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特許7282733可撓性ＬＥＤ表示モジュールを有する装置およびそれを使用する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-19
(45)【発行日】2023-05-29
(54)【発明の名称】可撓性ＬＥＤ表示モジュールを有する装置およびそれを使用する方法
(51)【国際特許分類】
G09F 9/33 20060101AFI20230522BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20230522BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20230522BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20230522BHJP
【ＦＩ】
G09F9/33
G09F9/30 308Z
G09F9/30 310
G09F9/00 346A
G09F9/00 348Z
H01L33/00 L
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2020500934
(86)(22)【出願日】2018-03-22
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-04-16
(86)【国際出願番号】 CA2018050347
(87)【国際公開番号】W WO2018170599
(87)【国際公開日】2018-09-27
【審査請求日】2021-03-22
(31)【優先権主張番号】62/475,055
(32)【優先日】2017-03-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】519339998
【氏名又は名称】１０６４４１３７ カナダ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】パーレバニネザッド，マジッド
(72)【発明者】
【氏名】シェルヴィッツ，サム
(72)【発明者】
【氏名】アスカリアナブヤネー，イマン
(72)【発明者】
【氏名】ベイラグ，ダウード シェカリ
【審査官】小野 博之
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０２９３０７８９（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２００６－３２２９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２８２１４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１０６０４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－１９９８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５０７０３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３２０３３２４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特表２０１５－５０９２１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６５３０７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０９Ｆ ９／００－９／４６
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
各発光サブモジュールが一つ以上の発光構成要素を有する回路基板を備える複数の発光サブモジュールと、前記複数の発光サブモジュールを一つ以上の電源に電気的に接続するための複数の電気導体と、
を備える発光モジュールであって、
各発光サブモジュールは、前記回路基板を内部に受け入れるためのエンクロージャであって、前記一つ以上の発光構成要素を発光させるための前側における開口部と前記前側から後方にテーパ状になる側壁とを有する切頭体形状を有するエンクロージャ、を備え、
前記複数の発光サブモジュールは、隣接する発光サブモジュールが可撓性連結構造の周りで可撓性であることを可能とするための前記可撓性連結構造を介して、前記前側上の隣接した端で、並んで互いに柔軟に連結して、可撓性表示面を形成する発光モジュール。
【請求項2】
各発光サブモジュールが一つ以上の発光構成要素を備える複数の発光サブモジュールであって、互いに柔軟に連結して、可撓性表示面を形成する複数の発光サブモジュールと、前記複数の発光サブモジュールを相互接続するための複数の可撓性電気コネクタであって、前記複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、二重取付け板を備え、前記二重取付け板の第１の半分及び第２の半分はそれぞれ剛性材料でできていて、且つ、前記第１の半分及び前記第２の半分は互いに柔軟に連結している、複数の可撓性電気コネクタと、
を備える発光モジュール。
【請求項3】
前記複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、前記複数の発光サブモジュールの２つに着脱自在に接続可能である請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項4】
前記複数の発光サブモジュールの少なくとも２つは、第１の導電性連結構造を各々備え、そして前記複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、前記第１の導電性連結構造に電気的且つ機械的に係合するために第２の導電性連結構造を備える請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項5】
前記第１の導電性連結構造は、１セットの導電性凹部を備え、そして前記第２の導電性連結構造は、少なくとも２セットの導電性突出部を備え、各セットの突出部は、前記１セットの導電性凹部に電気的且つ機械的に係合可能である請求項４に記載の発光モジュール。
【請求項6】
前記複数の可撓性電気コネクタの前記少なくとも一つは、前記可撓性電気コネクタを装着構造の表面に装着するために前記第１の半分及び前記第２の半分の各々に少なくとも一つのネジ孔を備える請求項２～５のいずれか一項に記載の発光モジュール。
【請求項7】
前記複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、可撓性プリント基板（ＰＣＢ）または可撓性且つ導電性のストリップを備える請求項２～６のいずれか一項に記載の発光モジュール。
【請求項8】
各発光サブモジュールが一つ以上の発光構成要素を備える複数の発光サブモジュールと、可撓性ハウジング構造であって、前記複数の発光サブモジュールが互いに柔軟に連結して、可撓性表示面を形成するように、前記複数の発光サブモジュールを受け入れるために複数のセルを備え、可撓性材料で構成される、可撓性ハウジング構造と、
前記可撓性ハウジング構造に埋め込まれる複数の可撓性電気導体と、
を備える発光モジュール。
【請求項9】
各セルは、前記複数のセルの側壁に設けられ且つ前記複数の可撓性電気導体に接続した複数の電気端子を備え、前記複数の電気端子は、前記セル内に受け入れた前記発光サブモジュールの接続端子がそこで電気的に接続するために構成される請求項８に記載の発光モジュール。
【請求項10】
各セルの前記複数の電気端子は、電力を伝送するために少なくとも第１のセットの電気端子と、データまたは制御信号を送信するために少なくとも第２のセットの電気端子とを備える請求項９に記載の発光モジュール。
【請求項11】
一つ以上の発光モジュールであって、各発光モジュールは、少なくとも一つの第１の連結構造および複数の発光構成要素を備える一つ以上の発光モジュールと、前記一つ以上の発光モジュールを装着構造の表面に取り付けるための一つ以上のセットの取付け構造であって、各取付け構造は、磁力によって前記第１の連結構造に係合するために少なくとも一つの第２の連結構造を備える一つ以上のセットの取付け構造と、
を備える発光装置であって、
前記一つ以上のセットの取付け構造は、２つの隣接した発光モジュールを連結するように、そして前記２つの隣接した発光モジュールを前記表面に取付けるように構成される少なくとも一つの第１の取付け構造を備え、
