(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元および／または３次元の表示装置を形成するための発光ブロックであって、
中空で多面体型のモジュールと、前記モジュールの内部に配置された少なくとも１つの光源とを有し、
前記モジュールは、第１の方向に対向する複数の端部と、前記第１の方向に直交する複数の方向に向いた複数の周壁とを含み、
前記複数の端部のそれぞれは、複数の他の発光ブロックを隣接した状態で当該発光ブロックに機械的に接続するためのコネクタを含み、前記複数の端部の少なくとも一部は、前記コネクタにより接続される前記複数の他の発光ブロックの少なくとも一部に電気的に接続するための基板を含み、
前記複数の周壁は透光性または半透光性であり、前記複数の周壁の少なくとも一部は、前記表示装置を形成する際に他の発光ブロックの複数の周壁の一部と面で接するコンタクト壁部であり、前記コンタクト壁部は、遮光性部材を着脱可能な部分および／または外光の進入を抑制するための反射構造を備えている、発光ブロック。
【請求項２】
請求項１において、前記モジュールは、複数の多面体構造が直線的に接続されている形状である、発光ブロック。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれかにおいて、前記モジュールの形状は直方体である、発光ブロック。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記モジュールの内部は遮光性の補助壁により複数のパーティションに分割されており、前記複数のパーティションのそれぞれに光源が配置されている、発光ブロック。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記コネクタには、反射板および透過板が着脱可能である、発光ブロック。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記遮光性部材は、遮光シートであり、前記着脱可能な部分は、前記コンタクト壁部の外面である、発光ブロック。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記コンタクト壁部は、ダイヤカットを含む、発光ブロック。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の発光ブロックを複数有し、
前記複数の発光ブロックが前記コネクタにより２次元または３次元に組み立てられている、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤなどの光源を含む発光ブロックおよびそれらを組み合わせた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、透光性材によって立方体、直方体、円柱体等の所定の立体形状に構成し、一面に突起部を設け、他の一面に突起部を嵌入する嵌入部を設け、当該突起部、嵌入部それぞれの着脱自在な嵌合によって相互に接合可能なブロック体とすることが記載されている。特許文献１には、さらに、このブロック体により、発光体を内蔵した発光用ブロック体、投影模様を表示したフィルム部材を保持するマスク部を備えた投影用ブロック体、反射鏡を内蔵した反射用ブロック体、万華鏡を内蔵した万華鏡用ブロック体、透光反射面を有する透光体を内蔵した透光体用ブロック体、芳香剤を内蔵した芳香用ブロック体それぞれで構成することが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２６２９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１には、発光体を内蔵した発光用ブロック体を２次元または３次元に組み合わせて１つの表示装置にすることは開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様は、２次元および／または３次元の表示装置を形成するための発光ブロックである。この発光ブロックは、中空で多面体型のモジュールと、モジュールの内部に配置された少なくとも１つの光源とを有する。モジュールは、第１の方向に対向する複数の端部と、第１の方向に直交する複数の方向に向いた複数の周壁とを含む。複数の端部のそれぞれは、複数の他の発光ブロックを隣接した状態で当該発光ブロックに機械的に接続するためのコネクタを含む。また、複数の端部の少なくとも一部は、コネクタにより接続される複数の他の発光ブロックの少なくとも一部に電気的に接続するための基板を含む。複数の周壁は透光性または半透光性であり、複数の周壁の少なくとも一部は、表示装置を形成する際に他の発光ブロックの複数の周壁の一部と面で接するコンタクト壁部である。コンタクト壁部は、遮光性部材を着脱可能な部分および／または外光の進入を抑制するための反射構造を備えている。
【０００５】
このような複数の発光ブロックをコネクタにより第１の方向に連結することにより、第１の方向および第１の方向に直交する方向に広がった表示壁体を備えた２次元または３次元の表示装置を形成できる。すなわち、複数の発光ブロックは、まず、第１の方向、例えば上下方向に機械的に連結される。第２の方向に直交する方向、例えば、左右方向には上下に存在する他の発光ブロックを介して機械的に連結され、第２の方向に直に機械的に接続しなくても第２の方向にも広がりのある表示壁体を備えた表示装置を形成できる。
【０００６】
さらに、端部のコネクタにより複数の発光ブロックを接続するだけで、複数の発光ブロックは端部の基板を介して電気的にも接続される。第１の方向に直交する第２の方向に隣接する発光ブロックは、第１の方向に接続された他の発光ブロックを介して電気的にも接続される。さらに、接続用の基板は発光ブロックの境界となる端部に配置されるので、複数の発光ブロックを電気的に接続する基板の存在は表示装置の外部からはほとんど見えない。このため、複数の発光ブロックを電気的に接続する資源（基板、配線など）の存在を隠した、または外部に直接的には表れないタイプの表示装置を形成できる。
【０００７】
