JP3927592B1

JP3927592B1 - Ｌｅｄモジュール及びｌｅｄ表示装置

Info

Publication number: JP3927592B1
Application number: JP2006257441A
Authority: JP
Inventors: 千明中島; 守松尾
Original assignee: 株式会社コマデン
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: JP2008076862A

Abstract

【課題】格子状の基体の開口に背面側から入射する光を抑制し、高コントラストの表示が得られると共に、放熱性に優れるＬＥＤモジュールを提供する。
【解決手段】格子状の基体２の交点箇所に画素を構成するＬＥＤ部３を配設するＬＥＤモジュールであって、基体２の背面から後方に向かって斜め下方に傾斜する遮光性で熱拡散性の羽板５を、基体２の横桟２３に沿って接触するようにし且つ背面側に略上下方向へ所定間隔で並設すると共に、基体２の横桟２２に沿ってＬＥＤ部３の電子回路部４を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を画素として文字や画像等を表示するＬＥＤモジュールに係り、特に所定間隔で開口を有する基体に画素を構成するＬＥＤ部を配設するＬＥＤモジュール及びＬＥＤ表示装置に関する。

ＬＥＤを画素とするＬＥＤモジュールとして、ＬＥＤを設置する基体を所定間隔で開口を有するメッシュ状とし、メッシュ状の基体の交点箇所に画素を構成するＬＥＤ部を配設すると共に、基体に沿って配線を設けるＬＥＤモジュールが知られている（特許文献１、２参照）。

特開２００５−３４５９００号公報実開平１−１１３２８０号公報

ところで、上記ＬＥＤモジュールは、基体に所定間隔で設けられた開口を風が吹き抜け、風圧を軽減できるため、屋外等に高い安定性で設置することができるものの、基体の開口に背面側から光が入射してしまうため、表示のコントラストが低いという課題がある。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、所定間隔で開口を有する基体に画素を構成するＬＥＤ部を配設するＬＥＤモジュールで、基体の開口に背面側から入射する光を抑制し、高コントラストの表示を得ることができるＬＥＤモジュール及び前記ＬＥＤモジュールを用いるＬＥＤ表示装置を提供することを目的とする。

本発明のＬＥＤモジュールは、所定間隔で開口を有する基体に画素を構成するＬＥＤ部を配設するＬＥＤモジュールであって、前記基体の背面から後方に向かって斜め下方に傾斜する遮光性の羽板を、前記基体の背面側に略上下方向へ所定間隔で並設することを特徴とする。前記基体は、例えば枠内に横桟と縦桟とが所定間隔で形成された格子状の基体、或いは枠内に横桟が所定間隔で並設された基体等とすることが可能である。

本発明のＬＥＤモジュールでは、前記羽板を熱拡散素材で形成し、前記基体の横桟に沿うようにして、前記ＬＥＤ部の電子回路部を前記横桟内若しくは前記横桟背面若しくは前記横桟内と前記横桟背面の双方に設けると共に、前記羽板を前記横桟背面若しくは前記電子回路部に略接触して設けることが好ましい。前記略接触には、羽板が横桟背面若しくは電子回路部に直接接触する場合と、羽板が横桟背面若しくは電子回路部に接着剤を介して接触する場合が含まれる。

本発明のＬＥＤモジュールでは、前記羽板の基体背面側の内面に光吸収層を設けることが好ましい。また、本発明のＬＥＤモジュールでは、前記羽板の外面に光反射層を設けることが好ましい。

本発明のＬＥＤモジュールでは、第１の基体横桟と、前記第１の基体横桟の一つ下に位置する第２の基体横桟との間の開口に対応して、複数行の羽板を設けることが好ましい。また、横桟或いは横枠と横桟に沿ってのみ羽板を設けるなど、第１の基体横桟と、前記第１の基体横桟の一つ下に位置する第２の基体横桟との間の開口に対応して、一行の羽板を設ける構成とすることも可能である。

