JP2006500765A - コスト、質量、体積を低減し、効率および出力密度を向上させた電子部品アセンブリ／システム - Google Patents

コスト、質量、体積を低減し、効率および出力密度を向上させた電子部品アセンブリ／システム Download PDF

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Abstract

【課題】 緊密に組み立てパッケージ化した形態にして、据え付けが簡単で使用し易くするように支持された、パッケージのグリッド（grids）またはアレイ（arrays）に関する。
【解決手段】 導電体のグリッドとグリッドに組み合わせてあってＬＥＤ動作用の電力を供給する導体と電気的に接続している発光ダイオードを含み、グリッドがダイオード動作中にダイオードから熱を受け取るように作動可能であり、アレイが冷却流体に熱を伝えるように冷却流体を通過させるように構成してあるＬＥＤディスプレイ・アセンブリを提供する。装着用グリッドに対して調節可能なＬＥＤパッケージも提供する。

Description

本発明は、一般的に電子光学パッケージに関し、更に具体的に言えば、本発明は、緊密に組み立ててパッケージ化した形態にして、据え付けが簡単で使用し易くするというように支持されたパッケージのグリッド（grids）またはアレイ（arrays）に関する。
大規模ＬＥＤディスプレイでは、剛性プリント回路板にハンダ付けしたＴ １ 3／4（５ｍｍ）パッケージ化ＬＥＤを使用することを典型とする。このような回路板／モジュールは、典型的には多数のＬＥＤを含んでおり、たった１つのＬＥＤが故障しても、それを直すために全体を交換しなければならない。コスト、重量、体積の問題に加えて、これらのディスプレイは、ＬＥＤパッケージ・サイズ（典型的には、直径０.２インチ）、すなわち、裸のＬＥＤの平面形状面積の約３００倍（体積の８０００倍）というサイズの結果として、解像度が制限され、また、所定面積に設置できるＬＥＤが少なくないということよって、そして、パッケージおよびモジュールの設計の耐熱性によって、輝度の制限を受けるのである。
解像度制限は、パッケージ（ＬＥＤ）サイズによって更に制限される間隔の関数である。輝度制限は、単位面積当たりのＬＥＤの数および個々のＬＥＤの光出力の関数であり、この光出力は、さらに、ＬＥＤ接合部と局所的環境との間の耐熱性によって決まる。また、現在のＬＥＤの看板やディスプレイでは、ターゲットつまりオーディエンス（視聴者）（target／audience）の要望を満たすようにするために放射線放出パターンを調整して効率を向上させる、という能力に限りがあった。従って、効率を向上させることで、システムコストや稼働コストを減らしたり、ターゲットに供給する放射線量を増やしたりすることができるのである。
従って、ＬＥＤ作動によって発生した熱による加熱問題といったことや、このような熱を適切に伝達して処理することができないという問題、基板や回路板上でのＬＥＤ支持が不適切であるという問題、ＬＥＤ支持手段の可撓性が欠如していることから生じる問題、緊密にパッケージ化したＬＥＤディスプレイの製造が難しいという問題、そして、後で明らかになる別の問題や困難性を解消するためのＬＥＤ表示アッセンブリにおける改良に対する要望がある。
本発明の主目的は、上記の諸問題を解決するための方法および手段を提供することにある。基本的には、本発明の改良したＬＥＤディスプレイ・アッセンブリは、
ａ）導電体のグリッドを形成するアレイと、
ｂ）前記アレイと組み合わせ、ＬＥＤ作動用の電力を提供する前記導電体と電気接続した、発光ダイオードと、を含み、
ｃ）前記アレイは、ダイオード作動中にダイオードから発生する熱を受け入れように働き、該アレイは、冷却流体を通過させてこの流体に熱を伝達できるように構成されている、
ことを特徴とする。
後に明らかとなるように、導電体は、典型的には、電気・熱導体として作用するように都合よく織物のように編み込まれて構成される絶縁金属ワイヤからなり、当該金属ワイヤはＬＥＤのアレイに対する構造的支持体としても機能するようになる。ＬＥＤは、このような支持体上で、選択的に取り外したり再設置したりするようになる。
本発明の別の目的は、ＬＥＤアレイをグリッドに取り付けた後で、選択された形状や、湾曲状態、或いは複雑な構成といったことへ容易に適応する、ということに特徴づけられるグリッド、のようなＬＥＤ支持手段を提供することであり、該グリッドは、所望の形に作り上げたいという要望に応ずるのを可能にする可撓性を有している。
別の目的は、形状適合スクリーンを通してそれに沿って冷却流体の流れをもたらしたり案内したりする手段を提供することにある。
なお、このスクリーンは、
ｉ）ＬＥＤ基部を設置した基板（substrate）にも、
ii）アセンブリに構造上の強度を与えるために、スクリーンとＬＥＤとに結合したスーパーストレート（superstrate）、にも、
簡単に取り付けられる。
さらに別の目的は、ダイオード・アレイの放出する光を通過させるようにダイオードに面している第１の保護シートと、スクリーンおよびダイオードの反対の側にある第２のシートとを提供することにあり、前記第１および第２のシートは、中に冷却流体が流れるように囲み部を形成している。スクリーン自体は、ＬＥＤアレイとのコントラストを際だたせるように、真っ暗いものか、暗くしたものであるとよい。
さらにまた別の目的は、一方向へ延びている一次導体と、別の方向へ延びている二次導体とを含み、ＬＥＤは一次導体上に装着されており、それと電気的に接続するために二次導体へと伸長している端子を有する、ということを含む導電体を提供することにある。
なお、二次導体は、典型的には、
ｉ）スクリーンを通して冷却流体を通過させるためにの実質的間隔と、
ii）主としてスクリーンに対し平行に冷却流体を流すための縮小した間隔と、
iii）ダイオードを支持する一次導体の横断面より実質的に小さい横断面と、
iv）ダイオード・ワイヤとの結合と、
のうちの１つによって特徴付けられる。
また更に別の目的は、ダイオードまたはダイオード素子を組み込んでいるスクリーン・ディスプレイを提供することであり、各ダイオードは、発光エミッタ（単数または複数）と、ウィンドウ領域をを有する透明な容器とを有し、該透明な容器内にエミッタが支持されており、更に、前記ウィンドウに向かって放射光線を反射するために前記容器内に設けたリフレクタと、を包含する。
後に明らかとなるように、導線（単数または複数）が、容器内で螺旋構造（たとえば、ガラス・チューブ）と共にエミッタ（単数または複数）まで伸長する。前記導線（単数または複数）は、扁平でもよいし、該エミッタ（単数または複数）を安定支持するためにほぼ矩形の横断面を持つものであってもよい。
さらにまた別の目的は、容器を担持し、そこを貫いて前記導線（単数または複数）が伸長するようになる金属性基部を提供することにある。この基部は、典型的には、ダイオードに対する支持体を収容するための凹部を限定する縁部分を有し、支持体周囲でダイオードが回転できるようにしている。多数のダイオードが、スクリーン内で導体によって支持されていて、ダイオードのウィンドウが同じ方向または選定された方向に面するように方向づけされるように支持される。ダイオードはその支持導体によって限定された軸線の周囲で回転可能である。
更なる目的は、通電を、赤色，緑色，青色のＬＥＤピクセルそれぞれに伝達する、第１対、第２対、第３対のワイヤからなる電力供給用導体を提供すること、前記赤色，緑色，青色のピクセルそれぞれに電気的に接続したＬＥＤ一次，二次，三次ワイヤを提供し、前記一次ワイヤのクランプが前記第１対のワイヤに接続され、前記二次ワイヤのクランプが前記第２対のワイヤに接続され、前記三次ワイヤのクランプが前記第３対のワイヤに接続されるようにすること、更に、前記一次，二次，三次のワイヤのクランプ止めした入れ子構成を提供すること、他の導体に対して鋭角（単数または複数）に延びる導体を提供すること、そして、グリッドの前部または後部にあって、後に明らかとなるように、空気の通る開口を有するプレート（単数または複数）またはスクリーン（単数または複数）のようなプロテクタ手段を提供すること、にある。
本発明の重要な利点を以下に列挙する。
１．有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ; Organic Light Emitting Diodes）： 有機発光ダイオードは、単独で、或いは無機ＬＥＤ（inorganic LED）と組み合わせて、光エミッタ（発光体）として使用できる。有機発光ダイオードは、スクリーン式基板に容易に適用することができ、また、製造コストも減らすことができる。
２．多重化：放射出力の角度範囲と、オンスクリーン設計によりもたらされた増大コントラストとを適応させる能力より、多重化度を高めることができると同時に、システム・コストをも低減することができる。