さらに、発光ブロックの複数の周壁の少なくとも一部は、表示装置を形成する際に他の発光ブロックの複数の周壁の一部と面で接するコンタクト壁部であり、コンタクト壁部は、遮光性部材を着脱可能な部分および／または外光の進入を抑制するための反射構造を備えている。表示装置において、発光ブロックの第１の方向の境界となる端部は多面体型のモジュールの一方の端なので面あるいは線として認識される。同様に、第１の方向と直交する第２の方向の境界においても発光ブロック同士は、コンタクト壁部により面で接し、表示装置において、第２の方向の境界も面または線として認識される。
【０００８】
基板を備えたモジュールの端部においては、基板により第１の方向に接続された発光ブロック同士が遮光される。したがって、コンタクト壁部を遮光することにより、第２の方向においても、端部と同じ状態に第２の方向に接する発光ブロック同士を遮光できる。このため、第１の方向（機械的に接続される方向）およびそれに直交する方向（第２の方向、機械的には接続されない方向）に、光学的にはほぼ等価に発光ブロックが隣接した表示装置を提供できる。コンタクト壁部に、外光の進入を抑制するための反射構造を導入することによっても、隣接する他の発光ブロックからの光学的影響を抑制できるので、第１の方向およびそれに直交する方向に、光学的にはほぼ等価に発光ブロックが隣接した表示装置を提供できる。
【０００９】
このため、複数の発光ブロックを２次元あるいは３次元方向に組み立てたときに、基板を含む機械的および電気的な接続部分のいっそう目立たない表示装置を提供できる。また、この表示装置は基板により第１の方向の光学的クロストーク（混色）を抑止でき、さらに、コンタクト壁部により第１の方向に直交する方向の光学的クロストークも抑制できる。したがって、より鮮明な画像を表示する表示装置を提供できる。
【００１０】
典型的な多面体型のモジュールの外形は、複数の多面体構造が直線的に接続されている形状である。多面体構造の一例は、立方体（正６面体）構造、切頂６面体構造、切頂２０面体（サッカーボール）構造である。最も典型的なモジュールの形状（外形）は、２つの立方体構造が直線的に接続された直方体である。
【００１１】
発光ブロックの一形態は、モジュールの内部は遮光性の補助壁により複数のパーティションに分割されており、複数のパーティションのそれぞれに光源が配置されているものである。第１の方向（例えば上下）に直交する第２の方向（例えば左右）に長い直方体ユニットは、遮光性の補助壁で第２の方向に２分割することにより、２つの立方体構造の発光単位（画素）として使用できる。さらに上下および／または左右に分割することにより１つの発光ブロックにより実現できる画素数を増加でき、解像度の高い画像を表示する表示装置を提供できる。遮光性の補助壁は光源を配置するための基板を兼ねていても良い。
【００１２】
さらに、コネクタには、反射板および透過板が着脱可能であることが望ましい。基板を挟まずに第１の方向に発光ブロックを接続する場合は、反射板をコネクタに取り付けることが望ましい。一方、発光ブロックが表示壁体の縁を構成する場合は、コネクタに透過板を取り付けることが望ましい。
【００１３】
典型的な遮光性部材は、遮光シートである。この遮光シートの着脱可能な部分の一例は、コンタクト壁部の外面である。遮光シートは黒色シートなどの吸収型または金属箔のような反射型であっても良い。外光の進入を抑制するための反射構造の一例は、外光を効率良く反射するようにダイヤカット（ダイヤモンドカット）された壁面である。したがって、コンタクト壁部はダイヤカットされていても良い。内部の光を効率良く透過し、外部の光を効率良く反射するような壁面であることが望ましい。
【００１４】
本発明の他の１つの態様は、上記の発光ブロックを複数有し、複数の発光ブロックがコネクタにより２次元または３次元に組み立てられている表示装置である。表示装置によりマルチカラーの画像を表示するためには、それぞれの発光ブロックが、１画素当たりＲＧＢ各色の光を出力できる光源を備え、１画素の単位で、原色ではなく混色された色を表示できることが望ましい。発光ブロックは、機械的に着脱できるサイズ、特に、ユーザの手で着脱できる大きさであることが望ましく、そのようなサイズで適当な解像度の表示装置を得るためには１つの画素で混色を表現できることが望ましい。典型的な光源は、ＲＧＢ各色のＬＥＤを備えたＬＥＤモジュールあるいは発光ユニットである。
【００１５】
複数の発光ブロックにより、２次元および／または３次元の表示装置を製造する方法は、上述した複数の発光ブロックをコネクタにより第１の方向に連結することにより、第１の方向および第１の方向に直交する方向に広がった表示壁体を形成することを含む。遮光性部材が遮光シートのときは、表示壁体を形成すること（ステップ）は、複数の発光ブロックのコンタクト壁部に遮光シートを貼り付けることを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、複数の発光ブロック（発光用ブロック）により形成された板状の表示装置を示している。図２に、複数の発光ブロックにより形成された立方体状の表示装置を示している。図１に示す表示装置１はフラットパネルタイプであり、２次元的な広がりを備えた壁体（表示壁体）５を中心とする構成の表示装置である。表示壁体５は、縦横に組み合わされた複数の発光ブロック１０により形成されている。表示壁体５は、１つの平面的な壁だけではなく、直交する複数の壁により形成されていても良い。図２に示す表示装置２は、複数の発光ブロック１０が３次元的に組み合わされて立体（多面体）をなしたキュービックタイプであり、キュービックの表側が表示壁体５となっている。
【００１７】
これらの表示装置１または２を形成する発光ブロック１０は、外形が異なる２つのタイプを含む。第１のタイプは、全体が直方体の発光ブロック１１であり、第２のタイプは、全体が立方体の発光ブロック１２である。直方体型の発光ブロック１１は、立方体型の発光ブロック１２が２つ直線的に接続された形状であると考えることができる。これらの表示装置１または２において、直方体型の発光ブロック１１は、左右が２つの発光セクションに分かれており、２画素（２ドット）を表示する。立方体型の発光ブロック１２は、１画素（１ドット）を表示する。
【００１８】