また、本発明のＬＥＤモジュールは、基体の横桟間に所定間隔で開口を形成し、基体の縦桟と該横桟の交点箇所の前面側に画素を構成するＬＥＤ部を配設するＬＥＤモジュールであって、外枠内に該横桟間の開口の形成間隔よりも短い所定間隔で遮光性の羽板を並設した枠体を該基体の背面側に設け、該遮光性の羽板を、該基体の背面から後方に向かって斜め下方に傾斜するようにして略上下方向へ並設すると共に、該横桟間の開口に対して複数行設けることを特徴とする。また、本発明のＬＥＤ表示装置は、上記ＬＥＤモジュールの複数を近接して配置することを特徴とする。

本発明のＬＥＤモジュール及びＬＥＤ表示装置は、所定間隔で開口を有する基体の背面側に斜め下方へ傾斜する遮光性の羽板を並設することにより、基体の開口に背面側から入射する光を抑制できることに加え、外光等の照射で羽板の内面側に影を生じさせ基体開口の背面側に暗領域を設けることができる。従って、高コントラストの表示が得られ、視認性を高めることができる。

また、羽板を熱拡散素材で形成し、基体の横桟に沿うようにして、ＬＥＤ部の電子回路部を横桟内や横桟背面に設け、羽板を横桟背面や電子回路部に略接触して設けることにより、ＬＥＤ部や電子回路部など熱源で発生した熱を羽板に導き、熱拡散性の羽板で熱を拡散させ、更に、羽板間を通り抜ける風で熱を蓄積した羽板を冷却することが可能となり、羽板をヒートシンクとして放熱効果を得ることができる。

また、羽板の基体背面側の内面に光吸収層を設けることにより、羽板内面側の暗領域に於ける光吸収の程度を高め、コントラストを一層向上することができる。また、羽板の外面に光反射層を設けることにより、外部からの光照射で羽板に熱が蓄積されることを抑制することができる。

また、第１の基体横桟と、前記第１の基体横桟の一つ下に位置する第２の基体横桟との間の開口に対応して、複数行の羽板を設ける構成により、各羽板の後方への突出長さを短くして、ＬＥＤモジュールを薄型にすることが可能となると共に、基体開口の背面側の領域全体に略均一な暗領域を設けることが可能となり、より高コントラストで視認性に優れる表示を得ることができる。また、第１の基体横桟と一つ下に位置する第２の基体横桟との間の開口に対応して、一行の羽板を設ける構成とした場合には、並設する羽板の数の低減による低コスト化、羽板の設置作業の容易化という別の効果が得られる。

以下、本発明のＬＥＤモジュールの実施形態について説明する。

第１実施形態のＬＥＤモジュール１は、図１〜図６に示すように、格子状の基体２と、基体２の交点箇所の前面側に配設される画素を構成するＬＥＤ部３と、基体２に内設される電子回路部４と、基体２の背面側に上下方向へ所定間隔で並設されている複数の遮光性の羽板５とを備える。

基体２は、熱伝導率の高い素材、例えばアルミニウム（熱伝導率１２０〜２２２Ｗ／（ｍ・℃））で形成された格子状の中空構造であり（図６参照）、方形の外枠２１の内側に縦方向に延びる縦桟２２と横方向に延びる横桟２３とが設けられ、縦桟２２と横桟２３とで囲まれる領域、及び外枠２１と縦桟２２と横桟２３とで囲まれる領域が前後方向に貫通する方形の開口２４になっている。基体２の素材には、屋内仕様や屋外仕様の用途等に応じて、熱伝導率の高い熱拡散素材以外にも適宜の素材を用いることが可能であり、後述する電子回路部４を基体２の背面に設けて羽板５に接触する場合や、或いは放熱効果を重視しない場合等には、例えばポリカーボネート、塩化ビニルなど、熱伝導率０．１５〜０．６７Ｗ／（ｍ・℃）程度のプラスチック樹脂等とすることも可能である。また、基体２は、所定間隔で開口２４を有する形状であれば格子状以外にも適宜であり、例えば外枠２１内に縦桟２２がなく横桟２３だけが所定間隔で並設され、細長の開口２４が上下方向に並ぶ基体２や、或いは円形の開口２４や、六角形など他の多角形の開口２４を有する基体２とすることができる。