３．４５度スキャニング：４５度スキャニングによれば、垂直方向または水平方向のスキャニングと比較して、ライン・アーチファクト（line artifacts; 線状に現われる不適切な結果）を減らし、これによって、所与のピクセル数に対する視覚的解像度を高くしたり、或いは、所与の視覚解像度に対するピクセル数を減らすことができる。
４．インフィールド・ピクセル交換性：現場で個々のピクセルを交換することができる能力により、維持費を減らすことができる。
５．形態の自由度：オンスクリーン構造によれば多種多様な看板／ディスプレイ形態が可能になる。一例としては、内側からも外側からも見ることができ、設計によって、変化するアレイ透明度が決定される、というようになる垂直軸線円筒形ディスプレイがある。
６．店頭または現場での製作：可撓性で局地的リンク機構と連結したオンスクリーン・アレイが軽量で可撓性であるという特性により、店頭で大面積アレイを製作することが可能になる。
７．ピクセル・レベル電圧低減：ピクセル「オンボード」を減らすことにより、アレイに供給する電圧が高くなり、これによって、電流レベルを低くしたり、アレイの自己加熱を減らしたり、ワイヤ断面積を減らしたりすることができる。
本発明のこれらおよび他の目的、利点ならびに図示実施態様の詳細は、以下の明細書および図面からより完全に理解して貰えよう。
図１は、導電体のグリッド（grid）を形成しているスクリーン１０を示している。図示のように、導体は、或る一方向に延びて、Ｘ方向と指定される一次導体１１と、別の方向に延びて、Ｙ方向と指定される二次導体１２とを包含する。好ましくは図示のように、一次導体の全直径ｄ１および横断面のそれぞれは、二次導体の全直径ｄ２および横断面よりも大きい。そして、二次導体は、符号１２ａおよび１２ａ’のところにあるように、一次導体１１の上，下に織り込んでメッシュ状態に編込んである。連続的に平行に並んだ導体１１間には、符号１５で示すようにスペースがあり、連続的に並んでいる波状の導体１２間には、符号１６で示すようにスペースがあり、これによって、スペース１５および１６を介して、そしてダイオードに隣接して、冷却剤がスクリーンを通過して下方へ流れるようになるので、ダイオード作動により発生した熱を除去することができる。
発光ダイオードは、導体１２の頂上部のところに示されているように、多数の導体上にアレイ状にして、そして、各ダイオードが２個の導体と電気的に連通する状態にして設置されているので、これにより、ダイオード内部回路を介し、導体１１から導体１２への回路経路を確立する。２つの典型的なダイオード２２，２３に対する導体付勢制御器２０，２１を参照されたい。回路経路（ダイオード２２用）は２４，１１ａ，２２，２５で、接合部が２６，１２ａ，１２ｂ，２７であり、（ダイオード２３用の）回路経路は２８，１１ｂ，２３，２９で、接合部が３０，１２ａ，１２ｂ，２９である。制御器２０，２９は、ダイオード２２，２３が選択的にタイミングを合わせた関係にして付勢されるように、相互接続されている。ダイオード２２は導体１１ａの頂上部に装着してあり、ダイオード２３は導体１１ｂの頂上部に装着してある。図示のように他のダイオードも同様に装着されていて、バンク（bank: ダイオード列群）３１に示す制御器によって選択的に制御されるのであるが、制御器２０および２１はこのバンクの一部とみなす。導体の金属ワイヤへの電気的接続は、導体絶縁材を取り除くか、或いはまた絶縁体を貫通するようにして行われる。ワイヤ２５，２９はＹ方向に延びて、絶縁してある。すべての二次導体１２の頂上部には、２６，３０などのような接合部が設置されていて、ＬＥＤは全部導体１１上に、導体１２の連続する頂上間に保護されて、装着されている。
導体は、電気・熱導体として機能すると共に、このようなダイオードのアレイに対し、構造上の負荷導体の働きもする、という絶縁金属ワイヤからなる。たとえば、図９を参照されたい。この図は、正方形横断面を有する金属導体４０と、その表面上の誘電体絶縁層４１とを示している。図１０は、孔４２ａがあいていて断面が管状になる金属導体４２と、その表面の円筒状絶縁層４３とを示している。図１１は、円形断面の金属ワイヤ４４，管状絶縁層４５，管状断面の金属ワイヤ４６および管状絶縁層４７を示している。図１２は、中実の金属ワイヤ４８およびその表面の絶縁材４９を示しており、４８は円形で、４９は管状である。図７は、６面体になるＬＥＤ本体８０を示しており、電気端子領域８１，８２を有している。図８も、同様のＬＥＤ本体を示しており、端子領域８３および８４を有する。
図１ａは基本的には図１と同様の図であり、織物のように編み込まれた導体１１，１２により限定されたスクリーンの片側でＹ方向に互い違いに配置されたＬＥＤ２３，２４のアレイを示している。符号５４のところにあるように、空気のような冷却剤が、ダイオードへ向かって下に流れて、ダイオードを全体を覆って流れていって、離隔配置された導体１１，１２により限定されたスクリーンを通過して流れてゆく。空気は、Ｘ方向或いはＹ方向のようにスクリーンに対してほぼ平行に流れるようにして、スクリーンとダイオードとを冷却するようにすることもできる。ダイオードの発生した熱は冷却剤流によって運び去られる。支持用導体１２の頂上部で該導体１２と接合しているダイオード・ワイヤ接合部６４が、冷却剤への熱伝達に対し冷却剤流に最大限に露出されていることに注目されたい。露出して配置されていて、図示のように配列された、ダイオード２２，２３並びに他の同様のダイオードを支持するのに、導体１１の直径は充分な大きさである。
図２および図５に示す本発明の形態において、導体１１は、図１の導体１１とほぼ同様であって、符号６０のところで示してあるように、互いに離隔して配置されている。導体１２は、たとえば、１２’，１２’、および、１２”，１２”、に見られるように、「横並びの対」に配置されている。図示のように、次に続く対になる導体が導体１１の上、下を通過している。同様になる対の導体１２’が共に導体１１の全長に沿って導体１１を横切って通過し、同様の並列した対の導体１２”が、最隣接の対の導体１２’に関してＸ方向に、互い違いの状態で、隣の導体１１の全長に沿って通過している。そして、図５から明らかなように、対の導体１２”の一部分が、導体１１間の位置６２のところで、対の導体１２’の一部分と対の導体１２’の一部分間で、入れ子に重なり合っている。このようにすることで、緊密にパッケージ化したアセンブリを得ることができる。前述のように、ＬＥＤ２３は、次々と一つおきに交互に続く導体１１ｂの露出頂上部に装着されており、同様に、ＬＥＤ２２も、次々と一つおきに交互に続く導体１１ａの露出頂上部に装着してある。各ＬＥＤには、符号６４で示す接合部のところで、このような導体を一組にして、ＬＥＤを導体１２の頂上部に接続するワイヤ６３がついている。絶縁材を取り除くか、孔をあけることで、ＬＥＤワイヤ６３と導体内の金属ワイヤとを電気的に接続できる。
図２では、冷却剤は、符号６６のところに、導体で形成したスクリーンの平面に対して平行して流れているのが示されている。そして、図３では、ＬＥＤ作動で発生した熱をＬＥＤおよびスクリーンから取り除くために、冷却剤は、符号６７のところで、導体で形成したスクリーンの平面に対してほぼ垂直に流れているのが示されている。図３は、図５とほぼ同じであるが、図３では、対の導体１２’，１２’が、対の導体１２”，１２”から離隔して、空気通過用の開口を形成しているところが異なっている。
図４に示すのは図１に示すのと同様なアセンブリであるが、図４では、Ｙ方向に次々と並んだまっすぐな導体１１間と、Ｘ方向に波状にくねくねと上．下に延びている導体１２間との間に形成されたスペース６６がもたらされているのを示している。これらのスペースは、導体からなるスクリーンやグリッドを冷却流体が通過して流れ易くする。Ｘ方向およびＹ方向は実質的に互いに直角である。
従って、ここに示したスクリーンは、特に導体１１のＸ方向範囲に対して平行な軸線の周囲に曲げたり、そらせたりして、所望の形状（単数または複数）に合わせるのが容易であることがお判りいただけよう。これにより、所望に応じて、スクリーンの種々の異なった部分から発して受取られるＬＥＤの照度を変えることができる。
図６において、導体１１は、図１と同様に、Ｘ方向に離隔して平行な状態で延びるように配置してある。次々と続く導体１２はぎっしりと詰めて緊密に配置されているので、導体１２ａの部分１２ａ’が導体１２ｂの部分１２ｂ’の間に緊密に入れ子式に重ねあって、導体１２ａと導体１２ｂが交互に並んでおり、ＬＥＤ２３は、導体１１ｂの露出頂上部に設置され、一方、ＬＥＤ２２は、導体１１ｂ間で導体１１ｂと交互に並んだ導体１１ａの頂上部に設置されている。ＬＥＤ２２からのワイヤは、導体１１ｂの上に位置する導体１２ｂの頂上部のところで接合部２６まで延びており、一方、ＬＥＤ２３からのワイヤは、導体１１ａの上に位置する導体の頂上部のところで接合部３０まで延びている。
