JP4870716B2 - 導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、制限速度や進入禁止などの交通情報を表示する交通標識や、広告・宣伝用看板などに使用される導光板面発光方式表示装置に関するものであり、特に、大型の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造に関するものである。

従来より、屋外に設置される交通標識や看板などの表示装置の照明方式としては、ネオン管や蛍光管などの光源により表示面を外側から照射する外照式と、表示装置の内側から表示面を照らす内照式の照明方式が知られている。
また、最近では、表示面全面において明るさにむらの出ない照明方式として面発光方式が注目されるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。

この面発光方式は、主に液晶ディスプレイのバックライトに用いられてきた方式であり、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）面発光方式と、導光板面発光方式とが従来より知られている。
ＥＬ面発光方式は、基板上に積層された無機薄膜固体からなる発光層に、交流パルスを印加することにより、その電気的な刺激によって高エネルギー電子が発生し、基底状態に戻る時にエネルギーを光として放出する現象を利用したものである。

一方、導光板面発光方式は、透明のアクリル樹脂などの屈折率、透過率の高い材質からなり、背面（表示板が接する面と反対側の面、すなわち反射面）にドット印刷やエンボス加工などの特殊加工を施した導光板の外周端面（入射面）から、光を導入し、その光が導光板の中を全反射するとともに、特殊加工された背面（反射面）で乱反射されて対面である導光板の表面（出射面）から光が放出される現象、すなわち、プリズム効果を利用したものである。
現在の液晶ディスプレイのバックライトは、このような導光板面発光方式が主流となっている。

このような導光板面発光方式を用いた表示装置５００として、本発明者らは、図７に示すような、導光板５１０の外周端面（入射面）に複数の発光ダイオード５２２を直線上に配列した直線発光体５２０を複数配設することによって、表示板５４０に光の筋が投影されることなく、視認性が高い表示装置を開発した（特許文献２、３参照）。
特開平１１−１４０８３０号公報（第２頁、第１−５図） 特許第３５６１７１４号公報（第３頁、第１図） 特許第３４１５６１８号公報（第３−４頁、第１図）

ところが、前述した導光板面発光方式の表示装置５００では、（１）導光板５１０と、表示板５４０と、導光板５１０の外周端面に配設した直線発光体５２０などを、筐体５９０内に収納していたため装置が重くなるという「構造上の問題」、（２）筐体５９０内に導光板５１０を背後より付勢して支持するための弾性板５３０を内装していたため、装置の薄型化に限界があるという「装置の薄型化に関する問題」、（３）導光板５１０を大型化した場合であっても導光板５１０を厚くすることなく十分な強度が要求されるという「強度上の問題」、（４）大面積の導光板５１０を支持するために筐体５９０の内周壁面に導光板５１０の外縁部を接触させて、導光板５１０の半径方向の移動を規制するとともに、導光板５１０と筐体５９０の底面との間にウレタン樹脂などからなる弾性板５３０を圧縮して装填して、弾性板５３０の反撥力により導光板５１０の厚み方向の移動を規制しているため、導光板５１０に掛かる圧力を一定にすることが難しく、装置の組立が作業者の経験と勘に頼っており、生産性が悪いという「製造上の問題」などが指摘されていた。

そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、装置の軽量化および薄型化を図るとともに大型の導光板であっても支持構造を大型化したり導光板を厚くしたりすることなく暴風雪に耐える強度を実現し、しかも、作業者の経験と勘に頼ることがなく製造できる生産効率の高い導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造を提供することである。

