JP2009157015A - Ｌｅｄ表示装置及びｌｅｄ表示ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】平面状の基体に表示用ＬＥＤを設けるＬＥＤ表示装置に於いて、表示用ＬＥＤ間の透光性を高めて美観を向上することができる。
【解決手段】平面状の基体２に表示用ＬＥＤが設けられるＬＥＤ表示装置１であって、透光性且つ絶縁性の基体２と、基体２の所定位置に設けられる複数の表示用ＬＥＤと、基体２上に成膜され、複数の表示用ＬＥＤの配線となる透明導電膜４、５とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示用ＬＥＤで表示を行うＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示ユニットに関する。

表示用ＬＥＤ（発光ダイオード）で表示を行うＬＥＤ表示装置に関連し、表示用ＬＥＤ間の透光性を高めて美観を向上するＬＥＤ表示装置が知られている。斯様なＬＥＤ表示装置として特許文献１には、方形メッシュ状の基板の交点箇所に表示用ＬＥＤを設け、各表示用ＬＥＤに対応する制御部及び駆動部及びこれらを接続する配線を基板の桟の縦若しくは横の桟に設けるＬＥＤ表示ユニットを用い、これらをマトリクス状に配設してＬＥＤ表示装置を構成することが開示されている。

特開２００５−３４５９００号公報

ところで、特許文献１の方形メッシュ状の基板に表示用ＬＥＤを設ける構成以外に、平面状の基体に表示用ＬＥＤを設けるＬＥＤ表示装置に於いても、離間する表示用ＬＥＤ間の透光性を高めて美観を向上することが求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、平面状の基体に表示用ＬＥＤを設けるＬＥＤ表示装置に於いて、離間する表示用ＬＥＤ間の透光性を高めて美観を向上することができるＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示ユニットを提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤ表示装置は、平面状の基体に表示用ＬＥＤが設けられるＬＥＤ表示装置であって、透光性且つ絶縁性の基体と、前記基体の所定位置に設けられる複数の表示用ＬＥＤと、前記基体上に成膜され、前記複数の表示用ＬＥＤの配線パターンを構成する透明導電膜とを備えることを特徴とする。前記基体は、例えばガラス、シリコン、絶縁性樹脂フィルム等とすることが可能である。また、前記透明導電膜は、例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫）の他、酸化亜鉛系の材料など適宜である。また、前記透明導電膜の配線パターンに於ける絶縁溝の幅は、加工性、絶縁性、基体の配線可能領域の面積等の観点から、３０μｍ〜１００μｍとすることが好ましい。また、前記表示用ＬＥＤは、隣接してＲＧＢの表示用ＬＥＤを画素等の一単位として設ける構成の他、単色の表示用ＬＥＤを設ける構成とすることも可能である。

また、本発明のＬＥＤ表示装置は、前記基体を可撓性若しくは柔軟性の素材で形成することを特徴とする。前記可撓性若しくは柔軟性の素材は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などの樹脂フィルム等とすることが可能である。また、本発明のＬＥＤ表示装置の基体は、用途に応じて切断強度の高いものとしてもよいが、一般的な鋏等で切断可能な、例えばＰＥＴと同等の機械的特性を有する厚さ０．５ｍｍ以下の加工性の高い素材、或いは厚さ０．３ｍｍ以下のアルミニウムと同等の強度を有する加工性の高い素材で形成してもよい。また、表示用ＬＥＤと透明導電膜、又は透明導電膜は、保護膜でコーティングすると好適であり、前記保護膜の素材は、例えばウレタン樹脂、シリコン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）等とすることが可能である。更に、前記保護膜は反射防止膜としたり、或いは樹脂フィルムを真空引きして貼り合わせて形成すること等が可能である。

また、本発明のＬＥＤ表示装置は、前記表示用ＬＥＤと前記表示用ＬＥＤに対応する前記透明導電膜との電圧降下の和の各々の差を５V以下として前記透明導電膜が成膜されていることを特徴とし、より好適には前記電圧降下の和の各々の差を１V以下とすることを特徴とする。前記電圧降下の和の各々の差を５V以下とする場合には、例えば透明導電膜の配線パターンの幅若しくは長さ若しくはその双方を調整して設定し、或いは透明導電膜の配線パターンを段差状に設けるなど配線パターンの形状を調整して設定する構成等とする。また、本発明のＬＥＤ表示装置は、前記表示用ＬＥＤと前記表示用ＬＥＤに対応する前記透明導電膜との電圧降下の和の各々の差を、電源電圧の２５％以下として前記透明導電膜が成膜されていることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ表示装置は、前記基体の周縁近傍の前記基体上若しくは前記基体の周辺に定電流駆動回路を設け、前記表示用ＬＥＤを定電流駆動することを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ表示装置は、所定の前記透明導電膜に、前記透明導電膜よりも導電性が高い不透明の導電性材料が線状に塗設されていることを特徴とする。前記導電性材料は、透光性を妨げないために、１ｍｍ以下の細さで塗設することが好ましい。また、前記導電性材料は前記要件を充足するものであれば適宜であるが、例えばドータイト（登録商標）等の導電性ペーストとすることが好ましい。また、前記導電性材料を線状に設ける構成に代え、所定間隔を開けて点状に設ける構成とすることも可能である。