図１３及び図１４は、導体１１，導体１２を織り合わせて形成したメッシュ９０を示しており、導体１２と同様に、波状の起伏のある形態をした導体１１の頂上部にＬＥＤ９１が設けてある。この構成により、Ｘ方向およびＹ方向の両方向に伸長している軸線の周囲に、スクリーンまたはメッシュを、折り曲げたり、そらせたりして、対象物９２などの所望の湾曲形状に合わせるのが容易になる。ＬＥＤワイヤ９１ａは導体１２上を接合部９４まで延びている。
図１５および図１６は、図１３及び図１４のメッシュ９０と同様のスクリーンまたはメッシュ１００を示しており、ここでは、Ｘ方向の導体１０１をＹ方向の導体１０２と織り合わせてある。基板１０３が該メッシュの下方に延在しており、球体またはボール１０４のような誘電体スペーサが１００，１０３間に位置していて、メッシュ１００，基板１０３を互いに係合させ、位置決めしている。図１６において、導体１０１の頂点上に装着されたＬＥＤ１０６は、導体１０２の頂点上の接合部１０７まで延びているワイヤ１０６ａを有する。
図１７は、導体１１の上，下に織り込まれた導体１２の頂上部間にある位置決め用ボール１１０を示している。ボール１１０は、保護・離間手段としても役立つ。ＬＥＤは導体１２間で導体１１上に装着してある。スーパーストレート１１１をボール１１０の頂上部に設けてもよい。スーパーストレート１１１は、ＬＥＤの放出する光を通過させる透明なプレートであってもよい。
図１８および図１９は、図１３および図１４の符号９０に示すものと同様のメッシュ１２０を示している。「粗織り」導体が、符号１１１，１１２に示してある。そして、ＬＥＤ１１３が符号１１１のような導体の頂点に装着してある。ＬＥＤワイヤ１３０が導体１１２上の接合部１３１まで延びている。導体１１２は同心の構成を持っていてもよい。
図２０〜図２３は、別のスクリーンおよびＬＥＤ構成を示している。
図２４は、前記のスクリーンのいずれとも同様のスクリーン１２０を示しており、スクリーン下方のスペース１２３へ符号１２２のところで冷却空気１２１が吹き込まれ、スクリーンに隣接して流れ、そして、スクリーンを通過して上方へと流れてゆく。ハウジングが１２４で示してある。アクチュエータ１２５，１２６が設けられており、動きのある看板ディスプレイに対して、スクリーンを活発に繰り返して、変位したり、変形したり、そらせることができるようになっている。
次に、図２５および図２６を参照する。ここに示したＬＥＤパッケージまたはＬＥＤ「ピクセル」パッケージ、或いはダイオード・パッケージ１５０は、透明な容器内に設けた光エミッタ（単数または複数）１５１を含み、容器の一例としては、半球状端部１５２ａを有するガラス・チューブ１５２がある。ウィンドウ領域１５２ｂがチューブ１５２または容器によって限定されており、方向１５３に放射光線を伝達するようになっている。リフレクタ１５４がチューブ内に設けてあり、このリフレクタは、ウィンドウを通して外部前方向１５３へ放射光線を反射する反射面１５４ａを有する。リフレクタには、チューブ内壁１５２ｃと係合している、或いは該内壁１５２ｃに支持された縁１５４ｂが有る。
１５６のところに示す導線（単数または複数）は、螺旋形状にしてチューブまで延び、そして更にチューブ内でエミッタ（単数または複数）まで延びており、この形状が支持構造をもたらす。導線は、好ましくは、図２６に示すような扁平であったりほぼ矩形形状をしている。導線に収容されたワイヤは、（放射される光線の色に関し）「赤色」，「緑色」，「青色」のワイヤが挙げられるし、また、エミッタに対し電気的に中立のワイヤ、或いは、帰線ワイヤ、といったようなワイヤ追加して含めることもできる。このワイヤは、ＡＷＣ３２銅マルチフィラー（AWC32 copper multifilar）、或いはＡＷＣ２６銅ワイヤ（AWC26 copper wire）、或いはまた断面が矩形状のＡＷＧ１８絶縁銅ワイヤ周囲に螺旋状に巻き付けたＡＷＧ２６ ４−導体絶縁銅マルチフィラー・ワイヤ（AWG26 4 conductor insulated copper multifilar wire）から構成される。例えばアルミニウムのような金属性の基部１５７には、チューブ１５２の端部を収容してチューブを支持している先端凹部１５８が形成されている。鏡面反射アルミニウム壁面１５９，１６０がチューブ内に配設されていて、その端と端を接した位置１６１，１６２のところでリフレクタ１５４を支持している。
金属性基部１５７には、導線（単数または複数）を通す貫通口１６３が限定されており、また更に、該基部には、例えばエポキシ樹脂のようなポッティング化合物１６５（potting compound）が充填された端凹部１６４が限定されている。導線はこの化合物を通過している。又更に、基部には、例えば図１に示すような導体１１ａの一部のような、パッケージ支持体またはパッケージ支持部分１６９を収容するために、環状くぼみ１６８を限定している縁部分をが有る。くぼみ１６８の壁は円筒形であるのが好ましく、これにより、このくぼみ或いは導体によって限定される軸線１７０の周囲でダイオードが回転可能になる。そして、ダイオードやピクセルの交換も容易となる。導線ワイヤは、上述したように、スクリーンの導体１１および導体１２へ接続される。
図２７は、ディスプレイ・シーケンスまたはディスプレイ構成に配置された、図２５および図２６のＬＥＤパッケージ１５０を示している。図２８は、導体１１および導体１２で構成しているメッシュに装着した、図２５および図２６のＬＥＤパッケージを示している。ＬＥＤパッケージは、上述したように、メッシュ導体１１によって担持され、軸線１７０周囲で回転可能である。これによって、集積ピクセル電子部品を得ることができる。導線１５６は符号１５６ａのところで導体１２に接続されていることに留意されたい。図２９は、導体１１に装着した、リフレクタ１８０に光を伝えるＬＥＤパッケージ１５０を示している。
図３０は、上記に開示したようなＬＥＤパッケージを使用している看板またはアレイを示している。このディスプレイでは、垂直導体３００を含んでおり、代表的に示すアドレス指定用のワイヤ３０１，３０２が、ワイヤ３０に関し鋭角に、例えば４５度の角度でワイヤ３００を横切って延びている。ワイヤ３０１は、幾何学的な意味でワイヤ３０２の延長である。他のアドレス指定ワイヤは、符号３０２ａにあるように破線で示してある。ＬＥＤパッケージは、符号３０３のところでワイヤ３００に担持されて示してある。概略的に示したこの構成により、水平ワイヤと比較して、アドレス指定ワイヤの長さを短くすることができる。ワイヤ３００，３０１および３０２ａへの接続３０４，３０５は、スクリーン、すなわち、アレイ周縁のところで行う。
図３１〜図３３は、マルチフィラー構造（multifilar construction）になるＬＥＤアドレス指定ワイヤの構造の詳細を示す断面図である。図３１を参照すると、ワイヤ３０１では、参照符号３０６，３０７は一対のＬＥＤ赤色発光体を指し、参照符号３０８，３０９は一対の緑色発光体を指し、参照符号３１０，３１１は一対の青色発光体を指す。一対の赤色ＡＷＧ１８絶縁銅ワイヤを用いて、ピクセル列用の赤色ＬＥＤを付勢する。この対のワイヤおよびそれに隣接した対のワイヤは、張力要素として機能する絶縁中央コアの周囲に螺旋状に巻き付けられる。ピクセルからのＡＷＧ２６絶縁銅ワイヤは、同系色の対のワイヤ間に入れ子に入れられる。電源ワイヤに対してピクセル・ワイヤを圧縮するために、絶縁金属リテーナが使用される。
参照符号３１３〜３１５は、上記の対になるワイヤ間に入れ子式にいれられた３つのピクセルそれぞれからの３本の絶縁銅ワイヤを示している。ワイヤ領域で少量の絶縁材を取り除き、符号３１３，３０６，３０７間、符号３１４，３０８，３０９間、符号３１５，３１０，３１１間に、電気接続を確立する。ステンレス鋼リテーナ３１６がワイヤ・アセンブリ周囲に延伸しており、図３２，図３３の符号３１７，３１８，３１９で示すように、ワイヤを中央で圧縮状態に保持する。リテーナは、ワイヤ３１３〜３１５と係合している割れたリング・ファスナの形態を取っていて、接触点３１７〜３１９のところでこれらのワイヤを屈曲自在に変形させられる。
図３４は、上述したようなディスプレイ・サイン・アレイ組み込み装置を通過する太陽光の吸収体として使用され位置付けられる金属プレート３１６を概略的に示している。また、この金属プレートは、看板アレイの後部へ伝送される光も遮る。そのようなものとしては、プレート３１６は、背面でアレイに重なっているとみなされる。このプレートを貫通する傾斜スリット３１６ａが、冷却空気（おそらく、送風機で誘導）を通し、冷却空気がプレートとアレイと間のスペース内を流れようになる。更に。プレート３１６は、ディスプレイの背後での機械の保護体ともなる。また、図３４は、太陽光および外来放射線を吸収する要素を重ね合わせているが、冷却空気が通過できるようにしているアレイの側面図も表わしている。アレイは、冷却空気の流量をさらに増大させるために熱煙突効果を生み出す。この効果は、太陽光に対する高吸収性および長波長赤外線領域における低放出率を有するアレイ表面を使用することによって、さらに高めることができる。加えて、アレイは、看板要素およびディスプレイ要素に対する機械的な保護機能ももたらす。
