JP2014127632A - Ｌｅｄ表示装置用リフレクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基板上にＬＥＤチップをマトリックス状に配列し、基板上のＬＥＤチップの光を前方に導出するリフレクタを配置する表示装置において、リフレクタを用途に応じて変更可能とするとともに再利用を可能とする。
【解決手段】ＬＥＤチップ２の前方に配置するリフレクタ３を、基板１上のＬＥＤチップの配列と一致する位置に光路となる貫通孔４を備えた内装体５と、内装体の底面と、貫通孔の前面を除く外表面を覆う外装体６で構成する。内装体５と外装体６は一体的に形成するとともに、基板１に対して掛脱可能とする係止爪７を外装体６に形成する。
【選択図】 図２

Description

ＬＥＤ表示装置には、基板上にＬＥＤチップをマトリックス状に実装し、その表面にＬＥＤチップの光を前方に導くリフレクタを配置して表示を行なう発光式の表示装置が知られている。
本発明は、上記表示装置において、ＬＥＤチップを実装した基板上に配置するリフレクタの構造に関する発明である。

発光ダイオードを用いた数字表示の表示装置として、特許文献１の図８には、発行ダイオードが載置されたリードフレームを囲むように反射枠を設け、反射枠の反射窓とリードフレームの裏面を透光性樹脂で一体にモールドする構造が記載されている。
また、多数のＬＥＤチップをマトリックス状に配置した基板上に多数の貫通孔を穿設した白色の比較的偏平なリフレクタを貼着し、その表面を黒色に印刷するとともに、前面に拡散シートを貼着した表示装置も知られている。
特許文献２には、前記構造の表示装置において、基板を可撓性とするとともにリフレクタ（マスク板）をゴム弾性体とすることによって曲面表示が可能な表示装置が開示されている。

特開平０７−２８７５３６号公報（図８） 実開平０４−７２２７０９号公報

特許文献１に記載された、従来のＬＥＤ実装基板（リードフレーム）を使った発光表示装置では、ＬＥＤ実装基板に樹脂を充填する作業が必要である。また、特許文献１、２に記載された従来の表示装置では、完成させた表示装置は、基板とリフレクタを一体化しているため、例えばコントラストや拡散率、透過率の異なるリフレクタ構造の表示装置に変更することができなかった。

また、樹脂を充填した従来の表示装置では、ＬＥＤに不良が発生した場合には、樹脂を破壊してＬＥＤチップを交換するする必要があった。あるいは、ＬＥＤチップそのものが透明な樹脂に埋設されているようなものでは、ＬＥＤチップの交換そのものができない場合がある。すなわち、基板もリフレクタも再利用ができない欠点があった。

上記従来技術の欠点に鑑み、本発明の目的は、一つのＬＥＤ実装基板に対して、リフレクタを着脱自在とすることによって、光学的な特性の異なるリフレクタを備えた表示装置に変更することができるようにするとともに、基板およびリフレクタの両方を独自に再利用することができる構造の表示装置を実現することを目的とするものである。すなわち、ＬＥＤを実装した基板に対して、リフレクタを着脱自在とし、用途に応じて適宜リフレクタを変更することができるようにすることである。

上記目的を達成する請求項１記載の発明は、基板１上に複数のＬＥＤチップ２、２をマトリックス状に配列し、基板１上のＬＥＤチップの光を前方に導出するリフレクタ３を配置して発光表示を行なう表示装置に関するものである。
上記、表示装置において、ＬＥＤチップ２、２の前方に配置するリフレクタ３を、基板１上のＬＥＤチップ２、２の配列と一致する位置に光路となる貫通孔４を備えた内装体５と、該内装体５の底面5aと、前記貫通孔４、４の前面を除く外表面を蓋う外装体６とで構成する。
内装体５と外装体６は、一体的に形成するとともに、基板１に対して着脱可能とする係止爪７、７を外装体６に形成する。

