JPH0566718A

JPH0566718A - 発光ダイオード表示素子

Info

Publication number: JPH0566718A
Application number: JP3228985A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Takeno; 正敏竹野
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】オンオフ制御されるＬＥＤランプのオフ制御時
に、このＬＥＤランプを確実に消灯する。【構成】交流電源４１をオンオフ制御するトライアック
４２と、このトライアック４２からの交流を直流に整流
するダイオードブリッジ回路３５と、このブリッジ回路
３５からの直流により点灯されるＬＥＤ表示素子３３
と、ダイオードブリッジ回路３５の入力側に並列に接続
された分流用抵抗３７とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は道路情報盤等に多数組み
込まれる表示素子に好適な発光ダイオード表示素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の道路表示盤には表示素子
として白熱電球を組み込むものがある。しかし、これで
は白熱電球のフィラメント切れによる寿命が必ずしも長
くないので、多数の白熱電球を定期的に交換する回数が
多くなり、その交換時の白熱電球の費用と交換作業のコ
ストが掛かり、コストが嵩むという問題がある。

【０００３】そこで、かかる白熱電球のみを長寿命かつ
消費電力の少ない発光ダイオード（以下ＬＥＤという）
ランプを内蔵したＬＥＤ表示素子に置換し、その他の例
えばＡＣ電源や制御盤を共用するものが考えられる。

【０００４】このようなＬＥＤ表示素子としては例えば
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すものが考えられ、このＬＥＤ
表示素子１は例えば円筒状のランプケース２の前面開口
部内に、複数のＬＥＤランプ３，３…を内蔵し、さら
に、適量のシリコン等の充填材４を充填して固定すると
共に、防湿と放熱を図っている。

【０００５】これらＬＥＤランプ３，３…は円盤状のプ
リント基板５の一面上に例えばマトリックス状に植設さ
れ、プリント基板５の裏面にはダイオードブリッジ整流
回路６と限流抵抗７を接続し、この整流回路６と限流抵
抗７に口金８の一対の接点９，１０を電気的に接続して
いる。

【０００６】このＬＥＤ表示素子１の電気回路は図８に
示すように構成され、口金８を図示しない表示盤本体の
ソケットに装着することにより、口金８の一対の接点
９，１０に、ＡＣ電源１１と、これをオンオフ制御する
３極双方向サイリスタであるトライアック１２を電気的
に接続し、トライアック１２のオンオフ制御により各Ｌ
ＥＤランプ３の点灯をオンオフ制御するようになってい
る。なお、このＡＣ電源１１とトライアック１２は白熱
電球用と同じ規格のものである。

【０００７】したがって、このＬＥＤ表示素子１は白熱
電球のフィラメントが導体より成るためにインピーダン
スが低いのに対し、半導体より成る整流回路６とＬＥＤ
ランプ３とを有するので、インピーダンスが高いという
特徴を有する。

【０００８】しかし、このＬＥＤ表示素子１においても
低インピーダンスの白熱電球を点灯するものと全く同じ
規格のＡＣ電源１１と、トライアック１２に接続される
ので、ＡＣ電源１１をオンして、トライアック１２をオ
フにしてスタンバイすると、各ＬＥＤランプ３のインピ
ーダンスが高いためにＡＣ電源１１の電源電圧がトライ
アック１２とＬＥＤランプ３の直列回路とによりそれぞ
れ分圧され、微少電流がトライアック１２からリークす
る。

【０００９】このために、リーク電流が整流回路６内に
流入してトライアック１２のオフ時にも各ＬＥＤランプ
３が点灯してしまうという課題がある。

【００１０】また、このようなＬＥＤ表示素子１には例
えば円筒状のランプケース２の前面開口部内に、防湿、
放熱効果を有する充填材４を適量充填するためのレベル
を確認するための目安がないので、充填材４の過不足を
招くという問題がある。

【００１１】このような問題は図９（Ａ）〜図１０
（Ｂ）で示すＬＥＤ表示素子２１にも生ずる。

【００１２】このＬＥＤ表示素子２１は例えば角筒状の
ランプケース２２の前面開口部内に、複数のＬＥＤラン
プ２３，２３…を内蔵し、さらに充填材２４を充填して
固定すると共に、防湿、放熱効果を図っている。