図３５は、概略的に３１８で示すディスプレイ・アレイの前側および後側にある保護用金属スクリーン３１７を示す断面図である。これらのスクリーンは符号３１９のところで駆動される送風機からの冷却空気を通す。図３６は、図３５と同様の図であるが、スクリーン３１７に代えてルーバーまたはスロット３２０を示している。
スクリーンは、フィルム回路上に、或いは、フィルム回路として、回路板および導体の代わりに用いることができる。スクリーンは、図３０の符号３００または符号３０２で示すように、電力ダクトおよび信号ダクトのコスト、質量、および体積を減らすことができると共に、冷却流体の流れに対し、ダクト間に経路を提供し、これにより、システム／製品の熱抵抗を大いに減らしたり、電力密度作用を大いに向上させることができる。スクリーンは、また、ワイヤ間の開放領域を介して回路要素間での光通信を可能にもする。スクリーンは、３Ｄ電子部品の製造を著しく簡略化し、機械的な順応性をもたらし、ある程度弾力的に機能して圧力式電気接点をもたらすようになる。スクリーンは、交差しているワイヤ間の接合部に電気的に接続したダイオードを有し、および／または、スクリーン・アレイを通る電子の流れを制御するダイオードおよび／または電気的に切り換え可能な要素を提供するチップ（単数または複数）上の電子回路と接触するようにもできる。ボール・グリッド・アレイを含めて、はんだのような接続手段も考えられる。スクリーン・チップ配置は、各層間にチップを有する「Ｚ折り（Ｚ Ｆｏｌｄ）」といわれる蛇行／波状スクリーンと、各層や／各回転間にチップを有する渦巻き状／螺旋状のスクリーンとを含む。スクリーンは、また、ニューラル・ネット構造（neural net architectures）に対する有力な候補でもある。入力／出力要素との接続は、スクリーンの端／縁を介して行ってもよく、はんだ、導電性接着剤、および／または機械的／圧力式接触のような接触手段を使用してもよい。図３０の符号３０４，３０５を参照されたい。
図２８ａは、アレイ内のＬＥＤおよびそれらの電気接続部を支持する方法の変更例を示している。ＬＥＤは符号５００で示してあり、これらＬＥＤは、導体５０１上に調節自在および／または着脱自在に支えられており、導体５０１は、図２５で説明したように、電力導体であってもよい。アドレス指定ワイヤまたは導体が符号５０２で示してあり、これらは、図３１〜図３３に示すようにマルチフィラー（multi-fieler）形態を取る。ワイヤ５０２は、方向５０４（単数または複数）へ延びている導体５０１に対して鋭角（たとえば、４５度）に延びている。構造間のスペースを流れる冷却ガスが符号５０５で示してある。ＬＥＤパッケージ内の局所的な電子回路が符号５０６で示してある。ピクセル・パッケージ回路がパッケージ内の符号５０７のところに示してある。局所的アドレス指定ワイヤ分岐部５０２ａが、上述したように、ワイヤ５０２から１５６まで延びている（すなわち、分岐している）。ワイヤ５０２および導体５０１は、グリッドまたはスクリーンを形成している。結合コネクタ５４０を図示のように設け、連続的に導体５０１を連結することで、スクリーンやアレイに可撓性をもたらしたり制限したりすることができる。。
図３７〜図３９は、ほぼ上記タイプであって、図面において、垂直方向に走行する導体ワイヤ４０２で支えられる光放出パッケージ（ＬＥＤ）４０１の縦横列を示している。アドレス指定（制御）ワイヤが符号４０３で示してあり、これらのワイヤは、ワイヤ４０２に対して鋭角、たとえば、４５度で延びている。ワイヤ４０２，４０３はグリッドを形成していて、冷却流体が構造を通り抜ける通路４０６を備えている。パッケージ４０１には、ＬＥＤ放射光線を反射させるために互いに向かって凸状となっている内部ミラー４０７，４０８が配設されている。クリップ４０９がワイヤ４０２上のふくらみ４１０に連結してあって、図示のように離隔した関係にワイヤを保持し、ワイヤ４０２がそれらの軸線周囲で回転するのを阻止している。図４０はクリップの端面図である。ＬＥＤパッケージは、ワイヤ４０２（ＬＥＤの基部にある溝４１２を通って延びている）に電気的に接続し、そして、導線４１３を介してワイヤ４０３に電気的に接続している。上述したような回路５０６，５０７も参照されたい。
図４１〜図４３は、たとえば金属チャネルの形態になるワイヤ・ダクト４１５を示している。このワイヤ・ダクト４１５は、ディスプレイまたはグリッドの外側で或いはグリッドの縁に、ゾーン４１６においては、導体ワイヤ４０２ａを緊密に離隔して支持収容し、ゾーン４１７においては、アドレス指定ワイヤ４０３ａを緊密に離隔して支持収容している。図４１に示す部分４０２ａ，４０３ａは、ワイヤ横断面を表わし、或いはまた、ダクトによって担持されたプラスチック・シート或いはプラスチック・プレート或いは支持体４１７に設けたワイヤ通過用開口を表している。参照符号４１９はダクト支持体の一例を表している。また、符号４２０ａ，４２１ａのところで支持体４１９に連結した安定化用引張ばね４２０，４２１を示している図５３も参照されたい。
図４２は平面図であって、ダクト４１５によって担持されたワイヤ端子を形成しているスタッド４２２を示している。
図４４および図４７は、湾曲部４０２ｂが有る、ボスまたはリテーナ４２５を収容する導体ワイヤ４０２を示している。また、４０３ａのところでリテーナ４２５周囲にループ状に輪になったアドレス・ワイヤ４０３も参照されたい。ホルダ４２６が引張りばね４０２の横方向に延びていて、それらを所定位置に保持している。図４２と同様に、図４５も、リテーナ４２５周囲で輪になっているワイヤ湾曲部４０２ｂを示している。リテーナ４２２は、また、接続部４０３ａを有するアドレス指定ワイヤ４０３をも固定している。
図４６は、垂直方向に延びる平行な導体ワイヤ４３２と、これらのワイヤ４３２に対して４５度の角度で延びるアドレス指定ワイヤ４３３とで、これによりグリッドを形成しているのを概略的に示している。ＬＥＤ、すなわちピクセル・パッケージ４４０は、上述したように、グリッドによって担持され、ワイヤ４３２，４３３に電気的に接続している。ＬＥＤを制御する電子制御部が４３７で示してある。グリッド用のフレームが符号４３８で示してある。
図４８は、ピクセル・パッケージ４４０を概略的に示しており、ピクセル・パッケージ４４０に設けた環状溝４４０ａを介して、導体ワイヤ４３２にの周縁に取り付けしてあって、これにより、パッケージ軸線４４３周囲に（矢印４４２参照）ピクセル・パッケージ４４０を調節自在に回転させることができる。図４９は、導体４３２の長手軸線周囲でパッケージ４４０を調節回転するのを示している。矢印４４４を参照されたい。図５０は、ＬＥＤパッケージ４４０のアレイ４４６を概略的に示しており、放射光線を選択した方向に自在に向けることができるように、いろいろな列によってパッケージが別々に異なった角度に調節さておいる。
図５１は、ピクセル・パッケージ４５１のアレイ４５０を概略的に示しており、これらのピクセル・パッケージは、ピクセル囲い体内に電子制御回路４５２を有する。図５２では、ＬＥＤピクセル・パッケージ４５１ａの変形アレイ４５０ａが、その縁のところに制御回路４５２ａを有する。アレイ・ワイヤ４５３，４５４はグリッドを形成している。
図５４および図５５は、図３８および図３９のものと同じＬＥＤピクセル・パッケージ要素を示している。放出放射線は、図５５において、挟角α内にある。方位角または放射角は、符号４６０で示す垂直軸線放物面鏡トラフ（vertical axis parabolic mirror trough）によって小さくできる。
本発明の好ましい形態は、図２５〜図３３に、そして図３７〜図３９に示してある。
＜追加特徴＞
湾曲して複雑な様々な幾何学的形態が取れると同時に、大型スクリーンのモジュラー・ディスプレイや看板が可能となる。また、大規模ビデオディスプレイおよび掲示板用のような映写ディスプレイも可能となる。低体積、低質量、低コスト、高輝度、高解像度、高効率が可能となる。両面ディスプレイも得ることができる。ＬＥＤはスクリーンの両側に設けることができるので、スクリーンはＬＥＤ配置パターンとして利用できるようになる。
ＬＥＤ基部は透明基体上に設置することができるし、スクリーンはポリマー・フィルムまたはポリマー・シートで製造することができる。
スクリーンおよびスーパーストレート（superstrate）は、一緒になって、機械的および構造的な強度を与えることができる。スーパーストレートは、薄く層状にすることで、第２，第３の屈曲モードが得られるようにできる。スーパーストレートは薄いので、ＬＥＤからの放射線の側方透過率を低減することができる。ピクセル同士間の集積化をするために、或る種のＬＥＤ側方光透過率を提供することができる。
本発明は、導電性／赤色ＬＥＤを使用する手段の使用を可能にする。スクリーン要素は、導電性接着剤、はんだ、アマルガム、インジウム、スタビライト２２（ｓｔａｂｉｌｉｔｅ２２）、導電性グリースなどを介して、ＬＥＤの側面に接続できる。金属スーパーストレートを使用できる。
