JP2010003756A - Ｌｅｄ発光装置、プリント配線基板及び表示器具 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の単色ＬＥＤを組み合わせることによって所定の色度を得ることができるＬＥＤ発光装置、プリント配線基板及び表示器具を提供する。
【解決手段】 ＬＥＤ発光装置１０、プリント配線基板１１及び表示器具は、単一のプリント配線基板１１上に、複数の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を直列に接続されるように実装配置し、所望の色度に応じて選ばれた任意の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を組み合わせた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の単色ＬＥＤ（発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ））パッケージを混合して組み合わせることで単色のカラーを作り出すＬＥＤ発光装置、プリント配線基板及び表示器具に関する。

従来のＬＥＤ発光装置、プリント配線基板及び表示器具の一例として、三色のＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）のＬＥＤをパッケージし、周囲に単色のＬＥＤを配置したＬＥＤ発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来のＬＥＤ発光装置、プリント配線基板及び表示器具の他の一例として、Ｂ（青色９のＬＥＤとＧ（緑色）のＬＥＤとに同一または一定比率の電流を供給し、電流の供給量に応じて波長変動の大きいＧ（緑色）のＬＥＤの発振波長を長波長から短波長にして色度を変化させるＬＥＤ発光装置が知られている。
（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−１２９１０１号公報（図１、段落０００９） 特開２００６−４８７６号公報（図６、段落００５３）

近年、ＬＥＤは開発が進み、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青）の三色が揃い、白色を含めてフルカラー対応になった。そこでカラー表示をするためにＬＥＤのＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの制御回路において電流値を制御することにより所定の色度を得るようにしている。

上記特許文献１に開示されたＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤのＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの粒数を変えて輝度バランスをとってフルカラー表示を行うようになっている。

上記特許文献２に開示されたＬＥＤ発光装置は、白色光を作り出す方法として、ＬＥＤに供給する電流値や電圧値を制御してＲ，Ｇ，Ｂの発振波長の光を混合しようとしている。

ところが、上記特許文献１および上記特許文献２においては、表示を行う例えば看板等の表示器具にＲ，Ｇ，Ｂの全てを用いる必要のない場合があり、単色２色で表示を行える表示器具も考えられる。

また、単色のＬＥＤの波長違いの組み合わせで成立するような場合、例えば、Ｒ＋Ｂ（長波長）＋Ｂ（短波長）の組み合わせや、白色や電球色のＬＥＤを用いる組み合わせも考えられる。

そのため、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤでは対応できない場合があり、所定の色を得ることができない。

本発明は、前述した要望を満たすためになされたもので、その目的は、複数の単色ＬＥＤを組み合わせることによって所定の色度を得ることができるＬＥＤ発光装置、プリント配線基板及び表示器具を提供することにある。

本発明に係るＬＥＤ発光装置は、単一のプリント配線基板上に、複数の単色ＬＥＤパッケージを直列に接続されるように実装配置し、所望の色度に応じて選ばれた任意の当該単色ＬＥＤパッケージを組み合わせることを特徴とする。

上記記載の発明によれば、複数の単色ＬＥＤパッケージを直列に実装して、所望の色度に応じて選ばれた任意の単色ＬＥＤパッケージを組み合わせることにより、表示に必要な単色ＬＥＤパッケージのみを用いることができる。
よって、複数の単色ＬＥＤパッケージのみを組み合わせることによって所定の色度を得ることができる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外の色のＬＥＤも適用できるために多種の色指定にも対応することができる。また、同一色であっても発振波長の違いを組み合わせることができ、各色の数量を決めることができるために発光色のバリエーションが豊富になって実用性の向上を図ることができる。また、単色ＬＥＤパッケージを直列に接続しているためにそれぞれのＬＥＤパッケージを個別に制御する必要がなくなって回路構成を簡素化することができる。

また、本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記複数個の単色ＬＥＤパッケージの両端に電流調整用の電子素子を実装可能であり、当該電子素子は、所望の色度に発光するように任意の当該単色ＬＥＤパッケージの両端に実装されることを特徴とする。

上記記載の発明によれば、電子素子として抵抗器を並列に接続することにより、単色ＬＥＤパッケージの順方向電圧をそれぞれ調整して発光させて、細かい色を作りこむことができる。