【００１３】また、これらＬＥＤランプ２３をマトリッ
クス状に植設するプリント基板２５に、コネクタ２６を
接続したリード線２７を接続している。

【００１４】しかし、このＬＥＤ表示素子２１も図１０
（Ａ），（Ｂ）に示すように、プリント基板２５を位置
決めし固定するための段部２８をランプケース２２内面
に形成するが、適量の充填材２４を充填しているか否か
確認するための目安がないので、その充填量に過不足を
招いている。

【００１５】つまり、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すよう
にランプケース２２内の充填材２４が過少の場合には防
湿、放熱効果が共に低下するので、耐候性が低下して浸
食が発生し、製品寿命が短かくなる。

【００１６】また、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、充填材２４が過剰の場合には各ＬＥＤランプ２３を
被覆する面積が増大して、その発光面積を減少させるの
で、光度低下と視認角の低下を招く。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前記したように図７で
示すＬＥＤ表示素子１はＡＣ電源１１がオンでトライア
ック１２がオフのときにも、トライアック１２からのリ
ーク電流によりＬＥＤランプ３が点灯し、表示精度を低
下させるという問題がある。

【００１８】また、このＬＥＤ表示素子１は図９，１０
で示すＬＥＤ表示素子２１と同様に、充填材４，２４の
過不足を招き、光度および視認角の低下や防湿放熱効果
が低下するという課題がある。

【００１９】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的はＡＣ電源がオンでトライア
ックがオフ時にもＬＥＤランプが点灯するのを防止して
確実に消灯し、表示精度を高めることができる発光ダイ
オード表示素子を提供することにある。

【００２０】また、他の目的はランプケース内に充填材
を簡単かつ確実に適量充填することができる発光ダイオ
ード表示素子を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本願の発明は前記課題を
解決するために次のように構成される。

【００２２】本願の請求項１に記載の発明（以下第１の
発明という）は、交流電源をオンオフ制御する３極双方
向サイリスタからの交流を直流に整流するダイオードブ
リッジ回路と、このブリッジ回路からの直流により点灯
される発光ダイオードランプとを有する発光ダイオード
表示素子において、前記ダイオードブリッジ回路の入力
側に、抵抗を並列に接続したことを特徴とする。

【００２３】また、本願の請求項２に記載の発明（以下
第２の発明という）は、ランプケース内に、複数の発光
ダイオードランプを内蔵して充填材を充填する発光ダイ
オード表示素子において、前記ランプケースに、前記充
填材を適量充填すべきレベルを示す段部を形成したこと
を特徴とする。

【００２４】さらに、本願の請求項３に記載の発明（以
下第３の発明という）は、ランプケース内に、複数の発
光ダイオードランプを内蔵する発光ダイオード表示素子
において、前記複数の発光ダイオードランプをそれぞれ
仕切る放熱板を設けたことを特徴とする。

【００２５】本願の請求項４に記載の発明（以下第４の
発明という）は、放熱板はその側面に反射体を被着して
いることを特徴とする。

【００２６】

【作用】

〈第１の発明〉ＡＣ電源がオンで３極双方向サイリスタ
がオフのときにはＡＣ電源電圧がこのサイリスタと高イ
ンピーダンスのＬＥＤランプとにより分圧され、サイリ
スタから微少電流がリークする。

【００２７】このリーク電流はダイオードブリッジ回路
の入力側に並列に接続された抵抗に分流されるので、Ｌ
ＥＤランプに流入する電流を著しく減少させ、その点灯
が防止される。したがって本発明によれば、ＡＣ電源が
オンで、３極双方向サイリスタがオフ時にはＬＥＤラン
プを確実に消灯することができるので、このＬＥＤ表示
素子を組み込む表示盤の表示精度を高めることができ
る。

【００２８】〈第２の発明〉ランプケースには充填材を
適量充填すべきレベルを示す段部があるので、この段部
まで充填材を充填することにより、充填材をランプケー
ス内に簡単かつ確実に適量充填することができ、その過
不足を防止することができる。

