CN105765644B

CN105765644B - 显示装置

Info

Publication number: CN105765644B
Application number: CN201380081223.9A
Authority: CN
Inventors: 余根田优; 水谷宽; 速水温知
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: US20160293070A1; US10032394B2; KR20160088343A; DE112013007654B4; JP6080979B2; DE112013007654T5; CN105765644A; TW201520998A; WO2015079539A1; JPWO2015079539A1; KR101741379B1; TWI509587B

Abstract

显示装置具有：LED基板(5)，其安装有排列成矩阵状的多个LED芯片(6)；以及LED罩(1)，其将LED基板(5)的安装有多个LED芯片(6)的面覆盖，该显示装置作为对动作状况进行显示的LED显示部(123)而应用于电子设备，LED罩(1)具有：前表面部(11)，其以背面(11b)与多个LED芯片(6)相对的方式配置，在背面具有肋(4)，该肋(4)是以格子状凸出设置的，以在与多个LED芯片(6)对应的各位置形成凹形状的多个导光孔(21)；以及文字(3)，其是与前表面部(11)的正面(11a)的同多个导光孔(21)的底面(7)对应的各位置相邻地印刷的，多个导光孔(21)分别为越趋于底面(7)侧则开口面积变得越小的锥形孔，在底面(7)实施了梨皮加工。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，该显示装置作为对动作状况等进行显示的显示部而应用于电子设备。

背景技术

通常，可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)中作为用于对装置的动作状况等进行显示的显示部而具有使用了发光元件的显示装置。这样的显示装置所使用的发光元件通常为LED(Light Emitting Diode)。即，PLC通常具有LED显示部。LED显示部具有在印刷基板(通常称为LED基板)之上排列成矩阵状而安装的多个LED芯片，被由半透明的树脂材料形成的LED罩所覆盖。在LED罩的正面以与LED基板之上排列成矩阵状的LED芯片相对应的方式印刷有文字，使从LED芯片发出的光(LED光)从LED罩的背面向正面透过而使与文字相邻的部分进行发光，从而能够在LED显示部对动作状况等进行显示。

近年，要求可编程逻辑控制器的小型化及轻量化，LED显示部的面积也趋于变小。特别地，对于使可编程逻辑控制器的宽度方向的尺寸变小这一点的要求较大。因此，LED基板之上的LED芯片的安装间隔也趋于变小。

如果LED芯片的安装间隔变小，则会产生在LED罩印刷的文字和LED光的重叠、在从斜向观察LED显示时与相邻的LED的误识别等观察识别性容易变差这样的课题。

作为与提高LED显示部处的LED光的观察识别性相关的发明，存在专利文献1、2所公开的发明。

专利文献1所公开的发明通过在LED与显示面板之间设置圆筒状的部件，从而无论从显示面板的正面的哪个位置观察，光的位置都不会偏移。

专利文献2所公开的发明通过在LED基板的正面侧配置格子状的LED滤光器而以LED为单位地划分发光区域，从而提高观察识别性。

专利文献1：日本特开平11-259005号公报

专利文献2：日本特开2009-187279号公报

发明内容

但是，关于上述专利文献1所公开的发明，由于对光进行分隔的部件独立于使光透过的部件，因此需要圆筒状的部件与显示面板的位置对准。因此，专利文献1所公开的发明的LED显示部的制造、组装的成本会增大。另外，上述专利文献2所公开的发明存在下述问题，即，从LED发出的光在通过滤光器时被吸收、散射，通过滤光器部的光量变小，在显示部显示的LED光会变暗。

上述的问题不仅发生于使用LED的显示装置，即便是使用其他发光元件(例如LD(Laser Diode))的显示装置也存在发生的可能性。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种显示装置，该显示装置防止从斜向观察的情况下的从发光元件发出的光的偏移，并且从发光元件发出的光的透过率高，无需罩的组装作业。

