JP2015166756A - 表示ユニットおよび表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光により様々な空間に画像などの情報を表示するユニットを提供する。【解決手段】方形状で透過型の表示部10と、表示部10の一辺11のみに沿って配置された制御基板部20とを有し、表示部10は、ドットマトリクス状に配置された複数の発光部40と、制御基板部20から一辺11に垂直な第1の方向101に一辺11を横切るように引き出された複数の配線部50とを含み、複数の配線部50は、複数の発光部40のそれぞれの第1の電極部41を第1の方向101に接続する複数の第1の配線部51と、複数の発光部40のそれぞれの第2の電極部42を一辺11に平行な第2の方向102に接続するように第1の方向101に対し折り曲げられた複数の第2の配線部52とを含む表示ユニット1である。【選択図】図2
Description
本発明は、表示ユニットおよび表示装置に関するものである。
特許文献1には、建物の壁面等にLED等の発光体を複数取り付け、個々の発光体を所定の発光タイミングで点滅することでイルミネーション発光を行う発光装置において、直線、曲線、ドットマトリクス表示面を構成可能で、しかも、点滅制御する上で最小の発光単位となる発光体の配置位置・配置間隔を調整可能な発光装置を提供することが記載されている。そのため、特許文献1には、ランプケース内にLEDを収容してなる発光体と、板状部材の一方の面に発光体を取付可能にすると共に、他方の面を壁面等へ固定可能にした取付ベースとを備え、取付ベースに、発光体を固定保持する係合部を一定間隔で複数設け、発光体を適宜間隔で着脱自在に取り付けることができるようにしたこと、また、複数の発光体を可撓性ケーブルで接続して発光ユニットを形成し、複数の発光ユニット同士を接続端子により接続するようにしたこと、また、発光体に、取付ベース用の係合部と、壁面等へ直接固定するための固定部とを設けたことが記載されている。
光により画像などを表示するユニットが求められている。
本発明の態様の1つは、方形状で透過型の表示部と、表示部の一辺のみに沿って配置された制御基板部とを有する表示ユニットである。表示部は、ドットマトリクス状に配置された複数の発光部と、制御基板部から一辺に垂直な第1の方向に一辺を横切るように引き出された複数の配線部とを含み、複数の配線部は、複数の発光部のそれぞれの第1の電極部を第1の方向に接続する複数の第1の配線部と、複数の発光部のそれぞれの第2の電極部を一辺に平行な第2の方向に接続するように第1の方向に対し折り曲げられた複数の第2の配線部とを含む。
この表示ユニットでは、複数の配線部が制御基板部から表示部の一辺を横切るように引き出されており、制御基板部を表示部の一辺のみに沿って配置できる。したがって、複数の表示ユニットをその一辺の延長方向、すなわち第2の方向に接続することにより、複数の表示部をシームレスに接続できる。このため、隣接する表示部同士の接続辺において複数の発光部のドットピッチがずれることを抑制しやすい。したがって、表示部のドットマトリクスを第2の方向に等ピッチのまま拡大しやすい。
表示部は、複数の発光部を搭載する透光性のパネルを含むことが望ましい。それぞれの第1の電極部は、第1の接続端子を含み、それぞれの第2の電極部は、第2の接続端子を含み、パネルは、第1の接続端子が第1の配線部により縫い込まれるように第1の接続端子を挟む位置に形成された一組の第1の孔部と、第2の接続端子が第2の配線部により縫い込まれるように第2の接続端子を挟む位置に形成された一組の第2の孔部とを含むことが望ましい。第1の配線部および第2の配線部は裸電線であることが望ましい。
表示部は、複数の発光部のそれぞれが複数の配線部のそれぞれの交点に配置された全体がネット状の表示体を含むものであってもよい。
表示ユニットは、制御基板部が表示部の背後に収納されるように一辺に沿って設けられたボックスをさらに有し、複数の配線部のそれぞれは、一辺に沿って折り曲げられた部分を含むことが望ましい。表示部のドットマトリクスを第2の方向および第1の方向を含めた四方向に等ピッチのまま拡大しやすい。
