JP6476856B2 - 表示装置、ディスプレイ - Google Patents
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Description
図1は実施形態1に係る表示装置の模式的平面図であり、図2〜図4は、それぞれ、図1中のA−A断面、B−B断面、及びC−C断面を示す図である。なお、図1の平面図においては、理解を容易にするため、マスク40、レンズカバー70、及び絶縁膜52の図示を省略するとともに、一部の部材をハッチングをかけて示すものとした。また、図2から図4の断面図では、理解を容易にするために、各部材の厚みなどを誇張して大きめに描くとともに、一部の部材をハッチングをかけずに示すものとした。図1から図4に示すように、実施形態1に係る表示装置は、第1配線12及び第2配線14を有する基板10と、基板10の前方において第1配線12に実装された複数の発光素子20と、基板10の前方において第2配線14に実装された複数の発熱素子30と、基板10の前方に設けられたマスク40と、を備えた表示装置である。以下、詳細に説明する。
基板10は第1配線12及び第2配線14を有する。基板10の母材11としては、例えば紙フェノール基板(XPC)、紙エポキシ基板(FR−3)、ガラス布エポキシ基板(FR−4)などが用いられる。基板10は多層基板であり、母材11の一方の主面側及び他方の主面側にはそれぞれ少なくとも1つの層が設けられる。複数の層が設けられる場合、層間には絶縁膜15(例:プリプレグ、レジスト)が設けられる。基板10は、リジット基板であってもよいし、フレキシブル基板であってもよい。第1配線12及び第2配線14は銅を含む部材や導電塗料などを用いて構成される。銅箔は熱伝導率がよいため、第1配線12や第2配線14が銅箔からなる場合には、第1配線12や第2配線14を介して基板10全体に熱を伝搬させやすくなる。
複数の発光素子20は、基板10の前方において第1配線12に実装され、第1配線12への給電により点灯する。複数の発光素子20としては発光ダイオードチップやアキシャルリード型発光ダイオードなどを用いることができる。複数の発光素子20は、ワイヤボンディング、フリップチップ方式、半田付けなどによって第1配線12に実装することができる。なお、本実施形態では半田54により複数の発光素子20が第1配線12に実装されるものとする。
複数の発熱素子30は、基板10の前方において第2配線14に実装され、第2配線14への給電により発熱する。複数の発熱素子30としてはチップ型抵抗素子やアキシャルリード型抵抗素子などを用いることができる。チップ型抵抗素子を発熱素子30として用いれば、表示装置の構成を簡素化させて表示装置の見た目を向上させることができる。
マスク40は、複数の窓部を有しており、複数の発光素子20から出射された光は、マスク40の窓部を通過して表示装置の外部に取り出される。本実施形態においては、後述のとおり、マスク40の後方にレンズカバー70が設けられるが、レンズカバー70が有する曲面状のレンズ部は、マスク40の窓部からマスク40の前方に突き出しており、発光素子20は当該レンズ部の後方に配置される。なお、マスク40に太陽光などの外部光を遮断する庇を設ければ、表示装置のコントラストを高めることができる。マスク40としてはポリカーボネートやアルミなどを用いることができる。
表示装置には、防水性や配光特性を確保するためにレンズカバー70を設けてもよい。レンズカバー70は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、一例として、マスク40の後方に設けられる。ただし、レンズカバー70が有する曲面状のレンズ部はマスク40の窓部からマスク40の前方に突き出ており、マスク40の前方に位置している。マスク40の前方に位置するレンズ部上の雪や氷などは、レンズカバー70がマスク40などを介して温められることにより融ける。
基板10には多層基板が用いられる。層の数や各層の構成などは特に限定されるものではないが、本実施形態では、基板10の母材11として、ガラス布エポキシ基板(FR−4)が用いられ、母材11の一方の主面側には、第1層L1から第3層L3の3つの層が設けられ、母材11の他方の主面側には第4層L4から第6層L6の3つの層が設けられ、各層間には絶縁膜15(プリプレグ)が設けられる。以下、図5Aから図5Fを参照しつつ、各層について説明する。なお、後述のとおり、発光素子20と発熱素子30は、図5Aに示す第1層L1に配置され、他の層には配置されないが、図5B、図5C、図5D、及び図5Eにおいては、位置関係の理解が容易になるよう、第1層L1に配置される発光素子20及び発熱素子30を破線により透過的に示している。
図5Aは基板が有する第1層の模式的平面図である。第1層L1は基板10の表層である。図5Aに示すように、第1層L1の上面には、発光素子20、発熱素子30、第1配線12、及び第2配線14が設けられる。
図5Bは基板が有する第2層の模式的平面図である。第2層L2は基板10の内層である。図5Bに示すように、第2層L2の上面には金属部材50が設けられる。
図5Cは基板が有する第3層の模式的平面図である。第3層L3は基板10の内層である。図5Cに示すように、第3層L3の上面には第2配線14が設けられる。
図5Dは基板が有する第4層の模式的平面図であり、図5Eは基板が有する第5層の模式的平面図である。第4層L4と第5層L5は基板10の内層である。図5Dに示すように、第4層L4には第1配線12のアノードを構成する領域が設けられ、図5Eに示すように、第5層L5には第1配線12のカソードを構成する領域が設けられる。図5Aに示したように、第1配線12は、複数の発熱素子30が実装される第2配線14とは異なり、基板12の表層(本実施形態では第1層L1)に設けられていれば足りるが、図5D及び図5Eに示すように、第2配線14の場合と同様、その一部領域が基板10の内層(本実施形態では第4層L4、第5層L5)に設けられていることが好ましく、特に、図5D及び図5Eに示すように、複数の発光素子20を実装するための領域や外部電源への接続領域などを除く領域(第1配線12を構成する実質的にすべての領域)が基板10の内層(本実施形態では第4層L4、第5層L5)に設けられていることが好ましい。第1配線12を構成する実質的にすべての領域を基板10の内層に設ければ、第1配線12を基板10により保護して表示装置の耐久性を向上させることができる。
