JP6245073B2

JP6245073B2 - 表示装置

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Publication number: JP6245073B2
Application number: JP2014107677A
Authority: JP
Inventors: 智彦波多野
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-05-26
Also published as: US9622299B2; JP2015225090A; US20150341992A1

Description

本発明は、表示装置に関する。

従来、基板に複数の発光素子が実装された表示装置において、基板を覆うマスクとケースとの間にシール部材を介在させて防水することが提案されている。

しかしながら、上記従来の表示装置では、シール部材を介在させることでマスクが変形し、表示装置の見え方が悪化する場合がある。

そこで、本発明は、防水性を持たせつつシール部材を介在させることによる見え方の悪化が抑制された表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、複数の発光素子が前面に実装された基板と、基板の前方で基板を覆うマスクと、基板の後方で基板を支持するケースと、を備えている。そして、マスクは、その周縁部から基板の後方に延びており、内側に向いたＭ１面と、後方に向いたＭ２面と、を有する側壁を備え、ケースは、Ｍ１面と対向するＣ１面と、Ｍ２面と対向するＣ２面と、を備え、Ｍ１面とＣ１面の間のＡ１領域、Ｍ２面とＣ２面の間のＡ２領域、およびＡ１領域とＡ２領域を繋ぐＡ３領域に亘って、シール部材が設けられており、シール部材は、Ａ３領域におけるＣ２面と対向する位置に、Ｃ２面に接する第１凸部を有することを特徴とする表示装置である。

本発明によれば、防水性を持たせつつシール部材を介在させることによる見え方の悪化が抑制された表示装置とすることができる。

本発明の実施形態に係る表示装置の模式図である。本発明の実施形態に係る表示装置の外観を説明するための斜視図である。本発明の実施形態に係る表示装置の端面図の一例を示す部分端面図である。本発明の実施形態に係る表示装置を説明するための部分端面図である。本発明の実施例に係る発光装置に設けられるシール部材の端面図である。比較例に係る発光装置に設けられるシール部材の端面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具現化するための表示装置を例示するものであって、寸法、材質、形状、その相対的配置などは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本施形態に係る表示装置の模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は表示装置の長手方向における側面図であり、（ｃ）は表示装置の短手方向における側面図である。図２は、本実施形態により得られる表示装置の構成の概略を説明するための分解図である。図３は、図１（ｂ）におけるＸ―Ｘの左側端部における端面図であり、表示装置の構成要素から形成される領域を説明するための図である。図４は、図１（ｂ）におけるＸ―Ｘの左側端部における端面図である。図５は、本発明に係る実施例で用いたシール部材の形状を説明するための端面図である。図６は、比較例に係る表示装置に用いたシール部材の形状を説明するための端面図である。

本実施形態に係る表示装置は、図４に示すように、複数の発光素子２０が前面に実装された基板１０と、基板の前方で基板１０を覆うマスク３０と、基板１０の後方で基板１０を支持するケース４０と、を備えている。そして、マスク３０は、その周縁部から基板１０の後方に延びており、内側に向いたＭ１面３１と、後方に向いたＭ２面３２と、を有する側壁を備え、ケース４０は、Ｍ１面３１と対向するＣ１面４１と、Ｍ２面３２と対向するＣ２面４２と、を備え、Ｍ１面３１とＣ１面４１の間のＡ１領域６１、Ｍ２面３２とＣ２面４２の間のＡ２領域６２、およびＡ１領域６１とＡ２領域６２を繋ぐＡ３領域６３に亘って、シール部材５０が設けられており、シール部材５０は、Ａ３領域６３におけるＣ２面４２と対向する位置に、Ｃ２面４２に接する第１凸部５１を有している。

一般に、表示装置の外周部分においてマスクとケースとの間にシール部材を介在させることにより、表示装置そのものに防水性を持たせることができる。しかしながら、Ａ２領域においてシール部材を強く挟持するだけでは、防水性を確保することはできるものの、シール部材の反発力によってマスクが僅かに変形する場合がある。これにより、発光素子とマスクとの位置関係が部分的に乱れるので、発光素子を点灯させた状態で表示装置を視認側から見ると、その見え方にむらが生じる（以下、便宜的に「視認性が悪化する」などという。）場合がある。具体的には、Ａ２領域においてシール部材がマスクを前方に押すことで、マスクの外周部分が僅かに盛り上がってしまい、その領域の配光角度が狭くなる結果、表示装置を斜め前方から見た際に、表示装置の外周部分が内側部分よりも暗く見える場合がある。一方、Ａ２領域においてシール部材が弱く挟持されていれば、マスクの変形による視認性の悪化は抑制できるが、この場合は防水性に劣ってしまう。

