JP4750821B2 - 発光表示パネル - Google Patents

Description

本発明は発光表示パネルに関し、特に、本発明に従う発光表示パネルのそれぞれの発光装置は、それぞれの発光装置が各々の発光強度を増大しハイパワーの下で動作することができるように、高度に効率的な熱伝導／放散装置に係合する。

発光ダイオードは、例えばパワーを節約する、振動耐性のある、迅速に応答する、などの多くの利点を有し、かつ大量生産に適用可能な、新生の照明源の一種である。現在の発光表示パネルの多くは発光装置の発光源として発光ダイオードを適応させ、および、これらの発光表示パネルは多くの状況、例えば交通信号、広告ボード、競技場のスコアボード、などに広範囲にわたって適用されている。

しかし、発光ダイオードの発光強度が増加される必要がある場合、より大きいエミッタチップが必要であり、および、より大量の熱もまた生成される。しばらくの間の、発光ダイオードの連続的な光発光の後、発光ダイオードは接合温度の上昇の問題を有し、発光ダイオードの発光効率の低下を生じさせ、それは次に発光ダイオードの明るさを増加することを可能にしない。したがって、発光ダイオードの発光効率を向上するために、発光ダイオードは、常に（少なくとも１ワットより大きい）ハイパワーの下で動作する必要があり、および発光源として発光ダイオードを使用する発光装置はまた、発光ダイオードの明るさを維持しかつ製品寿命を長くするために良い熱放散機構を搭載する必要がある。

光源として発光ダイオードを適応する現在の発光表示パネルは、主にパッケージ化された発光ダイオードを前プレートに係合するかまたはパッケージ化された発光ダイオードを前プレートの中に挿入している。発光ダイオードのパワーが１ワットより少ないので、熱放散の問題は深刻でない。本発明に従う発光表示パネルは、ハイパワー熱伝導／放散装置に係合し、したがって、発光表示パネルは、発光源としてハイパワー発光ダイオードまたは他のハイパワー発光装置を使用することができ、およびエミッタチップの接合温度が安全範囲を超える場合に、エミッタチップに対する損傷を回避するために伝導によって熱を放散させることができる。

したがって、本発明の目的は、良い熱伝導素子を有する一方、多くの高輝度発光装置を装着することが可能な発光表示パネルを提供することである。従来技術の熱放散問題を解決することに加えて、この発光表示パネルの熱抵抗は、パッケージ化された層内部で直ちに減少し、部分的な熱放散の効果を達成して、エミッタチップの接合温度を効果的に低下させて、高強度の発光効果を提供する。

本発明の目的は、発光表示パネルを提供することである。本発明に従う発光表示パネルは、前プレート、Ｎ個の熱伝導／放散装置およびＮ個の発光装置を含み、ここでＮは、自然数である。

前プレートはその上に前面および背面を画成し、および、前プレートはその上にＮ個の貫通孔を設ける。Ｎ個の熱伝導／放散装置の各々がＮ個の孔のうちの１つに対応し、および、各熱伝導／放散装置は熱伝導素子および少なくとも１つの熱放散フィンを含む。熱伝導素子は、対応する孔に適合する頸部分、頸部分の遠位端の平坦部分およびテール部分に分けられる。熱伝導素子は、熱伝導素子のテール部分が前プレートの背面に配置されるように、その頸部分を通して対応する孔の中に挿入される。この少なくとも１つの熱放散フィンは、熱伝導素子のテール部分の周縁に取り付けられる。Ｎ個の発光装置の各々が、Ｎ個の孔のうちの１つに対応して、対応する孔に挿入される熱伝導素子の平坦な部分に取り付けられる。

それによって、Ｎ個の発光装置の各々の動作中に生成される熱が、この発光装置に対応する熱伝導素子によって前プレートの背面へ伝導され、そして次に、それは発光装置に対応する少なくとも１つの熱放散フィンによって周囲の空気に放散される。

本発明に従う発光表示パネルは、Ｎ個の熱伝導／放散装置をＮ個の光発光装置と効果的に統合して独立の光エンジンにする熱放散機能を有する光エンジンをその中に含む。Ｎ個の発光装置によって生成される熱は、円筒形の熱伝導素子によって効果的に伝導されることができる。この熱伝導素子は、従来技術のそれと比較してより大きい表面領域を有するだけでなく、しかしまた、Ｎ個の発光装置から離れて熱を伝導することもでき、および、少なくとも１つの熱放散フィンによって熱を周囲の空気に放散させ、熱放散効率を実質的に向上することができる。従来技術と比較してＮ個の発光装置が熱伝導素子の平坦な部分に平たく取り付けられるので、本発明に従う発光表示パネルのＮ個の発光装置は、接合温度を効果的に低下させることができ、この発光表示パネルが、ワードおよび画像ファイルを表示し、かつ平面照明源として役立つハイパワー発光ダイオードを利用することが可能になる。