図３に、典型的な直方体型の発光ブロック１１の概要を斜視図により示している。図４に、図３に示した発光ブロック１１の構成を展開図により示している。発光ブロック１１は、中空で多面体型のモジュール２０を有する。このモジュール２０は、外形が直方体のモジュールであり、上下（第１の方向）に対向する端部２１ａおよび２１ｂはコネクタ３６を含み、第１の方向に直交する方向（前後左右）に向いた複数の周壁２２ａ〜２２ｄは、外面が平坦で乳白色の透光性の壁となっている。コネクタ３６は、凸タイプ（雄タイプ）のコネクタ３６ａと、凹タイプ（雌タイプ）のコネクタ３６ｂとを含み、上下の端部２１ａおよび２１ｂのそれぞれに、凸タイプのコネクタ３６ａおよび凹タイプのコネクタ３６ｂが配置されている。したがって、１つの発光ブロック１１に対し、上方に２つの他の発光ブロック１１を隣接した状態で機械的に接続でき、下方に２つの他の発光ブロック１１を隣接した状態で機械的に接続できる。なお、以下においては、発光ブロック１１が機械的に連結される第１の方向を上下方向として説明する。しかしながら、第１の方向は水平方向、たとえば、前後方向あるいは左右方向であっても良い。
【００１９】
この直方体型のモジュール２０は、接続用の基板３１が下側の端部２１ｂにのみ配置されたタイプ（タイプＡ）であり、図４に示すように幾つかのサブモジュールにより構成されている。モジュール２０は、まず、全体が直方体で上下の端３９ａおよび３９ｂが開口端となった透光性サブモジュール３０を含む。この透光性サブモジュール３０は、四方の壁（周壁）２２ａ〜２２ｄを構成する壁部３０ａと、壁部３０ａにより囲われた内部を２つの立方体状に区切るように配置された補助壁３０ｂを含み、内部が２つのパーティション２５ａおよび２５ｂに分割されている。補助壁３０ｂは、遮光性であることが望ましいが、この例では、透光性の壁部３０ａと一体で成形されており、後に、反射フィルム（反射シート）４１を貼ることにより遮光性にしている。それぞれのパーティション２５ａおよび２５ｂの四隅には、上下の端部２１ａおよび２１ｂを構成するサブモジュールを取り付けるための固定ねじ３０ｃが配置されている。この固定ねじ３０ｃに沿って上下の端部２１ａおよび２１ｂを電気的に接続する配線３５ｃを取り付けることができる。
【００２０】
モジュール２０は、上下の端部２１ａおよび２１ｂを構成するいくつかのサブモジュールを含む。直方体型のモジュール２０は機械的な接続および／または電気的な接続の異なるいくつかの機能の異なるモジュールを含む。タイプの異なるモジュール２０では、透光性サブモジュール３０は共通しており、端部２１ａおよび２１ｂを構成するサブモジュールが変えられ、それぞれのタイプのモジュール２０に異なる機能が付与されている。
【００２１】
図５に、端部２１ａおよび２１ｂを構成可能ないくつかのサブモジュールを示している。以下では、図５も参照しながら説明する。端部２１ａおよび２１ｂに配置される典型的なサブモジュールは、コネクタサブモジュール３６ａまたは３６ｂである。これらコネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂは、パーティション２５ａおよび２５ｂの単位で透光性サブモジュール３０の開口端３９ａまたは３９ｂに取り付けられる蓋を兼ねている。コネクタサブモジュール３６ａまたは３６ｂを透光性サブモジュール３０の開口端３９ａまたは３９ｂにねじ止めすることにより、以下に述べる基板３１あるいはサイドリフレクタサブモジュール３８を含めて、直方体型のモジュール２０を組み立てることができる。以下では、特に説明しない限り、パーティション２５ａおよび２５ｂの単位で、異なる、あるいは同じタイプのサブモジュールが取り付けられる。
【００２２】
凹タイプのコネクタサブモジュール３６ｂの中央は、凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａの凸部３６ｃをはめ込むように開口３６ｄとなっている。凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａは、外面３６ｏの中央が外側に向かって突き出ており、その凸部３６ｃの中央は接続用の電極が通過するように開口３６ｅになっている。したがって、凹タイプのコネクタサブモジュール３６ｂと凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａとにより複数のモジュール２０を機械的に連結したときに、開口３６ｅを通して、機械的に連結された複数のモジュール２０を電気的にも接続することができる。凹タイプのコネクタサブモジュール３６ｂは、凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａの凸部３６ｃを収納できる厚みを備えており、さらに、内側３６ｉに、凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａを装着した後に凸部３６ｃとの機械的接続をロックできるようにロック機構３６ｆが設けられている。
【００２３】
図３および図４に示したタイプＡのモジュール２０では、透光性サブモジュール３０の下端３９ｂに接続用基板３１が取り付けられている。この接続用基板３１は、図５に示すように、他のタイプのモジュール２０においては、透光性サブモジュール３０の上端３９ａにも取り付けることが可能であり、上端３９ａおよび下端３９ｂに取り付けることも可能である。接続用基板３１は、２つのパーティション２５ａおよび２５ｂにわたるサイズであり、１つの接続用基板３１を、２つのコネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂにより透光性サブモジュール３０の下端の開口３９ｂに取り付けている。
【００２４】
接続用基板３１の内面３１ｉには２つのＬＥＤモジュール２９が取り付けられている。それぞれＬＥＤモジュール２９は、２つのパーティション２５ａおよび２５ｂのほぼ中央に相当する位置に取り付けられており、２つのパーティション２５ａおよび２５ｂをそれぞれ点灯する光源となる。ＬＥＤモジュール２９は、ＲＧＢ各色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を適当な数だけ備えており、１つのＬＥＤモジュール（発光ユニット）２９によりマルチカラー（フルカラー）の光を出力できる。接続用基板３１の内面３１ｉは反射処理がなされており、たとえば、基板３１の内面３１ｉは白色に塗られている。
【００２５】
接続用基板３１は外面３１ｏに凸型（雄型）の電極３５ａと、平型（雌型）の電極３５ｂと、これらの電極３５ａおよび３５ｂを接続する内部配線（不図示）とを備えている。内部配線には２つのＬＥＤモジュール２９も接続されている。接続用基板３１は、モジュール２０に接続される他の複数の、典型的には２つのモジュール２０を電気的に接続する機能と、自身が備えるＬＥＤモジュール２９に電力および制御信号を伝達し、ＬＥＤモジュール２９を駆動して発光させる機能とを含む。
