JP2021071615A

JP2021071615A - 表示装置

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Publication number: JP2021071615A
Application number: JP2019198543A
Authority: JP
Inventors: 一裕伊尾木; Kazuhiro Ioki; 博信川口; Hironobu Kawaguchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2039-10-31
Also published as: JP7241662B2; US11710761B2; US20210134876A1

Abstract

【課題】ルーバーを表示面に固定する固定具の周囲のルーバーの面上で外光が反射して表示装置に表示される映像を見る人の方向に向かうことにより映像のコントラストが低下することを防止する。【解決手段】表示装置１は、複数の発光素子と、複数の発光素子が発光する表示面上に固定具１５により固定されるルーバー１０と、ルーバー１０の固定具１５の周囲の面上に固定具１５の周囲に入射する外光を複数の方向に反射又は吸収する部材と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

ビルの外壁、体育館等の屋内外に設置される表示装置として、回路基板に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）がマトリクス状に実装された表示装置が知られている。当該表示装置において、太陽光、照明光等の外光が表示面で反射されることにより表示面に表示される映像のコントラストが低下して表示装置の視認性が低下することを防止するために、表示面に外光を遮るルーバーが設けられる。
例えば、特許文献１に記載の表示装置においては、ルーバーに４つの取付孔が設けられ、この取付孔を通じて固定具であるねじで締結することによって、ルーバーを表示面に固定して取り付ける。

特開平８−５０４５８号公報

しかしながら上述した特許文献１の技術において、ルーバーを表示面に固定する固定具の周囲のルーバーの表面は平坦な形状になっており、この平坦な部分に外光が入射すると、当該平坦部分で外光は反射される。このとき、反射された光が表示装置に表示される映像を見る人の方向に向かうことにより映像のコントラストが低下する問題がある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、ルーバーを表示面に固定する固定具の周囲のルーバーの面上で外光が反射して表示装置に表示される映像を見る人の方向に向かうことにより映像のコントラストが低下することを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、複数の発光素子と、複数の発光素子が発光する表示面上に固定具により固定されるルーバーと、ルーバーの固定具の周囲の面上に固定具の周囲に入射する外光を複数の方向に反射又は吸収する部材と、を備える。

本発明によれば、ルーバーの固定具の周囲の面上に固定具の周囲に入射する外光を複数の方向に反射又は吸収する部材を設けることにより、表示装置に表示される映像を見る人の方向に向かう反射光が低減され、映像のコントラストが低下することを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の正面図図１の表示装置をＡ−Ａ方向から見た断面図図１の表示装置をＢ−Ｂ方向から見た断面図図４（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の表示面の一部を示す図、図４（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る他の表示装置の表示面の一部を示す図本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の表示面の一部を示す図本発明の第４の実施の形態に係る表示装置の表示面の一部を示す図本発明の第５の実施の形態に係る表示装置の表示面の一部を示す図

以下、本発明の実施の形態にかかる表示装置について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
まず、図１〜図３を参照して、実施の形態１に係る表示装置１について説明する。
表示装置１は、図１に示すように、外光を遮断し、光源に直接外光が入射することを防止するルーバー１０と、ルーバー１０に設けられた開口部１１を通じてマトリクス状に配列された複数の発光素子のレンズ部１２と、を備えた表示面を形成する。ルーバー１０は、外光を遮る庇部１３と、隣接するレンズ部１２を隔てる隔壁部１４と、ルーバー１０を表示面に取り付けるための固定具１５の周囲に設けられた平坦部１６と、固定具１５の周囲に設けられた円環状の突起部１７と、を備える。配列された複数の発光素子がレンズ部１２を通じて発光することにより、表示面に映像が表示される。

以下の説明では、理解を容易にするため、表示装置１が、表示装置１の正面（表示面）が地面に対して垂直になる位置に設置されたと仮定し、地面と表示装置１の正面とに平行な方向をＸ軸方向（表示装置１の幅方向）、地面に対し垂直な方向をＹ軸方向（表示装置１の高さ方向）、表示装置１の正面方向をＺ軸方向として、適宜参照する。

図１のＡ−Ａ方向から見た断面図である図２に示すように、表示装置１は、映像を表示する画素を形成する発光素子２１と、発光素子２１、各種電子部品を実装する回路基板２２と、表示装置１を形成する各種構成部品を収納するユニットケース２３と、発光素子２１から発せられた光を集光する複数のレンズ部１２が形成されたレンズケース２４と、ルーバー１０と、を備える。