複数の発光部のそれぞれは、フルカラーLEDを含むことが望ましい。
本発明の他の態様の1つは、上記の表示ユニットを複数有する表示装置であって、一辺に垂直な二辺のそれぞれが中心になるように複数の表示部が組み合わされた表示領域を含む表示装置である。
図1に、本発明の実施形態に係る表示ユニット1を用いたディスプレイ装置100の概要を斜め方向から見た図により示している。図2に、表示ユニット1の概要を斜め方向から見た図により示している。このディスプレイ装置(表示装置)100は、縦に4段、横に2列並んだ8つの表示ユニット1と、これらの表示ユニット1により形成された縦長で長方形状の表示領域10aとを備えている。各表示ユニット1は、方形状で透過型の表示部10と、表示部10の一辺11に沿って配置された制御基板部20とを備えている。本例では、各表示ユニット1の制御基板部20が左右両側に位置するように組み合わされている。表示部10のサイズの一例は、高さ(縦)が43cm、幅(横)が43cmの正方形状である。8つの表示部10を組み合わせて構成された表示領域10aのサイズの一例は、高さが172cm、幅が86cmの長方形状である。
表示ユニット1の表示部10は、透明アクリル製のパネル60と、パネル60の表面(第1の面、パネル表面)60aにドットマトリクス状に配置(配列)された複数の発光部40と、複数の発光部40のそれぞれを電気的に接続する複数の配線部50とを備えている。本例では、パネル表面60aが透過型の表示面10を構成している。複数の配線部50は、行方向(横方向、左右方向)101に並んだ複数の発光部40のそれぞれを接続する複数の第1の配線部(配線群)51と、列方向(縦方向、上下方向)102に並んだ複数の発光部40のそれぞれを接続する複数の第2の配線部(配線群)52とを備えている。本例の表示ユニット1では、縦横のピッチpが等間隔(本例では27mmピッチ)に配列された各行16個、各列16個の計256個の発光部40のそれぞれが、配線部51および52により並列に接続されている。
表示ユニット1の制御基板部20は、ドライバ基板21と、ドライバ基板21および複数の配線部50を電気的に接続する中継基板22と、ドライバ基板21に実装された制御ユニット90とを備えている。制御ユニット90は、CPU、メモリなどのコンピュータとして汎用的なハードウェア資源を含み、RAMなどのメモリに格納されたプログラム(プログラム製品)により各発光部40の発光を制御する各種機能を備えている。以下で説明する制御ユニット90の各機能(各ユニット)は、プログラムまたは適当な回路により制御ユニット90に実装されている。制御ユニット90は、表示部10の1行または複数行に対し電力(信号)を供給する行制御ユニット91と、表示部10の1列または複数列に対し電力を供給する列制御ユニット92とを備えている。制御ユニット90は、パーソナルコンピュータなどのホスト装置と通信する機能を備えていることが望ましい。また、制御ユニット90は、ホスト装置を兼ねたパーソナルコンピュータに実装されていてもよく、制御ユニット90としての機能は適当なソフトウェア(プログラム製品)により提供することが可能である。
この表示ユニット1では、行制御ユニット91により通電された行上の発光部40のうち、列制御ユニット92により通電された列上の発光部40を発光(点灯)させることにより、各発光部40の発光のタイミングを独立して制御できる。このため、表示部10および複数の表示部10を組み合わせた表示領域10aに対し、多種多様な文字、画像、模様などの情報を表示(表現)、演出できる。したがって、屋内、屋外などの様々な空間において展示用、観賞用、空間演出用、照明用、広告宣伝用、情報伝達用などの多種多様な用途に用いることが可能なディスプレイ装置100を提供できる。