【００２６】
接続用基板３１を透光性サブモジュール３０に取り付けると、これらの電極３５ａおよび３５ｂはパーティション２５ａおよび２５ｂのそれぞれほぼ中央に配置される。凸型の電極３５ａは、複数の接続ピンが突き出た構成となっており、平型の電極３５ｂは、複数のパッドがマトリクス状に配置された構成となっている。コネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂによりモジュール２０を機械的に接続すると、凸型の電極３５ａが、凸型のコネクタサブモジュール３６ａの中央の開口３６ｅを通過して平型の電極３５ｂと接触し、複数のモジュール２０の間で電気的な接続が成立する。
【００２７】
図３および図４に示したタイプＡのモジュール２０では、透光性サブモジュール３０の上端３９ａにサイドリフレクタサブモジュール３８が取り付けられている。このサイドリフレクタサブモジュール３８は、図５に示すように、接続用基板３１の代わりに取り付けることが可能なものである。したがって、他のタイプのモジュール２０においては、透光性サブモジュール３０の上端３９ａにも取り付けることが可能である。サイドリフレクタサブモジュール３８は、パーティション単位のサイズであり、２つのサイドリフレクタサブモジュール３８が、コネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂにより、それぞれ、透光性サブモジュール３０の上端の開口３９ａに取り付けられている。
【００２８】
サイドリフレクタサブモジュール３８は、中央が開口３８ｃとなり、内面３８ｉの四辺に沿って反射板３８ｍが取り付けられている。したがって、このサイドリフレクタサブモジュール３８を、モジュール２０の上端部２１ａまたは下端部２１ｂに含めることにより、上端部２１ａまたは下端部２１ｂからＬＥＤモジュール２９の光が漏れるのを抑制できる。モジュール２０の上端部２１ａまたは下端部２１ｂが接続用基板３１を含んでいる場合、接続用基板３１により遮光されており、ＬＥＤモジュール２９からの光が外部に漏れることを抑制できる。反射板３８ｍとしては、樹脂の成型品に光沢メッキを行ったもの、アルミ蒸着を行ったもの、またはステンレス光沢材や光沢シールをプレスで打ちぬいたものなどを用いることができる。
【００２９】
コネクタサブモジュール３６ａまたは３６ｂは遮光性（光を反射する場合も含む）であっても良い。しかしながら、モジュール２０が表示装置１または２の端部または辺を構成する場合、コネクタサブモジュール３６ａまたは３６ｂを透光性にして、透光性のカバーをコネクタサブモジュール３６ａまたは３６ｂを取り付けることにより、表示装置１または２の端部から外向きに（３次元方向に）光を放出でき、より立体的な表示装置を形成できる。一方、モジュール２０が表示装置１または２の中間的なポジションであると、モジュール２０の上端部２１ａまたは下端部２１ｂが接続用基板を含んでいない場合は、透光性のコネクタサブモジュール３６ａまたは３６ｂから上方または下方に接続されたモジュール２０に光が漏れ出す。サイドリフレクタサブモジュール３８を装着することにより、光の漏れ出しを抑制できる。
【００３０】
図３および図４に示したタイプＡのモジュール２０では、さらに、上端部２１ａの凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａの開口３６ｅに、反射板となるセンターリフレクタサブモジュール３７が装着されている。センターリフレクタサブモジュール３７は、上下が反射面３７ｍとなっており、さらに上下の端が切頂正方形（ほぼ８角形）の取付フランジ３７ａとなっている。凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａの開口３６ｅも取付フランジ３７ａとほぼ同じ切頂正方形である。センターリフレクタサブモジュール３７を、凸部３６ｃの開口３６ｅに挿入し４５度回転することにより、センターリフレクタサブモジュール３７を凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａに固定でき、凸部３６ｃの開口３６ｅからの光の漏出を抑制できる。
【００３１】
凸タイプのコネクタサブモジュール３６ａは、凹タイプのコネクタサブモジュール３６ｂと組み合わされるので、センターリフレクタサブモジュール３７により凹タイプのコネクタサブモジュール３６ｂからの光の漏出も抑制できる。サイドリフレクタサブモジュール３８の開口３８ｃには回転ロック用の突起３８ｄが設けられている。センターリフレクタサブモジュール３７を４５度回転すると取付フランジ３７ａの凹み３７ｂと突起３８ｄとが係合し、センターリフレクタサブモジュール３７の動きをロックする。
【００３２】
図５に示すように、モジュール２０の上端部２１ａまたは下端部２１ｂには、他のサブモジュールを含めることができる。接続用基板３１に代わり、信号を入力するための端子３３ｔを備えたスタート用の基板３３を含めることができる。スタート用の基板３３は、多くのケースでは、透光性サブモジュール２０の反対側に配置される接続用基板３１と、スタート用基板３３および接続用基板３１とを繋ぐように透光性サブモジュール２０の内部を上下に走る接続用電極３５ｃと組み合わされて用いられる。
【００３３】
接続用基板３１の代わりに、上端部２１ａまたは下端部２１ｂにエンド用の基板３２を含めることが可能である。エンド用の基板３２は、外面３２ｏに凸型の電極３５ａを備えた基板３２ａと、外面３２ｏに平型の電極３５ｂを備えた基板３２ｂとがある。これらエンド用の基板３２ａおよび３２ｂは、ディージーチェーン接続の終端（ターミネータ）としての機能を含んでいる。さらに、接続用基板３１の代わりに、上端部２１ａまたは下端部２１ｂに、ＬＥＤモジュールを備えていない基板３４を含めることも可能である。モジュール２０の上端部２１ａまたは下端部２１ｂを、当該モジュール２０を点灯させるためではなく、他の複数のモジュール２０を機械的および電気的に接続するためだけに使用できる。
【００３４】