各第１の取付け構造は、二重取付け板から成り、前記二重取付け板の第１の半分及び第２の半分は、それぞれ剛性材料でできていて、互いに柔軟に連結していて、且つそれぞれ前記第２の連結構造の一つを備える発光装置。
【請求項12】
各発光モジュールの前記少なくとも一つの第１の連結構造は、前記発光モジュールの四隅に位置する４つの第１の連結構造を備える請求項１１に記載の発光装置。
【請求項13】
前記第１の取付け構造は、前記２つの隣接した発光モジュールを電気的に接続するように構成される請求項１１または１２に記載の発光装置。
【請求項14】
前記第１の取付け構造は、可撓性ＰＣＢを備える請求項１１～１３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項15】
前記第１の取付け構造は、前記２つの隣接した発光モジュールを電気的に接続するために複数の第１の電気端子を備える請求項１１～１４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項16】
前記複数の第１の電気端子は、電力を伝送するために少なくとも第１のセットの第１の電気端子と、データまたは制御信号を送信するために少なくとも第２のセットの第１の電気端子とを備える請求項１５に記載の発光装置。
【請求項17】
各発光モジュールは、それぞれが複数の発光構成要素の一部を備える、複数の発光サブモジュールと、
可撓性ハウジング構造と、を備え、
前記可撓性ハウジング構造は、
前記複数の発光サブモジュールを受け入れるための複数のセルと、
前記可撓性ハウジング構造に埋め込まれる複数の可撓性電気導体とを備える請求項１１～１６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項18】
各セルは、前記複数の可撓性電気導体に接続して、前記セルに受け入れられる前記発光サブモジュールと電気的に接続するように構成される複数の第２の電気端子を備える請求項１７に記載の発光装置。
【請求項19】
各セルの前記複数の第２の電気端子は、電力を伝送するために少なくとも第１のセットの第２の電気端子と、データまたは制御信号を送信するために少なくとも第２のセットの第２の電気端子とを備える請求項１８に記載の発光装置。
【請求項20】
各発光サブモジュールが一つ以上の発光構成要素を備える複数の発光サブモジュールと、可撓性ハウジング構造であって、前記複数の発光サブモジュールを受け入れるために複数のポケットを備え、各ポケットは、側壁および後壁を備え、可撓性材料で構成される、可撓性ハウジング構造と、
前記複数の発光サブモジュールを一つ以上の電源に電気的に接続するための複数の電気
導体と、
を備える発光モジュール。
【請求項21】
前記複数の電気導体は、複数の可撓性電気導体から成る請求項２０に記載の発光モジュール。
【請求項22】
前記複数の可撓性電気導体は、前記可撓性ハウジング構造に埋め込まれる請求項２１に記載の発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０１７年３月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／４７５，０５５号の利益を主張するものであり、その内容全体を参照によって本願明細書に引用したものとする。
【0002】
本開示は、発光ダイオード（ＬＥＤ）装置およびシステム、詳細には、可撓性ＬＥＤ表示モジュールを備えた装置およびシステム、ならびにそれを使用する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、公知であり、そして大部分は低電力光インジケータとして産業において広く使われている。近年、増加した電力出力または増加した光度を有するＬＥＤが、開発されて、照明に用いられている。ＬＥＤ照明は、改良されたエネルギー効率、安全性、および信頼性を提供して、市場で他のタイプの照明、例えば、白熱照明、コンパクト形の蛍光ランプ（ＣＦＬ）などに置き換わりつつある。毎日の照明が、送電網の負担に大きく寄与して、発電の全体の必要量を非常に増加させるので、ＬＥＤのエネルギー効率は、将来のエネルギー節減において重要な役割を果たす。ＬＥＤが、それらの優れたエネルギー効率のため照明市場で支配的となる可能性がある。
【0004】
増加した電力出力または増加した光度を有するＬＥＤは、画像／ビデオディスプレイ、例えば、デジタル看板などにも用いられている。デジタルＬＥＤ看板は、マーケティング、広告などに対する増大する需要による成長の早い産業である。
【0005】
従来技術のデジタルＬＥＤ看板ディスプレイは、ＬＥＤドライバーとともに別々の電力変換ユニットを利用して、電力を外部電源、例えば、送電網からＬＥＤへ供給する。外部電源が、通常、交流（ＡＣ）電力を出力するのに対して、ＬＥＤは、一般に直流（ＤＣ）電力を必要とする。従って、デジタルＬＥＤ看板の電力変換ユニットは、通常、外部電源からのＡＣ入力電力をＬＥＤに適しているＤＣ電力に変換するためにＡＣ-ＤＣ（ＡＣ／ＤＣ）コンバータおよびＤＣ-ＤＣ（ＤＣ／ＤＣ）コンバータの両方を備える。
【0006】
ＬＥＤドライバーは、ＬＥＤに供給される電力を調整し、それによって各ＬＥＤの表示（例えば、オフ、オン、照度、色など）を制御する。ＬＥＤドライバーは、ＬＥＤを調整するためにそこから制御信号を受信するために中央コントローラにワイヤで接続される。
【0007】
上記の構成要素、例えば、電力コンバータ、ＬＥＤドライバー、中央コントローラ、およびＬＥＤは、通常、広いスペース、例えば、収容のための大きなキャビネットを必要とする。さらに、それらは、通常、かなりの熱量を生じて、従って、熱放散のために、適切な冷却手段、例えば、ファンまたは大きなヒートシンクを必要とする。うまく設計された熱管理システムは、ＬＥＤ用の電力変換ユニットにとって重要である。
【0008】
図１は、従来技術のＬＥＤ看板ディスプレイ１０の一例を示す。示すように、ＬＥＤ看板ディスプレイ１０は、表示用の複数のＬＥＤを有する一つ以上のＬＥＤ表示モジュール１２、および電力コンバータ、中央コントローラなどのようなＬＥＤ看板ディスプレイ１０の各種の電気的構成要素を収容するためのキャビネット１４を備える。ＬＥＤ表示モジュール１２は、一つ以上のケーブル（図示せず）を経由してキャビネット１４の電気的構成要素に接続している。この例では、ＬＥＤ表示モジュール１２は、キャビネット１４に物理的に連結する。しかしながら、当業者には明らかなように、いくつかの従来技術のＬＥＤ看板ディスプレイ１０において、ＬＥＤ表示モジュール１２は、キャビネット１４から物理的に分離できる。
【0009】
図２Ａは、一般に利用できるＬＥＤ看板１０の略図である。示すように、ＬＥＤ看板１０のＬＥＤ表示モジュール１２は、一つ以上のケーブル１６Ａおよび１６Ｂを経由してキャビネット１４内の電力コンバータ１８および中央コントローラ２０に電気的に接続している。換言すれば、電力コンバータ１８および中央コントローラ２０は、ＬＥＤ表示モジュール１２から物理的に分離されて、ケーブル１６Ａおよび１６Ｂを経由してそれに電気的に接続される。
【0010】
ＬＥＤ表示モジュール１２は、一つ以上の列と一つ以上の縦の列を有するマトリックスの形態に通常配置される複数のＬＥＤ２４を駆動する一つ以上のＬＥＤドライバー２２を備える。各ＬＥＤ２４は、単色光、例えば、赤、緑、または青の光、あるいは多色ＬＥＤ、例えば、赤、緑、および青の光のような複数の着色した光を選択的に発することができる三色のＬＥＤを発するだけである単色ＬＥＤでありえる。単色ＬＥＤが用いられる場合、単色ＬＥＤは、互いに近接して配置される赤、緑、および青のＬＥＤを備える各ＬＥＤセットを有する一つ以上のＬＥＤセットに分類することができて、それによってＬＥＤ表示モジュール１２のピクセルを形成する。一方では、三色のＬＥＤが用いられる場合、各三色のＬＥＤは、ＬＥＤ表示モジュール１２のピクセルを形成する。
【0011】
ＬＥＤドライバー２２は、ＬＥＤ２４に給電するために一つ以上の電力ワイヤまたはケーブル１６Ａを経由して電力コンバータ１８から電力を受け取る。ＬＥＤドライバー２２は、ＬＥＤ２４に供給される電力を調整するために一つ以上の信号ワイヤまたはケーブル１６Ｂを経由して中央コントローラ２０から制御信号も受信し、それによってＬＥＤ看板１０の表示を制御するために各ＬＥＤ２４の照明（例えば、オフ、オン、照度、色など）を制御する。ＬＥＤドライバー２２のドライブ能力に応じて、各ＬＥＤドライバー２２は、ＬＥＤ２４のサブセット、例えば、４、８、または１６個のＬＥＤ２４に電気的に接続されて、調整できる。
【0012】