図3に、表示ユニット1を、表示ユニット1を構成する主なパーツに展開した図により示している。図4に、制御基板部20の概要を斜め方向から見た図により示している。図5に、制御基板部20を、制御基板部20を構成する主なパーツに展開した図により示している。表示ユニット1は、表示部10および制御基板部20を収容可能な透明アクリル製のカバーユニット(ハウジング)30を備えている。カバーユニット30は、パネル60を第1の方向101にスライドさせて取り付け可能な方形状のフレーム31と、フレーム31の一端(一辺)がパネル60の裏面(第2の面、パネル裏面)60bの側に向けて直角に折れ曲がるように設けられた中空のボックス32と、ボックス32を第1の方向101から開閉可能に覆うサイドカバー33とを備えている。この表示ユニット1では、制御基板部20が表示部10の一辺11に沿って背面側に向けて直角に折れ曲がるように配置されている。したがって、制御基板部20をボックス32に収納することにより、制御基板部20をパネル裏面60bの側に配置できる。
制御基板部20のドライバ基板21は、電源端子21aと、外部接続用の入出力端子21bと、中継基板22との接続用コネクタ21cとを備えている。中継基板22は、複数の配線部50のそれぞれの給電側の端部(給電端)50aが接続される複数の給電端子22aを備えている。この表示ユニット1では、ドライバ基板21および中継基板22が、二次元方向に延びる表示面10に対し直角な方向(三次元方向)に折り曲げられている。したがって、各配線部50は、給電端50aを給電端子22aに接続するために表示面10の一辺(端辺)11に沿って折り曲げられた部分50bを備えている。
このように、この表示ユニット1では、全ての配線群50が制御基板部20から左辺(一辺)11に垂直な左右方向(第1の方向)101に向けて左辺11を横切るように引き出されている。このため、制御基板部20を表示部10の4つの辺、すなわち左辺11、右辺12、上辺13および下辺14のうち、左辺11のみに沿って配置できる。したがって、複数の表示部10を左辺11の延長方向である上下方向(第2の方向)102にシームレスに接続できる。このため、上下方向102に隣接する表示部10同士の接続辺となる上辺13および下辺14において複数の発光部40同士のピッチがずれることを抑制できる。したがって、複数、特に3つ以上の表示ユニット1を左辺11の延長方向に接続することにより、表示部10のドットマトリクスを上下方向102に等ピッチのまま拡大できる。
さらに、この表示ユニット1では、制御基板部20が表示部10に対し背面側に向けて直角に折り曲げられている。したがって、左辺11に垂直な左右方向101に隣接する表示部10同士の接続辺となる左辺11および右辺12において複数の発光部40同士のピッチがずれることも抑制できる。このため、表示部10の四辺11〜14のいずれかを接続辺とした場合であっても複数、特に3つ以上の表示部10をシームレスに接続できる。したがって、四方向(上下左右方向)の全てにドットマトリクスを拡大可能な表示ユニット1を提供できる。
図6に、表示ユニット1の概要を正面方向(パネル表面60aの側)から見た図により示している。図7に、複数の配線部50の配線パターンの概要を示している。図8に、発光部40の概要を正面方向から見た図により示している。図9に、発光部40を、発光部40を構成する主なパーツに展開した図により示している。図10に、発光部40の概要を背面方向(パネル裏面60bの側)から見た図により示している。
図8および図9に示すように、表示ユニット1の発光部40は、フレキシブルタイプの基板70と、基板70に実装されたフルカラー対応のLEDモジュール(光源部)80とを備えている。LEDモジュール80は、赤色の発光素子80rと、緑色の発光素子80gと、青色の発光素子80bとを備えている。本例のLEDモジュール80は、アノード(第2の電極部、第2の極端子)42の側がコモンとなったアノードコモン端子82と、カソード(第1の電極部、第1の極端子)41の側がRGBにそれぞれ分かれたRカソード端子81r、Gカソード端子81gおよびBカソード端子81bとを備えている。
発光部40の基板70は、アノードコモン端子82を搭載するアノードコモンランド(第2の接続端子)72と、Rカソード端子81rを搭載するRカソードランド71rと、Gカソード端子81gを搭載するGカソードランド(第1の接続端子)71gと、Bカソード端子81bを搭載するBカソードランド71bとを備えている。基板70のランド71r、71g、71bおよび72は、基板表面70aの四方の端部76〜79にそれぞれ表れるように4回回転対称の位置に配置されている。