そこで、本実施形態では、Ａ２領域６２ではなくＡ３領域６３において、シール部材５０にケースのＣ２面４２と対向する位置に第１凸部５１を設けている。Ａ２領域６２ではなく、Ａ３領域６３に第１凸部５１を設けることで、Ａ２領域６２においてシール部材５０が弱く挟持されている場合であっても、Ａ３領域６３に設けた第１凸部５１で一定以上の防水性を確保することができる。したがって、本実施形態によれば、防水性を確保しつつ視認性の悪化を抑制することができる。

以下、図を参照しながら表示装置を構成する主な構成要素について説明する。

（基板１０）
基板１０は、複数の発光素子２０が前面に実装されており、実質的に平らな平板状である。また、基板１０としては、ガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板などを用いることができる。基板１０の寸法は、例えば、縦５０〜１５０ｍｍ、横１５０〜２５０ｍｍ、厚み１．５〜２．５ｍｍとすることができる。また、基板１０には、発光素子２０を導電させるための配線が形成されている。

発光素子２０には、表面実装型のＬＥＤなどを用いることができる。発光素子２０の寸法は、例えば、縦１．０〜３．０ｍｍ、横１．０〜３．０ｍｍ、厚み０．５〜２．５ｍｍとすることができる。

基板１０に実装される複数の発光素子２０は、例えば、３〜２０ｍｍの間隔、好ましくは３〜１０ｍｍの間隔、さらに好ましくは４〜８ｍｍの間隔で基板１０に実装することができる。ここで、発光素子２０の間隔とは、隣接する２つの発光素子２０の中心間の距離を意味する。また、一般に、複数の発光素子２０を狭い間隔で実装し広い配光特性を維持する方法として、後述するマスク３０の厚さを薄くし、発光素子２０の前面とマスク３０の前面との距離を短くすることが考えられる。このようにすれば、マスク３０により遮られる光を軽減し、広い配光特性を維持することができるが、マスク３０を薄くしたことで強度が減少し変形しやすくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、マスク３０の変形を抑制することができるため、発光素子２０が狭い間隔で実装されていたとしても広い配向特性を維持することができる。

（マスク３０）
マスク３０は、図３、４に示すように、基板１０の前方で基板１０を覆っている。また、マスク３０の周縁部から基板１０の後方に延びる側壁を有しており、マスク３０の側壁は内側に向いたＭ１面３１と、後方に向いたＭ２面３２と、を備えている。すなわち、マスク３０の周縁部から基板１０の後方に延びる側壁は、側壁の内面に相当するＭ１面３１と側壁の後方の端面に相当するＭ２面３２とを備えている。このとき、Ｍ１面３１とＭ２面３２とは連続して形成されている。また、Ｍ１面３１は、傾斜面であることが好ましく、マスク３０を射出成形などにより製造するときに金型から容易に取り外すことができる

図３、４に示すように、Ｍ２面３２は、マスク３０の外壁と連続して形成されている。また、マスク３０の形状は、基板１０を覆うことができれば特に限定されないが、平面視において、例えば、図１に示すように矩形状とすることができる。

マスク３０は、基板１０の前方を覆う部分に、基板１０に実装された複数の発光素子２０からの光を通過させる透光部材３０ａと外部光などを遮光する遮光部材３０ｂとが設けられていることが好ましい。本実施形態では、図１、３に示すように、発光素子２０が配置されている部分に対応するように透光部材３０ａを形成し、それぞれの透光部材３０ａを囲うように遮光部材３０ｂが形成されている。このようにすれば、表示装置の前方からの水分の侵入を防止し防水性に優れた表示装置とすることができる。

マスク３０を構成する材料としては、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂などを用いることができる。本実施形態では、透光部材３０ａは、透光性のポリカーボネート樹脂により形成され、遮光部材３０ｂは、黒色の顔料を含んだポリカーボネート樹脂により形成されている。

（ケース４０）
ケース４０は、図３、４に示すように、基板１０の後方で基板１０を支持している。また、マスクのＭ１面３１と対向するＣ１面４１と、マスクのＭ２面３２と対向するＣ２面４２と、を有している。このとき、Ｃ１面４１とＣ２面４２とは連続して形成されている。

