JP4596050B2 - 薄形表示板の表示灯構造 - Google Patents

Description

この発明は機器の表面に貼り付けなどによって密着取付けするＬＥＤによる発光素子を有する薄形表示板の構造に関するものである。

石油暖房器などの機器の操作部には機器の表面に貼り付けなどによって表示パネルが取付けられている。また、表示パネルで隠されて一部が表示パネルから見ることができるスイッチやランプは、個々にまたはプリント基板に取付けた状態で表示パネルに隠された枠体部分に固定されており、更に、これらの電気パーツは夫々配線によって機器の枠体内の制御基板に接続されて石油暖房器などの動作を制御している。

このため、このような表示パネルや操作部品や表示部品を取付ける機器の操作部分を構成するには、かなり多くの部品や加工工程が必要であり、機器の製造ラインにおいて使用するパーツであるＬＥＤランプやスイッチなどの部品の管理も大変面倒であり、製造工程を簡単にすることや、加工費用のコストダウンの要求がある。

また、操作パネルなどにおけるランプ表示は点発光でも用が足りる場合があるが、主要なランプにあっては目立つようにある程度の発光面積が必要であり、発光面積の大きなＬＥＤランプは単独で形状が大きいから、プリント基板に載せることも難しく製造工程の簡略化の障害になっていた。

この課題を解決するために出願人は、シート状のプレートに枠体内の制御基板と導通する配線パターンを印刷し、この印刷パターンには側方発光のＬＥＤチップを取付け、ＬＥＤチップの発光部と対抗して光透過部材を設けると共に、該光透過部材の側部には複数のＬＥＤチップを配置することにより光透過部材の全体が明るくなって薄形の発光部分を構成する提案をした。

そして、光透過部材とＬＥＤチップの外側には光透過部材の厚さと同じスペーサを配置し、光透過部材とスペーサの表面には光透過体を素材とする表面シートを配置し、該表面シートには光透過部材の部分だけ印刷せずにその他の部分は不透過性のインクで背面色と各種操作表示を印刷することでシート状の操作パネルを構成して、この大きな発光部を有する表示板プレートを機器の表面に直接取付けする提案をしている（特許文献１参照）。
特開平１０−２１７８５号公報

上記の出願人の機器の操作部分の提案によれば、機器の製造工程においては機器の所定の表面に両面テープで貼り付けるなどの方法で、ＬＥＤチップによる広い発光面積を持った表示板プレートを取付けするだけであるから、機器の製造現場における工程が大幅に少なくすることができ、コストの削減に寄与できたものである。

しかしながら、機器の表面に薄形の操作部分を直接取付けすることで確かに機器の製造ラインにおける作業性は向上したが、逆にこの操作パネルを構成する表示板プレートを製造する工程は複雑になっており、ＬＥＤなどを始めとして部品点数は逆に多くなっているから、部品点数を削減したり製造工程が簡略になる構造を提案するなどの方法で表示板プレート本体のコストダウンが課題となってきた。

この発明は上記課題を解決するもので、プレート１の表面に形成した配線パターンａにＬＥＤチップ２を導通取付けし、ＬＥＤチップ２の側方発光部と対向して光透過部材３を配置し、該ＬＥＤチップ２及び光透過部材３を配置した部分を除いたプレート１の表面にはスペーサ部材４を配置し、ＬＥＤチップ２と光透過部材３とスペーサ部材４の上に光透過体で形成した表面シート５を配置し、表面シート５は少なくとも光透過部材３の周縁とＬＥＤチップ２の上方に不透過性部５ａを構成すると共に、プレート１と表面シート５との間にＬＥＤチップ２・光透過部材３・スペーサ部材４を挟着して一枚の表示板プレート６を形成し、該表示板プレート６を機器の表面Ａに密着取付けする薄形表示板において、プレート１の表面に形成した配線パターンａに導通取付けした複数個のＬＥＤチップ２は光透過部材３の外周に位置させ、該光透過部材３の下面はプレート１側の表面の外方がプレート１に接近し、内方がプレート１から離開する連続面３ａで形成し、ＬＥＤチップ２から発生した光が光透過部材３の側部から入射して凹部を構成する連続面３ａで反射し、表面シート５を透過して放光する構成としており、少ないＬＥＤチップ２でも光透過部材３を明るくすることができるようにしたものである。

また、請求項２に示す実施例は、前記スペーサ部材４は前記光透過部材３と同じ光透過性素材で構成し、かつ、光透過部材３とスペーサ部材４とは前記ＬＥＤチップ２を避けた連続部７によって一体に形成して一枚のスペーサ８とし、前記スペーサ８は前記表示板プレート６のベースを構成して機器の表面Ａに取付けする構成になっている。

また、請求項３の実施例は、ＬＥＤチップ２の側方発光部と対向して配置した光透過部材３は、下方のプレート１との間に光反射体９を位置させる構成としたから、光透過部材３から下方に洩れた光が光透過部材３に再び戻り更に明るくなる。

また、請求項４の実施例は、ＬＥＤチップ２を避けた連続部７によって光透過部材３とスペーサ部材４とを一体に構成するスペーサ８は上面を平面で構成し、かつ、スペーサ８の裏面には上面に向けてリング状溝８ａを形成し、該溝８ａの内側で光透過部材３を形成し、溝８ａの外側でスペーサ部材４を形成し、溝８ａの部分で連続部７を形成し、前記プレート１に取付けたＬＥＤチップ２を溝８ａ内に位置させる構成であり、表面シート５に腰の強い材質を用いる必要はなくなり、素材の選択の幅が広がった。