図３および図４に示した発光ブロック１１のモジュール２０の周壁２２ａ〜２２ｄは、表示装置１または２、さらに異なる形状の表示装置を形成する際に、他の発光ブロック１１の周壁２２ａ〜２２ｄの一部と面で接するコンタクト壁部である。周壁２２ａ〜２２ｄの外面２３は垂直で平坦な面になっており、隣接して配置される他の発光ブロック１１の周壁２２ａ〜２２ｄの外面２３とは、部分的にほぼ面と面とが接する状態になる。周壁２２ａ〜２２ｄの外面２３に、典型的な遮光性部材である粘着性の反射シート４１を着脱することができる。反射シート４１は、直方体状の透光性サブモジュール３０により構成される周壁２２ａ〜２２ｄのうち、直方体の端面（長方形の短辺に対応）にあたる周壁２２ｂおよび２２ｄの外面２３をカバーできるサイズとなっている。すなわち、１つの反射シート４１を周壁２２ａ〜２２ｄの一部に取り付けることにより、１画素に対応するパーティション２５ａまたは２５ｂの周囲の透光性の壁の１つを遮光することができる。反射シート４１は、たとえば、アルミニウムシートなどの金属製の薄膜、金属コーティングされた樹脂薄膜である。繰り返し貼ることができる粘着性を備えたシートであることが望ましい。
【００３５】
図６および図７に、複数の発光ブロック１１により表示装置を組み立てたときに反射シート４１を貼って遮光する例を示している。図６は、図１のようなフラットパネル型の表示装置１を組み立てる際に多く発生するケースを示している。発光ブロック１１は、上端部２１ａおよび下端部２１ｂのそれぞれに、２つのコネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂを含み、これらのサブモジュール３６ａおよび３６ｂにより、上方および／または下方において、他の２つの発光ブロック１１を隣接した状態（周壁の一部同士が対面した状態）で機械的に接続できる。したがって、左右に配置された発光ブロック１１ａおよび１１ｂは、それぞれの発光ブロックの上方および／または下方に配置されたコネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂにより、それぞれの発光ブロックの上方および／または下方に他の発光ブロック１１ｃおよび／または１１ｄと機械的に接続される。そして、左右に配置された発光ブロック１１ａおよび１１ｂは、機械的には直に接続されないが、上方および／または下方に配置された他の発光ブロック１１ｃおよび／または１１ｄを介して、隣接した状態で配置され、位置決めされる。
【００３６】
電気的には、この例であれば、下方に配置されたコネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂにより下方に機械的に接続された他の発光ブロック１１ｄにより接続される。左右に配置された発光ブロック１１ａおよび１１ｂは、機械的にも電気的にも、直には接続されない。しかしながら、左側の発光ブロック１１ａの周壁２２ｂの外面２３と、右側の発光ブロック１１ｂの周壁２２ｄの外面２３とが対面した状態になる。
【００３７】
図６に示した組み合わせにおいて、左右の発光ブロック１１ａおよび１１ｂと上方の発光ブロック１１ｃとの間、および下方の発光ブロック１１ｄとの間は、接続用基板３１またはリフレクタサブモジュール３７および３８により遮光される。そして、左右に配置された発光ブロック１１ａおよび１１ｂの間は、周壁２２ｄの外面２３に取り付けられた反射シート４１により遮光される。したがって、これらの発光ブロック１１ａ〜１１ｄの境界は上下左右ともにほぼ同じ状態になり、機械的に接続される部分と、機械的に接続されない部分との差が目立たなくなる。その結果、接続用基板３１の有無がさらに目立たなくなる。また、上下および右側に配置された他の発光ブロック１１ｂ〜１１ｄから出力される光が発光ブロック１１ａに入り込むことがなくなり、より鮮明な画像を表示する表示装置１を製造（組み立て）できる。発光ブロック１１ａの左側の周壁２２ｄの外面２３に反射シート４１を貼ることにより、左側に隣接配置される他の発光ブロック１１から出力される光の影響も抑制できる。なお、反射シート４１は、それぞれの発光ブロック１１の右側の周壁２２ｂの外面２３に取り付けても良い。
【００３８】
図７は、図２のような立体型の表示装置２を組み立てる際に発生する。前後に配置された発光ブロック１１ｅおよび１１ｆは、下方の発光ブロック１１ｇにより機械的および電気的に接続される。上方に他の発光ブロック１１を接続しても良い。前後に配置された発光ブロック１１ｅおよび１１ｆは、直には接続されないが、前後に隣接した状態で位置決めされる。すなわち、前後に配置された発光ブロック１１ｅおよび１１ｆは、下方の発光ブロック１１ｇに接続することにより、後方の発光ブロック１１ｅの周壁２２ａの左側のパーティション２５ａの部分の外面２３と、前方の発光ブロック１１ｆの周壁２２ｂの外面２３とが対面した状態になる。
【００３９】
図７に示した組み合わせにおいても、前後に配置された発光ブロック１１ｅおよび１１ｆと下方の発光ブロック１１ｇとの間は、接続用基板３１により遮光される。前後に配置された発光ブロック１１ｅおよび１１ｆの間は、後方の発光ブロック１１ｅの周壁２２ａの左側の外面２３に取り付けられた反射シート４１により遮光される。したがって、これらの発光ブロック１１ｅ〜１１ｇの境界は上下前後ともにほぼ同じ状態になり、機械的に接続される部分と、機械的に接続されない部分との差が目立たなくなり、その結果、接続用基板３１の有無がさらに目立たなくなる。また、下側および前側に配置された他の発光ブロック１１ｆおよび１１ｇから出力される光が発光ブロック１１ｅに入り込むことがなくなり、より鮮明な画像を表示する表示装置２を形成（製造、組み立て）できる。
【００４０】
図８は、直方体状の透光性サブモジュール３０の内部を２つのパーティション２５ａおよび２５ｂに区切る補助壁３０ｂの面２４に反射シート４１を取り付けた状態を示している。補助壁３０ｂを遮光性にすることにより、２つのパーティション２５ａおよび２５ｂを光学的にも分離できる。したがって、発光ブロック１１は、独立した２つの画素を、より鮮明に表示できる。
【００４１】
図９は、立方体型の発光ブロック１２の外観を示し、図１０は、立方体型の発光ブロック１２の一例の構成を展開図により示している。立方体型の発光ブロック１２は、表示装置１または２を組み立てる際に、直方体型の発光ブロック１１だけでは形成できない部分を補完的に形成し、接続するために用いられる。立方体型の発光ブロック１２は、中空で外形が立方体のモジュール５０を有する。このモジュール５０は、立方体状で上方および下方が開口端５６ａおよび５６ｂとなった透光性サブモジュール５５を含む。開口端５６ａおよび５６ｂには、図５に示した上端部２１ａおよび下端部２１ｂを構成するサブモジュールを装着することが可能である。
