JP6879447B2

JP6879447B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6879447B2
Application number: JP2016090644A
Authority: JP
Inventors: 広明佐野; 健太郎利根; 康夫関根
Original assignee: Koha Co Ltd
Current assignee: Koha Co Ltd
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP2017198888A

Description

本発明は、表示装置に関する。

従来、発光装置として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の青色系の光を発する発光素子と、発光素子が実装される基板と、開口部を有し、開口部の中心に発光素子が位置するように基板上に配置されたケース部材と、ケース部材の開口部に充填されて発光素子を封止する透明樹脂からなる封止材とを有するものが提案されている（例えば、特許文献１）。

この発光装置の封止材には、粒状の蛍光体が分散している。蛍光体は、発光素子から発せられた青色系の光の一部を吸収して黄色系の蛍光を発し、蛍光体に吸収されなかった青色系の光と、蛍光体から発せられた黄色系の蛍光とが混合して表示装置から白色の光が発せられる。

特開２０１５−８１３４７号公報

従来の発光装置を自動販売機等の外光が照射する屋外に使用される場合には、消灯時において、ケース部材の開口部に入射した外光が封止材で反射したとき、封止材としてシリコーン系樹脂等の白色系の樹脂を用いた場合には、反射光が白っぽく見えるため、発光装置が点灯しているものと誤認されるおそれがある。また、蛍光体の含有量によっては、蛍光体の発光色（黄色）が強くなり、同様に点灯しているものと誤認されるおそれがある。

したがって、本発明の目的は、点灯状態と消灯状態の誤認を抑制することができる表示装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、配線が形成された基板と、前記基板の上に配置され、表面から裏面に貫通するように形成された平面視が長穴形状の開口部を有するケース部材と、前記基板の前記開口部の内側に配置され、前記配線に接続された発光素子と、前記ケース部材の前記開口部の前記表面側に空間を残すように前記発光素子を覆う樹脂部材とを備え、前記樹脂部材は、前記ケース部材の前記表面における前記開口部の長手方向の最大の幅に対する前記空間の高さの比が所定の値以上となるように前記開口部内に設けられ、前記ケース部材は、一層構造により形成され、前記開口部は、前記裏面から前記表面に向かって前記開口部の幅が広くなるように形成され、前記空間は、前記樹脂部材の表面から前記ケース部材の表面に向かって幅が広くなる形状を有し、当該空間の前記比は、０．４以上である表示装置を提供する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る金額表示装置の構成例を示す正面図である。図２は、７セグメントＬＥＤ発光部の１つのセグメント表示部の構成を示す平面図である。図３は、図２のセグメント表示部のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図２のセグメント表示部の消灯時の状態を示し、（ａ）は第１の実施の形態における外光入射時の光線の一例を示す断面図、（ｂ）は比較例における外光入射時の光線の一例を示す断面図である。図５は、本発明の第２の実施の形態に係る図２のセグメント表示部のＡ−Ａ線断面に対応する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。なお、以下の実施の形態では、表示装置の一例として自動販売機用の金額表示装置を挙げて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る金額表示装置の構成例を示す正面図である。

この金額表示装置１は、後述する基板上に配置されたリフレクトケース１０を有する。リフレクトケース１０は、ケース部材の一例である。

リフレクトケース１０は、例えば、５つのセグメント表示部により５桁の数字で商品価格等を表示する７セグメントＬＥＤ発光部１１と、単位記号を表示する第１の表示部１２と、「販売中」の語句を表示する第２の表示部１３と、「お札中止」の語句を表示する第３の表示部１４と、図示せぬ札挿入口に千円札が挿入されたときに点灯する第４の表示部１５と、「釣り切れ」の語句を表示する第５の表示部１６と、釣銭の１００円が切れたときに表示する第６の表示部１７と釣銭の１０円が切れたときに表示する第７の表示部１８とを備える。

また、リフレクトケース１０は、演出を表示するイルミネーション部１９、周囲の人を検知するセンサ部２０、外部とデータのやりとりをする通信機能部２１をさらに備える。

図２は、金額表示装置１の一部である７セグメントＬＥＤ発光部１１の１つのセグメント表示部２４の構成を示す平面図である。セグメント表示部２４は、「８」の字形に配置した７つの透光部２４ａと、右下のコーナ部に設けられて点を示す透光部２４ｂと、その他の部分である遮光部２４ｃとを有する。

