JPWO2003075249A1 - 表示装置およびその光源 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオードを光源として用いる表示装置に関する。
背景技術
内部に電球や蛍光灯やネオン管を光源として配し、光源から表面に向かう光によって看板等の表面板を照射する表示装置があるが、消費電力が大きくなるために、電気代のコスト高の問題が発生するとともに、耐久時間が短いがために、交換作業が面倒な上にコストが嵩むという問題をかかえていた。
この問題を解決するためには、低消費電力でありなおかつ耐久性に優れている発光ダイオード(以下、「LED」ともいう。)を光源として使用することが望ましい。
しかし、光の放射方向が光軸の周辺に限られるLEDを表示装置の光源として使用する場合、次のような問題がある。
従来はLEDの光軸を表示面に対して垂直方向に配置したものが主流であり、1個のLEDが表示面を照らす範囲が狭く、広い面積を照らすためには多数のLEDを例えばマトリックス状に配置しなければならなく、コスト面また消費電力面のデメリットが発生していた。
この問題を解決するためのひとつの従来手段として、LEDをその光軸が表示面と並行となる方向に配置する方式があるが、次に示す問題点がある。
また、例えば、明朝体のように文字幅の異なる文字や極めて小さい文字等の製造が困難であった。
また、単一発光色のものが主流であり、表現力に乏しい表示装置が多かった。
また、LEDを表示装置に取り付ける手段として、ネジ止めや別の固定部品を必要としていた。
LEDをその光軸が表示面と並行となる方向に配置する方式は、次の2種類に大別されるため、それぞれに問題点を示す。
まず、表示面と並行になる方向に配置したLEDを透光性樹脂にて封止してしまうタイプである(特願平11−195564クレーム6)。この場合、もうひとつの方式の問題点である、LEDに集光特性を兼ね備えたものを用いた場合でも、表示面に集光特性に由来する光の強い部分が表示面にくっきりと表示されてしまうという問題が、透光性樹脂に封止するという行為のみで簡単に解消できてしまう。その理由は、いたって簡単で、本来LEDが兼ね備えた集光特性が、透光性樹脂の中に封止することで、ほとんど無くなってしまうからである。
ただし、この方式の場合、LEDを樹脂で封止するという、LEDメーカのカタログ等に記載されている、取り付け時の禁止事項に相当する行為をおこなっており、LEDの信頼性を著しく低下させる構造であるとともに、大量の樹脂を使用するために、製品の重量が重たくなることやコスト高になってしまう上に、LEDや電気配線部を樹脂で充填するがためにメンテナンスができないというデメリットが発生していた。
また、LEDの電気的接続にリード線を用いておこなう方式が採用されており、製造コストが高くなってしまうという問題点があるとともに、複雑な配線ができないという問題点もある。
もうひとつの方式は、前記方式の透光性樹脂を使用せずに、空気層を利用する方式である。この場合、前記方式の問題点である信頼性面とメンテナンス性の部分の問題はないものの、LEDに集光特性を兼ね備えたものを用いる場合に、集光特性に由来する光の強い部分が表示面にくっきりと表示されてしまうために、見栄えの悪い表示装置となってしまうという欠点が生じることとなる。
また、LEDの電気的接続や固定に、剛性を有するガラスエポキシ等をベース材とした基板を用いており、例えば文字のようにR部分を含んだ表示装置に用いるのには不向きであった。
そこで本発明は、数少ないLEDによって、表示面をほぼ均等な明るさにすることができ、信頼性が高く、軽量であり、また例えば文字のようにR部分含んだ表示面を必要とする場合でも、LEDの電気的接続および固定が容易にできる表示装置を提供することを目的とする。
さらに本発明は、集光特性を兼ね備えたLEDを光源とした場合でも、表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、メンテナンス等が容易にできる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、多彩な発光色を表示面に表示することができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば明朝体のように文字幅の異なる文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば文字形状が複雑で凹凸部分を含む文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば極めて小さな表示装置や、表示面の細い表示装置や、また文字の連続した(筆記体等)表示装置でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば500mm角程度の比較的大きなサイズの文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば1,000mm角以上のさらに大きなサイズの文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とするとともに、誰でも簡単にLEDの配置ができる表示装置を提供することを目的とする。
さらには、表示装置の厚さをさらに薄くした表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば複数色のLEDを用いる表示装置において、各色のLEDの光が良好に混ざり合い、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるとともに、色ムラの発生をほぼ解消することのできる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えばひとつの文字の内外の発光に明暗をつけたり、発光色に変化をつけたり、動きのある表現力に富んだ表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば発光時に奥行き感をもつ表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば発光時に奥行き感をもつとともに、色彩豊かな表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えばデザイン的な問題で、表示装置の裏面側に寸法的な規制がかかった場合でも、容易に電気配線等をおこなうことができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば店舗の壁等などの汚れ防止につながるとともに、表示装置の電解腐食を防止する表示装置の取り付け方法を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば曲面等でも容易にLEDの取り付けや配線が可能な表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば表示装置等に、容易にLEDの取り付けや配線が可能な光源を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば表示装置等に、容易にLEDの取り付けや配線が可能な光源を、容易に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば線膨張係数を異にする材料で表示装置を構成する場合に、気温等の変化による材料(具体的には表示面)の脱落等を防止することにより安全な表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば文字幅の異なる文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とするとともに、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でLEDの配置ができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば1,000mm角以上のさらに大きなサイズの文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができる表示装置を提供することを目的とするとともに、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でLEDの配置ができる表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば表示装置等に、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でLEDの取り付けや配線が可能な光源を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば表示装置等に使用する場合で、特に直線的な部分に使用する場合に、フレキシブル基板よりも安価で製造することができる光源を提供することを目的とする。
また本発明は、例えば表示装置等に、数多くのLEDを使用する場合でも、電圧降下に起因する部分的な輝度低下を少なくし、表示面をほぼ均等な明るさにすることができる光源を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の第1の実施の形態は、上面開放の中空体と、該中空体の内部に配される発光ダイオードと、該発光ダイオードに由来する光の透過によって情報を表示し又は照明とする、該中空体の上面開放部に取り付けられた表示面を備える表示装置において、該発光ダイオードを、該中空体の周壁の内側面、または該周壁とは別に設けた内壁の側面、あるいはその両方に、フレキシブル基板を用いて配したことを特徴とする。
第1の実施の形態によれば、自由な形に曲げることが可能なフレキシブル基板(以下、「FPC」ともいう。)を用いることにより、例えば文字や図形等をかたどるために折り曲げられた周壁面に沿って発光ダイオードを配設することを容易に行うことができる。従って、本実施の形態は、樹脂等を用いて個別に発光ダイオードを固定する必要が無いだけでなく、折り曲げられた壁面に対しても発光ダイオードを所定の間隔で配置することができるので、表示装置の信頼性が向上するとともに表示装置の軽量化を図ることもできる。
本発明の第2の実施の形態は、上面開放の中空体と、該中空体の内部に配される発光ダイオードと、該発光ダイオードに由来する光の透過によって情報を表示し又は照明とする、該中空体の上面開放部に取り付けられた表示面を備える表示装置において、前記発光ダイオードとして、パッケージの樹脂形状により集光特性を兼ね備えたものを用いる場合に、該パッケージの樹脂部分であって、前記表示面の反対側に位置する部分に、マット処理、または該パッケージの樹脂の屈折率よりも大きい屈折率を持つ素材を塗布、蒸着、または貼付したことを特徴とする。
集光特性を兼ね備えたLEDは、本来目的とする集光ポイントとは別の、LEDの光軸に対して約70度(LEDの集光特性により異なる)の方向にも集光する特性を持ち合わせている。この光が、直接表示面に強い光を照射することとなる。
この光は、LEDに集光特性を持たせるためのパッケージの樹脂形状に由来するものであり、表示面に強い光を照射する光を発生させるパッケージの樹脂部分の屈折特性をかえてしまうことで、軽減することができる。
したがって、第2の実施の形態によれば、その光の発生源であるLEDのパッケージの樹脂部の表示面の反対側に位置する部分に、マット処理、またはLEDのパッケージの樹脂の屈折率よりも大きい屈折率を持つ素材を塗布、蒸着、または貼付することで、樹脂部の一部の屈折特性を変更し、表示面をほぼ均等な明るさにすることができる。
本発明の第3の実施の形態は、上面開放の中空体と、該中空体の内部に配される発光ダイオードと、該発光ダイオードに由来する光の透過によって情報を表示し又は照明とする、該中空体の上面開放部に取り付けられた表示面を備える表示装置において、前記発光ダイオードを、その光軸が前記表示面と平行よりも下向きになる方向に配したことを特徴とする。
第3の実施の形態によれば、LEDの光軸が表示面と並行より下向きになるように配することにより、例えばLEDの光軸付近の光を、中空体の底面で反射および散乱させて良好に表示面方向に反射および散乱することができる。この結果、表示面をさらに均等な明るさにすることができるし、表示面の明るさを一層向上させることができる。
また、第3の実施の形態によれば、LEDはその光軸の反対側(LEDの裏側)からも光を発しており、LEDをその光軸よりも下側に向けることで、LEDの裏側は必然的に表示面側に傾くこととなり、本来暗くなりがちなLEDよりも外側(LEDの後側)の表示面にも良好に表示板方向に反射および拡散することができる。この結果、表示面をさらに均等な明るさにすることができる。
本発明の第4の実施の形態は、第3の実施の形態において、前記中空体の底面の、前記発光ダイオードの光軸と対向する部分に傾斜面を設けたことを特徴とする。
第4の実施の形態によれば、中空体の底面に、LEDの光軸と対向する部分に傾斜面を設けることにより、例えばLEDから発せられて中空体の底面で反射および散乱した光を、傾斜面で反射および散乱させて良好に表示面方向に反射および散乱することができる。この結果、表示面をさらに均等な明るさにすることができるし、表示面の明るさを一層向上させることができる。
本発明の第5の実施の形態は、第1から第3のいずれかの実施の形態において、前記表示面または、該表示面と前記中空体の周壁の一部を脱着可能にしたことを特徴とする。
第5の実施の形態によれば、表示面と前記中空体の周壁の一部を脱着可能にしたことで、メンテナンスを容易にすることができる。
なお、脱着可能とするために、表示面の製造方法として、中空体を使用しての現物合わせの方式で、なおかつ製造後に取り外しのできる方式を用いることにより、極めて精度の高い表示面を提供することが可能となる。
さらに、表示面と中空体の間に、例えばシリコン等の柔軟性かつ保持力のある素材を介することにより、表示面と中空体の線膨張率の緩和を図ることができ、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
また他の方式として、中空体を脱着可能な上下2つの部品に分割し、その上部側に表示面を配することにより、メンテナンスを容易にすることができる。
本発明の第6の実施の形態は、第1から第3のいずれかの実施の形態において、前記発光ダイオードとして2色以上の発光ダイオードを配し、多彩な発光色を前記表示面に表示できることを特徴とする。
第6の実施の形態によれば、発光ダイオードとして2色以上の発光ダイオードを配することで多彩な発光色を表示面に表示することができる。なお、FPCを用いることにより複雑な電気配線を容易に行うことができる。また、LEDに混色タイプのものと、異なる発光色の複数のLEDとを混在させて使用することも可能であるし、表示部の色は、昼間の視認性を高める目的や、例えば白色発光時の色調を故意に操作(例えば青っぽい白色を求める場合)したい場合には、求める簿い色を使用することが好ましいケースもある。
本発明の第7の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記底面側に向けて配設したことを特徴とする。
第7の実施の形態によれば、LEDからの放射光は、その光軸を中心として円錐状に広がるので、その光軸を底面側に向けて配設することにより、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第8の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用い、対向する前記周壁間の間隔が不均一な表示装置であって、前記発光ダイオードとして、ランプタイプの発光ダイオードと、チップタイプの発光ダイオードとを用いたことを特徴とする。
第8の実施の形態によれば、例えばランプタイプのLEDを、スペース的な問題等で部分的に配することが困難な表示装置においても、チップタイプのLEDを併用することで表示装置にLEDを配設することが可能となるとともに、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第9の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用い、対向する前記周壁間の間隔が不均一な表示装置であって、前記発光ダイオートとしてランプタイプの発光ダイオードを用い、該発光ダイオードのリードフレームの長さを変えて配設したことを特徴とする。
第9の実施の形態によれば、例えばランプタイプのLEDを、スペース的な問題等で部分的に配することが困難な表示装置においても、ランプタイプのLEDのリードフレームの長さを変える等により、ランプタイプのLEDの配置方法を変えることが可能となり、表示装置にLEDを配設することが可能となるとともに、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第10の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、少なくても一つの前記発光ダイオードを、前記周壁が狭まって形成される凹部に該発光ダイオードの光軸を向けて配設したことを特徴とする。
文字形状が複雑で凹凸部分が存在する場合には、その凹凸部分が光を遮ったりするケースが発生して、均等な発光を得にくくなる。
第10の実施の形態によれば、その凹凸が存在する部分に対向する位置にLEDを配することにより、凹凸部の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第11の実施の形態は、一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記表示面自体をマスキングによって遮光するとともに、前記周壁又は前記内壁によって遮光することで、前記表示面に光の透過箇所を形成したことを特徴とする。
第11の実施の形態によれば、例えば極めて小さな表示装置や表示面の細い表示装置やまた、文字の連続した表示装置を提供することが可能となるとともに、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第12の実施の形態は、一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記表示面自体をマスキングによって遮光することで、前記表示面に光の透過箇所を形成したことを特徴とする。
第12の実施の形態によれば、例えば極めて小さな表示装置や表示面の細い表示装置やまた、文字の連続した表示装置を容易に提供することが可能となるとともに数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第13の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用い、対向する前記周壁又は対向する前記周壁と前記内壁との間に所定幅の空間を形成する表示装置であって、前記所定幅の空間の中心部に位置する前記底面に、前記周壁又は前記内壁と並行な傾斜面を形成し、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記傾斜面側に向けて配設したことを特徴とする。
第13の実施の形態によれば、例えば500mm角程度のサイズの比較的大きな文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第14の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、対向する前記周壁の間に立設される内壁と、前記内壁の両側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記底面側に向けて配設したことを特徴とする。
第14の実施の形態によれば、例えば500mm角程度のサイズの比較的大きな文字等でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第15の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、所定間隔毎に立設される内壁と、前記内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記底面側に向けて配設したことを特徴とする。
第15の実施の形態によれば、例えば1,000mm角程度のサイズのさらに大きな文字でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになるとともに、誰でも簡単にLEDの配置をおこなうことができるようになる。
本発明の第16の実施の形態は、第15の実施の形態において、前記内壁の前記発光ダイオードよりも前記表示面に近い部分に、反射部を設けたことを特徴とする。
第16の実施の形態によれば、例えば1,000mm角程度のサイズのさらに大きな文字でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになるとともに、表示装置の厚さをさらに薄くすることができるようになる。
本発明の第17の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に発光ダイオードとを備え、前記発光ダイオードとして、異なる色の発光ダイオードが前記表示面と前記底面との間にセット化されて併設されるとともに、セット化された複数色の前記発光ダイオードが前記周壁又は前記内壁の側面に所定間隔あけて配設され、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、セット化されて併設される複数色の前記発光ダイオードの先端位置を揃えて配設したことを特徴とする。
第17の実施の形態によれば、例えば複数色のLEDを用いる表示装置において、各色のLEDの光が良好に混ざり合い、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになるとともに、色ムラの発生をほぼ解消できるようになる。
本発明の第18の実施の形態は、第17の実施の形態において、前記表示面側に配設される色の前記発光ダイオードのリードフレームを、前記底面側に配設される色の前記発光ダイオードのリードフレームよりも長くしたことを特徴とする。
第18の実施の形態によれば、例えば複数色のLEDを用いる表示装置において、各色のLEDの光が良好に混ざり合い、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになるとともに、色ムラの発生をほぼ解消できるようになる。
本発明の第19の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁で囲まれる空間を複数の空間に仕切る内壁と、前記周壁の内側面又は前記内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記内壁によって仕切られる複数の前記空間にそれぞれ前記発光ダイオードを配設したことを特徴とする。
第19の実施の形態によれば、例えばひとつの文字の内外の発光に明暗を付けることが可能となり、表現力に富んだ表示装置を提供することが可能となる。
本発明の第20の実施の形態は、第19の実施の形態において、前記発光ダイオードとして2色以上の発光ダイオードを配したことを特徴とする。
第20の実施の形態によれば、例えばひとつの文字の内外の発光に明暗を付けることや発光色に変化を付けることが可能となり、表現力に富んだ表示装置を提供することが可能となる。
本発明の第21の実施の形態は、第19又は第20の実施の形態において、前記空間毎に発光色又は発光パターンを変更する制御手段を設けたことを特徴とする。
第21の実施の形態によれば、例えばひとつの文字の内外の発光に明暗を付けることや発光色に変化を付けることが可能となり、動きのある表現力に富んだ表示装置を提供することが可能となる。
本発明の第22の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、対向する前記周壁の間に立設される内壁と、前記内壁の両側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記周壁の全面又は一部の面を光を透過させる材料で構成したことを特徴とする。
第22の実施の形態によれば、例えば発光時に奥行き感をもつ表示装置を提供することが可能となる。
本発明の第23の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、対向する一方の前記周壁面に前記発光ダイオードを配設し、他方の前記周壁面の端部に傾斜面を形成したことを特徴とする。
第23の実施の形態によれば、例えば数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになるとともに、表示面の明るさをさらに明るくすることができる。
本発明の第24の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる一対の表示面と、一対の該表示面の間に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、一方の前記表示面と前記底面との間に配置するとともに、他方の前記表示面と前記底面との間に配置することを特徴とする。
第24の実施の形態によれば、例えば発光時に奥行き感をもつとともに、色彩豊かな表示装置を提供することが可能となる。
本発明の第25の実施の形態は、木板または合成樹脂材等の筐体の一方の面に複数の凹部を形成し、前記凹部の周壁面又は前記凹部の底面に立設される内壁の側面に発光ダイオードを配設し、前記凹部の開口面に光を透過する表示部を設け、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードと接続されるリード線を通す配線穴を、前記凹部の底面に設けるとともに、前記凹部の周壁面に設け、前記凹部の周壁面に設けた前記配線穴によって2つの前記凹部間を前記リード線で接続することを特徴とする。
第25の実施の形態によれば、例えばデザイン的な問題で、表示装置の裏面側に寸法的な規制がかかった場合でも、容易に電気配線等をおこなうことが可能となる。
本発明の第26の実施の形態は、第1から第3、第7から第15、第17から第19、第22から第25のいずれかの実施の形態の設置方法であって、前記表示面を壁面や天井面等などの設置面に向け、前記表示面と前記設置面との間に空間を設けて設置することを特徴とする。
第26の実施の形態によれば、例えば店舗の壁などの汚れ防止につながるとともに、表示装置の電解腐食を防ぐことが可能となる。また第24の実施の形態においては、設置面側にも表示面を備えているために、店舗の壁面などを照明することになり、表示装置を浮かび上がらせて見せる効果を生じる。
本発明の第27の実施の形態は、所定幅で所定長さのフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の一方の面に所定間隔をあけて配設された複数の発光ダイオードとを有することを特徴とする。
第27の実施の形態によれば、例えば曲面でも配設することが可能になるのはもちろんのこと、自由長さに切断して使用することも可能となり、汎用性の高い光源として使用できる。
