JP2007101932A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】観察者が近づいても、迫力のある映像を表示することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】赤色を２個、緑色を１個、および青色を１個の３色のＬＥＤランプ２と、このＬＥＤランプが所定間隔ごとに配置された基板３と、ＬＥＤランプ２の封止部２ｄを埋没し、このそれぞれのＬＥＤランプ２の配置に対応して、表面に凸形状のレンズ部５ａが連続して形成された光透過層５とを備えた。このレンズ部５ａは、その表面が、ＬＥＤランプ２からの光束を、互いに平行した光束となるように出射する凸形状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、点光源を複数配置して、文字情報や映像を表示する表示装置に関する。

ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ランプを、縦列および横列に配列して、文字情報や映像などを表示する従来の表示装置が、特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載されたＬＥＤ表示器は、ＬＥＤ基板に搭載されたＬＥＤランプが枠体状のケースに配列され、ＬＥＤランプの樹脂ヘッドの先端側だけを残してＬＥＤ基板の表面側のリードフレームおよびコネクタピンの全体を封止したものである。
特開２０００−１１４６０５号公報

しかし、特許文献１に記載されているような従来の表示装置は、点光源であるＬＥＤランプが所定間隔ごとに配置された表示面を離れた場所から見ることで、表示面全体を一つの画面として見るものなので、ある程度近づいて見るとＬＥＤランプの一つ一つが点として見えてしまい映像の内容を把握しづらい。

従って、ある程度離れた場所から見る必要があるので、大きい画面で迫力のある映像を見たいと思っていても、距離を確保することで迫力が低下して没頭感が減退する。

そこで本発明は、観察者が近づいても、迫力のある映像を表示することが可能な表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、複数の点光源と、前記複数の点光源が所定間隔ごとに配置された基板と、前記複数の点光源を埋没し、このそれぞれの点光源の配置に対応して、表面に凸形状のレンズ部が形成された光透過層とを備えたことを特徴とする。

複数の点光源と、複数の点光源が所定間隔ごとに配置された基板と、複数の点光源を埋没し、このそれぞれの点光源の配置に対応して、表面に凸形状のレンズ部が形成された光透過層とを備えたことで、観察者が近づいて観察しても違和感を持たないので迫力ある映像を近づいて楽しむことができる。

本願の第１の発明は、複数の点光源と、複数の点光源が所定間隔ごとに配置された基板と、複数の点光源を埋没し、このそれぞれの点光源の配置に対応して、表面に凸形状のレンズ部が形成された光透過層とを備えたことを特徴としたものである。

基板に搭載した複数の点光源を埋没する光透過層の表面には、その複数の点光源の配置に応じて凸形状のレンズ部が形成されている。従って、レンズ部が、点光源からの光をその表面で屈折させて前方へ出射するので、観察者から見ると点光源からの光がレンズ部の表面全体に広がって見える。つまり、観察者が表示装置に近づいて見ても、点光源がレンズ部によって大きく表示され、レンズ部が面として発光して見えるので、個々の点光源がそれぞれ一つ一つの点として見えにくくなる。

本願の第２の発明は、光透過層は、レンズ部が連続して形成されていることを特徴としたものである。

複数の点光源が所定間隔ごとに隙間をあけて配置されていても、それぞれのレンズ部が複数の点光源の配置に対応して連続して形成されているので、複数の点光源による表示を、光透過層全体に隙間無く表示させることができる。

本願の第３の発明は、レンズ部はその表面が、点光源からの光束を、互いに平行した光束となるように出射する凸形状に形成されていることを特徴としたものである。

レンズ部が、点光源からの光束を、平行した光束となるように出射する凸形状に形成されていることで、点光源からの光束を拡散させることなく、かつ収束させることなく前方へ出射するので、点光源の光束が拡散して輝度低下したり、収束して小さく見えたりすることなく表示させることができる。