【００２９】したがって本発明によれば、充填材の過不
足に起因する光度および視認角度の低下や防湿、放熱効
果の低下およびＬＥＤランプの寿命短縮を防止すること
ができる。

【００３０】〈第３の発明〉各ＬＥＤ表示素子はその点
灯時に発熱するが、放熱仕切板により放熱が促進される
ので、ＬＥＤランプの昇温を抑制することができる。こ
のために、昇温によるＬＥＤランプの寿命短縮を防止
し、寿命の延長を図ることができる。

【００３１】〈第４の発明〉各ＬＥＤランプからの発光
は各ＬＥＤランプ周りの放熱仕切板の反射体により反射
して拡散されるので、視認角を拡大し、視認性を高める
ことができる。

【００３２】

【実施例】以下、本願第１〜第４の発明の実施例を図１
〜図６に基づいて説明する。

【００３３】図２（Ａ），（Ｂ）は本願第１の発明の一
実施例の正面図、側断面図であり、図において、ＬＥＤ
表示素子３１は例えば円筒状のランプケース３２の前面
開口部内に、複数のＬＥＤランプ３３，３３…を内蔵
し、さらに防湿および放熱効果を有する充填材３４を充
填して各ＬＥＤランプ３３をランプケース３２内に固定
して防湿と放熱とを図っている。

【００３４】これらＬＥＤランプ３３は円盤状のプリン
ト基板３４ａの一面上にマトリックス状に植設され、プ
リント基板３４ａの裏面には複数のダイオード３５Ａに
より構成されたダイオードブリッジの整流回路３５と、
限流用抵抗３６と分流用抵抗３７とをそれぞれ接続して
いる。

【００３５】整流回路３５はその一対の入力端を、ラン
プケース３２の後部に外嵌固定した口金３８の一対の接
点３９，４０に電気的に接続している。

【００３６】口金３８は図示しない表示盤本体のソケッ
トに装着されることにより図１に示すようにＡＣ電源４
１と、このＡＣ電源４１をオンオフ制御する３極双方向
サイリスタであるトライアック４２に電気的に接続され
る。このＡＣ電源４１とトライアック４２は白熱電球点
灯用のものと同一規格であるので、白熱電球を表示素子
として組み込む表示装置をこのＬＥＤ表示素子３１によ
り共用することができる。

【００３７】そして、ＬＥＤ表示素子３１は図１に示す
ようにダイオードブリッジ回路３５の出力側に、限流用
抵抗３６を介して例えば４つのＬＥＤランプ３３，３３
…を直列に接続した直列回路を接続する一方、ダイオー
ドブリッジ回路３５の入力側に分流用抵抗３７を並列に
接続している。

【００３８】これは、ＡＣ電源４１がオンで、トライア
ック４２がオフ時に、トライアック４２からリークする
微少なリーク電流の一部を分流抵抗３７へ分流させ、ダ
イオードブリッジ回路３５へ流入する微少電流をさらに
減少させるためである。

【００３９】次に、本実施例の作用を説明する。

【００４０】図１において、ＡＣ電源４１とトライアッ
ク４２とを共にオンにすると、ＡＣ電流がダイオードブ
リッジ整流回路３５に与えられて、ここで直流に整流さ
れてから限流抵抗３６により適切な電流値に抑えられて
各ＬＥＤランプ３３に与えられ、これらを点灯する。

【００４１】ここで、ＡＣ電源４１をオンにした状態で
トライアック４２のみをオフにすると、ＡＣ電源４１の
電源電圧がトライアック４２と高インピーダンスのＬＥ
Ｄランプ３３の直列回路とに分圧され、トライアック４
２から微少電流がリークする。

【００４２】そして、このリーク電流の一部は分流用抵
抗３７へ分流され、整流回路３５へ分流されるリーク電
流の一部をさらに著しく減少させるので、各ＬＥＤラン
プ３３は消灯する。

【００４３】つまり、本実施例によれば、ＡＣ電源４１
がオンで、トライアック４２のオフ時には確実に各ＬＥ
Ｄランプ３３を消灯することができる。したがって、ト
ライアック４２のオンオフ制御によりＬＥＤランプ３３
の点灯を確実にオンオフ制御することができるので、こ
のＬＥＤ表示素子３１を組み込む表示素子の表示精度を
高めることができる。