まず、本請求項１に係る発明は、制限速度などの情報を示す表示板と該表示板の表面を面発光させる導光板と該導光板の背面から漏れる光を前記表示板側に反射する反射シートと、前記導光板を支持するベースプレートと、取付棒に前記ベースプレートを固定するＵ字バンドとを備えた導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造であって、前記導光板とベースプレートとを密着接合する複数のボルトおよびナットからなる締結部材が、前記導光板とベースプレートとの外縁部に等間隔に配設され、前記ベースプレートの背面に断面コ字状で対向する面の縁にそれぞれ外側に垂直に延設されてベースプレートに接合される取付部を有する長尺状の中骨が複数本固設され、前記中骨上に断面略Ｌ字状で該中骨に垂直な垂設板の上端に前記Ｕ字バンドの取付用ボルトの頭部を囲繞保持するレールを有する高リブが防塵用の裏カバーを介してボルトおよびナットによって螺設され、前記表示板が、該表示板と外周径が等しい前記裏カバーと外縁部においてリング状の防水スポンジを挟持して複数のボルトおよびナットにより密着接合されていることにより、前記課題を解決したものである。
ここで、本請求項に記載された「取付棒」とは、本発明に係る導光板面発光方式表示装置を、例えば、道路脇や道路を跨ぐ高架橋などに設置する際に地上側に設置される部材であって、本発明に係る導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造の構成と相俟って後述するような効果を奏する。その形状等は、特に限定されるものではない。

そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係る導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造において、前記表示板と裏カバーの外縁部が弾性を有する外周カバーによって被覆されていることにより、前記課題をさらに解決したものである。

また、本請求項３に係る発明は、請求項２に係る導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造において、前記防水スポンジおよび外周カバーがエチレン−プロピレン−ジエンゴムからなることにより、前記課題をさらに解決したものである。

また、本請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに係る導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造において、導光板の厚みＴに対する直径Ｌの比Ｌ／Ｔとして定義されるアスペクト比αが、１００≦αの関係を満たすものであることにより、前記課題をさらに解決したものである。

本請求項１に係る発明によれば、制限速度などの情報を示す表示板と、この表示板の表面を面発光させる導光板と、この導光板の背面から漏れる光を表示板側に反射する反射シートと、導光板を支持するベースプレートと、取付棒にベースプレートを固定するＵ字バンドとを備えた導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造であって、導光板とベースプレートとを密着接合する複数のボルトおよびナットからなる締結部材が、導光板とベースプレートとの外縁部に等間隔に配設され、ベースプレートの背面に断面コ字状で対向する面の縁にそれぞれ外側に垂直に延設されてベースプレートに接合される取付部を有する長尺状の中骨が複数本固設され、この中骨上に断面略Ｌ字状で中骨に垂直な垂設板の上端にＵ字バンドの取付用ボルトの頭部を囲繞保持するレールを有する高リブが防塵用の裏カバーを介してボルトおよびナットによって螺設され、表示板が表示板と外周径が等しい前記裏カバーと外縁部においてリング状の防水スポンジを挟持して複数のボルトおよびナットにより密着接合されていることにより、単にボルトおよびナットからなる締結部材の締め具合をトルクレンチなどを用いて調節するだけで、導光板とベースプレートとを均一の圧力で密着接合させることができるため、作業者の経験と勘に頼ることなく再現性よく導光板を均一の圧力により支持することができ、装置の生産効率が格段に向上する。

また、導光板をベースプレートに対して、外縁部に配設した複数のボルトおよびナットからなる締結部材のみで密着接合させているため、導光板を大型化した場合であっても、表示板の表示面内に導光板を固定する支持具の陰影が投影されることがなく、導光板の有効発光表示面積が増大する。

さらに、表示装置の構成部材である中骨および高リブと、表示装置を設置するための取付棒とが直交して導光板の背面を支持するため、導光板を大型化した場合であっても導光板支持構造を大型化したり、導光板の厚くしたりすることなく暴風雪に耐える強度を実現することができる。

そして、本請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造において、表示板と裏カバーの外縁部が弾性を有する外周カバーによって被覆されていることにより、従来のような筐体を用いることなく装置を密閉することができるため、装置の軽量化および薄型化が実現できる。