また、請求項５の実施例は、前記ＬＥＤチップ２は異なる発光色のＬＥＤチップ２ａ・２ｂで構成し、同色発光のＬＥＤチップ２ａは光透過部材３を挾んで対向して取付け、かつ、ＬＥＤチップ２ａとは異なる発光色のＬＥＤチップ２ｂをＬＥＤチップ２ａのない光透過部材３の異なる部分を挾んで対向して取付け、
該ＬＥＤチップ２ａ・２ｂを取付けたプレート１の配線パターンａにはＬＥＤチップ制御手段１０を導通取付けし、該ＬＥＤチップ制御手段１０はＬＥＤチップ２ａと発光色の異なるＬＥＤチップ２ｂとを選択発光させる構成であり、広い面積の発光部分の発光色を選択して変更できるようになった。

また、請求項６の実施例は、前記スペーサ部材４には開口４ａを設け、該開口４ａにのぞませたプレート１には配線パターンａと導通する第３ＬＥＤチップ２ｃを取付け、該第３ＬＥＤチップ２ｃの光は開口４ａから表面シート５を透過するようになっており、小さな点発光による表示が併用できるようになる。

また、請求項７の実施例は、前記スペーサ部材４に設けた開口４ａにのぞませたプレート１には、配線パターンａに導通しながら所定形状に並べた複数個の第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・・を設け、前記開口４ａ内には複数個の第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・・を１個ずつ配置させる孔１１ａを設けた否透光性スペーサ１１を配置し、該否透光性スペーサ１１の上面は光拡散部材１２で覆い、前記第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・２ｄ・・から発生した光が光拡散部材１２と表面シート５とを透過して放光する構成であるから、スペーサ４自体に透過性があってもＬＥＤチップ２ｄの細かい配列にも対応できるようになる。

また、請求項８の実施例は、プレート１の配線パターンａと導通する印刷配線１ｂを持つ補助プレート１ａをプレート１の上に配置し、前記第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・・は補助プレート１ａを介してプレート１に取付け、前記光拡散部材１２で覆う否透孔性スペーサ１１は補助プレート１ａの上に配置する構成であり、ＬＥＤチップ２ｄの細かな配置部分をまとめることで作業性が向上できた。

また、請求項９の実施例は、前記ＬＥＤチップ２を避けた連続部７によって光透過部材３とスペーサ部材４とを一体に構成するスペーサ８とスペーサ８を覆う表面シート５との間には前記プレート１に配置したＬＥＤチップ２からの光の透過部１３ａを有する第２プレート１３を配置し、該第２プレート１３の表面の配線パターンｂには二つの端子１３ｂ・１３ｃを並設し、該二つの端子１３ｂ・１３ｃの上方に間隔を介して導電板１４を配置し、第２プレート１３を覆う表面シート５の表面から導電板１４を押すことで二つの端子１３ｂ・１３ｃは導電板１４によって導通するスイッチ１５を構成し、機器の表面Ａに密着取付けする表示板プレート６にはＬＥＤチップ２による発光部とスイッチ１５とを形成したものであり、ＬＥＤチップ２を用いる表示板プレート６にスイッチ１５機能を併設できるようになった。

上記のようにこの発明は、プレート１の表面に位置させた光透過部材３の形状として外方がプレート１に接近し、内方がプレート１から離開する中央がくぼんだ凹部を構成する連続面で構成し、光透過部材３の側部から入ったＬＥＤチップ２の光はこの連続面３ａで反射して上方を向き、表面シート５を透過して放光する構成としており、少ないＬＥＤチップ２でも広い面積の光透過部材３を明るくすることができる。
また、上記の構成を実施する具体例として、ＬＥＤチップ２を挾んで横に対峙するスペーサ部材４と光透過部材３を同じ素材によって構成し、従来では別部品で構成していたスペーサ部材４と光透過部材３を連続部７を介して連続させ、一枚のスペーサ８に構成したものであり、ＬＥＤチップ２の発光によって光透過部材３を透過して光を発光させても、同じ光透過体で形成したスペーサ部材４には光がほとんど洩れず、また、表面シート５は光透過部材３からのみ光を外部に照射させるから、従来のように光透過部材３とスペーサ部材４とを別部品で構成していた時と同じ機能は維持できたものである。従って、薄形表示板の製造時に二つの重要部品を別々に管理して正確に取付けるという作業が不要となり、作業工程が大幅に簡略化できた。

このように一枚のスペーサ８によって光透過部材３とスペーサ部材４が構成できることは、従来のように表示板プレート６の全面積に対応できるある程度の強度を必要とするベース部材として、プレート１だけではなくスペーサ８もこの機能を持つようになるから、スペーサ８をベース部材とすることによって、配線パターンａがエッチングなどで構成される高価なプレート１を薄形表示板のベースとして利用する必要がなくなり、プレート１の大きさはＬＥＤチップ２を点燈するという必要最小限の機能が得られる小さな形状にすることができ、プレート１関連のコストを大幅に削減できるようになった。

また、ＬＥＤチップ２を取付けるプレート１は薄形表示板の全面積に比べて小さくできるだけではなく、所定の位置にＬＥＤチップ２を点燈する機能だけが必要となるから、この機能を実現するものであれば、硬い素材でも薄い柔らかい素材でも利用することができ、プレート１の素材の選択の幅が拡り、安価に製作できる材料を利用することができる。

また、請求項３の実施例は、ＬＥＤチップ２の側方発光部と対向して配置した光透過部材３と下方のプレート１との間に光反射体９を位置させる構成としたから、光透過部材３から下方に洩れた光が反射して光透過部材３に再び戻り更に明るくなる。

また、請求項４の実施例は、連続部７で一体となるスペーサ８のプレート１側の裏面にリング状の溝８ａを形成して、溝８ａとスペーサ８表面の間で連続部７を構成し、リング状の溝８ａ内にＬＥＤチップ２を配置してスペーサ８表面を平面としたから、スペーサ８の表面に配置した光透過体で形成した表面シート５は腰の強い材料を用いる必要はなく、使用する素材は印刷のし易さや、透過性の良さなどで選択することができるようになり、素材選択の幅が広がった。