【００４２】
図９および１０に示した発光ブロック１２の下端部５１ｂは、接続用の基板３４と、凹型のコネクタサブモジュール３６ｂとを含む。上端部５１ａは、内面にＬＥＤユニット（不図示）を備えた基板３２ａと、凸型のコネクタサブモジュール３６ａとを含む。透光性サブモジュール５５の四隅には上下に延びた接続用電極（電気接続ワイヤー）３５ｃが配置されており、上端部５１ａの基板３２ａと、下端部５１ｂの基板３４とが電気的に接続されている。この発光ブロック１２は、１画素分の光を出力する機能と、下側に機械的に接続される発光ブロック１１および上側に機械的に接続される発光ブロック１１を電気的にも接続する機能とを備えている。
【００４３】
この発光ブロック１２の周壁５７ａ〜５７ｄもコンタクト壁部であって、それらの周壁の外面５８も垂直な平坦な面となっており反射シート４１を貼ったり剥したりすることができるようになっている。
【００４４】
図１１および図１２は、表示装置１を形成するための発光ブロック１１および１２の組み立て例を示している。図１に示した表示装置１は、発光ブロック１１および１２が上下４段に積み重ねられている。上方の２段と、下方の２段は同じ構成になっており、下方の２段を抜き出して図１１および図１２に示している。図１２は、接続の様子を示すために、各発光ブロック１１および１２の透光性サブモジュール３０および５０を省略して示している。最下段６１は、透光性のエンドプレート６２と、コネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂとが組み合わされた基盤モジュールである。基盤モジュール６１の上に、図面左側から、立方体型の発光ブロック１２ａ、直方体型の発光ブロック１１ｈおよび１１ｉ、さらに立方体型の発光ブロック１２ｂが順番に接続されており、一段目の表示列６５を形成している。この表示列６５は、図１１に示しているように６画素（（１）〜（６））を表示できる。一段目の表示列６５の上に、図面左側から、３つの直方体型の発光ブロック１１ｊ、１１ｋおよび１１ｍが接続されている。この２段目の表示列６６も、図１１に示しているように６画素（（７）〜（１２））を表示できる。
【００４５】
図１２に示すように一段目の表示列６５を構成する発光ブロック１１ｈおよび１１ｉは、上端部２１ａに接続基板３１を含み、二段目の表示列６６を構成する発光ブロック１１ｊ、１１ｋおよび１１ｍは、下端部２１ｂに接続基板３１を含む。立方体型の発光ブロック１２ａおよび１２ｂは、上端部５１ａおよび下端部５１ｂに基板３２および３４をそれぞれ含む。基盤モジュール６１は、左端にスタート用のターミナル３３ｔを備えたＬＥＤユニットなしの基板３４を含み、右端に終端機能を備えたＬＥＤユニットなしの基板３４を含む。これら一段目６５および二段目６６の発光ブロック１１ｈ〜１１ｍ、１２ａおよび１２ｂは、図１１に「（ｏｕｔ）」および「（ｉｎ）」で示すように、ディージーチェーンを成すように直列に電気的に接続されている。すなわち、一段目の発光ブロック１２ａをスタートとし、二段目の発光ブロック１１ｊ、一段目の発光ブロック１１ｈ、二段目の発光ブロック１１ｋ、一段目の発光ブロック１１ｉ、二段目の発光ブロック１１ｍ、さらに一段目の発光ブロック１２ｂというように、上下ジグザグに接続されている。画素の番号で示すと、１−７−８−２−３−９−１０−４−５−１１−１２−６というように電気的な接続が形成される。
【００４６】
また、機械的にも、これら一段目６５および二段目６６の発光ブロック１１ｈ〜１１ｍ、１２ａおよび１２ｂは、電気的な接続と同じように上下ジグザグに接続されている。すなわち、これら一段目６５および二段目６６の発光ブロック１１ｈ〜１１ｍ、１２ａおよび１２ｂは、上下二段を構成するように機械的に接続することにより、電気的にも接続され、これらの発光ブロックに含まれる１２画素分のＬＥＤユニット２９は直列に接続される。そして、一段目６５と二段目６６との境界は接続用基板３１により遮光される。また、発光ブロック１１ｈ〜１１ｍ、１２ａおよび１２ｂが左右に接する面には反射シート４１が貼り付けられており、発光ブロック同士の間も遮光される。さらに、直方体型の発光ブロック１１ｈ〜１１ｍにおいてパーティション２５ａおよび２５ｂを分割する補助壁３０ｂにも反射シート４１が貼り付けられており、それぞれのパーティション２５ａおよび２５ｂも遮光される。
【００４７】
したがって、これらの発光ブロック１１ｈ〜１１ｍ、１２ａおよび１２ｂに含まれる１２画素分のＬＥＤユニット２９は、上下左右に隣接するＬＥＤユニット２９からの光が遮蔽された環境で発光し、それらのＬＥＤユニット２９からの光が表示装置１から出力される。このため、表示装置１により、鮮明な画像を表示できる。
【００４８】
二段目６６の発光ブロック１１ｊ、１１ｋおよび１１ｍの上端部２１ａは、上側に取り付けられる上段の発光ブロック１１および１２の基盤モジュールを兼ねており、左端にスタートターミナル３３ｔを備えた基板３４を含み、右端にエンドターミナルを備えた基板３４を含む。これらの基板３４およびリフレクタサブモジュール３７および３８により、上側に取り付けられる発光ブロック１１および１２とは遮光される。なお、図１１および図１２に示した複数の発光ブロックのアレンジは、フラットパネル型の表示装置１を形成する組み合わせの一例に過ぎない。
【００４９】
図１３に、図２に示したキュービック型の表示装置２の構成を示している。この表示装置２は、１２個の直方体型の発光ブロック１１ｎ〜１１ｙと、３個の立方体型の発光ブロック１２ｃ〜１２ｅにより構成されている。表示装置２は、底面を除くと、前後左右および上面の５つの表示壁面５を備えており、それぞれの表示壁面５は、３×３画素の画像を表示できる。表示装置２は、下側から一段目７１、二段目７２および三段目７３の三層構造になっている。一段目７１は、立方体型の発光ブロック１２ｃと、直方体型の発光ブロック１１ｎ〜１１ｑにより構成されている。二段目７２は、直方体型の発光ブロック１１ｒ〜１１ｕと、立方体型の発光ブロック１２ｄにより構成されている。三段目７３は、直方体ブロック１１ｖ〜１１ｙと、立方体型の発光ブロック１２ｅにより構成されている。
【００５０】