図３は、図２で示したセグメント表示部２４のＡ−Ａ線断面図である。セグメント表示部２４は、基板３０と、基板３０上に実装された複数の発光素子３３と、複数の開口部２５を有し、各開口部２５の内側に発光素子３３が位置するように基板３０上に配置されたリフレクトケース１０と、発光素子３３を覆って開口部２５内に配置された透光性樹脂５０と、リフレクトケース１０の表面１０ａ上に設けられた拡散シート４０とを備える。リフレクトケース１０の開口部２５は、リフレクトケース１０の表面１０ａから裏面１０ｂへ貫通している。

リフレクトケース１０の複数の開口部２５は、例えば、７セグメントＬＥＤ発光部１１の透光部２４ａ、２４ｂに対応して設けられている。リフレクトケース１０の開口部２５は、発光素子３３からの発光をリフレクトケース１０の表面１０ａ側に反射する傾斜面１０ｃ、１０ｄを有する。リフレクトケース１０は、例えば、樹脂から形成される。なお、傾斜面１０ｃ、１０ｄは、傾斜面に入射した光が一部吸収されるようにすることが望ましい。

基板３０は、絶縁性の材料から形成された基材３１を有し、基材３１の表面３１ａにｎ側配線パターン３２ａ及びｐ側配線パターン３２ｂ（これらを総称するときは「配線パターン３２」という。）が形成されている。ｎ側配線パターン３２ａ及びｐ側配線パターン３２ｂには、発光素子３３のｎ側電極３３ａ及びｐ側電極３３ｂが、それぞれボンディングワイヤ３４ａ、３４ｂを介して接続されている。

発光素子３３は、例えば、発光ダイオード等を用いることができる。発光ダイオードとしては、フェイスアップ構造やフリップチップ構造など一般的に使用されている発光ダイオード構造に関して特に限定されることはない。発光素子３３の形状は、特に限定されることはない。発光素子３３は、例えば、青色系の光を発光する発光ダイオードが用いられる。

透光性樹脂５０は、開口部２５のリフレクトケース１０の表面１０ａ側に空間を残すように発光素子３３全体を覆う。透光性樹脂５０の上面５０ａの中央からリフレクトケース１０の表面１０ａまでの空間の高さＨと、リフレクトケース１０の表面１０ａにおける開口部２５の最大の幅Ｗとの比（Ｈ／Ｗ）（以下「アスペクト比」ともいう。）は、０．２以上又は０．４以上が好ましく、１．０以上がより好ましい。

透光性樹脂５０中には、例えば、複数の粒子状の蛍光体５１が分散して含有されている。透光性樹脂５０は、発光素子３３及び蛍光体５１の発光波長に対して透過性を有し、かつ、蛍光体５１を保持できる樹脂から形成される。このような樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。

透光性樹脂５０中に分散した蛍光体５１は、発光素子３３から発せられた青色系の光の一部を吸収し、例えば、黄色系の蛍光を発する。蛍光体５１に吸収されなかった青色系の光と、蛍光体５１から発せられた黄色系の蛍光が混合することによって、白色の光が発せられる。

リフレクトケース１０上に取り付けられた拡散シート４０は、発光素子３３からの発光を拡散する半透明な拡散シート基材４１と、セグメントの書体を決定する黒色インク４２と、半透明層としての薄黒色インク４３とを積層したものである。

拡散シート基材４１は、凹凸からなる拡散面４１ａを有し、この拡散面４１ａ側がリフレクトケース１０の表面１０ａに取り付けられる。仮に、拡散面４１ａを金額表示装置１の外面側にすると、外光が拡散シート基材４１の表面で乱反射してしまい、セグメント表示を認識しにくくなる。なお、拡散シート基材４１の表面をシボ加工して拡散面４１ａを形成してもよく、拡散シート基材４１に拡散剤を分散させて含有させてもよい。

黒色インク４２及び薄黒色インク４３は、拡散シート基材４１上に黒色や薄黒色の印刷等することにより形成される。セグメント表示部２４の遮光部２４ｃに対応する部分には、黒色インク４２と薄黒色インク４３の積層構造が配置されている。セグメント表示部２４の透光部２４ａ、２４ｂに対応する部分には、薄黒インク４３が配置されている。

次に、金額表示装置１の動作の一例について説明する。
（１）金額表示装置１点灯時
発光素子３３に電圧が印加されると、発光素子３３から青色系の光が発せられる。青色系の光は、一部は蛍光体５１に吸収される。蛍光体５１は、発光素子３３から発せられた青色系の光の一部を吸収して波長変換し、黄色系の蛍光を発する。蛍光体５１に吸収されなかった青色系の光と蛍光体５１から発せられた黄色系の蛍光とが混合することにより、金額表示装置１から白色の光が発せられる。

