JP2015215429A

JP2015215429A - Ｌｅｄ表示装置及びｌｅｄ表示装置の製造方法

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Publication number: JP2015215429A
Application number: JP2014097248A
Authority: JP
Inventors: 智洋長谷川; Tomohiro Hasegawa
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2015-12-03

Abstract

【課題】ＬＥＤ表示装置の製造コストを低減する。【解決手段】基板２上に配設される複数のＬＥＤ３と、ＬＥＤ３が嵌挿される嵌挿孔４ａが形成された遮光部材４と、を有するＬＥＤ表示装置１である。遮光部材４を、複数の樹脂板５を重ねて構成する。樹脂板５に、ＬＥＤ３が挿通可能な挿通孔５ａを打ち抜き加工により形成し、各ＬＥＤ３に対応した挿通孔５ａの位置を合わせて樹脂板５同士を貼着して遮光部材４を形成する。遮光部材４を基板２上に設ける際、挿通孔５ａを連接して形成される嵌挿孔４ａにＬＥＤ３を嵌挿する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示装置の製造方法に関する。

電子機器等の表示装置では、複数の隣接するＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）が所定のピッチ（間隔）で並べられ、操作や動作状況を表示している。このような場合、隣接するＬＥＤの光が漏れて視認性が悪くなる場合がある。そこで、従来技術に係るＬＥＤ表示装置では、ＬＥＤの周囲を遮光性弾性材で覆う方法（例えば、特許文献１）や、遮光壁を有するカバーホルダを介在させる方法（例えば、特許文献２）等により、ＬＥＤ表示装置における光の漏れを抑制している。

実開昭６３−１５５６５４号公報実開平５−３６４８３号公報

しかしながら、特許文献１のように、遮光性の弾性材を用いる場合、金型を用いてモールドやゴム材を成形することとなる。金型は高価であり、ＬＥＤ表示装置の製造単価を増加させるおそれがある。特に、多品種かつ少量生産を行う場合には、初期コストの増加の要因の一つとなるおそれがある。

また、図６に示すように基板に実装されるＬＥＤの実装密度が高い場合は、実装されるＬＥＤ間のピッチが狭く、遮光性弾性材の格子・櫛の間隔が狭くなり、遮光弾性材（及びカバーホルダ）の加工が困難となるおそれがある。

上記事情に鑑み、本発明は、ＬＥＤ表示装置の製造コスト低減に貢献する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のＬＥＤ表示装置の一態様は、複数のＬＥＤを配設した基板に、該ＬＥＤが嵌挿可能な嵌挿孔を有する遮光部材を配置したＬＥＤ表示装置であって、前記遮光部材は、前記ＬＥＤが挿通可能な挿通孔が打ち抜き加工で形成された複数の発泡させた樹脂板を重ね合わせたものであり、該挿通孔を連接させて嵌挿孔を形成することを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明のＬＥＤ表示装置の製造方法の一態様は、複数のＬＥＤを配設した基板に、該ＬＥＤが嵌挿可能な嵌挿孔を有する遮光部材を配置したＬＥＤ表示装置の製造方法であって、複数の発泡した樹脂板に、前記ＬＥＤが挿通可能な挿通孔を打ち抜き加工で形成し、該複数の樹脂板を重ね合わせて遮光部材を形成し、前記挿通孔を連接して形成される嵌挿孔に前記ＬＥＤを嵌挿し、前記遮光部材を前記基板に配置することを特徴としている。

以上の発明によれば、ＬＥＤ表示装置の製造コストの低減に貢献することができる。

本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置の要部断面図である。遮光部材の製造工程を説明する説明図である。打ち抜き工程を説明する説明図である。打ち抜き加工により形成された嵌挿孔の概略断面図である。挿通孔が形成された樹脂板を重ね合わせた遮光部材の概略断面図である。（ａ）実装密度が高いＬＥＤ表示装置の上面図、（ｂ）図６（ａ）のＬＥＤ表示装置のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）図６（ａ）のＬＥＤ表示装置のＢ−Ｂ’断面図である。

本発明のＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示装置の製造方法について、図を参照して詳細に説明する。なお、図１に示すＬＥＤ表示装置の断面図は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置を模式的に示したものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比とは必ずしも一致するものではない。また、実施形態の説明では、ＬＥＤ表示装置における表示面を上方向として説明するが、上下方向は本発明をなんら限定するものではない。