前述のように、電力コンバータ１８は、キャビネット１４内に設置されて、ＬＥＤ表示モジュール１４から物理的に分離されるが、通常一つ以上のケーブルの形をした電線１６Ａおよび１６Ｂを経由してそれに電気的に接続される。電力コンバータ１８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６とＤＣ／ＤＣコンバータ２８を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ２６は、外部電源３０からのＡＣ電力を高電圧ＤＣ電力に変換して、変換された高電圧ＤＣ電力をＤＣ／ＤＣコンバータ２８に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６から受け取った高電圧ＤＣ電力をＬＥＤ表示モジュール１２のＬＥＤ２４に給電するのに適している低電圧ＤＣ電力（例えば、約５Ｖ、７．５Ｖなど）に変換して、低電圧ＤＣ電力をケーブル１６Ａを経由してＬＥＤ表示モジュール１２に出力する。従って、既存のＬＥＤ看板ディスプレイ１０は、それらのＬＥＤ表示モジュール１２への低電圧配電（例えば、５Ｖ）を有する。
【0013】
また図２Ｂを参照すると、各ＬＥＤ表示モジュール１２（および、特にその中のＬＥＤドライバー２２）は、ケーブル１６Ｂ、例えば、リボンケーブルを経由して中央コントローラ２０に電気的に接続している。中央コントローラ２０は、一つ以上のコンピューティングデバイス３２（図２Ａ参照）、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレット、パーソナル携帯情報機器（ＰＤＡ）などに、そこから命令を受信するために適切な有線または無線接続によって機能的に接続している。受信した命令に応答して、中央コントローラ２０は、ＬＥＤドライバー２２に制御信号を送って、ＬＥＤ表示モジュール１２のＬＥＤ２４に供給される電力を調整し、それによってＬＥＤ看板１０の表示を制御するためにその各ＬＥＤ２４の表示（例えば、オフ、オン、照度、色など）を制御する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
従来技術のデジタルＬＥＤ看板ディスプレイに関連したいくつかの課題および困難がある。例えば、低ＤＣ電圧が電力コンバータ１８からＬＥＤ表示モジュール１２へ分配されるという事実のため、電力ケーブル１６Ａ（図２Ａ参照）およびＬＥＤ看板ディスプレイ１０の他の配線の電流は、著しく大きく（ＬＥＤ看板ディスプレイ１０の電力消費が一定であるので）、それによって熱の形で相当な量のエネルギー損失を生じる。従って、従来技術のデジタルＬＥＤ看板ディスプレイは、通常、熱放散のために複数のファンおよび／または大きなヒートシンクを必要として、従って有効な熱管理システムを必要とする。大量の発生熱は、デジタルＬＥＤ看板ディスプレイの安全および信頼性が高い動作に対するリスクでもある。
【0015】
さらに、回転部品が、通常、これらの製品の故障の箇所であるので、デジタルＬＥＤ看板ディスプレイのためにファンまたは回転部品を使用することは、その信頼性を著しく低下させる。
【0016】
各ＬＥＤドライバー２２が、ケーブル１６Ｂ（例えば、リボンケーブル）を経由して中央コントローラ２０に接続しているので、大きなデジタルＬＥＤ看板ディスプレイ１０は、通常、その中に多数のワイヤを有する一つ以上のリボンケーブル１６Ｂを必要として、リボンケーブル中のワイヤが特に屋外のアプリケーションで経時的に切れ、そして／または損傷を受けることがありえるという大きなリスクがあるので、それはデジタルＬＥＤ看板ディスプレイ１０を高価で信頼できなくする。さらに、これらのリボンケーブルは、通常、デジタルＬＥＤ看板ディスプレイの故障の箇所である。
【0017】
すべての上記の構成要素が、キャビネット１４内に受け入れられるので、従来技術のＬＥＤ看板ディスプレイは、通常、大きくて重い、従って取付けて処理するのが困難である。リフティングまたはクレーン装置は、従来技術のＬＥＤ看板ディスプレイの取付けのためにしばしば必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本開示の実施形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示モジュールに関する。ＬＥＤ表示モジュールは、複数のＬＥＤ表示サブモジュールを備える。各ＬＥＤ表示サブモジュールは、一つ以上のＬＥＤから成り、そして複数のＬＥＤ表示サブモジュールは、可撓性表示面を形成するために互いに柔軟に連結される。
【0019】
いくつかの実施形態では、各ＬＥＤ表示サブモジュールは、切頭体形状のエンクロージャを備えることができる。
【0020】
いくつかの実施形態では、各ＬＥＤ表示サブモジュールは、３×３のマトリックスで配置される９つのＬＥＤを備えることができる。
【0021】
いくつかの実施形態では、各ＬＥＤ表示サブモジュールは、可撓性連結構造を介して一つ以上の隣接したＬＥＤ表示サブモジュールに柔軟に連結できる。
【0022】
いくつかの実施形態では、可撓性連結構造は、ヒンジを備える。
【0023】
いくつかの実施形態では、ＬＥＤ表示モジュールは、複数のＬＥＤ表示サブモジュールを相互接続するために複数の可撓性電気コネクタを更に備える。
【0024】
いくつかの実施形態では、複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、複数のＬＥＤ表示サブモジュールの２つに着脱自在に接続可能である。
【0025】
いくつかの実施形態では、複数のＬＥＤ表示サブモジュールの少なくとも２つは、第１の導電性連結構造を備えることができる。複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、第１の導電性連結構造を電気的且つ機械的に係合するために第２の導電性連結構造を備える。
【0026】
いくつかの実施形態では、第１の導電性連結構造は、一セットの導電性凹部を備えることができる。第２の導電性連結構造は、少なくとも２セットの導電性突出部を備えることができて、各セットの突出部は、一セットの導電性凹部に電気的且つ機械的に係合可能である。
【0027】
いくつかの実施形態では、一セットの導電性凹部および２セットの導電性突出部は、対極を有する磁石を備えることができる。
【0028】
いくつかの実施形態では、複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、柔軟に一緒に連結される２つの半分を備えることができて、２つの半分は剛性材料でできている。
【0029】
いくつかの実施形態では、複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、可撓性電気コネクタを表面に装着するために２つの半分の各々に少なくとも一つのネジ孔を備えることができる。
【0030】
いくつかの実施形態では、複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、可撓性電気コネクタを表面に装着するために装着構造を備えることができる。
【0031】
いくつかの実施形態では、装着構造は、少なくとも２つのネジ孔を備えることができる。
【0032】
いくつかの実施形態では、ＬＥＤ表示モジュールは、ＬＥＤ表示モジュールを表面に取付けるために少なくとも一つの堅い取付け構造を更に備えることができる。
【0033】
いくつかの実施形態では、複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、可撓性プリント基板（ＰＣＢ）を備えることができる。
【0034】
いくつかの実施形態では、複数の可撓性電気コネクタの少なくとも一つは、可撓性且つ導電性のストリップである。
【0035】
いくつかの実施形態では、ＬＥＤ表示モジュールは可撓性ハウジング構造を更に備えることができて、可撓性ハウジング構造は、複数のＬＥＤ表示サブモジュールを受け入れるために複数のセルを備える。複数の可撓性電気導体は、可撓性ハウジング構造に埋め込むことができる。
【0036】
いくつかの実施形態では、各セルは、複数の可撓性電気導体に接続して、セルに受け入れたＬＥＤ表示サブモジュールと電気的に接続するように構成される複数の電気端子を備えることができる。
【0037】
いくつかの実施形態では、各セルの複数の電気端子は、電力を伝送するために少なくとも第１のセットの電気端子を備えることができる。
【0038】
いくつかの実施形態では、各セルの複数の電気端子は、データまたは制御信号を送信するために少なくとも第２のセットの電気端子から更に備えることができる。
【0039】
