JP2007248498A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型表示画面を形成する場合の単位表示体の整列配置を容易にし、単位表示体の配設作業時間の短縮化を図るとともに配設後の単位表示体の交換を容易にした表示装置を提供する。
【解決手段】 所定大きさの表示面ａを有する表示体を大型表示画面形成用の単位表示体１０とし、この単位表示体１０を複数同一平面上に配列して大きな表示画面を形成する表示装置において、複数の単位表示体１０を平面状に並べた状態に保持する基板２０を有し、単位表示体１０は単位表示体１０を基板２０に着脱可能に吸着する永久磁石１０２を備える構成にした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、所定大きさの表示面を有する表示体を大型表示画面形成用の単位表示体とし、この単位表示体を複数同一平面上に配列して大きな表示画面を構成できようにした表示装置に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＰＤＰ（Plasma Display Panel）は、一枚または複数を並べることで、より大きな表示画面を形成し、様々な表示を行うのに使用されている。これらの中で特にＬＥＤは、非常に多くのＬＥＤ素子をマトリクス状に配列することにより、対角線長が１００インチを優に越える大型の情報表示板を形成することができる。しかしながら、電流を流して発光するＬＥＤは消費電力が大きく、その運用費が使用者に大きな負担をかけている。さらに、家庭用電源では賄えない量の電力を要するため、専用の電源設備が必要となる。また、電力消費が大きいために発熱もあり、設置場所によっては空調設備が求められる場合もあり、導入にあたっての初期投資も増大するという問題がある。

近年、電子ペーパーと称される新しい表示技術が開発され出現してきている。この電子ペーパーは、それ自身は発光せず反射率を制御することで画像表示を行うものであり、一旦表示されたイメージは電力を消費することなく維持することができる。また、表示の制御は電圧により行われ、そして、表示の書き換え時のみ電力を要するものの、低消費電力を達成することが可能である。

典型的な電子ペーパー技術は、マイクロカプセル型電気泳動方式と称される技術である。これは、相反する電荷を持つ白顔料と黒顔料を透明分散媒と共に封入したマイクロカプセルを、対向する表示電極の間に一面に単層で敷き詰め、表示電極間に印加される電圧の向きに応じて白黒顔料を移動させ表示を行うものである。

マイクロカプセル型電気泳動式電子ペーパー（以下、単に電子ペーパーという）は、プリント基板と貼り合せることで、情報表示パネルを形成することができる。この場合の表示パネルは、プリント基板の一方の面に表示ドットに相当する電極パッドを形成し、この電極パッド形成面に電子ペーパーを貼ることで構成される。
電子ペーパーの場合、ＬＣＤやＰＤＰの基板材料であるガラスと異なり、プリント基板では、これを貫通する電気回路配線を形成することが可能である。そのため、電子回路部品を電子ペーパーの表示面の反対の面に設けることができる。また、ＬＣＤ等では、表示パネルの少なくとも二辺は、電子回路部品との接続に使用されるため、表示パネルの端までを表示に使うことができない。しかしながら、プリント基板を用いれば、表示パネルの端まで表示に使うことが可能になる。

そこで、所定大きさの表示面を有する表示体（電子ペーパー）を大型画面構成用の単位要素とする表示体（以下、単位表示体という）を作り、この単位表示体を複数枚同一平面上に並べることで、見かけ上継ぎ目のない、より大きな表示画面を有する表示装置を構成することができる。この場合、単位表示体を隙間なく整然と並べて設置することが重要になってくる。単位表示体を隙間なく配列する従来技術としては、例えば、特許文献１，２及び３に示す方式のものが提案なされている。
特開２００３−１５００８３号公報 特開２００４−３２５６６３号公報 特開平８−１７７８５２号公報

上記特許文献１に示す技術は、４枚の単位表示体を２×２の配列に並べて１枚の大きな表示画面を有する表示装置を形成するものである。この方式によれば、複数の単位表示体から１枚の大きな表示板を作ることが可能であるが、より多くの単位表示体を使用すると、出来上がった巨大な１枚の表示板は、その運搬や設置が困難になる問題がある。また、互いに隣接する単位表示体の位置決め部材同士が嵌合されているため、配設後に任意の単位表示体を交換する作業は極めて困難になるという問題がある。
また、特許文献２に示す技術は、表示パネルの端面を凹凸加工して互いに嵌合できるように構成してあるため、表示パネル同士を強固に固定することが可能になるが、薄型化した表示パネル端面の凸凹加工が難しいこと、及び組み立てた後で任意の単位表示体を交換することが困難である。