図３、４に示すように、Ｃ１面４１は、ケース４０において基板１０と接触している面と連続して形成されており、Ｃ２面４２は、ケース４０の外壁と連続して形成されている。ケース４０の形状は特に制限はないが、例えば矩形状とすることができる。本実施形態では、図１、２に示すように、ケース４０の外形は矩形状であり、マスク３０の外形と略同程度の大きさになるように形成されている。

ケース４０に用いる材料としては、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂などを用いることができる。本実施形態では、黒色の顔料を含んだポリカーボネート樹脂を用いている。

ケース４０と基板１０との間には、６個のブラケットを配置することができる。ブラケットは、本実施形態に係る表示装置を外部に取り付けるためのものであり、後方側からネジを挿入してブラケットで本実施形態に係る表示装置そのものを外壁などに固定できるように構成されている。なお、本実施形態では、基板１０がケース４０とマスク３０との間で挟持されることにより固定され、ブラケットがケース４０に嵌合されることにより固定されるものとする。

（シール部材５０）
シール部材５０は、図３、４に示すように、マスクのＭ１面３１とケースのＣ１面４１の間のＡ１領域６１、マスクのＭ２面３２とケースのＣ２面４２の間のＡ２領域６２、およびＡ１領域６１とＡ２領域６２を繋ぐＡ３領域６３に亘って設けられている。ここで、本明細書において、「亘って」とはそれぞれの領域（Ａ１領域６１、Ａ２領域６２、Ａ３領域６３）の全域にシール部材５０が設けられていない形態を含む。

図３に示すように、基板１０、マスク３０及びケース４０を固定したとき、Ｍ１面３１とＣ１面４１、Ｍ２面３２とＣ２面４２とが離間するように形成されており、離間した領域にシール部材５０が設けられることになる。つまり、シール部材５０が、Ａ１領域６１、Ａ２領域６２及びＡ３領域６３に亘って設けられることになる。これにより、外部からの水の侵入を防止し、防水性に優れた表示装置とすることができる。

シール部材５０は、Ａ３領域６３におけるＣ２面４２と対向する位置に第１凸部５１を有している。言い換えると、Ｍ１面３１よりも内側（Ｃ１面４１側）にＣ２面４２に向かって突出する第１凸部５１を有している。ここで、Ａ２領域６２において、シール部材５０に形成されている凸部が挟持された場合、シール部材５０がマスク３０を前方に押す力を軽減できないため、マスク３０の変形を抑制することが難しい。しかしながら、本実施形態では、Ａ２領域６２において、第１凸部５１が挟持されることがないため、シール部材５０の弾性によってマスク３０の側壁に対して前方に向かって押す力を軽減し、マスク３０の変形を抑制することができる。

シール部材５０は、Ｍ１面３１と対向する位置に、Ｍ１面３１に接する第２凸部５２を有していることが好ましい。言い換えると、シール部材５０は、Ａ１領域６１におけるＭ１面３１に向かって突出した第２凸部５２を有していることが好ましい。本発明に係る実施形態では、図４に示すように、シール部材５０は、Ａ１領域６１におけるＭ１面３１と対向する位置に、Ｍ１面３１に接する２つの第２凸部５２を有している。これにより、シール部材５０とＭ２面３２との間から水分などが侵入したとしても、Ｍ１面３１に接触した第２凸部５２により水分の侵入を防止することができるため、さらに防水性に優れた表示装置とすることができる。また、Ａ１領域６１において、シール部材５０とＭ１面３１とが部分的に離間した領域が形成されるため、シール部材５０の弾性によってマスク３０の側壁に対して外側方向に向かって押す力を軽減し、マスク３０の変形をさらに抑制することができる。また、上述したようにＭ１面３１が傾斜している場合、図４に示すように、シール部材５０に形成されている２つの第２凸部５２のうち基板１０側に形成された第２凸部５２にかかる押力は、Ｃ２面４２側に形成された第２凸部５２よりも大きくなる。

シール部材５０は、第１凸部５１よりも内側において、Ｃ２面から離間していることが好ましい。これにより、Ａ３領域６３において、シール部材５０によってＣ２面４２に及ぼす押力が第１凸部５１に集中するため、さらに防水性を向上させることができる。