赤色ＬＥＤには、同じ側に２つの導体を備えられる（サファイヤ上のＵＥＣ赤）。
スーパーストレートに高い屈折率を持たせて、有用な放射線を増大させるようにすることもできる（ポリカーボネート１.５９）。
スーパーストレートには、透明な接着層や、熱可塑性物質や、熱硬化性樹脂や、感圧性接着剤などを持たせることもできる。
スクリーンは、製造過程で織った後に変形させてもよいし、織る前および／または織っている最中に変形させることもできる。異なった金属で作ったスクリーン縦糸と横糸ワイヤとを用いて、電気的短絡の可能性を減らすことができる。
別の変形例は、アルミニウムを織り込んだ或いは銅を織り込んだ作ったスクリーン（ワイヤ・クロス）の横糸ワイヤ上に、定期的に設置された発光ダイオードのアレイで構成されていて、横糸ワイヤは１つの導体として作用し、縦糸ワイヤがそれとは逆の導体として作用する。ワイヤは、陽極コーティングのような手段によって、或いは無機又は有機のオーバーコーティングを追加することによって、交差点のところで電気的に絶縁してもよい。ＬＥＤは、パルス状電流および／または直流によって付勢することができ、また、導体電流を制御することによって、稼働中のビデオディスプレイに、全体的にまたはグループ毎にまたは個々にアドレス指定できる。織り上げたワイヤ・スクリーンは基板のコストを非常に低くする。
追加の利点としては、熱伝達の効率化、質量低減、体積低減、リール間スクリーン移動によるリール対リール製造可能、所定位置に設置したＬＥＤを備えたリールへの巻き上げ可能がある。これにより、ディスプレイ形状、ロールに巻いての輸送、張力を付与した状態で保持すること、広範囲にわたる材料、寸法のそれぞれで自由度が向上する。
ビデオディスプレイは、透明なポリカーボネート・シートとその反対側にある別の囲みシートとの間に吊り下げられたり位置づけられたりしているアルミニウム織りスクリーン上に設置した発光ダイオードのＸ−Ｙグリッドを含むことができる。強制的に吹き込まれた空気をポリカーボネート・シートとスクリーンとの間に流入させ、スクリーンを通して上向きに流動させ、スクリーンの頂上部最後方部分で流出させるのには、スクリーンと囲みシートとの間にギャップを備えているアルミニウム・シートで十分である。
導体ワイヤは、構造導体、導電体、熱導体として作用し、また、「くぼみ効果」に対し特に効果的となる黒色領域を備えていてもよい。ワイヤは、軸線と共に、サイズ、材料、コーティングその他を変えてもよい。たとえば、ステンレス鋼ワイヤを一軸線方向において張力を与えながら使用し、それよりも直径の小さい銅またはアルミニウムのワイヤを反対軸線方向（すなわち、Ｘ−Ｙ軸線）において使用してもよい。
製造では、ＰＴＦＥコーティングしたニードル／コーン・アレイ／ドラム上にスクリーンを置いて、孔が目詰まりしないようにして、ダイ／ワイヤ（dei/wire）をボンド／接着剤（bond/adhesive）を付けしたスクリーンのコーティングができるように、次いで、スクリーンを通して流体を強制的に流して目詰まりを防ぐことが可能である。スクリーン同士は、ビーズまたは球体を用いて離間させることができる。
ＬＥＤの静電的または電磁的な付勢が可能で、ＬＥＤビデオディスプレイと同様に、特にパルス作動が可能である。印加電圧が高い場合には、導体横断面を小さくすることができる。
金属上の接合面を有するＬＥＤや、良好な接合部熱伝達／熱容量を有するＬＥＤは、非常に高い電圧スパイクに耐えることができる。
パターン化したスーパーストレート（superstrate）および／または基板（substrate）は、１つの導体兼スクリーンとして、または、別の導体としての基板として作用できる。
異方性のスクリーンの場合、１つの軸線に沿って延びるワイヤを、別の軸線（厚さ方向）に沿って延びるワイヤと異なった材料、たとえば、合金で作ることができる。張力および可撓性は、１つの軸線、たとえば、反対側の回転軸線（roll axis）、或いは横列軸線（row axis）においてもっと重要であり得る。接触点のところに誘電体領域を形成するのには、異なった金属がより適切である。そして、このことは、材料を処理したり材質やコーティングを選択することによって促進される。即ち、１つのＬＥＤ横列に流れる電流は、別のＬＥＤ横列の電流よりも数倍大きくなるのである。
図２５〜２８に記載したＬＥＤ素子構造の効果および利点としては、以下のものがある。
＜光学的効果および利点＞
（空間チューニング）： エミッタからターゲットまでの放射線の狙いを定める能力から生じる利点としては、エミッタ・コストおよび／または電気システム・コストおよび／または稼働コストの低減および／またはターゲットに供給される放射線の増大がある。オンスクリーン・ピクセル・パッケージは、たとえば、その軸線周囲に３６０度、およびその軸線に直交する軸線周囲に３６０度回転させることができる。その結果として、仰角および方位角の両方で完全に自由な動きができるようになる。
（水平軸線光学部品）： 看板および掲示板用の広告ターゲットは、典型的には、車両と同様に、水平方向に移動する。典型的には水平開口角が垂直開口角よりかなり大きいので、水平軸線光学部品は最適な制御器となる。
（開口角制御）： 作業に必要とされる角度範囲を越える放射線を最小限に抑えることは、コストを最小限に抑えるにあたって重要な要素となる。開口対エミッタ寸法の比を最大にすることで、出力放射の角度範囲の最小化が可能になる。ここに記載したオンスクリーン・ピクセル設計の場合、接近しているエミッタ間隔と狭いゲージ基板介してエミッタ・アレイ寸法を最小限に抑えることによって、そして、所与のピクセル間隔に対する開口寸法を最大化することによって、出力放射線の最小化が可能になる。
（両面ディスプレイ）： 単一の両面ピクセル・アレイを用いるか、前後方向に離隔したピクセル・アレイを使用することによって、本発明では両面オンスクリーン・ディスプレイが可能となり、これにより、ディスプレイに異なった付勢内容を与えることができるようになる。オンスクリーン・ピクセル・パッケージは、ディスプレイ「平面」の前または後に装着できる。これにより、垂直方向ワイヤの前面に取り付けられ、前方へ向いているピクセル・パッケージを片面が使用でき、ワイヤの反対側に取り付けられ、後方へ向いてピクセル・パッケージを反対面が使用できるようになる。これらのパッケージは間に隙間を取って垂直に立てかけておくこともできる。
（透明ディスプレイ）： オンスクリーン・ディスプレイは、様々になる末端用途に合わせて広範囲にわたる透明度を持って作ることができる。
（光学効率）： オンスクリーン・ピクセル設計により、垂直軸線における放射線を制御するために、可視ミラー・フィルム放物線トラフに連結された直線エミッタ・アレイを使用できるという効果がある。水平軸線放射線は、同様の材料からなる末端リフレクタによって制御できる。これら末端リフレクタは、水平軸線における放射線の角度範囲の制御を助けるために、湾曲させてある。このように設計したことで、平均反射回数を最小限に抑え、反射毎の効率を高めることができる。ピクセル光学システムは、環境保護のために円筒形ガラス製囲い体内に収容される。このような囲い体の追加の利点には、次のようなものがある。
１） 囲い体は円形の圧縮要素として機能して、弾性変形した３Ｍ可視ミラー・フィルム（３Ｍ ＶＭＦ）を拘束し、これによって、該フィルムが放物線状の曲線を形成するようにさせる（フィルムは、典型的には、３Ｍ可視ミラー・フィルムのような鏡面反射フィルムである。所望の機械特性やまた別特性をもたらすために、反射フィルムを、追加フィルムと対に組ませてもよいし、それに取り付けてもよい。また、フィルム（単数または複数）は容器壁面に接着してもよいし，容器壁面に沿って、ランドや／隆起や／バンプなどによって拘束してよい。）
２） 囲い体は、広範囲にわたる液体や，ゲル類や，固体などに対する容器として、或いはもっと小さな容器として機能する。
３） 囲い体は、屈折光学要素として機能する。
（コントラスト比）： コントラスト比を増大させることで、可視性の向上させたり、所与の可視性に対する放射パワーを低減することが可能になる。ここに記載したオンスクリーン構成によれば、以下のことによって、高コントラスト比視野を得ることができる。
１） 出力放射線の角度範囲を最小限に抑えると共に、出力放射線の開口面積を増大させることで、太陽光や他の外来放射線がオンスクリーン「ディスプレイ」からターゲット／視聴者へ反射される可能性を減らすことができる。
２） 光学間隙率（低中実度）。これにより、高中実度ディスプレイに入射し、そこのターゲットへおそらく反射されて来るであろう放射線の一部が、補助的な表面（単数または複数）を通り、そこに吸収されるのを可能とする。
３） ターゲット視野内のすべての表面は、コーティングやテクスチャー化（coating and texturing）といったような手段により反射率が非常に低くなる、ということを保証する。
（検出器／検出器アレイ）： オンスクリーンおよび／または先に述べたピクセルは、単独でも、エミッタと連動しても、検出器として作動できる。