本発明の第28の実施の形態は、第27の実施の形態において、前記フレキシブル基板の他方の面に粘着層を設けたことを特徴とする。
第28の実施の形態によれば、FPCを容易に表示装置等に配設することが可能となり、低コスト対応が可能になるとともに、例えば曲面でも配設することが可能になるのはもちろんのこと、自由長さに切断して使用することも可能となり、汎用性の高い光源として使用できる。
本発明の第29の実施の形態は、第28の実施の形態において、前記粘着層を両面粘着テープで形成したことを特徴とする。
第29の実施の形態によれば、FPCを容易に表示装置等に配設することが可能となり、低コスト対応が可能になるとともに、例えば曲面でも配設することが可能になるのはもちろんのこと、自由長さに切断して使用することも可能となり、汎用性の高い光源として使用できる。
その際、両面粘着テープに所定の厚さを有し、クッション性のあるものを使用することにより、例えば熱による収縮寸法の異なる素材に配設する場合でも、保持性の向上を図ることが可能となる。
本発明の第30の実施の形態は、第27の実施の形態において、前記発光ダイオードをフレキシブル基板の幅方向に傾斜させて設けたことを特徴とする。
第30の実施の形態によれば、例えば使用用途を限定することなく、発光効率の向上やスペース的に問題を解決するために、いろいろな使い方ができるようになる。
本発明の第31の実施の形態は、配線パターンがあらかじめ形成されているフレキシブル基板シートの一方の面に両面テープを貼り付ける第1の工程と、前記第1の工程の後に前記フレキシブル基板シートを所定長さ所定幅の短冊状に切断する第2の工程と、前記第2の工程の後に短冊状に切断されたフレキシブル基板の他方の面に発光ダイオードを半田接続する第3の工程とを有することを特徴とする。
第31の実施の形態によれば、例えば薄くて取り扱いの困難なフレキシブル基板を用い、両面テープによる配設機能を有し、LEDを用いた光源を容易に製造することが可能となる。
本発明の第32の実施の形態は、上面開放の中空体と、前記中空体の内部に配される発光ダイオードと、前記中空体の上面開放部に取り付けられる表示部とを備え、前記中空体は前記表示部と線膨張係数を異にする材料で構成するとともに、前記表示部を前記中空体の開放部にて樹脂を硬化させることで形成し、情報の表示又は照明として用いる表示装置において、前記中空体の開放部の内周面に突起又はへこみなどの保持部を設け、前記表示部は前記保持部の位置を含んで形成されていることを特徴とする。
第32の実施の形態によれば、例えば膨張係数を異にする材料で表示装置を製造した場合でも、気温等の変化に影響されることなく、材料(具体的には表示面)が脱落することもない安全な表示装置を提供することが可能となる。
本発明の第33の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に発光ダイオードを所定間隔あけて配設する第1の光源部と、前記底面に発光ダイオードを所定間隔あけて配設する第2の光源部とを備え、前記第1の光源部では前記発光ダイオードの光軸を対向する位置の前記周壁の内周面側に向けて配置し、前記第2の光源部では前記発光ダイオードの光軸を両側に位置する前記周壁の内周面側に向けて配置し、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、対向する前記周壁間の間隔が所定寸法以下の場所には前記第1の光源部を用い、対向する前記周壁間の間隔が所定寸法以上の場所には前記第2の光源部を用いたことを特徴とする。
第33の実施の形態によれば、例えば文字幅の異なる文字等も、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるとともに、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でLEDの配置をおこなうことができるようになる。
本発明の第34の実施の形態は、全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁とを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、一方の面に複数の発光ダイオードを所定間隔あけて配設した基板を、前記底面に所定間隔あけて併設したことを特徴とする。
第34の実施の形態によれば、例えば1,000mm角程度のサイズのさらに大きな文字でも、数少ないLEDで表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになるとともに、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でLEDの配置をおこなうことができるようになる。
本発明の第35の実施の形態は、第30の実施の形態において、前記発光ダイオードのリードフレームを折り曲げることで前記発光ダイオードの光軸を傾斜させたことを特徴とする。
第35の実施の形態によれば、例えば表示装置等に、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でLEDの取り付けや配線をおこなうことができるようになる。
本発明の第36の実施の形態は、第35の実施の形態において、前記発光ダイオードのリードフレームの折り曲げ部に他の発光ダイオードのリードフレームを固着し、2つの前記発光ダイオードの光軸方向を反対方向としたことを特徴とする。
第36の実施の形態によれば、例えば表示装置等に、誰でも簡単に、かつ少ない作業工数でLEDの取り付けや配線をおこなうことができるようになる。
本発明の第37の実施の形態は、第27、第28、第29、第30、第35、又は第36の実施の形態において、前記フレキシブル基板に代えて剛性を有する基板を用いたことを特徴とする。
第37の実施の形態によれば、例えば表示装置等に使用する場合で、特に直線的な部分に使用する場合には、フレキシブル基板よりも安価で製造することができるようになる。
本発明の第38の実施の形態は、所定間隔をあけて配設された複数の発光ダイオードを基板上に有し、電源供給用のパターンによって複数の前記発光ダイオードが接続され、前記パターンに電源供給が行われている光源であって、前記パターン上の任意の複数個所をリード線を用いて接続し、前記電源供給位置から遠隔位置にある前記発光ダイオードの電圧降下を少なくすることを特徴とする。
第38の実施の形態によれば、例えば表示装置等に、数多くのLEDを使用する場合でも、電圧降下に起因する部分的な輝度低下を少なくし、表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
本発明の第39の実施の形態は、第38の実施の形態において、前記リード線の一端を、前記パターンへの電源供給位置としたことを特徴とする。
第39の実施の形態によれば、例えば表示装置等に、数多くのLEDを使用する場合でも、電圧降下に起因する部分的な輝度低下を少なくし、表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例により発明の実施の形態を説明する。
この実施例は、本発明の表示装置1を、比較的小さいサイズの屋外使用可能な赤色発光の内照式のチャンネル文字に適用したものである。
まず、図1から図5を用いて表示装置1の全体構成を説明する。
本実施例では例えば外形寸法、縦100mm、横75mm、厚さ20mm、文字幅15mmのアルファベットのBの文字を例にあげて説明する。
表示装置1は、図1に示すように、内部に配された光源部50と筐体部2と表示部3を主要部品として形成される。
筐体部2は、底面13と、この底面13の外周に立設される周壁11とより構成され、この周壁11によって囲まれる空間によりアルファベットのBの文字を構成している。従って、筐体部2の断面形状は、上部開口のコの字形をしており、正面から見るとBの文字をかたどっている。筐体部2は亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用した。
亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用することで、比較的低価格での製造が可能となる。
光源部50は、LED5とFPC4で構成されている。
LED5はリフレクタータイプであるチップタイプのLED5b(以下、「チップLED」ともいう)を採用した。その理由を説明するにあたり、まずLED5のタイプによる特性の違いを説明する。
LED5はランプタイプのLED5a(以下、「ランプLED」ともいう)とチップLED5bの2種類に大別される。
本発明に使用するにあたり、LED5には次の特性が求められることになる。
まず、表示部3側からLED5の素子自体が直接見えないことが好ましい。LED5の光は素子部分が最も明るく、距離が遠くなるほど暗くなっていくので、素子自体が表示部3から見えてしまうと見栄えの悪い表示面となってしまうからである。さらに、もともと点発光であるLED5の光を、面発光を必要とする表示装置に使用するのであるから、遠くに光を導くことができる特性が好ましい。
以上のことより、LED5にはカップタイプのフレームを使用するか、またはLED5の側面側を非透光性素材で覆ったものを使用し、なおかつ集光特性を兼ね備えるタイプのものが好ましいこととなる。
ただし、比較的小さいサイズの表示装置の場合には、上記に示した、求められる特性のうち、集光特性を持たないタイプのものでも十分に使用できるし、表示装置の高さ(厚さ)寸法が大きいものであれば、素子自体が表示部3側から見えてしまうタイプのものでも十分に使用できるケースも出てくる。
次に、ランプLED5aとチップLED5bの使い分けについて述べておく。
一般的に、LED5の価格やFPC等への実装コストを考えると、チップLED5bのほうがランプLED5aよりも安価である。
さらに、ランプLED5aを使用する場合には、集光特性に由来する、表示部3に光の強い部分が表示されてしまうことを防ぐために、特殊な処理を施さなければならなくなるためにコスト高となってしまう。
よって、可能な限りチップLED5bを使用する方が、コストを押さえる意味で有利となる。ただし、ランプLED5aのほうが、チップLED5bよりも集光特性に優れているのが現状であり、比較的大きなサイズの表示装置を提供する場合には有利となってくるため、必然的に使い分けの必要がでてくる。
その判断基準は、製品の厚さ等の条件により変動するため、明確には表現できないが、文字幅が20mm以下の場合にはチップLED5bを用いるのが好ましく、文字幅が20mm以上の場合にはランプLED5aを用いるのが好ましい。
以上のことにより、小さなサイズの表示装置である本実施例では、側面側からLED5の素子が見えない、さらに集光特性を兼ね備えないリフレクタータイプの赤色発光のチップLED5bを使用することとしたものである。具体的には、スタンレー電気社製のFR1104Bである。
チップLED5bはFPC4に形成された配線パターンに、直線状でさらに等ピッチで、半田を用いて固定および電気接続されている。本実施例の場合、チップLED5bはFPC4の表面側に、さらにその光軸をFPC4の表面に対して垂直に取り付けられている。
より好ましくは、その光軸をFPC4の表面に対して、垂直よりも下向きに傾けての取り付けであるが、実装のコスト面を考慮して垂直を選択した。
FPC4にはベース材にポリイミドを用い銅箔にて配線パターンを形成したプリント製造タイプのものを使用した。また、FPC4には、任意の箇所に電源配線できるパターンも設けられている。FPC4に形成された配線パターンの配線(結線)は、全並列・直並列・全直列の3種類を用意してあり、いずれも任意の箇所で自由に切断して使用できるもので、電源電圧や表示装置の大きさの違いによる電源容量や点灯パターン等により使い分けられる。本実施例の場合、電源配線のコストを抑えるために、全並列のものを使用している。
なお、一部のFPC4(光源部)には抵抗を配するタイプもある。
図2に示すように、光源部50は、筐体部2の周壁11の内側面12の片側のみに、底面13側に近い部分に両面粘着テープ6(以下、「両面テープ」という。)を用いて固定されるのが好ましい。電源配線等の手間が必要最小限に押さえられるからである。もちろん、文字の形状等によっては、部分的に両側の内側面12に取り付けたほうが好ましいケースも出てくる。具体的には底面13からFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、文字幅や厚さによってその寸法は変わる。本表示装置では、取り付け距離は0mmとした。
もちろん、筐体部2の周壁11の内側面12の両側に光源部50を取り付けて、表示部3の明るさを一層向上させることも可能である。
なお、本実施例には適用箇所は存在しないが、平面視で文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁11の内側面12または、別に設けた対向する内壁に、光源部を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
この際、使用する両面テープ6は、FPC4を湾曲した内側面12に取り付ける箇所もあるために、FPC4と両面テープ6のR曲率が異なることを吸収する目的と、筐体部2とFPC4の線膨張係数の違いによる収縮寸法の違いを吸収するためにも、両面テープ6は所定の厚さを有し、変形可能なクッション性のあるもののほうが好ましい。
具体的には、日東電工株式会社製の発泡ブチルゴムを基材とした、厚さ0.75mmのNo.541である。所定の厚さとは、0.3mm以上であればよく、より好ましくは0.5から0.8mmの厚さである。
なお、この両面テープ6はFPC4とチップLED5bを半田を用いて電気接続する前にFPC4に取り付けている。
ここで更に詳しく光源部50の構造とその製法について説明する。
FPC4は所定長さ(具体的には437.5mm)、所定幅(具体的には10mm)の短冊状をしている。
FPC4は効率良く低コストで製造するために、前記所定幅(具体的には10mm)方向を捨て代無しの状態で複数枚分(具体的には26枚分)連結して、シート状にして作製している。
FPC4としては、単色LED5だけを用いる場合(単色発光)には片面配線パターンタイプを用い、複数色のLEDを併設して用いる場合(複色発光)には両面配線パターンタイプを用いる。ここで、片面配線パターンタイプは全並列・直並列・全直列の結線を、両面配線パターンタイプは全並列の結線を有している。
なお、両面配線パターンタイプについても直並列や全直列も可能である。
片面配線パターンタイプのFPC4は、ポリイミド基材25μ品に銅箔35μを圧延形成したニッカン工業社製のF−30VC1−25C11を使用しており、エッチング方式で所定の配線パターンが形成されている。
その際、FPC4の材質が薄く取り扱いにくいため、取り扱い性等をよくするために、FPC4裏面に所定厚(具体的には約90μ)の保護フィルムを貼り付けて製造している。
なお、この保護フィルムは後述のFPC4への両面テープ6の貼り付け前に除去される。
さらに、FPC4に形成された配線パターン上には、絶縁処理の目的で、レジスト層を設けてある。
もちろん、LED5を電気接続するための抜き、および電源配線をおこなうための抜きが所定の位置に設けられており、電源配線パターン等が設けられていることは言うまでもない。
また、レジスト層の色は、光源部から発せられた光の反射効率、および拡散効率を高めることを目的として、白色のものを使用するのが好ましい。具体的には、サンワ化学工業社製のUR−3100W JH−2である。
上記の配線パターン上に形成される絶縁層は、カバーレイ等(材質はポリイミド等)を熱接着して形成してもよいが、抜き処理のコストダウンを図る目的で、印刷により低コストで製造可能な、レジスト層を選択した。
ただし、本実施例においては、FPC4が湾曲部に貼り付けられることがあっても、一度固定されてしまえば、繰り返して曲げストレスが加わることがないことを前提として、レジスト層を選択した経緯もあり、繰り返して曲げストレスが加わる条件にて使用する場合には、必然的にカバーレイ層を選択する必要がある。
両面配線パターンタイプのFPC4は、ポリイミド基材25μ品の両面に銅箔18μを圧延形成した東芝ケミカル社製のTLF−WQ−521/MRシリーズを使用しており、エッチング方式で所定の配線パターンが形成されている。
また、メッキ処理により、所定の箇所に表面側と裏面側の配線パターンを電気的接続するためのスルーホールが形成されている。
なお、両面配線パターンタイプの場合は、もともと両面に銅箔が形成されており薄さによる取り扱いが困難でないことと、両面をエッチング処理する必要があるため、片面配線パターンタイプの時に用いた保護フィルムは使用しなくてもよい。
さらに、FPC4に形成された表面側(LED5実装側)の配線パターン上には、絶縁を目的とする、レジスト層を設けてある。
上記の配線パターン上に形成される絶縁層は、カバーレイ等(材質はポリイミド等)を熱接着して形成してもよいが、抜き処理のコストダウンを図る目的で、印刷により低コストで対応可能な、レジスト層を選択した。
ただし、本実施例においては、FPC4が湾曲部に貼り付けられることがあっても、一度固定されてしまえば、繰り返して曲げストレスが加わることがないことを前提として、レジスト層を選択した経緯もあり、繰り返して曲げストレスが加わる条件にて使用する場合には、必然的にカバーレイ層を選択する必要がある。
また、裏面側の配線パターン上には絶縁処理を施すために、カバーレイ層を形成してある。
表面側の配線パターンと同様に、レジスト層を形成する方法もあるが、剥離強度面を考慮してカバーレイ層を選択するほうが好ましい。
要するに、裏面側のレジスト層が剥離してしまうと、FPC4自体が外れてしまう危険性があるからである。
片面および両面いずれの配線パターンタイプのFPC4ともに(以下共通の内容)、複数枚連結(具体的には26連結)のシートの必要箇所の外側のエリア4辺には、必要最低限の捨て代が設けられており、その外側のエリアには、FPC4製造時に必要な印刷の位置決めガイドが数箇所(具体的には3箇所)と、それとは別に、後述の両面テープ6を貼り付けた後に、所定寸法にカットする際の治工具との位置決めガイドが数箇所(具体的には8箇所)設けられている。
FPC4の裏面を脱脂後、FPC4のシートとほぼ同寸の両面テープ6が貼り付けられる。
こうすることにより、一度に複数毎分(具体的には26枚分)のFPC4の両面テープ6の貼り付けが可能となり、低コストでの製造が可能となる。
なお、両面テープ6にはセパレーター(剥離紙)が配されており、最終的に製品側に貼り付けられる際に除去される。
最後に、所定の治工具を用いて、所定長さ(具体的には437.5mm)、所定幅(具体的には10mm)の短冊状にカットされ、裏面一面に両面テープ6が配されたFPC4が出来上がる。
なお、短冊状には部分的に凹凸を含む形状も含む。
この製法により、捨て代を最小限に押さえ、なおかつFPC4に効率良く両面テープ6を貼り付けることが出来るようになるとともに、本来薄くて取り扱いにくいFPC4の取り扱いが、両面テープ6の貼り付けを事前におこなうことで強度を有することとなり、LED5の半田接続時の取り扱いも容易になる。
当然のことながら、LED5の半田接続前に両面テープ6を貼り付けてしまう関係上、半田接続時には約100〜300℃の熱が両面テープ6に加わってしまうこととなる。
選択した発泡ブチルゴムを基材とした両面テープ6は熱にも強く、半田接続時の熱が支障をきたさないことも選択理由のひとつである。
また、クッション性のある両面テープ6を選択した理由を以下に詳しく説明する。
一般的に物質はそれぞれに、周囲温度によって収縮寸法が異なるという特性をもっており、それを数値化したものを線膨張率や線膨張係数で表現されている。例えば、鉄鋼の線膨張係数は、1.1×10−5であり、アクリルの線膨張係数は7.0×10−5である。具体的には、たとえば長さ1mのアクリルは20℃の温度差で約1.4mmの収縮をおこすことになり、鉄鋼との収縮差を計算すると約1.2mmの差が生じることとなる。
当然、FPC4とFPC4を貼り付けて固定する材質が異なる以上、周囲温度の差による収縮寸法に差が生じる。
したがって、厚みが薄く硬質の両面テープを使用すると、両者の収縮寸法の差を吸収しきれなくなり、両面テープが外れてしまったり、FPC4に形成された配線パターン(銅箔)が断線してしまう危険性が、最終の製品形状が大きくなればなるほど高くなってしまう。
したがって、両者の収縮寸法を緩和することが可能なクッション性のある両面テープ6を使用する必要が出てくるのである。
クッション性のあるイコール、柔らかくて厚みのあるものとなるので、最終の製品形状が比較的小さい200mm以下のものであれば、厚さ0.3mm程度で十分対応可能であるし、200mm以上のものであれば、0.5mm以上のものを使用するのが好ましい。
ただし、両面テープ6をFPC4の裏面一面に配するのではなく、FPC4の所定長さよりも短い両面テープ6を部分的(例えば10mmピッチ)に配することにより、クッション性を持ち合わせないどんな両面テープ6を使用することも可能であるし、クッション性のある両面テープ6を部分的に配することにより、さらに寸法収縮に有利な取り付けができるようになる。
また、FPC4の所定幅よりも狭い両面テープ6を使用することも可能であるし、後でFPC4の所定幅よりも広い両面テープ6を貼り付けてもよい。
なお、本実施例においては両面テープ6を用いて説明したが、例えばFPC4の裏面側に粘着層を配し、その上に片面粘着テープを貼り付けてもよいし、その逆でFPC4の裏面側に片面粘着テープを貼り付けた後で、粘着層を配してもよいし、さらにはFPC4の裏面側に粘着層を配し、その上に粘着層を持たないクッション等を貼り付けた後で粘着層を配する等、いずれの手段を用いても同等の効果を得ることができるし、粘着層を接着層に変えることでも同等の効果を得ることができる。
以上の結果、直線面でも曲面でも、また、FPC4と線膨張率の異なる部材でも自由に、また容易に取り付けが可能な光源部50を提供することが可能となる。
さらに、FPC4と両面テープ6の柔らかい素材で構成されているので、はさみやカッター等を用いて、自由な位置で容易に切断することができることとなり、汎用性の高い光源部50となる。
付け加えておくが、自由な位置で切断した場合でも、電源供給が可能となるように、電源供給用のパターンは複数箇所(具体的には50箇所)に設けておくことが好ましい。
次にLED5の取り付けについて説明する。
最初に、単色発光時に使用する片面配線パターンタイプを用いる場合の説明をする。
LED5はFPC4上に、複数個(具体的には25個)を、等間隔(具体的には17.5mmピッチ)で、直線状(複数段でもよい)に半田を用いて固定および電気接続されるのが好ましい。
なお、全てのLED5を等間隔に配置する場合を説明したが、一定の規則性を持たせたパターンであってもよく、また、直線的な配列に限らず、千鳥状に配列してもよい。
前述のとおり、LED5はリフレクタータイプのチップLED5bを使用しており、その一対の電極は、FPC4の長手方向に並べて取り付ける。
本来、チップLED5bを実装する場合には、電極への曲げストレス軽減を目的として、FPC4の長手方向に対して、一対の電極が垂直方向となるように取り付けるが、後述のランプLED5aを使用する場合でも、FPC4の共通使用化を図り低コスト化をおこなう目的で、一対の電極をFPC4の長手方向に並べて取り付けることが好ましい。
本実施例においては、硬質基板を用いた場合に、電極にかかってしまう曲げストレスが、柔軟性のあるFPC4を用いていることにより、ほとんどかからないから品質面には問題のないことを実験の結果判断した。
なお、発光特性としては、チップLEDの取り付け方向は横向きでも縦向きでも斜めに取り付けた場合でも同じ特性を得ることができる。
次に、複数色発光時に使用する両面配線パターンタイプを用いる場合の説明をする。
LED5はFPC4上に、複数個(具体的には、各色25個を3色使用して計75個)を、等間隔(具体的には17.5mmピッチ)で、直線状(複数段でもよい)に半田を用いて固定および電気接続されるのが好ましい。
なお、全てのLED5を等間隔に配置する場合を説明したが、一定の規則性を持たせたパターンであってもよく、また、直線的な配列に限らず、千鳥状に配列してもよい。
LED5は3色(具体的には赤色・緑色・青色)のリフレクタータイプのチップLED5bを使用しており、FPC4の側辺に近いほうから順に、緑色・赤色・青色の順で配置するのが好ましい。
なお、クオリティーにデメリットが生じる可能性が高いものの、その他の配置順を選択してもよい。
そして、その一対の電極は、FPC4の長手方向に並べて取り付ける。
理由は、例えば前記の3色を同時に発光させると白色の発光を得ることができるが、その際に各発光色のチップLED5bの距離関係は近ければ近いほど色の混ざりが良くなり、ほぼ均等な白色を得やすくなる。
このことは他の発光の組み合わせでも共通の内容である。
各発光色のチップLED5bを出来るだけ近づけて配置するためには、チップLED5bの長辺側(幅の狭い側)を隣り合わせにして配置するほうが有利となる。
本来、チップLED5bを実装する場合には、電極への曲げストレス軽減を目的として、FPC4の長手方向に対して、一対の電極が垂直方向となるように取り付けるが、仮に、FPC4の長手方向に対して、一対の電極が垂直方向となるように3列に取り付けた場合、FPC4を曲面に取り付ける場合に、内曲げ取り付けが必要な場合には、チップLED5bのパッケージ同士が当たってしまうため、内曲げができないケースも考えられるし、また、外曲げを必要とする場合には各色のチップLED5bが開いて取り付けられることとなるために、光軸も広角に広がってしまうがために、色の混ざりが悪くなってしまう。
逆に一対の電極をFPC4の長手方向に向け、縦3段にチップLED5bを配置することで、3色のチップLED5bが同じ条件で曲面に取り付けることが可能となるので、良好な色の混ざりを得ることができる。
本実施例においては、硬質基板を用いた場合に、電極にかかってしまう曲げストレスが、柔軟性のあるFPC4を用いていることにより、ほとんどかからないから品質面には問題のないことを実験の結果判断した。
複数色を表現する場合は、1つのチップLED5bのパッケージの中に2色または3色のLED素子を配置したものを用いることも可能であるが、輝度ムラや色相ムラを解消する目的で、単色のチップLED5bを複数個組み合わせて使用する方法が好ましい。
その理由を以下に示す。
LED素子はそれぞれに、輝度や色相のバラツキをもっている。
また、VF値(一定の電流が流れる順方向の電圧値)の値もそれぞれに異なっており、この3つの要素が輝度ムラや色相ムラを生ずる大きな要因となっており、1つのチップLED5bのパッケージの中に2色または3色のLED素子を用いたタイプの製品を複数個使用していくと、3つの要素のバラツキを制御できなくなってしまい、良好な発光を得にくくなる。
そこで、各色のチップLED5bの単体で上記の3つの要素毎に分類をおこなって、同一分類品を組み合わせて使用することで、良好な発光を得ることが好ましくなる。
なお、LED素子自体にバラツキが少ない場合には、上記3つの要素の内、いずれかを省略することも可能である。
以上、光源部50の構造とその製法について説明したが、ランプLED5aの半田接続をシート状のFPC4で実施した後に、最終形状にカットする製造方法をとってもよい。
もちろん、コスト面にデメリットが生じるものの、その他の製法を用いて製造してもよい。