また、本請求項３に係る発明によれば、請求項２に係る導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造において、防水スポンジおよび外周カバーがエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、「ＥＰＤＭ」と称す）からなることにより、ＥＰＤＭが耐候性および耐熱性に優れているため、排気ガスに曝される劣悪な環境で使用される場合であっても装置の長寿命化が実現できる。

また、本請求項４に係る発明によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに係る導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造において、導光板の厚みＴに対する直径Ｌの比Ｌ／Ｔとして定義されるアスペクト比αが、１００≦αの関係を満たすものであることにより、導光板の厚みに対して直径が大きいため、導光板を大型化した場合であっても導光板を厚くすることなく十分な強度が実現できる。
換言すれば、導光板の厚みに対して直径が大きな表示装置に対して、本発明の導光板支持構造の効果が際だって発揮される。

本発明の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造は、制限速度などの情報を示す表示板と、この表示板の表面を面発光させる導光板と、この導光板の背面から漏れる光を表示板側に反射する反射シートと、導光板を支持するベースプレートと、取付棒にベースプレートを固定するＵ字バンドとを備え、導光板とベースプレートとを密着接合する複数のボルトおよびナットからなる締結部材が、導光板とベースプレートとの外縁部に等間隔に配設され、ベースプレートの背面に、断面コ字状で対向する面の縁にそれぞれ外側に垂直に延設されてベースプレートに接合される取付部を有する長尺状の中骨が複数本固設され、この中骨上に断面略Ｌ字状で中骨に垂直な垂設板の上端にＵ字バンドの取付用ボルトの頭部を囲繞保持するレールを有する高リブが防塵用の裏カバーを介してボルトおよびナットによって螺設され、表示板が表示板と外周径が等しい前記裏カバーと外縁部においてリング状の防水スポンジを挟持して複数のボルトおよびナットにより密着接合されていることにより、装置の軽量化および薄型化を実現し、大型の導光板であっても支持構造を大型化したり、導光板を厚くしたりすることなく暴風雪に耐える強度を実現し、しかも、作業者の経験と勘に頼ることのない生産効率の高い導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造を提供するものであれば、その具体的な実施の態様は、如何なるものであっても何ら構わない。

例えば、本発明の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造は、制限速度や進入禁止などの交通情報を表示する交通標識に対するものであっても、広告や宣伝などを表示する看板に対するものであっても何ら支障はない。

また、本発明の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造は、表示板が円形である場合はもとより、四角形や三角形の場合であっても構わない。
さらに、本発明の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造は、取付棒と高リブが直交するものであるが、取付棒が水平であっても、垂直であっても情報を示す表示板の向きを９０°回転させるだけで、どちらにも対応可能である。

本発明の一実施例を図１ないし図６に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の実施例が適用される導光板面発光方式表示装置の一部を切り欠いた正面図であり、図２は、図１を矢視ＩＩ方向から見たときの上面図であり、図３は、図２のＩＩＩ部の拡大図である。
また、図４は、本発明の実施例である導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造をＵ字バンドを除いた状態で示した斜視図であり、図５は、Ｕ字バンドを用いて取付棒に固設した状態を示した斜視図であり、図６は、図３に示した高リブにＵ字バンドを取り付けた状態を示した側面図である。

本発明の実施例が適用される導光板面発光方式の表示装置１００は、図１に示すように、導光板１１０の外周端面（入射面）に、複数の発光ダイオード１２２を直線上に配列した直線発光体１２０が、導光板の全周に亘って設置されている。
また、図３に示すように制限速度などの交通情報を内表面（導光板側）に印刷した表示板１４０と、表示板１４０の表面を面発光させるアクリル樹脂からなる導光板１１０と、導光板１１０の背面から漏れる光を表示板１４０側に反射するチタンホワイト（二酸化チタン）からなる反射シート１６０と、導光板１１０を支持するアルミニウムからなるベースプレート１７０を有している。