また、請求項５の実施例は、光透過部材３を挾んで対向してＬＥＤチップ２を配置したから、光透過部材３の形状は大きく広い面積の発光部が構成できるようになり、また、対向して配置したＬＥＤチップ２ａと同様に光透過部材３の他の部分を挾んで対向する別のＬＥＤチップ２は異なる発光色のＬＥＤチップ２ｂによって構成し、各々のＬＥＤチップ２ａ・２ｂはＬＥＤチップ制御手段１０で発光制御する構成であるから、一つの光透過部材３から異なる色の光を選択発光することができた。

また、請求項６の実施例は、光透過部材３に対向するＬＥＤチップ２の他に、スペーサ部材４には第３ＬＥＤチップ２ｃをのぞませる開口４ａを設けることによって、大面積が得られる発光部の他に点発光による発光部が併設できたものであり、プレート１に第３ＬＥＤチップ２ｃを追加するだけで、各種の発光部を持つ操作パネルが実現できるようになる。

また、請求項７の実施例は、開口４ａによって点発光部を構成する時において、スペーサ部材４は光透過性素材で構成しているから隣接する開口４ａの場合には光洩れが起きる問題点を改善するものであり、スペーサ部材４に設ける開口４ａを大きくすると共に、この開口４ａ内に複数個の第４ＬＥＤチップ２ｄを配置し、このＬＥＤチップ２ｄが入る孔１１ａを有する否透光性スペーサ１１でＬＥＤチップ２ｄを独立させている。この為、隣接するＬＥＤチップ２ｄの光は否透光性スペーサ１１によって遮られ、スペーサ部材４に透過性があっても、確実に指定の部分から発光できるようになった。また、否透光性スペーサ１１の上を光拡散部材１２で覆う時には、孔１１ａの形状全体が発光するようになり、模様や文字を発光部を構成する孔１１ａによって構成することができ、見易い操作パネルが得られる。

また、請求項８の実施例は、隣接する第４ＬＥＤチップ２ｄを直接プレート１に取付けないで、補助プレート１ａの上に隣接する第４ＬＥＤチップ２ｄをまとめて取付け、この補助プレート１ａをプレート１の配線パターンａに接続している。プレート１の上にパーツを配置する作業及びこの為の設備は、一部分でも細かい部分があるとプレート１全体に細かく部品を配置する時に使用する設備が必要で作業効率が悪くコストアップになる。この実施例では細かく部品配置される補助プレート１ａは小物部品専用の設備で作業するから作業性が向上でき、全体として安価に製造できるようになった。

また、請求項９の実施例は、スペーサ８とスペーサ８を覆う表面シート５との間に第２プレート１３を配置し、この第２プレート１３にスイッチ１５を構成するものであるから、表示板プレート６のベースとなるスペーサ８の上にスイッチ１５が形成できたから、表示板プレート６は単なるランプ機能だけではなくスイッチ１５による操作機能を併設できたから、機器の表面Ａに貼り付けする薄形表示板は操作パネルとして実施できるようになった。

この発明では光透過部材３の中央部分はＬＥＤチップ２に近い外周に比べて光量が不足してしまう課題を解決するために、プレート１の表面に位置させた光透過部材３の形状として外方がプレート１に接近し、内方がプレート１から離開する中央がくぼんだ凹部を構成する連続面で構成し、ＬＥＤチップ２から発生した光が側部から光透過部材３に入ると、この光は凹部を構成する連続面３ａで反射し、表面シート５のある上方に光の向きを変えるようになる。そして、凹部の頂部付近で反射した時には入射角が小さいから反射角も小さく遠くまで光が届き、光透過部材３の全体から光を出すことができるようになった。
また、上記の構成を実施する具体例として、ＬＥＤチップ２を挾んで対峙するスペーサ部材４と光透過部材３を同じ素材によって構成し、かつ、本来なら独立して別部品となるスペーサ部材４と光透過部材３とは連続部７を介して一体に構成したものであり、このような構成とすることでスペーサ部材４に光透過性があっても、ＬＥＤチップ２の発光部が対向した光透過部材３のみに光が到達して、光透過部材３の部分だけが発光するようになった。

また、光透過部材３とスペーサ部材４が一体に構成できることは、従来のようにＬＥＤチップ２を搭載するプレート１に表示板プレート６のベースの機能をさせる必要がなくなり、一体となるスペーサ８にベース機能を持たせることが可能になった。この為、プレート１はＬＥＤチップ２の搭載とその配線パターンａを持つ小さなものが利用できるようになり選択の幅が拡ると共に、一体となったスペーサ８は裏面にプレート１を配置し、表面に表面シート６を配置することで薄形の表示板プレート６になり、スペーサ８が主たる構成部品である表示板プレート６をそのまま機器の表面Ａに貼り付けるなどの方法によって取付けでき、機器の操作部の表示部分が簡単に構成できるようになる。

実施例を示す図によってこの構成を説明すると、１はガラスエポキシ樹脂やポリエステルなどの合成樹脂によって薄板状に構成したプレート、ａは薄板状のプレート１の表面に銅薄のエッチングや導電性素材の蒸着などによって形成した配線パターン、２は配線パターンａに導通取付けしたＬＥＤチップであり、上記の配線パターンａには必要に応じて抵抗チップやコンデンサーチップやＬＥＤ以外の半導体チップが取付けられ、各種のチップが取付けられていない部分のプレート１の表面は絶縁塗膜などによって配線パターンａが保護されている。３はプレート１の上に配置した光透過部材、４はプレート１の上に位置して光透過部材３の外周に間隔を介して配置したスペーサ部材であり、前記ＬＥＤチップ２は側方発光タイプを用い、発光部が光透過部材３の側部に対向するように前記光透過部材３とスペーサ部材４の間隔に位置している。