本発明に従う発光表示パネルは、発光装置を熱伝導／放散装置と統合して熱を効果的に放散させることができ、かつより良い熱放散効率を有する独立の部材にすることができる。

本発明の利点および趣旨は、添付の図面と共に以下の説明によって理解されることができる。

本発明は、Ｎ個のハイパワー光発光装置から構成される発光表示パネルを提供し、およびこの発光表示パネルは、ｐｎ接合の温度が非常に高くなる時に、発光効率およびエミッタチップの製品寿命が低下することを防ぐことができる。

図１を参照して、図１は、本発明に従う第１の好ましい実施態様の外部の斜視図である。図１に示すように、発光表示パネル１は前プレート１２、Ｎ個の熱伝導／放散装置１４およびＮ個の発光装置１６を含む。Ｎは、自然数である。

前プレート１２は、前面および背面をその上に画成し、および、前プレート１２はその上にＮ個の貫通孔１２２を有する。Ｎ個の孔１２２の、各々の内径は、孔１２２に対応する発光装置１６の外径よりわずかに大きい。前プレート１２は、セメント材、ガラス材料、金属材料、木製材料、重合物質、セメント／高分子複合材料およびセラミック／高分子複合材料からなる群から選択されるものから作られる。

Ｎ個の熱伝導／放散装置１４の各々が、Ｎ個の孔１２２のうち１つに対応する。Ｎ個の熱伝導／放散装置１４の各々が、熱伝導素子１４２および少なくとも１つの熱放散フィン１４４を含む。熱伝導素子１４２は、対応する孔１２２に適合する頸部分２０、頸部分２０の遠位端の平坦部分２２およびテール部分２４に分けられる。熱伝導素子１４２は、その頸部分２０を経て対応する孔１２２を通して挿入され、および、それはネジまたは他の道具を使用して、熱伝導素子１４２のテール部分２４が前プレート１２の背面上に配置されるように、前プレート１２の背面に取り付けられる。本発明の本実施態様において、各熱伝導素子１４２はまた、熱伝導素子１４２を前プレート１２の背面に固定するために、熱伝導素子１４２上に取り付けられる固定素子１７を使用する。この少なくとも１つの熱放散フィン１４４は、熱伝導素子１４２のテール部分２４の周縁に取り付けられる。それによって、Ｎ個の発光装置１６の動作中に生成される熱はＮ個の熱伝導素子１４２によって少なくとも１つの熱放散フィン１４４へ導かれ、そして次に、それは少なくとも１つの熱放散フィン１４４によって放散される。

本発明の一実施態様において、本発明に従う、発光表示パネル１のＮ個の発光装置１４が前プレート１２上にアレイの形態で配置される。

Ｎ個の発光装置１６の各々が、Ｎ個の孔１２２のうちの１つに対応し、かつ対応する孔１２２を通して挿入される熱伝導素子１４２の平坦な部分２２に取り付けられる。各発光装置１６は、電源または接地に電気的に接続するための少なくとも２本の導線１９を更に備える。

図２を参照して、図２は本発明の第１の好ましい実施態様に従う発光表示パネルの側面図である。図２に示すように、各熱伝導／放散装置１４に含まれる熱伝導素子１４２は、実質的に円筒形である。本発明の一実施態様において、熱伝導素子１４２はヒートパイプ、熱柱または、銅およびアルミニウムから成る円筒のような、高熱伝導率を有する材料であり、円筒の長さは、少なくとも１つの平坦部分２２の全幅の二倍を超える。熱伝導素子１４２の平坦な部分２２は、円筒形の熱伝導素子の製造中に付加処理によって作られる。熱伝導素子１４２は、その頸部分２０を通して対応する孔１２２の中に挿入され、および、熱伝導素子１４２のテール部分２４が前プレート１２の背面に配置されるように、固定素子１７を使用して、前プレート１２の背面上に固定される。発光装置１６は、発光ダイオードダイまたはレーザダイオードダイである少なくとも１つの半導体発光ダイを含む。重合物質、金属材料、半導体材料またはセラミック材料から作られる発光装置１６のベースが、熱伝導素子１４２の平坦部分２２に平たく取り付けられる。

発光表示パネル１の発光装置１６が電源に接続される場合、発光素子１６の動作中に生成される熱は、熱伝導素子１４２の少なくとも１つの平坦部分２２によって少なくとも１つの熱放散フィン１４４まで伝導され、そして次に、それは少なくとも１つの熱放散フィン１４４によって放散される。本発明に従う発光装置１６は、熱伝導素子１４２の少なくとも１つの平坦な部分２２に平たくかつ継ぎ目なく取り付けられ、および、電源または制御回路モジュールを、発光装置１６によって生成される熱に直接影響を受けることから回避するように、接続した電源または制御モジュールから距離を保つ。

本発明は、Ｎ個の熱伝導／放散素子１４をＮ個の発光装置１６と効果的に統合して高度に効率的な熱放散機能を有する光エンジンにする。本発明は、発光素子１６を熱伝導素子１４２の平坦な部分２２に平たく取り付け、かつ次いで熱伝導素子１４２の実質的に円筒形の構造によって熱を遠くへ伝導することによって、発光装置１６内部の半導体発光ダイの接合温度を効果的に低下させる。熱伝導素子１４２は、従来技術のそれと比較してより大きな熱放散領域を有するだけでなく、しかし、また、その前プレート１２を通して発光装置１６から離れて熱を伝導することもできる。