また、FPC4の固定に両面テープ6を使用せずに、接着剤等を用いることも可能であるし、筐体部2に別途固定用の部品を取り付けて固定することも可能である。
さらに、事前に筐体部2側または内壁側に、両面テープ6等を配しておいてからFPC4の固定をおこなうことも可能である。
本実施例では、離れた位置に配されたFPC4とFPC4の電気的接続、および外部に設けられた電源部からの配線も図示しないコバールピンやリード線等を用いておこなっている。
また、外部に設けられた電源部への配線の取り出しは、底面13の所定の場所に配線穴をあけておこなっている。
配線穴の所定の場所は、次の条件を満足する位置が好ましい。
そのひとつは、ランプLED5aから照射された一次光が底面13に反射する箇所を避けることである。
一次光が配線穴に照射された場合、その配線穴の部分だけ反射光が少なくなり発光ムラや色相ムラの原因となるからである。
この症状は、多色発光の場合の2色以上の同時点灯時に顕著に表れてくる。各色のバランスが崩れてしまうからである。
もしも、スペース的な問題等でどうしても該当箇所に配線穴をあけざるを得ない場合には、配線後に配線穴周辺に底面13と同色もしくは同系色のシートを貼り付けるか、シリコン等を用いて配線穴をふさいでしまうとよい。
もうひとつは、表示装置を取り付け面よりも浮かせて取り付ける場合に限定されるが、側面から見て配線が見えにくい位置を選択することが好ましい。具体的な場所は、表示装置が取り付けられる場所により変わってくるために明確には表現できないが、例えば、店舗などの入り口の上側に取り付けられる場合を想定すると、下側から見えにくい、表示装置の上側付近が好ましいといえる。
このことは、表示装置を固定するためのボルト等の位置関係にもいえることである。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。多色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
また、配線穴は防滴や防水対策として、シリコン等を用いてコーキング処理を施すか、グロメット等を用いることが好ましい。
以上の結果、アルファベットのBの文字を、自由な形に曲げることが可能なFPC4を用いることにより、容易にチップLED5bを表示部3または筐体部2の底面13と並行に配置および配線することが可能になる。また、光源部の固定に樹脂等を用いてチップLED5bを封止する必要もなくなるので、信頼性も増すことになるし、軽量化を図ることもできることとなる。
さらに、筐体部2の上部開口部には、表示部3が取り付けられる。
表示部3は筐体部2の上部開口部と同じ形状をしており、後々メンテナンスができるように、脱着可能な方式が採用されている。
表示部3の製造方法は2通りを確立してあり、それぞれ次に示す通りである。
ひとつめの製造方法は、まず周壁11の表示部3が入り込む部分および周壁11の上面部分に離型剤を塗り(ただし、筐体部2の材質や表面状態や塗装等の処理状態によっては塗らなくてもよい場合もある)、図3に示すように内側面12の寸法より所定寸法(具体的には1〜3mm)程度小さいサイズの透光性または透光性かつ拡散効果を持ち合わせたアクリル板8をレーザーカッター等を用いて作製し、所定高さにセットする。
そのセット方法は、所定高さの治具を底面13に数箇所置いた状態で、アクリル板8をその上に置くことでも対応できるし、図5に示す表示部押し出し棒10に相当するものを、表示部押し出し穴7から数箇所飛び出させて、その上にアクリル板8を置くことでも対応できるし、その他いかなる手段を用いてもよい。
次に、内側面12とアクリル板8の1〜3mm程度の隙間を、透光性または透光性、透光性かつ拡散効果を持ち合わせたシリコン9を用いてコーキング処理を施し硬化させ、表示部3の素材である樹脂を流し込み硬化させる。
なお、図3に示すシリコン9は、図面上ではアクリル板8と同じ厚さで図示してあるが、アクリル板8に対し、上側や下側にはみ出していてもよいし、アクリル板8にかかってもよい。
最後に図5に示すように、表示部押し出し穴7から、表示部押し出し棒10を使用して筐体部2より離型させることで、表面板3が出来上がる。
もうひとつの製造方法は、図4に示すような表示部3形状となるように次の手順で表示部3を形成する方法である。まず、周壁11の表示部3が入り込む部分および周壁11の上面部分に離型剤を塗り(ただし、筐体部2の材質や表面状態や塗装等の処理状態によっては塗らなくてもよい場合もある)、シリコン系の、または離型性を有するゴム等の上か、もしくは、ゴム等の上に、離型性を有するシート等を置くか、もしくは固定したものの上に、筐体部2を逆さまに置き、上側からゴムと周壁11の上面部分の接地面から、表示部3の素材である樹脂が流れ出ないように加圧する。そして、表示部押し出し穴7又は他に設けた図示しない注入穴から、表示部3の素材である樹脂を流し込み硬化させる。樹脂の硬化後、シリコン系の、または離型性を有するゴム等の上か、もしくは、ゴム等の上に、離型性を有するシート等を置くか、もしくは固定したものを除去し、筐体部2を表向きに置いた状態で、再度表示部3の素材である樹脂を流し込み硬化させる。
最後に図5に示すように、表示部押し出し穴7から、表示部押し出し棒10を使用して筐体部2より離型させることで、表示部3が出来上がる。
以上2つの方式を説明したが、いずれの方式についても、筐体部2を使用した現物合わせの製造方法であるため、極めて精度の高い、脱着可能な表示部3を提供することが可能となる。また、表示部3のエッジをR形状にすることが可能になり、デザイン的に優れ、迫力のある表示部3を提供することが可能になる。
もちろん、表示部3の表面は、筐体部2の周壁11とほぼ同じ高さでもよいし、筐体部2の周壁11の高さより低くしてもよい。
なお、上記のように表示部3の高さを変える場合には、エポキシ樹脂と拡散剤の配合比は、それぞれにあった配合比に変えることが好ましい。
また、表示部押し出し穴7にねじ山機能(例えばナットを溶接)を持たせ、表示部押し出し棒10にネジやボルトを用いることで、誰でも簡単に表示部3を取り外すことが可能になる。
この後、光源部50の取り付けや図示しないリード配線等の筐体部2内部の処理がすべて終了したあと、再度表示部3は筐体部2に取り付けられる。
その際に、周壁11の表示部3が入り込む部分および周壁11の上辺部分に透明または透光性シリコン等を塗ると、挿入性も良くなるし、筐体部2に対しての表示部3の保持性が増すこととなるし、筐体部2と表示部3の保持性を高める目的や線膨張率の違いを緩和する目的でも好ましい。
また、例えば筐体部2に亜鉛鋼板やステンレス板を使用した場合、表示部3に使用する樹脂との線膨張率の違いは、6倍から8倍であり、寒い環境下で使用する場合には、筐体部2の大きさに対して表示部3の大きさは小さくなるので、両者の間に隙間が生じることになり、表示部3が脱落する危険性を伴うことになる。
よって、筐体部2の周壁11の内側面12の表示部3が入り込む部分に、表示部3を形成する樹脂を流し込む前に、あらかじめ突起またはへこみという保持部を設けておくことにより、さらに筐体部2と表示部3の保持性を高めることが可能になる。なお、この突起またはへこみの高さ(深さ)は、0.3mm〜3mm程度が好ましく、表示部3の厚み内であればどこに形成されていてもよいが、表示部3の強度を考慮して、表示部3の厚みの半分くらいの位置に形成されることが好ましい。
また、この突起またはへこみという保持部は、筐体部2の製作時または製造後にハーフパンチング加工やシボリ加工を用いて実現することもできるし、例えば所定径(φ0.3mmからφ3mm程度が好ましい)のスズメッキ銅線等を所定長さ(1mmから20mm程度が好ましい)にカットしたものを、半田等を用いて溶接することで、突起を形成することも可能である。
もちろん、筐体部2の周壁11の内側面12の全周に保持部を設けることで、保持力は向上するが、メンテナンス時のことを考慮すると、保持部は部分的に設けることが好ましい。
尚、前述の表示部押し出し棒10に相当するものを用いて、アクリル板8をセットする方式の場合でも、離型性を有するゴム等を使用する方式の場合でも、事前に光源部50の取り付けや図示しないリード配線等の筐体部2内部の処理がすべて終了したあとで表示部3を形成する方法を取ることも可能になる。
その場合、いずれの方式の場合も、筐体部2の周壁11の表示部3が入り込む部分に、透明または透光性シリコン等を事前に塗った後で、上記表面板3を形成するほうが、筐体部2と表示部3の線膨張率の違いを緩和する目的で好ましい。なお、その場合に、透明または透光性シリコン等を塗る替わりに、クッション性を有するテープ等を貼り付けることでも対応可能である。
その際、使用するクッション性を有するテープ等は、透明または透光性のものか白色、あるいは、表示部の色と同じものであるほうが好ましい。
また、表示部3は、その素材に透光性かつ拡散効果を持ち合わせた樹脂が好ましく、同等の特性をもったものであれば材質は何を使用してもよい。また用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。
本実施例においては、赤色着色剤(顔料等)と拡散効果を得るための酸化チタンを含んだエポキシ樹脂を使用した。
もちろん、エポキシ樹脂に、後で拡散剤(酸化チタン等)を入れてもよい。
また、表示部3は、例えば上層に透光性樹脂を使用し、下層に透光性かつ拡散効果を持ち合わせた樹脂を使用して、いわゆる2重モールド方式を採用してもよい。
なお、着色剤(顔料等)はどちらの層に使用してもよく、もちろん2層ともに使用することも可能である。
なお、透光性のエポキシ樹脂にLED5aと同系色の蛍光色素を混合することで、より鮮やかな発光色を得ることができる。
また、エポキシ樹脂に蓄光体の粉末を混合することにより、例えば電源部に点滅制御回路等を組み込んで、LED5による発光と、蓄光体による発光を交互に表示させることが可能となる。
この場合、主にソーラーや風力発電を電源に用いる場合の、節電や機器の小型化対応が可能となり、低コストで製造できるメリットがでてくる。
以上、表示部3の製造方法を説明したが、同一製品を大量に生産する場合には、射出成形等の手段を用いたほうがコストメリットが生じてくるケースがある。
以上の結果、表示部3が脱着可能となり、メンテナンス等が容易にできるようになる。
次に、本実施例のチップLED5bの照射光の光路について図6と図7を用いて簡単に説明する。
説明をわかり易くするために、LED51から発せられた45度刻みの1次光51aと、その2次光51b、その3次光51c、その4次光51dまでをピックアップして説明することとし、1次光を太実線で、2次光を中実線で、3次光を細実線で、4次光を細破線で示している。尚、散乱光は図示しないものとする。
LED51から発せられた光の1次光51aは、LED51を中心として180度の角度で広がっていく。その1次光51aの一部は内側面12や底面13に反射および散乱し、2次光51bとなり以降同様に反射および散乱を繰り返しながら、表示部3を照射することとなる。
また、LED51から発せられた1次光51aの一部は、チップLED5bの白色パッケージ樹脂面14に反射および散乱し、2次光51bとなり以降同様に反射と散乱を繰り返しながら、表示部3を照射することとなる。
さらに実際には、180度のランダムな角度で、なおかつ複数のチップLED5bから発せられた光が混ざり合った状態で表示部3に達することになるので、均等な光が表示部3に照射されることとなる。
また、チップLED5b個々は、その一つ一つに色や輝度の差を持ち合わせているものであり、複数のチップLED5bを使用する場合には、色むらや輝度むらが出やすいものであるが、本実施例の場合には、前記のように複数のチップLED5bから発せられた光が混ざり合った状態で表示部3に達することになるので、色ムラや輝度ムラの解消にもつながる。
以上の結果、数少ないチップLED5bで表示部3をほぼ均等な明るさにすることができる。
内側面12と底面13には、光の反射効率および散乱効率を高めるために、白色塗装を施してあることが好ましい。
また、本実施例においてはFPC4に試作段階では茶色系のものを使用したが、同目的で白色レジスト印刷または白色シルク印刷をFPC4製造時に表面に施すか、取り付け後に絶縁性の白色塗料や白色の防湿コーティング剤等を用いて表面に塗布することが好ましい。この効果は、実験により検証済みである。
また、両者ともに白色塗装を施す代わりに(FPC4の表面も含む)、白色シート等を貼り付けることも可能であるし、多少は光の反射効率や散乱効果は劣るものの、その他の色を使用することも可能であるし、筐体部2を形成する素材そのもののままでもよいし、その面状態(素材面、塗装面)は鏡面でも粗面でもどちらでもよいが、表示面の幅が所定幅(具体的には25mm以上)の場合には、鏡面であるほうが好ましい。
次に、図8を用いて表示部3をさらに均等な明るさにすることと、表示部3の明るさを一層向上させる手段を説明する。
ただし、この手段はコストアップの方向につながる方法につき、コストと品質のどちらを優先するかの選択が必要となる。
その方法は、底面13に、傾斜面15を設けることである。この傾斜面15は、チップLED5bの照射光があたる位置であって、光軸と対向する位置に設けることが好ましい。図8に傾斜面15の効果をチップLED5bの照射光の光路にて示してある。
チップLED5bの光軸と対向する位置に傾斜面15を設けることにより、例えばチップLED5bの光軸付近の光を、傾斜面15で反射および散乱させて良好に表示部3方向に反射および散乱することができる。また、底面13で反射および散乱されてきた光も傾斜面15で反射および散乱させて良好に表示部3方向に反射および散乱することができる。この結果、表示部3をさらに均等な明るさにすることができるし、表示部3の明るさを一層向上させることができる。
この傾斜面15は、筐体部2自体に設けてもよいし、断面形状がコの字形の筐体部2を作製したものに、あとで断面形状が三角形の別部材を接着や両面テープ貼り等の保持手段を用いて取り付けて形成してもよい。
また、傾斜面15は、チップLED5bの光軸における照射光が鈍角に反射する角度となる面であることが好ましいが、チップLED5bの光軸における照射光が鋭角に反射する角度であってもよく、また例えば断面が扇形となるような曲面のものを採用してもよい。
なお、本実施例では、断面形状が三角形の柔らかいゴムを両面テープを用いて底面13に貼り付けた。柔らかいゴムを使用することで、文字のRの部分にも簡単に取り付けることが可能になったからである。
また、柔らかいゴムには、光の反射効率および散乱効率を高めるために、その素材自体が白色のものを選択したほうが好ましい。もちろん、白色以外の素材のものに白色塗装を施したり、白色シートを貼ることも可能であるし、その面状態(素材面、塗装面)は鏡面でも粗面でもどちらでもよい。また、多少は光の反射効率や散乱効果は劣るものの、その他の色を使用することも可能である。
また、電源部および制御回路部は、表示装置1とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
次に、本実施例を、例えばほぼ同サイズのアルファベットのCの文字の明朝体の文字に展開した例を表示装置81として図9、図10、図37を用いて説明する。
特に明朝体の場合は、同一の文字の中で、文字の太さ(文字幅)が異なることが多い。
その場合には、光源部の配置方法や使用する光源部の組み合わせ方法等を工夫することで、表示面をほぼ均等な明るさにすることが好ましい。
もちろんその他のいろいろな書体にも適用することも可能である。
なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
図に示すアルファベットのCの文字は、不均一な文字幅で構成されており、文字幅は、一番広い部分で25mmであり、一番細い部分で6mmである。
筐体部2aの断面形状は、上部開口のコの字形で、正面から見るとアルファベットのCの文字をかたどっており、材質は亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用している。
その底面13aと周壁11aの内側面12aには白色の塗装を施すのが好ましい。
25mmの文字幅に対応するために、使用する光源部には例えば赤色のランプLED5aを使用する。
なお、後ほど詳しく説明することとなるが、使用するランプLED5aは集光特性の極端に広い(具体的には半値角約50度以上のもの)ものを使用した。従って、後述の白色ペンキ73はランプLED5aの所定の場所に塗っていない。
ひとつめの配置方法は、図9に示すようにランプLED5aを搭載した光源部60とチップLED5bを搭載した光源部50を組み合わせて配置する方法である。
まず、図9に示すように、ランプLED5aを搭載した光源部60を文字幅が所定寸法以上の範囲に配置する。
この際、光源部60を取り付ける際の底面13aからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置81では取り付け距離は約2mmとした。
次に、文字幅が所定寸法以下の範囲に、チップLED5bを搭載した光源部50を配置する。
この際、光源部60を取り付ける際の底面13aからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置81では取り付け距離は約2mmとした。
なお、図9に示すように、部分的にランプLED5aのリードフレームを短くカットして対応する方法が、スペース的な問題の解消と、発光効率の向上を目的として好ましいケースもでてくる。
また、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁11aの内側面12aまたは、別に設けた対向する内壁(本表示装置81には設けられていない)に、光源部50を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
このことは、以下に示すもうひとつの配置方法についても共通の内容である。
もうひとつの配置方法は、図10に示すように、ランプLED5aを搭載した光源部60に、ランプLED5a単体を追加配置する方法である。
まず、図10に示すように、ランプLED5aを搭載した光源部60を文字幅が所定寸法以上の範囲に配置する。
その際光源部60を取り付ける際の底面13aからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置81では取り付け距離は約2mmとした。
次に、リードフレームの長さを変更した(必要に応じた長さの)ランプLED5aの単品を、光源部60の未配置部分に追加していく。
もちろんリードフレームを部分的に折り曲げて、光軸を光を増強したい部分に向けて使用することも可能である。
その際、FPC4に設けられた電源配線用のパターンや、ランプLED5aを電気接続するためのパターンを用いるのが好ましく、追加するランプLED5aの固定や電気的接続が効率よく可能となる。
また、どうしてもFPC4に設けられた電気接続用のパターンや、ランプLED5aを電気接続するためのパターンを用いて、ランプLED5aの固定や電気的接続が出来ない場合には、ランプLED5aのリードフレーム16や別のリード線を使用してランプLED5aを追加するのが好ましい。
その場合、ランプLED5aの固定が不安定な場合には、所定箇所の固定を透明または透光性のシリコン17等でおこなうことが好ましい。
なお、追加するランプLED5aの取り付け角度は底面に対して並行より下向きに取り付けるほうが好ましいことは言うまでもない。
もう1つの配置方法は、図37に示す、例えば文字幅の広い部分が70mmであり、一番細い部分が15mmのアルファベットのCの文字の表示装置95にて説明する。
筐体部2dの断面形状は、上部開口のコの字形で、正面から見るとアルファベットのCの文字をかたどっており、材質は亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用している。
その底面13dと周壁11dの内側面12dの色は白色が好ましく、本表示装置95には白色の塗装を施した。
70mmの文字幅に対応するために、使用する光源部には例えば赤色発光のランプLED5aを使用する。
なお、後ほど詳しく説明することとなるが、使用するランプLED5aは集光特性の極端に広い(具体的には半値角約50度以上のもの)ものを使用した。
従って、後述の白色ペンキ73はランプLED5aの所定の場所に塗っていない。
その配置方法は、ランプLED5aを搭載した光源部60と、同じくランプLED5aを搭載した光源部80を組み合わせて配置する方法である。
まず、図37に示すように、光源部60を文字幅が所定寸法以下の範囲に配置する。
この際、光源部60を取り付ける際の底面13dからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置95では取り付け距離は約2mmとした。
次に、文字幅が所定寸法以上の範囲に、光源部80を、底面13dに配置する。これにより、組み立ての際の作業効率を向上させることが可能となる。
また、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁11dの内側面12dまたは、別に設けた対向する内壁(本表示装置95には設けられていない)あるいは底面13dに、光源部を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
なお、文字の大きさや形状によっては、光源部80を用いる代わりに光源部70を用いたり、またはその両方を用いたほうが良いケースも出てくるし、例えば、文字の太さがほぼ等しい表示装置に対応する場合には、光源部80または光源部70のみを底面13dに配置するほうが好ましいケースも出てくる。
以上、3通りの光源部の配置方法を別々に説明したが、3通りの光源部の配置方法のうちのいずれかを組み合わせて使用するほうが好ましいケースもあるし、場合によってはすべて配置方法を組み合わせて使用するほうが好ましいケースある。
また、リードフレームの長さを変更した(必要に応じた長さの)ランプLED5aの単品を、光源部の未配置部分に追加する手法は、すでに光源部を配置した部分への光源の追加の際にも有効に活用できることも付け加えておく。
以上、3通りの光源部の配置方法を説明したが、いずれも方式の場合も、離れた位置に配されたFPC4とFPC4の電気的接続と、外部に設けられた電源部からの配線は、図示しないコバールピンやリード線等を用いておこなっている。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
また、配線穴は、防滴や防水対策として、シリコン等を用いてコーキング処理を施すか、グロメット等を用いることが好ましい。なお、その際には、シリコンやグロメット等は白色のものを使用するのが好ましい。
また、表示部は表示装置1と同様にして形成される。本表示装置81の場合、樹脂は赤色のものを使用した。
以上、2通りの光源部の配置方法を説明したが、前者は光源部の複雑な取り付けや配線の必要がないので、製造コストを抑える場合に好ましく、後者は光源の発光(色ムラや輝度ムラ)を揃えたい場合に用いるのが好ましい。
また、電源部および制御回路部は、表示装置81とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
さらに、チップLED5bに混色タイプのものを使用するか、または異なる発光色の複数のチップLED5bを使用することと、表示部3の色を白色に限定すること、およびFPC4や基板4aを用いることにより複雑な電気配線が可能になったことで、上記構造の表示装置において、多彩な発光色を表示部3に表示することができることとなる。
なお、チップLED5bに混色タイプのものと、異なる発光色の複数のチップLED5bとを混在させて使用することも可能である。
なお、表示部の色は、昼間の視認性を高める目的や、例えば白色発光時の色調を故意に操作(例えば青っぽい白色を求める場合)したい場合には、求める薄い色を使用することが好ましいケースもある。
この例を3つの連続文字の表示装置82を示す図11、図12を用いて説明する。
この表示装置82は、例えば、3文字を合わせた文字の幅方向寸法は130mmで、文字高さはOの文字が70mmでcaの文字が50mm、厚さ寸法25mmのサイズのものであり、アルファベットのOcaの連続する筆記体文字を形成している。
図11、図12に示すように、本実施例では、Oとaの文字は周壁11bだけで表示空間を形成し、内壁を設けることなく表示部3bの一部を塗装によってマスキングすることで文字を形成している。一方本実施例では、cの文字は周壁11bと内壁とによって表示空間を形成し、表示部3bの一部を塗装によってマスキングすることなしに文字を形成している。このように本実施例では、周壁11bや内壁によって表示空間を形成するとともに、表示部3bの一部を塗装によってマスキングすることによっても表示部分を形成することで複雑な文字や図形などを表示する場合にも均一な発光を実現することができる。
このように、閉鎖と開口は同一製品内で混在しているケースもあるし、どちらか一方に統一されるケースもある。
筐体部2bは底面13bと周壁11bがABS樹脂を原料として射出成形にて同時に形成されており、その底面13bと周壁11bの内側面12b以外の場所には、最終製品塗装色である所定の塗装(具体的には黒色)を施してある。その際に使用するABS樹脂は、遮光性を有する白色のものが好ましい。
また、表示部3bも同じようにアクリル樹脂を原料として射出成形にて形成されており、文字を形成する上段と、その上段部より所定寸法(具体的には3mm)ほど大きい、筐体部とのジョイントを主目的とした下段の2段形状をしている。その際に使用するアクリル樹脂は、透光性かつ拡散効果をもつものが好ましく、また用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。
なお、アクリル樹脂に拡散効果をもたないものを使用して、後で拡散印刷を施したり、別の拡散シートとの組み合わせで同等の効果を得てもよい。
また、表示部3bの発光面および下面以外の面は、内面の反射効率を良くするために、下地に白色塗装を施した後に、最終製品塗装色である所定塗装(具体的には黒色)を施すのが好ましい。
内部に配置する光源は、例えばLED5は3色(具体的には赤色・緑色・青色)のリフレクタータイプのチップLED5bを使用している光源部50であり、図のような配置で表示面をほぼ均等な明るさにしている。
また本表示装置82には適用されていないが、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁11bの内側面12bまたは、別に設けた対向する内壁に、光源部を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
光源部50を取り付ける際の底面13bからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置82では取り付け距離は約2mmとした。
この時、FPC4の外形から、LEDの実装パターンまでの距離の短いほうが、筐体部2bの底面13b側にくるように取り付けることが好ましい。3色の色の混ざりがよくなるからである。
なお、表示部3bと筐体部2bは正面から見ると、ほぼ同じ外形形状をしていることが好ましく、さらに表示部3bの例えばOの文字とaの文字の中央部に存在する、非発光部の筐体部2b側には内壁は設けないことが好ましい。