これらの発光ブロックの電気的および機械的な接続は、次のようになっている。一段目７１の立方体型の発光ブロック１２ｃがスタートブロックであり、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｒに接続されている。二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｒからは順番に、一段目７１の直方体型の発光ブロック１１ｎ、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｓ、一段目７１の直方体型の発光ブロック１１ｏ、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｔ、一段目７１の直方体型の発光ブロック１１ｐ、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｕ、一段目７１の直方体型の発光ブロック１１ｑ、二段目７２の立方体型の発光ブロック１２ｄと接続されている。キュービックの中央の二段目７２の立方体型の発光ブロック１２ｄは、電気的には二段目７２から三段目７３の発光ブロックへの連絡（連結）ブロックとなっている。
【００５１】
二段目７２と三段目７３との接続は、二段目７２の立方体型の発光ブロック１２ｄに三段目７３の直方体型の発光ブロック１１ｖが接続され、以降は順番に、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｒ、三段目７３の直方体型の発光ブロック１１ｗ、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｕ、三段目７３の直方体型の発光ブロック１１ｘ、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｔ、三段目７３の直方体型の発光ブロック１１ｙ、二段目７２の直方体型の発光ブロック１１ｓ、三段目７３の立方体型の発光ブロック１２ｅと接続されている。三段目７３の立方体型の発光ブロック１２ｅは、エンドブロックである。
【００５２】
上記に説明した接続により、電気的に１２個の直方体型の発光ブロック１１ｎ〜１１ｙと、３個の立方体型の発光ブロック１２ｃ〜１２ｅとに含まれる２７個のＬＥＤユニット２９が直列に接続された状態となる。キュービック型の表示装置２の中央に配置される発光ブロック１２ｄと、直方体型の発光ブロック１１ｑの一方のパーティションは上段への連絡用であり、ＬＥＤユニット２９を含まない基板３４を含んでいても良い。その場合は、ＬＥＤユニット２９を含まない基板３４を挟んで、２５個のＬＥＤユニット２９が直列にディージーチェーンで接続される。したがって、それぞれのＬＥＤユニット２９により出力する画像信号をシリアルで供給し、適当なタイミングでＬＥＤユニット２９の単位でラッチしてパラレル変換し、ＬＥＤユニット２９を点灯することにより、所望の画像をキュービック型の表示装置２の表面に出力することができる。
【００５３】
このように配置される１２個の直方体型の発光ブロック１１ｎ〜１１ｙおよび３個の立方体型の発光ブロック１２ｃ〜１２ｅにおいて、一段目７１、二段目７２および三段目７３に配置される発光ブロック同士の境界は、接続用基板３１により遮光される。直方体型の発光ブロック１１ｎ〜１１ｙおよび３個の立方体型の発光ブロック１２ｃ〜１２ｅの周壁であって、他の発光ブロックの周壁と対面するコンタクト壁には、その外面の一方に反射シール４１を貼ることにより遮光できる。図１３には、反射シール４１を貼り付ける面の候補をマーク４２により示している。直方体型の発光ブロック１１ｎ〜１１ｙにおいては、それぞれの補助壁３０ｂに反射シート４１が貼り付けられており、パーティション２５ａおよび２５ｂの間は遮光されている。したがって、５つの表示壁面５のそれぞれにおいて、表示される画素同士の間は遮光された状態となり、干渉またはクロストークが発生することを未然に防止できる。このため、すべての表示壁面５において、鮮明な画像を表示することができる。
【００５４】
このように、複数の直方体型の発光ブロック１１を用い、さらに、補助的に立方体型の発光ブロック１２を組み合わせることにより、２次元または３次元に広がりのある表示装置１または２を簡単に形成することができる。発光ブロック１１および１２は、所望の形状の表示装置を組み立てた後、凹型コネクタサブモジュール３６ｂのロック機構３６ｆを用いて機械的な接続をロックすることができる。したがって、ある程度の強度を備えた構造物を兼ねた表示装置を提供することができる。補強等により、構造物の強度を向上することも容易である。
【００５５】
一方、ロック機構３６ｆを解除することにより、表示装置の組み立てに用いた複数の発光ブロック１１および１２は簡単に分解できる。したがって、運搬、設置、撤収が非常に容易である。そして、分解された発光ブロック１１および１２は、他の表示装置を形成するために何度でも再利用できる。また、これら複数の発光ブロック１１および１２は、個々に汎用性高いので、代替えが可能であり、表示装置の形状にかかわらず量産し提供することができる。特に、上述した発光ブロック１１および１２は、共通のサブモジュールの組み立て体となっており、サブモジュールの組み合わせを変えるだけで機能の異なる発光ブロック１１および１２をいつでも簡単に用意できる。したがって、発光ブロック１１および１２を低コストで供給でき、さまざまな形状の表示装置を低コストで製造できる。
【００５６】
また、発光ブロック１１および１２は、配線（基板）を内蔵しており、複数の発光ブロック１１および１２を機械的に接続するだけで電気的な接続も完了する。したがって、表示装置を組み立てるのと同時に配線も完了し、さらに、配線は表示装置の外に表れない。このため、表示装置の外面すべて、たとえば、表裏、上下左右前後の面全てに画像を表示し、見せることができる。そして、発光ブロック１１および１２により形成される各々の画素は、基板、リフレクタサブモジュールおよび反射シートにより、隣接する画素から遮光されるので、基板の存在が外側からさらに認識し難くなるとともに、画素間の光学的干渉、クロストークを防止でき、鮮明な画像を表示できる。特に、白色の基板、リフレクタサブモジュールおよび反射シートといった反射系の遮光手段を用いることにより、発光ブロック１１および１２からの光の出力効率を向上でき、さらに明るい画像を表示できる。反射シール４１は、貼り直しができるタイプが好ましい。
【００５７】
