JP6587425B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に関する。

屋外に設置される表示装置として、基板の片面上にＬＥＤ（Light Emitting Diode)などの発光素子がマトリックス状に実装された表示装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００４−３７６８４号公報

表示装置はスタジアムなどの施設の壁面に沿って設置されるだけでなく、施設の中央などにも設置される。しかし、従来の表示装置は基板の片面上にしか発光素子が実装されていないため、実装面の反対側にいる利用者は画像などを視認できないという問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、両側から表示画像を視認できる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、当該表示装置を設置した状態において、実装面を水平にされて、上下方向に離隔されて、積層配置された複数枚の基板を備えるフレームと、基板の実装面に実装されて、フレームの両側から視認可能な位置に配置されるとともに、フレームの幅方向に延びる列を形成する複数個の発光素子と、を備える。

本発明によれば、発光素子が基板の実装面のフレームの両側から視認可能な位置に配置されているので、利用者は表示画像を、表示装置を挟んで両側から視認できる。また、水平にされた基板の実装面に発光素子が実装されるので、基板は、表示装置の上方から入射する外光を遮るルーバとしても機能する。このため、外光が表示装置の上方から入射することに起因するコントラストの低下が抑制される。

実施の形態１に係る表示装置の斜視図である。 実施の形態１に係る表示装置の正面図である。 実施の形態１の発光素子を説明するための図である。 実施の形態１に係る表示装置の、発光素子の配列を説明するための図で、基板の実装面の図である。 実施の形態２に係る表示装置の、発光素子の配列を説明するための図で、基板の実装面の図である。 実施の形態２に係る表示装置に表示される画像を説明するための図である。 実施の形態３に係る表示装置の正面図である。 実施の形態３に係る表示装置の斜視図である。 実施の形態４に係る表示装置の正面図である。 実施の形態１の変形例に係る表示装置の斜視図である。 実施の形態１の変形例に係る表示装置の、一部を拡大した斜視図である。 実施の形態３の変形例に係る表示装置の、一部を拡大した斜視図である。 反射部を説明するための図である。 実施の形態１の変形例に係る表示装置の正面図である。 実施の形態１に係る表示装置を組み合わせた表示装置の正面図である。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する。
実施の形態１に係る表示装置１０を、図１〜図４を参照しながら説明する。
表示装置１０は、表示画像を正面と背面の２方向から視認可能な表示装置であり、図１、図２に示すように、複数の基板１１０と、基板１１０上に配置された複数の発光素子１２０と、基板１１０を支持する複数の支持部材１３０と、表示装置１０の下端を形成する底板１４０と、複数の基板１１０と底板１４０とを両端部で支持する側板１５０と、発光素子１２０を個別に点灯制御する図示せぬドライバ回路と、から構成される。

基板１１０は矩形状で、短手方向と比較して長手方向が長く、発光素子１２０に発光用の電力を供給するための配線パターンが設けられた硬質プリント基板である。

発光素子１２０は、図３に示すように、砲弾型のＬＥＤ（Light Emitting Diode)から構成され、赤色光、緑色光、青色光を発光する発光チップ１２１と、発光チップ１２１を封止する光透過性樹脂から形成された砲弾型の樹脂封止部１２２と、底部に形成され、発光チップ１２１に接続された電極１２５を備える。樹脂封止部１２２の先端部分には、逆円錐状の凹部１２３が形成されている。発光チップ１２１が発した光は、凹部１２３によって反射され、側面１２４から出射光Ｌ１として出射する。
発光素子１２０の電極１２５は、基板１１０の実装面１１１の配線パターンに接続され、図１，図４などに示すように１列に並べられて実装される。

複数の支持部材１３０は複数の基板１１０を、基板１１０の実装面１１１と直交する方向に並べて支持する。具体的には、複数の支持部材１３０は棒状、円筒状等に形成され、発光素子１２０の配列上に、発光素子１２０と交互に配置され、基板１１０間で各基板１１０を支持する。各支持部材１３０によって各基板１１０は、基板１１０の実装面１１１と直交する方向に並べられ、また、基板１１０の実装面１１１と、隣接する基板１１０の実装面１１１に対向する面とが対向して、かつ平行に配置される。