また、筐体部2bの周壁11bの内側面12bの形状は、必ずしも外形形状と一致させる必要はなく、特に文字形状が複雑な(凹凸の多い)部分は、周壁11bの一部を薄くして、発光効率を高めることが好ましい。
こうすることにより、光源部50の使用数も少なくできるし、取り付けや配線の手間も省けることとなり、低コストでの製造対応が可能となる。
また、発光部の文字幅が狭く、電源配線等が困難な場合や、配線効率を向上させる目的で、発光部に関係のない文字と文字の間の周壁11bを除去することが好ましく、配線スペースを確保したり、作業性の向上を図ることができる。
なお、離れた位置に配されたFPC4とFPC4の電気的接続と、外部に設けられた電源部からの配線は、図示しないコバールピンやリード線等を用いておこなっている。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
最終的に、表示部3bと筐体2bは図示しない所定箇所に設けられたフックにより固定される。
また、電源部および制御回路部は、表示装置82とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
次に、図13を用いて、さらに低コストで対応可能な、3つの連続文字の表示装置83を説明する。
例えば文字サイズ等は前記表示装置82と同様である。
図13に示すように、表示部3cは上記表示部3cの底面に更にもう一段の段差を設けて最下段にフラット面を有する形状をしており、上記と同様にアクリルを原料として射出成形により形成される。
その際に使用するアクリル樹脂は、透光性かつ拡散効果をもつものが好ましく、また用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。
なお、アクリル樹脂に拡散効果をもたないものを使用して、後で拡散印刷を施したり、別の拡散シートとの組み合わせで同等の効果を得てもよい。
また、表示部3cの発光面および下面以外の面は、内面の反射効率を良くするために、下地に白色塗装を施した後に、最終製品塗装色である所定の塗装(具体的には黒色)を施こすのが好ましい。
筐体2cは、表示部3cの外形とほぼ同寸であることが好ましく、上面開放の箱状体をしており、ABS樹脂を原料として射出成形にて同時に形成されている。その底面13cと周壁11cの内側面12c以外の場所には、最終製品塗装色である所定の塗装(具体的には黒色)を施してある。その際に使用するABS樹脂は、遮光性を有する白色のものが好ましい。
なお、本表示装置83を例えば自動販売機などに、文字形状にくり抜いた印刷板から表示部3c部だけを飛び出させて表示させるケース(したがって、光源部を収納した筐体部2cは見えなくなる)等に使用する場合には、上記の塗装は省略することも可能である。
内部に配置する光源は、例えばLED5に3色(具体的には赤色・緑色・青色)のランプLED5cを使用している光源部60であり、図14のような配置で表示面をほぼ均等な明るさにしている。
光源部60を取り付ける際の底面13cからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置83では取り付け距離は約3mmとした。
なお、離れた位置に配されたFPC4とFPC4の電気的接続と、外部に設けられた電源部からの配線は、図示しないコバールピンやリード線等を用いておこなっている。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
最終的に、表示部3cと筐体2cは図示しない所定箇所に設けられたフックにより固定される。
この構造にすることにより、上記表示装置82のケースよりも、更に低コストの表示装置83を提供することができる。
なお、光源部60に使用するFPC4は、折り曲げを必要としないため、FPC4よりも低価格で製造可能な、硬質プリント基板4a(以下、「基板」という)を使用することも可能であるし、その場合、基板4aの裏面に両面テープ6を使用することなく、筐体部2cに基板4a固定用のフック等を設けて固定することが好ましく、更に低コストでの製造対応が可能となる。
また、電源部および制御回路部は、表示装置83とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
以上、2通りの表示装置について説明したが、前者の表示装置82は例えば、本表示装置82を図示しないフック等を用いて店舗などの天井から吊るして取り付ける場合等に、見栄えをよくする目的で、文字の形状が製品形状とほぼ等しくなるような製品を求められた時に用いるのが好ましく、後者の表示装置83は例えば、自動販売機などに、文字形状にくり抜いた印刷板から表示部3c部だけを飛び出させて表示させるケース(したがって、光源部60を収納した筐体部2cは見えなくなる)等、低コストで製造したい場合に用いることが好ましい。
なお、上記実施例で説明した表示装置は、例えばボルトを用いて、店舗の壁などに取り付けられて使用されるが、ボルトや店舗の壁などの図示と説明は省略するが、店舗の壁などの汚れ防止と電解腐食の防止を目的として、表示装置と店舖の壁などの間には空間を設けて取り付けるほうが好ましい。
さらに、夏場等の気温熱による内部の空気膨張を緩和する目的で、通気穴を設けることが好ましい。
具体的な方法は、製品の下部に位置する、筐体の底面の任意箇所に図示しない通気穴を設けて、通気テープ(具体的には日東電工社製ミクロテックス)等を貼り付けている。
また、FPCや基板の配線パターンやLEDのリードフレームのサビや腐食の防止を目的として、光源部には防湿コーティングを施しておくのが好ましい。
図15に示す実施例は、本発明の表示装置を、比較的大きいサイズの屋外使用可能な赤色発光の内照式のチャンネル文字に適用したものである。
なお、前記実施例と同一機能、同一構成の部材には同一番号を付して説明を一部省略する。また、同一の目的や効果や代替手段についても説明を一部省略する。
まず、図15を用いて表示装置21の全体構成を説明する。
本実施例では例えば外形寸法、縦500mm、横400mm、厚さ40mm、文字幅100mm、のアルファベットのRの文字を例にあげて説明する。
表示装置21は、図15に示すように、内部に配された光源部60と、筐体部22と、表示部23と、この表示部23を脱着可能にするための蓋部24とを主要部品として形成される。筐体部22の断面形状は上部開口のコの字形をしており、正面から見るとRの文字の外側部分のみの形状をかたどっている。
また、本実施例の場合、筐体部22の周壁31とは別に、LED5の取り付け用の内壁32が、筐体部22の底面35に対してほぼ垂直になるように取り付けられている。本実施例の場合、この内壁32の高さは約13mmであり、低ければ低いほうが好ましい。
筐体部22および蓋部24の材質は亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用した。
亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用したのは、比較的低価格での製造が可能だったからである。
光源部60は、LED5とFPC4で構成されている。
本実施例では、比較的大きな文字の表示装置21であるために、LED5はフレームにカップタイプのものを使用した集光特性を持ち合わせた赤色発光のランプLED5aを採用した。具体的には、EVERLIGHT社製の383−2SURC/S530である。その理由は、前述の通りである。
LED5aはFPC4に形成された配線パターンに、直線状でさらに等ピッチで、半田を用いて固定および電気接続されている。本実施例の場合、LED5aはFPC4の表面側に、さらにその光軸をFPC4の表面に対し垂直より約15度(最終的に約20度で以降同様)傾けて取り付けてある。
この角度は、文字幅や厚さによって、要するに製品毎に理想的な角度は異なってくる。ただし、低価格化を考慮して標準化を図ったために最終的な取り付け角度は約20度に決定した。なお、この取り付け角度は、10度から45度までの間が好ましいが、クオリティーにデメリットが生じるものの、1度から89度までの間で実用化は可能である。
この目的および効果については後ほど詳しく説明する。
通常、ランプLED5aをFPC4に取り付ける際には、FPC4側にランプLED5aの2本のリードの貫通穴を設けて、FPC4の裏面側に設けた配線用のパターンに半田を用いて接続するのが一般的であるが、両面テープ6による固定の際の作業性の向上および、メンテナンスの際のランプLED5aの取り替え性を考慮して、FPC4の表面側に取り付けるほうが好ましく、その方法を選択している。
したがって、FPC4側に貫通穴を設けて、裏面側で半田接続をする方法を採用することも可能である。
FPC4にはベース材にポリイミドを用い銅箔にて配線パターンを形成したプリント製造タイプのものを使用した。また、FPC4には、任意の箇所に電源配線できるパターンも設けられている。FPC4に形成された配線パターンの配線(結線)は、全並列・直並列・全直列の3種類を用意してあり、いずれも任意の箇所で自由に切断できるもので、電源電圧や表示装置の大きさによる電源容量や、点灯パターンにより使い分けられ、本実施例の場合、電源のコスト面を考慮して、FPC4は直並列のものを使用している。具体的には、6直列15V駆動である。全直列を採用してさらなる電源部分のコストダウンを図る方法もあるが、屋外で使用するために、高電圧の使用は避けることした。
なお、一部のFPC4(光源部)には抵抗を配するタイプもある。
図15に示すように光源部60は、周壁31の内側面33および内壁32の側面34(内壁の内側面のこと意味し、両面に光源部を取り付けることもあるために、「内壁」ともいう)に底面35から約4mmの高さの位置にランプLED5aの樹脂部の先端がくるように両面テープ6を用いて固定されるのが好ましい。(なお、別の表示装置との基準を共通化するために、底面35からFPC4の底面側の辺までの距離に表現を変更する。)
なお、底面35からFPC4の底面側の辺までの距離は、文字幅や厚さによってその寸法は変わり、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置21では取り付け位置は約3mmとした。
この時、光源部60の配置方法には次に示すいくつかの方法がある。
ひとつは、図15に示すように、筐体部22の周壁31および内壁32に光源部を配置する方法である。この場合、光源部60のランプLED5aは文字の内側に光軸が向くこととなる。また周壁31間、又は周壁31と内壁32との間の底面35には、断面が半円弧状の曲面からなる傾斜面26を設けている。このような傾斜面26を文字幅の略中心部に設けることで、特に文字幅が広い場合に有効である。
もちろん、文字幅の狭い製品の場合には、片方の内側面33のみに光源部60を配置することが好ましいケースもあるし、文字の形状等によっては、部分的に両側の内側面33に配するほうが好ましいケースもある。
また、内壁32は、筐体部22の製造時にあらかじめ設けておいてもよいが、後でL字アングル等を用いて配するほうが好ましい。
その理由は、仮に表示面をほぼ均等な明るさにすることができなかった場合に、取り外して、別の配置に修正することができるようになるからである。
もちろん、その際に使用するL字アングルは白色が好ましく、またL字でなくてもT字のものでもよい。
さらに、そのL字アングルは樹脂製のものが好ましい。例えばはさみやカッター等を用いて、部分的にVカット部形成することで、容易に曲線部分等に取り付けることが可能になるからである。
なお、L字アングルを底面35に固定する際には、両面テープを使用している。その際に使用する両面テープは、L字アングルと筐体部22の線膨張率の違いを緩和する目的で、所定の厚さを有し、変形可能なクッション性のあるもののほうが好ましい。所定の厚さとは、0.3mm以上であればよく、より好ましくは0.5mmから0.8mmの厚さである。
したがって、FPC4を固定するのに用いるもの同じ、日東電工株式会社製の発泡ブチルを基材とした、厚さ0.75mmのNo.541を選択した。
なお、本表示装置21の内壁32は、筐体部22の製造時に同時に形成されたものである。
なお、後述の表示装置10と表示装置13を除くすべての表示装置の内壁32は、白色の樹脂製のL字アングルを用いて形成されている。
次に別の光源部の配置方法を表示装置84として、図16に示す。
本実施例は、周壁31aによって形成される所定幅の空間のほぼ中心部に位置する底面35aに、内壁32aを設け、この内壁32aの両側に光源部60を配置する方法である。
この場合、光源部60のランプLED5aは文字の外側(すなわち周壁31aの内側面33a)に向かって光軸が向くこととなる。
更に別の光源部の配置方法を示す。
それは、上記の2通りの配置方法をミックスする方法である。
文字はいろいろなサイズや文字幅が存在するため、光源部60の使用バランスが崩れてしまう場所が存在するケースが生じてくる。その場合は必然的に周壁31と内壁32の両方を駆使して光源部60を配置する必要が出てくるためである。
もうひとつの方法は表示装置85として図17を用いて説明する。
図17に示すように、特に大きな文字を製造する場合に、発光状態を考慮した配置の緻密な計算なくして誰でも簡単に配置できる方法である。
なお、図17は、例えば外形寸法、縦1,000mm、横800mm、厚さ40mm、文字幅200mmの場合のRの文字である。
その方法は、文字の形状は関係なく、光源部60を等間隔(具体的には60mm間隔)に配したもので、内壁32bの両側に配置していく方法が好ましい。
もちろん、光源部60を内壁32bの片側のみに取り付けてもよいし、この方式と上記の3方式を組み合わせてもよい。
なお、この方法を使用して、内壁32bを2列以上設けて光源60を配置する場合には、周壁31aによる反射光がほとんど存在しなくなる箇所が出てくるために、表示面をほぼ均等な明るさにすることができなくなる。
その解決策を以下に示す。
それは、光源部60と表示部23bの間の所定位置に、拡散板75(散乱板)を配することが好ましく、表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
所定位置とは、光源部60もしくは表示部23bと拡散板75(散乱板)との距離が5mm以上離れていることが好ましく、より好ましくは表示部23bと筐体部22bの底面35bとの中間付近である。
拡散板75(散乱板)は透明なアクリル板の片面に白色顔料(例えば酸化チタン粉末)を印刷したものが好ましく、一面側から他面側へと光を透過させる際に、透過する光は白色顔料に当たって散乱されるので、たとえ入射光の方向が揃っていても、放射される光の方向はランダムとなるために、ほぼ均等な明るさの表示面となるわけである。
ただし、この効果を得るためには、製品の厚さは50mm前後必要となる。
もちろん、拡散板75(散乱板)に拡散アクリル等を用いることも可能である。
次に、製品の厚さを40mm前後で対応するための手段を示す。
それは、図18に示すように、内壁32bの上端部の形状を三角形の山状37(反射面)にすることが好ましく、FPC4とFPC4の間の光の少ない部分に反射光を発生させることが可能となり、ほぼ均等な明るさの表示面を得ることができる。
図18には、片方の光源部60に配した内壁32bの上端部のみの形状を三角形の山状37(反射面)にしたものと、内壁32bには三角形の山状37(反射面)にしないものを図示しており、それぞれに光の軌跡を示したものである。なお、わかり易くするために、三角形の山状37(反射面)により発生した反射光は、太線で表示する。
こうすることにより、製品の厚さを40mm前後までスリム化することが可能となる。
もちろん、厚さ50mm以上の表示装置に適用することにより、さらに表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
なお、表示装置85においては、上記の拡散板75(散乱板)を固定するために、固定部材38(具体的には板金加工品)を取り付けるのが好ましい。
この固定部材38を使用することにより、表示装置21および表示装置84よりも、筐体部22の簡素化が可能となるので、図18に示す。
表示装置21および表示装置84においては、筐体部22の形状は、上部開放のコの字形のものを使用しているが、表示装置85の筐体部22bには平板状のものを使用している。その平板上のものに上記固定部材38を所定箇所にネジ等を用いて取り付け(この時に拡散板を挟み込んで取り付ける)、蓋部24bを取り付ける方法を用いている。
そして、最後に蓋部24bと筐体部22b(平板)の隙間をシリコン等を用いて防滴や防水処理を施す。
こうすることにより、筐体部22bを低コストで製造できるようになるとともに、同時に拡散板75(散乱板)の固定も出来るようになる。
なお、その場合には、蓋部24bの周壁36の内面には白色の塗装を施すことが好ましく、また、固定部材38にも白色の塗装を施すことが好ましい。
もちろん、この方法は表示装置21や表示装置84にも適用が可能であるし、表示装置85の筐体部に表示装置21や表示装置84と同じ構造のものを使用して、上記固定部材38を用いて、拡散板75(散乱板)の固定目的のみに使用することも可能である。
もうひとつの方法は表示装置96として図38を用いて説明する。
これは、表示装置85と同様に、特に大きな文字を製造する場合に、発光状態を考慮した配置の緻密な計算なくして誰でも簡単に配置できる方法で、かつ、表示装置85よりも少ない作業工数(安価)にて製造できる方法である。
なお、図38は、例えば外形寸法、縦1,000mm、横800mm、厚さ50mm、文字幅200mmの場合のRの文字である。
その方法は、文字の形状に関係なく、光源部80を等間隔(具体的には60mm間隔)に配したもので、筐体部22cの底面35cに配置していく方法が好ましい。
この方式を用いることで、表示装置85の場合に必要であった、内壁32bを設ける必要がなくなるので、コスト的なメリットが生じるのは勿論のこと、内壁によりLED5aから発せられた光が内壁32bにより遮られることもなくなるので、さらに均一な発光を得ることができることとなる。
もちろん、部分的に光源部70を配置してもよいし、この方式と上記の4方式を組み合わせて使用してもよい。
また、表示装置84の配置方法に、光源部80や光源部70を適用して、周壁31aによって形成される所定幅の空間のほぼ中心部に位置する底面35aに、内壁32aを設けることなく、底面35aに直接光源部を配置することも可能となる。
なお、この表示装置96の場合にも、表示装置85と同様に、光源部80と表示部23cの間の所定位置に、拡散板75(散乱板)を配することが好ましく、これにより表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
所定位置とは、光源部80もしくは表示部23cと拡散板75(拡散板)との距離が5mm以上離れていることが好ましく、より好ましくは表示部23cと筐体部22cの底面35cとの中間付近である。
拡散板75(散乱板)は透明なアクリル板の片面に白色顔料(例えば酸化チタン粉末)を印刷したものが好ましく、一面側から他面側へと光を透過させる際に、透過する光は白色顔料に当たって散乱されるので、たとえ入射光の方向が揃っていても、放射される光の方向はランダムとなるために、ほぼ均等な明るさの表示面となるわけである。
もちろん、拡散板75(散乱板)に拡散アクリル等を用いることも可能である。
なお、光源部80の電気的接続は、コバールピンやリード線等を用いて行われるが、本表示装置96のように、表示が大きくなればなるほど、またランプLED5aの使用数量が多くなればなるほど、リード線およびFPC4の配線パターンに流れる電流量は必然的に増えてくる。
それにより、電源入力部よりも遠く離れた位置の光源部80では、当然のことながら電圧降下が大きくなり、電源入力付近の光源部80に比べて明るさが暗くなってしまう。
したがって、電源入力部付近の電源供給用のパターンから、離れた位置の電源供給用のパターンに、リード線等を用いて直接電源供給を行うことが好ましく、電圧降下の低減を図ることができるようにより、よって均一な発光を得ることができるようになる。
具体的には、例えば全並列結線の光源部60を使用する場合には、電源入力部付近の電源供給用のパターンから、600mm離れた位置の電源供給用のパターンに、リード線等を用いて直接電源供給を行うことが好ましく、例えば5直5並列結線の光源部60を使用する場合には、電源入力部付近の電源供給用のパターンから、3000mm離れた位置の電源供給用のパターンに、リード線等を用いて直接電源供給を行うことが好ましい。
なお、この直接の電源供給は可能な限り、等間隔でいろいろなポイントに複数箇所に行うことが好ましい。
このことは、本表示装置96に限らず、他の表示装置でも同様のことが言える。
よって、他説明の表示装置においても、電源入力部付近の電源供給用のパターンから、離れた位置の電源供給用のパターンに、リード線等を用いて直接電源供給を行うことが好ましいことは言うまでもない。
また、上記の3種類の表示装置には適用されていないが、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁31の内側面33または、別に設けた対向する内壁32に、光源部60を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の均一発光が可能となる。
この際、使用する両面テープ6は、前述の目的により、所定の厚さを有し、変形可能なクッション性のあるもののほうが好ましい。代替手段も前述の通りである。
具体的には、日東電工株式会社製の発泡ブチルゴムを基材とした、厚さ0.75mmのNo.541である。所定の厚さとは、0.3mm以上であればよく、より好ましくは0.5から0.8mmの厚さである。
なお、この両面テープ6はFPC4とチップLED5bを半田を用いて電気接続する前にFPC4に貼り付けている。
ここで更に詳しく光源部50の構造とその製法について説明する。
FPC4は所定長さ(具体的には437.5mm)、所定幅(具体的には10mm)の短冊状をしている。
FPC4は効率良く低コストで製造するために、前記所定幅(具体的には10mm)方向を捨て代無しの状態で複数枚分(具体的には26枚分)連結して、シート状にして作製している。
FPC4はLED5の単色発光時に使用する片面配線パターンタイプと、複数色発光時に使用する両面配線パターンタイプを用意しており、さらに片面配線パターンタイプは全並列・直並列・全直列の結線を、両面配線パターンタイプは全並列の結線を有している。また、両面配線パターンタイプについても直並列や全直列も可能である。
片面配線パターンタイプのFPC4は、ポリイミド基材25μ品に銅箔35μを圧延形成したニッカン工業社製のF−30VC1−25C11を使用しており、エッチング方式で所定の配線パターンが形成されている。
その際、FPC4の材質が薄く取り扱いにくいため、取り扱い性等をよくするために、FPC4裏面に所定厚(具体的には約90μ)の保護フィルムを貼り付けて製造している。
なお、この保護フィルムは後述のFPC4への両面テープ6の貼り付け前に除去される。
さらに、FPC4に形成された配線パターン上には、絶縁処理の目的で、レジスト層を設けてある。
もちろん、LED5を電気接続するための抜き、および電源配線をおこなうための抜きが所定の位置に設けられており、電源配線パターン等が設けられていることは言うまでもない。
また、レジスト層の色は、光源部から発せられた光の反射効率および拡散効率を高めることを目的として、白色のものを使用するのが好ましい。具体的には、サンワ化学工業社製のUR−3100W JH−2である。
上記の配線パターン上に形成される絶縁層は、カバーレイ等(材質はポリイミド等)を熱接着して形成してもよいが、抜き処理のコストダウンを図る目的で、印刷により低コストで製造可能な、レジスト層を選択した。
ただし、本実施例においては、FPC4が湾曲部に貼り付けられることがあっても、一度固定されてしまえば、繰り返して曲げストレスが加わることがないことを前提として、レジスト層を選択した経緯もあり、繰り返して曲げストレスが加わる条件にて使用する場合には、必然的にカバーレイ層を選択する必要がある。両面配線パターンタイプのFPC4は、ポリイミド基材25μ品の両面に銅箔18μを圧延形成した東芝ケミカル社製のTLF−WQ−521/MRシリーズを使用しており、エッチング方式で所定の配線パターンが形成されている。
また、メッキ処理により、所定の箇所に表面側と裏面側の配線パターンを電気的接続するためのスルーホールが形成されている。
なお、両面配線パターンタイプの場合は、もともと両面に銅箔が形成されており薄さによる取り扱いが困難でないことと、両面をエッチング処理する必要があるため、片面配線パターンタイプの時に用いた保護フィルムは使用しなくてもよい。
さらに、FPC4に形成された表面側(LED5実装側)の配線パターン上には、絶縁を目的とする、レジスト層を設けてある。
上記の配線パターン上に形成される絶縁層は、カバーレイ等(材質はポリイミド等)を熱接着して形成してもよいが、抜き処理のコストダウンを図る目的で、印刷により低コストで対応可能な、レジスト層を選択した。
ただし、本実施例においては、FPC4が湾曲部に貼り付けられることがあっても、一度固定されてしまえば、繰り返して曲げストレスが加わることがないことを前提として、レジスト層を選択した経緯もあり、繰り返して曲げストレスが加わる条件にて使用する場合には、必然的にカバーレイ層を選択する必要がある。
また、裏面側の配線パターン上には絶縁処理を施すために、カバーレイ層を形成してある。
表面側の配線パターンと同様に、レジスト層を形成する方法もあるが、剥離強度面を考慮してカバーレイ層を選択した。
要するに、裏面側のレジスト層が剥離してしまうと、FPC4自体が外れてしまう危険性があるからである。
片面および両面いずれの配線パターンタイプのFPC4ともに(以下共通の内容)、複数枚連結(具体的には26連結)のシートの必要箇所の外側のエリア4辺には、必要最低限の捨て代が設けられており、その外側のエリアには、FPC4製造時に必要な印刷の位置決めガイド数箇所(具体的には3箇所)と、それとは別に、後述の両面テープ6を貼り付けた後に、所定寸法にカットする際の治工具との位置決めガイドが数箇所(具体的には8箇所)設けられている。
FPC4の裏面を脱脂後、FPC4のシートとほぼ同寸の両面テープ6が貼り付けられる。
こうすることにより、一度に複数毎分(具体的には26枚分)のFPC4の両面テープ6の貼り付けが可能となり、低コストでの製造が可能となる。
なお、両面テープ6にはセパレーター(剥離紙)が配されており、最終的に製品に貼り付けられる際に除去される。
最後に、所定の治工具を用いて、所定長さ(具体的には437.5mm)、所定幅(具体的には10mm)の短冊状にカットされ、なおかつ裏面一面に両面テープ6が配されたFPC4が出来上がる。
なお、短冊状には部分的に凹凸を含む形状も含む。
この製法により、捨て代を最小限に押さえ、なおかつFPC4に効率良く両面テープ6を貼り付けることが出来るようになるとともに、本来薄くて取り扱いにくいFPC4の取り扱いが、両面テープ6の貼り付けを事前におこなうことで強度を有することとなり、LED5の半田接続時の取り扱いも容易になる。
当然のことながら、LED5の半田接続前に両面テープ6を貼り付けてしまう関係上、半田接続時には約100〜300℃の熱が両面テープ6に加わってしまうこととなる。
選択した発泡ブチルゴムを基材とした両面テープ6は熱にも強く、半田接続時の熱が支障をきたさないことも選択理由のひとつである。
