(57)【要約】【課題】  屋外に設置される表示装置では、表示面に物体が衝突し発光素子の変形による画質低下を低減する。【解決手段】  それぞれが発光部とリードフレームとを備えた複数の発光素子をアレイ状に並べた表示装置において、前記発光素子の前方上方部に設けられた遮光板よりも硬質な部材で形成した発光素子の変形防止枠を配線基板に固定して設け、さらに発光素子の下方部で前記遮光板よりも発光素子に近接して設けた。これにより、発光素子は変形防止枠により変形量が抑制され、画質低下が抑制される。【選択図】図２
2010066284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが発光部とリードフレームとを備えた複数の発光素子と、
該複数の発光素子がアレイ状に並べられて、前記発光素子のリードフレームが接続され、該接続部が保護膜で覆われる配線基板と、
前記発光素子の表示面側上方部に設けられた遮光板と、
前記発光素子の発光部の下方部で前記遮光板よりも発光素子に近接して設けられ、前記配線基板に固定され、前記遮光板よりも硬質な材料からなる発光素子の変形防止枠と、
前記配線基板が収納され、前記遮光板が固定されるケースと
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
１の発光素子に２つのリードフレームを備え、該２つのリードフレームの接続される方向に平行に変形防止枠が発光素子の下方部に近接配置され、前記変形防止枠が発光素子毎に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
１の発光素子に２つのリードフレームを備え、該２つのリードフレームの接続される方向が水平方向であり、アレイ状に配置された前記複数の発光素子の水平方向毎あるいは水平方向の複数個の発光素子毎に近接配置した共通の変形防止枠を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
遮光板は庇部を支持する庇支持部を有し、該庇支持部の前面に該遮光板より硬質の変形防止板をさらに設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
変形防止板を遮光板の発光素子に対向する側部まで延設したことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子が例えばアレイ状に配列された表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示装置、例えば公の場所で用いられる大型表示装置として発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：以下ＬＥＤと称す）などの発光素子を複数備えて構成した表示装置が用いられている。この従来の表示装置は、例えば配線基板上に複数のＬＥＤを配列して構成され、この配線基板はケースに収納される。ＬＥＤは赤色、緑色、青色を発光するもの３種類のＬＥＤが使用されて、カラー表示が可能となっている。ＬＥＤは樹脂製のレンズ部の内部に、半導体素子であるチップを封入したものであり、各樹脂レンズ部からはチップに電流を供給するためのリードフレームがそれぞれ２本ずつ延びている。ＬＥＤのリードフレームは配線基板の所定箇所に固定されている。このような大型表示装置は屋外で使用されることもあるため、ＬＥＤのリードフレームと配線基板の表面はシリコンゴムなどの保護膜によって覆われており、腐食などから保護されるようになっている。また、屋外使用時の画質向上のためケースの上面に日光が直接ＬＥＤに当たらないように遮光板を設置している（特許文献１）。競技の行われるグランド近くに表示装置を設置する場合では、表示装置への選手の接触が想定されるため、硬質素材(ポリカーボネートなど)ではなくより柔軟な素材(熱可塑性エラストマーなど)により遮光板を作成することがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６６７０９（〔０００２〕〜〔０００５〕、〔００２１〕〜〔００２８〕、図１０、図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような表示装置は、大型表示装置として、サッカー場などの競技場の、競技の行われるグランド近くに設置されることもあり、この場合、表示装置への選手の接触が想定されるため、硬質素材(ポリカーボネートなど)に代わって、より柔軟な素材(熱可塑性エラストマーなど)により遮光板を作成することがある。
【０００５】