底板１４０は硬質の樹脂等から構成され、基板１１０と平行に配置され、表示装置１０の下縁を形成する。
側板１５０は図１、図２などに示すように、基板１１０と底板１４０の長手方向の両端部に設けられ、基板１１０と底板１４０とを両端から支持する。

表示装置１０は、基板１１０の実装面１１１を鉛直方向の下方に向けて設置される。ここで、発光素子１２０が並ぶ方向をＸ軸方向、基板１１０が並ぶ方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向をＺ軸方向とする。
この場合、発光素子１２０はＸＹ平面にマトリックス状に配置されている。また、基板１１０の実装面１１１はＸＺ平面に平行なため、発光素子１２０の側面１２４からの出射光Ｌ１は基板１１０に遮られることなく、ＸＹ平面を挟む両面側（＋Ｚ軸方向及び−Ｚ軸方向）に出射する。従って、利用者は表示装置１０を挟んで両側から画像を視認できる。

表示装置１０のドライバ回路は、基板１１０に設けられた配線パターンを介して各発光素子１２０に接続され、図示せぬ電源から入力される電力を各発光素子１２０に供給し、各発光素子１２０の輝度と発色をそれぞれ調整する回路である。

次に、上記の構成を備えた表示装置１０の作製方法について、説明する。
まず、配線パターンが設けられた基板１１０を複数用意する。
複数の発光素子１２０の電極１２５と各配線パターンとを、リフロー方式などにより半田付けすることによって、各基板１１０上に複数の発光素子１２０を１列に並べて実装する。また、ドライバ回路と各配線パターンとを、リフロー方式などにより半田付けすることによって電気的に接続する。
次に、各支持部材１３０の両端に、基板１１０及び底板１４０と接続するための接着剤を塗布する。
そして、複数の基板１１０と底板１４０を、基板１１０の実装面１１１と直交する方向に並べ、発光素子１２０間に支持部材１３０を並べ、基板１１０及び底板１４０と、支持部材１３０とを接続する。
最後に、基板１１０及び底板１４０の、Ｘ軸方向の端部のそれぞれに接着剤を塗布し、側板１５０を固定する。
以上のように作製された表示装置１０は、基板１１０の実装面１１１を鉛直方向の下方に向けて設置される。

なお、図１〜図４に示す構成は、基本構成を示したものであり、全体の強度を確保するためのフレーム、額縁などは、必要に応じて適宜配置されうるものである。

以上説明したように、本実施の形態に係る表示装置１０において、基板１１０の実装面１１１はＸＺ平面に平行であり、発光素子１２０の側面１２４からの出射光Ｌ１は基板１１０に遮られることなく、ＸＹ平面を挟む両面側（＋Ｚ軸方向と−Ｚ軸方向）に出射する。従って、利用者は表示装置１０を挟んで両側（正面側と背面側）から画像を視認できる。

また、本実施の形態に係る表示装置１０は、基板１１０の実装面１１１を鉛直方向の下方に向けて設置されるので、基板１１０がルーバの役割も兼ねることができる。このため、外光が表示装置１０の上方から入射することに起因するコントラスト低下を抑制することができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図５、図６を参照して説明する。
実施の形態１において、発光素子１２０は基板１１０の実装面１１１に１列に並んで実装されているが、発光素子１２０を表示装置１０の両側から視認可能ならば、発光素子１２０を基板１１０にどのように配置しても問題ない。例えば、図５に示すように２列に、かつ千鳥状に並んで実装されてもよい。なお、理解を容易にするため、図５において支持部材１３０は省略してある。