为了解决上述的课题、实现目的，本发明的显示装置具有：发光元件基板，其安装有排列成矩阵状的多个发光元件；以及罩，其将发光元件基板的安装有多个发光元件的面覆盖，该显示装置作为对动作状况进行显示的显示部而应用于电子设备，该显示装置的特征在于，罩具有：透光板，其以背面与多个发光元件相对的方式进行配置，在背面具有防透光壁，该防透光壁以格子状凸出设置，以在与多个发光元件对应的各位置形成凹形状的多个导光孔；以及印刷层，其构成为，与透光板的正面的同多个导光孔的底面对应的各位置相邻地印刷有文字，多个导光孔分别为越趋于底面侧则开口面积变得越小的锥形孔，在底面实施了梨皮加工。

发明的效果

本发明涉及的显示装置取得下述这样的效果，即，无需罩的组装作业，并且能够防止在从斜向观察的情况下来自发光元件的光发生偏移，能够明亮地显示来自发光元件的光。

附图说明

图1是应用了本发明涉及的显示装置的实施方式后的可编程逻辑控制器的斜视图。

图2A是实施方式涉及的LED罩的斜视图。

图2B是实施方式涉及的LED罩的斜视图。

图3是实施方式涉及的LED罩的正视图。

图4是可编程逻辑控制器的剖视图，该可编程逻辑控制器具有作为实施方式涉及的显示装置的LED显示部。

图5是表示从斜前方对装设有实施方式涉及的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。

图6是表示从斜上方对装设有实施方式涉及的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。

图7A是表示不具有肋的LED罩的构造的图。

图7B是表示不具有肋的LED罩的构造的图。

图8是表示从斜前方对装设了不具有肋的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。

图9是表示从斜上方对装设了不具有肋的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。

图10是表示在LED基板安装有LED罩的状态的图。

图11A是表示透过LED罩后的LED光的显示状态的图。

图11B是表示透过未在导光孔的底面实施梨皮加工的LED罩后的LED光的显示状态的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明涉及的显示装置的实施方式详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。

实施方式.

图1是应用了本发明涉及的显示装置的实施方式后的可编程逻辑控制器的斜视图。图2A、图2B是实施方式涉及的LED罩的斜视图。图2A表示LED罩1的正面侧的构造，图2B表示LED罩1的背面侧的构造。图3是实施方式涉及的LED罩的正视图。图4是可编程逻辑控制器的剖视图，该可编程逻辑控制器具有作为实施方式涉及的显示装置的LED显示部。为了说明的简化，将图1、图2A、图2B中的+X方向定义为前，将-X方向定义为后，将+Y方向定义为右，将-Y方向定义为左，将+Z方向定义为上，将-Z方向定义为下。但是，在这里的前后、左右以及上下并不是规定对可编程逻辑控制器2进行设置的朝向。

可编程逻辑控制器2的单元主体120由壳体121和面板122构成。壳体121是前表面开放的六面体的箱状，其中收容有电路基板，该电路基板安装了用于实现作为可编程逻辑控制器的功能所需的硬件。面板122装设于壳体121的前方，封堵壳体121的开放面，将收容于壳体121的硬件覆盖。面板122的前上部设置有作为后述的发光元件基板的LED基板5，通过在LED基板5装设LED罩1，从而构成了LED显示部123。LED显示部123显示可编程逻辑控制器2的动作状况。

LED罩1是将LED基板5的安装有多个发光元件(LED芯片6)的面覆盖的罩，以覆盖LED基板5的方式进行装设。LED罩1是以半透明的树脂材料为原料而成型的，使从安装于LED基板5的LED芯片6发出的LED光透过。LED芯片6是具有芯片状封装的LED，向LED基板5进行表面安装。通常，LED芯片6具有矩形状的外形，LED光的光束也大概具有与LED芯片6相同形状的外形。

