工程と、
注入したレンズ材料に接触するように前記金型に前記シート部をセットする工程と、
レンズ材料を硬化して前記光学レンズ部と前記シート部とを一体化する工程と、
を含む、光学レンズ付きシート部材の製造方法。
【請求項１】
発光ダイオードを備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記発光ダイオードに対向する位置にのみ、光学レンズ部が前記シート部に配置されていることを特徴とする、光学レンズ付きシート部材。
【請求項２】
請求項１において、
前記光学レンズ部は、シリコーン樹脂からなる、光学レンズ付きシート部材。
【請求項３】
請求項１において、
前記光学レンズ部は、液状の付加反応硬化型のシリコーン樹脂組成物を硬化させて得た、光学レンズ付きシート部材。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記シート部の熱膨張係数は、前記光学レンズ部の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする、光学レンズ付きシート部材。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記シート部は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製シートまたはガラス不織布である、光学レンズ付きシート部材。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の光学レンズ付きシート部材が発光ダイオードを備えた基板に装着され、前記発光ダイオードに対向する位置にのみ光学レンズ部がシート部に配置されていることを特徴とする、発光装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記基板は、プリント回線基板である、発光装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記光学レンズ付きシート部材の少なくとも一方の面に反射層が形成された、発光装置。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれか一項において、
さらに、前記光学レンズ付きシート部材の前記発光ダイオードを備えた基板が装着された側とは反対側に拡散板が形成された、発光装置。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の発光装置を備えた、液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の発光装置を備えた、看板。
【請求項１２】
太陽電池素子部を備えた基板に装着するためのシート部材であって、
前記シート部材は、シート部と、光学レンズ部と、を有し、
前記基板に装着したときに前記太陽電池素子部に対向する位置にのみ、光学レンズ部を有することを特徴とする、光学レンズ付きシート部材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学レンズ付きシート部材を備えた、太陽電池。
【請求項１４】
基板に配置された発光ダイオードの位置に対向するように光学レンズ部をシート部に設けた光学レンズ付きシート部材の製造方法であって、
前記発光ダイオードの位置に合わせてレンズ型を設けた金型を準備する工程と、
前記金型のレンズ型に、レンズ材料を注入する工程と、
注入したレンズ材料に接触するように前記金型に前記シート部をセットする工程と、
レンズ材料を硬化して前記光学レンズ部と前記シート部とを一体化する工程と、
を含む、光学レンズ付きシート部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１４７３８３（Ｐ２０１０−１４７３８３Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２５３６０（Ｐ２００８−３２５３６０）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（５９７０９６１６１）株式会社朝日ラバー (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（５９７０９６１６１）株式会社朝日ラバー (74)
【Ｆターム（参考）】
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