いくつかの実施形態では、複数のＬＥＤ表示サブモジュールは、同一サイズを有する。
【0040】
いくつかの実施形態では、複数のＬＥＤ表示サブモジュールの少なくともいくつかは、異なるサイズを有する。
【0041】
本開示の一態様によれば、上記の通りの一つ以上のＬＥＤ表示モジュールを備えるＬＥＤ装置が開示される。
【0042】
本開示の一態様によれば、ＬＥＤ装置が開示される。ＬＥＤ装置は、一つ以上のＬＥＤ表示モジュールであって、各ＬＥＤ表示モジュールは、少なくとも一つの第１の連結構造および複数のＬＥＤを備えるＬＥＤ表示モジュールと、一つ以上のＬＥＤ表示モジュールを表面に取付けるための一つ以上のセットの取付け構造であって、各取付け構造は、第１の連結構造に係合するために少なくとも一つの第２の連結構造を備える取付け構造とを備える。第１および第２の連結構造は、対極を有する磁石を備える。
【0043】
いくつかの実施形態では、一つ以上のセットの取付け構造の各々は、取付け構造を表面に装着するための装着構造を備えることができる。
【0044】
いくつかの実施形態では、装着構造は、少なくとも一つのネジ孔を備えることができる。
【0045】
いくつかの実施形態では、各ＬＥＤ表示モジュールの少なくとも一つの第１の連結構造は、ＬＥＤ表示モジュールの四隅に位置する４つの第１の連結構造かを備えることができる。
【0046】
いくつかの実施形態では、一つ以上のＬＥＤ表示モジュールは、マトリックス方法で配置される複数のＬＥＤ表示モジュールを備えることができる。一つ以上のセットの取付け構造は、２つの隣接したＬＥＤ表示モジュールを連結するように、そして２つの隣接したＬＥＤ表示モジュールを表面に取付けるように構成される少なくとも一つの第１の取付け構造を備えることができる。
【0047】
いくつかの実施形態では、各第１の取付け構造は、柔軟に一緒に連結される２つの半分を備えることができて、各半分は、剛性材料でできていて、第２の連結構造の一つを備える。
【0048】
いくつかの実施形態では、第１の取付け構造の各半分の第２の連結構造は、第１の連結構造の磁石のそれの反対側の極を有する少なくとも一つの磁石を備えることができる。
【0049】
いくつかの実施形態では、第１の取付け構造は、２つの隣接したＬＥＤ表示モジュールを電気的に接続するように構成される。
【0050】
いくつかの実施形態では、第１の取付け構造は、可撓性ＰＣＢを備える。
【0051】
いくつかの実施形態では、第１の取付け構造は、２つの隣接したＬＥＤ表示モジュールを電気的に接続するために複数の第１の電気端子を備えることができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、複数の第１の電気端子は、電力を伝送するために第１の電気端子の少なくとも第１のセットを備えることができる。
【0053】
いくつかの実施形態では、各セルの複数の第１の電気端子は、データまたは制御信号を送信するために第１の電気端子の少なくとも第２のセットから更に備えることができる。
【0054】
いくつかの実施形態では、各ＬＥＤ表示モジュールは、可撓性ハウジング構造を備えることができて、可撓性ハウジング構造は、複数のＬＥＤ表示サブモジュールを受け入れるために複数のセルを備え、各ＬＥＤ表示サブモジュールは、複数のＬＥＤの一部から成り、そして複数の可撓性電気導体は、可撓性ハウジング構造に埋め込まれる。
【0055】
いくつかの実施形態では、各セルは、複数の可撓性電気導体に接続して、セルに受け入れられるＬＥＤ表示サブモジュールと電気的に接続するように構成される複数の第２の電気端子を備えることができる。
【0056】
いくつかの実施形態では、各セルの複数の電気端子は、電力を伝送するために第２の電気端子の少なくとも第１のセットを備えることができる。
【0057】
いくつかの実施形態では、各セルの複数の電気端子は、データまたは制御信号を送信するために第２の電気端子の少なくとも第２のセットから更に備えることができる。
【0058】
いくつかの実施形態では、複数のＬＥＤ表示サブモジュールは、同一サイズを有する。
【0059】
いくつかの実施形態では、複数のＬＥＤ表示サブモジュールの少なくともいくつかは、異なるサイズを有する。
【0060】
本開示の実施形態は、次に以下の図を参照して説明される。そこでは、異なる図の同じ参照番号は、同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】従来技術のＬＥＤ看板ディスプレイの側面図である。
【図3】本開示のいくつかの実施形態による、ＬＥＤ看板ディスプレイを有するＬＥＤ表示システムの簡略ブロック図である。
【図5B】図４Ａに示すＬＥＤ表示サブモジュールの正面図であり、ＬＥＤ表示サブモジュールは、９セットのＬＥＤを備え、各セットは、３つの単色ＬＥＤ（赤、緑、および青）を備え、そしてＬＥＤ表示サブモジュールのピクセルを形成する。
【図6A】複数の多色ＬＥＤを有するＬＥＤ表示サブモジュールの断面図である。
【図8】本開示のいくつかの実施形態による、ＬＥＤ表示モジュールを形成するために一緒に結合される２つのＬＥＤ表示サブモジュールの断面図である。
【図9A】本開示のいくつかの代替の実施形態による、ＬＥＤ表示モジュールの可撓性ハウジング構造の略断面図であり、可撓性ハウジング構造は、ＬＥＤ表示サブモジュールをそこに受け入れて装着するためのセルを有する。
【図10A】いくつかの代替の実施形態による、ＬＥＤ表示サブモジュールの略斜視図である。
【図11A】いくつかの代替の実施形態におけるＬＥＤ表示モジュールを接続する方法を示す。
【図11B】いくつかの代替の実施形態におけるＬＥＤ表示モジュールを接続する方法を示す。
【図11C】いくつかの代替の実施形態におけるＬＥＤ表示モジュールを接続する方法を示す。
【図13A】いくつかの代替の実施形態における別の接続方法を示す。
【図14A】いくつかの代替の実施形態による、一つ以上の二重取付け板を有するＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図14B】いくつかの代替の実施形態による、一つ以上の二重取付け板を有するＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図14C】いくつかの代替の実施形態による、一つ以上の二重取付け板を有するＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図14D】いくつかの代替の実施形態による、一つ以上の二重取付け板を有するＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図14E】いくつかの代替の実施形態による、一つ以上の二重取付け板を有するＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図14F】いくつかの代替の実施形態による、一つ以上の二重取付け板を有するＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図15】いくつかの代替の実施形態による、ＬＥＤ表示モジュールに取付ける単一取付け板を示す。
【図16A】２×２のマトリックスとして並んで配置される４つのＬＥＤ表示モジュール、およびその隣接した隅ポケットに配置される二重取付け板を示す。
【図17A】電気的に相互接続してディスプレイ台に装着する４つのＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図17B】電気的に相互接続してディスプレイ台に装着する４つのＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図17C】電気的に相互接続してディスプレイ台に装着する４つのＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図17D】電気的に相互接続してディスプレイ台に装着する４つのＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図17E】電気的に相互接続してディスプレイ台に装着する４つのＬＥＤ表示モジュールを示す。
【図18A】故障しているＬＥＤ表示モジュールをディスプレイ台から取り外して、そこに交替ＬＥＤ表示モジュールを取付けることによる故障しているＬＥＤ表示モジュールの速い置換の実施例を示す。
【図18B】故障しているＬＥＤ表示モジュールをディスプレイ台から取り外して、そこに交替ＬＥＤ表示モジュールを取付けることによる故障しているＬＥＤ表示モジュールの速い置換の実施例を示す。
【図19A】複数の二重および単一取付け板を使用して４つのＬＥＤ表示モジュールを壁に装着する実施例を示す。