LED罩1整体上是与扁平的六面体的箱体相近的形状，两个面为开放面。开放面之一是后表面，另一个开放面是下表面。即，LED罩1是具有前表面部11、上表面部12、左侧面部13以及右侧面部14而不具有与后表面部及下表面部相当的部分的构造。此外，LED罩1的后表面是一对主面(面积大的一对面)中的一方，下表面是被夹在主面之间的面。

LED罩1的前表面部11以与LED芯片6相对的方式进行配置，起着作为使从LED芯片6发出的LED光透过的透光板的作用。在前表面部11的正面11a，通过印刷文字3而与后述的导光部8相邻地设置有印刷层。即，文字3作为印刷层而形成在前表面部11的正面11a。在本实施方式中，在前表面部11的正面11a印刷有“RUN”、“0～8”以及“A～F”共17种文字3。

另外，前表面部11在背面11b凸出设置有肋4。即，肋4与前表面部11一体地成型。肋4形成为格子状，由肋4包围四周(上下左右)的各部分成为了多个导光孔21。导光孔21分别为具有底面7的凹形状的孔(所谓的盲孔)，与在后述的LED基板5安装的LED芯片6分别对应。导光孔21的底面7为矩形状，实施了梨皮加工。导光孔21的底面7到达至前表面部11的背面11b。导光孔21的底面7所在的部分于LED罩1的前表面部11的正面11a形成导光部8。在本实施方式中，由于导光孔21的底面7为矩形状，因此导光部8也成为矩形状。此外，为了便于说明，在图3中将导光部8以实线进行了图示，但实际上前表面部11的正面11a是平坦的，在无LED光透过的状态下，不能以肉眼将导光部8与其他部分区别开。

此外，导光孔21的数量也可以比在LED基板5安装的LED芯片6的数量多。例如，图2B所示的肋4形成有8列×3层共24个导光孔21，但并非必须在LED基板5安装与这24个导光孔21全部对应的LED芯片6。在本实施方式中，以仅与最上层的8个导光孔21之中相邻于“RUN”这一文字3的导光孔21相对应的方式在LED基板5安装有LED芯片6，不使用与“RUN”这一文字3相邻的导光孔21以外的导光孔21。设置有在LED基板5之上的对应的位置未安装LED芯片6的导光孔21是为了使文字3的印刷内容不同的LED罩及部件共通化，由此实现部件成本的降低。

如图4所示，肋4的根部侧粗，前端侧细。即，肋4越与LED罩1的前表面部11接近侧变得越粗。由此，导光孔21成为随着与LED罩1的前表面部11接近而开口面积越小的锥形孔。通过导光孔21成为锥形孔，从而LED罩1的制造时的脱模性提高，并且射入至导光孔21的光被导光孔21的侧面反射而聚光于底面7。

此外，使肋4的构成导光孔21的侧壁的部分由具有比构成其他部分的树脂材料高的反射率的树脂形成，从而能够使不被导光孔21的侧壁吸收而是进行反射的光变多，使到达至导光孔21的底面7的光量增加。例如，通过使肋4的构成导光孔21的侧壁的部分由白色的树脂材料形成，从而能够使不被导光孔21的侧面吸收而是进行反射的光变多，使到达至导光孔21的底面7的光量增加。由此，即使导光孔21的底面7配置在偏离于LED芯片6的光轴的位置，也能够使光一边被导光孔21的侧面反射，一边向底面7引导。为了使肋4在构成导光孔21的侧壁的部分和其他部分处反射率不同(设为不同的颜色)，利用二色成形形成LED罩1即可。例如，通过利用二色成形形成LED罩1，从而对于肋4，能够使构成导光孔21的侧壁的部分为白色的树脂材料制，使其他部分为黑色的半透明树脂材料制。