ＬＥＤ部３は、略直方体形であり、基体２の縦桟２２と横桟２３の交点箇所の前面側と外枠２１の前面側とに設けられ、各ＬＥＤ部３相互は等間隔で配設されている。ＬＥＤ部３は、基体２の縦桟２２と横桟２３の交点箇所に形成された嵌合穴に嵌挿され、基体２の前面で保持されると共に、その基端部は基体２に沿って内設され且つ基体２の前面及び背面とそれぞれ所定距離離間して配設された基板４３に取り付けられている。本例のＬＥＤ部３は、赤（Ｒ）の、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各ＬＥＤが内設されたフルカラー表示の画素を構成可能なものであるが、用途に応じて、単色のＬＥＤのみが内設されたものとしてもよい。図３中のＶはＬＥＤ部３による発光面である。

電子回路部４は、図４〜図６に示すように、ＬＥＤ部３の設置箇所に対応する位置に設けられる駆動制御体４１と、駆動制御体４１・４１を相互に接続する接続部４２とで構成され、基体２の横桟２３に沿って基体２に内設されている。駆動制御体４１は、基板４３と基体２の背面との間に基板４３及び基体２背面と接触するように配置され、対応するＬＥＤ部３と基板４３上で接続されると共に、左右方向で隣り合う他のＬＥＤ部３の駆動制御体４１と接続部４２を介して接続される。上段の横桟２３に沿って設けられた電子回路部４と、前記上段の横桟２３の一つ下の下段の横桟２３に沿って設けられた電子回路部４は、双方の横桟２３・２３と連続する外枠２１に設けられる接続部４２で接続され、電子回路部４は、全体的に蛇行して配設される。駆動制御体４１には、ＬＥＤ部３の駆動を制御する制御部及び駆動部が筐体内に設けられ、前記制御部内の記憶部には調光制御データを認知するためのアドレスが設定されている。本例のＬＥＤ部３は調光制御信号に基づき制御されるようになっており、ＬＥＤモジュール１の全制御部の設定アドレスに対応する調光制御データを有する調光制御信号及び電源が接続部４２を介して供給され、各制御部が自己の設定アドレスに対応する調光制御データを認知し、前記調光制御データに対応するＬＥＤ部３内のＬＥＤを駆動部で点灯駆動する。

ＬＥＤ部３、電子回路部４、基板４３が設置された中空の基体２の残りの空間には、防水性等のために樹脂で封止され、樹脂封止部７となっている。尚、樹脂封止部７は、ＬＥＤ部３及び電子回路部４の周囲だけに設けることも可能である。

羽板５は、図３及び図６に示すように、横断面視略く字形で細長板状に形成された遮光性の基板５１を有する。基板５１は、羽板５の基体２へ取り付けた状態で傾斜面となる傾斜部５２と、傾斜部５２の上端から屈曲して延設された取付部５３とで構成され、本例の基板５１は遮光性と熱拡散性を有するアルミニウム（熱伝導率１２０〜２２２Ｗ／（ｍ・℃））の一枚板で形成されている。基板５１の構成は遮光性が得られれば本例の構成以外にも適宜であり、例えば少なくとも一つの遮光性素材の層板を有する積層板の基板５１、若しくは遮光性素材を網目構造にして形成する基板５１としてもよい。また、基板５１の遮光性は、実用上使用可能な範囲で適宜設定することが可能であるが、例えば可視光に対して遮光率９０％〜１００％（完全遮光）とすると好適である。また、基板５１の素材には、屋内仕様や屋外仕様の用途等に応じて、熱伝導率の高い熱拡散素材以外にも適宜の素材を用いることが可能であり、放熱効果を重視しない場合等には、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、塩化ビニルなど、熱伝導率０．１５〜０．６７Ｗ／（ｍ・℃）程度のプラスチック樹脂等とすることも可能である。