図6ないし図8に示すように、各第1の配線群51は、各Rカソードランド71rを接続するRコモン配線51rと、各Gカソードランド71gを接続するGコモン配線51gと、各Bカソードランド71bを接続するBコモン配線51bとを備えている。各第2の配線群52は、各アノードコモンランド72を接続するコモン配線52cを備えている。
コモン配線51r、51g、51bおよび52cのそれぞれは、中継基板22の各給電端子22aから表示部10の一辺11を垂直に横切るように引き出されている。コモン配線51r、51gおよび51bのそれぞれは、各行に並んだ各発光部40のカソードランド71r、71gおよび71bのそれぞれを行方向(第1の方向)101に接続している。コモン配線52cは、各列に並んだ各発光部40のアノードコモンランド72のそれぞれを列方向(第2の方向)102に接続するように、各列において順次、行方向101から列方向102に向けて直角に折り曲げられている。すなわち、各コモン配線52cは、各行のコモン配線51r、51gおよび51bに沿って行方向101に延びるように各行に1本ずつ振り分けられており、さらに、各行に振り分けられた各コモン配線52cが各列に向けて1本ずつ振り分けられている。このため、複数の配線群50が行方向101および列方向102に均等に分散され、表示部10に配線の束や偏りが形成されることを抑制できる。したがって、配線群50を目立ちにくくでき、さらに、表示部10のドットピッチがずれることも抑制できる。
図6、図8および図10に示すように、表示ユニット1のパネル60は、表面60aおよび裏面60bを貫く複数の孔部65を備えている。複数の孔部65は、基板70のGカソードランド(第1の接続端子)71gを挟む位置に形成された一組の第1の孔部61(61a、61b)と、基板70のアノードコモンランド(第2の接続端子)72を挟む位置に形成された一組の第2の孔部62(62a、62b)とを備えている。
この表示ユニット1では、基板70のランド71r、71g、71bおよび72が、基板表面70aの下端部79、左端部76、上端部78および右端部77にそれぞれ90度ピッチで表れている。コモン配線51bおよび51rは、パネル表面60aの側を左右方向101に平行に走りながらランド71bおよび71rにそれぞれはんだ付けされている。コモン配線51gは、パネル裏面60bの側を左右方向101に走りながら、第1の孔部61aを介してパネル表面60aの側に表れ、ランド(第1の接続端子)71gにはんだ付けされてから、第1の孔部61bを介してパネル裏面60bの側に戻る。コモン配線52cは、パネル裏面60bの側を上下方向102に走りながら、第2の孔部62aを介してパネル表面60aの側に表れ、ランド(第2の接続端子)72にはんだ付けされてから、第2の孔部62bを介してパネル裏面60bの側に戻る。
このように、この表示ユニット1では、発光部40がコモン配線51gおよび52cによりパネル60に縫い込まれるように取り付けられている。コモン配線51bおよび51rの間を走るコモン配線51gは、ランド71gとの接続箇所においてのみパネル表面60aの側に表れ、それ以外の箇所においてはパネル裏面60bの側に配置されている。また、コモン配線51bおよび51rとそれぞれ交差するコモン配線52cとは、ランド72との接続箇所においてのみパネル表面60aの側に表れ、それ以外の箇所においてはパネル裏面60bの側に配置されている。さらに、コモン配線51gおよび52cは、一組の孔部61および62を通ることにより、それぞれの孔部61および62に当たり位置決め固定されている。このため、各コモン配線に裸電線(スズめっき線)を用いた場合であってもコモン配線同士の短絡を抑制できる。したがって、各コモン配線には裸電線を用いることが望ましく、被覆を剥がす手間を省略でき、表示ユニット1の製造効率を向上できる。コモン配線51gは、コモン配線52cとの交差箇所、すなわち基板表面70aの右端部77の反対側の位置において接着剤などにより基板裏面70bに固定されていることが望ましい。コモン配線51gがコモン配線52cに対し振動などで接触することを抑制できる。