また、特許文献３に示す技術は、ＬＣＤにおいて、１枚の大きな前面基板に対し、４枚の背面基板を並べて貼り合わせ、その継ぎ目部分に支持材を配すると共に非透光性パターンの陰とするものである。この技術では、前面基板により全体の大きさが定まるため、前面基板の大きさの上限を越えるものを形成するのは困難である。また、先の技術と同様、大きなものを形成した後に設置となるため、その運搬や設置が困難になり、また、４枚を越える枚数まで考慮されているとは言えない。

また、以上のような従来の技術では、数多くの単位表示体を並べると、各々の単位表示体が持つ外形の加工寸法誤差が積み重なり、その結果、無視できない量の寸法ズレが発生し、単純に配置して整然と並べることが難しくなる。そのため、設置作業者は、各々の単位表示体に対して微妙な位置調整を余儀なくされる。また、単位表示体を隙間無く配列し得るように位置精度を高めるほど、これらの傾向は強くなり、結果として作業効率が著しく低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、その目的は、大型表示画面を形成する場合の単位表示体の整列配置を容易にし、単位表示体の配設作業時間の短縮化を図るとともに配設後の単位表示体の交換を容易になし得る表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、所定大きさの表示面を有する表示体を大型表示画面形成用の単位表示体とし、前記単位表示体を複数同一平面上に配列して大きな表示画面を形成する表示装置において、前記複数の単位表示体を平面状に並べた状態に保持する基板を有し、前記単位表示体は該単位表示体を前記基板に着脱可能に吸着する永久磁石を備えることを特徴とする。

このように本発明の表示装置によれば、大型表示画面を形成する単位表示体は永久磁石により基板に吸着することで配列し固定できるため、単位表示体の枚数に制限されることなく、かつ単位表示体の加工寸法誤差を現場の作業レベルで微調整しながら、単位表示体を基板上に容易に整列し配置することができ、単位表示体の配設作業時間の短縮化を図ることができるとともに配設後の単位表示体の交換も容易に行うことができる。

以下、本発明にかかる表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる表示装置は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明にかかる単位表示体を基板上に整列配置して大型表示画面を形成した場合の表示装置の概略構成図、図２は本実施の形態で使用する単位表示体の構造を示す分解斜視図、図３は本実施の形態で使用する単位表示体を構成する電子ペーパーの構造を示した説明用断面図、図４は本実施の形態で使用する電子ペーパーフィルムをプリント基板に貼り付ける場合の様子を示す説明図である。

本実施の形態に示す表示装置１００は、図１に示すように、所定大きさの表示面ａを有する矩形状の単位表示体１０と、この単位表示体１０を複数枚、その表示面ａを一致させて縦横に平面状に整列した状態に保持する大型の平板状の基板２０を有し、複数の単位表示体１０は後述する永久磁石１０２（図２参照）によって基板２０上に着脱可能に吸着させる構成になっている。

単位表示体１０は、図２に示すように、表面に矩形状を呈する表示面要素１０ａと裏面に矩形状を呈する背面要素１０ｂを備える。また、単位表示体１０は、単位表示体１０の輪郭に対応した大きさの矩形状を呈する支持用の枠体１０１を有し、この枠体１０１は背面要素１０ｂの裏面に、その四隅部に設けられた台部材１０３にネジ止めなどにより取り付けられている。また、枠体１０１の材質には、プラスチックやアルミニウムまたは木材などが使用され、そして、構造材として軽量かつ剛性のあるものが好ましく、特にアングル材またはチャネル材を用いて枠体１０１を構成することが軽量化及び剛性を保つ観点から最も好ましい。

このような枠体１０１の背面要素１０ｂと対向する面と反対の面には、図２に示すように、複数の永久磁石１０２が設けられている。この枠体１０１への永久磁石１０２の取り付け方法には、接着剤または両面接着テープなどが用いられる。また、永久磁石１０２には、フェライト磁石、ゴム磁石、合金磁石などが使用できる。永久磁石１０２の磁力の強さは、この永久磁石１０２による静磁界が電子回路に影響を及ぼさない限り、強力なものがよい。また、永久磁石１０２取り付け個数は、１単位表示体当たり２ヶまたは４ヶが好ましいが、単位表示体１０が安定に保持できるものであれば、この限りではない。また、永久磁石１０２の磁力は１２５０ガウス程度である。