傾斜部５２の前記屈曲による凸側の面には光吸収層５４が積層して設けられ、傾斜部５２及び取付部５３の前記屈曲による凹み側の面には光反射層５５が積層して設けられている。光吸収層５４は、太陽光等の光の反射でコントラストが低減することを防止する機能を有し、光反射層５５は、太陽光等の吸収で羽板５の内部に熱が篭もるのを防止する機能を有する。光吸収層５４は、艶消し塗装など光吸収性の適宜の素材を塗装する、或いは黒色艶消しの耐候性の樹脂シートなど光吸収性の適宜の素材によるシートを貼着して設けるとよく、更に、室温付近の光吸収率７０〜１００％の素材とすると好適であり、又、黒色アルマイトなど黒色系素材の塗装とすると好適である。羽板５の基板５１が、例えば光吸収率７０〜１００％の黒色系の素材など光吸収性の素材である場合等には、光吸収層５４を設けない構成としてもよい。また、光反射層５５は、光反射性の適宜の素材を塗装する、或いは白色の耐候性の樹脂シート、赤外線・紫外線反射シートなど光反射性の適宜の素材によるシートを貼着して設けるとよく、更に、室温付近の光反射率７０〜１００％の素材とすると好適であり、又、白色アルマイトなど白色系素材の塗装とすると好適である。羽板５の基板５１が、例えば光反射率７０〜１００％の白色系の素材など光反射性の素材である場合等には、光反射層５５を設けない構成としてもよい。

羽板５は、図２、図３及び図６に示すように、基板５１の取付部５３の前記屈曲による凸側の面を外枠２１の上辺や各横桟２３にそれぞれ沿うように接触して配置され、外枠２１の上辺や各横桟２３に、所定位置でビス止め固定し取り付けられている。本例では、羽板５の長さが基体２の左右端に位置する開口２４・２４の外端間の長さよりも若干長く、基体２の一行に配列された開口２４の全てに対応して一つの羽板５が設けられ、前記一行の全開口２４の背面側に一つの羽板５が、詳細には羽板５の傾斜部５２が配置されるようになっているが、例えば一行の全開口２４ではなく基体５１の行方向の開口２４の複数に対応して一つの羽板５を設け、一行に配列された全開口２４に対応して列方向に複数の羽板５を配置するようにしてもよい。また、羽板５と基体２との取付には前記構成以外の適宜の取付構造を用いることが可能であり、例えば取付部５３と、外枠２１上辺や横桟２３とに所定位置でボルト貫通してナットを螺合して固定する、或いは取付部５３と、外枠２１上辺や横桟２３との間に接着剤を介在して接着してもよい。

図６に示す羽板５を横桟２３に取り付けた状態では、傾斜部５２が基体２の背面から後方に向かって斜め下方に傾斜するように配設される。本例の傾斜部５２の基体２の背面からの傾斜角度αは、例えば３５°〜５５°に設定すると好ましいが、ＬＥＤモジュール１の設置環境に応じて０°＜α＜９０°の適宜の傾斜角度に設定することが可能である。また、前記取付状態では、上記傾斜部５２の光吸収層５４が基体２の背面側に配置される羽板５の内面の光吸収層５４となり、上記傾斜部５２及び取付部５３の光反射層５５が羽板５の外面の光反射層５５となる。

上記構成のＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤ表示装置として一つを単独で使用する以外に、例えば複数のＬＥＤモジュール１を近接配置して構成し、これらを一体的に制御するＬＥＤ表示装置として使用することも可能である。前記ＬＥＤ表示装置を構成する場合、例えば図１に示す格子状の支持フレーム６を用いる。支持フレーム６は、その横辺６１は幅広に、その縦辺６２は幅狭に形成され、横辺６１の上下両側には凹状の係合溝が形成されている。そして、基体２の外枠２１上辺を上側の横辺６１の下側の係合溝に係入すると共に、基板２の外枠２１下辺を下側の横辺６１の上側の係合溝に係入して、フレーム６の横辺６１相互及び縦辺６２相互で囲まれる方形領域にＬＥＤモジュール１を取り付け、複数のＬＥＤモジュール１を縦横に並設したＬＥＤ表示装置を構成する。