また、クッション性のある両面テープ6を選択した理由を以下に詳しく説明する。
一般的に物質はそれぞれに、周囲温度によって収縮寸法が異なるという特性をもっており、それを数値化したものを線膨張率や線膨張係数で表現されている。
例えば、鉄鋼の線膨張係数は、1.1×10−5であり、アクリルの線膨張係数は7.0×10−5である。具体的には、たとえば長さ1mのアクリルは20℃の温度差で約1.4mmの収縮をおこすことになり、鉄鋼との収縮差を計算すると約1.2mmの差が生じることとなる。
当然、FPC4とFPC4を貼り付けて固定する材質が異なる以上、周囲温度の差による収縮寸法に差が生じる。
したがって、厚みが薄く硬質の両面テープを使用すると、両者の収縮寸法の差を吸収しきれなくなり、両面テープが外れてしまったり、FPC4に形成された配線パターン(銅箔)が断線してしまう危険性が、最終の製品形状が大きくなればなるほど高くなってしまう。
したがって、両者の収縮寸法を緩和することが可能なクッション性のある両面テープ6を使用する必要が出てくるのである。
クッション性のあるイコール、柔らかくて厚みのあるものとなるので、最終の製品形状が比較的小さい200mm以下のものであれば、厚さ0.3mm程度で十分対応可能であるし、200mm以上のものであれば、0.5mm以上のものを使用するのが好ましい。
ただし、両面テープ6をFPC4の裏面一面に配するのではなく、FPC4の所定長さよりも短い両面テープ6を部分的(例えば10mmピッチ)に配することにより、クッション性を持ち合わせないどんな両面テープ6を使用することも可能であるし、クッション性のある両面テープ6を部分的に配することにより、さらに寸法収縮に有利な取り付けができるようになる。
また、FPC4の所定幅よりも狭い両面テープ6を使用することも可能であるし、後でFPC4の所定幅よりも広い両面テープ6を貼り付けてもよい。
なお、本実施例においては両面テープ6を用いて説明したが、例えばFPC4の裏面側に粘着層を配し、その上に片面粘着テープを貼り付けてもよいし、その逆でFPC4の裏面側に片面粘着テープを貼り付けた後で、粘着層を配してもよいし、さらにはFPC4の裏面側に粘着層を配し、その上に粘着層を持たないクッション等を貼り付けた後で粘着層を配する等、いずれの手段を用いても同等の効果を得ることができるし、粘着層を接着層に変えることでも同等の効果を得ることができる。
以上の結果、直線面でも曲面でも、また、FPC4と線膨張率の異なる部材でも自由に、また容易に取り付けが可能な光源部50を提供することが可能となる。
さらに、FPC4と両面テープ6の柔らかい素材で構成されているので、はさみやカッター等を用いて、自由な位置で容易に切断することができることとなり、汎用性の高い光源部50となる。
付け加えておくが、自由な位置で切断した場合でも、電源供給が可能となるように、電源供給用のパターンは複数箇所(具体的には50箇所)に設けておくことが好ましい。
次にLED5の取り付けについて説明する。
最初に、単色発光時に使用する片面配線パターンタイプを用いる場合の説明をする。
LED5はFPC4上に、複数個(具体的には25個)を、等間隔(具体的には17.5mmピッチ)で、直線状(複数段でもよい)に半田を用いて固定および電気接続されるのが好ましい。
なお、全てのLED5を等間隔に配置する場合を説明したが、一定の規則性を持たせたパターンであってもよく、また、直線的な配列に限らず、千鳥状に配列してもよい。
前述のとおり、LED5はランプLED5aを使用しており、一対の電極は、FPC4の長手方向に並べて取り付けることが好ましい。
本来、ランプLED5aを実装する場合には、電極への曲げストレス軽減を目的として、FPC4の長手方向に対して、一対の電極が垂直方向となるように取り付けるが、ランプLED5aを実装する際の低コスト化をおこなう目的で、一対の電極をFPC4の長手方向に並べて取り付けることが好ましい。
本実施例においては、硬質基板を用いた場合に、電極にかかってしまう曲げストレスが、柔軟性のあるFPC4を用いていることにより、ほとんどかからないから品質面には問題のないことを実験の結果判断した。
なお、発光特性としては、ランプLED5aの取り付け方向は横向きでも縦向きでも斜めに取り付けた場合でも同じ特性を得ることができる。
また、図39に示すように、ランプLED5aのその光軸をFPC4の表面に対して垂直よりも角度を持たせて取り付けることで、使用用途を限定することなく、発光効率の向上やスペース的な問題を解決するために、いろいろな使い方ができるようになる。
本実施例の場合もその一例である。
なお、LED5aはその光軸をFPC4の表面に対し垂直より約20度傾けて取り付けてある。
この角度は、文字幅や厚さによって、要するに製品毎に理想的な角度は異なってくる。ただし、低価格化を考慮して標準化を図ったために最終的な取り付け角度は約20度に決定した。
なお、この取り付け角度は、10度から45度までの間が好ましいが、クオリティーにデメリットが生じるものの、1度から89度までの間で実用化は可能である。
また、筐体部等への組み込み時の作業効率の向上を主目的とした、光源部70および光源部80についてここで説明する。
前述の表示装置85を代表とする一部の表示装置においては、FPC4を用いることによる、自由な形状に曲げられるメリットよりも、組み込みの際の作業効率の向上や均一発光のクオリティーを優先するほうが、トータルメリットを生む表示装置がでてくる。
そのため、図40および図41に示す、ランプLED5aの取り付け方法が有効となる。
なお、光源部70および光源部80の場合、ランプLED5aはその光軸をFPC4の表面に対し平行より約20度下向きに傾けて取り付けてある。
この角度は、文字幅や厚さによって、要するに製品毎に理想的な角度は異なってくる。ただし、低価格化を考慮して標準化を図ったために最終的な取り付け角度は約20度に決定した。
なお、この取り付け角度は、10度から45度までの間が好ましいが、クオリティーにデメリットが生じるものの、1度から89度までの間で実用化は可能である。
なお、図示はしていないが、上方から見たLEDの光軸は、FPC4の長辺方向に対してほぼ直角が好ましいが、−45度から45度までの間で実用化は可能である。
この光源部70は、図40に示すように、ランプLED5aのリードフレームを所定角度に折り曲げたものを、FPC4の表面に対しほぼ垂直に、半田等を用いて取り付けることで容易に実現できる。
また、光源部80は、図41に示すように、光源部70に所定長さにカットしたランプLED5aを、FPC4の幅方向センター軸に対して、光源部70のランプLED5aと左右対象となる方向に半田等を用いて取り付けることで容易に実現できる。
なお、図示はしていないが、この場合も上方から見たLEDの光軸は、FPC4の長辺方向に対してほぼ直角が好ましいが、−45度から45度までの間で実用化は可能である。また、反対方向に向いたランプLED5aとランプLED5aの光軸は直線状にあることが好ましい。
なお、ランプLED5aのリードフレームを所定角度に折り曲げたものを2個対にして、FPC4の表面に対しほぼ垂直に、半田等を用いて取り付けることでも実現は可能である。
なお、FPC4のLEDが取り付けられた反対側の面には、両面テープ6等により接着面が設けられており、その仕様や特性は前述の通りである。
もちろん、光源部70および光源部80は、FPC4のように柔軟なものでなくてもよく、よって低コストで製造可能な、基板4aを用いることも可能である。
また、光源部70および光源部80ともに、異なる発光色の複数のランプLED5cを用いる場合にも、各色のランプLED5cのリードフレームの折り曲げ位置を変えることで適用可能となる。
次に、複数色発光時に使用する両面配線パターンタイプを用いる場合の説明をする。
LED5はFPC4上に、複数個(具体的には、各色25個を3色使用して計75個)を、等間隔(具体的には17.5mmピッチ)で、直線状(複数段でもよい)に半田を用いて固定および電気接続されるのが好ましい。
なお、全てのLED5を等間隔に配置する場合を説明したが、一定の規則性を持たせたパターンであってもよく、また、直線的な配列に限らず、千鳥状に配列してもよい。
LED5は3色(具体的には赤色・緑色・青色)の角型のランプLED5cを使用しており、その一対の電極は、FPC4の長手方向に並べて取り付ける。
理由は、例えば前記の3色を同時に発光させると白色の発光を得ることができるが、その際に各発光色のランプLED5cの距離関係は近ければ近いほど色の混ざりが良くなり、ほぼ均等な白色を得やすくなる。
そのため、ランプLED5cは、断面形状が長方形のものを用いるのが好ましい。
このことは他の発光の組み合わせでも共通の内容である。
各発光色のランプLED5cを出来るだけ近づけて配置するためには、ランプLED5aの長辺側(幅の狭い側)を隣り合わせにして配置するほうが有利となる。
本来、ランプLED5cを実装する場合には、電極への曲げストレス軽減を目的として、FPC4の長手方向に対して、一対の電極が垂直方向となるように取り付けるが、仮に、FPC4の長手方向に対して、一対の電極が垂直方向となるように3列に取り付けた場合、FPC4を曲面に取り付ける場合に、内曲げ取り付けが必要な場合には、ランプLED5cのパッケージ同士が当たってしまうため、内曲げができないケースも考えられるし、また、外曲げを必要とする場合には各色のランプLED5cが開いて取り付けられることとなるために、光軸も広角に広がってしまうがために、色の混ざりが悪くなってしまう。
逆に一対の電極をFPC4の長手方向に向け、縦3段にランプLED5cを配置することで、3色のランプLED5aが同じ条件で曲面に取り付けることが可能になるので、良好な色の混ざりを得ることができる。
本実施例においては、硬質基板を用いた場合に、電極にかかってしまう曲げストレスが、柔軟性のあるFPC4を用いていることにより、ほとんどかからないから品質面には問題のないことを実験の結果判断した。
通常、複数色を表現する場合は、1つのランプLED5aのパッケージの中に2色または3色のLED素子を配置したものを用いることも可能であるが、輝度ムラや色相ムラを解消する目的で、単色のランプLED5cを複数個組み合わせて使用する方法が好ましい。
その理由を以下に示す。
LED素子はそれぞれに、輝度や色相のバラツキをもっている。
また、VF値(一定の電流が流れる順方向の電圧値)の値もそれぞれに異なっており、この3つの要素が輝度ムラや色相ムラを生ずる大きな要因となっており、1つのランプLED5aのパッケージの中に2色または3色のLED素子を用いたタイプの製品を複数個使用していくと、3つの要素のバラツキを制御できなくなってしまい、良好な発光を得にくくなる。
そこで、各色のランプLED5cの単体で上記の3つの要素毎に分類をおこなって、同一分類品を組み合わせて使用することで、良好な発光を得ることが好ましくなる。
なお、LED素子自体にバラツキが少ない場合には、上記3つの要素の内、いずれかを省略することも可能である。
また、ランプLED5cのその光軸をFPC4の表面に対して垂直よりも角度を持たせて取り付けることで、使用用途を限定することなく、発光効率の向上やスペース的な問題を解決するために、いろいろな使い方ができるようになる。
本実施例の場合もその一例である。
なお、本実施例に使用する場合には、ランプLED5cの取り付けは、次のような位置関係を保たれている。
まず、各色のランプLED5cの取り付け順番であるが、表示面側から、青色・赤色・緑色の順(底面に一番近いのが緑色)で配置するのが好ましい。なお、その他の配置順でもよい。
さらにその光軸をFPC4の表面に対し垂直より約20度傾けて取り付けてある(緑色のランプLED5cを基準)。
この角度は、文字幅や厚さによって、要するに製品毎に理想的な角度は異なってくる。ただし、低コスト化を考慮して標準化を図ったために最終的な取り付け角度は約20度に決定した。この取り付け角度は、10度から45度までの間が好ましいが、クオリティーにデメリットが生じるものの、1度から89度までの間で実用化は可能である。
表示面側から、青角・赤色・緑色の順で取り付けられている理由は2つあり、ひとつ目は6種類の配列を実験した結果、色の混ざりが良好であったことと、もうひとつは、現状では色相のバラツキの一番大きい緑色のランプLED5cを一番下側に配置することで、表示面との距離を遠ざけることにより、少しでも個々のランプLED5cの光が混ざり合って表示面に到達させることを目的としている。
次に、光源部60の装着後に仮に色のバラツキ(特に白色とオレンジ色に出やすい)が生じた場合に、色調整をおこなう方法を以下に示す。
まず、最も色相のバラツキの大きい、緑色の色相のバラツキを具体的に表現すると、例えば濃い緑色と青みがかった緑色に大別される。
仮に、青色と赤色の色相にバラツキがまったくないものと想定すると、濃い緑色を配置した場合には赤色っぽい白色となり、青みがかった緑色を配置すると青色っぽい白色となる。
仮にひとつの製品内に、赤色っぽい白色と青色っぽい白色が存在すると、見栄えの悪い表示装置となってしまう。
不具合箇所のランプLED5cを交換して、均一な色合いを出すことも可能であるが、手間とコストがかかってしまう。
よって、簡単な色調整方法を次に示す。
それは、緑色の塗料を、赤色っぽい白色の箇所の、ランプLED5cの光が反射する付近の底面または周壁または内壁のいずれかに塗るのが好ましく、容易に色調整をおこなうことが可能となる。
具体的に緑色の塗料を塗る箇所は、色むらの発生具合により異なるために明確には表現できないが、色むらが軽微な場合には、一次光の反射付近に塗料を塗るのではなく、ランプLED5cとランプLED5cの間付近の底面または周壁または内壁のいずれかに塗ったほうがよい場合もある。
また、緑色の塗料を塗るのが、最も色調整をおこないやすいが、赤色や青色やまたその他の色を使用して色調整をすることも可能である。
また、塗料を塗る替わりに、カッティングシートや色ラベル等を貼り付けて対応することも可能であるし、塗料に蛍光塗料を使用してもよい。
さらに、色調整としての目的としての活用に限らず、故意に表示面の発光色に差をつけたい場合や、明暗を出したい場合にも活用できるし、例えば、青っぽい白色の表示装置を求める場合などにも活用できる。
なお、その場合には、周壁の内面と底面にあらかじめ、例えば青色の塗装等を施しておくことが好ましい。
また、各色のランプLED5cの先端部の位置関係も、均一な発光を得るための重要な要素となるので、各色のランプLED5cのリードフレームのカット寸法は、緑色は5mm、赤色は5.5mm、青色は6mmとそれぞれに変えてある。
こうすることにより、約20度の角度でランプLED5aを取り付けたときに、図19の(b)に示す先端部の位置関係を保つことができるからである。
要するに、ランプLED5cの先端位置が揃った状態である。
ランプLED5cは底面側から緑色、赤色、青色の順で取り付けられているが、たとえば、図19の(c)に示すように、赤色のランプLED5cの先端部よりも青色のランプLED5cの先端部が飛びたした状態で取り付けられると、赤色の光が、青色のランプLED5cの先端面の樹脂で反射し、直接表示面に向かう強い光が発生して、見栄えの悪い(特に色ムラの発生)表示面になってしまうからである。
なお、わかり易くするために、直接表示面に向かう光のみ太線で表示する。このことは、緑色と赤色の組み合わせでも同様の結果となる。
したがって、下位置に存在するランプLED5cの先端部よりも、その上位置に存在するランプLED5cの先端部が飛びたさないように制御する必要がでてくる。
また、上記のように下位置に存在するランプLED5cの先端部よりも、その上位置に存在するランプLED5cの先端部が飛びださないように制御した場合でも、各色のLEDの先端部の距離が、約1mmを超えてしまった場合には、直接表示面に向かう強い光が発生して、見栄えの悪い(特に色ムラの発生)表示面になってしまうからである。
この場合、一番底面に近い緑色の光が、一番表示面に近い青色のランプLED5cの先端面の樹脂で反射して、直接表示面に向かう強い光が発生する。
さらに、図19の(a)に示すように、各色のLEDの先端部の距離が、約2mmを超えてしまった場合には、下位置に存在するランプLED5cの光が、その上位置に存在するランプLED5cの先端部に反射し、直接表示面に向かう強い光が発生して、見栄えの悪い(特に色ムラの発生)表示面になってしまう。
なお、わかり易くするために、直接表示面に向かう光のみ太線で表示する。
したがって、部品の寸法公差や実装時の取り付け誤差等を考慮した上で、各色のランプLED5cのカット寸法をそれぞれ変えて、先端部の位置の制御をおこなうことが好ましい。
以上、光源部の構造とその製法について説明したが、ランプLEDの半田接続をシート状のFPC4で実施した後に、最終形状にカットする製造方法をとってもよい。
もちろん、コスト面にデメリットが生じるものの、その他の製法を用いて製造してもよい。
また、FPC4の固定に両面テープ6を使用せずに、接着剤等を用いることも可能であるし、筐体部2に別途固定用の部品を取り付けて固定することも可能である。
さらに、事前に筐体部2側または内壁側に、両面テープ6等を配しておいてからFPC4の固定をおこなうことも可能である。
本実施例では、離れた位置に配されたFPC4とFPC4の電気的接続、および外部に設けられた電源部からの配線も図示しないコバールピンやリード線等を用いておこなっている。
なお、外部に設けられた電源部への配線の取り出しは、底面35の所定の場所に配線穴をあけておこなっている。
配線穴の所定の場所は、次の条件を満足する位置が好ましい。
そのひとつは、ランプLED5aから照射された一次光が底面35に反射する箇所を避けることである。
一次光が配線穴に照射された場合、その配線穴の部分だけ反射光が少なくなり 発光ムラや色相ムラの原因となるからである。
この症状は、複数色発光の場合の2色以上の同時点灯時に顕著に表れてくる。各色のバランスが崩れてしまうからである。
もしも、スペース的な問題等でどうしても該当箇所に配線穴をあけざるを得ない場合には、配線後に配線穴周辺に底面35と同色もしくは同系色のシートを貼り付けるか、シリコン等を用いて配線穴をふさいでしまうことが好ましい。
もうひとつは、表示装置を取り付け面よりも浮かせて取り付ける場合に限定されるが、側面から見て配線が見えにくい位置を選択することが好ましい。具体的な場所は、表示装置が取り付けられる場所により変わってくるために明確には表現できないが、例えば、店舗などの入り口の上側に取り付けられる場合を想定すると、下側から見えにくい、表示装置の上側付近が好ましいといえる。
このことは、表示装置を固定するためのボルト等の位置関係にもいえることである。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
また、配線穴は、防滴や防水対策として、シリコン等を用いてコーキング処理を施すか、グロメット等を用いることが好ましい。
なお、その際には、シリコンやグロメット等は白色のものを使用するのが好ましい。
以上の結果、アルファベットのRの文字を、自由な形に曲げることが可能なFPC4を用いることにより、容易にランプLED5aを表示部23または筐体部22の底面35と並行よりも下向きに配置および配線することが可能になる。また、光源部の固定に樹脂等を用いてランプLED5aを封止する必要もなくなるので、信頼性も増すことになるし、軽量化を図ることもできることとなる。
筐体部22の上部開口部には、表示部23と蓋部24が取り付けられる。蓋部24は、周壁31と同じ形状で、なおかつ周壁31をすっぽりと覆う、いわゆる弁当箱の蓋と底の関係になっており、さらに蓋部24の上面は、蓋部24の周壁36より所定寸法ほど小さく、局壁36に沿った形状でくり抜かれているのが好ましい。所定寸法と記述したが、これは文字のデザイン等により個々にその寸法が変わるためであり、本実施例の場合は外形より10mmの位置でくり抜かれている。
表示部23は周壁36と同じ形状をしており、その寸法は周壁36の内寸よりも所定寸法ほど小さくなるようにレーザーカッター等を用いて形成される。所定寸法と記述したが、これは蓋部24と表示部23の線膨張係数の違いによる収縮寸法を計算した上で、クリアランス寸法を取る必要があるからである。このクリアランス寸法は表示装置の大きさにより変わってくるので、一概に寸法表現できないが、本実施例の場合は3mm小さく作製した。
なお、本実施例の表示部23には、透光性のある赤色着色拡散アクリル板、住友化学社製のスミペックス−クリムソン403を使用したが、透光性かつ拡散効果を持ち合わせたものが好ましく、同等の特性をもったものであれば何を使用してもよい。
また、用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。
また、R文字のうち、周壁36で文字を形成されていない場所は、遮光性を有するカッティングシートを貼り付けて文字を形成してある。カッティングシートの代わりに印刷や樹脂板等を貼り付けたり接着してもよい。
もちろん、実施例1のBの文字のように、文字の外形と筐体部の外形を同じにするほうが、デザイン的には好ましい。
なお、図16および図17に示した表示装置6および表示装置7には、上記の文字の外形と筐体部の外形を同じにしたものを図示している。
図15に示すように、表示部23は蓋部24の内側に収納され、周壁36の内面数箇所にあらかじめ取り付けられた金具25を、表示部23を収納した後に、表示部23を押さえつけるように折り曲げることにより固定されていることが好ましい。なお、表示部23と蓋部24の固定方法はどのような方法を採用してもよい。
最終的に、蓋部24に固定された表示部23は、光源部60の取り付けや図示しないリード配線等の内部処理がすべて終了した筐体部22にオーバーラッピングするかたちで取り付けられ、ネジ27で固定されることとなる。なお、蓋部24と筐体部22の固定方法はどのような方式を採用してもよい。
以上の結果、表示部23が脱着可能となり、メンテナンス等が容易にできるようになる。
次に、LED5に集光特性を兼ね備えたものを用いる場合に、集光特性に由来する光の強い部分が表示部23にくっきりと表示されてしまうために、見栄えの悪い表示装置となってしまうということおよび、本実施例による解決方法を、図20と図21を用いて説明する。
まず、図20を用いて、ランプLED5aの集光特性を説明する。
説明をわかり易くするために、LED71から発せられた2度刻みの1次光71aと、ランプLED5aをパッケージする樹脂の形状による屈折光である2次光71bをピックアップして説明し、ランプLED5aのカップ72内で反射する光は無視する。なお、図20に示す二次光71c側を表示装置の表示部23側、二次光71d側が表示装置の中空体の底面側として説明する。
LED71から発せられた1次光71aは、ランプLED5aをパッケージする樹脂の内部を通過し、ランプLED5aに集光特性を持たせるために形成されたパッケージの樹脂の先端部のR形状部で、屈折して2次光71bとなる。
その際に、本来目的とする集光ポイントとは別の、LEDの光軸に対して約70度の方向にも集光する特性を持ち合わせており、この2次光71cが直接表示部23に強い光を照射することとなるので、表示部23では光度のむらが生じて見栄えが悪くなってしまう。
次に、図21を用いて、本実施例による解決方法を説明する。
本実施例は、パッケージの樹脂部分の外周面の一部に白色ペンキ(塗料)73を塗布したものである。この白色ペンキ73は、中空体の底面側に位置する部分、すなわち表示部23の反対側に位置する部分に、中心角で約120度の範囲で塗布している。なお、ランプLED5aの集光特性(製造メーカや品番)の違いにより白色ペンキ73を塗る範囲は、約90度から180度の範囲で変更を要するが、120度を越える範囲である73aの部分による効果は一般に高くない。
本実施例では白色ペンキ73を塗布することで説明したが、マット処理、またはランプLED5aのパッケージの樹脂の屈折率よりも大きい屈折率を持つ白色ペンキ73以外の素材を、塗装や蒸着または貼付することでも実現できる。
なお、マット処理を施す場合には、ランプLED5aのパッケージの樹脂部分を形成する際に、例えば金型や注型ケース側にマット処理を施しておくことで容易に対応できる。
本実施例では、白色ペンキ73を採用することで散乱効果も得ることができ、作業性にも優れている。
つまり、2次光71cは、ランプLED5aに集光特性を持たせるためのパッケージの樹脂形状に由来するものであり、表示部23に強い光を照射する光を発生させるパッケージの樹脂部分の屈折特性をかえてしまうことで、軽減することができるのである。
なお、ランプLED5aのパッケージの樹脂部分の表示部23側からも、集光光軸に対して約70度の角度をもつ2次光71dも当然発生するわけであるが、表示部23とは反対側に向かう光であり、底面35で反射および散乱されるため表示部23への影響力が少ないので問題ない。
以上の結果、集光特性を兼ね備えたランプLED5aを光源とした場合でも、表示部23をほぼ均等な明るさにすることができる。
なお、集光特性の極端に広いランプLED5aを使用する場合には、2次光71cは発生しなくなるので、白色ペンキ73は塗る心要がなくなる。ただし、その場合にも、2次光71cほど強い光ではないものの表示部23方向へ直接向かう光は存在する。従って、ランプLED5aの光軸を表示部23と平行よりも下向きに取り付けることで、表示部23へ直接向かう光の距離が遠ざかることになり、表示部23をほぼ均等な明るさにすることができる。
また、複数色発光時に使用する、断面形状が角型のランプLED5cのものも同等の特性を持ち合わせており、白色ペンキ73は塗る必要がない。
また、本実施例において、FPC4はLED5aの光軸が、表示部23に対して約15度下向きになる方向に、さらに底面35より約4mmの位置に固定する目的について、図22を用いて簡単に説明する。
説明をわかり易くするために、LED61から発せられた10度刻みの1次光61aと、その2次光61b、その3次光61c、その4次光61dまでをピックアップして説明することとし、1次光を太実線で、2次光を中実線で、3次光を細実線で、4次光を細破線で示している。
LED61から発せられた光の1次光61aは、LED61を中心として180度の角度で広がっていく。その1次光61aの一部はLED5aをパッケージする樹脂の内部を通過し、LED5aのパッケージの樹脂先端部のR形状部で、屈折して2次光61bとなり、内側面33および側面34や底面35に反射および散乱し、3次光61cとなり以降同様に反射および散乱を繰り返しながら、表示部23を照射することとなる。
また、LED61から発せられた1次光61aの一部は、LED5aのカップ72に反射し2次光61bとなり、LED5aをパッケージする樹脂の内部を通過し、ランプLED5aのパッケージ樹脂先端部のR形状部で、屈折して3次光61cとなり、内側面33および側面34や底面35に反射および散乱し、4次光61dとなり以降同様に反射および散乱を繰り返しながら、表示部23を照射することとなる。
基本的にランプLED5aから発せられた光は、空気層を通り、表示部23自体か内側面33および側面34か底面35に反射および散乱するまでは、表示部23に光を提供しない。表示部23とランプLED5aの光軸を並行にしてしまうと、集光されたランプLED5aの大部分の光は、LED5aを取り付けた反対側の内側面33および側面34に到達するまで、表示部23に光を提供しないことになり、また到達した光の大部分は、ランプLED5aの方向に反射および散乱されるために、表示部23に提供される光はごくわずかになってしまう。