また、上記単位表示体１０の背面１０ｂには、図２に示すように、単位表示体１０を駆動する複数の電子回路部品１０５及び、図１に示すように縦横に配列された隣接する単位表示体１０同士間の電気的接続や外部コントローラ（図示省略）及び外部電源との電気的接続を行う複数のコネクタ１０６が実装されている。この電子回路部品１０５やコネクタ１０６は、単位表示体１０の背面要素１０ｂを構成するプリント基板（後述する）に直接実装してもよいし、これら部品を実装した部品専用のプリント基板を取り付ける方式でもよい。
上記基板２０には、磁石が吸着する磁性材、例えば鉄製の板材が使用される。また、この基板２０は、その単位表示体１０の取り付け面及びこれと反対の裏面を塗装により被覆したものが好適である。ただし、本発明にかかる基板２０は、鉄製板材の一枚ものに限らず、例えば、基板を木材やコンクリートから構成し、単位表示体１０の永久磁石１０２が吸着される領域部分に磁性材を配設した構造のものでもよい。また、基板２０の各単位表示体取り付け位置に合わせて、単位表示体位置調整用の穴２０ａが設けられている。
なお、図示省略したが、基板１０の裏面に基板１０の構造を補強する補強部材を設けるようにしてもよい。

単位表示体１０を基板２０上に配列するに際しては、まず、基準となる単位表示体１０をその永久磁石１０２の磁力により基板２０の所定の位置に固定する。次に、基準の単位表示体１０に合わせて、その隣の単位表示体１０をケーブルによりコネクタ同士を接続しながら上下左右に並べて配設していく。
例えば、図１に示すように、基板２０に向かって左上隅に合わせて、基準の単位表示体１０−１の位置を定め、この位置に単位表示体１０−１を永久磁石で固定する。続いて、単位表示体１０−１の右側に単位表示体１０−２、単位表示体１０−３、単位表示体１０−４を順番に並べて配設する。この時、隣り合う単位表示体同士をケーブルで接続するとともに、隣り合う単位表示体同士間に隙間が生じることなく並ぶように調整しながら配置作業を行う。
次いで、基準の単位表示体１０−１の下に単位表示体１０−５を配設し、この単位表示体１０−５の右側に単位表示体１０−６、単位表示体１０−７、単位表示体１０−８を順番に並べて配設する。同様にして、単位表示体１０−５の下に単位表示体１０−９を配設し、この単位表示体１０−９の右側に単位表示体１０−１０、単位表示体１０−１１、単位表示体１０−１２を順番に並べて配設する。

基板２０上に配列される単位表示体１０の数が増えていくと、各単位表示体１０の加工寸法誤差が積み重なり、縦横に一直線上に並ばない事態となってくる。このような場合は、基板２０上に配列される単位表示体１０全体を観察して、単位表示体１０の水平及び垂直方向の配列状態が歪んでいる箇所を見つけ、これに対応する箇所の位置調整用の穴２０ａから棒材などを差し込み、単位表示体１０を後面から押して単位表示体１０を基板２０から引き剥がし、単位表示体１０の水平及び垂直方向の配列状態を微妙にずらして位置調整した後、再度基板２０に永久磁石１０２で吸着する。この場合、各単位表示体１０は永久磁石１０２により基板２０に吸着される構成になっているため、１２枚の単位表示体１０を短時間で整然と配置することができた。

すなわち、単位表示体をネジ止めにより支持フレームなどに取り付ける従来方式では、ネジを締めこむ過程で位置が微妙にずれることがあり、また、表示パネルの端面を嵌合する方式では、位置調整自体が困難となるが、本実施の形態１のように、永久磁石を用いれば、位置調整した結果が固定位置となる。しかも、隣り合う単位表示体１０同士はケーブルで接続されているため、この位置調整によって電気的接続が切れることもない。また、位置調整作業の結果、大きくその位置をずらすことになった場合、従来のネジ止めであれば、ネジ穴寸法以上の位置調整は不可能であるが、永久磁石であれば位置調整の自由度が高く、その作業性もよい。

また、単位表示体１０の基板２０への配置が終了した後に、何らかの理由で、任意の位置の単位表示体１０を交換しなければならない場合は、基板２０から単位表示体１０ごと永久磁石１０２を引き剥がすことにより、その単位表示体１０を取り外し、別の単位表示体１０に交換することができる。この場合、その交換作業をよりし易くするには、各単位表示体１０の配列位置と対応する基板２０の箇所に位置調整用の穴２０ａを設けておくことにより、基板２０の背面から単位表示体１０を押して永久磁石１０２を基板２０から引き剥がすとよい。