［ＬＥＤ表示装置の構成］
図１，２を参照して、本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置の構成について説明する。

図１に示すように、ＬＥＤ表示装置１は、基板２上に配設される複数のＬＥＤ３と、ＬＥＤ３が嵌挿される嵌挿孔４ａが形成された遮光部材４と、を有する。

ＬＥＤ３は、発光部３ａが基板２から突出した状態で基板２上に固定される。ＬＥＤ３の発光部３ａは、基板２上に設けられた遮光部材４の嵌挿孔４ａに嵌挿され、発光部３ａからの光が嵌挿孔４ａの開口部を通って外部に導出される。

遮光部材４は、複数の樹脂板５を重ねて構成される。樹脂板５は、複数枚であれば特に限定されるものではなく、ＬＥＤ３の基板２からの突出高さに応じて必要な枚数の樹脂板５が用いられる。

樹脂板５は、例えば、ケイ素化合物を主成分とする合成樹脂（以後、シリコン樹脂と称する）等の合成樹脂を発泡させてスポンジ状とし、板状に形成したものが用いられる。また、樹脂板５の色は、ＬＥＤ３の光を通さない色であれば特に限定されるものではないが、灰色や黒色等の暗い色の樹脂板５を用いることで、ＬＥＤ３の光を効果的に遮ることができる。図２に示すように、樹脂板５には、ＬＥＤ３が挿通される挿通孔５ａが打ち抜き加工により形成される。そして、各ＬＥＤ３に対応した挿通孔５ａの位置を合わせて樹脂板５同士を貼着して遮光部材４が形成される。つまり、挿通孔５ａを連接させることで、嵌挿孔４ａが形成される。

なお、図１に示すように、基板２や遮光部材４を覆うように筐体６が設けられる。この筐体６には、発光部３ａからの光が通過する開口部６ａが形成されており、開口部６ａの上面には表示部７が設けられる。ＬＥＤ３が点灯して、ＬＥＤ３からの光が表示部７の半透明な部分７ａから外部に放出されることで、ＬＥＤ表示装置１が点灯することとなる。このとき、遮光部材４により隣接するＬＥＤ３間の光の漏れが防止されるので、明確な視認性が得られる。

［ＬＥＤ表示装置の製造方法］
次に、図１乃至３を参照して、本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置１の製造方法について説明する。

図２に示すように、プレス機等による打ち抜き加工を行い、実装されるＬＥＤ３のピッチに合わせてＬＥＤ３が挿通可能な挿通孔５ａを樹脂板５に開ける。例えば、ＬＥＤ３が円筒状の場合、ＬＥＤ３の直径と同じ直径（若しくは、ＬＥＤ３の直径よりやや小さい直径）の挿通孔５ａが樹脂板５に形成される。

図３に示すように、プレス機械等による打ち抜き加工は、例えば、ダイ８の上に樹脂板５を載置し、樹脂板５の上から、ダイ８に形成された孔８ａにパンチ９を挿通することで、樹脂板５に挿通孔５ａを形成する加工である。

次に、図２に示すように、挿通孔５ａが形成された樹脂板５同士を、各ＬＥＤ３に対応する挿通孔５ａの位置を合わせて、接着剤や両面シートテープ等により貼り合わせ遮光部材４を得る。

得られた遮光部材４をＬＥＤ３が配設された基板２上に設ける。図１に示すように、遮光部材４を基板２に設けることで、遮光部材４の嵌挿孔４ａにＬＥＤ３が嵌挿されることとなる。そして、遮光部材４上に筐体６を設け、筐体６に表示部７を固定する。

以上のような、本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置１及びＬＥＤ表示装置１の製造方法によれば、打ち抜き加工により挿通孔５ａを形成した樹脂板５を重ね合わせて遮光部材４を形成することで、専用の加工装置や金型を用いることなく安価にＬＥＤ表示装置１を製造することができる。また、多品種で少量生産のＬＥＤ表示装置１を安価に製造することができる。

また、樹脂板５に挿通孔５ａを形成する加工を行うことで、狭い間隔でも挿通孔５ａを形成することができる。その結果、挿通孔５ａを連接して形成される嵌挿孔４ａの間隔も狭くなり、実装密度の高いＬＥＤに適した遮光部材４を安価に製造することができる。