また、表示板１４０と導光板１１０との間には、導光板１１０の表面（出射面）から出射した光をプリズムによって拡散して出射し、表示板１４０を鮮明に輝かせるとともに、自動車のヘッドライトなどにより、表示板１４０に向かって照射された外部光線を、その光の照射方向に再反射させるポリエステルを主材料とする再帰反射シート１４５が配設されている。
一方、導光板１１０が反射シート１６０と接触する面には、導光板１１０の外周端面から入射され導光板１１０内を全反射する光を乱反射させて表示板１４０側から出射させるためのドットパターンが印刷されている。

導光板１１０とベースプレート１７０は、図３に示すように、その外縁部に等間隔に配設された複数のボルト１１６とナット１１８とからなる締結部材によって、密着接合されている。
この締結部材は、直線発光体１２０を保持する発光体ホルダー１２４と共締めされており、導光板１１０とベースプレート１７０を密着接合するとともに、直線発光体１２０を導光板１１０の外周端面（入射面）に固定している。
この発光体ホルダー１２４は、直線発光体１２０から放射される光を外部に漏らすことなく導光板１１０の外周端面に入射させる機能も担っている。

また、ベースプレート１７０の背面には、断面コ字状で対向する面の縁にそれぞれの外側に垂直に延設されてベースプレート１７０に接合される取付部１３０ａを有する長尺状の中骨１３０が３本等間隔に固設されている。
ベースプレート１７０と中骨１３０との接合は、皿ねじ１３２とナット１３４を用いている。
具体的には、ベースプレート１７０に穿孔した皿ねじ１３２の皿部と係合する円錐状の取付穴に皿ねじ１３２を導光板１１０側から遊貫させ、ベースプレート１７０から突出した皿ねじ１３２のねじ部を中骨１３０の取付部１３０ａに穿孔した取付穴に挿通させ、ナット１３４によって締め付け固定している。
この中骨１３０は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて板金加工によって製造されている。

そして、この中骨１３０上に、防塵用の裏カバー１５０を介して、断面略Ｌ字状で中骨１３０と垂直な垂設板１８０ａの上端に、図５に示すように、表示装置１００を道路脇や道路を跨ぐ高架橋などに設置する際に地上側に設置される取付棒Ａと固定するＵ字バンド１８５の取付用ボルト１８６の頭部を囲繞保持するレール１８０ｂを有する高リブ１８０が、ボルト１８２およびナット１８４によって螺設されている。
この高リブ１８０は、アルミニウムを押出成形して製造されている。なお、高リブ１８０と裏カバー１５０との間には、雨水の浸入を防ぐための防水ゴム１５２が挟持されている。
また、図２および図４において、符号１５０ａを付して示した裏カバー１５０の突出部位は、発光ダイオードに電力を供給する電源回路を収納する電源収納部である。
Ｕ字バンド１８５は、取付用ボルト１８６と取付用ナット１８８により、高リブ１８０上に固定される。
取付用ボルト１８６の頭部が、レール１８０ｂに沿ってスライドするので、図５から明らかなように、取付棒Ａに対する表示装置１００の取付位置を調整することができる。

また、表示板１４０は、図３に示すように、この表示板１４０と外周径が等しいタブ形状でＡＢＳ樹脂からなる防塵用の裏カバー１５０と外縁部においてリング状の防水スポンジ１４８を挟持して複数のボルト１１２およびナット１１４により密着接合されている。
さらに、これらのボルト１１２およびナット１１４を覆い隠すとともに、表示板１４０と裏カバー１５０との接合面に水分が浸透することを防ぐために外縁部が外周カバー１１９によって被覆されている。
前述した、防水ゴム１５２、防水スポンジ１４８および外周カバー１１９の材質は、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）に比べ加硫しやすいため容易に高強度の製品を得ることができ、耐候性および耐熱性に優れているエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を用いている。