本願の第４の発明は、点光源は、発光素子を封止する砲弾型の封止部を有するＬＥＤランプであることを特徴としたものである。

発光素子を封止する砲弾型の封止部は、発光素子からの光を、その砲弾型の頭頂部の球面で、ある程度は広い範囲に配光することができる。しかし、このＬＥＤランプを基板に所定間隔ごとに隙間を確保して配置した場合では、その隙間をカバーする程度には配光させることができない。そこで、光透過層によりこのＬＥＤランプを埋没させ、その表面に凸形状のレンズ部を設けることで、ＬＥＤランプの封止部では配光しきれない範囲までもレンズ部が、ＬＥＤランプからの光を屈折させて配光することができる。従って、観察者が、近づいて観察しても違和感を持たないので迫力ある映像を楽しむことができる。

本願の第５の発明は、封止部と光透過層とは、同じ材質としたことを特徴としたものである。

ＬＥＤランプに設けた封止部と光透過層とを同じ材質のものとすると、封止部と光透過層との屈折率を等しくすることができる。従って、封止部と光透過層との界面で、屈折したり全反射したりしないため、輝度損失を抑止することができる。

本願の第６の発明は、複数の点光源は、赤色、緑色、および青色の３色を少なくとも含み、この３色を含む３個以上の点光源で１ドットを表示することを特徴としたものである。

カラー表示を行う場合、光の三原色である赤色、緑色、青色が必要である。この３色を少なくとも含む３個以上の点光源で１ドットを構成する表示装置とすることで、色が点ではなく面で表現されるため、色混じりのよい表示装置とすることができる。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る表示装置を図１および図２に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る表示装置を説明する図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る表示装置のレンズ部の形状を説明する要部拡大断面図である。

図１（ａ）および同図（ｂ）に示すように、表示装置１は、ＬＥＤランプ２を、縦列および横列に配列して、文字情報や、映像などを表示する機能を備えている。

本実施の形態の表示装置１では、１ドットとしてＬＥＤランプ２を、４個使用しており、赤色ＬＥＤランプを２個、緑色ＬＥＤランプを１個、青色ＬＥＤランプを１個が四角形状に配置されている。

ＬＥＤランプ２は、それぞれの色に発光する発光素子２ａが一方のリードフレーム２ｂに導通搭載されるとともに、他方のリードフレーム２ｂにワイヤ２ｃで接続されている。そして、発光素子２ａおよびワイヤ２ｃの保護のため砲弾型に形成された封止部２ｄで封止されている。この封止部２ｄは、エポキシ系樹脂で形成されている。

ＬＥＤランプ２は、リードフレーム２ｂを基板３に挿入した状態で、半田で導通接続されている。

基板３には、ＬＥＤランプ２を安定させるためにリードフレーム２ｂの周囲に樹脂層４が設けられている。この樹脂層４は、基板３にＬＥＤランプ２を搭載した後に、液状の樹脂を流し込み、硬化させることで形成されている。

そして、樹脂層４上には、ＬＥＤランプ２を埋没するように、光透過層５が設けられている。光透過層５は、ＬＥＤランプ２の封止部２ｄと同じエポキシ系樹脂で形成されており、その表面にはＬＥＤランプ２の配置に対応して凸形状のレンズ部５ａが連続して形成されている。この光透過層５の表面が、表示装置１の表示面となる。

光透過層５とＬＥＤランプ２の封止部２ｄとを同じ材質のものを使用するのが望ましい。光透過層５とＬＥＤランプ２の封止部２ｄとを同じ材質のものとし、光透過層５と封止部２ｄとの間をできるだけ密着させて空気を介在させないことで、封止部２ｄを通過して光透過層５に入射する光が、その界面で屈折したり全反射したりすることが抑止できる。

この光透過層５は、ＬＥＤランプ２の封止部２ｄを嵌挿させるための凹部を一方の面に設けるともに、レンズ部５ａを表示面となる他方の面に設けた樹脂成型品である。この樹脂成型品である光透過層５を、ＬＥＤランプ２を搭載した基板３に樹脂を流し込んで樹脂層４を形成した後に、ＬＥＤランプ２に被せることで表示装置１とすることができる。