Ａ１領域６１におけるシール部材５０の配置に特に制限はないが、図４に示すように、シール部材５０の一部は、基板１０の背面（複数の発光素子２０が実装されていない側）に接触するように設けられている。これにより、シール部材５０は、基板１０の背面とＣ２面４２に挟まれることになるため、シール部材５０に形成された第１凸部５１にかかる押力をさらに増加させることができる。したがって、Ｃ２面４２とシール部材５０の第１凸部５１との密着性がさらに向上し防水性を向上させることができる。

Ａ２領域６２において、シール部材５０は、Ｍ２面３２とＣ２面４２とに挟持されることで防水性を確保することができれば特に配置に制限はないが、例えば、図４に示すように、Ｍ２面３２の内側端部と接触し、Ｍ２面３２の外側端部と離間するように設けることができる。このようにすれば、シール部材５０がＭ２面３２の内側端部に及ぼす押力が集中するため、外部からの水の侵入をさらに抑制できる。

シール部材５０は、Ａ２領域６２において、シール部材５０の端部がＣ２面４２と接触するように設けられていてもよい。このとき、シール部材５０の端部とＣ２面４２とが接触している箇所よりも内側で且つ第１凸部５１よりも外側の領域において、シール部材５０とＣ２面４２とは離間している。つまり、シール部材５０は、第１凸部５１と端部とがＣ２面４２と接している。このようにすれば、シール部材５０の第１凸部５１と端部とがＣ２面４２に及ぼす押力を集中させ、外部からの水の侵入をさらに抑制できる。なお、シール部材５０の一部は、Ａ２領域６２から表示装置の外部に向かってはみ出していてもよい。

シール部材５０とＣ１面４１とが面接触していることが好ましい。ここで、面接触するとは、８０％以上、好ましくは９０％以上の面において接触している状態をいう。８０％以上の面が面接触していることで、シール部材５０とＣ１面４１との密着性を向上し防水性に優れた表示装置とすることができる。なお、Ｃ１面４１と接触するシール部材５０の一部に凸部が形成されている場合、シール部材５０とＣ１面４１とを面接触させることができず、密着性が損なわれ防水性が低下してしまう可能性がある。

シール部材５０に形成される第１凸部５１及び第２凸部５２の形状は、特に制限されず、表示装置を構成する各部材の大きさによって適宜変更することができる。

シール部材５０の大きさは、特に限定されず、表示装置を構成する部材によって適宜変更することができる。本実施形態では、シール部材５０の大きさは、基板１０からＣ２面３２まで距離、もしくはＭ１面４１からＣ１面３１までの距離よりも大きく形成することが好ましい。このようにすれば、シール部材５０を表示装置に設けたときに、シール部材５０が圧縮されることで反発力を有し防水機能が向上する。

シール部材５０には、弾性力を有する材料、例えば、シリコーンゴム、ニトリルゴムなどの合成ゴムを用いることができる。上記の材料を用いたシール部材５０は、弾性を持ち挟持されることで防水性を確保することができる。

次に、本実施例に係る表示装置について説明する。

基板１０は、前面に複数の発光素子２０が実装した。ここで、基板１０の寸法は、縦約９０ｍｍ、横約１９０ｍｍ、厚み約２ｍｍであり、各発光素子２０の寸法は、縦約２ｍｍ、横約２ｍｍ、高さ約１ｍｍとした。複数の発光素子２０は、約６ｍｍの間隔で、１６（縦）×３２（横）の行列状に実装した。

マスク３０は、基板１０に実装された複数の発光素子２０に対応するように配置され、発光素子２０からの光を通過させる透光部材３０ａと、外部光を遮光する遮光部材３０ｂとが設けた。また、透光部材３０ａは透光性のポリカーボネート樹脂、遮光部材３０ｂは黒色の顔料を含んだ遮光性のポリカーボネート樹脂により形成した。マスク３０の寸法は、縦約１００ｍｍ、横約１９０ｍｍ、厚み約２ｍｍであり、透光部材は、約６ｍｍの間隔で、１６（縦）×３２（横）の行列状に形成した。また、マスク３０の周縁部から後方に向かって約６ｍｍ延びた厚さ約１ｍｍの側壁を備えた。