したがって、ランプLED5aの光軸を底面35に向けることが好ましい。
こうすることで、底面35で反射および散乱させて良好に表示部23方向に反射および散乱することができる。
この結果、表示部23をさらに均等な明るさにすることができるし、表示部23の明るさを一層向上させることができるのである。
また、ランプLED5aはその光軸の反対側(ランプLED5aの裏側)からも光を発しており、ランプLED5aをその光軸よりも下側に向けることで、ランプLED5aの裏側は必然的に表示部23側に傾くこととなり、本来暗くなりがちなランプLED5aよりも外側の表示部23にも良好に表示部23方向に反射および拡散することができる。この結果、表示部23をさらに均等な明るさにすることができる。
さらに、底面35より約4mmの位置にランプLED5aの光軸を底面35に向けて取り付けることで、ランプLED5aから発せられた光が表示部23に届くまでの距離が必然的に長くなる。ランプLED5aからの照射光はその光軸を中心として円錐状に広がるので、距離が長くなるほどその照射光は広がることとなり、隣り合った、または対向するランプLED5aの照射光の混ざり合うエリアも広くなる。
この結果、表示部23をさらに均等な明るさにすることができる。
このことは、後述のランプLED5aに混色タイプのものを使用するか、または異なる発光色の複数のランプLED5aを使用することとにより、多彩な発光色を表示部23に表示する場合に、異なる発光色の混ざりを良くするのにも有効である。
本実施例においては、ランプLED5aの光軸を表示部23に対して、並行よりも約15度ほど底面35側に傾け、なおかつ底面35より約4mmの高さにランプLED5aの樹脂先端部がくるように取り付けた。
なお、上記角度と取り付け高さ寸法の関係は他の角度と寸法の組み合わせを用いて、同等の効果を得てもよい。なお、表示部23の大きさにより、この高さと角度の関係は必然的に変わってくる。
さらに実際には、180度のランダムな角度で、なおかつ複数のLED5aから発せられた光が混ざり合った状態で表示部23に達することになるので、比較的均一な光が表示部23に照射されることとなる。
また、ランプLED5a個々は、その一つ一つに色や輝度の差を持ち合わせているものであり、複数のランプLED5aを使用する場合には、色ムラや輝度ムラが出やすいものであるが、本実施例の場合には、前記のように複数のランプLED5aから発せられた光が混ざり合った状態で表示部23に達することになるので、色ムラや輝度ムラの解消にもつながる。
以上の結果、数少ないランプLED5aで表示部23をほぼ均等な明るさにすることができる。
内側面33と側面34には、光の反射効率および散乱効率を高めるために、白色塗装を施してあることが好ましい。
また、本実施例においてはFPC4に試作段階では茶色系のものを使用したが、同目的で白色レジスト印刷または白色シルク印刷をFPC4製造時に表面に施すか、取り付け後に絶縁性の白色塗料や白色の防湿コーティング剤等を用いて表面に塗布することが好ましい。この効果は、実験により検証済みである。
また、両者ともに白色塗装を施す代わりに(FPC4の表面も含む)、白色シート等を貼り付けることも可能であるし、多少は光の反射効率や散乱効果は劣るものの、その他の色を使用することも可能であるし、筐体部22を形成する素材そのもののままでもよいし、その面状態(素材面、塗装面)は鏡面でも粗面でもどちらでもよいが、表示面の幅が所定幅(具体的には25mm以上)の場合には、鏡面であるほうが好ましい。
次に、表示部23をさらに均等な明るさにすることと、表示部23の明るさを一層向上させる手段を説明する。
ただし、この手段はコストアップの方向につながる方法につき、コストと品質のどちらを優先するかの選択が必要となる。
その方法は、ランプLED5aとランプLED5aの中間付近の底面35に傾斜面26を設けることである。
ランプLED5aの光軸と対向する部分に傾斜面26を設けることにより、例えば前記筐体の底面35で反射および散乱した光を、傾斜面26で反射および散乱させて良好に表示部23方向に反射および散乱することができる。
この結果、表示部23をさらに均等な明るさにすることができるし、表示部23の明るさを一層向上させることができる。
この傾斜面26は、筐体部23自体に設けてもよいし、断面形状がコの字形の筐体部22を作製したものに、あとで断面形状が三角形の別部材を接着や両面テープ貼り等の保持手段を用いて取り付けて形成してもよい。
また、傾斜面26の断面形状は、ランプLED5aの光軸に対して、鈍角となる三角形形状が好ましいが、鋭角の三角形や半円形のものを採用してもよい。なお、本実施例では、断面形状が半円形の柔らかいゴムを両面テープを用いて底面35に貼り付けた。柔らかいゴムを使用することで、文字のRの部分にも簡単に取り付けることが可能になったからである。
また、柔らかいゴムには、光の反射効率および散乱効率を高めるために、その素材自体が白色のものを選択したほうが好ましい。もちろん、白色以外の素材のものに白色塗装を施したり、白色シートを貼ることも可能であるし、その面状態(素材面、塗装面)は鏡面でも粗面でもどちらでもよい。また、多少は光の反射効率や散乱効果は劣るものの、その他の色を使用することも可能である。
また、電源部および制御回路部は、表示装置21や84や85とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
次に、本実施例を、棒状の表示装置86に展開した例を図23、図24を用いて説明する。
この表示装置86は、おもに屋外の建物の壁面や軒下などに取り付けて使用されることが多い。また、間接照明用の光源としても使用できる。
なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
図23に示すように、この表示装置86は、例えば長さ442.5mm、幅20mm、高さ28mmの棒状をしており、表示部23cの断面形状は半円状(かまぼこ状)をしている。
内部に配置する光源は、例えば青色のランプLED5aを使用している光源部60であり、図23に示すように、筐体部22cの片方の長辺側の周壁31cの内側面33cに直線状に配置されるのが好ましい。
光源部60を取り付ける際の底面35cからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置86では取り付け距離は約2mmとした。
なお、本表示装置86は、光源部は直線部のみに取り付けられるので曲げる必要がないため、FPC4のように柔軟なものでなくてもよい。よって、低コストで製造可能な、基板4aを用いることも可能である。
本表示装置86では、基板4aを用いている。なお、基板4a製造用のフィルム等はFPC4の製造に使用するものをそのまま流用するため、配線用のパターンやレジスト層の位置関係等も同じである。
筐体部22cの材質はABS樹脂で、射出成形により形成されている。その際、ABS樹脂は遮光性の強い白色のものを使用するのが好ましい。
また底面35cに配線用の穴と、所定箇所に所定数(具体的には4箇所)固定用の穴を有している。
また、周壁31cの外面と底面35cの外面には、デザイン上塗装を施すのが好ましい。
塗装を施すのが、後述のものに比べて見栄えがよかったのと、低価格で製造することができたからである。
もちろん、塗装を施す替わりに、カッティングシートを貼り付けてもよいし、メッキ処理等をほどこしてもよい。また、ABS樹脂の素材そのままでもよい。
さらには、所定の外観色のABS樹脂を用いて射出成形した後に、底面35cと周壁31cの内側面33cを白く塗装処理等してもよい。
また、筐体部22cの片方の長辺側の周壁31cの内側面33cの底面35c付近には、底面35cに対して基板4aの取り付け高さを所定高さ(具体的には2mm)嵩上げするための、リブ39が所定箇所(具体的には13箇所)に設けられている。
また、底面35cの所定の箇所には、基板4aを片方の長辺側の周壁31cの内面に、ほぼ水平に取り付けるためのリブ40が数箇所(具体的には12箇所)設けられている。
また、筐体部22cの基板4aを取り付ける側の周壁31cの内側面33cの所定の位置(具体的には基板4a長辺方向の両サイド付近)には、基板4aの左右の位置決め用のリブが所定箇所(具体的には2箇所)に設けられている。
表示部23cの材質はアクリルで、射出成形にて形成されている。その際に使用されるアクリル樹脂は、透光性かつ拡散効果をもつものが好ましく、また、用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。本表示装置86には、青色の拡散剤入りのものを使用した。
また、表示部23cの外面の断面形状は半球状している。これは、本表示装置86が使用される場所に、建物等の外壁部や軒下も想定しており、表示装置の正面側から表示部23cが見えることはもちろんのこと、下側からも表示部23cが見えることが好ましいからである。
また、もうひとつ半球状にした目的があるが、それについては後ほど説明する。
表示部23cの下部の全周に設けられた筐体部22cとの嵌合部は、筐体部22cの周壁31cの上端部の外側と内側を全周にわたり挟み込む形状をしており、挟み込む内側の壁の長さが外側の壁より長く、その挟み込む内側の壁の筐体部22cの周壁31cと接する面には、全周にわたり、所定深さ(具体的には0.4mm程度)の半円状の溝が設けられている。
その所定深さ(具体的には0.4mm程度)の半円状の溝の位置する、筐体部22cの周壁31cの内面側33cには、所定高さ(具体的には0.3mm程度)の半円状の突起42が全周に設けられている。
また、筐体部22cの周壁31cの上端部の外側の部分には、全周にわたり、表面板の下部の全周に設けられた外側の壁の高さ寸法ほど、肉厚の約半分ほど無くして段差をつけるのが好ましい。
こうすることにより、表示部23cの下部の外形と筐体部22cの外形の面が揃うこととなり見栄えのよい表示装置となる。
したがって、単に表示部23cが筐体部22cの周壁をオーバーラップするする方式を採用することも可能である。
なお、厳密にいうと、正面から見たときに、該当箇所の筐体部22cが表示部23cよりはみ出して見えないように、所定寸法(具体的には0.1mm程度)筐体部22c側が低くなるように設計されている。
また、筐体部22cの周壁31cの上端部の内側の部分には、全周にわたり、成型用の金型の作製が対応可能な限りの所定角度(具体的には約45度)のC面41を設けることが好ましい。
表示部23cの下部に位置する部分(Rの始まり部分)は、筐体部22cの周壁31cの上端部により光源部60から発せられた光が遮光されてしまうことにより暗くなりがちであるが、該当箇所にC面41を設けることで、光が遮光される量を軽減できるため、より均一な発光が得られるようになるからである。
また、表示部23cの下部の全周に設けられた内側の壁の高さ寸法は、筐体部22cに基板4aをセットし、最終的に表示部23cを嵌合したときに、基板4aの上方向(表示面方向)への位置決めが可能な寸法であることが好ましい。
また、表示部23cの下部の全周に設けられた内側の壁の内面には、所定高さ(具体的には0.3mm程度)の半円状の突起43が全周に設けられている。この突起43は、全周に設けることが好ましいが、部分的に設けてもよい。
その理由を以下に示す。
この表示装置86には、もちろん複数色発光タイプの光源部60(この場合も基板4aを使用する)を配置することも可能である。その場合、例えば白色の発光も得ることができるようになるが、特に色ムラに対して高いクオリティーを要求される製品の場合には、表示部23cの内面に拡散剤入りのエポキシ樹脂を封入して、さらに拡散効果を高めることが好ましいからである。
上記の突起43は、その際に、表示部23cとエポキシ樹脂の抜け防止のために設けられている。
表示部23cと筐体部22cとの固定は、上記で説明した表示部23cに設けられた所定深さ(具体的には0.4mm程度)の半円状の溝と筐体部22cに設けられた所定高さ(具体的には0.3mm程度)の半円状の突起42の嵌合によりおこなわれており、簡易防滴目的も兼ね備えている。
さらに高い防滴(防水)効果を期待する場合には、表示部23cと筐体部22cが接する部分にシリコン等を塗った状態で嵌合をおこなうほうが好ましい。
なお、電源部への配線の取り出しは、底面35cの所定の場所に設けられた配線穴を用いておこなっている。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
また、配線穴は、防滴や防水対策として、シリコン等を用いてコーキング処理を施すか、グロメット等を用いることが好ましい。
なお、その際には、シリコンやグロメット等は白色のものを使用するのが好ましい。
次に、表示部23cの外面の断面形状が半球状をしている目的について説明する。
それは、見る角度によって発光色の異なる表示装置87を提供するためである。前述の表示装置86と同様に本表示装置87には、例えば青色のランプLED5aを使用している光源部60を配置してある。
使用する表示部23c以外は、光源部60と同様に前述の表示装置86と同じである。
例えば、表示部23cの樹脂の色を光源部60の発光色と同じ青色ではなく、赤色の樹脂を使用したものを配すると、正面から見た場合には青色(若干紫色に近い)の発光色が得られ、側面方向から見た場合には赤色(若干紫色に近い)の発光を得ることが出来るようになる。
このことは、他の色の組み合わせ(例えば、緑色の光源部と赤色の表示部23cを組み合わせる)でも同様の効果を得ることが可能である。
このような表示装置87が提供できるようになったことにより、例えば、建物外壁の人の目線より高い位置にこの表示装置87を取り付けた場合、遠く離れた場所から見ると青色に発光しており、建物に近づいていくとだんだん赤色の発光に変わって見える表示装置87として活用できる。
なお、この効果を得るためには、表面板23cの断面形状は見栄えのよさにより、半円状(かまぼこ状)を選択することが好ましいが、四角形でもよく、表示面の幅の約1/2から同寸の厚みを有する表示部であれば、断面形状はどんな形でもよい。
以上、棒状の表示装置86および表示装置87について説明してきたが、その正面から見た形状は直線状に限られるものではなく、例えばジグザグ状の形状や、曲線を含んだ形状としてもよい。
また、電源部および制御回路部は、表示装置86や87とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
次に、本実施例を、表示面の中に表示面をもつ表示装置88に展開した図25を用いて説明する。
この表示装置88は、おもに屋内、屋外を問わず建物の壁面に取り付けて使用されることが多い。
なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
図25に示すように、この表示装置88は、例えば高さ300mm、幅170mm、厚さ25mmのアルファベットのIの文字をかたどっている。
筐体部22eの構造や材質や塗装処理等は、実施例1の表示装置1のBの文字と同じであるが、周壁31eよりも所定寸法(具体的には20mm)内側に、内壁32eが全周にわたり設けられており、Iの文字を外周部と内部の2つのエリアに仕切っている。
この内壁32eの所定寸法は、必ずしも一定寸法である必要はなく、自由な形状としてよい。また、この内壁32eの高さは、周壁31eの高さと同じ寸法であることが好ましいが、高くしても低くしてもよいし、内壁32eは必ずしも全周にわたり仕切らなくてもよい。
また、Iの文字の外周部か内部、またはその両方のエリアをさらに細かく仕切ることも可能である。この表示装置88の場合、例えば外側のエリアに青色のチップLED5bを使用している光源部50を、例えば内側のエリアには、LED5は3色(具体的には赤色・緑色・青色)のランプLED5cを使用している光源部60を配置している。
光源部50および光源部60を取り付ける際の底面35eからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置88では取り付け距離は、光源部50側を約2mmとし、光源部60側を約3mmとした。
また本表示装置88には適用されていないが、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁31eの内側面33eまたは、別に設けた対向する内壁32eに、光源部を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
表示部23eに製造方法は、実施例1の表示装置1のBの文字と同じであり、例えば外側のエリアには青色の樹脂を用い、例えば内側のエリアは白色の樹脂とした。
なお、裏面に設けられた電源部への配線の取り出しは2エリアごとに、底面35eの所定の場所に配線穴をあけておこなうのが好ましい。
そして、エリアごとに発光色の異なるLEDを配置し、又は2つのエリアに同じ発光色の光源を配置して、電源側の制御手段で2つのエリアの明暗や発光パターンを制御してもよい。
その他にも、2つのエリアに明暗をつける手段として、エリア毎に配置する光源の数量を変えて対応することも可能であるし、表示部23eの光の透過率(具体的には拡散剤や顔料の量に変化をつけたり、厚みを変える)に変化をつけることでも対応可能となる。
また、内側のエリアには必ずしも光源部を配置する必要はなく、文字の輪郭だけを発光させる表示装置88を提供することも可能である。
また、2つのエリアをさらに細分化して、複数のエリアにすることも可能であるし、さらに、エリアは文字の外周側と内側で分割する代わりに、例えば文字を縦横4つのエリアに分割してもよく、その分割方法は自由である。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
また、配線穴は、防滴や防水対策として、シリコン等を用いてコーキング処理を施すか、グロメット等を用いることが好ましい。なお、その際には、シリコンやグロメット等は白色のものを使用するのが好ましい。
また、電源部および制御回路部は、表示装置88とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
次に、本実施例を、表示面の裏面または側面またはその両方、または表示面とその裏面の両方を発光させる表示装置に展開した例を説明する。
この表示装置は、おもに屋内、屋外を問わず建物の壁面に取り付けて使用されることが多い。なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
この表示装置は、3通りの発光方式が取れるため、それぞれに例をあげて説明する。なお、いずれの方式の場合も、この表示装置を10mmから50mmほど、取り付ける壁面よりも浮かせて設置するのが好ましい。
まず、最初に文字の裏面(実際には取り付け壁)だけを発光させる方式である。図26に示すように、この表示装置89は、例えば実施例1の表示装置1のBの文字と同じ形状をしているが、表示部23f(発光面)と筐体部22fの底面の位置関係が正反対となる。
要するに、筐体部22fの断面形状は、下部開口のコの字形をしており、底面35fの裏面側が、表示面(正面から見える面)となる。
筐体部22fは、表示面(筐体部22fの底面)の見栄えのよさを考慮して、材質はステンレスの磨き処理品を使用した。
また、筐体部22fの周壁31fの内側面33fおよび底面35f(表示面の裏側)には白色の塗装を施すのが好ましい。
なお、筐体部22fの底面35fには、本表示装置89を壁面等へ取り付ける際のリブ44を所定箇所に数箇所(具体的には3箇所)取り付けるのが好ましい。
なお、この取り付けリブ44は白色か透明のものが好ましい。
内部に配置する光源は、例えばLED5に赤色のチップLED5bを使用している光源部50であり、図26に示すように、筐体部22fの周壁31fの内側面33fの片側のみに、底面35f側に近い部分に両面テープ6を用いて固定されるのが好ましい。電源配線等の手間が必要最小限に押さえられるからである。
もちろん、文字の形状等によっては、部分的に両側の内側面33fに取り付けたほうが好ましいケースも出てくる。具体的には底面35fからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、さらに0から5mmがより好ましく、本表示装置89では取り付け距離は約2mmとした。
もちろん、筐体部22fの周壁31fの内側面33fの両側に光源部50を取り付けて、表示部23fの明るさを一層向上させることも可能である。
また本表示装置89には適用されていないが、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁31fの内側面33fまたは、別に設けた対向する内壁に、光源部を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の均一発光が可能となる。
表示部23fの製造方法は次の通りである。
まず、所定厚さの(具体的には2mm)のアクリル板を、文字の周壁31fの内面よりも所定寸法小さくなるように、レーザーカット加工する。
アクリル板は透明または拡散効果を有するものが好ましく、より好ましくは拡散効果を有するものである。
なお、所定寸法は1〜3mm程度(片側0.5〜1.5mm)が好ましい。
また、この時に取り付けリブ44と電源配線用の穴を所定箇所にあけておく。
その後、アクリル板を所定高さに位置決めする高さ調整用の部材を、底面35fまたは周壁31fの内側面に取り付ける。
この部材は透明または透光性のものが好ましく、アクリル棒を所定長さに切断して取り付けた。
所定高さは、周壁31fの高さより、アクリル板が、1〜5mm程度低くなる寸法が好ましい。
最後に、アクリル板をセットして、筐体部22fの周壁31fの内側面33fとアクリル板の間の隙間をシリコン等を用いてコーキングするのが好ましく、これにより防滴および防水処理が施される。
また、メンテナンス等は、このコーキングを切断または除去しておこなわれ、メンテナンス後に再度コーキング処理が施される。
また、取り付けリブ44や電源配線穴も同様にシリコンでコーキングする。なお、使用するシリコンは透明または透光性のものか、拡散アクリルと同じ色が好ましい。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。多色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
また、電源部および制御回路部は、表示装置89とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
次に、文字の表面と裏面(実際には取り付け壁)の両方を発光させる方式の表示装置90を図27を用いて説明する。
その方法とは、図27に示すように、例えば実施例1の表示装置1のBの文字の裏面に、例えば上記の表示装置89を配置することである。
その場合、上記の表示装置89の材質は、表示装置1のBの文字の場合と同様に、筐体部22gに亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用することも可能である。
また、表示装置1のBの文字の底面と、上記表示装置89の表示面(底面35g)を共通にすることも可能であるし、周壁31gも共通にしてもよい。
なお、上記表示装置89側を実施例1の表示装置1のBの文字サイズよりも小さくすることが好ましく、見栄えのよい表示装置90とすることが可能になる。
その際にも、底面35gは共通使用することが可能である。
また、上記表示装置89側の厚さは、表示装置1のBの文字側に比べて薄くすることも可能である。壁面45までの照射距離があるために、上記表示装置89側に多少の発光ムラ(点発光)があっても、実際に照射される壁面45までの間に拡散され、壁面45をほぼ均等な明るさにすることができるからである。
また、電源部および制御回路部は、表示装置90とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
最後に、文字の側面と裏面(実際には取り付け壁)を発光させるタイプを図28を用いて説明する。
図28に示すように、本表示装置91は、例えば高さ300mm、幅200mm、厚さ28mmのアルファベットのLの文字である。
基本的な構造は、上記の裏面のみを発光させるタイプの表示装置に近く、表示部23hと筐体部22hの底面35hの位置関係が正反対となる。
要するに、筐体部22hの断面形状は、下部開口のコの字形をしており、底面35hの裏面側が、表示面(正面から見える面)となることとなる。
筐体部22hは、表示面の見栄えのよさと周壁31hの透光性を考慮して、材質はステンレスの磨き処理品を貼り付けた拡散アクリルを、底面35h(表示面)と周壁31hに所定の肉厚(具体的には5mm)と、拡散壁46に所定の肉厚(具体的には3mm)と、所定の内壁32h(具体的には20mm)を形成するように切削加工したものを使用するのが好ましい。
なお、拡散壁46と内壁32hは、周壁31hよりも所定寸法ほど低く切削されている。所定寸法は、3mmから周壁31hの半分の高さが好ましい。
なお、筐体部22hは、切削加工以外にも、アクリル板等を貼り合わせして作製することも可能であるし、表示面側にステンレスの磨き処理品を貼り付ける方法以外に、非透光性のカッティングシートを貼り付けることも可能であるし、非透光性の塗装等を施してもよい。
また、筐体部22hの底面35h(表示面の裏側)には白色の塗装を施すのが好ましい。
なお、底面35hまたは内壁32hの底面には、本表示装置91を壁面等へ取り付ける際のリブ44を所定箇所に数箇所(具体的には3箇所)取り付けるのが好ましい。
なお、この取り付けリブ40は白色か透明もしくは透光性のもの好ましい。
内部に配置する光源は、例えばLED5に赤色のランプLED5aを使用している光源部60であり、図28に示すように、筐体22hの内壁32hの内側面33h全周に、底面35h側に近い部分に両面テープ6を用いて固定される。具体的には底面35hからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、さらに0から5mmがより好ましく、本表示装置では取り付け距離は約5mmとした。
また本表示装置91には適用されていないが、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁31hの内側面33hまたは、別に設けた対向する内壁に、光源部を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
表示部23hの製造方法は次の通りである。
まず、所定厚さの(具体的には2mm)のアクリル板を、文字の周壁の内面よりも所定寸法小さくなるように、レーザーカット加工する。
アクリル板は透明または拡散効果を有するものが好ましく、より好ましくは拡散効果を有するものである。
また、所定寸法は1〜3mm程度(片側0.5〜1.5mm)が好ましい。
また、この時に取り付けリブと電源配線用の穴を所定箇所にあけておく。
最後に、アクリル板をセットして、筐体部22hの周壁31hの内側面33hとアクリル板の間の隙間をシリコン等を用いてコーキングするのが好ましく、これにより防滴および防水処理が施される。
また、メンテナンス等は、このコーキングを切断または除去しておこなわれ、メンテナンス後に再度コーキング処理が施される。
付け加えておくが、アクリルの取り付け高さは、拡散壁や内壁32hの高さで規制されることとなる。