５はプレート１の上に配置した光透過部材３やスペーサ部材４やＬＥＤチップ２の上方を一体に覆う表面シート、５ａは光透過部材３の上方では透過性を持つように形成した時に少なくとも光透過部材３の周縁とＬＥＤチップ２の上方に位置してＬＥＤチップ２の光が洩れないようにするための表面シート５の不透過性部であり、合成樹脂素材の表面シート５において合成樹脂素材に不透過性素材を混合して不透過性部５ａを形成したり、表面シート５とスペーサ部材４などとの間に表面シート５の素材とは異なった不透過性材料で形成する不透過性部５ａを配置することが行なわれている。また、光透過性材料の表面シート５の裏面や表面に不透過性インクを使って不透過性部５ａを印刷によって形成しても良い。

６は上記するように下層に薄板状のプレート１が位置し、中層にスペーサ部材４やＬＥＤチップ２や光透過性部材３が位置し、上層に表面シート５が位置してするように構成した薄板状の表示板プレートである。Ａは操作部や表示部が構成される各種機器の表面、１６は機器の表面Ａに設けた接着層であり、この表示板プレート６は前記接着層１６によって機器の表面Ａに貼り付けによって取付けられる。

１０は機器の内部に取付けた機器のコントロール基板に組み込まれてＬＥＤチップ２を点燈・消燈するＬＥＤチップ制御手段、１７はプレート１の配線パターンａをＬＥＤチップ制御手段１０に導通取付けするフラットフィルムケーブル、１８は機器の表面Ａに設けた開口であり、前記機器の表面Ａに取付けられた表示板プレート６の配線パターンａに導通するフラットフィルムケーブル１７は表面Ａに設けた開口１８から機器の内部に引き込まれ、ＬＥＤチップ制御手段１０と導通している。

以上のように薄板状の表示板プレート６は機器Ａの表面に貼り付けなどによって取付けられるから、古いタイプの機器のように内部に設けたブラケットによってＬＥＤランプを取付ける必要がなくなり、機器の表示部が非常に簡単に製造できるようになった。しかし、この表示板プレート６を製作する工程は部品点数が多く複雑であり、特に表示板プレートのベースとして大きな部分をしめる配線パターンａを配置したプレート１は薄形故に高価格であり、かつこのプレート１の上に配置する部品である光透過部材３とスペーサ部材４はプレート１上の正確な位置に取付けなければならず、かなり面倒である。また、この取付けを自動化するにしてもスペーサ部材４は大きく、これに対して光透過部材３は小さいから自動機は大きい方の部品に対応しなければならず、安価に製作することは難しく、最近の小量多種生産の現状に対応する為には、結局手作業による作業にならざるを得なかった。

先の出願人の提案構造の表示板プレートは、機器の製造ラインにおいて効果が発揮できるものであったが、上記のように表示板プレート６の製造時において多くの解決すべき問題点が内蔵している。この発明の実施例において、７は光透過部材３とスペーサ部材４とを同じ光透過性素材によって構成して両者を一体とする連続部、８はスペーサ部材４と光透過性部材３とを一体とした時の一枚のプレートで構成したスペーサである。本来スペーサ部材４の材質は特に指定されていなかったが、光透過部材３と同じ例えば透明のＡＢＳ樹脂で構成し、ＬＥＤチップ２を避けて位置させた連続部７によって一枚のスペーサ８が構成でき、このスペーサ８の一部にＬＥＤチップ２の光が透過する部分が構成できたものである。

このような構成とすることにより、連続部７で連絡するスペーサ８は光透過部材３とスペーサ部材４の間隔が固定できるから、この間隔にプレート１に導通取付けしたＬＥＤチップ２を位置させることによって、自動機を使わないでも正確に誰でもプレート１の上にスペーサ８を位置合わせして取付けできるようになった。

また、従来では表示板プレート６のベースはプレート１が主たる構成となっていたが、この発明ではスペーサ部材４と光透過部材３が一体となって一枚のスペーサ８で構成できたから、スペーサ８にベースの機能を持たせることができるようになり、高価格な部品である配線パターンを持ったプレート１の形状は最小の形状とすることができ、プレート１は安価に製作できるようになった。

また、表示板プレート６を製作する作業は、両面接着シートなどを使ってベースとなる一枚のスペーサの下部にプレートを取付け、上部に表面シートを取付ける作業であるから、従来と比べて非常に作り易くなり、かつ、使用する光透過部材３やスペーサ部材４はスペーサ８として一体になるから主要部品の数が減少でき、この部品管理作業が簡略でき、製造コストの低下に寄与できるものである。

また、従来の表示板プレートではベースから光透過部材とスペーサ部材を積み重ねた時の表面位置が、接着層の数や両面接着テープの厚さなどで変化して段差ができることがあり、この段差が表面シートの表面に現われると、全体が光る光透過部材３の表面であるから隣のスペーサ部材４との段差が特に目立つようになる。従来ではこの段差を隠すためにスペーサ部材４及び光透過部材３を覆う表面シート５の素材として、ある程度の強度のある素材を使い段差部分に少し隙間ができて全体としてなだらかになるようにしていた。これに対してこの発明では、スペーサ部材４と光透過部材３が一体に構成できたから両部分の表面は常に一定であり、表面シートは強度よりも透光性や表面に印刷のし易い素材といった他の目的にあった素材を選択できるようになった。