また、本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に横並びに配置することを特徴とする。

上記記載の発明によれば、所望の表示形状を得るように任意に選ばれた複数の単色ＬＥＤパッケージを横並びに並べることで横方向に長い直線的な配光パターンで看板やサインの表示を行うことができる。

また、本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に四角形に配置することを特徴とする。

上記記載の発明によれば、所望の表示形状を得るように任意に選ばれた複数の単色ＬＥＤパッケージを四角形に並べることで四角形の配光パターンで看板やサイン用の表示を行うことができる。

また、本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に三角形に配置することを特徴とする。

上記記載の発明によれば、所望の表示形状を得るように任意に選ばれた複数の単色ＬＥＤパッケージを三角形に並べることで三角形の看板やサイン用の表示を行うことができる。

また、本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に円形に配置することを特徴とする。

上記記載の発明によれば、所望の表示形状を得るように任意に選ばれた複数の単色ＬＥＤパッケージを円形に並べることで円形の配光パターンで看板やサイン用の表示を行うことができる。

また、本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に交差状に配置することを特徴とする。

上記記載の発明によれば、所望の表示形状を得るように任意に選ばれた複数の単色ＬＥＤパッケージを交差状に並べることで十字形の配光パターンで看板やサインの表示を行うことができる。

また、本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記単一のプリント配線基板は、透光性光学部材によって発光面を覆われることを特徴とする。

上記記載の発明によれば、透過性パネルや透過性レンズや光拡散型パネルや光拡散型レンズ等の透光性光学部材によって発光面を覆うことで見栄えの向上および防水性の向上を図ることができる。

また、本発明に係るプリント配線基板は、上記のいずれか記載のＬＥＤ発光装置を用い、発光色度を略同一にするように任意の前記単色ＬＥＤパッケージを組み合わせた前記ＬＥＤ発光装置を複数個、直列もしくは並列に接続することを特徴とする。

上記記載の発明によれば、印加される電源電圧と、単一のプリント配線基板における単色ＬＥＤパッケージの順方向電圧に応じて発光色度を略同一にするようにＬＥＤ発光装置を複数個、直列もしくは並列に接続することにより、所望の表示を単一の回路により構成することができる。

また、本発明に係るプリント配線基板は、上記のいずれか記載のＬＥＤ発光装置を用い、発光色度を略同一の前記ＬＥＤ発光装置もしくは、発光色度が非同一の任意の前記単色ＬＥＤパッケージを組み合わせた前記ＬＥＤ発光装置を複数個、直列に接続することを特徴とする。

上記記載の発明によれば、印加される電源電圧と、単一のプリント配線基板における単色ＬＥＤパッケージの順方向電圧に応じて発光色度を略同一のＬＥＤ発光装置もしくは、発光色度が非同一の任意の単色ＬＥＤパッケージを組み合わせたＬＥＤ発光装置を複数個、直列に接続することにより、所望の表示を単一の回路により構成することができる。

また、本発明に係るプリント配線基板は、所望の発光色を発生するために、前記単色ＬＥＤパッケージによる固有の順方向電圧の異なる組み合わせの前記ＬＥＤ発光装置における複数個直列に連接した前記プリント配線基板において、指定される電源回路電圧に対し、使用範囲内でほぼ同一になるように前記ＬＥＤ発光装置の連接数を変えることを特徴とする。

上記記載の発明によれば、指定される電源回路電圧に対し、使用範囲内でほぼ同一になるようにＬＥＤ発光装置の連接数を変えることにより、複数のプリント配線基板を単一の回路内に配置することができる。

また、本発明に係る表示器具は、上記のいずれか記載のＬＥＤ発光装置および上記のいずれか記載のプリント配線基板を用いることを特徴とする。

上記記載の発明によれば、複数のプリント配線基板を連接した複数の単色ＬＥＤパッケージの配列により所望の色度の配光を制御することで表示を簡単に行うことができる。

本発明のＬＥＤ発光装置、プリント配線基板及び表示器具によれば、単一のプリント配線基板上に、複数の単色ＬＥＤパッケージを直列に接続されるように実装配置し、所望の色度に応じて選ばれた任意の単色ＬＥＤパッケージを組み合わせた。
これにより、複数の単色ＬＥＤを組み合わせることによって所定の色度を得ることができるという効果を有する。