このように構成された表示装置１０において、Ａ列の複数の発光素子１２０と、Ｂ列の複数の発光素子１２０とで別々の画像を表示させることができる。具体的には、Ａ列の複数の発光素子１２０に図６に示す画像３１０を表示させ、Ｂ列の複数の発光素子１２０に図６に示す画像３２０を表示させることができる。表示装置１０に対して＋Ｚ軸方向にいる利用者側は、図６に示す画像３３０のように、画像３１０と画像３２０とが重なった画像を視認することとなる。また、表示装置１０に対して−Ｚ軸方向にいる利用者側は、図６に示す画像３４０のような、画像３１０と画像３２０とが重なった画像を背面から視認することとなる。
また、Ａ列の複数の発光素子１２０と、Ｂ列の複数の発光素子１２０とは、表示装置１０に対してＺ軸方向にいる利用者からの距離が異なるため、利用者には、画像３３０が立体的にみえる。このように、実施の形態２に係る表示装置１０によれば、立体的な画像を利用者に表示できる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る表示装置１０について、図７と図８を参照して説明する。実施の形態３に係る表示装置１０は、各基板１１０上において、隣り合う発光素子１２０を仕切る仕切り部材５０１が設けられている点が実施の形態１と異なる。

仕切り部材５０１は板状であり、各基板１１０上の、発光素子１２０間に配置される。また、仕切り部材５０１の設置方向は、その厚さ方向がＸ軸方向と平行になるように基板１１０上に垂設される。

このように構成された表示装置１０は、発光素子１２０から発せられ、隣接する発光素子１２０に入射する光が、仕切り部材５０１によって遮られるため、表示装置１０の表示のコントラストが向上する。
また、実施の形態１と同様に利用者は表示装置１０を挟んで両側から画像を視認することができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る表示装置１０について、図９を参照しながら説明する。実施の形態１との相違点は、表示装置１０を自転させる回転機構４００を備える点にある。

表示装置１０の中心軸上には、回転機構４００の動力を表示装置１０に伝達する回転軸部材４１０が設けられている。
回転機構４００は動力源であるモータ４０１と、モータ４０１の動力を回転軸部材４１０に伝達するギヤ列４０２と、モータ４０１を駆動する駆動回路（図示せず）と、表示装置１０の初期位置に対する角度を検出する回転角検出センサ４０３と、これらの部材を収納するハウジング４０４と、から構成される。

このようにして構成された表示装置１０は、表示装置１０の自転によって、初期位置に対する角度が所定の角度になる毎に、表示する画像を切り替えることで、１回転で１つの立体的な画像を表示できる。例えば、表示装置１０が所定角度θ回転する毎に、各発光素子１２０の位置を１つの画素の位置とし、回転角検出センサ４０３で角度θを検出する毎に、その各発光素子１２０が位置する画素に表示すべき画像を表示することにより、立体的な動画を表示することも可能である。
また、実施の形態１と同様に利用者は表示装置１０を挟んで両側から画像を視認することができる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

例えば、上記実施の形態において、発光素子１２０として砲弾型のＬＥＤを使用する例を示したが、発光素子１２０は、表面実装型、チップ型のＬＥＤであってもよい。

上記実施の形態において、支持部材１３０は、発光素子１２０が並ぶ列上に、発光素子１２０と交互に設けられているが、全ての発光素子１２０間に設ける必要はなく、設計強度などに応じて適宜間引いてもよい。また、支持部材１３０は、Ｚ軸方向から見て発光素子１２０と重ならない領域であれば、任意に配置可能である。

上記実施の形態において、支持部材１３０の両端に接着剤を塗布し、基板１１０と支持部材１３０とを接続して基板１１０を支持しているが、基板１１０に予めネジ穴を設け、そして、支持部材１３０の長手方向に直交する面に予めネジを螺入するための溝を設け、ネジ穴と溝とが連結するように基板１１０と支持部材１３０を並べ、そこにネジを螺入することで、基板１１０と支持部材１３０とを接続してもよい。その他、各部材を連結する構成は任意である。

上記実施の形態において、支持部材１３０の形状は棒状であったが、これに限られず、図１０に示すような板状の支持部材１３１でもよい。支持部材１３１は、その厚さ方向がＸ軸方向と平行になるように設置される。

支持部材１３１を設置することで、発光素子１２０から発せられ、隣接する発光素子１２０に入射する光は、支持部材１３１によって遮断されるため、表示装置１０の表示のコントラストが向上する。