請求項２記載の発明は、前記内装体５を光路として適した白色もしくは明色の合成樹脂材すなわち、遮蔽材料を多く含んだ白色の合成樹脂材で形成する。外装体６は基板１に対して着脱可能な強度を備えるとともに、前記内装体５に対してコントラストを強調する黒色もしくは暗色とすることである。

請求項３記載の発明は、内装体５と外装体６はいずれか一方を先に成型し、内装体５と外装体６のいずれか他方を成型する際に、先に成型した内装体５もしくは外装体６をインサートすることによって一体的に形成することである。

請求項４記載の発明は、内装体５の底面5aに、基板１の所定位置に形成した係合孔８に嵌合する位置合わせのための突起９、９を形成することである。

請求項５記載の発明は、貫通孔４、４がマトリックス状に配列される内装体５の上面に、貫通孔４の上端部に相当する短筒部10を形成するとともに、外装体６の上面板6aに前記短筒部10が嵌合する嵌合孔11、11を穿設したことである。

請求項１記載のＬＥＤ表示装置用リフレクタによれば、ＬＥＤチップ２を実装した基板１とは別にリフレクタ３を製造するため、従来の表示装置のように、表示装置の製造に際して樹脂を充填する作業を必要とせず、ＬＥＤ表示装置を能率的に製造することができる。
従来の、ＬＥＤチップを実装した基板を用いる表示装置は、基板とリフレクタが一体となる。そのため、一つの基板に対して異なる光学的特性のリフレクタを組み合わせて使用することができないが、本発明の表示装置用リフレクタでは、基板と任意の表示装置用リフレクタを組み合わせて使用することができる。換言すれば、特定の基板に、光学的な特性が異なり、用途に応じて最適の表示装置用リフレクタを選択して装着することが可能である。例えば、室内用のリフレクタを備えた表示装置を、シェダーを備えた室外用のリフレクタを備えた表示装置に変更することが可能である。
さらに、従来の表示装置では、基板１に故障が発生した場合、リフレクタを含めて再利用することができなかったが、本発明では、リフレクタ３と基板１は別個に扱って再利用が可能である。

請求項２記載の発明は、内装体５を光路として適した白色もしくは明色の合成樹脂材で形成し、外装体６は基板１に対して着脱可能な強度を備えるとともに、内装体５に対してコントラストを強調する黒色もしくは暗色とすることである。これにより、用途に適応した光学的特性を備えたものであり、強度的に優れたリフレクタ３を実現することができる。
従来のリフレクタでは、例えば基板上に形成した白色のリフレクタの上面を、コントラストを高める色彩を施す加工（黒色の印刷）を行なっていたが、請求項２記載の発明では、このような加工を必要としない。

内装体５と外装体６は、例えば別体に成型したものを嵌合させて一体化することもできるが、請求項３記載の発明によれば、内装体５と外装体６をより緊密に一体的に成型することができるため、丈夫で取扱いに便利なリフレクタ３を能率的に製造することができる。
請求項４記載の発明によれば、基板１上にリフレクタ３を装着する際に、リフレクタ３を基板１の正確な位置に、安定的に配置することができる。
請求項５記載の発明によれば、内装体５と外装体６の一体化をより強固なものとし、特に発光表示部となる貫通孔の開口周縁を明瞭に形成することができる。

図１は、本発明に係るリフレクタの分解斜視図、 図２は、本発明に係るリフレクタの縦断面図、 図３は、本発明に係るリフレクタの底面図、 図４は、拡散シートを貼着したリフレクタの平面図、 図５は、ＬＥＤ実装基板にリフレクタを装着する表示装置の平面図、 図６は、リフレクタの外装体の縦断面図、 図７は、リフレクタの内装体の縦断面図、 図８は、本発明をモザイクパネル用の表示装置として応用した実施形態を示す分解斜視図、 図９は、図８に示す表示装置をグリッドに装着した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係るＬＥＤ表示装置用リフレクタの実施形態を添付の図面に基づいて説明する。
図１はリフレクタの分解斜視図、図２はリフレクタ及びＬＥＤチップを実装する基板の縦断面図、図３はリフレクタの底面図である。