なお、万が一永久磁石１０２が単位表示体１０から外れた場合に備えて、単位表示体１０の背面または枠体１０１にネジなどにより機械的に固定できる部品を設けてもよい。また、単位表示体１０の脱落防止と共に、単位表示体１０の表面保護のために、その表示面１０ａを透明な板材、例えばガラス板、アクリル板、ポリカーボネート板などで覆ってもよい。
また、単位表示体１０の重量が永久磁石１０２で固定できる程度である限り、電子ペーパー式の表示方式に限らず、ＬＣＤや有機ＥＬなどにも適用できる。

次に、単位表示体１０を構成する電子ペーパーの構造について、図３及び図４を参照して説明する。
単位表示体１０は、図３に示すように、一方の面に画素電極１１１が形成されたプリント基板１１２と、このプリント基板１１２の画素電極１１１が設けられた面に接着層１１３を介して貼り付けられた電子ペーパーフィルム１１４（米国Ｅ Ｉｎｋ社製）とから構成されている。
なお、画素電極１１１及びプリント基板１１２が図２に示す背面要素１０ｂを構成し、電子ペーパーフィルム１１４が図２に示す表示面要素１０ａを構成する。

電子ペーパーフィルム１１４は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる透明な前面フィルム１１５と、この前面フィルム１１５の内面に形成されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜１１６と、この透明導電膜１１６の画素電極１１１と対向する面に単層に塗工された、正に帯電した白顔料粒子１１７と負に帯電した黒顔料粒子１１８及び透明分散媒液が封入されたマイクロカプセル１１９とを有する。
このような電子ペーパーフィルム１１４は、図４に示すように、プリント基板１１２の画素電極１１１側の面にラミネートロール３０によってラミネートされる。

上記のように構成された単位表示体１０の前面フィルム１１５が表示面となり、そして、プリント基板１１２の画素電極１１１と反対の面には、図２に示すような枠体１０１と電子回路部品１０５及びコネクタ１０６が実装されるようになっている。また、単位表示体１０の画素電極１１１と透明導電膜１１６との間には、図３に示すように直流電源４０が接続され、この直流電源４０から電圧を印加することにより、それぞれの白顔料粒子１１７または黒顔料粒子１１８を前面フィルム１１５に引き寄せて画像を表示できるようになっている。

このような本実施の形態１によれば、大型表示画面を形成する単位表示体１０は永久磁石１０２により基板２０に吸着することで配列され固定できるため、単位表示体１０の枚数に制限されることなく、単位表示体１０の加工寸法誤差を現場の作業レベルで微調整しながら、単位表示体１０を基板２０上に容易に整列し配置することができ、単位表示体１０の配設作業時間の短縮化を図ることができるとともに配設後の単位表示体１０の交換を容易に行うことができる。

本発明の単位表示体を基板上に整列配置して大型表示画面を形成した場合の表示装置の概略構成図である。 本実施の形態で使用する単位表示体の構造を示す分解斜視図である。 本実施の形態で使用する単位表示体を構成する電子ペーパーの構造を示した説明用断面図である。 本実施の形態で使用する電子ペーパーフィルムをプリント基板に貼り付ける場合の様子を示す説明図である。

符号の説明

１００……表示装置、１０……表示体、１０ａ……表示面要素、１０ｂ……背面要素、１０１……枠体、１０２……永久磁石、１０３……台部材、１０５……電子回路部品、１０６……コネクタ、２０……基板。

Claims (6)

1. 所定大きさの表示面を有する表示体を大型表示画面形成用の単位表示体とし、前記単位表示体を複数同一平面上に配列して大きな表示画面を形成する表示装置において、
   前記複数の単位表示体を平面状に並べた状態に保持する基板を有し、
   前記単位表示体は該単位表示体を前記基板に着脱可能に吸着する永久磁石を備える、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記単位表示体の表示面と反対の面に該単位表示体を駆動する電子回路部品及び隣接する単位表示体同士間の電気的接続や外部コントローラとの電気的接続を行うコネクタが少なくとも実装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. 前記単位表示体の表示面と反対の面に支持部材が設けられ、前記支持部材に前記永久磁石が設けられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
4. 前記単位表示体はマイクロカプセル型電気泳動式電子ペーパーであることを特徴とする請求項１、２または３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 前記支持部材は前記単位表示体の輪郭に対応する大きさの枠体から形成され、前記枠体は台部材を介して前記単位表示体の表示面と反対の面に装着されていることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
6. 前記基板の少なくとも前記永久磁石が吸着される領域を磁性材により構成したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。

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