発光素子２１は、赤色光、緑色光、青色光を発光する３つの発光（ＬＥＤ）チップを備える。３つの発光チップの発光強度は、発光チップのそれぞれに、回路基板２２上の配線を介して供給される電力によって、独立に調整可能である。これにより、発光素子２１から、任意の色の光が任意の強度で出射可能とされている。その結果、複数の発光素子２１全体によって、表示装置１にカラー画像が表示される。

回路基板２２は、例えば絶縁性の樹脂材料で構成され、複数の発光素子２１が表面実装される。回路基板２２は発光素子２１に電力を供給する図示しない配線を備える。また、回路基板２２には、回路基板２２の配線を介して発光素子２１を駆動する図示しない駆動ＩＣ（Integrated Circuit）が設けられる。

ユニットケース２３は、表示装置１の筐体であり、各種の構成部品が取り付けられる。ユニットケース２３は樹脂から形成される。
回路基板２２は、ユニットケース２３内に発光素子２１の発光面が露出する方向に収納され、ユニットケース２３にねじ止め又は接着剤により接着される。

回路基板２２を覆う位置にレンズケース２４が設けられる。レンズケース２４は透明な樹脂により形成された平板である。レンズケース２４の発光素子２１の発光面に対向する位置に凸部が設けられ、凸部はレンズ部１２を形成する。レンズ部１２の形状は、正面視で円形または楕円形である。このレンズ部１２が形成された面が発光素子２１の光出射面に対応する。３つの発光ダイオードから発せられた光は、レンズ部１２を介して外部に出射される。このとき３つの発光ダイオードの発光強度がそれぞれ調整されて、各発光素子２１から任意の色の光がレンズ部１２を介して出射される。レンズ部１２は、発光素子２１が発する光を集光し、表示装置１の輝度を高める機能を有する。この結果、ドットマトリクス状に配列された複数の発光素子２１全体により、映像が表示面に表示される。
レンズケース２４は、ユニットケース２３に収容された回路基板２２を封止する蓋体であり、ユニットケース２３に固定される。例えば、レンズケース２４はユニットケース２３に接着することにより、あるいは、レンズケース２４の側部にユニットケース２３と嵌合する嵌合部を設けて嵌着することにより固定される。

ルーバー１０は、表示装置１の表示面に設けられ、表示面に入射する外光を遮る部材である。ルーバー１０は、格子状に形成された平板上に発光素子２１の行間に配置されＸ軸方向に延びる庇部１３と、発光素子２１の列間に配置されＹ軸方向に延びる隔壁部１４と、を備える。ルーバー１０は、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の黒色の樹脂から射出成形によって作製される。黒色の樹脂から形成されるため、外光の反射率は小さい。

ルーバー１０の各格子は、発光素子２１がレンズケース２４を通じて露出する開口部１１を形成する。開口部１１は、レンズ部１２の形状に合わせて、例えば円状、楕円状に形成してもよい。この格子によって隣接する発光素子２１に光が漏れることを防止する。

庇部１３は、Ｙ軸方向に隣接する発光素子２１の間の平板面上にＸ軸方向に沿って設けられ、Ｚ軸方向に突出して、発光素子２１の周囲を部分的に取り囲む。庇部１３は、外光を遮り、外光が発光素子２１に直接入射することを防止する。
庇部１３は、画素を形成する発光素子２１ごとに設けられ、Ｘ軸方向に隣接する庇部１３の間は、切り欠きが設けられる。庇部１３は、直線状の形状であるが、発光素子２１に外光がＹ軸方向上方から斜めに入射することを遮断するために、発光素子２１の周囲を覆う円弧状であってもよい。また、庇部１３は四角柱の形状であるが、Ｚ軸方向に離れるにしたがって先細となる錐体状であってもよい。

また、ルーバー１０は発光素子２１の列間に配置され、Ｙ軸方向に延びる隔壁部１４を備える。隔壁部１４は、Ｘ軸方向に隣接する発光素子２１の間の平板面上にＹ軸方向に沿って設けられる。隔壁部１４は、画素を形成する発光素子２１ごとに設けられ、Ｙ軸方向に隣接する隔壁部１４の間は、切り欠きが設けられる。隔壁部１４は、発光素子２１からの出射光が隣接する他の発光素子２１に漏れることを防止するために設けられる。隔壁部１４は庇部１３に比べて低背である。