また、本発明のＬＥＤ表示装置は、平面状の基体に表示用ＬＥＤが設けられ、複数配列されてＬＥＤ表示装置を構成するＬＥＤ表示ユニットであって、透光性且つ絶縁性の基体と、前記基体の所定位置に設けられる複数の表示用ＬＥＤと、前記基体上に成膜され、前記複数の表示用ＬＥＤの配線となる透明導電膜とを備えることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ表示装置は、本発明のＬＥＤ表示ユニットの複数を所定パターンで複数配列して構成されることを特徴とする。前記ＬＥＤ表示ユニット或いは前記複数のＬＥＤ表示ユニットで構成されるＬＥＤ表示装置には、上記単体で構成されるＬＥＤ表示装置の構成を適宜用いることが可能である。

尚、本明細書開示の発明には、各発明や各実施形態の構成の他に、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものも含まれる。

また、本明細書開示の発明には、平面状の基体に表示用ＬＥＤが設けられるＬＥＤ表示シートであって、透光性且つ絶縁性の基体と、前記基体の所定位置に設けられる複数の表示用ＬＥＤと、前記基体上に成膜され、前記複数の表示用ＬＥＤの配線パターンを構成する透明導電膜とを備える構成も含まれ、前記ＬＥＤ表示シートには、上記ＬＥＤ表示装置の適宜の構成を採用することが可能である。また、前記ＬＥＤ表示シートでは、基体の表示用ＬＥＤが設けられる側と反対側の面に接着層若しくは着脱可能な接着層を設け、適宜箇所に接着可能とすると好適である。

本発明のＬＥＤ表示装置或いはＬＥＤ表示ユニット等は、平面状の基体に表示用ＬＥＤを設けるＬＥＤ表示装置或いはＬＥＤ表示ユニット等に於いて、離間する表示用ＬＥＤ間の透光性を高めて美観を向上することができる。また、従来の方形メッシュ状の基板に表示用ＬＥＤを設ける構成では、表示用ＬＥＤへの配線領域を透明化することは困難であったが、本発明では表示用ＬＥＤの配線領域の非常に大きな部分を透明化することが可能であり、透光性を大幅に高めて一層美観を向上することができる。

また、基体を可撓性若しくは柔軟性の素材で形成することにより、曲面形状に変形して曲面形状のＬＥＤ表示装置等を構成することができる。更に、ロール状に巻いて小さくすることが可能となり、運搬時の可搬性を高め、設置時に目的の形状に展開することができる。更に、ロール状に巻いて収納することが可能となり、収納スペースの省スペース化を図ることができる。また、基体を一般的な鋏等で切断可能な、例えばＰＥＴと同等の機械的特性を有する厚さ０．５ｍｍ以下の加工性の高い素材で形成すると、利用者がＬＥＤ表示装置等の基体を配線パターンを切断しない範囲で切断し、ＬＥＤ表示装置等の外形を任意の形に変更することが可能となり、多様な用途のＬＥＤ表示装置等を構成することができる。

また、透明導電膜の電気抵抗は例えばプリント配線板のパターンの金属配線に比べて非常に高いが、ＬＥＤの駆動には数ｍＡ〜数十ｍＡの電流が必要であるため、電流を流す時に透明導電膜に生ずる電圧降下は非常に大きくなり、消費電力が大きくなる。前記電圧降下、消費電力を低下させるためには、例えば透明導電膜の配線パターンを太くして透明導電膜の抵抗値を低減することが考えられるが、基体上の配線可能領域の面積は限られているため、前記配線パターンを太くすることによる電圧降下の低下には限界がある。これに対し、表示用ＬＥＤと表示用ＬＥＤに対応する透明導電膜との電圧降下の和の各々の差を５V以下、より好適には１Ｖ以下として透明導電膜を成膜することにより、表示用ＬＥＤを駆動する電源電圧を全体として最小にすることが可能であり、全体の消費電力を低減することができる。また、基体の周縁近傍の前記基体上若しくは前記基体の周辺に定電流駆動回路を設け、表示用ＬＥＤを定電流駆動する場合には、前記電圧降下の差が５V以下の透明導電膜の成膜パターンにより、定電流駆動回路での電圧降下を最小限にし、定電流駆動回路での発熱を最小限に抑えることができる。