本発明に係るリフレクタ３は、ＬＥＤチップ２を実装した基板１に着脱自在に装着して使用する。ＬＥＤチップ２の前方に配置するリフレクタ３は、基板１上のＬＥＤチップ２の配列と一致する位置に光路となる貫通孔４を備えた内装体５と、内装体５の底面、貫通孔４の前面を除く外表面を覆う外装体６とで構成し、内装体５と外装体６は一体的に形成する。すなわち、外装体６は略箱形をなしている。外装体６前面の表面には、貫通孔全体が表示として認識されるように、拡散シート12を貼着して使用する。
外装体６の具体的形状は、図示例のような箱形だけでなく、内装体５と一体的に形成される形状であればよい。

内装体５は、一定の厚みの合成樹脂製の板状であって、装着しようとする基板１上のＬＥＤチップ２、２の配列と一致するように配列した貫通孔４、４を穿設している。貫通孔４の上端部には、短筒部10を形成している。すなわち、一定の厚みの板状の内装体５の主体部5bから、短筒部10、10を突出させている。

外装体６は、内装体５を上方からすっぽりと覆う如く、下方が開放される箱状であって、上面板6aには前記内装体５に形成した貫通孔４と同じ位置に、嵌合孔11、11を穿設している。すなわち、嵌合孔11は内装体５に形成した短筒部10が嵌合するものとしている。より具体的には、短筒部10の高さを外装体６の上面板6aの厚みとほぼ一致させ、装着状態において面一となるようにしている。
外装体６には、図面上長手方向の両端面に、下方に突出する係止爪７を形成している。この係止爪７は、図２に示す基板１の取付孔13に係合し、リフレクタ３を基板１上に係止させるものである。

なお、内装体５の底面5aに、基板１の所定位置に形成した係合孔８に嵌合する位置合わせのための突起９を形成してある。図面上、係合孔８及び突起９は、それぞれ４個形成している。この構造とすることによって、リフレクタ３は係止爪７によって基板１から脱落しないように保持され、前記係合孔８及び突起９の係合によって基板１の定位置にしっかりと安定し、ＬＥＤチップ２と貫通孔４の位置がずれることがない。

リフレクタ３を構成する内装体５及び外装体６は、いずれも強度的に優れたポリカーボネートなどの合成樹脂材によって成型することができる。内装体５に穿設する貫通孔４は、ＬＥＤチップ２の光を器外に導出する、光の通路となるものである。したがって、貫通孔４の内面は光を吸収しないで反射する反射面となるように形成する。ところで、ポリカーボネート樹脂の場合、樹脂自体は透光性を有する。そのため内装体５は遮蔽材料を多く含むポリカーボネート製とする。
一方、外装体６は内装体とのコントラストを強調するため、黒く着色した樹脂製とする。

内装体５及び外装体６を形成する合成樹脂材は特に限定されるものではなく、任意に選定することができる。また、内装体５はリフレクタとして好適な光学特性を示す明色であれば白色に限らず、外装体６は黒色に限らず任意の暗色とすることもできる。これらは用途によって任意に選択することができる。また、構造上の変化として、例えば屋外用の表示装置に用いるリフレクタには、外装体にシエダー（庇）を形成したものも利用することができる。

図５は、基板１上に、５×７ドット用の本発明に係るリフレクタ３、３、を３個装着する、三桁の発光表示装置の実施形態を示している。基板１の表面には、５×７個のＬＥＤチップ２、２の群がマトリックス状に三箇所に実装され、基板１の裏面には、駆動機構や制御機構が配置されている。基板の５×７個のＬＥＤチップの群の上下二箇所に、それぞれ長孔に現れる取付孔13、13を穿設している。この取付孔13は、リフレクタ３の係止爪７に係合するものである。