【００４４】図３（Ａ），（Ｂ）は本願第２の発明の一
実施例の正面図と側断面図であり、図において、ＬＥＤ
表示素子５１は例えば角筒状のランプケース５２の前面
開口部内に複数のＬＥＤランプ５３，５３…を内蔵し、
さらに、防湿、放熱効果を有する適量の充填材５４を充
填してランプケース５２内に固定すると共に、防湿、放
熱を図っている。

【００４５】また、ＬＥＤランプ５３をマトリックス状
に植設するプリント基板５５に、コネクタ５６を有する
リード線５７を接続している。

【００４６】そして、ＬＥＤ表示素子５１はプリント基
板５５をランプケース５２内に固定する位置決め用の段
部５８をランプケース５２内面に形成すると共に、ラン
プケース５２の前面開口部内に適量の充填材５４を充填
するためのレベルを示すレベル表示用段部５９を形成し
ている。

【００４７】したがって、このレベル表示用段部５９ま
で充填材５４を充填することにより、その充填量を常に
簡単かつ確実に適量充填することができ、その過不足を
防止することができる。

【００４８】このために、充填材５４の過不足に起因す
る光度および視認角の低下や、防湿および放熱効果の低
下および寿命の低下を未然に防止することができる。

【００４９】図５（Ａ）は本願第３の発明の一実施例の
正面図、図５（Ｂ）はこの正面図のＢ−Ｂ線矢視断面図
であり、図において、ＬＥＤ表示素子６１は図３で示す
ＬＥＤ表示素子５１の前面開口部内に、複数のＬＥＤラ
ンプ５３，５３…をそれぞれ仕切る格子状の仕切板を放
熱部材により構成した放熱仕切板６２を内蔵すると共
に、この放熱仕切板６２の各突出外端部を嵌入せしめて
固定する複数の嵌入溝６３，６３…をそれぞれ形成した
点に特徴があり、これ以外はＬＥＤ表示素子５１とほぼ
同様に構成されているので、図５（Ａ），（Ｂ）中、図
３（Ａ），（Ｂ）で示す部分と共通する部分には同一符
号を付して、その重複した部分の説明を省略している。

【００５０】つまり、放熱仕切板６２は図６（Ａ）に示
すように長方形薄板の縦板６２ａと横板６２ｂとを熱伝
導が良好な例えばアルミニウム板等により形成して各対
向端部に所要長さの切込みを入れて格子合せ溝６２a1，
６２b1をそれぞれ所要のピッチで形成している。

【００５１】そして、各縦横板６２ａ，６２ｂの各格子
合せ溝６２a1，６２b1を直角方向に相互に嵌入させるこ
とにより、図６（Ｂ）に示すように格子状に組み立て
る。

【００５２】したがって、この実施例によれば、各ＬＥ
Ｄランプ５３が点灯時に発熱すると、その発熱が充填材
５４と放熱仕切板６２とによりそれぞれ放熱されるの
で、放熱効果が向上する。このために、各ＬＥＤランプ
５３が高温に昇温して順電流が低下して光度が低下し、
各ＬＥＤランプ５３の寿命が短かくなるのを防止するこ
とができる。

【００５３】また、放熱仕切板６２の各側面に反射体で
ある反射用フィルム（図示せず）を貼着してもよく、こ
れによれば各ＬＥＤランプ５３からの発光をこの反射用
フィルムにより反射させて光を拡散することにより、拡
散効果を高め、視認角を拡大して視認性を高めることが
できる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
ＡＣ電源がオンで３極双方向サイリスタがオフのとき
に、このサイリスタからリークする微少なリーク電流の
一部をダイオードブリッジ回路の入力側の抵抗により分
流できるので、このダイオードブリッジ回路およびＬＥ
Ｄランプへ流入する微少なリーク電流をさらに減少させ
てＬＥＤランプが点灯するのを防止することができる。
つまり、３極双方向サイリスタのオンオフ制御によりＬ
ＥＤランプの点灯を確実にオンオフ制御できるので、こ
れらＬＥＤランプを組み込む表示装置の表示精度を高め
ることができる。