＜熱による効果および利点＞
半導体装置（ＬＥＤ）の寿命および効率は、温度の上昇と共に大きく低下する。本発明によれば、以下のことに従って、エミッタと局所的環境との間の熱抵抗を減らし、それによって、寿命、信頼性、耐久性、効率を向上させ、稼働コストを低減することが可能になる。
１） 低中実度アレイは、太陽光線の一部が補助表面へそらされるようにするので、これによってアレイ加熱の程度を小さくすることができる。また更に、開放設計により、空気が、アレイ内で、そしてその周囲で、さらに、非常に近接した状態でエミッタとの熱伝導をして流れるようにできる。
２） 風が冷却を強化する。多孔質アレイにより、熱を局所的な空気流に伝える通路が増え、その冷却能力が向上する。風速は高さの増加と共に大きく増加するので、高所に取り付けた看板やディスプレイはこの冷却能力の恩恵を大きく受けることができる。
３） ワイヤ・アレイや、ピクセル・パッケージによって、そして、アレイ背後の補助表面（水平軸線重なり薄板、或いは、ルーバー）を適切に設計することによって、熱誘発の対流冷却が生じる。
４） 太陽光線対策の冷却が、スクリーン背後の補助的なルーバー式吸収体アレイを適切に設計することによって、促進できる。太陽光に対し高吸収性を有し且つ赤外線に対し低放射率を備えるルーバー表面を使用すれば、空気流をさらに増大させることができる。
５） オンスクリーン・ピクセル・パッケージは、ＬＥＤの装着に対し、矩形銅製基板の使用するのを可能にする。この基板は、熱用、電気用、構造用のダクトとして作用し、その横断面は、充分に低い耐熱性を与えるように容易に寸法取りすることができる。ピクセル・パッケージは、横列および縦列のワイヤに熱的に接続され、熱を局所的環境に伝達するのを助ける。それに加えて、ピクセル・パッケージは、液体を満たして、ＬＥＤ稼働温度を減らすようにすることもできる。
６） 必要に応じて積極的な冷却を行ってもよいが、上記の特徴によって、その必要性もそのコストもかなり低減できる。
＜電気的な効果および利点＞
本発明は、積極的および／または受動的にアドレス指定されるピクセルの使用を可能にする。局所的（ピクセル・ベースの）電子部品をピクセル・パッケージに内蔵させ、アルミニウム・ブッシング（aluminum bushing）および／または半球状のキャップ内において、リフレクタの背後で、エミッタ基板上に設置してもよい。局所的電子部品は用途に応じて変わり得るが、コンデンサ、レジスタ、インダクタ、ダイオード、トランジスタ、５５５タイマのような標準集積回路や、特殊用途集積回路がある。多重化を行って電気システムのコストを低減してもよく、多重化能力は、上記の光学機器に関する項で述べた手段にとって必要なピクセル出力放射線を最小限に抑えることによって、大幅に向上する。
本発明は、スクリーンのいずれの側からも交換可能とすることができるインフィールド交換可能ピクセルの使用を可能にする。
本発明によれば、垂直方向に向けられた縦列／共通ワイヤおよび４５度に方向付けられた横列／アドレス指定ワイヤを使用して、スクリーンの頂上部から底部まで、アドレス指定可能な、アクセス可能なピクセルや電子部品をすべて備えた、大規模でとぎれのない均一な看板やディスプレイを得ることができる。
制御電子装置をピクセル・パッケージに組み込んでもよい。そしてまた、制御電子装置を、アレイの縁部（単数または複数）のところでモジュールやゾーンにして集中させることもできる。
＜機械的／構造的な効果および利点＞
本発明によれば、水平方向の上，下の剛性部材間に、共通／縦列ワイヤを垂直方向に向けた大直径の平行アレイを張力付与状態で配置することによって創り出される頑丈なオンスクリーン看板／ディスプレイの使用が可能になる。各垂直ワイヤの上端をループ状に形成し、上方剛性水平部材に取り付けると共に、該上方剛性水平部材から電気的に絶縁するとよい。各垂直ワイヤの下端もループ状に形成し、ステンレス鋼引張りばねによって下方剛性部材に弾力的に取り付けて、そこから電気的に絶縁するとよい。上下両方の取り付けは、垂直ワイヤがそれ自体の軸線周囲に回転するのを防ぐように機能する。４５度の横列ワイヤの平行アレイは、垂直ワイヤ・アレイについて説明したものに類似する手段によって、上，下の水平剛性部材間に張力付与状態で接続するとよい。４５度横列ワイヤは、６−ストランド小直径マルチフィラー絶縁ワイヤ・アレイ（6 strand small diameter multifilar insulated wire array）で螺旋状に巻回した、電気的に絶縁した大直径の中央ワイヤで構成できる。マルチフィラー・ワイヤ・アレイ（multifilar wire array）は、対になった赤色、緑色、青色ワイヤを含む。４５度のワイヤ・アレイを垂直ワイヤ・アレイの背後に設置し、ピクセル・パッケージを垂直ワイヤの前方に装着するとよい。ピクセル・パッケージは、ピクセル・パッケージのアルミニウムのブッシングまたはワイヤの塑性変形によって、或いは接着剤によって、垂直ワイヤに機械的に連結するとよい。ピクセル共通ワイヤは、ワイヤ接合または圧力溶接によって、アルミニウム・ブッシングを介して大直径垂直共通ワイヤに電気的に接続してもよいし、または、はんだ式または圧力式接続によって直接的に大直径ワイヤに接続してもよい。ピクセルから出ている赤色、緑色、青色のワイヤは、ハンダ付けまたは圧力式接触によって４５度横列ワイヤに接続してもよい。
横列および縦列のワイヤは、アルミニウムから作り、所与の強度、電気的、熱的な伝導性に対するコストおよび重量を低減するとよい。それに加えて、電気絶縁コーティングは接着性がより良好であり、銅よりもアルミニウムの方が寿命は長い。
手作業による組立でも自動作業による製作でもできるようにする簡単な技術によって、単純な面や形態をした、或いは複雑な面や形態（円形、或いは双曲柱、円錐体および円錐曲線体、双曲放物体）をしたオンスクリーン看板やディスプレイを、店頭で組み立てて作成することができる。
本発明の１形態の斜視図である。 同様の図であるが、スクリーンを通って流れる冷却剤の流れを示す図である。 本発明の別の形態の斜視図であり、まず最初にスクリーンおよびダイオードに隣接してから、それらを横切って流れる冷却剤の流れを示す図である。 図２と同様の図であるが、スクリーンとダイオードを通り過ぎて流れる冷却剤の流れを示す図である。 図１と同様の、スクリーン上のダイオード・アレイの平面図であり、冷却流体を通過させるための導体間の開放スペースを示す図である。 図２と同様の、スクリーン上のダイオードのアレイを示し、導体を緊密にパッケージ化した状態を示す平面図である。 図５と同様の図であり、異なった導電体の構成を示す図である。 １つのＬＥＤ形態を示す斜視図である。 図７と同様の図であるが、別の異なったＬＥＤ形態を示す斜視図である。 一連の導電体の内の１つの導電体の断面を示す斜視図である。 一連の導電体の内の別の導電体の断面を示す斜視図である。 一連の導電体の内の別の導電体の断面を示す斜視図である。 一連の導電体の内の別の導電体の断面を示す斜視図である。 導電体の織り方を示している。 図１３の１４―１４線に沿った端面図である。 スクリーンへのボール・グリッド接続状態を示す斜視図である。 スクリーンへのボール・グリッド接続を示す平面図である。 スクリーンへのボール・グリッド接続を示す正面図である。 さらに別のスクリーン構成を示す斜視図である。 図１８のスクリーンの端面図である。 スクリーンを形成している導電体の配置およびそこに装着したＬＥＤのアレイを示している図である。 スクリーンを形成している導電体の配置およびそこに装着したＬＥＤのアレイを示している図である。 スクリーンを形成している導電体の配置およびそこに装着したＬＥＤのアレイを示している図である。 スクリーンを形成している導電体の配置およびそこに装着したＬＥＤのアレイを示している図である。 スクリーン冷却状態を示す図である。 ＬＥＤパッケージの断面図である。 図２５の２６―２６線に沿った断面図である。 図２５および図２６に示すタイプのＬＥＤパッケージ複数個のを使用しているディスプレイを示す図である。 図２５および図２６に示すタイプのＬＥＤパッケージを複数個使用しているディスプレイを示す図であり、パッケージは、図１に示すタイプの導体スクリーン上に装着されている。 図２８の変更例を示す図である。 スクリーン導体上に装着され、リフレクタに光線を伝達しているＬＥＤパッケージを示す図である。 ＬＥＤ支持グリッドを組み込んでいる看板の概略図であり、ワイヤは鋭角に伸長している。 ワイヤ束の斜視図である。 図３１のワイヤ束に沿った断面図である。 図３２の３３―３３線に沿った断面図である。 空気通過用開口を有する保護金属プレートの図である。 上述したようなグリッドの断面図であり、保護メッシュがその前後面にあるのを示している。 図３５と同様の図であるが、空気通過用ルーバーを使用しているのを示す図である。 アレイ内でワイヤに支持された複数の光エミッタ・パッケージを示す平面図である。 