本実施例の表示装置１００に用いた導光板１１０は、直径Ｌが９００ｍｍで厚みＴが８ｍｍであり、厚みＴに対する直径Ｌの比として定義されるアスペクト比αが、１１２．５である。
このようなアスペクト比αが大きい導光板を強固に支持するためには、これまで大きな支持構造を必要としていたが、本発明においては、特殊な形状をした中骨１３０および高リブ１８０を組み合わせて用いるとともに、表示装置１００を設置するために使用される取付棒Ａを支持構造の一部とすることにより、暴風雪に耐えることができる。
さらに、従来のような厚みのある筐体を要しないので、表示装置１００を豪雪地帯に設置した場合であっても、大量の雪が装置上に積もって装置が落下したり、取付棒が曲がったりすることが防止されるなど、その効果は甚大である。

本発明の実施例が適用される導光板面発光方式表示装置の正面図。 図１を矢視ＩＩ方向から見たときの上面図。 図２のＩＩＩ部の拡大図。 本実施例の導光板支持構造をＵ字バンドを除いた状態で示した斜視図。 Ｕ字バンドを用いて取付棒に固設した状態を示した斜視図。 図３に示した高リブにＵ字バンドを取り付けた状態を示した側面図。 従来の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造を示す斜視図。

１００、５００ ・・・ 表示装置
１１０、５１０ ・・・ 導光板
１１２、１１６ ・・・ ボルト
１１４、１１８ ・・・ ナット
１１９ ・・・ 外周カバー
１２０、５２０ ・・・ 直線発光体
１２２、５２２ ・・・ 発光ダイオード
１２４ ・・・ 発光体ホルダー
１３０ ・・・ 中骨
１３０ａ ・・・ （中骨の）取付部
１３２ ・・・ 皿ねじ
１３４ ・・・ ナット
１４０、５４０ ・・・ 表示板
１４５ ・・・ 再帰反射シート
１４８ ・・・ 防水スポンジ
１５０ ・・・ 裏カバー
１５０ａ ・・・ （裏カバーの）電源収納部
１５２ ・・・ 防水ゴム
１６０ ・・・ 反射シート
１７０ ・・・ ベースプレート
１８０ ・・・ 高リブ
１８０ａ ・・・ （高リブの）垂設板
１８０ｂ ・・・ （高リブの）レール
１８２ ・・・ ボルト
１８４ ・・・ ナット
１８５ ・・・ Ｕ字バンド
１８６ ・・・ 取付用ボルト
１８８ ・・・ 取付用ナット
５３０ ・・・ 弾性板
５９０ ・・・ 筐体

Claims (4)

1. 制限速度などの情報を示す表示板と該表示板の表面を面発光させる導光板と該導光板の背面から漏れる光を前記表示板側に反射する反射シートと、前記導光板を支持するベースプレートと、取付棒に前記ベースプレートを固定するＵ字バンドとを備えた導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造であって、
   前記導光板とベースプレートとを密着接合する複数のボルトおよびナットからなる締結部材が、前記導光板とベースプレートとの外縁部に等間隔に配設され、
   前記ベースプレートの背面に、断面コ字状で対向する面の縁にそれぞれ外側に垂直に延設されてベースプレートに接合される取付部を有する長尺状の中骨が複数本固設され、
   前記中骨上に断面略Ｌ字状で該中骨に垂直な垂設板の上端に前記Ｕ字バンドの取付用ボルトの頭部を囲繞保持するレールを有する高リブが防塵用の裏カバーを介してボルトおよびナットによって螺設され、
   前記表示板が、該表示板と外周径が等しい前記裏カバーと外縁部においてリング状の防水スポンジを挟持して複数のボルトおよびナットにより密着接合されていることを特徴とする導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造。
2. 前記表示板と裏カバーの外縁部が、弾性を有する外周カバーによって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造。
3. 前記防水スポンジおよび外周カバーが、エチレン−プロピレン−ジエンゴムからなることを特徴とする請求項２に記載の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造。
4. 前記導光板の厚みＴに対する直径Ｌの比Ｌ／Ｔとして定義されるアスペクト比αが、１００≦αの関係を満たすものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の導光板面発光方式表示装置の導光板支持構造。

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