ケース４０は、基板１０の背面側に配置され、基板１０を支持するように設けた。ここで、ケース４０の寸法は、縦約９５ｍｍ、横約１９０ｍｍ、高さ約６ｍｍとした。

シール部材５０は、図５に示すように、断面視において、縦約５ｍｍ（Ｌ１）、横約２ｍｍ（Ｌ２）とし、縦方向における厚みは約１ｍｍ（Ｌ３）、横方向における厚みは約０．７ｍｍ（Ｌ４）とした。第１凸部５１の寸法は、高さ約０．３ｍｍ（Ｌ６）、幅約０．６ｍｍであり（Ｌ５）、Ｃ１面３１と接触する部分から約０．６ｍｍ（Ｌ７）離れた箇所に設けた。第２凸部５２の寸法は、高さ約０．７ｍｍ（Ｌ８）、幅約０．５ｍｍ（Ｌ９）とした。第２凸部５２が設けられる箇所は、Ｍ２面３２と接触する部分から約１ｍｍ（Ｌ１０）離れた箇所と、基板１０と接触する部分から約０．５ｍｍ（Ｌ１２）離れた箇所の２箇所であり、２つの第２凸部は約１ｍｍ（Ｌ１１）離間して設けた。

シール部材５０がＡ１領域６１、Ａ２領域６２、Ａ３領域６３とに亘って介在するように、マスク３０と、基板１０と、ケース４０とをねじ止めにより固定した。なお、ねじ止め箇所は、３（縦）×４（横）の１２箇所とした。上記のとおり、シール部材５０は、Ｃ２面３２と対向する位置に第１凸部５１を設けた。これにより、シール部材５０がマスク３０に及ぼす押力は軽減し見え方の悪化を抑制できたと共に防水性が向上させることができた。また、本実施例に係る表示装置は、防水性能の指標であるＩＰＸ５における防水試験においても表示装置内へ水は侵入しておらず、高い防水性を持った表示装置であることが確認できた。

図６に示すように、比較例に係る表示装置は、第１凸部５１が設けられておらず横方向における厚み（Ｌ４）が実施例に比べ厚くなっているシール部材を用いるほかは、本実施例に係る表示装置と同じ構成である。なお、比較例における横方向の厚み（Ｌ４）は、実施例における第１凸部５１の体積分程度、厚みが増加した構成とした。

比較例に係る表示装置は、防水性能の指標であるＩＰＸ５における防水試験において、表示装置内への水が侵入してしまった。また、横方向における厚み（Ｌ４）が増加したことで、シール部材がマスク３０に及ぼす力を軽減することができず、マスク３０が変形し見え方が悪化すると考えられる。

以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。

１０基板
２０発光素子
３０マスク
３０ａ透光部材
３０ｂ遮光部材
３１Ｍ１面
３２Ｍ２面
４０ケース
４１Ｃ１面
４２Ｃ２面
５０シール部材
５１第１凸部
５２第２凸部
６１Ａ１領域
６２Ａ２領域
６３Ａ３領域

Claims

複数の発光素子が前面に実装された基板と、前記基板の前方で前記基板を覆うマスクと、前記基板の後方で前記基板を支持するケースと、を備える表示装置であって、
前記マスクは、その周縁部から前記基板の後方に延びており、内側に向いたＭ１面と、後方に向いたＭ２面と、を有する側壁を備え、
前記ケースは、前記Ｍ１面と対向するＣ１面と、前記Ｍ２面と対向するＣ２面と、を有し、
前記Ｍ１面と前記Ｃ１面の間のＡ１領域、前記Ｍ２面と前記Ｃ２面の間のＡ２領域、および前記Ａ１領域と前記Ａ２領域を繋ぐＡ３領域に亘って、シール部材が設けられており、
前記シール部材は、前記Ａ３領域における前記Ｃ２面と対向する位置に、前記Ｃ２面に接する第１凸部を有することを特徴とする表示装置。
前記シール部材は、前記Ｍ１面と対向する領域において、前記Ｍ１面に接する第２凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１凸部よりも内側において、前記シール部材は前記Ｃ２面から離間していることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
前記シール部材は、前記Ｍ２面の内側端部と接触し、前記Ｍ２面の外側端部と離間していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
前記シール部材は、
前記Ａ２領域において、その端部が前記Ｃ２面と接触し、
前記シール部材の端部と前記Ｃ２面が接触している箇所よりも内側であり且つ前記第１凸部よりも外側の領域において、前記Ｃ２面と離間していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
前記発光素子は、表面実装型ＬＥＤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。