第１実施形態のＬＥＤモジュール１及びそのＬＥＤ表示装置は、基体２の開口２４の背面側に設ける斜め下方に傾斜する遮光性の羽板５により、背面側から入射する外光等の光を抑制できることに加え、羽板５の内面側に影を生じさせて暗領域を設けることができ、表示コントラスト、視認性の向上を図ることができる。また、羽板５と基体２を熱拡散素材で形成し、ＬＥＤ部３の電子回路部４に沿って羽板５を設け、電子回路部４を基体２を介して羽板５に接触させることにより、ＬＥＤ部３等で発生した熱を羽板５に導いて拡散させ、更に、羽板５・５間や開口２４を通り抜ける風Ｗ（図３参照）で羽板５を冷却でき、非常に高い放熱効果を得ることができる。また、羽板５の基体背面側に設ける光吸収層５４により、羽板５の内面側の暗領域に於ける光吸収の程度をより高め、コントラストを一層向上することができる。また、羽板５の外面の光反射層５６により、外光等の照射で羽板５に熱が蓄積させることを抑制することができる。また、外枠２１と横桟２３に対応して羽板５を設け、少ない数の羽板５で構成できることから、低コスト化、羽板５の設置作業の容易化を図ることができる。

次に、第２実施形態のＬＥＤモジュール１について図７及び図８に基づき説明する。尚、以下の第２実施形態のＬＥＤモジュール１の説明では第１実施形態と異なる構成部分を中心に説明し、第１実施形態と同一の構成部分の詳細な説明は省略する。また、第２実施形態のＬＥＤモジュール１を縦横に配列してＬＥＤ表示装置を構成できる点は第１実施形態と同様である。

第２実施形態のＬＥＤモジュール１は、第１実施形態と同様に、開口２４を有する格子状の基体２と、基体２の交点箇所に配設されるＬＥＤ部３と、基体２に内設されるＬＥＤ部３の電子回路部４と、基体２の背面側に上下方向へ所定間隔で並設される複数の遮光性の羽板５を備えているが、図７に示すように、基体２の縦横の外枠２１にも、開口２４の縦横配列を延長するようにして開口２４の半分程度の大きさである開口２５が形成されている。

また、羽板５は、第１実施形態に於ける傾斜部５２に相当する部分のみで構成され、遮光性と熱拡散性が得られるアルミニウムの一枚板で形成されており、方形の外枠５６の両側縦辺に両端をそれぞれ固着して外枠５６の内側に設けられ、外枠５６内に複数の羽板５が上下方向に所定間隔で並設されている。第２実施形態の羽板５も、第１実施形態の羽板５と同様の構成や変形が可能であり、例えば積層板若しくは網目構造としてもよく、又、光吸収層５４、光反射層５５を適宜設けることが可能である。

そして、外枠５６は基体２の外枠２１の背面側にビス止めで固着され、各羽板５は前端を基体２の横桟２３の背面など基体２の背面に接触するようにして設けられる。前記取付状態では、羽板５が基体２の背面から後方に向かって斜め下方に傾斜するように配設され、開口２４、２５の背面側に羽板５が設けられる。本例の羽板５の基体２の背面からの傾斜角度αは、例えば１０°〜３０°に設定すると好ましいが、第１実施形態と同様、ＬＥＤモジュール１の設置環境に応じて０°＜α＜９０°の適宜の傾斜角度に設定することが可能である。また、第２実施形態の羽板５の並設間隔は、第１実施形態と異なり、開口２４が形成されているピッチよりも短くなっており、基体２に於ける一行に配列された開口２４に対して複数行の羽板５が並設される。前記構成では、第１実施形態と同様に、一行に配列された全開口２４に対応して列方向に複数の羽板５を配置する構成を用いることも可能である。