本発明の一実施態様において、本発明に従う発光表示パネルは、Ｎ個の発光装置を制御するための動力供給／制御ユニットを更に備える。Ｎ個の発光装置の各々は、少なくとも２つの導線を通して動力供給／制御ユニットに電気的に接続される。この制御モジュールは、Ｎ個の発光装置をワードおよび画像ファイルを表示するために異なる色を発揮するように制御することが可能であり、およびそれはまた、平面照明源として役立つ光を同時に発するようにＮ個の発光装置を制御することが可能である。

本発明に従う発光表示パネルは、最初に熱伝導素子によって発光装置から離れて熱を伝導し、そして次に、それは熱放散効率を実質的に向上するために少なくとも１つの熱放散フィンによって周囲の空気に直ちに熱を放散させる。熱放散効率を向上させることによって、過熱によって生じる半導体発光ダイの効率の低下する問題は解決される。

したがって、本発明に従う発光表示パネルは、熱伝導素子の平坦な部分に平たく取り付けられ、および、それは半導体発光ダイの接合温度を効果的に低下させるために、熱伝導素子の実質的に円筒形の構造によって熱を離れて伝導し、そのため、本発明に従う発光素子は（５ワットを超える）より高いワットまで作動されることができ、発光表示パネルの発光効率を、ディスプレイボードとしてだけでなく、しかしまた、照明源としても役に立つように実質的に向上させる。

上記の例および説明によって、本発明の特徴および趣旨は十分に記載されていると期待される。本発明の教示を保持するとともに、この素子の数多くの変更および改変がなされることができることを当業者は直ちに認めるであろう。したがって、上記の開示は添付の特許請求の範囲の境界および上下限だけによって限定されるように、解釈されるべきである。

本発明の第１の好ましい実施態様に従う発光表示パネルの部分的な外部の斜視図である。 本発明の第１の好ましい実施態様に従う発光表示パネルの側面図である。

符号の説明

１発光表示パネル
１２前プレート
１４熱伝導／放散装置
１６発光装置
１７固定素子
１９導線
２０頸部分
２２平坦部分
２４テール部分
１２２貫通孔
１４２熱伝導素子
１４４熱放散フィン

Claims (7)

1. 発光表示パネルであって、
   前面および背面をその上に画成する前プレートであって、かつその上にＮ個の貫通孔を設け、Ｎが自然数である、前プレートと、
   各々が前記Ｎ個の貫通孔のうちの１つに対応するＮ個の熱伝導／放散装置であって、前記Ｎ個の熱伝導／放散装置の各々が、
   前記対応する孔に適合する頸部分、およびテール部分に分けられ、平坦な端面と側壁を有する円筒形のヒートパイプであって、前記頸部分は前記平坦な端面と前記側壁の一部を備え、前記平坦な端面は前記頸部分の遠位端において前記側壁の伸長方向に対し垂直であり、前記円筒形のヒートパイプの前記テール部分が前記前プレートの前記背面に配置されるように、その前記頸部分を通して前記対応する孔に挿入され、前記頸部分の一部は前記前プレートの厚さ内に配置される、銅から成る、円筒形のヒートパイプと、
   前記ヒートパイプの前記テール部分の周縁に取り付けられる少なくとも１つの熱放散フィンと、を備え、前記円筒形のヒートパイプの長さは、前記平坦な端面の全幅の二倍を超える、装置と、
   前記対応する前記孔に挿入される前記円筒形のヒートパイプの前記平坦な端面に取り付けられる、各々が前記Ｎ個の孔のうちの１つに対応するＮ個の発光装置と、を備え、
   それによって、前記Ｎ個の発光装置の各々の動作中に生成される熱が、前記前プレートの前記背面まで前記１つの発光装置に対応する前記円筒形のヒートパイプによって伝導され、そして次に、前記１つの発光装置に対応する前記少なくとも１つの熱放散フィンによって放散される、パネル。
2. 前記Ｎ個の発光装置が、前記前プレートの前記前面上にアレイの形態で配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネル。
3. さらに、動力供給／制御ユニット、を備え、前記Ｎ個の発光装置の各々が、前記動力供給／制御ユニットに電気的に接続される少なくとも２本の導線を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネル。
4. 前記前プレートが、セメント材、ガラス材料、金属材料、木製材料、重合物質、セメント／高分子複合材料およびセラミック／高分子複合材料からなる群から選択されるものから作られる、ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネル。
5. 前記Ｎ個の発光装置の各々が、各々が発光ダイオードダイまたはレーザダイオードダイである少なくとも１つの半導体発光ダイを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネル。
6. 前記前プレート内の前記孔の各々の内径が、前記対応する発光装置の外径よりわずかに大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネル。
7. 前記Ｎ個の熱伝導／放散装置の各々が、前記熱伝導／放散装置を前記前プレートの前記背面に固定するために、前記対応する熱伝導／放散装置の前記円筒形のヒートパイプの前記テール部分を取り付ける固定素子を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示パネル。