説明

LED電光盤

【課題】LED発光における輝度強さの阻害がなく、また、電光面における輝度の一様さや光模様の鮮明さが欠けたりすることがなく、蓄光層が蓄えた光エネルギーを十分に活用できるLED発光体利用のLED電光盤を提供する。
【解決手段】本発明にかかるLED電光盤は、LED発光体を支持する基盤と、当該基盤の正面側に設けられて当該基盤の表面に沿って所望の表示記号を描く蓄光層と、先端部を正面に向けた姿勢で前記基盤の少なくとも蓄光層の形成部分において点々状に設置支持されている多数のLED発光体とを備え、停電時、蓄光層が蓄えていた光エネルギーによりLED発光体を通して残発光がなされるようになっている、ことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通電時にはLED発光により、停電時には蓄光層に蓄えていた光を発するLED電光盤に関するものであり、詳しくは、照明や装飾などの用途に好適に利用でき、災害時や停電時には蓄光層の残発光により非常灯などに好適に利用できる非常用表示兼用などのLED電光盤に関する。
【背景技術】
【0002】
発光体において蓄光機能をもたせたものも、これまで、種々、知られている(例えば、特許文献1〜4参照)。これらの発光体は、避難災害時や夜間停電時などにおいても、誘導灯や安全灯の発光体として、誘導灯や安全灯を視認可能とさせ、安全・安心な生活を守り得るものである。
発光体における光源を、超寿命、低消費電力であり、小型化が可能であるといった種々の利点を有するLED(発光ダイオード:Light Emitting Diode)光源に持たせたものも種々知られており、このLED発光体の中にも、蓄光機能を持つものが知られている(例えば、特許文献5、特許文献6参照)。特許文献5の発光体は、通電保護スリーブの内部にLED発光体を備え、通電保護スリーブの先端側(光照射路上)に無機質の着色顔料と蓄光顔料とを含有する合成樹脂製の蓄光体が着脱自在に取り付けられてなる構造を有する。そして、特許文献6の発光体は、光透過性ケース体の内部にLED光源部を備え、ケース体の外周部に蓄光部を備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−344441号公報
【特許文献2】特開2006−293168号公報
【特許文献3】特開2006−350270号公報
【特許文献4】特開2007−126927号公報
【特許文献5】特開2007−310268号公報
【特許文献6】特開平10−321916号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献5に記載されているLED発光体利用の蓄光型発光体は、光源部から照射される光が外部に出る前に必ず蓄光部を通過する仕組みになっているため、通常時、LED発光の強さが蓄光部の遮蔽機能によって阻害されてしまうと言う問題があった。しかも、LED発光体は、多数を、基盤の正面側に光を照射する姿勢で点々状に配置して、照明や装飾などの用途に用いる場合があるが、その場合において、前記多数のLED発光体のうちの全部または一部を蓄光型LED発光体に置き換えることで、災害時や停電時に、これらの蓄光型LED発光体が発する蓄光エネルギー光で非常時表示をしようとするとき、特許文献5のLED発光体のように、蓄光部が光源部からの光の通路上にあると、このような蓄光部を有しないLED発光体との間で、輝度に強弱の差が生じることになり、この輝度の差により、LED電光盤の光照射面における輝度の一様さが欠けたり、光模様の鮮明さが欠けたりすると言う問題もあった。
【0005】
特許文献6の蓄光型LED発光体では、蓄光部がケース体の外周部にあるため、特許文献5の蓄光型LED発光体における上述の問題は生じない。しかし、蓄光部が光源部の外周部にある特許文献6の蓄光型LED発光体では、通電時において、光源部からの光が蓄光部で遮られることにより、透明体正面と透明体側面の輝度の差が特に顕著となってしまうと言う問題があった。さらに、特許文献6の蓄光型LED発光体では、多数を点々状に配列してLED電光盤とした場合、透明体外周部にある蓄光部によって、密な配列が妨げられる上、停電時における電光盤を正面から見たとき、各LED発光体の蓄光部による残発光が、各々、リング帯状となるため、表現できる表示記号が非常に限定されてしまうという問題もあった。