図11に、表示ユニット1を用いた異なるディスプレイ装置100aの概要を斜め方向から見た図により示している。このディスプレイ装置100aは、上述のディスプレイ装置100とは異なり、右側の列に積み重ねられた4段の表示ユニット1の各制御基板部20が表示領域10aの中央の背後(パネル裏面60bの側)に配置されている。上述のとおり、この表示ユニット1では、表示部10の四辺11〜14のいずれかを接続辺として組み合わせた場合であっても、発光部40のドットピッチをずらすことなく表示部10を四方に延長(拡大)できる。したがって、制御基板部20の向きを気にすることなく、複数の表示ユニット1を所望の方向に、所望の段数(列数)組み合わせて、所望の形状、サイズの表示領域10aを形成可能なディスプレイ装置を提供できる。
図12に、異なる表示ユニット1aの概要を正面方向(パネル表面60aの側)から見た図により示している。この表示ユニット1aのパネル60も、表面60aおよび裏面60bを貫く複数の孔部65を備えている。なお、以降において、上記の実施形態と共通の構成については共通の符号を付して説明を省略する。
複数の孔部65は、基板70のGカソードランド(第1の接続端子)71gを挟む位置に形成された一組の第1の孔部61(61a、61b)と、基板70のアノードコモンランド(第2の接続端子)72を挟む位置に形成された一組の第2の孔部62(62a、62b)と、基板70のBカソードランド71bを挟む位置に形成された一組の第3の孔部63(63a、63b)と、基板70のRカソードランド71rを挟む位置に形成された一組の第4の孔部64(64a、64b)とを備えている。本例では、コモン配線51gおよび52cに加えて、コモン配線51bおよび51rを一組の孔部63および64に通すことにより、それぞれの孔部61および62に当てて位置決め固定できる。したがって、各コモン配線の位置ずれや撓みなどをいっそう抑制できる。
図13に、さらに異なる表示ユニット1bの概要を各方向から見た図により示している。図13(a)は表示ユニット1bを正面方向から見た図であり、図13(b)は表示ユニット1bを側面方向から見た図である。この表示ユニット1bの表示部10は、複数の発光部40と、複数の配線群(被覆電線群)50と、複数の発光部40のそれぞれが複数の被覆電線群50のそれぞれの交点に配置された全体がネット状の表示体(LEDネット)150とを備えている。本例では、LEDネット150が透過型の表示部10を構成している。本例の表示ユニット1bでは、縦横のピッチpが等間隔(本例では50mmピッチ)に配列された複数の発光部40のそれぞれが、被覆電線群51および52により並列に接続されている。
複数の被覆電線群50の各第1の被覆電線群51は、3本のコモン配線51r、51gおよび51bを備えており、各第2の被覆電線群52は、2本のコモン配線52cを備えている。したがって、複数の発光部40のそれぞれを縦横方向にほぼ等しい引っ張り強度により支持できる。このため、LEDネット150のネット形状が歪むことを抑制できる。したがって、表示部10のドットピッチがずれることを抑制できる。
図14に、表示ユニット1bの発光部40の概要を斜め方向から見た図により示している。図15に、発光部40を、発光部40を構成する主なパーツに展開した図により示している。図16に、発光部40をXVI−XVI断面(図15のXVI−XVI断面)から見た図により示している。この表示ユニット1bの発光部40は、基板70と、基板70に実装されたフルカラー対応のLEDモジュール80と、基板70およびLEDモジュール80を一体に収容する透光性のケース部材110とを備えている。