例えば、従来技術に係るＬＥＤ表示装置のようなスポンジ状の遮光部材１０に打ち抜き加工により穴を形成する場合、スポンジの伸縮性により、遮光部材１０には、図４に示すようなテーパ状の嵌挿孔１０ａが形成されることとなる。つまり、遮光部材１０に形成される嵌挿孔１０ａは、パンチ側の直径ａがダイ側の直径ｂよりも大きくなる。パンチ側の直径ａとダイ側の直径ｂとの差は、遮光部材１０の厚さｃが厚くなればなるほど、言い換えると、実装されるＬＥＤ３の直径と比較してＬＥＤ３の高さが高いほど大きくなる。その結果、ＬＥＤ３の直径（例えば、円筒形のＬＥＤの場合）に合わせて穴あけ加工しても、嵌挿孔１０ａがテーパ状になるため、ＬＥＤ３にスポンジが密着しない部分ができ、光漏れの防止が完全でない部分ができるおそれがある。

また、隣接する嵌挿孔１０ａ同士は、お互いに干渉しない（嵌挿孔１０ａがつながらないように）ように形成される。つまり、ＬＥＤ３のピッチが狭い場合、パンチ側の直径ａがＬＥＤ３のピッチ未満でなくてはならない。その結果、パンチ側で嵌挿孔１０ａ同士がお互いに干渉しない最大径のパンチ９を用いたとしても、ダイ側にＬＥＤ３が挿入することができない大きさの直径ｂを有する嵌挿孔１０ａしか形成されないおそれが生じる。

これに対して、本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置１では、板厚の薄い樹脂板５に打ち抜き加工により挿通孔５ａを形成する。このことにより、図５に示すように、各樹脂板５に形成される挿通孔５ａは、パンチ側の直径Ａとダイ側の直径Ｂとの差が小さくなる。その結果、パンチ側の直径Ａを小さくすることができるので、ＬＥＤ３のピッチが狭い場合でも、より直径の大きいパンチ９を用いることができる。そして、挿通孔５ａを連接することで、所望の直径及びピッチを有する嵌挿孔４ａを形成するとともに、樹脂板５同士を貼着することで、遮光部材４の厚さを任意に決めることができる。

このように、本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置１によれば、汎用の打ち抜き加工によって、ＬＥＤ３の直径が小さくＬＥＤ３同士のピッチが狭いスポンジ製の遮光部材４を作製することができる。その結果、ＬＥＤ３の実装密度が高いＬＥＤ表示装置１においても、安価な方法で隣接するＬＥＤ３間の光漏れを防止することができる。具体的には、実施形態に係るＬＥＤ表示装置１では、ＬＥＤの直径が約２ｍｍ、ピッチ寸法Ｗが約３．５ｍｍ、ＬＥＤ３のピッチ寸法Ｗに対する高さｈの割合が約１．３であり、実装されるＬＥＤ３のピッチが狭いものであったが、遮光部材４において隣接する嵌挿孔４ａ同士が干渉することなく、ＬＥＤ３の光漏れを効果的に防止することができた。また、本発明の実施形態に係るＬＥＤ表示装置１によれば、ピッチ寸法Ｗと比較して、ＬＥＤ３の高さｈが高いＬＥＤ表示装置１（例えば、ピッチ寸法Ｗに対するＬＥＤ３の高さｈの比が、１〜１．３のようなＬＥＤ表示装置）においても、隣接するＬＥＤ３間の光漏れを効果的に防止することができる。

なお、遮光部材４を構成するために必要な樹脂板５の枚数は、挿入されるＬＥＤ３の直径、すなわち、樹脂板５に形成される挿通孔５ａの内径と、挿入されるＬＥＤ３の挿入高さによって、適宜選択されることとなる。また、樹脂板５の弾性や硬度等の性質によっても、パンチ側の直径Ａとダイ側の直径Ｂの比が異なるので、樹脂板５の性質に応じて、樹脂板５の枚数が選択される。

また、樹脂板５同士を貼着することで、遮光部材４の嵌挿孔４ａ内で、直径の小さい箇所（ダイ側の開口部）が複数形成されることとなる。その結果、嵌挿孔４ａの内周面とＬＥＤ３の外周面との密着性が向上する。また、遮光部材４を弾性力があるスポンジ素材で形成することで、遮光部材４にＬＥＤ３を嵌挿した場合、嵌挿孔４ａの内周面がＬＥＤ３の外周面に密着することとなる。すなわち、ＬＥＤ３と遮光部材４との密着性が向上するので、隣接するＬＥＤ３間の光の漏れをより効果的に抑制することができ、ＬＥＤ表示装置１の視認性が向上する。