また、所定の透明導電膜に、透明導電膜よりも導電性が高い不透明の導電性材料を線状に塗設することにより、透光性の低下を抑制しつつ、配線パターンの電圧降下を低下させ、全体の消費電力の一層の低減を図ることができる。

本発明について実施形態のＬＥＤ表示装置に基づき説明する。

第１実施形態のＬＥＤ表示装置１は、図１〜図３に示すように、透光性且つ絶縁性の素材で形成されている平面状の基体２と、基体２の表面に相互に所定間隔を開けて行列状に設けられる複数の表示用ＬＥＤ３灯体と、基体２の表面上に成膜され、複数の表示用ＬＥＤ灯体３の配線となる透明導電膜４、５とを備える。

基体２は、例えば一般的な鋏等で容易に切断可能なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の柔軟な樹脂フィルムで形成されているが、透光性と絶縁性の適宜の素材で形成することが可能である。表示用ＬＥＤ灯体３は、赤色、緑色、青色の表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂが収容されている灯体であり、各表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂに駆動制御線を接続するための３端子の接続部と、表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂに電源線を接続するための接続部とを備え、基体２の表面側に固着される。

所定の配線パターンの透明導電膜４、５は、基体２の表面上にＩＴＯ膜（酸化インジウム錫）等をスパッタリングし、エッチングすることにより形成され、前記配線パターンに於ける絶縁溝の幅は５０μｍ程度である。透明導電膜４は、表示用ＬＥＤ灯体３の各表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂの駆動制御線をそれぞれ構成し、その一端は表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂの接続部にそれぞれ接続され、その他端は一方側から引き出され、基体２の周辺外側に設けられる駆動制御回路にそれぞれ接続される。また、本実施形態の透明導電膜５は、基体２の表面側の、表示用ＬＥＤ灯体３及び透明電極膜４の配設領域以外の領域の略全面に亘って成膜されており、行列配置されている複数の表示用ＬＥＤ灯体３の各々の表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂに対して共通して設けられ、前記複数の表示用ＬＥＤ３に於ける各表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂに対する共通電極を構成する。各表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂに電源線を接続するための接続部は、それぞれ共通電極である透明導電膜５に接続され、透明導電膜５の他端は接続部５１を介して電源線に接続される。

透明導電膜４、５の成膜は、全表示用ＬＥＤの中で、表示用ＬＥＤと前記表示用ＬＥＤに対応する透明導電膜４、５との電圧降下の合計が最大のものと、前記電圧降下の合計が最小のものとの差を５V以下となるように調整しながら設定して、所定の配線パターンで成膜する。本例では、９個の表示用ＬＥＤ灯体２に於ける各表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂの合計２７個中で、表示用ＬＥＤとこれに対応する透明導電膜４、５との電圧降下の合計が最大のものと、前記電圧降下の合計が最小のものとの差を５V以下となるように設定する。前記配線パターンの設定では、透明導電膜４、５の幅や長さを適宜変更し、或いは配線形状を図３に示すように階段状にする等で適宜調整して設定する。また、透明導電膜４、５の適宜の透明導電膜に、必要に応じて透明導電膜４、５よりも導電性が高い不透明の導電性ペースト６を線状に塗設して（図２参照）、前記電圧降下の条件を充足するように、配線パターンの設定を行ってもよい。

ＬＥＤ表示装置１の駆動制御回路及び電源回路１０は基体２の周辺外側に設けられる。前記駆動制御回路は、図３に示すように、電流を一定量に制限する定電流回路８と、スイッチ９とで構成され、表示用ＬＥＤ３ｒとこれに対応する透明導電膜４、５の抵抗７ｒ、表示用ＬＥＤ３ｇとこれに対応する透明導電膜４、５の抵抗７ｇ、表示用ＬＥＤ３ｂとこれに対応する透明導電膜４、５の抵抗７ｂにそれぞれ対応して定電流回路８とスイッチ９が設けられている。図３の破線で囲んだ回路は、表示用ＬＥＤ灯体３の個数に対応して設けられる。