【００５５】また、本願第２の発明は、ランプケース内
に、充填材を適量充填すべきレベルを示す段部まで充填
することにより、充填材を簡単かつ確実に適量充填する
ことができる。

【００５６】したがって、充填材の充填量の過不足によ
る光度や視認角低下、防湿および放熱効果の低下および
寿命の低下を防止することができる。

【００５７】また、本願第３の発明は、ＬＥＤランプ点
灯時の発熱を放熱仕切板により放熱し、放熱効果を高め
ることができるので、ＬＥＤランプが高温に昇温するの
を抑えることができる。このために、ランプが高温に昇
温して寿命を短縮するのを防止し、寿命を延ばすことが
できる。

【００５８】さらに、本願第４の発明は、前記第３の発
明の放熱仕切板に反射体を被着するので、各ＬＥＤラン
プからの光をこの放熱仕切板の反射体により反射させて
光拡散効果を高め、視認角を拡大することができ、視認
性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２で示すＬＥＤ表示素子の電気回路図。

【図２】（Ａ）は本願第１の発明に係る発光ダイオード
表示素子の正面図、（Ｂ）はその（Ａ）の側断面図。

【図３】（Ａ）は本願第２の発明の一実施例の正面図、
（Ｂ）はその（Ａ）の側断面図。

【図４】（Ａ）は図３（Ａ），（Ｂ）で示すランプケー
スの正面図、（Ｂ）はこの（Ａ）の側断面図。

【図５】（Ａ）は本願第３の発明に係る発光ダイオード
表示素子の一実施例の正面図、（Ｂ）はこの（Ａ）のＢ
−Ｂ線矢視断面図。

【図６】（Ａ）は図５で示す放熱仕切板の分解斜視図、
（Ｂ）は図５で示す放熱仕切板の組立状態の斜視図。

【図７】（Ａ）は従来のＬＥＤ表示素子の正面図、
（Ｂ）はその（Ａ）の側断面図。

【図８】図７で示すＬＥＤ表示素子の電気回路図。

【図９】（Ａ）は他の従来のＬＥＤ表示素子の正面図、
（Ｂ）はこの（Ａ）の側面図、（Ｃ）はこの（Ｂ）の縦
断面図。

【図１０】（Ａ）は図９で示すランプケースの正面図、
（Ｂ）はこの（Ａ）の側断面図。

【図１１】（Ａ）は図１０で示すＬＥＤ表示素子の充填
材の充填量が過少の場合の正面図、（Ｂ）はこの（Ａ）
の側断面図。

【図１２】（Ａ）は図９で示すＬＥＤ表示素子の充填材
の充填量が過剰の状態を示す正面図、（Ｂ）はこの
（Ａ）の側断面図。

【符号の説明】

３１，５１，６１ＬＥＤ表示素子３２，５２，６２ランプケース２３，３３，５３ＬＥＤランプ３４充填材３７分流用抵抗５９レベル表示用段部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源をオンオフ制御する３極双方向
サイリスタからの交流を直流に整流するダイオードブリ
ッジ回路と、このブリッジ回路からの直流により点灯さ
れる発光ダイオードランプとを有する発光ダイオード表
示素子において、前記ダイオードブリッジ回路の入力側
に、抵抗を並列に接続したことを特徴とする発光ダイオ
ード表示素子。
【請求項２】ランプケース内に、複数の発光ダイオー
ドランプを内蔵して充填材を充填する発光ダイオード表
示素子において、前記ランプケースに、前記充填材を適
量充填すべきレベルを示す段部を形成したことを特徴と
する発光ダイオード表示素子。
【請求項３】ランプケース内に、複数の発光ダイオー
ドランプを内蔵する発光ダイオード表示素子において、
前記複数の発光ダイオードランプをそれぞれ仕切る放熱
板を設けたことを特徴とする発光ダイオード表示素子。
【請求項４】放熱板はその側面に反射体を被着してい
ることを特徴とする請求項３記載の発光ダイオード表示
素子。