【0006】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、LED発光における輝度強さの阻害がなく、また、電光面における輝度の一様さや光模様の鮮明さが欠けたりすることがなく、蓄光層が蓄えた光エネルギーを十分に活用できるLED発光体利用のLED電光盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った。その結果、LED発光体を支持する基盤と、当該基盤の正面側に設けられて当該基盤の表面に沿って所望の表示記号を描く蓄光層と、先端部を正面に向けた姿勢で前記基盤の少なくとも蓄光層の形成部分において点々状に設置支持されている多数のLED発光体とを備えるものであれば、光源部から外部への光照射が蓄光層によって妨げられることがなく、しかも、蓄光層の位置が光源部の裏側となる位置にあるため、蓄光層からの残発光をLED発光体を通じて外に確実に発することができて、前記従来の問題を解消することができることの実証を得て、本願発明を完成した。
【0008】
すなわち、本発明にかかるLED電光盤は、LED発光体を支持する基盤と、当該基盤の正面側に設けられて当該基盤の表面に沿って所望の表示記号を描く蓄光層と、先端部を正面に向けた姿勢で前記基盤の少なくとも蓄光層の形成部分において点々状に設置支持されている多数のLED発光体とを備え、停電時、蓄光層が蓄えていた光エネルギーによりLED発光体を通して残発光がなされるようになっている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明のLED電光盤においては、LED発光体の光源部からLED発光体の外側に向かう光が蓄光層を通過することがないので、輝度強さの阻害が起きない。そのため、電光面における輝度の一様さや模様の鮮明さに欠けることがないのである。本発明のLED電光盤は、また、蓄光層からの残発光をLED発光体を通じて外部に確実に向けることができるので、蓄光層が蓄えた光エネルギーの利用効率が高い。本発明のLED電光盤は、さらに、LED発光体と蓄光層が一体となっていないので、蓄光層による残発光表示は、LED発光体の配置や形状に依存することなく、極めて高い自由度で設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明にかかるLED電光盤の通電時(図a)と停電時(図b)の一例を示す正面図である。
【図2】本発明に好適なLED発光体の例を示す断面図である。
【図3】本発明に好適なLED発光体の様々な形状の例を示す外観図である。
【図4】本発明にかかるLED電光盤の1つの実施形態を示す部分的側面図(図a)と、LED電光盤の電源接続部のみを示す部分的斜視図(図b)である。
【図5】本発明にかかるLED電光盤の1つの実施形態を示す部分的拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
〔LED電光盤〕
本発明にかかるLED電光盤は、LED発光体を支持する基盤と、当該基盤の正面側に設けられて当該基盤の表面に沿って所望の表示記号を描く蓄光層と、先端部を正面に向けた姿勢で前記基盤の少なくとも蓄光層の形成部分において点々状に設置支持されている多数のLED発光体とを備え、停電時、蓄光層が蓄えていた光エネルギーによりLED発光体を通して残発光がなされるようになっている、ことを特徴とする。
【0012】
この場合において、LED発光体および/または蓄光層が発光色の異なるものの組合せからなり、これら発光色の違いにより、通電時の装飾模様および/または停電時の非常用表示が形成されるようになっていることもある。すなわち、LED電光盤は、すべてのLED発光体が同色発光するものであれば、照明用となり、発光色の異なるLED発光体を所望の模様・文字・記号や彩色に合わせて、碁盤目状など、点々状に配置すれば、様々な図形や文字を表すことができ、しかも、本発明のLED電光盤は、基盤正面側に基盤表面に沿って所望の表示記号を描く蓄光層を備えるため、停電時には、これらの蓄光層により、非常口の方向を示す矢印などの非常用表示を表示させることもできる。停電時でなくても、意識的に停電させて、LED電光盤の模様・文字・記号や彩色を通電時とは異なるものとさせることもできる。
【0013】
以下に、本発明のLED電光盤の実施形態の一例を、図面を参照しながら、詳しく説明する。
図1(a)は、通電時におけるLED電光盤の正面図であるが、光源部の色が異なる多数のLED発光体を、すべて、それぞれの光照射方向が正面方向となるようにして、碁盤目状などの点々状に配置することにより、所望の絵を現出させている様子を示している。具体的には、このLED電光盤では、図1(a)において円の中に横線を入れた形状で示す青色LED発光体10a・・・で「空」を、図1(a)において円の中に縦横線を入れた形状で示す赤色LED発光体10b・・・で「太陽」を、そして、図1(a)において円だけで示す白色LED発光体10c・・・で「雲」を表現している。図1(a)では、「太陽」は図の中心に位置しており、その左右に位置する2つの「雲」のそれぞれの一部が、この「太陽」に少しだけ掛かっている様子が見える。