次に、第２実施形態のＬＥＤ表示装置１について説明する。第２実施形態のＬＥＤ表示装置１は、図４に示すように、第１実施形態のＬＥＤ表示装置１と線対称の形状が第１実施形態のＬＥＤ表示装置１の一方側に設けられている形状であり、表示用ＬＥＤ灯体３は４行６列で行列配置されている。左側に配置されている表示用ＬＥＤ灯体３の透明電極膜４は左側に、右側に配置されている表示用ＬＥＤ灯体３の透明電極膜４は右側に引き出されており、透明電極膜４は両側から引き出されて、駆動制御回路に接続される。透明導電膜５は、基体２の表面側の、表示用ＬＥＤ灯体３及び透明電極膜４の配設領域以外の領域の略全面に亘って成膜されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、第３実施形態のＬＥＤ表示装置１について説明する。第３実施形態のＬＥＤ表示装置１は、図５に示すように、第１実施形態のＬＥＤ表示装置１に於ける共通電極を構成する透明導電膜５に代え、表示用ＬＥＤ灯体３の電源側に各表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂに各々対応して透明導電膜５ａを設ける構成である。各透明導電膜５ａは、第１実施形態と同様に、表示用ＬＥＤと前記表示用ＬＥＤに対応する透明導電膜４、５ａとの電圧降下の合計が最大のものと、前記電圧降下の合計が最小のものとの差を５V以下となるように調整しながら設定して、基体２の表面側に所定の配線パターンで成膜されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、共通電極の透明導電膜５に代えて、複数の表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂのそれぞれについて電源側の透明導電膜５ａを設けることにより、配線パターンの自由度を拡げることが可能となり、上記電圧降下の調整を容易化することができると共に、各表示用ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂの相互影響を低減することができる。

次に、第４実施形態のＬＥＤ表示装置１００は、第１実施形態のＬＥＤ表示装置１を一つのＬＥＤ表示ユニットとして用いると共に、縦桟１１１と横桟１１２で構成される格子形配列器具１１を用い、格子形配列器具１１によってＬＥＤ表示装置１（ＬＥＤ表示ユニット）をマトリクス状に配置し、複数のＬＥＤ表示装置１（ＬＥＤ表示ユニット）がマトリクス状に配置されたＬＥＤ表示装置１００とするものである。縦桟１１１と横桟１１２の対向面にはそれぞれ長手方向に沿って凹溝が形成され、前記凹溝に各ＬＥＤ表示装置１の周縁近傍を嵌め込むことで、ＬＥＤ表示装置１が格子形配列器具１１に着脱可能に取り付けられる。各ＬＥＤ表示装置１から引き出される配線は例えば縦桟１１１又は横桟１１２又はその双方に沿って、ＬＥＤ表示装置１００の周縁部分或いは外側周辺に引き出され、前記周縁部分或いは外側周辺に配置される駆動制御回路及び電源回路に接続される。

本発明は、ＬＥＤ電飾装置およびＬＥＤ表示装置として利用することができる。

第１実施形態のＬＥＤ表示装置の正面説明図。 第１実施形態のＬＥＤ表示装置の部分縦断面図。 第１実施形態のＬＥＤ表示装置の回路構成図。 第２実施形態のＬＥＤ表示装置の正面説明図。 第３実施形態のＬＥＤ表示装置の一部正面説明図。 第４実施形態のＬＥＤ表示装置の一部正面説明図。

符号の説明

１、１００…ＬＥＤ表示装置 ２…基体 ３…表示用ＬＥＤ灯体 ３ｒ、３ｇ、３ｂ…表示用ＬＥＤ ４、５、５ａ…透明導電膜 ５１…接続部 ６…導電性ペースト ７ｒ、７ｇ、７ｂ…透明導電膜の抵抗 ８…定電流回路 ９…スイッチ １０…電源回路 １１…格子形配列器具 １１１…縦桟 １１２…横桟

Claims (7)

1. 平面状の基体に表示用ＬＥＤが設けられるＬＥＤ表示装置であって、
   透光性且つ絶縁性の基体と、
   前記基体の所定位置に設けられる複数の表示用ＬＥＤと、
   前記基体上に成膜され、前記複数の表示用ＬＥＤの配線となる透明導電膜とを備えることを特徴とするＬＥＤ表示装置。
2. 前記基体を可撓性若しくは柔軟性の素材で形成することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ表示装置。
3. 前記表示用ＬＥＤと前記表示用ＬＥＤに対応する前記透明導電膜との電圧降下の和の各々の差を５V以下として前記透明導電膜が成膜されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ表示装置。
4. 前記基体の周縁近傍の前記基体上若しくは前記基体の周辺に定電流駆動回路を設け、前記表示用ＬＥＤを定電流駆動することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤ表示装置。
5. 所定の前記透明導電膜に、前記透明導電膜よりも導電性が高い不透明の導電性材料が線状に塗設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＬＥＤ表示装置。
6. 平面状の基体に表示用ＬＥＤが設けられ、複数配列されてＬＥＤ表示装置を構成するＬＥＤ表示ユニットであって、
   透光性且つ絶縁性の基体と、
   前記基体の所定位置に設けられる複数の表示用ＬＥＤと、
   前記基体上に成膜され、前記複数の表示用ＬＥＤの配線となる透明導電膜とを備えることを特徴とするＬＥＤ表示ユニット。
7. 請求項６記載のＬＥＤ表示ユニットの複数を所定パターンで複数配列して構成されることを特徴とするＬＥＤ表示装置。

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