以下、本発明の実施形態に係るＬＥＤ発光装置、プリント配線基板及び表示器具について、図面を参照して説明する。

図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、本発明の一実施形態のＬＥＤ発光装置１０は、所定の配線パターンを有する単一のプリント配線基板１１上の中央部にＧ（緑色）の単色ＬＥＤパッケージ１２を実装し、このＧの単色ＬＥＤパッケージ１２の両側にＢ（青色）の単色ＬＥＤパッケージ１３およびＢ（青色）の単色ＬＥＤパッケージ１４を実装した。これにより、３つの単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４により水色の発光色を得ることができる。

図２に示すように、ＬＥＤ発光装置１０は、直流電源入力端子１５から下流に向けて、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１３のアノード、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１３のカソード、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２のアノード、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２のカソード、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１４のアノード、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１４のカソードの順に直列に接続している。そのため、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２とＢの単色ＬＥＤパッケージ１３，１４には同一レベルの電流が流れる。これにより、電源、電流の供給を比較的簡素にすることができる。

このとき、従来のもののように、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤパッケージを使用した場合、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに定電流を供給しなければならないので、並列回路が必要になるとともに並列回路のそれぞれの電流値を個別に設定することになって回路構成が複雑になる。

これに対して、ＬＥＤ発光装置１０は、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２と、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１３，１４のみで構成される。Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１３，１４は波長変動が少なく、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２は波長変動が大きい。そのため、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２に対してＢの単色ＬＥＤパッケージ１３，１４に２倍の電流値を供給する必要があるので、印加される電源や制御側について考慮する必要がある。

例えば、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１３，１４では、順方向電圧Ｖｆが４Ｖ程度であるが、Ｒ（赤色）の単色ＬＥＤパッケージの場合、順方向電圧Ｖｆが２．５Ｖ程度であるために、単一のプリント配線基板１１上での順方向電圧Ｖｆをコントロールし易い。

図３に示すように、直流電圧入力端子１５に印加される電源電圧が７５Ｖであり、単一のプリント配線基板１１上にＧの単色ＬＥＤパッケージ１２およびＢの単色ＬＥＤパッケージ１３，１４を直列に実装した場合、単一のプリント配線基板１１において順方向電圧Ｖｆ１が約１２Ｖになるために、７５Ｖ／１２Ｖより、６個のプリント配線基板１１を連接して定電流回路１６により発光させることができる。

このとき、Ｒの単色ＬＥＤパッケージを適用した場合、Ｒの単色ＬＥＤパッケージの順方向電圧Ｖｆは７．５Ｖであるために、７５Ｖ／７，５Ｖより、１０個のプリント配線基板１１を連接することができる。

このように、印加電圧と単色ＬＥＤパッケージ固有の順方向電圧とを考慮して、任意の複数の異なる単色ＬＥＤパッケージを適宜組み合わせることにより、単色ＬＥＤパッケージを用いて所定の色度を簡単に得ることができる。

図４に示すように、さらに細かい色を作りこむに際しては、Ｇの単色ＬＥＤパッケージ１２に予め定められた値の抵抗器１７を、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１３に予め定められた値の抵抗器１８を、Ｂの単色ＬＥＤパッケージ１４に予め定められた値の抵抗器１９を並列に接続することで、それぞれの単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４の順方向電圧Ｖｆをそれぞれ調整して発光させることができる。

次に、図５（Ａ），（Ｂ）〜図９（Ａ），（Ｂ）を参照してＬＥＤ発光装置１０を用いた表示器具について説明する。

図５（Ａ）に示すように、この場合の表示器具３０は、３つの単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を含んで所望の表示形状を得るように任意に選ばれた８個の単色ＬＥＤパッケージ３１を単一のプリント配線基板１１上に横並びに並べた。

図５（Ｂ）に示すように、表示器具３０は、単色ＬＥＤパッケージ３１のそれぞれの発光面を透光性光学部材３２によって覆われる。透光性光学部材３２としては、透過性パネルや透過性レンズや光拡散型パネルや光拡散型レンズが適用される。