ここで、光透過層５のレンズ部５ａの形状について図２に基づいて詳細に説明する。図２に示すように、ＬＥＤランプ２の砲弾型の封止部２ｄは、頭頂部が球面である。その球面から出射した光Ｌ１は、光透過層５内を進行する。そして、封止部２ｄから出射された光Ｌ１が、光透過層５の表面に到達したときに、光透過層５と空気との屈折率の違いから屈折して光Ｌ２となってレンズ部５ａから出射される。また、同様に、封止部２ｄから出射された光Ｌ３は、光透過層５の表面で屈折して光Ｌ４となってレンズ部５ａから出射される。レンズ部５ａは、この光Ｌ２と光Ｌ４とを平行した光となるように屈折させる球面に形成されているのが望ましい。

つまり、レンズ部５ａがＬＥＤランプ２からの光束を平行した光束となるように出射する凸形状に形成されていることで、ＬＥＤランプ２からの光束を拡散させることなく、かつ収束させることなく前方へ出射することができる。従って、ＬＥＤランプ２からの光束が拡散して輝度低下したり、収束してＬＥＤランプ２が小さく見えたりすることなく表示させることができる。

また、図１に示すように、レンズ部５ａがＬＥＤランプ２からの光束を屈折させて、平行した光束となるような球面に形成されており、レンズ部５ａが隣接するレンズ部５ａと連続して形成されているので、ＬＥＤランプ２による表示を、光透過層５全体に隙間無く表示させることができる。

このように、本発明の実施の形態に係る表示装置１は、ＬＥＤランプ２からの光をその表面で屈折させて前方へ出射するので、観察者から見るとＬＥＤランプ２からの光がそれぞれのレンズ部５ａの表面全体に広がって面として見える。つまり、隣接したレンズ部５ａ同士の間で隙間無く発光して見えるので、観察者が表示装置に近づいて見ても、個々のＬＥＤランプ２がそれぞれ一つ一つの点として見えにくい。従って、観察者が近づいて観察しても違和感を持たないので迫力ある映像を近づいて楽しむことができる。

また、この表示装置１は、１ドットとして、赤色ＬＥＤランプと緑色ＬＥＤランプと青色ＬＥＤランプとの３色のＬＥＤランプ２を備え、カラー表示を行うことで、これらのＬＥＤランプ２が所定間隔ごとに隙間をあけて配置されていても、それぞれに対応するレンズ部５ａが、ＬＥＤランプ２からの表示を光透過層５全体に隙間無く表示しているので、色混じりのよい画面とすることができる。従って、観察者が近づいて見てもそれぞれのＬＥＤランプ２が個々に見えないため迫力のあるカラー映像を楽しむことができる。

また、ＬＥＤランプ２の数を増やさずに間隔を広げて配置するようにしても、光透過層５のレンズ部５ａの表面形状を調整した形状とすることで、ＬＥＤランプ２からの光をレンズ部５ａ全体で表示させることができるので、ＬＥＤランプ２の数を増やさずに、品質低下させることなく画面のサイズを大きくすることができる。

なお、本実施の形態では点光源として、ＬＥＤランプ２を用いているが、基板３に直接発光素子２ａを搭載するようにしてもよい。また、電球などを点光源とすることも可能である。

次に、本発明の他の実施の形態に係る表示装置を図３および図４に基づいて説明する。図３は、本発明の他の実施の形態に係る表示装置を説明する図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図である。図４は、本発明の他の実施の形態に係る表示装置を説明する概略正面図である。なお図３および図４においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。

図３に示す本発明の他の実施の形態に係る表示装置１０は、１ドットとしてＬＥＤランプ２を３個使用しており、赤色ＬＥＤランプを１個と、緑色ＬＥＤランプを１個と、青色ＬＥＤランプを１個とが三角形状に配置されている。この三角形状に配置された１ドットは、隣接する１ドットにお互いに向き合うように組み合わされ、横方向に２列となるように配置されている。従って、光透過層１１のレンズ部１１ａは、隣接するレンズ部１１ａとの境界にできる谷溝が正面視して略ホームベース状になるように形成されている。