ルーバー１０は、図１に示すように、平坦部１６の破線で表された位置に取付孔３１を形成し、取付孔３１を通じて表示面に固定具１５により締結され、表示装置１に固定されて取り付けられる。固定具１５は、例えば物を締め付けて固定するねじであり、ねじには、ビス、ボルトが含まれる。
取付孔３１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４つの発光素子２１の中心に位置する平坦部１６に設けられる。固定具１５の周囲の平坦部１６は、固定具１５による取付を可能とするために庇部１３及び隔壁部１４は切り欠かれている。図１のＢ−Ｂ方向から見た断面図である図３に示すように、ルーバー１０の取付孔３１に対応するレンズケース２４の位置には、固定孔３２が設けられる。ルーバー１０の取付孔３１とレンズケース２４の固定孔３２の間にはスペーサ３３が設けられる。固定具１５はルーバー１０の取付孔３１、スペーサ３３及びレンズケース２４の固定孔３２に挿通され、例えば螺合によりルーバー１０はレンズケース２４に固定されて取り付けられる。

ルーバー１０の固定具１５の周囲の平坦部１６は、固定具１５による取付を可能とする距離だけ離れた位置に突起部１７が設けられている。突起部１７は、図１に示すように、固定具１５の頭部を囲む位置に円環状に形成されており、Ｚ軸方向に延出している。ここで円環状とは、楕円、歪んだ円等、環状に形成された形状であればよく、正円に限られない。突起部１７は、庇部１３及び隔壁部１４に比べて低背である。突起部１７はルーバー１０と一体成形されている。突起部１７は、固定具１５の周囲の平坦部１６に入射する外光を遮り、円環状に側面が形成されていることから、外光を表示面の映像を見る人の視野外に複数の方向に反射する。突起部１７は、固定具１５の周囲に入射する外光を複数の方向に反射する部材の一例である。これによって映像のコントラストの低下を防止し、視認性の低下を防止する。また、突起部１７は、固定具１５の頭部に入射する外光を遮ることにより、固定具１５の頭部からの反射光を低減する。これによって映像のコントラストの低下を防止する。また、固定具１５の周囲の平坦部１６は、庇部１３及び隔壁部１４が切り欠かれていることから、他の部分に比べ、切り欠き部分を通じて隣接する発光素子２１に外光が入射する可能性、発光素子２１からの出射光が隣接する他の発光素子２１に漏れる可能性が高い。これに対して、突起部１７を設けることにより、切り欠かれた部分を遮蔽することになり、発光素子２１に外光が入射することを防ぐとともに、発光素子２１からの出射光が隣接する他の発光素子２１に漏れることを防止することができる。突起部１７の形状は、正円に限らず、楕円、歪んだ円等であってもよいので、金型の精度を低減でき、金型の製作のコストを低減することができる。
なお、突起部１７の高さ、すなわちＺ方向の長さは、全周にわたって同じ長さである必要はない。突起部１７のうち＋Ｙ軸方向側の部分のＺ軸方向の長さを他の部分より長くしてもよい。例えば、＋Ｙ軸方向に向かうにつれて、突起部１７のＺ軸方向の長さを長く形成する。これによって、表示面に対して斜め上方から入射する太陽光、照明光等の入射光を効率的に反射することができる。
また、突起部１７は、ルーバー１０と別体で設けられてルーバー１０に取り付けられてもよい。また、庇部１３、隔壁部１４もルーバー１０の平坦部１６と一体成形してもよいし、別体として設けて、接着、圧着、螺着等によりルーバー１０に取り付けてもよい。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態において、円環状の突起部１７に代わって、図４（Ａ）に示すように、複数の円弧状の突起部４１が固定具１５の周囲の平坦部１６に形成される。複数の円弧状の突起部４１は、固定具１５の周囲の平坦部１６及び固定具１５の頭部に入射する外光を遮る。そして、複数の突起部４１に形成された複数の円弧状の面が、外光を表示面の映像を見る人の視野外に複数の方向に反射する。突起部４１は、固定具１５の周囲に入射する外光を複数の方向に反射する部材の一例である。これによって映像のコントラストの低下を防止し、視認性の低下を防止する。
また、固定具１５により取付をした際に、固定具１５の締め付け力によりルーバー１０の固定具１５の周囲に歪みが生じることも考えられるが、複数の突起部４１の間に設けられた切り欠き部分により、この歪みを吸収することができる。また、固定具１５を取り付けたり、外したりする際に、隣接する突起部４１の間の隙間部分から取付部分を目視できるので、作業をしやすくなる。
図４（Ａ）において、突起部４１は４つ形成されているが、これに限らず任意の数の突起部４１を形成可能である。また、突起部４１のＸ軸方向の長さ、Ｚ軸方向の高さ、曲率等について、複数の突起部４１のそれぞれで変えてもよい。例えば、太陽光の場合、表示面に対して斜め上方から光が入射することから、固定具１５のＹ軸方向上方に位置する突起部４１について他の突起部４１よりＸ軸方向の長さを長くするとともに、Ｚ軸方向の高さを高くする。
また、突起部４１の配置間隔も個々の突起部４１において任意に設定可能である。例えば、隣接する突起部４１の固定具１５の中心からの距離を異ならせるとともに、固定具１５の中心からの角度を一部重複させて、それぞれの突起部４１を配置してもよい。