【図19B】複数の二重および単一取付け板を使用して４つのＬＥＤ表示モジュールを壁に装着する実施例を示す。
【図19C】複数の二重および単一取付け板を使用して４つのＬＥＤ表示モジュールを壁に装着する実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0062】
本開示は、一般にＬＥＤ表示装置に関する。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ表示装置は、軽量且つ薄い形状を有するモジュール化された装置である。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ表示装置は、一つ以上の可撓性ＬＥＤ表示モジュールを備える。本願明細書に開示されるＬＥＤ表示装置は、とりわけ、薄い機械的構造、各ＬＥＤ表示モジュールを中央コントローラに接続するために複数のケーブルを必要としない、軽量、コンパクト、高い効率、およびファンのような回転構成要素なしの簡単な熱除去を含む多くの利点を有する。
【0063】
ここで図３を参照すると、デジタルＬＥＤ看板ディスプレイの形をした現在のＬＥＤ装置の実施例が示されて、通常、参照番号１００を使用して識別される。示すように、デジタルＬＥＤ看板ディスプレイ１００は、複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８により形成される高度なＬＥＤ表示モジュール１０４を備える。各ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、実施態様に応じて、駆動ＤＣ電圧、例えば、５Ｖ、７．５Ｖ、１２Ｖなどで駆動可能な複数のＬＥＤ１１２を備える。
【0064】
デジタルＬＥＤ看板ディスプレイ１００はまた、高度なＬＥＤ表示モジュール１０４のＬＥＤ表示サブモジュール１０８と電気接続するＡＣ／ＤＣ電力コンバータの形をした電源または電力供給源１０２、およびＬＥＤ表示モジュール１０４のＬＥＤ表示サブモジュール１０８と無線通信するゲートウェイ１１８を備える。
【0065】
ＡＣ／ＤＣ電源１０２は、デジタルＬＥＤ看板ディスプレイ１００の適切な位置に装着することができて、高度なＬＥＤ表示モジュール１０４から物理的に分離できる。ＡＣ／ＤＣ電源１０２は、ソースDC電圧で外部ＡＣ電源１１０（例えば、ＡＣ送電網）の電力をソースＤＣ電力に変換して、ＬＥＤ１１２に給電するために電力ケーブル１０６を経由してソースＤＣ電力をＬＥＤ表示サブモジュール１０８に出力する。ソースＤＣ電圧は、通常、ＬＥＤ１１２の駆動ＤＣ電圧より高い。いくつかの実施形態では、ＡＣ／ＤＣ電源１０２のソースＤＣ電圧は、７．５Ｖより高い。いくつかの実施形態では、ＡＣ／ＤＣ電源１０２のソースＤＣ電圧は、１２Ｖより高い。いくつかの実施形態では、ＡＣ／ＤＣ電源１０２のソースＤＣ電圧は、約４８Ｖである。
【0066】
ＡＣ／ＤＣ電源１０２は、従来技術の低電圧配電ＬＥＤ看板ディスプレイと比較してより高いソースＤＣ電圧を出力する。従って、電力ケーブル１０６を通過する電流および結果的に電力ケーブル１０６のエネルギー損失とそこから発生する熱は、同程度の恒常的な電力消費を有する従来技術の設計のそれより実質的に小さい。さらにまた、高圧配電（例えば、４８Ｖ）は、太陽エネルギーおよびエネルギー蓄積（電池）のデジタルＬＥＤ看板ディスプレイ１００への統合を著しく容易にする。比較として、従来技術の設計は、太陽エネルギーとエネルギー蓄積の統合を実行するために複数の電力変換を必要とする。
【0067】
図３を再度参照すると、ゲートウェイ１１８は、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８と、そして外部コンピューティングデバイス１１４、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットなどと無線で通信するように構成される。従って、コンピューティングデバイス１１４のユーザ（図示せず）は、ＬＥＤ看板ディスプレイ１００を制御するためのコマンドを起こすことができて、コマンドをゲートウェイ１１８に無線で送る。コマンドに応答して、ゲートウェイ１１８は、それから、ＬＥＤサブモジュール１０８と無線で通信して、そのＬＥＤ１１２の照明を調整する。
【0068】
さまざまな実施形態では、ゲートウェイ１１８とＬＥＤサブモジュール１０８の間の無線接続および／またはゲートウェイ１１８と外部コンピューティングデバイス１１４の間の無線接続は、いかなる適切な無線通信技術、例えば、ＷＩ－ＦＩ（登録商標）（ＷＩ－ＦＩは、米国ジョージア州アトランタのthe City of Atlanta DBA Hartsfield-Jackson Atlanta International Airport Municipal Corp.の登録商標である）、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨは、米国ワシントン州カークランドの Bluetooth Sig Inc.の登録商標である）、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）（ＺＩＧＢＥＥは、米国カリフォルニア州サンラモンのZigBee Alliance Corp.の登録商標である）、無線モバイル電気通信技術（例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ＬＴＥなど）などでもありえる。
【0069】
図４Ａ～４Ｃに示すように、これらの実施形態の各ＬＥＤ表示モジュール１０４は、可撓性ＬＥＤ表示モジュールであり、そして柔軟な方法で互いに連結する複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８を備えるる。各ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、一つ以上のＬＥＤ１１２を備える。従って、一般に平面表示面を有する従来技術のＬＥＤ看板ディスプレイとは異なり、可撓性ＬＥＤ表示モジュール１０４は、非平面表示面１１６、例えば、図４Ｃに示すような、湾曲した表示面１１６を形成するように構成されることができる。他の実施態様において、少なくとも一つのＬＥＤ表示モジュール１０４は、従来の非可撓性のＬＥＤ表示モジュールでありえる。
【0070】
図４Ａ～４Ｃにおいて、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、複数の行と列を有するマトリックスとして配置される。他の実施態様において、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、いろいろな構成に、例えば、いろいろな数の行と列に、および／または三角形、円などのようないろいろなレイアウトに配置できる。
【0071】
図４Ａに示す実施例において、各ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、出願人の電力損失算出に基づいて統合した解決策のこの例に対して最適である３×３のマトリックスで配置される９つのＬＥＤピクセル（更に詳細に後述される、９つの三色のＬＥＤ１１２または２７の単色ＬＥＤ１１２）を備える。しかしながら、他の実施形態では、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、いろいろな数のＬＥＤ１１２を備えることができて、ＬＥＤ１１２は、いろいろな構成に、例えば、いろいろな数の行と列に、および／または三角形、円などのようないろいろなレイアウトに配置できる。
【0072】
各ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、一つ以上のＬＥＤピクセルを備える。ＬＥＤのタイプに応じて、各ＬＥＤピクセルは、一つの多色ＬＥＤ１１２、または互いに近接して配置される一セットの３つの単色ＬＥＤ１１２（赤、緑、および青）を備えることができる。図５Ａは、９つの三色のＬＥＤ１１２を有するＬＥＤ表示サブモジュール１０８を示す。図５Ｂは、９セットのＬＥＤ１１２を有するＬＥＤ表示サブモジュール１０８を示す。各ＬＥＤセットは、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８のピクセルを形成する３つの単色ＬＥＤ（赤、緑、および青）を備えるる。
【0073】
図６Ａは、複数の多色ＬＥＤ１１２を有するＬＥＤ表示サブモジュール１０８の断面図である。図６Ｂは、複数の単色ＬＥＤ１１２を有するＬＥＤ表示サブモジュール１０８の断面図である。図６Ｂは、通常、２つの図のＬＥＤのタイプおよび数が異なることを除いては図６Ａと同一である。