このケース部材110は、前方カバー部材120と、前方カバー部材120に着脱可能に取り付けられる後方カバー部材130とを備えている。前方カバー部材120は、LEDモジュール80からの光を出射する発光部120aと、LEDモジュール80および基板70を収容可能な内部空間120sを形成する周壁部120bと、十字方向に交差する被覆電線群51および52を内部空間120sに引き込むために周壁部120bの四方に形成された切り欠き部120cとを備えている。
ケース部材110の後方カバー部材130は、各切り欠き部120cに沿って内部空間120sに導かれた各コモン配線を両側から挟んで固定する部分130aを備えている。固定する部分130aは、切り欠き部120cの面積を両側から狭めるように形成された一組の爪部130bを備えている。このため、各コモン配線は一組の爪部130bにより僅かに屈曲されて固定される。したがって、各コモン配線に対し十字方向に引張力(外力)が作用した場合であっても、四方の各切り欠き部において外力を分散させやすい。このため、ケース部材110の内部空間120sの外側において外力を効率よく吸収または遮断できる。したがって、外力が被覆電線群51および52を介して内部空間120sに伝達することを抑制でき、LEDモジュール80や基板70への影響を低減できる。
なお、本発明はこれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に規定されたものを含む。また、各請求項は互いに独立であってもよい。上記の発光部40では、光源部80としてLEDを用いているが、有機EL、半導体レーザーなどの他の発光素子を用いることも可能である。
1、1a、1b 表示ユニット
100、100a ディスプレイ装置(表示装置)
100、100a ディスプレイ装置(表示装置)
Claims (8)
- 方形状で透過型の表示部と、
前記表示部の一辺のみに沿って配置された制御基板部とを有する表示ユニットであって、
前記表示部は、ドットマトリクス状に配置された複数の発光部と、
前記制御基板部から前記一辺に垂直な第1の方向に前記一辺を横切るように引き出された複数の配線部とを含み、
前記複数の配線部は、前記複数の発光部のそれぞれの第1の電極部を前記第1の方向に接続する複数の第1の配線部と、
前記複数の発光部のそれぞれの第2の電極部を前記一辺に平行な第2の方向に接続するように前記第1の方向に対し折り曲げられた複数の第2の配線部とを含む、表示ユニット。 - 請求項1において、
前記表示部は、前記複数の発光部を搭載する透光性のパネルを含む、表示ユニット。 - 請求項2において、
前記それぞれの第1の電極部は、第1の接続端子を含み、
前記それぞれの第2の電極部は、第2の接続端子を含み、
前記パネルは、前記第1の接続端子が前記第1の配線部により縫い込まれるように前記第1の接続端子を挟む位置に形成された一組の第1の孔部と、
前記第2の接続端子が前記第2の配線部により縫い込まれるように前記第2の接続端子を挟む位置に形成された一組の第2の孔部とを含む、表示ユニット。 - 請求項3において、
前記第1の配線部および前記第2の配線部は裸電線である、表示ユニット。 - 請求項1において、
前記表示部は、前記複数の発光部のそれぞれが前記複数の配線部のそれぞれの交点に配置された全体がネット状の表示体を含む、表示ユニット。 - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記制御基板部が前記表示部の背後に収納されるように前記一辺に沿って設けられたボックスをさらに有し、
前記複数の配線部のそれぞれは、前記一辺に沿って折り曲げられた部分を含む、表示ユニット。 - 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
前記複数の発光部のそれぞれは、フルカラーLEDを含む、表示ユニット。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の表示ユニットを複数有する表示装置であって、
前記一辺に垂直な二辺のそれぞれが中心になるように複数の前記表示部が組み合わされた表示領域を含む、表示装置。
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