図5Fは基板が有する第6層の模式的平面図である。第6層は基板10の内層である。図5Fに示すように、第6層L6の上面には、複数の発光素子20を点灯制御するためのソース回路110とシンク回路120が設けられる。また、第6層L6の上面には、発光素子20用の電源コネクタ130と発熱素子30用の電源コネクタ140が設けられる。なお、ソース回路110は、例えば、複数の発光素子20のアノードに接続され、複数の発光素子20に対して順方向電圧を印加する。また、シンク回路120は、例えば、複数の発光素子20のカソードに接続され、複数の発光素子20のうちの点灯対象となる発光素子から電流を引き込む。複数の発光素子20は、ソース回路110とシンク回路120によりダイナミック点灯方式やスタテック点灯方式で点灯制御される。ソース回路110やシンク回路120には例えばICチップなどが用いられる。
発光素子12のアノードが実装される第1層L1上の第1配線12(アノード)は、ビア16を介して、第4層L4に設けられた第1配線12(アノード)に電気的に接続される。また、発光素子12のカソードが実装される第1層L1上の第1配線12(カソード)は、ビア16を介して、第5層L5に設けられた第1配線12(カソード)に電気的に接続される。また、発熱素子30の両端子が実装される第1層L1上の第2配線14は、ビア18を介して、第3層L3に設けられた第2配線14に電気的に接続される。各層の間、第1層L1の上面、及び第6層L6の下面には絶縁膜52(例:レジスト)が設けられる。
図6は、実施形態1に係る表示装置の制御方法を説明するブロック図である。図6に示すように、複数の発熱素子30への供給電力は、センサ200から情報を入力される制御部300により制御することができる。このようにして複数の発熱素子30への供給電力を制御すれば、省エネを図ることができるとともに、発光素子20が過度に熱せられることを防止して発光素子20の寿命低下を防止することができる。以下、詳細に説明する。
図7は複数の表示装置が組み合わされたディスプレイの模式的正面図である。実施形態1に係る表示装置は、例えば、図7に示す複数の表示装置が組み合わされたディスプレイ1に好ましく用いることができる。なお、複数の表示装置の少なくとも1つに実施形態1に係る表示装置を用いることもできるが、すべての表示装置に実施形態1に係る表示装置を用いることが好ましい。
10 基板
11 母材
12 第1配線
14 第2配線
15 絶縁膜
16 ビア
18 ビア
20 発光素子
30 発熱素子
40 マスク
50 金属部材
52 絶縁膜
54 半田
60 ケース
70 レンズカバー
82、84 第1パッキン、第2パッキン
90 ブラケット
100 表示装置
110 ソース回路
120 シンク回路
130 発光素子用の電源コネクタ
140 発熱素子用の電源コネクタ
200 センサ
210 温度感知センサ
220 外気感知センサ
300 制御部
S1、S2 第1領域、第2領域
L1〜L6 第1層〜第6層
Claims (12)
- 第1配線及び第2配線を有する基板と、
前記基板の前方において前記第1配線に実装された複数の発光素子と、
前記基板の前方において前記第2配線に実装された複数の発熱素子と、
前記基板の前方に設けられた複数の窓部を有するマスクと、を備え、
前記基板は、多層基板であり、
前記第2配線は、前記第1配線から絶縁されるとともに、その一部領域が前記基板の内層に設けられており、
前記マスクは、前記発熱素子の前方に設けられており、
正面から見たときに、前記発光素子は前記マスクの前記窓部内に配置されており、前記発熱素子は前記マスクによって隠れる位置に配置されていることを特徴とする表示装置。 - 前記第2配線は実質的にすべての領域が前記基板の内層に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第2配線は銅箔からなることを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
- 前記基板は第1配線と第2配線の双方から絶縁された金属部材を有す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。
- 前記金属部材は正面から見たときに前記基板の全面に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 前記第2配線は、
前記複数の発熱素子を直列に接続する複数の第1領域と、
前記複数の第1領域を並列に接続する複数の第2領域と、
を有す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。 - 前記複数の発光素子は行列方向に配置され、
前記複数の発熱素子は前記複数の発光素子の隙間を縫うように行列方向に配置される、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記発熱素子はチップ型抵抗素子であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記発光素子の上面が前記チップ型抵抗素子の上面より前記基板の前方に位置することを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
- 前記複数の発熱素子への供給電力はセンサから情報を入力される制御部により制御されることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記センサは前記基板の温度情報を感知する温度感知センサと外気情報を感知する外気感知センサを含み、
前記制御部は前記温度感知センサと前記外気感知センサとから温度情報と外気情報とをそれぞれ入力されることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。 - 複数の表示装置が組み合わされたディスプレイであって、
前記複数の表示装置の少なくとも1つが請求項1から11のいずれか1項に記載の表示装置であることを特徴とするディスプレイ。
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