【0074】
図６Ａおよび６Ｂに示すように、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、エンクロージャ（ケースと呼ぶこともある）２０２を備える。本実施形態において、エンクロージャ２０２は、正方形の切頭体のような切頭体形状を有して、前部開口２０４（ＬＥＤ表示モジュール１０４の前側に対応する）、後方にテーパ状になる側壁２０６、および側壁２０６に連結する後壁２０８を備える。従って、前部開口２０４は、後壁２０８のそれより大きい面積を有する。
【0075】
ＬＥＤ表示サブモジュール１０８はまた、複数のマイクロネジ２２４を使用してエンクロージャ２０２の複数の固定装置２２６にＰＣＢ２２２を固定することによってその前部開口２０４のまわりにエンクロージャ２０２に連結するプリント基板（ＰＣＢ）２２２を備える。
【0076】
図示していないが、本実施形態において、エンクロージャ２０２は、ＰＣＢ２２２およびその上の部品をカプセル化するために、そしてＰＣＢ２２２およびその上の部品を物理的なショック、水分などから保護するために、例えば、固体またはゼラチン状の合成物、例えば、熱硬化性プラスチック、シリコーン、エポキシなどを含むことができる適切なポッティング材料で満たされる。
【0077】
ＬＥＤ１１２は、その前側２３２上のＰＣＢ２２２に連結する。ＬＥＤ１１２、例えば、電力集積回路（ＩＣ）チップ２３４、抵抗／コンデンサ２３６などに電力を調整して、供給するための複数の電気的構成要素は、その後方側面２３８上でＰＣＢ２２２に連結する。ＰＣＢ２２２は、ＬＥＤ１１２、電気的構成要素２３４および２３６、および少なくとも一対の電気接続端子（図示せず）を電気的に接続するために必要な印刷導電性ストリップ／ワイヤ（図示せず）を備える。本実施形態において、電力ＩＣチップ２３４は、高圧配電バス（例えば、４８Ｖ）から電力を受け取って、複数のＤＣ出力をＬＥＤ表示サブモジュール１０８のＬＥＤ１１２に提供する。
【0078】
【0079】
これらの実施形態では、エンクロージャ２０２は、剛性材料、例えば、鋼、プラスチック、硬質ゴムなどでできている。従って、エンクロージャ２０２自体は、その中の構成要素を損傷せずに非可撓性であるかまたはわずかに可撓性である。しかしながら、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、組み立てられたＬＥＤ表示モジュール１０４が可撓性であるように組み込むことができて、湾曲した表示面１１６を有するように構成されることができる。
【0080】
図８は、いくつかの実施形態のＬＥＤ表示サブモジュール１０８が可撓性ＬＥＤ表示モジュール１０４を形成するためにどのように一緒に連結されるかについて示す。示すように、２つのＬＥＤ表示サブモジュール１０８Ａおよび１０８Ｂは、並んで配置されて、２つのＬＥＤ表示サブモジュール１０８Ａおよび１０８Ｂが可撓性連結構造２４４のまわりで適度に可撓性であることを可能にするために、可撓性連結構造２４４、例えば、接着剤、ヒンジ、クリップ、ストリップなどによってＬＥＤ表示サブモジュール１０８Ａおよび１０８Ｂのそれぞれの側壁２０６Ａおよび２０６Ｂの隣接した端２４２Ａおよび２４２Ｂで一緒に柔軟に連結される。
【0081】
図９Ａに示すいくつかの実施形態において、ＬＥＤ表示モジュール１０４は、可撓性材料、例えば、可撓性ゴムでできている可撓性ハウジング構造２６２を備えて、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８の形状にマッチする複数のセル２６４（例えば、いくつかの実施形態の開口部）を備える。可撓性ハウジング構造２６２はまた、複数の相互接続された可撓性電気導体２７２、例えば、そこに埋め込まれてそれとともに曲げやすい導電性ワイヤを備える。相互接続された電気導体２７２は、電源に電気的に接続するためにリード導体２７６に接続している。
【0082】
各電気導体２７２は、少なくとも２つの導電性ワイヤを備える。例えば、一実施形態において、各電気導体２７２は、一対の導電性ワイヤを備える。一方のワイヤは、接地ワイヤとして、他方は、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８に給電するために４８Ｖの電力ワイヤとして構成される。
【0083】
各セル２６４は、その壁に設置されてそれから露出して、電気端子セット２７４が電気導体２７２によって並行に電気的に接続されるように電気導体２７２に接続する少なくとも一つのセットの電気端子２７４を備える。例えば、図９Ａにおいて、各セル２６４は、その対向壁に設置されてそれから露出する２セットの電気端子２７４を備える。電気端子２７４の両方のセットとも、電気導体２７２に接続している。
【0084】
図９Ｂは、可撓性ハウジング構造２６２の拡大部を示す。示されたように、各電気線２７２は、４８Ｖの電力ワイヤとしての第１のワイヤ２７２Ａおよび接地ワイヤとしての第２のワイヤ２７２Ｂを含む２つのワイヤを備える。対応して、各セル２６４は、それぞれ、その対向壁２７８および２８０に設置されてそれから露出する２対の端子（２７４Ａ、２７４Ｂ）および（２７４Ａ’、２７４Ｂ’）を備える。端子２７４Ａおよび２７４Ａ’は、４８Ｖの電力ワイヤ２７２Ａに接続している送電線端子であり、そして端子２７４Ｂおよび２７４Ｂ’は、接地ワイヤ２７２Ｂに接続している接地端子である。
【0085】
図９Ｃに示すように、各ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、その側壁に設置されてそれから露出する一対の電気端子２８２Ａおよび２８２Ｂを備えて、そのＰＣＢ２２２に接続している。電気端子２８２Ａおよび２８２Ｂは、それぞれ、電力入力および接地点として用いられる。
【0086】
図９Ｄに示すように、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、可撓性ハウジング構造２６２のセル２６４に嵌入できる。それから、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８の電力入力端子２８２Ａは、セル２６４の送電線端子２７４Ａと電気的に接触し、そしてＬＥＤ表示サブモジュール１０８の接地端子２８２Ｂは、セル２６４の接地端子２７４Ｂと電気的に接触している。このようにして、各ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、セル２６４に嵌入した後に、リード導体２７６に電気的に接続される。
【0087】
図９Ｅに示すように、すべてのＬＥＤ表示サブモジュール１０８を可撓性ハウジング構造２６２のセル２６４に嵌入した後に、ＬＥＤ表示モジュール１０４は、それから組み立てられる。ＬＥＤ表示モジュール１０４は、リード導体２７６をケーブル１０６を経由してＡＣ／ＤＣ電源１０２に接続して、ＡＣ／ＤＣ電源１０２を外部電源１１０に接続することによって外部電源１１０に接続できる。
【0088】
いくつかの代替の実施形態において、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、スナップ締着具のような着脱可能な締着具を備えた導電性ストリップ、例えば、リボンケーブルを使用して電気的に接続される。この接続機構は、可撓性ハウジング構造のないＬＥＤ表示モジュール１０４（例えば、図８に示すもの）および可撓性ハウジング構造を有するＬＥＤ表示モジュール１０４（例えば、図９Ｅに示すが埋め込み電気導体のないもの）の両方に適している。
【0089】
図１０Ａおよび１０Ｂは、これらの実施形態によるＬＥＤ表示サブモジュール１０８の、それぞれ、略斜視図および略平面図である。示すように、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、可撓性電気コネクタ、例えば、可撓性且つ導電性のストリップ３０６Ａおよび３０６Ｂ（後で更に詳細に説明する、図１０Ｄ参照）と機械的且つ電気的に連結するために後壁２０８の対向縁のまわりに位置するエンクロージャ２０２の後壁２０８の２対の導電性凹部の形で導電性の機械式連結構造（３０２Ａ、３０２Ｂ）を備える。２つの凹部３０２Ａ（電力入力凹部としても表示される）は、エンクロージャ２０２内の導電リンク３０４Ａを介して電気的に接続されて、４８Ｖの電力入力としてＰＣＢ（図示せず）に電気的に接続するように構成される。他の２つの凹部３０２Ｂ（接地凹部としても表示される）は、エンクロージャ２０２内の導電リンク３０４Ｂを介して電気的に接続されて、接地点としてＰＣＢ（図示せず）に電気的に接続するように構成される。