このレンズ部１１ａの表面は、図１に示す表示装置１のレンズ部５ａと同様に、ＬＥＤランプ２からの光束を平行した光束となるように出射する凸形状に形成されている。

この他の実施の形態の表示装置１０としては、隣接する１ドット同士がお互い向き合うように組み合わされているが、１ドット同士を同じ向きに離間させて配置してもよい。その場合でも、１ドット内のレンズ部１１ａは連続して形成されているのが、色混じりがよくなるので望ましい。

また、図４に示すように、ＬＥＤランプ２を横方向に２列以上となる配置にするときは、光透過層１２のレンズ部１２ａを正面視して六角形状に形成することもできる。

カラー表示においては、例えば図３（ｂ）のように、レンズ部１１ａをホームベース状に形成し、ＬＥＤランプ２を横方向に２列とした表示装置１０では、表示画面として、この２列に並んだＬＥＤランプ２を上下方向に積み重ねて配置することになる。従って、２列ごとに配置される上下方向のレンズ部１１ａの境目が表示装置１０を横断する直線状となる。つまり、隣接する他の２色のＬＥＤランプ２を組み合わせて３色としたときに、レンズ部１１ａの境目が直線状となる組み合わせと、鋸刃状となる組み合わせとになり、上下方向に交互に表れてしまう。そうなると、観察者によっては違和感を感じてしまうおそれがある。

しかし、図４に示すように、表示装置のレンズ部１２ａを六角形状とすることで、上下左右の四方向のいずれに隣接する他の２色のＬＥＤランプ２を組み合わせて３色としても、上下左右方向のいずれでもその境目を鋸刃状とすることができるので、観察者が違和感を感じることがない。

また、レンズ部１２ａを正面視して六角形状とすることで、上下左右の四方向に対して隙間無く連続的にレンズ部１２ａを形成することができるため、隣接したレンズ部１２ａ同士の間で、観察者から見て発光していない箇所に見える不連続部を作ること無く発光させることができる。

このように、１ドットを構成するＬＥＤランプ２を、赤色ＬＥＤランプを１個、緑色ＬＥＤランプを１個、青色ＬＥＤランプを１個としても、ＬＥＤランプ２の個々に対応するようにレンズ部１１ａ，１２ａが形成されているので、ＬＥＤランプ２からの光がそれぞれのレンズ部１１ａ，１２ａの表面全体に広がって面として見える。つまり、隣接したレンズ部１１ａ，１２ａ同士の間で隙間無く発光して見えるので、観察者が表示装置に近づいて見ても、個々のＬＥＤランプ２がそれぞれ一つ一つの点として見えにくい。従って、観察者が近づいて観察しても違和感を持たないので迫力ある映像を近づいて楽しむことができる。

本発明は、観察者が近づいても、迫力のある映像を表示することが可能なので、点光源を複数配置して、文字情報や映像を表示する表示装置に好適である。

本発明の実施の形態に係る表示装置を説明する図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図 本発明の実施の形態に係る表示装置のレンズ部の形状を説明する要部拡大断面図 本発明の他の実施の形態に係る表示装置を説明する図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図 本発明の他の実施の形態に係る表示装置を説明する概略正面図

符号の説明

１ 表示装置
２ ＬＥＤランプ
２ａ 発光素子
２ｂ リードフレーム
２ｃ ワイヤ
２ｄ 封止部
３ 基板
４ 樹脂層
５ 光透過層
５ａ レンズ部
１０ 表示装置
１１ 光透過層
１１ａ レンズ部
１２ 光透過層
１２ａ レンズ部

Claims (6)

1. 複数の点光源と、
   前記複数の点光源が所定間隔ごとに配置された基板と、
   前記複数の点光源を埋没し、このそれぞれの点光源の配置に対応して、表面に凸形状のレンズ部が形成された光透過層とを備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記光透過層は、前記レンズ部が連続して形成されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記レンズ部は、その表面が、前記点光源からの光束を、互いに平行した光束となるように出射する凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記点光源は、発光素子を封止する砲弾型の封止部を有するＬＥＤランプであることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の表示装置。
5. 前記封止部と前記光透過層とは、同じ材質としたことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
6. 前記複数の点光源は、赤色、緑色、および青色の３色を少なくとも含み、この３色を含む３個以上の点光源で１ドットを表示することを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記載の表示装置。

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