図３７のアレイの一部の拡大図である。 図３８の光エミッタ・パッケージを２個示しているが、回転した位置で示されている。 図３８および図３９に示すようなコネクタの端面図である。 導体ワイヤ端子ホルダを支持している導体ダクトの端面図である。 図４１の４２―４２線に沿った平面図である。 図４１にも示されている導体ワイヤ・チャネルの斜視図である。 導体ワイヤが収縮している状態を示す図である。 図４２の拡大回転図である。 導体ワイヤに対し４５度で配列したアドレス指定ワイヤの断片的なグリッド上にピクセル・パッケージを位置づけているのを示す正面図である。 図４４と同様の拡大図であるが、グリッドの反対側に沿った図である。 パッケージ軸線周囲でのピクセル・パッケージの調節回転を示す概略斜視図である。 パッケージ支持導体の軸線周囲での調節回転能力を有するピクセル・パッケージを示す概略斜視図である。 支持用ワイヤや導体、そして色々に異なる角度に調節されたピクセル・パッケージを有する、広告板で使用するような典型的なグリッドを概略的に示している。 パッケージがグリッド上にあり、該パッケージに電子制御回路が一体に組み込まれているのを示す概略図である。 図５１と同様の概略図であるが、制御回路はグリッドの縁のゾーン或いはモジュールにあるのを示す図である。 ワイヤ・ダクト張力付与状態を示す断片図である。 ピクセル・パッケージに端部壁面が湾曲したミラーを使用しているのを示す概略図である。 図５４と同様の図であるが、パッケージ軸線周囲を９０度回転させた図である。

Claims (56)

  1. ＬＥＤアレイ・アセンブリであって、前記アレイ・アセンブリが、
    ａ）導電体のグリッドと、
    ｂ）前記グリッドと連携し、且つ、ＬＥＤ作動用の電力を供給する導体と電気的に連通する発光ダイオードと、
    ｃ）前記グリッドが、ダイオード作動中にダイオードからの熱を収容するように機能し、冷却流体を通して該流体に熱を伝える構成とされること、
    の組合せから成ることを特徴とするＬＥＤアレイ・アセンブリ組合せ。
  2. 前記導電体は絶縁金属ワイヤからなり、これらの絶縁金属ワイヤが、電気的及び熱的導体として作用し、且つまた、ダイオード・アレイ用の構造的負荷導体としても機能することを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  3. 前記ワイヤは誘電材料でコーティングされていることを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  4. 前記導体は織り上げたワイヤからなることを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  5. 前記アレイは、
    ｉ）湾曲性、
    ii）複雑な形状、
    iii）順応性のある構成、
    iv）可撓性
    の特徴のうち、少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  6. アレイを通しアレイに沿って冷却流体の流れを生じさせ案内する手段を含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  7. グリッドは、ＬＥＤ稼働中にＬＥＤとの視野コントラストを増大させるために、暗色であることを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  8. ｉ）上方にＬＥＤを設置した基板、
    ii）前記アセンブリに構造的な強度をもたらすために、アレイおよびＬＥＤと連携するスーパーストレート、
    のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  9. ダイオードによって放出される光を通過させるように、ダイオードに面する第１のシートを更に含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  10. 前記スクリーンおよびダイオードの反対側に第２のシートを更に含み、第１および第２のシートが冷却流体の流れることができる囲いを形成していることを特徴とする請求項９記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  11. 電気的な組合せは、一般的に一方向へ延びている一次導体と、一般的に別の方向に延びている二次導体とを含み、ＬＥＤは一次導体上に装着され、電気的結合に対して二次導体まで延びている端子を有するとを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  12. 前記二次導体は、前記一次導体の上方および／または下方に延びるように構成してあるとを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  13. 前記二次導体は、
    ｉ）グリッド中に冷却流体を流すためにその間に実質的な間隔をもうけること、
    ii）グリッドに対して平行に冷却流体を流すために、その間に実質的な間隔をなくすこと、
    iii）ダイオードを支持している一次導体の横断面よりも実質的に小さい横断面、
    iv）ダイオード・ワイヤとの接合部、
    のうちの１つによって特徴づけられる請求項１２記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  14. 或る導体は、多数のワイヤ・ストランド（multiple wire strands）を含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  15. スペーサとして作用するボールまたはビーズを含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  16. 前記スクリーンを通し隣接して流すために、冷却流体をスクリーンの片側へ変位させて導く手段を含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  17. ＬＥＤからの光線経路内を延びている透明パネルを含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  18. 各ダイオードは、光エミッタ（単数または複数）と、ウィンドウ領域を有する透明な容器であって、内部にエミッタを支持している容器と、前記ウィンドウの方向へ放射光線を反射するように該容器内に設けたリフレクタと、を含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  19. 螺旋形態をして、前記容器内を前記エミッタ（単数または複数）まで延びている電気導線（単数または複数）を含むことを特徴とする請求項１８記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  20. 前記導線（単数または複数）は一般的に矩形の横断面を有し、エミッタ（単数または複数）を支持することを特徴とする請求項１９記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  21. 前記容器を担持している金属基部を含み、この基部を貫いて前記導線（単数または複数）が延びていることを特徴とする請求項１８記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  22. 前記導線（単数または複数）は、赤色および／または緑色および／または青色のエミッタと関連されたワイヤを含むことを特徴とする請求項２０記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  23. 前記ダイオードの多数は、同方向或いは選択方向に向いている容器ウィンドウを有することを特徴とする請求項１８記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  24. 前記ダイオードおよびスクリーンは、ディスプレイを限定することを特徴とする請求項２３記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  25. 前記基部は、ダイオード用の支持体を収容するくぼみを限定する縁部分を有し、これにより支持体周囲にダイオードが回転するのを可能することを特徴とする請求項２１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  26. メッシュを限定する導電体を含み、前記ＬＥＤ素子の大多数が前記メッシュによって担持されており、前記導体の部分を収容している前記くぼみは、ＬＥＤ素子が該メッシュに対して回転するのを可能することを特徴とする請求項２５記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  27. 発光ダイオード素子であって、前記発光ダイオード素子が、