また、取り付けリブ44や電源配線穴も同様にシリコンでコーキングする。なお、使用するシリコンは透明または透光性のものか、アクリルと同じ色が好ましい。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。多色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
最後に、光源部60と周壁31hの間に拡散壁46を設けた理由を説明する。
ランプLED5aから発せられた光は、その光軸を中心として円錐状に広がる。
また、その光は光軸付近が明るく広がるにつれて輝度が低くなる。
よって、その光が直接光から2次光レベルで周壁31hに照射されると点発光となり、見栄えの悪い表示面(周壁31h)となってしまう。
光源部60と周壁31hの間に拡散壁46を配したことにより、拡散壁46により拡散光を発生させることができ、文字の周壁31h(側面)の均一発光が可能となる。なお、拡散壁46は排除することも可能である。
また、電源部および制御回路部は、表示装置91とは別の場所の建物の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
以上、文字の側面と裏面の発光する表示装置について説明したが、取り付けリブ44の配設場所を筐体部22hの裏面に変えることと、表示部23hの表面側を樹脂仕上げとすることで、文字の表面と側面を発光させる表示装置を提供することも可能になる。
次に、本実施例を、表示面の一部を遮光することにより表示を発光させる表示装置92に展開した例を図29から図31を用いて説明する。
この表示装置92は、おもに屋内の店舗等の入り口の上部の壁面や、店舗内の壁面に埋め込んで使用されることが多い。
なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
図29に示すように、この表示装置92は、例えば横450mm、縦235mm、厚さ5mmの楕円形の透明アクリルの表示部23iの裏面に、所定の文字(具体的にはLogo)の文字をくり抜いたカッティングシートを貼り付けて、文字を形成したものである。
なお、使用するカッティングシートは、遮光性のものを使用するか、もしくは求めたい色調のカッティングシートの裏側に遮光性のあるカッティングシートを貼り付けて使用するのが好ましい。
カッティングシートを透明アクリル板の裏面側に貼り付けたのは、後述のものに比べて見栄えがよかったのと、低コストで製造することができたからである。
もちろん、カッティングシートを表面側に貼り付けてもよいし、ロット数の多い場合には、カッティングシートを貼り付ける替わりにシルク印刷を施してもよい。
表示部23iの裏面側には、Logoの文字部よりも大きいサイズの所定厚(具体的には3mm)のアクリル板47が両面テープ48等を用いて貼り付けられている。
アクリル板47は、拡散効果を有するものが好ましく、また、用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。具体的には白色の拡散アクリル板47を用いている。
なお、この際に使用する両面テープ48は、厚さ0.3mm以上のクッション性を有する両面テープ48を使用するのが好ましい。その際、保持強度を上げることを目的として、接着剤やシリコンを併用して使用するとなおよい。
また、後々ゴミやほこりが入り込まないように、アクリル板47の全周に両面テープ48を配するか、もしくは、カッティングシートの裏面とアクリル板47のエッジをシリコン等を用いてコーキングしておくことが好ましい。
筐体部22iは、亜鉛鋼板を折り曲げ加工(一部リベット止め)して形成されており、その周壁31iの内側面33iと底面35iには、白色の塗装を施してあるのが好ましい。
また、その形状は文字サイズよりも若干大きい、異型をしている。この目的は、光源部60の光を効率良く表示部23iに提供することと、筐体部22iの加工性を考慮した結果であり、特に同じ表示装置92を大量に生産する場合に向いている。
また、筐体部22iの一部の周壁31iの形状は斜めにカットされた状態で形成されている。これは筐体部22iを表示部23iのサイズ内に収める目的があるとともに、光の反射効率の向上や、散乱効果の向上を図る目的でも好ましい。
また、小ロットの表示装置92を生産する場合には、図31に示すように、大きなサイズの八角形(多角形)の筐体部22iを折り曲げ加工で形成しておき、文字のサイズによって、光源部60の取り付けや反射効率の向上を目的とした、内壁32iを配することにより、低価格での製造が可能となる。なお、内壁32iの色は白色が好ましい。
内部に配置する光源は、例えばLED5に黄色のランプLED5aを使用している光源部60であり、図30に示すように、筐体部22iの一部と、中央部付近に内壁32iを配して光源部60を取り付けるのが好ましい。
光源部60を取り付ける際の底面35iからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置では取り付け距離は約3mmとした。
また、Lの文字の右上の部分には、傾斜面26が設けられているとともに、該当箇所を照射するランプLED5aは横方向に傾けて取り付けられている。
いずれも、Lの文字の右上の部分が暗かったために施した処理であり、これにより均等な発光を得ることができるようになっている。
なお、本表示装置92は、直線部のみに取り付けられるので曲げる必要がないため、FPC4のように柔軟なものでなくてもよい。
よって、低コストで製造可能な、基板4aを用いることも可能である。
なお、基板4a製造用のフィルム等はFPC4の製造に使用するものをそのまま流用するため、配線用のパターンやレジスト層の位置関係等も同じである。
なお、電源部への配線の取り出しは、底面35iの所定の場所に配線穴をあけておこなうのが好ましい。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(角の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
最後に、筐体部22iの上端部に設けられた折り曲げ耳49部分に、両面テープ48等を用いて、表示部23i(正確には、表示部23iに取り付けられたアクリル板47)を取り付ける。
この際に使用する両面テープ48は、厚さ0.3mm以上のクッション性を有する両面テープ48が好ましい。
なお、筐体部22iと表示部23iの固定方法は、後述の表示装置94で用いるネジをアクリル板47に配設する方式を採用することも可能である。
また、筐体部22iと表示部23iの固定に、厚みを有しクッション性を有する両面テープ48を用いることにより、例えばメンテナンス時には、この両面テープ48部分をカッターナイフ等で切断することにより、両者を分離することが可能となり、容易にメンテナンス等ができるようになる。
なお、メンテナンス後は、再度両面テープ48を用いて筐体部22iと表示部23iは固定される。
本表示装置92は、光源部60を横に7ブロックに分割して配線されており、ブロック毎の発光色の変化や点滅や調光といった多彩な制御ができるものである。
この表示装置92は、おもに壁面に埋め込んで使用されることが多いため、表示部23iの外形より小さく、筐体部22iよりも大きな穴を壁面にあけたところに、表示部23iの底辺が壁面と同一面になるように、図示しない金具を用いて取り付けられることが好ましい。
また、電源部および制御回路部は、本表示装置92とは別の場所の壁面の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
さらに、ランプLED5aに混色タイプのものを使用するか、または異なる発光色の複数のランプLED5cを使用することと、表示部23の色を白色に限定すること、およびFPC4や基板4aを用いることにより複雑な電気配線が可能になったことで、上記構造の表示装置において、多彩な発光色を表示部23に表示することができることとなる。
なお、ランプLED5aに混色タイプものと、異なる発光色の複数のランプLED5cとを混在させて使用することも可能である。
なお、表示部の色は、昼間の視認性を高める目的や、例えば白色発光時の色調を故意に操作(例えば青っぽい白色を求める場合)したい場合には、求める薄い色を使用することが好ましいケースもある。
本実施例による木板に文字を形成した表示装置93を図32、図33を用いて説明する。
この表示装置93は、おもに屋内の店舗等のカウンターの上等において使用されることが多い。もちろん、固定脚や裏板を取り付けない状態で壁面に取り付けることも可能である。
なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
図32に示すように、この表示装置93は例えば横600mm、縦235mm、厚さ42.5mmの木板に、所定の文字(具体的には北海道)を、所定深さ(具体的には25mm)まで彫り込んで、筐体に形成している。所定深さは15〜40mmが好ましい。なお、北海道の文字は、北海道庁の所有する登録商標ロゴである。
北海道の文字を彫り込んだ、文字の周壁31j(外周に沿う部分)と底面35jには、反射効率の向上を目的として、白色の塗装が施すのが好ましい。
また、木板は表面を焼き処理して、さらにその上から透明の塗装を施すのが好ましい。
こうすることにより、後述のものに比べて見栄えが良かったからである。
もちろん、そのまま透明の塗装をしてもよいし、その他の色の塗装をしてもよいし、何も処理をしないそのままの状態でもよい。
内部に配置する光源は、例えばLED5に3色(具体的には赤色・緑色・青色)のランプLED5cを使用している光源部60であり、図に示すように、文字の周壁と一部に内壁を配して光源部を取り付けている。
光源部60を取り付ける際の底面35jからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置93では取り付け距離は約2mmとした。
また、図33の(a)に示すように、文字形状に凹凸がある場合には、その凹凸箇所に対向する周壁31jの内側面33jまたは、別に設けた対向する内壁に、光源部60を取り付けるのが好ましく、これにより凹凸箇所の表示面をほぼ均等な明るさにすることができるようになる。
なお、図33に示すように、裏面に設けられた電源部への配線の取り出しは、底面35jの所定の場所に配線穴76をあけておこなうのが好ましい。
また、ランプLED5cから照射された一次光が直接配線穴76に照射された場合、その配線穴76の部分だけ反射光が少なくなり、発光ムラや色相ムラが発生するため、それを防ぐために、ランプLED5cから照射された一次光が底面35jに反射する箇所を避けてある。
この症状は、複数色発光の場合の2色以上の同時点灯時に顕著に表れてくるので、3色の同時点灯をおこなう本表示装置93の場合、特に注意が必要である。
ただし、スペースの関係でどうしても該当する箇所に配線穴76をあけざるを得ない場合があったため、配線後に配線穴76周辺に底面35jと同色の白色シリコンを用いて配線穴76をふさぐのが好ましい。
また、裏面には、木板を斜めに固定するためおよび電源部と制御回路部を隠すための固定脚78と裏板79が設けられるが、木板のサイズ一杯の固定脚78と裏板79では見栄えが悪いため、木板よりも小さめのものを取り付けてある。
そのために、各文字から直接裏面側に配線穴76をあけると、固定脚や裏板の外側にはみ出してしまう文字部が存在したために、その該当文字部については、その隣接する文字部とつながる、横穴77を設けることが好ましく、該当文字部から直接裏面側に配線穴76をあけることなく、隣接部の文字部を経由させて配線を可能にしている。
なお、該当文字部と隣接文字部とが同じ点灯制御ブロックである場合には、隣接文字部内で配線をまとめてしまってもよい。
なお、本表示装置93の場合には、横穴77は該当文字部と隣接文字部双方から、斜め穴を開けることで貫通させて設けているし、配線は隣接文字部内でまとめている。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。複数色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
表示部23jの製造方法は次の通りである。
まず、所定厚(具体的には1mm厚)のアクリル板を、各文字よりも所定寸法(具体的には1mm)小さくレーザーカット加工する。アクリル板は、透明または拡散効果を有するものが好ましい。
また、所定厚は0.5mmから5mmが好ましく、所定寸法は1mmから3mmが好ましい。
次に、各文字の光源部60を配置した周壁31jと対向する周壁31jに、生材のFPC4を3mm程度に細くカットしたものを数箇所、光源部60を取り付けたのと同じ高さになるように貼り付けていく。
こうすることで、レーザーカットしたアクリル板を所定の高さに、ほぼ底面35jに対して並行にセットすることができるようになる。
次に、各文字部にレーザーカットしたアクリル板をセットし、周壁31jとアクリル板端面の隙間を、シリコンでコーキングを施す。
この時使用するシリコンは透明または透光性のものが好ましい。
コーキングが不十分であると、後述のエポキシ樹脂を注入したときに、光源部60にもれてしまうこととなり、均一な発光を得ることができなくなるので、十分なコーキングが必要である。
最後に、透明のエポキシ樹脂に拡散剤(具体的には酸化チタン)を含んだものを、各文字に注入し、その後硬化させて表示部23jが出来上がる。
その際、文字の周壁31jの表示部23jの位置する部分にシリコンを塗っておくことが好ましい。なお、シリコンは透明または透光性のものが好ましい。
また、エポキシ樹脂には、用途に合わせて着色剤(顔料等)を混合するのが好ましい。
本表示装置93の場合、表示部23jの表面が、木板の表面から約5mm下になるようにエポキシ樹脂を注入した。後述のものと比較して一番見栄えが良かったからである。
もちろん、木板と同一面としてもよいし、樹脂の表面張力を利用して木板の表面よりも盛り上がるようにしてもよい。
なお、上記のように表面板の高さを変える場合には、エポキシ樹脂と拡散剤の配合比は、それぞれにあった配合比に変えたほうが好ましい。
電源部と制御回路部は、木板の裏面中央部よりやや下側に取り付けられ、電気配線処理が終わった後、木板をカウンター等に斜めに固定するためおよび電源部と制御回路部を隠すための固定脚78と裏板79が取り付けられる。
本表示装置93は、文字を8ブロックに分割して配線されており、ブロック毎の発光色の変化や点滅や調光といった多彩な制御ができるものである。
なお、本表示装置93の筐体部22jにはムクの木板を使用したが、つき板や合成樹脂板を使用することも可能である。
次に、本実施例を、表示面の一部を遮光することにより表示を発光させる表示装置94に展開した図34を用いて説明する。
この表示装置94は、おもに屋内の店舗等の入り口の上部の壁面や、店舗内の壁面に埋め込んで使用されることが多い。
なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
図34に示すように、この表示装置94は、例えば横450mm、縦235mm、厚さ12mmのステンレス製の表示部23kに、所定の文字(具体的にはLogo)の文字をくり抜いて、文字を形成してある。
表示部23kは、ヘアーライン表面の、所定厚さ(具体的には1mm)のステンレスを折り曲げおよび溶接加工と溶接箇所の仕上げ処理を施して、厚み感を持たせたものであり、レーザーカット加工にてLogoの文字がくり抜かれている。こうすることにより、後述のものに比べて見栄えが良かったし、低価格で製造することができたからである。
もちろん、板厚10mm程度のヘアーライン表面のステンレスを用いてもよいし、その他の表面状態のものを使用してもよいし、他の材質のものを使用してもよいし、表面に塗装やメッキを施したものを使用してもよい。
表示部23kの裏面側には、Logoの文字部よりも大きいサイズの所定厚(具体的には3mm)のアクリル板47が両面テープ48を用いて貼り付けられている。
アクリル板47は、拡散効果を有するものが好ましく、また、用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。具体的には白色の拡散アクリル板47を用いている。
なお、この際に使用する両面テープ48は、厚さ0.3mm以上のクッション性を有する両面テープ48を使用するのが好ましい。
その際、保持強度を上げることを目的として、接着剤やシリコンを併用して使用するとなおよい。
なお、Logoの文字の内、ogoについては中央の部分がレーザーカット加工の際に離れてしまっているので、アクリル板47の表面のそれぞれ所定の位置に両面テープ48等にて貼り付ける必要がある。
なお、この際に使用する両面テープ48は、厚さ0.3mm以上のクッション性を有する両面テープ48を使用するのが好ましい。
その際、保持強度を上げることを目的として、接着剤やシリコンを併用して使用するとなおよい。
また、アクリル板47の所定の位置(具体的には7箇所)には、筐体部22kとの固定のために、ネジ74を表面板に対して裏面側に所定寸法(具体的には6mm程度)飛び出す形で埋め込むのが好ましい。
なお、このネジ74は、表示部23k側に溶接や接着等の手段を用いて配設し、アクリル板47側を貫通穴にすることでも同等の目的を得ることができる。
このネジ74は、最終的に筐体部22kに設けられた穴と嵌合されたあと、ナットを用いて表示部23kと筐体部22kを固定するために用いられる。
また、光源部60等内部のメンテナンス時には上記ナットを取り外すことで、容易にランプLED5c等の交換ができるようになる。
なお、この筐体部22kと表示部23kの固定方法は、前述の表示装置92で用いた両面テープを使用する方法を用いることも可能である。
筐体部22kは、亜鉛鋼板を折り曲げ加工(一部リベット止め)して形成されており、その周壁31kの内側面33kと底面35kには、白色の塗装を施してあるのが好ましい。
また、その形状は文字サイズよりも若干大きい、異型をしている。この目的は、光源部の光を効率良く表示部23kに提供することと、筐体部22kの加工性を考慮した結果であり、特に同じ表示装置94を大量に生産する場合に向いている。
また、図36に示すように、小ロットの表示装置94を生産する場合には、大きなサイズの四角形の筐体部22kを折り曲げ加工で形成しておき、文字のサイズによって、光源部60の取り付けや反射効率の向上を目的とした、内壁32kを配することにより、低価格での製造が可能となる。なお、内壁32kの色は白色が好ましい。
内部に配置する光源は、例えばLED5に3色(具体的には赤色・緑色・青色)のランプLED5cを使用している光源部60であり、図35に示すように、筐体部22kの一部と、中央部付近に内壁32kを配して光源部60を取り付けるのが好ましい。
光源部60を取り付ける際の底面35kからFPC4の底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置16では取り付け距離は約3mmとした。
なお、本表示装置94の場合は、光源部60は直線部のみに取り付けられるので曲げる必要がないため、FPC4のように柔軟なものでなくてもよい。よって、低コストで製造可能な、基板4aを用いることも可能である。
なお、基板4a製造用のフィルム等はFPC4の製造に使用するものをそのまま流用するため、配線用のパターンやレジスト層の位置関係等も同じである。
なお、電源部への配線の取り出しは、底面35kの所定の場所に配線穴をあけておこなうのが好ましい。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色と灰色(色の薄いもの)を使用するのが好ましい。多色発光の場合には、黄色と水色を追加して使用するのが好ましい。なお、当然のことながら、識別性は劣るものの、発光特性上は白色一色を使用するのがより好ましい。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
本表示装置94は、光源部60を横に7ブロックに分割して配線されており、ブロック毎の発光色の変化や点滅や調光といった多彩な制御ができるものである。
この表示装置94は、おもに壁面に埋め込んで使用されることが多いため、表示部23kの外形より小さく、筐体部22kよりも大きな穴を壁面にあけたところに、表面板23kの底辺が壁面と同一面になるように、図示しない金具を用いて取り付けられることが好ましい。
また、電源部および制御回路部は、表示装置94とは別の場所の壁面の内部等に、アルミのケースに収納された状態で取り付けられることが好ましい。
次に、本実施例を、おもに表示面の一部を遮光することにより表示を発光させる表示装置97に展開した、図42を用いて説明する。
この表示装置97は、おもに屋内の店舗等の入り口の上部の壁面や、店舗内の壁面に取り付けて使用されることが多い。
なお、前述の説明と重複する部分の説明は省略することとし、相違点のみを記述する。
図42に示すように、この表示装置97は、例えば横420mm、縦300mm、厚さ52mmのアルミ製のフレーム100に、後で差し替え可能なアクリル製の表示部23pに、所定の文字を形成してある。
フレーム100は、例えばアルミを押し出し成形したものを所定寸法、所定形状に加工し、図示されていないジョイント用の金物とボルトやナットを使用して固定され、4つの辺を有するフレーム100を形成するのが好ましい。
なお、4つの辺のうち1つの辺は、表面板23pを脱着するために、外部から容易に外せる構造のほうが好ましい。本表示装置97は、ネジ2本を用いて、容易に取り外せる方式を採用している。
また、ネジには化粧キャップ等をかぶせて見栄えを良くすることが好ましい。
表示部23pは、アクリル板を所定寸法(具体的には縦415mm、横265mm)にカットして、その表面にはカッティングシートを、文字以外の部分に貼り付けてある。
こうすることにより、後述のものに比べて見栄えが良かったし、低価格で製造することができたからである。
もちろん、アクリル板の表面に、印刷を施してもよいし、透明または透光性のシートに印刷を施したものをアクリル板の上にセットしても、いかなる方法を用いて文字等を形成してもよい。
また、文字を形成する代わりに、透光性の写真フィルム等を配することにより、本表示装置97をバック照明として活用することも可能となる。
なお、いずれの方法の場合にも、印刷等により文字等を形成したものの上に、透明のアクリル板等を配置することにより、さらに見栄えをよくすることが可能となる。その場合、前記の文字等の形成を透明のアクリル板の裏面側に施すことも可能である。
表面板23pは、拡散効果を有するものが好ましく、また、用途に合わせて着色を施したものを使用するのが好ましい。具体的には白色の拡散アクリル板を用いている。
また、カッティングシートは遮光性のものが好ましく、本実施例においては、銀色のカッティングシートの上に黒色のカッティングシートを貼り付けて、遮光効果をもたせた。
もちろん、故意に遮光効果を持たせずに、文字等とそれ以外の場所にコントラストをもたせる使用法も可能である。
この表面板23pは、フレーム100の1辺を取り外し、フレーム100に設けられた溝をスライドさせることで、脱着が可能であることが好ましい。
図43に示すように、フレーム100の表面側の開口部には、筐体部22pが取り付けられる。
この筐体部22pは、例えば亜鉛鋼板を折り曲げ加工(一部溶接止め)して形成されており、その形状は上面開放の長方体で、その外形寸法はフレーム100にすっぽり入り込み、なおかつフレーム100に対してクリアランスが少ないことが好ましい。
また、その上辺にはフレーム100との嵌合(高さ決め)を考慮した外開きの耳が配されている。
また、周壁31pの内側面33pと底面35pは、光の反射効率および散乱効果を高めるために、白色であることが好ましく、本実施例では白色の塗装を施した。
また、底面35pには、ランプLED5cの光軸と対向する、傾斜面26pを設けることが好ましい。
この傾斜面26pは、前述の通り、表示部23pをさらに均等な明るさにする目的と、表示部23pの明るさを一層向上させる目的と、後述の電源部101および制御回路部102の収納スペースの確保の目的を有している。
内部に配置する光源は、例えばLED5に3色(具体的には赤色・緑色・青色)のランプLED5cを使用している光源部60であり、図43に示すように、筐体部22pの周壁31pの内側面33pの一部と、中央部付近に光源部60を取り付けるのが好ましい。
この光源部60の取り付け方法は、本表示装置97においては、両面テープおよび接着剤を用いたが、ネジ止めや別の固定部品による固定等、いかなる手段を用いてもよい。
なお、本表示装置97の場合は、光源部60は直線部のみに取り付けられるので曲げる必要がないため、FPC4のように柔軟なものでなくてもよい。
よって、低コストで製造可能な、基板4aを用いることとし、なおかつ既製品化を目的として、組み込み時のコスト削減を考慮して、可能な限りの配線パターンを基板4a上に施してある。
また、本表示装置97は、例えば光源部60を横に3ブロックに分割して、それぞれのブロックが単独で点灯制御できるように設計されている。
また、光源部60を縦方向に4本配置しており、合計12でブロックを有することとなり、ブロック毎の発光色の変化や点滅や調光といった多彩な制御ができるのはもちろんのこと、横列流れ、縦列流れ、斜め流れ、同心円上流れ等といった多彩な表現も可能である。
このため、基板4aから制御回路部102までの配線数は必然的に複数化してしまう。
したがって、基板4a上の配線パターンで配線の取り出し箇所を、可能な限りまとめておくことが好ましくなる。本表示装置97は、各基板4aの配線の取り出し箇所は1箇所にまとめてある。
光源部60を取り付ける際の底面35pから基板4aの底面側の辺までの距離は、0から10mmの距離が好ましく、より好ましくは0から5mmであり、本表示装置16では取り付け距離は約0mmとした。
なお、制御回路部102への配線の取り出しは、底面35pの所定の場所に配線穴をあけておこなうのが好ましい。
また、配線用に用いるリード線の色は、反射効率の低下を防ぐ目的で、白色のものを使用するのが好ましい。
本表示装置97においては、リード線は白色のフラットタイプのものを使用している。
もちろん、クオリティーにデメリットが生じるものの、その他の色を使用することも可能である。
この表示装置97は、おもに壁面に取り付けて使用されることが多いため、フレーム100の裏面側に固定板103を取り付けることが好ましい。
固定板103は、例えば亜鉛鋼板に壁面等への固定ネジの貫通穴を複数箇所(具体的には5箇所)設けるのが好ましく、壁面から表示装置97を浮かせて取り付ける場合には、固定ネジの貫通穴の周辺を、絞り加工により裏面側に飛び出させておくとなお良い。
この固定板103は、表面板23pと同様に、フレーム100の1辺を取り外し、フレーム100に設けられた溝をスライドさせることで、脱着が可能であることが好ましい。
また、電源部101および制御回路部102は、本表示装置97の使用場所等を考慮すると、本表示装置97に内蔵して一体化することが好ましい。
したがって、図43に示すように、電源部101および制御回路部102は、筐体部22pと固定板103の間のスペースに収納するのが好ましく、より薄型化を図るために、前述の筐体部22pの底面35pに設けられた傾斜面26pの下側の空間スペースを利用するのがなお好ましい。
なお、電源部101および制御回路部102は、図示しない、筐体部22pの底面の裏面に設けられた取り付けステイ等を用いて固定するのが好ましい。
また、配線用に用いるリード線も、筐体部22pと固定板103の間のスペースに収納するのが好ましく、これにより、配線が外部から見えることがなくなり、見栄えのよい表示装置となる。