また、シリコン樹脂を用いて遮光部材４を形成することで、ＬＥＤ表示装置１の寿命や信頼性が向上する。つまり、耐熱性や加水分解耐性に優れたシリコン樹脂を遮光部材４の材料として用いることで、経年劣化が加速されるような設置環境でＬＥＤ表示装置１を用いた場合でも、遮光部材４の機能低下を抑制することができる。例えば、一般的なウレタン樹脂で形成されたスポンジの連続使用温度は、−２０〜７０℃であるのに対し、シリコン樹脂で形成されたスポンジの連続使用温度は、−７０℃〜２００℃である。このような耐熱性の高いシリコン樹脂で形成されたスポンジを遮光部材４として用いることで、例えば、制御盤等の比較的高温となる環境に配置される用途に適した耐熱性の高いＬＥＤ表示装置１を得ることができる。また、ウレタン樹脂で形成されたスポンジの加水分解耐性を１とすると、シリコン樹脂で形成されたスポンジの加水分解耐性は４以上である。このような加水分解耐性の高いシリコン樹脂で形成されたスポンジを遮光部材４として用いることで、例えば、ＪＩＳＢ３５０２のような設置環境（相対湿度０〜９５％、結露なきこと）に配置される用途に適した優れた加水分解耐性を有するＬＥＤ表示装置１を得ることができる。このように、遮光部材４の遮光性能を長期間維持することにより、ＬＥＤ表示装置１を、通常の室温や湿度環境よりも高温若しくは高湿度となる環境に設置した場合でも製品の寿命や信頼性を向上することができる。

以上、本発明のＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示装置の製造方法について、具体例を示して詳細に説明したが、本発明のＬＥＤ表示装置及びＬＥＤ表示装置の製造方法は、上述した実施形態に限らず、本発明の特徴を損なわない範囲で適宜設計変更が可能であり、設計変更された形態も本発明の技術範囲に属する。

例えば、実施形態の説明では、円筒形のＬＥＤ３を遮光部材４の嵌挿孔４ａに嵌挿する例（すなわち、遮光部材４に略円柱状の嵌挿孔４ａを形成した例）を用いて説明したが、ＬＥＤの形状は特に限定されるものではなく、断面が矩形やその他の形状のＬＥＤを用いたＬＥＤ表示装置に本発明を適用することができる。その場合は、打ち抜き加工を行うプレス機において、遮光部材に形成される嵌挿孔の断面形状に応じてパンチの形状とダイに形成された孔の形状を変更させればよい。

また、樹脂板を貼着することなく重ね合わせて遮光部材として用いても本発明の効果を得ることができる。

１…ＬＥＤ表示装置
２…基板
３…ＬＥＤ
３ａ…発光部
４…遮光部材
４ａ…嵌挿孔
５…樹脂板
５ａ…挿通孔
６…筐体
６ａ…開口部
７…表示部
７ａ…半透明な部分
８…ダイ
８ａ…孔
９…パンチ
１０…遮光部材
１０ａ…嵌挿孔

Claims

複数のＬＥＤを配設した基板に、該ＬＥＤが嵌挿可能な嵌挿孔を有する遮光部材を配置したＬＥＤ表示装置であって、
前記遮光部材は、前記ＬＥＤが挿通可能な挿通孔が打ち抜き加工で形成された複数の発泡させた樹脂板を重ね合わせたものであり、該挿通孔を連接させて前記嵌挿孔を形成する
ことを特徴とするＬＥＤ表示装置。
前記樹脂板は、ケイ素化合物を主成分とする合成樹脂を発泡させたものである
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ表示装置。
複数のＬＥＤを配設した基板に、該ＬＥＤが嵌挿可能な嵌挿孔を有する遮光部材を配置したＬＥＤ表示装置の製造方法であって、
複数の発泡した樹脂板に、前記ＬＥＤが挿通可能な挿通孔を打ち抜き加工で形成し、
該複数の樹脂板を重ね合わせて遮光部材を形成し、
前記挿通孔を連接して形成される嵌挿孔に前記ＬＥＤを嵌挿し、前記遮光部材を前記基板に配置する
ことを特徴とするＬＥＤ表示装置の製造方法。