肋4具有足以阻碍射入至导光孔21的光从导光孔21的底面7以外的部分透过到导光孔21之外的厚度。即，肋4作为阻碍射入至导光孔21的LED光从导光孔21的底面7以外的部分透过的防透光壁而起作用。因此，射入至导光孔21的LED光仅能够透过实施了梨皮加工的导光孔21的底面7。

由在LED罩1的前表面部11的背面11b以格子状设置的肋4形成与各LED芯片6对应的导光孔21，从而利用肋4防止射入至导光孔21的LED光从导光孔21的底面7以外的部分透过到导光孔21之外。因此，从LED芯片6发出的LED光不会通过除了对应的导光孔21以外的导光孔21、肋4彼此之间的槽22而抵达用户的眼睛。

对于肋4作为防透光壁而起作用这点，使用图5、图6列举具体例进行说明。图5是表示从斜前方对装设有实施方式涉及的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。图6是表示从斜上方对装设有实施方式涉及的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。图5、图6中的虚线箭头上的标记×表示LED光被肋4遮挡。如图5所示，肋4防止射入至导光孔21a的LED光透过到导光孔21a之外(使光仅透过底面7a而仅从导光部8a发出)，从而不用担心从与文字3a对应的LED芯片6a发出的LED光会发生下述情况，即，该LED光透过导光孔21b的底面7b而从导光部8b发出，到达用户的眼睛90，被错误地看成从与相邻于文字3a的文字3b对应的LED芯片6b发出的LED光。另外，如图6所示，肋4防止射入至导光孔21a的LED光透过到导光孔21a之外，从而不用担心从LED芯片6a发出的LED光透过文字3a的部分到达用户的眼睛90，观察到从LED芯片6a发出的LED光与文字3a重叠显示。

由于实施方式涉及的LED罩1是不用担心下述情况的构造，即，从与某个文字3对应的LED芯片6发出的LED光被错误地看成从与相邻的其他文字3对应的LED芯片6发出的LED光、或者观察到从LED芯片6发出的LED光与文字3重叠显示，因此能够使LED芯片6的安装间隔变窄，能够实现可编程逻辑控制器的小型化。

为了对比，对不具有肋的LED罩进行说明。图7A、图7B是表示不具有肋的LED罩的构造的图。图7A表示LED罩的正面侧的构造，图7B表示LED罩的背面侧的构造。图8是表示从斜前方对装设了不具有肋的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。图9是表示从斜上方对装设了不具有肋的LED罩的LED显示部进行观察的状态的图。在这里，将图7A、图7B中的+X方向定义为前，将-X方向定义为后，将+Y方向定义为右，将-Y方向定义为左，将+Z方向定义为上，将-Z方向定义为下。

LED罩101装设于可编程逻辑控制器的单元主体102的前表面上部。LED罩101是以半透明的树脂材料为原料而成型的，将LED基板105覆盖，使从安装于LED基板105的LED芯片106a、106b、106c、...发出的LED光透过。LED罩101整体上是与扁平的六面体的箱体相近的形状，两个面为开放面。开放面之一是后表面，另一个开放面是下表面。即，LED罩101是具有前表面部111、上表面部112、左侧面部113以及右侧面部114而不具有与后表面部及下表面部相当的部分的构造。此外，LED罩101的后表面是一对主面(面积大的一对面)中的一方，下表面是被夹在主面之间的面。

在LED罩101的前表面部111的正面111a印刷有“RUN”、“0～8”以及“A～F”共17种文字103(103a、103b、103c、...)。

如图8所示，在从斜前方对装设了不具有肋的LED罩101的LED显示部223进行观察的情况下，从与文字103a对应的LED芯片106a发出的LED光透过与相邻的文字103b相邻的部分到达用户的眼睛90。从而存在下述担心，即，从与文字103a对应的LED芯片106a发出的LED光会被看成与文字103b对应的LED芯片106b发出的LED光。另外，如图9所示，在从斜上方对装设了不具有肋的LED罩101的LED显示部223进行观察的情况下，从LED芯片106a发出的LED光透过文字103a的部分到达用户的眼睛90，与文字103a重叠地观察到该LED光，从而存在观察识别性降低的可能性。