一方、光透過部材３として完全な透明部材であれば対向するＬＥＤチップ２の付近だけが明るくなってしまうので、ＬＥＤチップ２の光が内部で散乱するような光透過部材３が必要になるが、このような光透過部材３では内部で光が減衰して遠くまで届かなくなり、広い面積を明るくするためにはＬＥＤチップ２を周囲に複数個配置することが行なわれる。しかし、この方法でも中央部分はＬＥＤチップ２に近い外周に比べて光量が不足してしまい、側方から光を照射する構成上これは避けられないことと考えられてきた。

この発明は、プレート状の光透過部材３ではＬＥＤチップ２の光量が中央部において不足する課題を解決するための発明であって、図２で詳記しているように、３ａは光透過部材３のＬＥＤチップ２に対向する外方部分がプレート１に接近・内方部分がプレート１から離開するように形成した連続面であり、この連続面３ａによって光透過部材３の下面は凹部となっている。そして、ＬＥＤチップ２から発生した光が側部から光透過部材３に入ると、この光は凹部を構成する連続面３ａで反射し、表面シート５のある上方に光の向きを変えるようになる。

従来の光透過部材の中ではＬＥＤチップの光が散乱してこの光の中で表面シートに向かうものを外から見ることができ、散乱を繰り返すことで大部分の光は表面シートの外方へ向かうが、この時までに光は減衰して暗くなってしまう。この発明では光の散乱現象だけでなく反射を利用するものであるから光は減衰する前に表面シート５から透過するようになり、また、反射を利用することによって光の減衰が少ない透明性の高い光透過部材３が使用できるようになる。

このとき、単に反射効果を狙うのであれば鏡に代表されるように例えば平面の反射面を構成すれば良いが、この形状では反射後の光の方向が揃ってしまい、光透過部材３の形状を大きくした時に不利となることがわかった。これに対して凹部を構成する連続面３ａであれば、凹部の頂部付近で反射した時には入射角が小さいから反射角も小さく遠くまで光が届き、光透過部材３の全体から光を出すことができた。また、ＬＥＤチップ２の反対側などで光量が不足するほど大きな光透過部材３を用いる時には、従来の対策と同様に光透過部材３の周囲にＬＥＤチップ２を複数個配置すればよく、この時、光透過部材３の下部が凹部で構成する連続面であれば、必要とする光量に合わせて適宜周囲に配置するＬＥＤチップ２の数を増やすことで簡単に対応できる。

請求項３に示す実施例は、光透過部材３の上面の表面シート５から効率よくＬＥＤチップ２の光を透過するための構成であり、９は光透過部材３とプレート１との間に位置させた光反射体である。ＬＥＤチップ２から光透過部材３に入射した光は、該光透過部材３から表面シート５側だけでなく下面に向かっても透過しており、この下面に向かった光を再び光透過部材３に戻すことで表面シート５から透過する光を増やしている。

該光反射体９の実施例としてはプレート１の表面に絶縁処理をした上でアルミ薄を貼り付けている。また、プレート１の上にアルミ粉や白色形の顔料をまぜた塗料を付着させてもよく、また、このような反射素材を光透過部材３の下面に蒸着もしくは塗布して良い。

請求項４に示す実施例は、光透過部材３とスペーサ部材４の連続部７の形状を特定するもので、８ａは一体となったスペーサ８の裏面に上面に向けて形成したリング状の溝である。前記連続部７はこのリング状の溝８ａで形成しており、このため、スペーサ８の表面を連続した平面とすることができ、スペーサ８の表面に配置した光透過体で形成した表面シート５は柔軟な材料でも使用できるようになり、素材選択の幅が更に拡が拡り、安価に性能の良いものが製造できるようになった。

請求項５に示す実施例は、ＬＥＤチップの配置構造を特定するもので、２ａ・２ｂは発光色の異なるＬＥＤチップであり、発光色が同じ二つのＬＥＤチップ２ａは光透過部材３を挾んで対向して設けてある。また、ＬＥＤチップ２ａと発光色の異なる他のＬＥＤチップ２ｂはＬＥＤチップ２ａとは異なる部分の光透過部材３を挾んで対向して取付けてある。これらのＬＥＤチップ２ａ・２ｂはプレート１の配線パターンａからフラットフィルムケーブル１７を介してＬＥＤチップ制御手段１０に接続してあり、このＬＥＤチップ制御手段１０はＬＥＤチップ２ａ・２ｂを選択発光させている。

光透過部材３の外周に配置した二つのＬＥＤチップ２ａが点燈すると大きな面積の光透過部材３が明るく光り、ＬＥＤチップ制御手段１０が他のＬＥＤチップ２ｂを点燈すると光透過部材３の発光色が変わって非常にわかり易い表示灯が構成できる。例えば運転表示ランプとしてこの光透過部材３を使えば待機中の状態と運転状態を表示でき、赤色を危険表示として異常時には緑色が赤色に変わるなどの表示ができ、運転状態が一目でわかる取扱い易い表示板を構成することができた。

以上のようにこの発明は薄形表示板にも係わらず大きな面積を表示灯として使用できるが、実際の表示板には図４に示すように点発光によるランプ表示を併用した方が好まれる傾向にある。請求項６に示す実施例は点発光によるランプ表示を併用しており、図５において４ａはスペーサ８のスペーサ部材４の部分に設けた開口、２ｃは開口４ａにのぞむプレート１の配線パターンａに導通取付けした上方発光の第３ＬＥＤチップである。また、開口４ａにのぞむ表面シート５には不透過性部５ａのない透過部分が構成されている。

このため、第３ＬＥＤチップ２ｃが点燈すると、第３ＬＥＤチップ２ｃからの光は上方に発光され、この光は開口４ａから表面シート５を透過して外方に向かうから、各種に意味付けられた発光部の点燈状態が容易に確認できるようになり、操作表示として最適となる。