    ｉ）電気的に付勢可能な光エミッタ（単数または複数）と、
    ii）ウィンドウを有する透明な容器と、
    iii）前記容器内に支持されたエミッタ（単数または複数）と、
    iv）前記ウィンドウの方向に放射光線を反射するように容器内に設けたリフレクタ構造と、
    の組合せから成る発光ダイオード素子の組合せ。
  28. 螺旋形態をして前記容器内を前記エミッタ（単数または複数）まで延びている電気導線（単数または複数）を含むことを特徴とする請求項２６記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  29. 前記導線（単数または複数）は一般的に矩形の横断面を有し、エミッタ（単数または複数）を支持していることを特徴とする請求項２７記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  30. 前記容器を担持している金属基部を含み、この基部を貫いて前記導線（単数または複数）が延びていることを特徴とする請求項２６記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  31. 前記リフレクタ構造は、離隔した反射壁面と、前記壁面間に支持された湾曲リフレクタとを含むことを特徴とする請求項２６記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  32. 前記導線（単数または複数）は、赤色および／または緑色および／または青色のエミッタと関連させたワイヤを含むことを特徴とする請求項２８記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  33. 前記素子は大多数が、ディスプレイ方向（単数または複数）に面している薄いウィンドウを有することを特徴とする請求項２６記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  34. 多重ダイオード・ディスプレイ構成内に前記ダイオードを支持するディスプレイ構造を含むことを特徴とする請求項３３記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  35. 前記基部は、ダイオード用の支持体を収容するくぼみを限定する縁部分を有し、支持体周囲でダイオードが回転するのを可能することを特徴とする請求項３０記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  36. ダイオード作動用の電力を供給する前記導体のうちの或る導体が、赤色の、緑色の、青色のＬＥＤピクセルそれぞれに電力を伝えるために、第１、第２、第３の対になるワイヤを含むことを特徴とする請求項１記載の組合せ。
  37. 各ＬＥＤが、赤色の、緑色の、青色のピクセルそれぞれに電気的に接続した一次、二次、三次ワイヤを有し、前記一次ワイヤのクランプが前記第１対のワイヤに接続してあり、前記二次ワイヤ・クランプが前記第２対のワイヤに接続してあり、前記三次ワイヤ・クランプが前記第３対のワイヤに接続していることを特徴とする請求項３６記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  38. 前記３つの対のワイヤが中央領域に配置してあり、前記一次、二次、三次ワイヤが、それぞれ、前記３つの対のワイヤの間に入れ子になっており、入れ子位置において、前記一次、二次、三次ワイヤをクランプ止めするように作用するリテーナが設けてあることを特徴とする請求項３７記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  39. 前記或る導体が他の導体対して鋭角（単数または複数）で延びており、前記或る導体が他の導体上にあるＬＥＤを選択的にアドレス指定するＬＥＤアドレス指定導体構成していることを特徴とする請求項３８の記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  40. 前記鋭角（単数または複数）がほぼ４５度であることを特徴とする請求項３９記載の発光ダイオード素子の組合せ。
  41. ｉ）グリッドの前面に、
    ii）グリッドの背面に、
    iii）グリッドの前面および背面の両方に、
    のうちの１つに設けた保護手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  42. 前記保護手段は少なくとも１つの金属プレートを含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  43. 前記金属プレートは、
    ｘ１ 空気通過用開口を形成してあること、
    ｘ２ 空気通過用ルーバーを形成してあること、
    ｘ３ 空気通過用貫通スリットを形成してあること、
    のうちの１つ１つによって特徴付けられる請求項４２記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  44. 前記保護手段は金属スクリーン（単数または複数）を含むことを特徴とする請求項４２記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  45. 前記ダイオードはグリッドによって着脱自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  46. ｉ）ダイオード・パッケージ内に配設ダイオード放射制御電子部品と、
    ii）グリッドの最末端縁（単数または複数）付近に設けたダイオード放射制御電子部品と、
    のうちの少なくとも１つによって特徴付けられる請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  47. 光反射ミラー（単数または複数）をダイオード・パッケージ内に含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  48. ｉ）放物面ミラー、
    ii）パッケージ内の両面ミラー、
    iii）放物線トラフ形成ミラー（単数または複数）、
    の内の1つ以上によって特徴付けられる請求項４７記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  49. 前記グリッドの外側に導体の延長部分の対するダクトを含むことを特徴とする請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  50. 前記ダクトに作用するばね張力付与手段を含むことを特徴とする請求項４９記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  51. ホルダを含み、該ホルダの周囲を前記グリッドの導体の端部分がループ状に巻き付けられ、これらのホルダがダクトと関連づけられるようにしたことを特徴とする請求項４９記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  52. 前記ダイオードは、導体の調節自在に操作可能な接続部を有するパッケージから成り、、
    ｉ）１つの軸線周囲に調節自在に回転可能であること、
    ii）２つの軸線周囲に調節自在に回転可能であること、
    のうちの１つによって特徴付けられる請求項１記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  53. 前記アレイのダイオードは、角度調節された異なった位置付けを有することを特徴とする請求項５２記載のアレイ・アセンブリ組合せ。
  54. ＬＥＤアレイ・アセンブリ組合せであって、前記組合せが、
    ａ）導電体のグリッドと、
    ｂ）前記グリッドに組み合わせてあって、ＬＥＤ作動用の電力を供給する導体へ電気的に接続している発光ダイオードと、
    ｃ）少なくともいくつかのＬＥＤをその上に支持している導体に対して前記ＬＥＤを回転調節することを可能にするＬＥＤ構造と、
    を含むことを特徴とするＬＥＤアレイ・アセンブリ。
  55. 前記回転調節が、
    ｉ）ＬＥＤ（単数または複数）によって限定された軸線（単数または複数）周囲での回転調節、
    ii）導体軸線（単数または複数）周囲での回転調節、
    iii）上記ｉ） およびii）の両方の回転調節、
    のうちの１つによって特徴付けられる請求項５４記載のＬＥＤアレイ・アセンブリ組合せ。
  56. 導体を位置決めするクリップ手段を含み、ＬＥＤが該クリップ手段に関して回転自在に調節可能であることを特徴とする請求項５４記載のＬＥＤアレイ・アセンブリ組合せ。
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