接着，对LED罩1和LED基板5的位置对准的方法进行说明。如图2B所示，在LED罩1的前表面部11的背面11b，以上下相对的方式，设置有上部基板支撑壁31及下部基板支撑壁32。在上部基板支撑壁31，设置有凸出至下部基板支撑壁32侧的一对LED基板定位用肋10。在下部基板支撑壁32，设置有凸出至上部基板支撑壁31侧的一对LED基板定位用肋10。另外，在上部基板支撑壁31的中央部，设置有作为定位用凸部的横向定位用肋9。

图10是表示在LED基板安装有LED罩的状态的图。此外，实际情况下，是向已安装于单元主体120的LED基板5覆盖LED罩1而将LED罩1安装于LED基板5，但为了使构造容易理解，在图10中省略单元主体120的图示而仅图示了LED基板5。LED基板5在上部中央设置有定位用切口51，通过在定位用切口51嵌合横向定位用肋9，从而限制横向的移动，实现横向的定位。另外，LED基板5设置于在上部基板支撑壁31设置的LED基板定位用肋10与在下部基板支撑壁32设置的LED基板定位用肋10之间，从而限制纵向的移动。

在LED基板5设置定位用切口51，使该定位用切口51与横向定位用肋9嵌合，因此防止因为设置横向的定位构造而导致基板的宽度变小，防止可安装区域减少。更详细地说明的话，如果在左侧面部13、右侧面部14等设置肋，使该肋与LED基板5的外周相对而进行横向的定位，则不得不按照肋的高度的量将LED基板5的宽度缩小。与此相对，通过在LED基板5设置定位用切口51，从而变得无需在左侧面部13、右侧面部14设置肋，因此能够防止LED基板5的宽度变小而使得可安装区域减少。

通过使LED基板5与LED罩1的卡合部分的缝隙小于或等于肋4的厚度，从而即使在缝隙的范围内LED基板5发生移动，也能够将从LED芯片6发出的LED光引导至导光孔21的底面7。

接着，使用图11A及图11B对在导光孔21的底面7实施梨皮加工的效果进行说明。图11A是表示透过LED罩后的LED光的显示状态的图。通过在导光孔21的底面7实施梨皮加工，从而使透过导光孔21的底面7后的LED光在导光部8处的亮度因为由梨皮的微小的凹凸引起的光的扩散而在导光部8整体上变得均匀，因此观察识别性提高。

为了对比，对于在导光孔21的底面7未实施梨皮加工的情况进行思考。图11B是表示透过未在导光孔的底面实施梨皮加工的LED罩后的LED光的显示状态的图。此外，在图11B中示出的是阴影线的间隔越窄则亮度越高。在导光孔21的底面7未实施梨皮加工的LED罩1'的情况下，由于在透过LED罩1'时LED光未充分地扩散，因此LED光的通过光轴的中心的部分的亮度较高，随着远离光轴的中心，亮度变低。即，由于仅光轴的中心附近局部地亮度较高，因此导光部8'的观察识别性变低。

如以上说明的那样，在本实施方式中，在LED罩1的前表面部11的背面11b设置格子状的肋4而以与各LED芯片6相对应的方式形成有导光孔21，利用肋4防止射入至导光孔21的LED光从导光孔21的底面7以外的部分透过到导光孔21之外，因此不用担心下述情况，即，从与某个文字3对应的LED芯片6发出的LED光被看成从与相邻于某个文字3的文字对应的LED芯片6发出的LED光、或者观察到LED光与文字3重叠显示。由此，能够提高LED芯片6的安装密度，减小LED基板5的宽度，实现LED显示部123的小型化。通过使LED显示部123小型化，从而对于可编程逻辑控制器2来说，能够进行单元主体120的小型化，能够在将向LED罩1设置肋4而引起的增加量抵消之外进一步实现轻量化。