また、突起部４１に代わって、図４（Ｂ）に示すように、複数の直線状の突起部４２を固定具１５の周囲の平坦部１６に形成してもよい。複数の直線状の突起部４２は、固定具１５の周囲を取り囲むために複数の異なる角度で配置される。複数の直線状の突起部４２は、固定具１５の周囲の平坦部１６及び固定具１５の頭部に入射する外光を遮る。そして、複数の突起部４２に形成された複数の平面は、外光を表示面の映像を見る人の視野外に複数の方向に反射する。突起部４２は、固定具１５の周囲に入射する外光を複数の方向に反射する部材の一例である。これによって映像のコントラストの低下を防止し、視認性の低下を防止する。
図４（Ｂ）において、突起部４２は８つ形成されているが、これに限らず任意の数の突起部４２を形成可能である。また、突起部４２のＸ軸方向の長さ、Ｚ軸方向の高さ、隣接する突起部４２の配置間隔も個々の突起部４２において任意に設定可能である。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態において、図５に示すように、突起部５１は錐体により形成され、固定具１５の周囲の平坦部１６に複数配置される。ここで、錐体の例として四角錐が示されている。固定具１５の周囲に設けられた複数の錐体状の突起部５１は、固定具１５の周囲の平坦部１６及び固定具１５の頭部に入射する外光を遮る。そして、複数の突起部５１に形成された複数の錐体の面は、外光を表示面の映像を見る人の視野外に複数の方向に反射する。突起部５１は、固定具１５の周囲に入射する外光を複数の方向に反射する部材の一例である。これによって映像のコントラストの低下を防止し、視認性の低下を防止する。また、錐体とすることによって、固定具１５の周囲の開口面積が＋Ｚ軸方向に進むにつれて広がっていく。したがって、固定具１５の取付がしやすい。また錐体状の突起部５１を複数設けることによって固定具１５の取付による歪みが生じた場合にも、歪みを吸収することができる。
錐体は、四角錐に限らず、三角錐、五角錐等の多角錐が含まれる。また円錐であってもよい。また、錐体には、錐体の先端部を曲面あるいは平面としたものも含まれる。
また、突起部の形状、配置は、遮光特性、雨が降った際の排水特性等も考慮して、任意に設定可能である。例えば、錐体状の突起部５１に加えて、円弧状の突起部４１、直線状の突起部４２を組み合わせてもよい。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態において、図６に示すように、固定具１５の周囲の平坦部１６に、サンドブラスト処理により微少な凹凸面が形成された凹凸部６１が設けられる。
固定具１５の周囲に凹凸部６１により微少な凹凸面が形成されることから、固定具１５の周囲の平坦部１６に入射する外光が乱反射し、外光を表示面の映像を見る人の視野外に複数の方向に反射する。凹凸部６１は、固定具１５の周囲に入射する外光を複数の方向に反射する部材の一例である。このように、凹凸部６１は、入射する外光の反射を抑制するため、映像のコントラストが向上する。
なお、凹凸部６１は外光を乱反射させる形状であればよく、表面に梨地、シボの加工を施すことも含まれる。
また、表示面に露出する固定具１５の頭部に凹凸部６１を形成してもよい。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態において、図７に示すように、固定具１５の周囲の平坦部１６に反射防止部材７１が形成される。
反射防止部材７１は、固定具１５の周囲に入射する外光を吸収し外光の反射を抑制する部材であり、薄型のフィルム、金属板等を用いて形成することが可能である。また、反射防止部材７１の別の形成方法として、固定具１５の周囲の平坦部１６の表面に、塗装を行うことで形成する方法もある。反射防止部材７１の表面は外光の反射を抑制するためのシボ加工、艶消し塗装等の反射抑制処理が施されていることが好ましい。
反射防止部材７１が、入射する太陽光等の外光の反射を抑制するため、映像のコントラストが向上する。
反射防止部材７１は、暗色を呈し、可視光に対する吸収性を備える。暗色は、無彩色であっても有彩色であってもよい。また、反射防止部材７１は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等の防水性を備える樹脂から構成される可撓性を有する薄膜状のフィルムに、カーボンブラック等の黒色の着色剤を添加することにより実現される。可視光に対する吸収率は、着色剤の添加量を変更することで、所望の値に調整することができる。
さらに、表示面に露出する固定具１５の頭部に反射防止部材７１を設けてもよい。これによって固定具１５の頭部に入射する外光の反射を抑制することができる。
さらに、第１の実施形態から第３の実施の形態で示された突起部１７、４１、４２、５１を固定具１５の周囲に設けるとともに周囲の平坦部１６に反射防止部材７１を設けてもよい。さらに、突起部表面を反射防止部材７１により形成してもよい。