更に、光透過部材３とスペーサ部材４と同じ素材で構成するということはスペーサ部材４が光透過部材３の働きをしていることであり、開口４ａによる表示を近接して行なう時には隣のＬＥＤチップ２の光によって点燈状態の誤認が生じることがある。請求項７に示す実施例は点発光による発光部が近接する時に対応するもので、２ｄはプレート１の配線パターンａに導通しながら近接して所定形状に並べた第４ＬＥＤチップ、１１は複数個の第４ＬＥＤチップ２ｄが一緒に配置された開口４ａの中に配置する否透光性スペーサ、１１ａは否透光性スペーサ１１に設けた孔であり、前記近接した第４ＬＥＤチップ４ｄはこの孔１１ａの中に各１個配置している。

従って、第４ＬＥＤチップ２ｄの取付け間隔が狭くとも、第４ＬＥＤチップ２ｄは否透孔性スペーサ１１の孔１１ａ中に入っているので光が近接する他の第４ＬＥＤチップ２ｄの影響を受けることなく、確実に指定した第４ＬＥＤチップ２ｄからの光が表面シート５を透過して指定した位置で光らせることができた。

また、開口４ａ内に配置した否透光性スペーサ１１に第４ＬＥＤチップ２ｄを取付ける孔１１ａをたくさん設けて発光をさせる時には、発光する孔１１ａの組み合わせで文字や絵を表示することができるが、このような文字表示には多数の点状の孔１１ａが必要である。この時、孔１１ａの形状を変化させて孔１１ａの全体が光るようになれば表示構造が簡単になるものの、否透光性スペーサ１１の厚さは薄く、孔１１ａの一部分だけ光って全体が光らず正確な表示ができなくなる恐れがある。

この発明はこの点を改善しており、１２は否透光性スペーサ１１の上面で孔１１ａを覆う光拡散部材であり、光拡散部材１２を使う時には孔１１ａの形状を小さな丸孔の集まりにする必要はない。第４ＬＥＤチップ２ｄから発光した光のうちで斜めに向かった光が光拡散部材１２に当たると、光は拡散して光拡散部材１２が光るように広範囲に放射するから、この時は孔１１ａの形状の全体を光らせることができた。

図７に示す実施例は孔１１ａを長細形状にしてこれを組み合わせて８セグメントによる数字表示を可能とするもので、孔１１ａに一個の第４ＬＥＤチップ２ｄが配置されていても光拡散部材１２の働きで細長形状の孔１１ａの全体を光らせることができる。

請求項８に示す実施例は、ＬＥＤチップ２を細かく配置した時のコストダウンを狙うものであり、図８において１ａはプレート１の上に配置した補助プレート、１ｂは補助プレート１ａの上に配置した印刷配線であり、印刷配線１ｂはプレート１の配線パターンａと導通している。細かく配置した第４ＬＥＤチップ２ｄは補助プレート１ａの上に配置しており、この第４ＬＥＤチップ２ｄは否透光性スペーサ１１の孔１１ａの中に各１個配置している。該光拡散部材１２は図６と同様に否透光性スペーサ１１を覆っており、これらの全体が表面シート５で覆われている。

プレートの上にＬＥＤチップなどの素子を配置する作業は自動機で行なわれているが、この設備は配置する素子の間隔が狭い時には高精度な自動機が必要であり、また、素子を配置するプレートが大きな時には大型の自動機が必要になる。そして、プレートの一部分でも細かな配置の素子がある時には、プレート全体に細かく素子を配置可能な大がかりな設備が必要であり、仕上がる部品の価格も高くなってしまう。この実施例では第４ＬＥＤチップ２ｄは小さな補助プレート１ａに配置する構成であるから、補助プレート１ａについては小物専用の自動機で生産して作業性を向上することができ、少数のＬＥＤチップ２が配置されるプレート１に手作業で補助プレート１ａを導通接続しても、全体としては安価に生産できるものである。

請求項９に示す実施例は、薄形表示板の表示灯構造にスイッチ機能を付加して操作表示板として利用しようとするものであり、図９及び図１０において、１３はスペーサ８と表面シート５との間に配置した第２プレート、１３ａはプレート１に配置した各ＬＥＤチップ２の光が透過するように第２プレート１３に設けた光の透過部である。１３ｂ・１３ｃは第２プレート１３の配線パターンｂに並設した端子、１９は二つの端子１３ｂ・１３ｃの隣接部分の外側に設けた絶縁層、１４は外縁が絶縁層１９の上に位置し中央部が露出した端子１３ｂ・１３ｃの上方に間隔を介して配置した上に凸の導電板であり、この導電板１４を含む第２プレート１３の上には表面シート５が貼り付けてある。

１５はこの導電板１４と配線パターンｂに並設した端子１３ｂ・１３ｃとの間で構成するスイッチであり、表面シート５の上から上に凸の導電板１４を押すと湾曲する導電板１４は反転して並設した端子１３ｂ・１３ｃに接触し、両端子１３ｂ・１３ｃ間が導通してスイッチ１５がＯＮとなる。また、押し動作をやめると導電板１４は反転して旧位置に戻ってスイッチ１５はＯＦＦとなる。また、第２プレート１３の透過部１３ａからＬＥＤチップ２の光を透過することで表示灯構造を維持しており、表示板プレートはスイッチ１５の機能が付加できるから、薄形操作部としても利用可能になった。

一般的なＬＥＤチップ２とスイッチ１５の配置は図１０に示すようにＬＥＤチップ２が位置する光の透過部１３ａに隣接してスイッチ１５を構成する端子１３ａ・１３ｂが配置されている。そして、光の透過部１３ａが複数個配置される表示灯構造では、大きな面積を光らせる光の透過部１３ａを複数個並設する時があり、隣接して配置した光の透過部１３ａに対応するスイッチ１５を間違えることが起き易く何等かの対応が必要である。図１１の実施例は、薄形表示板の表示灯構造にスイッチ機能を付加して操作表示板として利用する時のスイッチ１５の配置構造を提案している。