そのため、表示器具３０は、通電によって横方向に長い直線的な配光パターンの表示を行うことができる。

図６（Ａ）に示すように、この場合の表示器具４０は、３つの単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を含んで所望の表示形状を得るように任意に選ばれた９個の単色ＬＥＤパッケージ４１を単一のプリント配線基板１１上に四角形に並べた。

図６（Ｂ）に示すように、表示器具４０は、単色ＬＥＤパッケージ４１のそれぞれの発光面を透光性光学部材４２によって覆われる。

そのため、表示器具４０は、通電によって四角形の配光パターンの表示を行うことができる。

図７（Ａ）に示すように、この場合の表示器具５０は、３つの単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を含んで所望の表示形状を得るように任意に選ばれた９個の単色ＬＥＤパッケージ５１を単一のプリント配線基板１１上に三角形に並べた。

図７（Ｂ）に示すように、表示器具５０は、単色ＬＥＤパッケージ５１のそれぞれの発光面を透光性光学部材５２によって覆われる。

そのため、表示器具５０は、通電によって三角形の配光パターンの表示を行うことができる。

図８（Ａ）に示すように、この場合の表示器具６０は、３つの単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を含んで所望の表示形状を得るように任意に選ばれた１２個の単色ＬＥＤパッケージ６１を単一のプリント配線基板１１上に円形に並べた。

図８（Ｂ）に示すように、表示器具６０は、単色ＬＥＤパッケージ６１のそれぞれの発光面を透光性光学部材６２によって覆われる。

そのため、表示器具６０は、通電によって円形の配光パターンの表示を行うことができる。

図９（Ａ）に示すように、この場合の表示器具７０は、３つの単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を含んで所望の表示形状を得るように任意に選ばれた８個の単色ＬＥＤパッケージ７１を単一のプリント配線基板１１上に交差状に並べた。

図９（Ｂ）に示すように、表示器具７０は、単色ＬＥＤパッケージ７１のそれぞれの発光面を透光性光学部材７２によって覆われる。

そのため、表示器具７０は、通電によって十字形の配光パターンの表示を行うことができる。

本実施形態のＬＥＤ発光装置１０では、複数の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を直列に実装して、所望の色度に応じて選ばれた任意の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を組み合わせることにより、表示に必要な単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４のみを用いた。
よって、複数の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４のみを組み合わせることによって所定の色度を得ることができる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外の色のＬＥＤも適用できるために多種の色指定にも対応することができる。また、同一色であっても発振波長の違いを組み合わせることができ、各色の数量を決めることができるために発光色のバリエーションが豊富になって実用性の向上を図ることができる。また、単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を直列に接続しているためにそれぞれのＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を個別に制御する必要がなくなって回路構成を簡素化することができる。

また、本実施形態のＬＥＤ発光装置１０では、電子素子として抵抗器１７，１８，１９を並列に接続した。
よって、単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４の順方向電圧をそれぞれ調整して発光させて、細かい色を作りこむことができる。

また、本実施形態のＬＥＤ発光装置１０では、所望の表示形状を得るように任意に選ばれた複数の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を単一のプリント配線基板１１上に、横並び、四角形、三角形、円形、交差状に並べた。
よって、横方向に長い直線的、四角形、三角形、円形、十字の配光パターンで看板やサインの表示を行うことができる。

また、本実施形態のＬＥＤ発光装置１０では、透過性パネルや透過性レンズや光拡散型パネルや光拡散型レンズ等の透光性光学部材３２，４２，５２，６２，７２によって発光面を覆った。
よって、見栄えの向上および防水性の向上を図ることができる。

また、本実施形態のプリント配線基板１１では、印加される電源電圧と、単一のプリント配線基板１１における単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４の順方向電圧に応じて発光色度を略同一にするようにＬＥＤ発光装置１０を複数個、直列もしくは並列に接続した。
よって、所望の表示を単一の回路により構成することができる。

また、本実施形態のプリント配線基板１１では、印加される電源電圧と、単一のプリント配線基板１１における単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４の順方向電圧に応じて発光色度を略同一のＬＥＤ発光装置１０もしくは、発光色度が非同一の任意の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を組み合わせたＬＥＤ発光装置１０を複数個、直列に接続した。
よって、所望の表示を単一の回路により構成することができる。