また、図１１に示すような板状の支持部材１３２でもよい。支持部材１３２は、その厚さ方向がＹ軸方向と平行になるように設置される。

支持部材１３２を設置することで、Ｚ軸方向から表示装置１０に入射する外光が、支持部材１３２によって遮断されるため、表示装置１０の表示のコントラストが向上する。

実施の形態３において、仕切り部材５０１はその厚さ方向がＸ軸と平行になるように設置されているが、これに限らず、図１２に例示するように、その厚さ方向がＺ軸と平行になるように仕切り部材５０２を設置してもよい。このように仕切り部材５０２を設置することで、Ｚ軸方向から表示装置１０に入射する外光が仕切り部材５０２によって遮断されるため、表示装置１０の表示のコントラストが向上する。

実施の形態４に係る表示装置１０において、回転軸部材４１０と回転機構４００は表示装置１０からみて鉛直方向の下方に設けられているが、天井のある屋内施設などに設置する場合、回転軸部材４１０と回転機構４００を表示装置１０からみて鉛直方向の上方に設けてもよい。

また、発光素子１２０の発光光を水平方向に照射するために、砲弾型の樹脂封止部１２２に凹部１２３を形成したが、光を水平方向に反射できるならば、その構成は任意である。
例えば、図１３に示すように、発光素子１２０から照射された光を水平方向に反射する反射部１１２を、基板１１０と底板１４０の上面に配置してもよい。

上記実施の形態において表示装置１０は、水平に配置された複数の基板１１０と、支持部材１３０と、両側板１５０により、複数の開口が形成されたフレームを形成し、このフレームの各開口に発光素子１２０を配置することにより、フレームの正面及び背面から視認可能な構成とした。
しかし、画像が正面と背面から視認できるならば、そのフレームの構造及び発光素子１２０の配置は任意である。

例えば、図１４は、１枚の基板６００に複数の開口６１０を形成し、ここに発光素子１２０を配置した構成を有する表示装置１０を示す。
基板６００には、各発光素子１２０に個別に電力を供給するための配線パターンが形成されている。
発光素子１２０は、各開口６１０の上辺近傍に形成された電極パッドに電極１２５が半田付けされることにより、各開口６１０に配置される。
このような構成によっても、正面及び背面から視認可能な画像表示装置が得られる。なお、基板６００には、そのサイズに応じて、補強部材が付加されてもよい。

さらに、実施の形態１〜実施の形態３及びその変形例に係る表示装置１０を複数組み合わせることによって、より大型の表示装置を構成することもできる。例えば図１５に示されるように、４つの表示装置１０が組み合わされて、表示装置１０００が構成される。

１０，１０００ 表示装置、１１０，６００ 基板、１１１ 実装面、１１２ 反射部、１２０ 発光素子、１２１ 発光チップ、１２２ 樹脂封止部、１２３ 凹部、１２４ 側面、１２５ 電極、１３０，１３１，１３２ 支持部材、１４０ 底板、１５０ 側板、３１０，３２０，３３０，３４０ 画像、４００ 回転機構、４０１ モータ、４０２ ギヤ列、４０３ 回転角検出センサ、４０４ ハウジング、４１０ 回転軸部材、５０１，５０２ 仕切り部材、６１０ 開口

Claims (7)

1. 当該表示装置を設置した状態において、実装面を水平にされて、上下方向に離隔されて、積層配置された複数枚の基板を備えるフレームと、
   前記基板の実装面に実装されて、前記フレームの両側から視認可能な位置に配置されるとともに、前記フレームの幅方向に延びる列を形成する複数個の発光素子と、
   を備える表示装置。
2. 前記基板の実装面に形成された前記発光素子の列において、前記発光素子の間に配置されて、一の発光素子から当該発光素子に隣接する他の発光素子に入射する発光を遮断する仕切り部材を備える、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記基板の実装面に形成された前記発光素子の列において、前記発光素子の間に配置されて、前記フレームの背面から入射する外光を遮断する仕切り部材を備える、
   請求項１に記載の表示装置。
4. 前記発光素子が、前記基板の実装面において、千鳥状に配置されて、前記フレームの幅方向に延びる２本の列を形成している、
   請求項１に記載の表示装置。
5. 前記基板の実装面が、この表示装置の設置状態で、鉛直方向の下方を向いて設置されており、前記発光素子は、前記基板の実装面から下方に向かって配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記フレームを自転させる回転機構をさらに備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置が複数組み合わされて構成された、表示装置。
   

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