上記実施の形態において、固定具１５の例としてねじを挙げたが、固定具は物を固定するものであればよく、ねじに限られない。例えば、かしめ、釘等であってもよい。

また、上記各実施の形態では、発光素子２１を表面実装型のＬＥＤとしたが、これに限られない。例えば、発光素子２１は砲弾型ＬＥＤであってもよい。

また、上記実施の形態において、ルーバー１０は、レンズケース２４に固定具１５によって固定されるが、回路基板２２に固定されて取り付けられてもよいし、ユニットケース２３に固定されて取り付けられてもよい。とくに発光素子２１がパッケージごとにレンズが設けられている場合、砲弾型発光素子の場合、レンズケース２４が存在しない。ルーバー１０は表示面に取付固定されることが可能であれば、どの部材に対して固定されてもよい。

また、上記各実施の形態では、表示面は正方形状であったが、長方形状、円形等の他の形状であってもよい。

また、上記各実施の形態では、発光素子２１を、３色の発光ダイオードを１つのパッケージにまとめたものとしたが、これには限られない。例えば、各発光素子２１は、１つの発光ダイオードであってもよいし、２つでもよい。４つ以上の発光ダイオードを１つのパッケージにまとめたものとしてもよい。

また、上記各実施の形態では、青色、赤色、緑色の３つの発光ダイオードが組み込まれた発光素子２１をドットマトリクス状に配列したが、これには限られない。発光素子２１は、規則的に配列されていれば、格子状に配列されていなくてもよい。また、例えば、発光素子２１は、赤色、青色、緑色のいずれか１色の発光ダイオードであってもよい。

本実施の形態は、特に屋外に配置され、発光素子を多数配列して形成する大型ディスプレイに適用することができる。また、屋外に限らず、室内で用いられる映像表示装置に適用してもよい。このようにしても、映像の表示面上の外光の映り込みを防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。

１表示装置、１０ルーバー、１１開口部、１２レンズ部、１３庇部、１４隔壁部、１５固定具、１６平坦部、１７、４１、４２、５１突起部、２１発光素子、２２回路基板、２３ユニットケース、２４レンズケース、３１取付孔、３２固定孔、３３スペーサ、６１凹凸部、７１反射防止部材。

Claims

複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が発光する表示面上に固定具により固定されるルーバーと、
前記ルーバーの前記固定具の周囲の面上に前記固定具の周囲に入射する外光を複数の方向に反射又は吸収する部材と、を備える、
表示装置。
前記部材は、前記固定具の周囲を取り囲む円環状の突起部である、
請求項１に記載の表示装置。
前記部材は、前記固定具の周囲を取り囲む複数の突起部である、
請求項１に記載の表示装置。
前記複数の突起部は、直線状、円弧状又は錐体状の突起部のうち少なくとも１つを含む、
請求項３に記載の表示装置。
前記部材は、前記ルーバーの前記固定具の周囲の表面に設けられた凹凸部である、
請求項１に記載の表示装置。
前記部材は、前記ルーバーの前記固定具の周囲の表面に設けられた反射防止部材である、
請求項１に記載の表示装置。