即ち、図１１に示すように、ＬＥＤチップ２が側方に配置されて大きな発光部分を構成する光透過部材３はリング状に形成し、リング状の光透過部材３の内側と外側に連続部７を介してスペーサ部材４を各々配置している。スイッチ機構を構成する第２プレート１３はスペーサ８の上に配置し、該第２プレート１３の二つの端子１３ａ・１３ｂは、リング状の光透過部材３の内側のスペーサ部材４の上に配置している。この二つの端子１３ａ・１３ｂの上には間隔を介して導電板１４を配置し、該導電板１４と二つの端子１３ａ・１３ｂとはリング状の光透過部材３の内側にスイッチ１５を構成している。

上記のようにリング状の光透過部材３の内側にスイッチ１５を構成して、このスイッチ１５の操作信号でリング状の光透過部材３が点燈するようにすれば、両者の関連が一目でわかるようになり、誤操作するトラブルは解消できた。また、リング状の発光部分の中央にスイッチ１５を配置したから、上記のようにスイッチ１５の操作結果をリング状発光で表示したり、逆にリング状に発光させることで中央のスイッチ１５の操作を指示するといった操作パネルとしての使い方ができるようになり、専用の表示灯構造だけでなく、操作パネルに組み込まれた表示灯構造として優れた実用性が得られた。

上記のようにこの発明は表示灯構造だけでなく操作パネルとしての適用も視野に入れることができるが、このように機能を増加させると表示灯単体やスイッチ構造のトラブルが増加することになる。従来のように配線パターンａを設けた薄板状のプレート１がベースを構成する時には、機器の表面Ａに表示板プレート１を取付けるための構造として安価な粘着テープが用いられており、この粘着テープをトラブル発生時にはがすことは困難で、特に見栄えをよくするために機器の表面Ａを少し窪ませて、機器の表面Ａと表示板プレート６の表面をほとんど同じ高さにする時には、表示板プレート６を変形させずにはがすことは不可能に近かった。

ところで、この発明のように表示板プレート６のベースが光透過部材３と同じ素材の一枚のスペーサ８で構成できることは、このスペーサ８にはスペーサ機能を得るためにある程度の厚みがあり、この厚さを利用することで機器の表面Ａへの取付け構造をスペーサ８に設けることが可能になる。図１２は粘着テープ以外の表示板プレート６の取付け構造を示す実施例であり、図１２（ａ）において２０は皿形ねじ、２０ａはナットであり、スペーサ８の厚みを利用して皿形ねじ２０の頭を埋め込むことができるから、該皿形ねじ２０とナット２０ａによって表示板プレート６を機器の表面Ａに取付けできる。また、ナット２０ａを外すことで表示板プレート６を取り外すことができる。

また、図１２（ｂ）において２１はスペーサ８に設けた先端に係止部がある突起、２１ａは機器の表面Ａに設けた係合孔であり、機器の係合孔２１ａに向けて突起２１を押し込むと先端の係止部が機器の表面Ａに引っ掛かり表示板プレート６が固定できる。また、図１２（ｃ）において２２はスペーサに設けたメスねじあな、２２ａはメスねじあな２２に螺合するこねじであり、機器の表面Ａを構成する板材の裏面からこねじ２２ａをメスねじあな２２に取付けることで、機器の表面Ａに表示板プレート６を固定できる。

このように直接スペーサ８が機器の表面Ａに固定できる構造を用いるときには、前記プレート１をあらかじめスペーサ８に両面粘着テープなどで取付けておく必要はなくなり、機器の表面Ａとプレート８との間でＬＥＤチップ２を取付けたプレート１を挟着固定することができ、プレート１に取付けたＬＥＤチップ２などの交換修理が簡単にできるようになる。

また、図１２（ｃ）において、２３はプレート１の配線パターンａに取付けた接続コネクタ、２３ａは接続コネクタ２３とＬＥＤチップ制御手段１０とを接続する配線コードであり、プレート１の材質として薄いプリント基板を用いる時にはＬＥＤチップ２はフラットフィルムケーブル１７の代わりに配線コード２３ａを用いることができる。

この発明の実施例を示す縦断面図である。 図１に示す実施例の要部断面図である。 この発明の実施例に使用する部品の平面図である。 この発明の他の実施例を示す要部縦断面図である。 図４に示す実施例に使用する部品の平面図である。 この発明の他の実施例を示す要部縦断面図である。 図６に示す実施例に使用する部品の平面図である。 図６に示す実施例の他の実施例を示す要部縦断面図である。 この発明の他の実施例を示す要部縦断面図である。 図９に示す実施例に使用する部品の平面図である。 図９に示す実施例の他の実施例を示す要部縦断面図である。 この発明の他の実施例を示す要部縦断面図である。 この発明の使用状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ プレート
１ａ 補助プレート
１ｂ 印刷配線
２ ＬＥＤチップ
２ａ ＬＥＤチップ
２ｂ ＬＥＤチップ
２ｃ 第３ＬＥＤチップ
２ｄ 第４ＬＥＤチップ
３ 光透過部材
３ａ 連続面
４ スペーサ部材
４ａ 開口
５ 表面シート
５ａ 不透過性部
６ 表示板プレート
７ 連続部
８ スペーサ
８ａ リング状溝
９ 光反射体
１０ ＬＥＤチップ制御手段
１１ 否透光性スペーサ
１１ａ 孔
１２ 光拡散部材
１３ 第２プレート
１３ａ 光の透過部
１３ｂ 端子
１３ｃ 端子
１４ 導電板
１５ スイッチ
Ａ 機器の表面
ａ 配線パターン
ｂ 配線パターン