【0014】
LED発光体では、光源部として、あるいは、透明体自身が有する色として、3原色すべてが実用されているため、これら3原色の光源部を備える着色LED発光体を適宜組み合わせて隣接配置することで、所望のすべての色を表現することができ、また、その配置のパターンも無限であるので、3原色の着色LED発光体を用いれば、LED電光盤において、あらゆるイメージを現出させることができ、カラー画像表示も可能である。しかも、LED電光盤において、個々のLED発光体は互いに独立しているので、それらの配置を事後的に変更して、現出させるイメージを変更することも可能であり、発光体がただ1つ、あるいは、各LED発光体が基盤に対し不可分一体となっているLED電光盤に比べると、表現内容の自由度が極めて高いものになる。
【0015】
図1(a)に示す如く、LED発光体の配置、彩色などにより、通電時に所望の装飾模様を表示させることは、3原色を備える従来型の着色LED発光体でも可能であるが、本発明のLED電光盤は、基盤の正面側に設けられて当該基盤の表面に沿って所望の表示記号を描く蓄光層が設けられていることで、図1(b)に示すように、停電時においても、蓄光による表示機能を発現するものである。
すなわち、図1(b)は、上記のLED電光盤の停電時における正面図であり、基盤20の表面に沿って、「非常口」の文字と非常口の方向を示す「矢印」の図形を描く蓄光層30が残発光している様子を示している。
【0016】
このように、本発明のLED電光盤では、通電時における図1(a)の図形と、停電時における図1(b)の図形とは、異なるものとすることができるので、停電時の表示を「非常用表示」としたり、通電時とは異なるイメージとしてLED電光盤の表現を豊かにしたりすることができる。特に、蓄光層30は、LED発光体10の配置や形状に依存しない独立した層であるので、例えば、スクリーン印刷や、パッド印刷、転写印刷、グラビア印刷などの印刷技術を用いるなどして、極めて自由度の高いイメージを現出させることが可能である。すなわち、蓄光層30がLED発光体10と一体となっている場合には、点状のLED発光体を単位として、多数のLED発光体10・・・の点々状の配置や形状によって表示記号が形成されることとなり、しかも、LED発光体10が配置されていないところでの発光(蓄光発光)が不可能であるため、シャープな文字や図形を表現することが困難である。これに対し、前記のように、本発明では、LED発光体10が配置されていないところにも蓄光層30を形成できるので、シャープな文字や図形であっても自由に表現できるのである。
【0017】
図1(b)では、蓄光層30による画像表示は単色であるが、前述のとおり、本発明にかかるLED電光盤では、蓄光層により3原色など種々の色を残発光することができることとすれば、蓄光層のみで、所望の色を表現することもできる。そのため、停電時においても、カラー画像の表示が可能であるとともに、蓄光層の位置によるだけでなく、色によっても、所望の電光表示を行うことができる。
上に述べたように、本発明のLED電光盤は、LED発光体を備えるが、前記LED発光体としては、例えば、図2に見るように、LED型の光源部11と、この光源部11を内蔵する円柱状の透明体12を備えている。そして、光源部11が端子13a,13bを介して電源部(図示せず)に繋がれている点などの基本的構成も、従来のLED発光体と同様でよい。図2に示す例では、光源部11から出た光は、凸レンズ部12aから、透明体12の軸方向に沿い、外部に照射されるようになっている。図2に示すように、透明体の先端が凸レンズ部12aとなっていれば、そのレンズ機能による集光により、光エネルギーの利用効率が高く好ましいが、この凸レンズ部12aは本発明に必須の構成ではない。したがって、透明体の形状も、図2に示す如き砲弾型に限定されるものではない。砲弾型以外の形状については、後に例を挙げて詳しく説明する。
【0018】
また、光源部11の一方の電極はボンディングワイヤ14aを介して第1端子13aと電気的に接続され、他方の電極はボンディングワイヤ14bを介して第2端子13bと電気的に接続されている。そして、両電極間に電圧が印加されると、光源部11から光が発せられ、この光は、透明体12を通って外部に照射される。図2に示すように透明体12先端に凸レンズ部12aを有する場合は、光は、透明体12先端の凸レンズ部12aで集光されて、透明体12の先端からその軸方向に沿って真っ直ぐに照射される。
以下では、さらに、一般的なLED発光体を構成する各部の詳細について説明する。
光源部11の構成については、一部は上でも述べたが、アノード電極とカソード電極を有し、アノード電極からカソード電極に電流を流すことで、光源部を構成している結晶、すなわち、PN結合を持つ結晶の内部にエネルギーが発生し、光が放出される仕組みとなっている。このような光源部は、一般に、「LEDチップ」や「ペレット」などと称されている。