ＬＥＤチップの群内には、基板１の四箇所に係止孔８、８が穿設してある。この係止孔８、８は、リフレクタ３の底面に突出する突起９、９を係合させるものである。すなわち、基板１の所定位置にリフレクタ３を配置し、係止爪７を取付孔13に係合させるとともに、リフレクタ３の突起９を基板１の係合孔８に係合させることによって、リフレクタ３が定位置に安定した状態で配置された表示装置Ａを完成させることができる。
図５において14は、基板１の外側方に突出形成した係合突起である。

図８、図９は上記表示装置Ａの応用例であって、縦横格子状のグリッド15の枡路に、無地のタイル23や表示装置Ａを装着して盤面を構成するモザイク式表示装置に利用した状態を示すものである。
図８に示す表示装置Ａは、基板１上に５個のリフレクタ３、３を配置した５桁の表示装置を表している。表示装置Ａは、取付け台16に取付けて、取付け台16をグリッド15に装着可能とすることにより、モザイクパネル用の表示装置として活用する。

図８に示す実施形態の取付け台16は、表示装置Ａの長さと一致する長さの金属板をコ字状に折曲加工したものであり、上方に向けて折曲した対向する側壁16a、16aの上部に、前記表示装置Ａの基板１に形成した係合突起14に係合する係合孔17、17を設け、取付け台16に表示装置Ａを装着する。側壁16aの上端は、内方に折曲させて係合縁18を形成し、係合縁18を飾り窓19の係合溝に差込んで、表示装置Ａの上方を飾り窓19で覆っている。飾り窓19は、例えば透明板の表面に枠24を印刷する。
取付け台16の平板部16bには、配線を通過させるために貫通孔21を穿設し、平板部16bの両端には下方に折曲した脚22を形成し、この脚22によってグリッド15に対して着脱自在とする。

１…基板、 ２…ＬＥＤチップ、 ３…リフレクタ、 ４…貫通孔、 ５…内装体、 5a…底面、 5b…主体部、 ６…外装体、 6a…上面板、 ７…係止爪、 ８…係合孔、 ９…突起、 10…短筒部、 11…嵌合孔、 12…拡散シート、 13…取付孔、 14…嵌合突起、 15…グリッド、 16…取付け台、 16a…側壁、 16b…平板部、 17…係合孔、 18…係合縁、 19…飾り窓、 20…係合溝、 21…貫通孔、 22…脚、 23…タイル、 24…枠、 Ａ…表示装置。

Claims (5)

1. 基板上に複数のＬＥＤチップをマトリックス状に配列し、該基板上のＬＥＤチップの光を前方に導出するリフレクタを配置して発光表示を行なう表示装置において、
   ＬＥＤチップの前方に配置するリフレクタを、基板上のＬＥＤチップの配列と一致する位置に光路となる貫通孔を備えた内装体と、該内装体の底面と、前記貫通孔の前面を除く外表面を覆う外装体とで構成し、
   前記内装体と外装体を一体的に形成するとともに、基板に対して掛脱可能とする係止爪を外装体に形成したことを特徴とするＬＥＤ表示装置用リフレクタ。
2. 前記内装体は、光路として適した白色もしくは明色の合成樹脂材で形成し、外装体は基板に対して着脱可能な強度を備えるとともに、前記内装体に対してコントラストを強調する黒色もしくは暗色としたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ表示装置用リフレクタ。
3. 内装体と外装体はいずれか一方を先に成型し、内装体と外装体のいずれか他方を成型する際に、先に成型した内装体もしくは外装体をインサートすることによって一体的に形成することを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ表示装置用リフレクタ。
4. 内装体の底面に、基板の所定位置に形成した係合孔に嵌合する位置合わせのための突起を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ表示装置用リフレクタ。
5. 貫通孔がマトリックス状に配列される内装体の上面に、貫通孔の上端部に相当する短筒部を形成するとともに、外装体の上面板に前記短筒部が嵌合する嵌合孔を穿設したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ表示装置用リフレクタ。

Images