另外，由于在导光孔21的底面7实施了梨皮加工，因此透过导光孔21的底面7后的LED光在导光部8处的亮度变得均匀，观察识别性提高。并且，由于导光孔21越接近于底面7则开口面积变得越小，因此射入至导光孔21的光在底面7汇集，从导光部8发出的LED光的光量比未设置肋4的情况大。从而，导光部8与导光部8以外的部分之间的对比度变大，观察识别性提高。

对于防止射入至导光孔21的LED光从导光孔21的底面7以外的部分透过到导光孔21之外的肋4，由于其为LED罩1的一部分，因此LED罩1无需从模具取出后的组装作业。由此，能够抑制LED罩1的制造时的工作量的增加，抑制制造成本的上涨。

此外，在上述的实施方式中设为，肋4具有足以阻碍射入至导光孔21的LED光从导光孔21的底面7以外的部分透过到导光孔21之外的厚度，但也可以对肋4的侧面使用不透明材料来遮断LED光。在这种情况下，通过对LED罩1进行二色成形，从而能够使仅肋4的侧面不透明的LED罩1形成为一个部件。

另外，在上述的实施方式中设为，导光部8(导光孔21的底面7)为矩形状，但导光部8的形状不限定于特定的形状。即，通过将导光孔21的底面7设为与LED芯片6的外形不同的形状，从而能够设置与LED芯片6的外形不同的形状的导光部8。另外，导光部8无需全部为相同的形状，也可以混杂有不同的形状的导光部8。

另外，在上述的实施方式中，例举了使用LED(LED芯片6)作为发光元件的情况，但发光元件不限定于LED，当然也能够应用其他的发光元件。

工业实用性

如上所述，本发明涉及的显示装置在能够提高发光元件的安装密度、减小发光元件基板的宽度这点是有用的，特别适合作为LED显示部而应用于宽度方向的尺寸的限制大的可编程逻辑控制器。

标号的说明

1 LED罩，2可编程逻辑控制器，3、3a、3b文字，4肋，5 LED基板，6、6a、6b LED芯片，7、7a、7b底面，8、8a、8b导光部，9横向定位用肋，10 LED基板定位用肋，11前表面部，11a正面，11b背面，12上表面部，13左侧面部，14右侧面部，21、21a、21b导光孔，22槽，31上部基板支撑壁，32下部基板支撑壁，90用户的眼睛，51定位用切口，120单元主体，121壳体，122面板，123 LED显示部。

Claims

1.一种显示装置，其具有：

发光元件基板，其安装有排列成矩阵状的多个发光元件；以及

罩，其将所述发光元件基板的安装有所述多个发光元件的面覆盖，

该显示装置作为对动作状况进行显示的显示部而应用于电子设备，

该显示装置的特征在于，

所述罩具有：

透光板，其以背面与所述多个发光元件相对的方式进行配置，在背面具有防透光壁，该防透光壁以格子状凸出设置，以在与所述多个发光元件对应的各位置形成凹形状的多个导光孔；以及

印刷层，其构成为，与所述透光板的正面的同所述多个导光孔的底面对应的各位置相邻地印刷有文字，

所述防透光壁为以格子状形成的多个肋，

在所述多个肋彼此之间形成有一个槽，

所述透光板与所述防透光壁一体地成型，

所述多个导光孔分别为越趋于底面侧则开口面积变得越小的锥形孔，在底面实施了梨皮加工。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

通过在所述发光元件基板形成的切口与在所述透光板的背面设置的定位用凸部的嵌合，从而进行所述罩的宽度方向的定位。

3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，

所述防透光壁的形成所述导光孔的侧壁的部分的反射率，比所述透光板的反射率高。

4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，

所述导光孔的底面是与所述多个发光元件各自的外形不同的形状。