また、本実施形態のプリント配線基板１１では、指定される電源回路電圧に対し、使用範囲内でほぼ同一になるようにＬＥＤ発光装置１０の連接数を変えた。
よって、複数のプリント配線基板１１を単一の回路内に配置することができる。

また、本実施形態の表示器具３０，４０，５０，６０，７０では、複数のプリント配線基板１１を連接した複数の単色ＬＥＤパッケージ１２，１３，１４を配列した。
よって、所望の色度の配光を制御することで表示を簡単に行うことができる。

なお、前記実施形態で使用した単色ＬＥＤパッケージ発光素子１２，１３，１４の数は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

（Ａ）は本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置の正面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図 本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置の具体的回路構成図 本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置のプリント配線基板を連接した具体的回路構成図 本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置の抵抗器を並列に接続した具体的回路構成図 （Ａ）は本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置を適用した表示器具の一例を説明するＬＥＤ発光装置周りの正面図、（Ｂ）は（Ａ）を適用した表示器具の平面図 （Ａ）は本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置を適用した表示器具の他の一例を説明するＬＥＤ発光装置周りの正面図、（Ｂ）は（Ａ）を適用した表示器具の平面図 （Ａ）は本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置を適用した表示器具の他の一例を説明するＬＥＤ発光装置周りの正面図、（Ｂ）は（Ａ）を適用した表示器具の平面図 （Ａ）は本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置を適用した表示器具の他の一例を説明するＬＥＤ発光装置周りの正面図、（Ｂ）は（Ａ）を適用した表示器具の平面図 （Ａ）は本発明に係る一実施形態のＬＥＤ発光装置を適用した表示器具の他の一例を説明するＬＥＤ発光装置周りの正面図、（Ｂ）は（Ａ）を適用した表示器具の平面図

符号の説明

１０ ＬＥＤ発光装置
１１ プリント配線基板
１７ 抵抗器（電子素子）
１８ 抵抗器（電子素子）
１９ 抵抗器（電子素子）
３０ 表示器具
４０ 表示器具
５０ 表示器具
６０ 表示器具
７０ 表示器具

Claims (12)

1. 単一のプリント配線基板上に、複数の単色ＬＥＤパッケージを直列に接続されるように実装配置し、所望の色度に応じて選ばれた任意の当該単色ＬＥＤパッケージを組み合わせることを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記複数個の単色ＬＥＤパッケージの両端に電流調整用の電子素子を実装可能であり、当該電子素子は、所望の色度に発光するように任意の当該単色ＬＥＤパッケージの両端に実装されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光装置。
3. 前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に横並びに配置することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ発光装置。
4. 前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に四角形に配置することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ発光装置。
5. 前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に三角形に配置することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ発光装置。
6. 前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に円形に配置することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ発光装置。
7. 前記複数の単色ＬＥＤパッケージを、前記単一のプリント配線基板上に交差状に配置することを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ発光装置。
8. 前記単一のプリント配線基板は、透光性光学部材によって発光面を覆われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のＬＥＤ発光装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項記載のＬＥＤ発光装置を用い、発光色度を略同一にするように任意の前記単色ＬＥＤパッケージを組み合わせた前記ＬＥＤ発光装置を複数個、直列もしくは並列に接続することを特徴とするプリント配線基板。
10. 請求項１〜８のいずれか１項記載のＬＥＤ発光装置を用い、発光色度を略同一の前記ＬＥＤ発光装置もしくは、発光色度が非同一の任意の前記単色ＬＥＤパッケージを組み合わせた前記ＬＥＤ発光装置を複数個、直列に接続することを特徴とするプリント配線基板。
11. 所望の発光色を発生するために、前記単色ＬＥＤパッケージによる固有の順方向電圧の異なる組み合わせの前記ＬＥＤ発光装置における複数個直列に連接した前記プリント配線基板において、指定される電源回路電圧に対し、使用範囲内でほぼ同一になるように前記ＬＥＤ発光装置の連接数を変えることを特徴とする請求項１０記載のプリント配線基板。
12. 請求項１〜８のいずれか１項記載のＬＥＤ発光装置および請求項９〜１０のいずれか１項記載のプリント配線基板を用いることを特徴とする表示器具。

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