（２）金額表示装置１消灯時
図４は、図２のセグメント表示部２４の消灯時の状態を示し、図４（ａ）は、第１の実施の形態における外光入射時の光線の一例を示し、図４（ｂ）は、比較例における外光入射時の光線の一例を示す断面図である。図４（ｂ）に示す比較例は、図４（ａ）に示す実施の形態よりも透光性樹脂５０の上部の空間のアスペクト比を極端に小さくしたものである。

図４（ａ）に示すように、発光素子３３に電圧が印加されていないとき（消灯時）、拡散シート４０を透過して開口部２５に入射した外光６１は、例えば、傾斜面１０ｄで反射し、次に、透光性樹脂５０の上面５０ａで反射し、さらに、傾斜面１０ｃで反射して、拡散シート４０を透過する。傾斜面１０ｃ、１０ｄ及び透光性樹脂５０の上面５０ａで光が反射するときに光が一部吸収されるため、拡散シート４０を透過する反射光の光量は減少する。

図４（ｂ）に示す比較例は、第１の実施の形態よりもアスペクト比が小さいため、図４（ａ）と同じ場所に入射した外光６１は、透光性樹脂５０の上面５０ａで反射し、傾斜面１０ｃ、１０ｄで反射しないため、反射光の光量の減少量は図４（ａ）の場合よりも少なく、そのために点灯しているものと誤認されるおそれがある。

開口部２５に入射した外光６１は、アスペクト比が大きいほど、傾斜面１０ｃ、１０ｄ及び透光性樹脂５０の上面５０ａで反射する回数が増え、拡散シート４０を透過する反射光の光量は減少する傾向にある。さらに、拡散シート４０の薄黒色インク４３は、入射した光を一部吸収する機能を有するため、開口部２５に入射する外光６１及びその反射光の光量を減少させる。

（本実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）リフレクトケース１０の開口部２５内部に配置された透光性樹脂５０と拡散シート４０との間に空間を形成することにより、消灯状態の金額表示装置１に入射した外光が開口部２５の内部で反射し、拡散シート４０を透過する反射光の光量を減少させることができるので、金額表示装置１の点灯状態と消灯状態の誤認を抑制することができる。
（ｂ）拡散シート４０の透光部２４ｂで入射光及び反射光の一部が吸収されるため、外光が金額表示装置１に入射することで生じる反射光がさらに抑制され、金額表示装置１の点灯状態と消灯状態の誤認をさらに抑制することができる。
（ｃ）開口部２５内部に配置された透光性樹脂５０と拡散シート４０との間に空間を形成することによって、金額表示装置１に入射した外光が蛍光体５１で反射することで生じる黄色系の蛍光の反射光の光量を減少させることができる。
（ｄ）透光性樹脂５０の上に空間を形成することにより、発光素子３３の発光時及び消光時に生じる温度変化の影響による透光性樹脂５０と開口部２５との界面における残留応力の変化を減少させることができる。これにより、透光性樹脂５０のリフレクトケース１０に対する剥離や、透光性樹脂５０に生じるクラックによる発光素子３３を配線パターン３２と接続するボンディングワイヤ３４ａ、３４ｂの切断等を防ぐことができる。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る図２のセグメント表示部のＡ−Ａ線断面に対応する断面図である。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

第１の実施の形態では、リフレクトケース１０を１層構造としたが、本実施の形態においては、リフレクトケースを第１のリフレクトケース１０１と、第２のリフレクトケース１０２との２層構造にしたものである。第１のリフレクトケース１０１は、第１のケース部材の一例であり、第２のリフレクトケース１０２は、第２のケース部材の一例である。

第１のリフレクトケース１０１は、第１のリフレクトケース１０１の表面１０１ａから裏面１０１ｂまで貫通する第１の開口部２５ａを有する。第２のリフレクトケース１０２は、第２のリフレクトケース１０２の表面１０２ａから裏面１０２ｂまで貫通する第２の開口部２５ｂを有する。第２のリフレクトケース１０２の第２の開口部２５ｂの側面１０２ｃ、１０２ｄは、表面１０２ａに対して垂直な面となっているが、裏面１０２ｂから表面１０２ａに向かって拡開する傾斜面でもよい。第１の開口部２５ａの短手方向の幅は、第２の開口部２５ｂの短手方向の幅よりも広い。なお、側面１０２ｃ、１０２ｄは、側面に入射した光が一部吸収されるようにすることが望ましい。