【0090】
上述の通り、複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、並んでいる方法で一緒に連結されて、ＬＥＤ表示モジュール１０４を形成できる。さまざまな実施形態において、複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、ハウジング構造を使用せずに、または可撓性ハウジング構造を用いて一緒に連結できる。次に説明する方法は、ハウジング構造を使用せずに複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８を連結することに基づいている。しかしながら、同じ方法は、可撓性ハウジング構造を用いて複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８を連結するためにも容易に適用できる。
【0091】
図１０Ｃは、一緒に連結される２つのＬＥＤ表示サブモジュール１０８－１および１０８－２を示す。ＬＥＤ表示サブモジュール１０８－１および１０８－２の隣接した側部のまわりの電力入力凹部３０２Ａ－１と３０２Ａ－２の間の距離は、Ｌ１であり、そしてＬＥＤ表示サブモジュール１０８ー１および１０８－２の隣接した側部のまわりの接地凹部３０２Ｂ－１と３０２Ｂ－２の間の距離は、Ｌ２である。
【0092】
図１０Ｄに示すように、一対の可撓性且つ導電性のストリップ３０６Ａおよび３０６Ｂ、例えば、一対のリボンケーブルは、２つのＬＥＤ表示サブモジュール１０８－１および１０８－２を電気的に接続するために用いることができる。各可撓性の導電性ストリップ３０６Ａ、３０６Ｂは、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８の連結構造３０２Ａまたは３０２Ｂに電気的且つ機械的に係合するために、それに接して、そして可撓性導電性ストリップ３０６Ａ、３０６Ｂによって電気的に接続される対向側部の一対の導電性突出部の形で導電性の機械式連結構造３０８を備える。
【0093】
特に、可撓性の導電性ストリップ３０６Ａ、３０６Ｂの突出部３０８は、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８の凹部３０２Ａ、３０２Ｂに係合して、スナップ締着具を形成する。可撓性の導電性ストリップ３０６Ａおよび３０６Ｂの長さは、それぞれ、Ｌ１およびＬ２よりわずかに長い。従って、各可撓性の導電性ストリップ３０６Ａ、３０６Ｂは、隣接したＬＥＤ表示サブモジュールのそれぞれの導電性凹部３０２Ａ、３０２Ｂを着脱自在に、且つ電気的に接続するのに充分な長さを有する。
【0094】
図１０Ｅに示すように、可撓性の導電性ストリップ３０６Ａは、２つのＬＥＤ表示サブモジュール１０８－１および１０８－２に連結して、対向する突出部３０８を凹部３０２Ａ－１および３０２Ａ－２にそれぞれパチンとはめて、係止することによって凹部３０２Ａ－１および３０２Ａー２を電気的に接続できる。同様に、可撓性の導電性ストリップ３０６Ｂは、２つのＬＥＤ表示サブモジュール１０８－１および１０８－２に連結して、対向する突出部３０８を凹部３０２Ｂ－１および３０２Ｂ－２にそれぞれパチンとはめて、係止することによって凹部３０２Ｂ－１および３０２Ｂー２を電気的に接続できる。
【0095】
図１０Ｆは、複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８により形成される可撓性ＬＥＤ表示モジュール１０４を示す。複数のＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、複数の可撓性の導電性ストリップ３０６Ａおよび３０６Ｂを用いて相互接続し、それらは、次にケーブル１０６およびＡＣ／ＤＣ電源１０２を経由して外部電源１１０に接続している。
【0096】
可撓性ハウジング構造２６２がＬＥＤ表示サブモジュール１０８を収容して組み立てるために用いられるいくつかの代替の実施形態において、上記の埋め込み電気導体２７２および可撓性の導電性ストリップ３０６Ａおよび３０６Ｂは、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８を相互接続するために一緒に用いることができる。
【0097】
例えば、いくつかの実施形態において、可撓性ハウジング構造２６２は、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８の第１の部分を相互接続するためにそこに埋め込まれる一セットの電気導体２７２を備え、そして可撓性の導電性ストリップ３０６Ａおよび３０６Ｂは、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８の第２の部分を相互接続するために用いられる。
【0098】
いくつかの他のＬＥＤ表示モジュール１０４は、図９Ｅに示すように形成される。換言すれば、すべてのＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、可撓性ハウジング構造２６２に取り付けられて、そこに埋め込まれた電気導体２７２によって相互接続する。当業者に公知であるように、埋め込み電気導体２７２は、使用の間に時間とともに摺り減って、破損することがありえる。従って、これらの実施形態において、複数の可撓性の導電性ストリップ３０６Ａおよび３０６Ｂは、これらのＬＥＤ表示サブモジュール１０８を接続する埋め込み電気導体２７２が壊れた場合、一つ以上のＬＥＤ表示サブモジュール１０８を接続するために予備電気コネクタとして用いられる。
【0099】
図１１Ａ～１１Ｃは、いくつかの代替の実施形態におけるＬＥＤ表示モジュール１０４を接続する方法を示す。図１１Ａに示すように、ＬＥＤ表示モジュール１０４は、その四隅に４つのコネクタサブモジュール１０８Ａを備える。各隅サブモジュール１０８Ａは、一対の導電性凹部３５０を備える。図１１Ｂは、可撓性コネクタまたは導電性ストリップ３５２の斜視図である。導電性ストリップ３５２は、ＬＥＤ表示モジュール１０４の凹部３５０に導電的に連結するために、その対向する側部に２対の導電性突出部（３５４Ａ、３５４Ｂ）および（３５４Ａ’、３５４Ｂ’）をそれぞれ備える。突出部３５４Ａおよび３５４Ａ’は、電気ストリップ３５６Ａを経由して接続して、突出部３５４Ｂおよび３５４Ｂ’は、電気ストリップ３５６Ｂを経由して接続する。図１１Ｃに示すように、２つのＬＥＤ表示モジュール１０４および１０４は、一つ以上の導電性ストリップ３５２を使用して電気的に接続できる。
【0100】
図１２Ａは、いくつかの代替の実施形態のＬＥＤ表示モジュール１０４を示す。ＬＥＤ表示モジュール１０４は、これらの実施形態において、ＬＥＤ表示モジュール１０４の四隅の４つのコネクタサブモジュール３６２が減少した厚さを有することを除いて図１１Ａに示すそれと類似している。図１１Ａに示すコネクタサブモジュール１０８Ａと類似して、図１２Ａに示す各コネクタサブモジュール３６２は、一対の導電性凹部３５０を備える。
【0101】
図１２Ｂに示すように、２つのＬＥＤ表示モジュール１０４は、図１１Ｃに示すそれと類似の方法で隣接したコネクタサブモジュール３６２を接続するために導電性ストリップ３５２を用いて電気的に接続できる。コネクタサブモジュール３６２が、減少した厚さを有するので、導電性ストリップ３５２は、コネクタサブモジュール３６２に取付けられるときに、ＬＥＤ表示モジュール１０４の後方側面から突出しない。
【0102】
前記実施形態において、ＬＥＤ表サブモジュール１０８は、通常、同じ形を有する。いくつかの代替の実施形態において、ＬＥＤ表示サブモジュール１０８は、異なる形状を有することがありえる。
【0103】
例えば、図１３Ａおよび１３Ｂに示すような一実施形態において、ＬＥＤ表示モジュール１０４は、２つのタイプのＬＥＤ表示サブモジュール１０８Ａおよび１０８Ｂによって形成できる。ＬＥＤ表示サブモジュール１０８Ａは、実質的に同じ長さおよび幅を有し、そしてＬＥＤ表示サブモジュール１０８Ｂは、その幅よりもずっと長い長さを有する。
【0104】
図１３Ａに示すように、サブモジュール１０８Ａは、その側部３８４から突出する一対の導電性端子３８２を備える。対応して、サブモジュール１０８Ｂは、２つのサブモジュール１０８Ａおよび１０８Ｂを電気的に接続するためのサブモジュール１０８Ａの端子３８２を受けるために、その対応する側部３８８に一対の導電性チャネルまたは凹部（図示せず）を備える。接続の後、２つのサブモジュール１０８Ａおよび１０８Ｂは、それから、ＬＥＤ表示モジュール１０４を組み立てるためにモジュール柱を形成する。