【0019】
透明体12は、LED発光体において通常使用されている透明体が使用でき、その材料としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明性樹脂や、ガラスなどが挙げられるが、極めて高透明度で屈折率が高く、かつ、成形性に優れるアクリル系樹脂が好ましく使用できる。その形状としては、上記の実施形態で示す同径円柱状、すなわち、「砲弾型」のほか、太鼓のような中央がやや太い円柱状であっても良く、さらには、図3に示すような、フラックス型(図3(a)はフラットタイプ、図3(a’)はドームタイプ)、逆円錐型(図3(b)、先端部分が逆円錐型の凹部となっている)、帽子型(図3(c))、円柱型(図3(d))、フラット角型(図3(e))など、用途に応じて様々な形状が採用されるが、要するに、透明体12の先端から軸方向に沿って光が照射されるようになっておれば良いのである。また、図2,3に示すLED発光体においては、透明体は、通常、内部に空洞を有しない中実のものであるが、必要に応じ、内部に空洞を有する中空状のものであってもよい。図2,3の如きLED発光体は、通常の製法、例えば、透明体の原料となる樹脂を型に流し入れるとともに、光源部となるLEDチップを入れたのち、成型加工を行う方法により製造することができる。
【0020】
ここで、蓄光層30は、例えば、有色蓄光顔料やそれに準ずる蓄光剤をバインダー樹脂溶液に分散溶液化したものを、ポッティング、ディッピング、トッピング、シーリングなどの各付着形成方式を用い、必要箇所に、コーティング(塗装を含む)、蒸着、貼り付けなどして、基盤20表面上に配置固定することができる。スクリーン印刷や、パッド印刷、転写印刷、グラビア印刷などの公知の手段を用いることにより、基盤20表面に沿って蓄光層30の複雑なパターンを簡易に形成することができる。
蓄光剤としては、硫化物系蓄光蛍光体、アルカリ土類金属系蓄光蛍光体など公知の種々のものを使用することができる。そして、蓄光剤用のバインダー樹脂としては、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン樹脂などが挙げられるが、蓄光剤分散溶液を硬化させる際に基盤に過度に熱負荷を与えることは好ましくないので、特に、ウレタン樹脂などの低温硬化が可能な樹脂や、UV硬化樹脂を選択することが好ましい。蓄光剤による残発光は、有色であることにより、その用途を増すことができ、最低限、赤色、青色、緑色の3原色を備えることで、大抵の色を出すことができる。
【0021】
本発明のLED電光盤においては、LED発光体10が基盤20によって支持されている。図4はこの支持構造を部分的に側面から示すととともに、LED発光体10の電源部20bを部分的に斜視図で示している。そして、図5はLED発光体10の電源部20bにおける電気的接続状態を示している。
図4、5において、符号20aは、表面に蓄光層30が印刷形成されてなる印刷シートであり、図4(a)に見るように、この印刷シート20aは、電源部20bと合わせて、基盤20を一体形成している。
図5に見るように、LED発光体10の端子13a,13bが印刷シート20aの裏面側に貫通して、電源部20bに内蔵されている電源線22a,22bに接触するとともに、基盤20に固定支持されるようになっている。このような貫通構造を形成するためには、例えば、印刷シート20aおよび蓄光層30に対して、打ち抜き加工などの従来公知の手段を講じればよい。
【0022】
図4(b)は、前記電源部20bのみを斜視図で表したものであるが、電源部20bは、多数のソケット21を有していて、所望のソケット21にLED発光体10の端子13a,13bが嵌め込まれるようになっている。その内部では、図5に示すような電源接続構造が設けられており、ソケット21に嵌め込まれた端子13a,13bに電気が供給されるようになっている。
図5から、前記蓄光層30が基盤20表面とLED発光体10の光源部11との間に位置していることが分かる。これにより、LED発光体10の光源部11からの光は、蓄光層30に妨げられることなく、十分な輝度を確保できる。
【0023】
また、LED発光体は、その光源部11が極めて小さいのがその特徴の1つであり、LED発光体のこの特徴のため、蓄光層30がLED発光体10の端子側に配置されてはいても、災害時や停電時などにおいて蓄光層30から発せられる光は、その通路に位置する光源部11に妨げられることなく、透明体12先端を通して、高効率で残発光させることができるのである。