Claims (9)

1. プレート１の表面に形成した配線パターンａにＬＥＤチップ２を導通取付けし、
   ＬＥＤチップ２の側方発光部と対向して光透過部材３を配置し、
   該ＬＥＤチップ２及び光透過部材３を配置した部分を除いたプレート１の表面にはスペーサ部材４を配置し、
   ＬＥＤチップ２と光透過部材３とスペーサ部材４の上に光透過体で形成した表面シート５を配置し、
   表面シート５は少なくとも光透過部材３の周縁とＬＥＤチップ２の上方に不透過性部５ａを構成すると共に、
   プレート１と表面シート５との間にＬＥＤチップ２・光透過部材３・スペーサ部材４を挟着して一枚の表示板プレート６を形成し、
   該表示板プレート６を機器の表面Ａに密着取付けする薄形表示板において、
   プレート１の表面に形成した配線パターンａに導通取付けした複数個のＬＥＤチップ２は光透過部材３の外周に位置させ、
   該光透過部材３の下面はプレート１側の表面の外方がプレート１に接近し、内方がプレート１から離開する連続面３ａで形成し、
   ＬＥＤチップ２から発生した光が光透過部材３の側部から入射して凹部を構成する連続面３ａで反射し、
   表面シート５を透過して放光することを特徴とする薄形表示板の表示灯構造。
2. 前記スペーサ部材４は前記光透過部材３と同じ光透過性素材で構成し、
   かつ、光透過部材３とスペーサ部材４とは前記ＬＥＤチップ２を避けた連続部７によって一体に形成して一枚のスペーサ８とし、
   前記スペーサ８は前記表示板プレート６のベースを構成して機器の表面Ａに取付けすることを特徴とする請求項１に記載した薄形表示板の表示灯構造。
3. ＬＥＤチップ２の側方発光部と対向して配置した光透過部材３は、下方のプレート１との間に光反射体９を位置させた請求項１に記載した薄形表示板の表示灯構造。
4. ＬＥＤチップ２を避けた連続部７によって光透過部材３とスペーサ部材４とを一体に構成するスペーサ８は上面を平面で構成し、
   かつ、スペーサ８の裏面には上面に向けてリング状溝８ａを形成し、
   該溝８ａの内側で光透過部材３を形成し、溝８ａの外側でスペーサ部材４を形成し、溝８ａの部分で連続部７を形成し、
   前記プレート１に取付けたＬＥＤチップ２を溝８ａ内に位置させた請求項１又は請求項３に記載した薄形表示板の表示灯構造。
5. 前記ＬＥＤチップ２は異なる発光色のＬＥＤチップ２ａ・２ｂで構成し、
   同色発光のＬＥＤチップ２ａは光透過部材３を挾んで対向して取付け、
   かつ、ＬＥＤチップ２ａとは異なる発光色のＬＥＤチップ２ｂをＬＥＤチップ２ａのない光透過部材３の異なる部分を挾んで対向して取付け、
   該ＬＥＤチップ２ａ・２ｂを取付けたプレート１の配線パターンａにはＬＥＤチップ制御手段１０を導通取付けし、
   該ＬＥＤチップ制御手段１０はＬＥＤチップ２ａと発光色の異なるＬＥＤチップ２ｂとを選択発光させる請求項１又は請求項３又は請求項４に記載した薄形表示板の表示灯構造。
6. 前記スペーサ部材４には開口４ａを設け、
   該開口４ａにのぞませたプレート１には配線パターンａと導通する第３ＬＥＤチップ２ｃを取付け、
   該第３ＬＥＤチップ２ｃの光は開口４ａから表面シート５を透過することを特徴とする請求項１と請求項３から請求項５のいずれかに記載した薄形表示板の表示灯構造。
7. 前記スペーサ部材４に設けた開口４ａにのぞませたプレート１には、配線パターンａに導通しながら所定形状に並べた複数個の第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・・を設け、
   前記開口４ａ内には複数個の第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・・を１個ずつ配置させる孔１１ａを設けた否透光性スペーサ１１を配置し、
   該否透光性スペーサ１１の上面は光拡散部材１２で覆い、
   前記第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・２ｄ・・から発生した光が光拡散部材１２と表面シート５とを透過して放光することを特徴とする請求項６に記載した薄形表示板の表示灯構造。
8. プレート１の配線パターンａと導通する印刷配線１ｂを持つ補助プレート１ａをプレート１の上に配置し、
   前記第４ＬＥＤチップ２ｄ・２ｄ・・は補助プレート１ａを介してプレート１に取付け、
   前記光拡散部材１２で覆う否透孔性スペーサ１１は補助プレート１ａの上に配置する請求項７に記載した薄形表示板の表示灯構造。
9. 前記ＬＥＤチップ２を避けた連続部７によって光透過部材３とスペーサ部材４とを一体に構成するスペーサ８とスペーサ８を覆う表面シート５との間には前記プレート１に配置したＬＥＤチップ２からの光の透過部１３ａを有する第２プレート１３を配置し、
   該第２プレート１３の表面の配線パターンｂには二つの端子１３ｂ・１３ｃを並設し、
   該二つの端子１３ｂ・１３ｃの上方に間隔を介して導電板１４を配置し、
   第２プレート１３を覆う表面シート５の表面から導電板１４を押すことで二つの端子１３ｂ・１３ｃは導電板１４によって導通するスイッチ１５を構成し、
   機器の表面Ａに密着取付けする表示板プレート６にはＬＥＤチップ２による発光部とスイッチ１５とを形成する請求項１と請求項３から請求項８のいずれかに記載した薄形表示板の表示灯構造。

Images