第２実施形態のＬＥＤモジュール１及びそのＬＥＤ表示装置は、遮光性の羽板５で背面側から入射する外光等の光を抑制できることに加え、羽板５の内面側に影を生じさせて暗領域を設けることができ、表示コントラスト、視認性の向上を図ることができる。また、一行に配列された開口２４に対応して複数行の羽板５を並設することにより、また、一つ或いは一行の開口２４等に対応して複数行の羽板５を設けることにより、羽板５の後方への突出長さを短くし、ＬＥＤモジュール１を薄型にすることができると共に、開口２４、２５の背面側の領域全体に略均一な暗領域を設けることが可能となり、表示コントラスト、視認性をより高めることができる。また、熱拡散性の羽板５を基体２に接触して設けることにより、ＬＥＤ部３等で発生した熱を羽板５に導いて拡散させ、更に、羽板５・５間や開口２４、２５を通り抜ける風Ｗ（図３参照）で羽板５を冷却でき、非常に高い放熱効果を得ることができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々変更することが可能である。例えば基体２を単層板や積層板で構成し、電子回路部４を基体２の背面に設ける構成としてもよい。前記構成では、基体２の背面側に露出している電子回路部４に熱拡散性の羽板５を接触して配置すると、放熱性が高まって好適である。また、中空或いは部分的な中空の基体２に駆動制御体４１を収容し、接続部４２を前記基体２の背面に設けるなど、電子回路部４の一部を基体２内に内設し、電子回路部４の残部が基体２の背面に設ける構成としてもよい。また、ＬＥＤ部３の駆動制御は上記実施形態以外にも適宜である。また、上記実施形態の電子回路部４と羽板５は、放熱性を高めるべく双方を沿うようにして配設したが、例えば電子回路部４を縦桟２２に沿って設ける構成等とすることも可能である。また、羽板５の傾斜角度α、ＬＥＤモジュール１の背面側に上下方向に設置する羽板５の枚数は、ＬＥＤモジュール１の設置場所の風圧、ＬＥＤモジュール１の設置高さ、対象者からＬＥＤモジュール１までの視認距離、必要とするコントラスト等に条件に基づき、適宜設定することが可能である。

本発明のＬＥＤモジュールは、例えば道路の上方に設置され、文字や画像等の情報を表示する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モジュールの正面図。第１実施形態のＬＥＤモジュールの背面図。第１実施形態のＬＥＤモジュールを横桟箇所で縦断した縦断面図。第１実施形態のＬＥＤモジュールの一部を示す正面図。第１実施形態のＬＥＤモジュールの一部を示す背面図。第１実施形態のＬＥＤモジュールの一部を縦桟箇所で縦断した拡大縦断面図。第２実施形態のＬＥＤモジュールを縦桟箇所で縦断した縦断面図。第２実施形態のＬＥＤモジュールの一部を縦桟箇所で縦断した拡大縦断面図。

符号の説明

１ＬＥＤモジュール
２基体
２１外枠
２２縦桟
２３横桟
２４、２５開口
３ＬＥＤ部
４電子回路部
４１駆動制御体
４２接続部
５羽板
５１基板
５２傾斜部
５３取付部
５４光吸収層
５５光反射層
５６外枠
６支持フレーム
６１横辺
６２縦辺
７樹脂封止部
α 羽板の傾斜角度
Ｗ風
Ｖ発光面

Claims

基体の横桟間に所定間隔で開口を形成し、基体の縦桟と該横桟の交点箇所の前面側に画素を構成するＬＥＤ部を配設するＬＥＤモジュールであって、
外枠内に該横桟間の開口の形成間隔よりも短い所定間隔で遮光性の羽板を並設した枠体を該基体の背面側に設け、
該遮光性の羽板を、該基体の背面から後方に向かって斜め下方に傾斜するようにして略上下方向へ並設すると共に、該横桟間の開口に対して複数行設けることを特徴とするＬＥＤモジュール。
請求項１記載のＬＥＤモジュールの複数を近接して配置することを特徴とするＬＥＤ表示装置。