なお、図5では、蓄光層30の設けられていないところにおいて、LED発光体10の透明体12底面と基盤20表面の間に隙間40が生じており、この隙間40は、蓄光層30の厚み分に相当するものであるが、蓄光層30の厚みは、100μm程度の僅かなものであるので、実際上、問題となることはない。図示しないが、基盤20表面に所望の表示記号を描く蓄光層30を設けた後、さらに、透明な接着層を表面が均一になるようにして設ければ、LED発光体10の位置を確実に固定できるとともに、LED発光体10の透明体12底面と基盤20表面との間の僅かな隙間40をなくすることができる。
【0024】
基盤20裏面側には、図4(a),(b)の説明で述べたとおり、電源部20bが設けられており、その構造は、具体的には、図5に示すように、各マイナス端子13a、各プラス端子13bが、電源線22a,22bと連結しており、LED発光体10の光源部11への電気の供給が可能となっている。図5では、簡略化のため、電源部20bのうちの内部構造のみを示している。
なお、LED発光体10の端子13a,13bから基盤20への漏電を招かぬように、基盤としては、例えば、紙、不織布、プラスチック、ゴム、ガラスなどの絶縁性のものを用いることが好ましい。もっとも、LED発光体の端子に絶縁加工を施しておけば、基盤20として、金属などの導電性のものを用いることもできる。
【0025】
〔用途〕
本発明にかかるLED電光盤は、省エネルギー、長寿命、コンパクトといった利点を有するLED発光体を利用するLED電光盤において、そのLED機能を阻害せずに蓄光機能の特徴を生かすことのできるものであり、今後、照明市場・装飾市場で極めて有用に貢献できる。
その具体的な用途としては、災害時の避難安全誘導表示器、火災報知機・煙探知機との併用、防災安全灯などの住宅関連安全用途;家庭・オフィス・工場関係の照明器具などの照明器具用途;電車・自動車・航空機・船舶などや地下鉄・高速トンネルなどの交通関連用途;映画館・球場・コンサートホール・劇場・イベントホール・ブライタルホールなどの多人数集合場での使用などが挙げられる。
【0026】
本発明にかかるLED電光盤を表示認識板に利用する場合は、わずかの照射時間でも残発光性が得られるため、点灯・照明のON/OFFを信号化することによって節電が可能であり、特に夜間での使用に際して有用である。
本発明にかかるLED電光盤では、災害時などに蓄光層の一部が破損散乱しても、破損散乱を免れた蓄光層の他の部分は独立して残発光可能であるため、一定時間は避難誘導表示などとして視認可能である。残発光は、蓄光材濃度や光源の照射時間にもよるが、約20分〜30分の残発光が可能であり、災害緊急表示灯など、より長時間の残発光表示を必要とする場合は、最小限のバッテリー機能を内蔵させて、短時間の点灯と消灯を繰り返させることで、数日間の残発光を維持することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0027】
本発明は、例えば、照明器具あるいは装飾器具などとして、さらに、災害時や夜間などの停電時には残発光による視認機能を有する表示灯などとして、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0028】
10 : LED発光体
11 : 光源部
13a,13b: 端子
20 : 基盤
30 : 蓄光層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
LED発光体を支持する基盤と、当該基盤の正面側に設けられて当該基盤の表面に沿って所望の表示記号を描く蓄光層と、先端部を正面に向けた姿勢で前記基盤の少なくとも蓄光層の形成部分において点々状に設置支持されている多数のLED発光体とを備え、停電時、蓄光層が蓄えていた光エネルギーによりLED発光体を通して残発光がなされるようになっている、LED電光盤。
【請求項2】
停電時における前記残発光により非常用表示がなされるようになっている、請求項1に記載のLED電光盤。
【請求項3】
前記LED発光体および/または蓄光層が発光色の異なるものの組合せからなり、これら発光色の違いにより、通電時の装飾模様および/または停電時の非常用表示が形成されるようになっている、請求項1または2に記載のLED電光盤。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−17850(P2011−17850A)
【公開日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−161786(P2009−161786)
【出願日】平成21年7月8日(2009.7.8)
【出願人】(599056530)株式会社小松プロセス (18)
【出願人】(509148382)
【出願人】(509148463)
【Fターム(参考)】