第１の開口部２５ａ内には、透光性樹脂５０が充填されているが、第２の開口部２５ｂは、空間となっている。透光性樹脂５０は、樹脂部材の一例である。

第２のリフレクトケース１０２の第２の開口部２５ｂのアスペクト比は、０．２以上又は０．４以上が好ましく、１．０以上がより好ましい。

（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
（ａ）第１のリフレクトケース１０１の第１の開口部２５ａに透光性樹脂５０を充填することで、透光性樹脂５０の使用量を一定に保つことが可能となる。これにより、透光性樹脂５０に含有される蛍光体５１の量が略一定となり、蛍光体５１から発せられる蛍光の光量のバラつきを小さくすることが可能となる。
（ｂ）第２の開口部２５ｂの幅を第１の開口部２５ａの幅より狭くすることにより、入射した外光が第２の開口部２５ｂの内部で反射し、拡散シート４０を透過する反射光の光量をさらに減少させることができる。この結果、金額表示装置１の点灯状態と消灯状態の誤認をより抑制することができる。

［変形例］
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。

（変形例１）
蛍光体５１を含有した透光性樹脂５０の代わりに、蛍光体５１を含有していない透光性樹脂で発光素子を覆ってもよい。

（変形例２）
金額表示装置１から拡散シート４０を省いてもよい。

（変形例３）
透光性樹脂５０は上面５０ａに散乱面が形成されていてもよい。消灯時に入射した外光が透光性樹脂５０の上面５０ａで散乱することで、開口部の側面で反射する回数が増え、拡散シート４０を透過する反射光の光量をより減少させることができる。

１…金額表示装置、１０…リフレクトケース、１０ａ…表面、１０ｂ…裏面、
１０ｃ、１０ｄ…傾斜面、１１…７セグメントＬＥＤ発光部、１２…第１の表示部、
１３…第２の表示部、１４…第３の表示部、１５…第４の表示部、１６…第５の表示部、１７…第６の表示部、１８…第７の表示部、１９…イルミネーション部、
２０…センサ部、２１…通信機能部、２４…セグメント表示部、
２４ａ…透光部、２４ｂ…透光部、２４ｃ…遮光部、２５…開口部、
２５ａ…第１の開口部、２５ｂ…第２の開口部、３０…基板、３３…発光素子、
３１…基材、３１ａ…基材表面、３２ａ…ｎ側配線パターン、
３２ｂ…ｐ側配線パターン、３３…発光素子、３３ａ…ｎ側電極、３３ｂ…ｐ側電極、
３４ａ、３４ｂ…ボンディングワイヤ、
４０…拡散シート、４１…拡散シート基材、４１ａ…拡散面、４２…黒色インク、
４３…薄黒色インク、４３ａ…薄黒色インク表面、５０…透光性樹脂、
５０ａ…上面、５１…蛍光体、６１…外光、
１０１…第１のリフレクトケース、１０１ａ…表面、１０１ｂ…裏面、
１０２…第２のリフレクトケース、１０２ａ…表面、１０２ｂ…裏面、
１０２ｃ、１０２ｄ…側面、Ｈ…空間の高さ、Ｗ…開口部の最大の幅

Claims

配線が形成された基板と、
前記基板の上に配置され、表面から裏面に貫通するように形成された平面視が長穴形状の開口部を有するケース部材と、
前記基板の前記開口部の内側に配置され、前記配線に接続された発光素子と、
前記ケース部材の前記開口部の前記表面側に空間を残すように前記発光素子を覆う樹脂部材とを備え、
前記樹脂部材は、前記ケース部材の前記表面における前記開口部の長手方向の最大の幅に対する前記空間の高さの比が所定の値以上となるように前記開口部内に設けられ、
前記ケース部材は、一層構造により形成され、前記開口部は、前記裏面から前記表面に向かって前記開口部の幅が広くなるように形成され、
前記空間は、前記樹脂部材の表面から前記ケース部材の表面に向かって幅が広くなる形状を有し、当該空間の前記比は、０．４以上である表示装置。
前記ケース部材の前記表面の上に配置され、前記開口部に対応する位置に形成された光を透過させる透光部、及び前記透光部の周辺に形成された遮光部を有するシート部材を、
さらに備えた請求項１に記載の表示装置。
前記シート部材は、入射した光を拡散させる拡散面を有する請求項２に記載の表示装置。
前記樹脂部材は、前記発光素子からの光の波長を変換する蛍光体が含有された請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
前記樹脂部材は、上面に散乱面を有する請求項１に記載の表示装置。