【0105】
図１３Ｂに示すように、複数のモジュール柱３８６は、ＬＥＤ表示モジュール１０４を形成するために、適切な締着具、例えば、接着剤、ネジ、釘、ストリップなどを使用して一緒に組み立てられる。図示されないが、複数のモジュール柱３８６は、上記の通りに導電性ストリップを使用して電気的に接続できる。
【0106】
図１４Ａ～１４Ｆは、いくつかの代替の実施形態におけるＬＥＤ表示モジュール１０４を示す。図１４Ａおよび１４Ｂに示すように、ＬＥＤ表示モジュール１０４は、適切な可撓性材料、例えば、可撓性ゴムでできている可撓性ハウジング構造２６２を備える。前述のように、可撓性ハウジング構造２６２は、複数のＬＥＤ表示サブモジュール（図示せず）を受けるために、その四隅に複数のセルまたはポケット２６４、中央ポケット２６６、および４つの隅ポケット２６８を備える。中央ポケット２６６は、他の必要な回路および構成要素をそこに受けることもできる。各隅ポケット２６８は、一対の後方に伸びる円筒状突出部４０４を備える。各突出部４０４は、取付け手段として磁石を備える（後述する）。
図１４Ｆに示すように、各突出部４０４はまた、電気端子をそのＬＥＤ表示サブモジュールに電気的に接続するために、一つ以上の電気端子および必要な配線を備える。一対の突出部４０４の一方は、ＬＥＤ表示サブモジュールのデータ通信用に使われて、突出部４０４の他方は、ＬＥＤ表示サブモジュールに給電するために使われる。
図１４Ｆに示すように、各突出部４０４はまた、電気端子をそのＬＥＤ表示サブモジュールに電気的に接続するために、一つ以上の電気端子および必要な配線を備える。一対の突出部４０４の一方は、ＬＥＤ表示サブモジュールのデータ通信用に使われて、突出部４０４の他方は、ＬＥＤ表示サブモジュールに給電するために使われる。
【0107】
図１４Ｃおよび１４Ｄに示すように、ＬＥＤ表示モジュール１０４はまた、一つ以上の二重取付け板４１２を備える。示すように、二重取付け板４１２は、剛性ゴムのような適切な剛性材料でできていて柔軟に一緒に連結される２つの半分４１２Ａおよび４１２Ｂを備える。各半分４１２Ａ、４１２Ｂは、隅ポケット２６８の一対の突出部４０４を受けるために一対の凹部４１４を備える。各凹部４１４は、隅ポケット２６８の対応する突出部４０４の対極の磁石を備え、そして電気端子および電気端子を第１および第２の半分４１２Ａおよび４１２Ｂにわたって伸びる可撓性ＰＣＢまたはリボンケーブル４１８に電気的に接続するための必要な配線も備える。これらの実施形態において、二重取付け板４１２は、適切な締着具、例えば、ネジまたは釘を用いて二重取付け板４１２を装着器材、例えば、表示台（図示せず）の表面に取り付けるために、それぞれ、２つの半分４１２Ａおよび４１２Ｂに２つのネジ孔４１６の形をした装着構造を備える。
【0108】
図１４Ｅおよび１４Ｆに示すように、そして矢印４２２によって示すように、２つのＬＥＤ表示モジュール１０４は、並んで配置することができて、各突出部４０４が、対応する凹部４１４に受け入れられるように、二重取付け板４１２は、２つのＬＥＤ表示モジュール１０４の隣接した隅ポケット２６８に配置される。突出部４０４および凹部４１４の対極磁石の磁力は、二重取付け板４１２を２つのＬＥＤ表示モジュール１０４にしっかりと連結し、そしてその中の電気端子は、互いに電気的に接触する。このように、二重取付け板４１２は、２つのＬＥＤ表示モジュール１０４の回路を接続する電気コネクタとしても作用する。
【0109】
いくつかの実施形態では、ＬＥＤ表示モジュール１０４は、図１５に示すように単一取付け板の形をした取付け構造４３０を更に備える。単一取付け板４３０は、二重取付け板４１２の第１または第２の半分４１２Ａまたは４１２Ｂと類似している。すなわち、単一取付け板４３０は、剛性ゴムのような適切な剛性材料で作られて、隅ポケット２６８の一対の突出部４０４を受けるために一対の凹部４１４を備える。各凹部４１４は、隅ポケット２６８の対応する突出部４０４の対極の磁石から成って、外部ケーブル、例えば、データケーブルおよび電力ケーブルに接続するために電気端子を備えることもできる。これらの実施形態では、単一取付け板４３０はまた、適切な締着具、例えば、ネジまたは釘を用いて二重取付け板４１２を装着器材、例えば表示台（図示せず）の表面に取り付けるためにネジ孔４１６の形をした装着構造を備える。
【0110】
図１６Ａは、２×２のマトリックスとして並んで配置される４つのＬＥＤ表示モジュール１０４を示す。二重取付け板４１２は、その隣接した隅ポケット２６８に配置されることになっている。図１６Ｂは、複数の二重および単一の取付け板４１２および４３０を用いて電気的且つ機械的に接続される４つのＬＥＤ表示モジュール１０４を示す。
【0111】
二重取付け板４１２および単一取付け板４３０を用いて、ＬＥＤ表示モジュール１０４は、適切な装着構造に装着できる。例えば、図１７Ａ～１７Ｅは、表示台４５２に電気的に相互接続して装着される４つのＬＥＤ表示モジュール１０４を示す。図１７Ａに示すように、複数の二重取付け板４１２および単一取付け板４３０は、ネジ４５４を二重取付け板４１２および単一取付け板４３０のネジ孔４１６を通して表示台４５２に固締することによって表示台４５２に最初に装着される。
【0112】
図１７Ｂに示すように、４つのＬＥＤ表示モジュール１０４は、それから、二重取付け板４１２および単一取付け板４３０に取り付けられて、それによって表示台４５２に電気的に相互接続して、着脱自在に装着される。
【0113】
図１７Ｃは、どのようにＬＥＤ表示モジュール１０４が表示台４５２に着脱自在に装着されるかについて示す、ＬＥＤ表示モジュール１０４および表示台４５２の側面図である。図１７Ｄは、表示台４５２に装着されるＬＥＤ表示モジュールの側面図である。図１７Ｅは、表示台４５２に装着されるＬＥＤ表示モジュール１０４の斜視図である。
【0114】
上記した電気相互接続および装着方法は、ＬＥＤ表示モジュールの簡単で速い配置という利点を有する。図１８Ａおよび１８Ｂは、実施例を示す。図１８Ａに示すように、ＬＥＤ表示モジュール１０４Ｅは、故障しており、置き換える必要がある。従って、人は、ＬＥＤ表示モジュール１０４Ｅに外向きの力を印加して、ＬＥＤ表示モジュール１０４Ｅと二重および単一取付け板４１２および４３０の間の磁力に打ち勝って、表示台４５２からＬＥＤ表示モジュール１０４Ｅを取り外すことができる。ＬＥＤ表示モジュール１０４Ｅの可撓性は、ＬＥＤ表示モジュール１０４Ｅの取り外しを容易にする。
【0115】
図１８Ｂに示すように、人は、それから、取り換えるＬＥＤ表示モジュール１０４Ｒを二重取付け板４１２および単一取付け板４３０に取り付けて、取り換えたＬＥＤ表示モジュール１０４Ｒを表示台４５２に装着できる。ＬＥＤ表示モジュール１０４Ｒの可撓性は、ＬＥＤ表示モジュール１０４Ｒの取付けを容易にする。
【0116】
いくつかの実施形態では、一つ以上のＬＥＤ表示モジュール１０４は、二重取付け板４１２および単一取付け板４３０を使用して、他の装着器材に装着できる。例えば、図１９Ａ～１９Ｃは、複数の二重取付け板４１２および単一取付け板４３０を使用して、４つのＬＥＤ表示モジュール１０４を壁５０２に装着することの実施例を示す。
【0117】
当業者は、上記の電気相互接続方法および上記の装着方法が、非可撓性のＬＥＤ表示サブモジュールおよびモジュールを相互接続して装着するために用いることもできることを理解するであろう。
【0118】
前記の実施形態において、ＬＥＤ看板ディスプレイを有するＬＥＤ表示システムが開示されたが、いくつかの代替の実施形態では、ＬＥＤ看板ディスプレイは、画像を表示するために使われるよりはむしろ、照明目的のために使われるＬＥＤ照明装置でありえる。対応して、これらの実施形態のＬＥＤシステムは、同時にＬＥＤ照明システムである。
【0119】
前記の実施形態において、二重取付け板４１２が、２つのＬＥＤ表示モジュール１０４を電気的に連結するために使われるが、いくつかの実施形態では、二重取付け板４１２は、２つのＬＥＤ表示サブモジュール１０８を連結するために使うこともできる。
【0120】
実施形態が添付の図面を参照して上で説明されたが、当業者は、変形および変更が、添付の請求の範囲に記載のその範囲を逸脱せずになされることができると認めるであろう。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図14E-F】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図17E】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図19C】