また、リフレクタサブモジュール３８は発光ブロック１１および１２に選択して取り付けることができ、リフレクタサブモジュール３７は、凸型のコネクタサブモジュール３６ａに着脱することができる。発光ブロック１１および１２が、キュービックの上面やフラットパネルの端（枠）を形成するときは、リフレクタサブモジュール３７および３８の代わりに、透光性のエンドプレート６２をコネクタサブモジュール３６ａおよび３６ｂに取り付けることにより、コネクタ側を表示面として使用することができ、発光ブロック１１および１２の利用の範囲をさらに広げている。
【００５８】
遮光シールは反射シール４１に限らず、黒色などの吸収性のシールであっても良い。透光性サブモジュール３０および５０の周壁および補助壁のすべてにダイヤカット（ダイヤモンドカット）を採用してもよい。適当な角度の面を備えたダイヤモンドカットを周壁に導入することにより、すべての周壁において、内からの光は透過し、外からの光は反射する特性を与えることができる。したがって、反射シール４１を貼らなくても、発光ブロック同士が対面するコンタクト壁に遮光性能を付与できる。
【００５９】
２画素（２ドット）を表示できる直方体状の発光ブロック１１は、上方および／または下方の発光ブロック１１とストレート接続または直角接続が可能であり、最も簡易な形状で２次元および３次元の表示装置を形成できるものである。複数の発光ブロックを接続できる発光ブロックの外形は、これに限定されることはなく、たとえば３画素以上を表示できる若干長い直方体状の発光ブロックであっても良い。また、水平な断面が正八角形のサッカーボールに近いような形状の多面体を２つまたは３つ以上直線的に接続したような発光ブロックであっても良い。左右に隣接する発光ブロック同士が面で接触するような、その他の形状を採用することも可能である。一般的に、長方形あるいは正方形の表示壁を形成するためには、偶数画素を表示するブロックと、奇数画素を表示するブロックとを用意することが望ましい。上記の例は、最小単位の２個の画素を表示するブロック１１と、１個の画素を表示するブロック１２との組み合わせを示している。また、２個の画素を表示するブロック１１の主たるサブモジュール（透光性サブモジュール）を一体成型とすることにより、ブロック１１の強度（機械的強度）の向上を図れる。それとともに、ブロック１１に取り付ける接続基板３１を、２画素あるいは複数画素にまたがる一体型のサブモジュールにすることが可能となるので配線（電気的接続）の信頼性も向上できる。
【００６０】
また、上記では、直方体状の発光ブロック１１を補助壁３０ｂにより２分割しているが、長手方向に４分割したり、上下左右に４分割して、１つの発光ブロック１１に含まれるパーティションの数を増やすことも可能である。分割数は３分割でも、５分割以上であっても良い。１つの発光ブロック１１で表示できる画素数が増加するので、解像度の高い画像を表示できる。画素数の多い発光ブロックと、画素数の少ない発光ブロックとを組み合わせて表示装置を形成することも可能である。
【００６１】
上述した透光性サブモジュール３０および５０は、乳白色のアクリル製であるが、透明であっても良く、すりガラスのような半透明な加工を施したものであっても良い。材質もアクリルに限定されない。直方体型の発光ブロック１１の典型的なサイズは、短辺が４０ｍｍ、長辺が８０ｍｍ程度のものである。このサイズは、複数の発光ブロック１１を手で組み立てたり、分解したりするのに適している。発光ブロック１１は、このサイズより小さくても良く、大きくても良い。
【００６２】
発光ブロック１１および１２に内蔵される光源の典型的なものは、上述した発光ダイオード（ＬＥＤ）である。ＬＥＤは単色でも良いが、発光ブロック１１および１２により提供される画素は１つのサイズが大きいので、１画素でマルチカラーを表現できることが望ましい。したがって、多色、たとえばＲＧＢ各色のＬＥＤを含むＬＥＤユニットが好適である。光源は、カラー表示ができる他のタイプであっても良く、たとえば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子を挙げることができる。
【００６３】
発光ブロック１１および１２により組み立てられる（製造される）表示装置は、照明を兼ねたものであっても良い。表示装置の例としては、イベントブース用の表示・照明装置、商業施設用の展示装飾、ホテルのラウンジ、ロビーの壁面、飲食店の店内装飾を挙げることができる。１つの表示装置を、照明、静止画あるいは動画の表示媒体、情報の伝達媒体などの多くの目的で利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】表示装置の一例を示す斜視図。
【図２】表示装置の他の一例を示す斜視図。
【図３】直方体型の発光ブロックの一例を示す斜視図。
【図４】図３に示す発光ブロックの概略構成を示す展開図。
【図５】発光ブロックのモジュール類を示す展開図。
【図６】発光ブロックの組み立ての一例を示す展開図。
【図７】発光ブロックの組み立ての他の一例を示す展開図。
【図８】透光性サブモジュールの補助壁に反射シールを装着した状態を示す図。
【図９】立方体型の発光ブロックの一例を示す斜視図。
【図１０】図９に示す発光ブロックの概略構成を示す展開図。
【図１１】図１に示す表示装置の部分的な構成を示す図。
【図１２】図１２に示す部分のスケルトン。
【図１３】図２に示す表示装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１、２  表示装置、  ５  表示壁面
１０、１１、１２  発光ブロック
２０  直方体型のモジュール、  ２１ａ  上端部、  ２１ｂ  下端部
２２ａ〜２２ｄ  周壁（コンタクト壁部）
４１  反射シール
【図１】
0005080292.tif 000002
【図２】
0005080292.tif 000003
【図３】
0005080292.tif 000004
【図４】
0005080292.tif 000005
【図５】
0005080292.tif 000006
【図６】
0005080292.tif 000007
【図７】
0005080292.tif 000008
【図８】
0005080292.tif 000009
【図９】
0005080292.tif 000010
【図１０】
0005080292.tif 000011
【図１１】
0005080292.tif 000012
【図１２】
0005080292.tif 000013
【図１３】
0005080292.tif 000014