なお、図示しないACコードにより、外部から電源供給がおこなわれている。
以上、本表示装置97では、光源部60を縦方向に4本配置して、合計12ブロックを有する例を説明したが、光源部60を縦方向および横方向に複数個配置することにより、さらに大きな表示装置を製造することも可能である。
もちろん、制御回路部102も複数個使用する必要がでてくるため、それぞれの制御回路部102は信号ラインを接続することで、同期制御が可能な設計となっている。
なお、フレーム100の構造は上記の構造に限らず、また、フレーム100と筐体部22pを同一部材で形成しても良い。
なお、本実施例2で説明した表示装置は、例えばボルトを用いて、店舗の壁などに取り付けられて使用されるが、店舗の壁などの汚れ防止と電解腐食の防止を目的として、表示装置と店舗の壁などの間には空間を設けて取り付けるほうが好ましい。
さらに、夏場等の気温熱による内部の空気膨張を緩和する目的で、通気穴を設けることが好ましい。
具体的な方法は、製品の下部に位置する、筐体の底面の任意箇所に図示しない通気穴を設けて、通気テープ(具体的には日東電工社製ミクロテックス)等を貼り付ける。
また、FPCや基板の配線パターンやLEDのリードフレームのサビや腐食の防止を目的として、光源部には防湿コーティングを施しておくのが好ましい。
以上、いくつかの実施例により発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施の形態はこの例に限るものでなく、さまざまな形態とできる。
例えば、筐体部は、立方体の木板や樹脂板を用い、文字や図形を掘り込んだものでもよい。また、連続する文字を1つの筐体や表示部で作製することも可能である。また表示面が筐体部よりも大きくてもよく、必ずしも筐体部の大きさと表示面の大きさや形が同一である必要はない。
また、上記実施例では、筐体部の断面形状は、上部開口のコの字形のもので説明したが、底面が嵩上げされた構成の筐体部、すなわち筐体部の断面形状が上部開口のHの字形のものでもよい。
また筐体部は、一部の実施例で説明したように、一対の表示面の間に底面が位置するような構成であってもよい。また、一対の表示面を備えることで、両面が表示面を構成する表示装置の場合には、底面の一部が開口されていてもよく、更には底面が存在していなくてもよい。なお、両面を表示面として底面が存在しない場合には、発光ダイオードの光軸を、表示面と平行とするか、又は設置面側となる表示面側に向けて配することが好ましい。
また、表示面の中に、別の表示を印刷等の手段を用いて表現してもよいし、点発光方式の表示と組み合わせて使用することも可能である。
また、図形等には正方形や長方形や三角形といった直線部のみで形成されるものも当然のことながら含まれている。
また、例えば表示部面に液晶画面を用いてもよいし、例えばスロットルマシーンのドラムのように移動(回転して表示が変わる)する表示面を有するものを用いてもよい。
また、光源部には柔軟性に富むFPCを使えることは勿論のこと、通常の基板(剛性を有するガラエポ基板等)を使用することも可能である。
なお、その場合には、裏面側に粘着層を設ける固定方式のみならず、ネジ止めによる固定や、他の嵌合部品による固定等が可能になることは言うまでもない。
また、実施例において採用した材料については、同様の機能(物性)が得られる他の材料を採用することができる。例えば、実施例では筐体部の材質は亜鉛鋼板に塗装を施したものを使用したが、その他の金属板を使用してもよい。塗装は選択した金属の特性により省略することも可能である。また、樹脂や木材等を使用することも可能であるしその製法は問わない。
また、筐体部の構造等や表示部の取り付け方法等についても実施例にて説明したものに限定される必要はなく、同様の機能が得られれば他の方法を採用することも可能である。
また、実施例では表示部にはエポキシ樹脂やアクリルを使用しているが、ポリカーボネートや塩化ビニルやガラス等を使用することもできる。
また、表示部の表面は、例えばダイヤカット形状やマット形状のような表面加工を施すことで、光の散乱効果を高めることができる。また表示部の表面は、真空成形に代表される凹凸形状を設けたものであってもよい。また上記実施例では、表示部は平面的な構成のもので説明したが、全体や一部が湾曲したもの、例えばドーム状やすり鉢状であってもよい。また、例えばドーム状の表示部の表面にダイヤカットや凹凸を設ける場合のような、複数の表面形状を組み合わせて使用することで、更に表示効果や照明効果を高めることができる。
また、底面においても、ダイヤカット形状、マット形状、又は凹凸形状のような表面加工を施すことで、光の散乱効果を高めることができる。
また、図16に示すように、周壁31aによって形成される所定幅の空間のほぼ中心部に位置する底面35aに、内壁32aを設け、この内壁32aの両側に光源部60を配置するとともに、周壁31aにも光源部60を配置してもよい。
また、図17に示すように、光源部60を内壁32bの両側に等間隔に配するとともに、周壁31aにも光源部60を配置してもよい。なお、この場合には、周壁31aよりも所定寸法内側のエリアに内壁32bを設ける。もちろん、光源部60を内壁32bの片側のみに取り付けたものでもよい。
また、図38に示すように、光源部80を筐体部22cの底面35cに等間隔に配するとともに、周壁31aにも光源部60を配置してもよい。なお、この場合には、周壁31aよりも所定寸法内側のエリアの底面35cに光源部80を設ける。もちろん、光源部80として、図40に示すような光源部70を用いてもよい。
また、上記実施例では説明しなかったが、例えば表示面が円形状の場合には、中心部に複数の発光ダイオードを、それぞれの光軸が放射状に外方向に向くように配置する。それぞれの発光ダイオードの光軸は、上記実施例で説明したように底面側に傾けて配することが好ましい。これらの発光ダイオードは、図40に示すように、ランプLED5aのリードフレームを所定角度に折り曲げたものを、FPC4の表面に対しほぼ垂直に、半田等を用いて取り付ける構成が適している。図40では、一つのランプLED5aだけを図示しているが、円盤状のFPCを用い、複数のランプLED5aを同心円上に配置し、それぞれの光軸を等間隔に外方向に向け、放射状に配置するとよい。更にこの場合には、底面に、ダイヤカット形状、マット形状、又は凹凸形状のような表面加工を施すことが好ましい。また、表示部をドーム形状とすることで、更に均一な発光を実現することができる。
なお、上記実施例で説明した中で、光源部70、80を底面に配置する場合には、FPCに代えて硬質プリント基板を用いてもよい。
また、実施例では赤色発光のLEDをメインに使用したが、LEDの発光色は表示装置の使用用途やデザインに合わせて、他の色を使用してもよいし、もちろん複数色のLEDを組み合わせて使用してもよい。
また、同一の表示面の中で異なる発光色のLEDを組み合わせて用いてもよい。
また、例えば実施例の北海道の文字に存在する、小さな表示空間に適用する場合等には、複数のLEDを用いることなく、単数個使いとしてもよい。
また、紫外線光のLEDを用いて、表示面素材に蛍光体を混合したり、表示面に蛍光体を印刷したり、別の印刷したシート等を内部に配して発色させてもよい。
また、実施例ではFPCにはベース材にポリイミドを用い銅箔にてパターンを形成したプリント製造タイプのものを使用したが、柔軟性のあるものであれば素材や製造方法は問わないものとする。
また、FPCや基板の構造説明に、両面配線パターンタイプという表現を用いたが、この表現には複層配線パターンタイプも含むものとする。また、例えば、両面配線パターンタイプのものを用いて、単色発光用とすることも可能である。
また、比較的大きいサイズの表示装置に使用する場合には、剛性を有する基板でもベース材の厚さが0.5mm以下のものであれば、曲面への取り付けが可能となり得るため、FPCと同等の扱いとする。
また、実施例の表示装置86において、筐体部と表示部の固定方法は、嵌合方式を例にあげて説明しているが、それ以外の接着方式等を用いてもよい。
また、光源部70や光源部80のように、FPC(基板も含む)を筐体部の底面側に配設させるタイプの光源を用いる場合で、大量生産品に対応する場合などには、FPC(基板も含む)に対し上面方向から見たLEDの光軸は必ずしも同一方向である必要はなく、またLED間のピッチも同一ピッチである必要もなく、むしろアイテムの形態にあわせた設計が必要なケースもあることを付け加えておく。
産業上の利用可能性
以上のように本発明によれば、数少ない発光ダイオードによって、表示面をほぼ均等な明るさにでき、また自由な形状や大きさに対応することができ、信頼性に優れ、軽くて、容易にメンテナンス可能な表示装置を提供することができる。
さらに、表現豊かな表示装置を提供することができる。
さらに、発光ダイオードによって、取り付けの自由度が高く、信頼性に優れる光源とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、実施例1における表示装置1の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は縦側面図、(c)は横側面図
図2は、図1のA−A線による横断面図
図3は、図2から光源部を取り除いた状態で表示部の製造方法を示した横断面図
図4は、図2から光源部を取り除いた状態で表示部の別の製造方法を示した横断面図
図5は、図4の表示部の取り外し方法を示した横断面図
図6は、実施例1における光路の正面図
図7は、実施例1における光路の横断面図
図8は、実施例1における光路の横断面図
図9は、表示装置81の構造の説明図であり、同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図
図10は、表示装置81の別の構造の説明図であり、同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図
図11は、表示装置82における表示部の構造の説明図であり、(a)は同表示部の正面図、(b)は横側面図
図12は、表示装置82における表示装置の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)はその横側面図
図13は、表示装置83における表示部の構造の説明図であり、(a)は同表示部の正面図、(b)は横側面図
図14は、表示装置83における表示装置の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)はその横側面図
図15は、実施例2における表示装置21の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は横側面図であり、その一部は(a)のB−B線による横断面図
図16は、表示装置84の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は横側面図であり、その一部は(a)のC−C線による横断面図
図17は、表示装置85の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部と拡散板を撤去した状態の正面図、(b)は横側面図
図18は、表示装置85における光路の説明図であり、図17のD−D線による縦断面図
図19は、ランプLEDの配置と光路の説明図
図20は、ランプLEDの集光特性の説明図
図21は、実施例2における光路の説明図であり、(a)はその側面図であり、(b)は正面図
図22は、実施例2における光路の説明図であり、その横断面図
図23は、表示装置86の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)はその横側面図、(c)はその縦側面図
図24は、表示装置86の構造の説明図であり、図23の(a)のE−E線による縦断面図
図25は、表示装置88の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は(a)のF−F線による横断面図
図26は、表示装置89の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の正面図、(b)はその縦側面図、(c)は同表示装置の表示部を撤去した状態の裏面図
図27は、表示装置90の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)はその縦側面図、(c)は同表示装置の表示部を撤去した状態の裏面図
図28は、表示装置91の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の正面図、(b)はその縦側面図、(c)は同表示装置の表示部を撤去した状態の裏面図
図29は、表示装置92の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の正面図、(b)は横側面図、(c)は縦側面図
図30は、表示装置92の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は(a)のG−G線による縦断面図
図31は、表示装置92の別の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は(a)のH−H線による縦断面図
図32は、表示装置93の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の正面図、(b)は縦側面図
図33は、表示装置93の構造の説明図であり、(a)は一部の光源部の拡大正面図、(b)は他の一部の光源の拡大正面図
図34は、表示装置94の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の正面図、(b)は横側面図であり、その一部は(a)のI−I線による横断面図であり、(c)は縦側面図
図35は、表示装置94の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は(a)のJ−J線による縦断面図
図36は、表示装置94の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は(a)のK−K線による縦断面図
図37は、表示装置95の構造の説明図であり、同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図
図38は、表示装置96の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部と拡散板を撤去した状態の正面図、(b)は横側面図
図39は、光源部60の説明図
図40は、光源部70の説明図
図41は、光源部80の説明図
図42は、表示装置97の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の正面図、(b)は縦側面図
図43は、表示装置97の構造の説明図であり、(a)は同表示装置の表示部を撤去した状態の正面図、(b)は(a)に表示部を装着した状態のM−M線による縦断面図
Claims (39)
- 上面開放の中空体と、該中空体の内部に配される発光ダイオードと、該発光ダイオードに由来する光の透過によって情報を表示し又は照明とする、該中空体の上面開放部に取り付けられた表示面を備える表示装置において、該発光ダイオードを、該中空体の周壁の内側面、または該周壁とは別に設けた内壁の側面、あるいはその両方に、フレキシブル基板を用いて配したことを特徴とする表示装置。
- 上面開放の中空体と、該中空体の内部に配される発光ダイオードと、該発光ダイオードに由来する光の透過によって情報を表示し又は照明とする、該中空体の上面開放部に取り付けられた表示面を備える表示装置において、前記発光ダイオードに、パッケージの樹脂形状により集光特性を兼ね備えたものを用いる場合に、該パッケージの樹脂部分の前記表示面の反対側に位置する部分に、マット処理または、該パッケージの樹脂の屈折率よりも大きい屈折率を持つ素材を、塗装や蒸着または貼り付けを施したことを特徴とする表示装置。
- 上面開放の中空体と、該中空体の内部に配される発光ダイオードと、該発光ダイオードに由来する光の透過によって情報を表示し又は照明とする、該中空体の上面開放部に取り付けられた表示面を備える表示装置において、前記発光ダイオードを、その光軸が前記表示面と平行よりも下向きになる方向に配したことを特徴とする表示装置。
- クレーム3記載の表示装置において、前記中空体の底面の、前記発光ダイオードの光軸と対向する部分に傾斜面を設けたことを特徴とする表示装置。
- クレーム1からクレーム3のいずれかに記載の表示装置において、前記表示面または、該表示面と前記中空体の周壁の一部を脱着可能にしたことを特徴とする表示装置。
- クレーム1からクレーム3のいずれかに記載の表示装置において、前記発光ダイオードとして2色以上の発光ダイオードを配し、多彩な発光色を前記表示面に表示できることを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記底面側に向けて配設したことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用い、対向する前記周壁間の間隔が不均一な表示装置であって、前記発光ダイオードとして、ランプタイプの発光ダイオードと、チップタイプの発光ダイオードとを用いたことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用い、対向する前記周壁間の間隔が不均一な表示装置であって、前記発光ダイオードとしてランプタイプの発光ダイオードを用い、該発光ダイオードのリードフレームの長さを変えて配設したことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、少なくても一つの前記発光ダイオードを、前記周壁が狭まって形成される凹部に該発光ダイオードの光軸を向けて配設したことを特徴とする表示装置。
- 一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記表示面自体をマスキングによって遮光するとともに、前記周壁又は前記内壁によって遮光することで、前記表示面に光の透過箇所を形成したことを特徴とする表示装置。
- 一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記表示面自体をマスキングによって遮光することで、前記表示面に光の透過箇所を形成したことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用い、対向する前記周壁又は対向する前記周壁と前記内壁との間に所定幅の空間を形成する表示装置であって、前記所定幅の空間の中心部に位置する前記底面に、前記周壁又は前記内壁と並行な傾斜面を形成し、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記傾斜面側に向けて配設したことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、対向する前記周壁の間に立設される内壁と、前記内壁の両側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記底面側に向けて配設したことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、所定間隔毎に立設される内壁と、前記内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、該発光ダイオードの光軸を前記底面側に向けて配設したことを特徴とする表示装置。
- クレーム15記載の表示装置において、前記内壁の前記表示面側端部に、集光部材又は反射部材を設けたことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に発光ダイオードとを備え、前記発光ダイオードとして、異なる色の発光ダイオードが前記表示面と前記底面との間にセット化されて併設されるとともに、セット化された複数色の前記発光ダイオードが前記周壁又は前記内壁の側面に所定間隔あけて配設され、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、セット化されて併設される複数色の前記発光ダイオードの先端位置を揃えて配設したことを特徴とする表示装置。
- クレーム17記載の表示装置において、前記表示面側に配設される色の前記発光ダイオードのリードフレームを、前記底面側に配設される色の前記発光ダイオードのリードフレームよりも長くしたことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁で囲まれる空間を複数の空間に仕切る内壁と、前記周壁の内側面又は前記内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記内壁によって仕切られる複数の前記空間にそれぞれ前記発光ダイオードを配設したことを特徴とする表示装置。
- クレーム19に記載の表示装置において、前記発光ダイオードとして2色以上の発光ダイオードを配したことを特徴とする表示装置。
- クレーム19又はクレーム20に記載の表示装置において、前記空間毎に発光色又は発光パターンを変更する制御手段を設けたことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、対向する前記周壁の間に立設される内壁と、前記内壁の両側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記周壁の全面又は一部の面を光を透過させる材料で構成したことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、対向する一方の前記周壁面に前記発光ダイオードを配設し、他方の前記周壁面の端部に傾斜面を形成したことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる一対の表示面と、一対の該表示面の間に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面又は前記底面に立設される内壁の側面に所定間隔あけて配設される発光ダイオードとを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードを、一方の前記表示面と前記底面との間に配置するとともに、他方の前記表示面と前記底面との間に配置することを特徴とする表示装置。
- 木板または合成樹脂材等の筐体の一方の面に複数の凹部を形成し、前記凹部の周壁面又は前記凹部の底面に立設される内壁の側面に発光ダイオードを配設し、前記凹部の開口面に光を透過する表示部を設け、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、前記発光ダイオードと接続されるリード線を通す配線穴を、前記凹部の底面に設けるとともに、前記凹部の周壁面に設け、前記凹部の周壁面に設けた前記配線穴によって2つの前記凹部間を前記リード線で接続することを特徴とする表示装置。
- クレーム1からクレーム3、クレーム7からクレーム15、クレーム17からクレーム19、クレーム22からクレーム25のいずれかに記載の表示装置の設置方法であって、前記表示面を壁面や天井面等などの設置面に向け、前記表示面と前記設置面との間に空間を設けて設置することを特徴とする表示装置の設置方法。
- 所定幅で所定長さのフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の一方の面に所定間隔をあけて配設された複数の発光ダイオードとを有することを特徴とする光源。
- クレーム27に記載の光源において、前記フレキシブル基板の他方の面に粘着層を設けたことを特徴とする光源。
- クレーム28に記載の光源において、前記粘着層を両面粘着テープで形成したことを特徴とする光源。
- クレーム27に記載の光源において、前記発光ダイオードをフレキシブル基板の幅方向に傾斜させて設けたことを特徴とする光源。
- 配線パターンがあらかじめ形成されているフレキシブル基板シートの一方の面に両面テープを貼り付ける第1の工程と、前記第1の工程の後に前記フレキシブル基板シートを所定長さ所定幅の短冊状に切断する第2の工程と、前記第2の工程の後に短冊状に切断されたフレキシブル基板の他方の面に発光ダイオードを半田接続する第3の工程とを有することを特徴とする光源の製造方法。
- 上面開放の中空体と、前記中空体の内部に配される発光ダイオードと、前記中空体の上面開放部に取り付けられる表示部とを備え、前記中空体は前記表示部と線膨張係数を異にする材料で構成するとともに、前記表示部を前記中空体の開放部にて樹脂を硬化させることで形成し、情報の表示又は照明として用いる表示装置において、前記中空体の開放部の内周面に突起又はへこみなどの保持部を設け、前記表示部は前記保持部の位置を含んで形成されていることを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁と、前記周壁の内側面に発光ダイオードを所定間隔あけて配設する第1の光源部と、前記底面に発光ダイオードを所定間隔あけて配設する第2の光源部とを備え、前記第1の光源部では前記発光ダイオードの光軸を対向する位置の前記周壁の内周面側に向けて配置し、前記第2の光源部では前記発光ダイオードの光軸を両側に位置する前記周壁の内周面側に向けて配置し、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、対向する前記周壁間の間隔が所定寸法以下の場所には前記第1の光源部を用い、対向する前記周壁間の間隔が所定寸法以上の場所には前記第2の光源部を用いたことを特徴とする表示装置。
- 全面又は一部の面に光を透過させる表示面と、該表示面と対向する位置に設けられる底面と、前記表示面と前記底面とを連接する周壁とを備え、情報の表示又は照明として用いる表示装置であって、一方の面に複数の発光ダイオードを所定間隔あけて配設した基板を、前記底面に所定間隔あけて併設したことを特徴とする表示装置。
- クレーム30に記載の光源において、前記発光ダイオートのリードフレームを折り曲げることで前記発光ダイオードの光軸を傾斜させたことを特徴とする光源。
- クレーム35に記載の光源において、前記発光ダイオードのリードフレームの折り曲げ部に他の発光ダイオードのリードフレームを固着し、2つの前記発光ダイオードの光軸方向を反対方向としたことを特徴とする光源。
- クレーム27、クレーム28、クレーム29、クレーム30、クレーム35、又はクレーム36に記載の光源において、前記フレキシブル基板に代えて剛性を有する基板を用いたことを特徴とする光源。
- 所定間隔をあけて配設された複数の発光ダイオードを基板上に有し、電源供給用のパターンによって複数の前記発光ダイオードが接続され、前記パターンに電源供給が行われている光源であって、前記パターン上の任意の複数個所をリード線を用いて接続し、前記電源供給位置から遠隔位置にある前記発光ダイオードの電圧降下を少なくすることを特徴とする光源。
- クレーム38に記載の光源において、前記リード線の一端を、前記パターンへの電源供給位置としたことを特徴とする光源。
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