しかしながら、このように競技者に配慮した場合、従来使用されるポリカーボネートなどの硬質素材に比べて熱可塑性エラストマーなどの柔軟な素材により作成した遮光板を使用した表示装置では、例えば、サッカーボールのような物体や球技物などが表示装置表面に衝突した際にＬＥＤが変形し、その部分のみ映像の見え方が変化し、画質の低下を招く恐れがある。また、ＬＥＤが大きく変形した場合にはリードフレーム、配線基板を覆っている保護膜にも損傷が生じ、配線基板への腐食を促進させる一因になる。そのため、ボールなどの物体の衝突ごとに表示装置の一部を交換する必要があり、費用がかかるという課題があった。
【０００６】
また、リードフレーム、配線基板を覆っている保護膜を構成するシリコンゴムを削減し、コスト低減、軽量化のために保護膜を厚くする代わりに、複数のＬＥＤのやや下方を取り囲むＬＥＤ固定板を設けた例もある（特許文献１）。しかし、この固定板は表示面一括に設けられており、耐衝撃性を十分考慮されたものではない。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、物体衝突時にでもＬＥＤの変形を抑制することで画質低下を抑える表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、それぞれが発光部とリードフレームとを備えた複数の発光素子と、該複数の発光素子がアレイ状に並べられて、前記発光素子のリードフレームが接続され、該接続部が保護膜で覆われる配線基板と、前記発光素子の表示面側上方部に設けられた遮光板と、前記発光素子の発光部の下方部で前記遮光板よりも発光素子に近接して設けられ、前記配線基板に固定され、前記遮光板よりも硬質な材料からなる発光素子の変形防止枠と、前記配線基板が収納され、前記遮光板が固定されるケースとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明により、従来の遮光板に使用されるポリカーボネートなどの硬質素材に比べて柔軟な遮光板を用いた屋外向け映像装置において、物体が衝突した場合でも遮光板を形成する材料に比べて硬質な樹脂または金属の変形防止枠を用いたので、ＬＥＤの変形が抑制され、従来ＬＥＤの変形、配向乱れによって生じていた画質劣化が抑制されるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態における代表的な表示装置の構成を示した上面図で表示面側を示しており、発光素子であるＬＥＤが縦に４個、横（水平方向）に６個配列した表示装置の例を示している。図２は表示装置の断面模式図で、図中（ａ）は図１中Ａ-Ａ方向から見た模式図、図中（ｂ）は図１中Ｂ-Ｂ方向から見た模式図である。図の表示装置１において、発光素子であるＬＥＤ２は発光部２ａとＬＥＤの脚部であるリードフレーム９から構成され、リードフレーム９を介して配線基板３に接続され、この配線基板３はコネクタ４に接続されてＬＥＤの点灯に必要な電力を電源（図示せず）より供給される。また、配線基板３はケース６に収納、固定される。個々のＬＥＤ２には変形防止枠７が設けられており、それ以外の部分には従来のとおり、リードフレーム９および配線基板３を保護する保護膜５が充填されている。この保護膜２は例えば、変形防止枠７を設置後、その枠の上から基板保護用にシリコンゴム等を塗布することで形成することができる。屋外使用の場合は、例えば図１のように表示面側の発光素子横１列毎（行毎）の上方に遮光板８が形成される。この遮光板８は図２の断面模式図からもわかるように表示部方向へ突出した庇部を有して、外光が発光素子に入射するのを遮断または抑制する。なお、図２においては、変形防止枠の構造や設置状況がわかりやすいように、リードフレーム９周辺の一部保護膜２を示していない。
【００１１】
図３は本発明の実施の形態で使用されるＬＥＤの変形防止枠の構造を示す斜視図である。便宜上図中手間側の変形防止枠を構成する部分は透かして表現している。ＬＥＤ２は発光部２ａと２本のリードフレーム９を有し、配線基板３に接続されるため、２本のリードフレーム９の立脚、配列した図３中Ｘ方向よりもＹ方向のほうが曲がりやすい。すなわち、表示装置１に物体が衝突し、ＬＥＤ２が衝撃を受けた時、ＬＥＤの発光部２ａはＸ方向よりもＹ方向に変形しやすいことになる。従って、ＬＥＤ２がＹ方向に揺れて変形防止枠７に当たるようにＸ方向は両側に面状に、Ｙ方向はその２つの面を連結できるだけの構造となるような構造としている。このように変形防止枠７の連結部では空間が設けられ、変形防止枠７配設後、保護膜５を形成するシリコンゴム等の樹脂が容易に通りやすくなる経路ができる。
【００１２】
図において物体衝突時に発光部２ａが変形しようとした際に発光部２ａが変形防止枠７に当たることで、変形量が抑制されるため、この変形防止枠７とＬＥＤ２との距離がＬＥＤの最大変形量となる。そのため、変形防止枠７は遮光板８よりもＬＥＤ２の近くに設置する必要がある。例えば、ＬＥＤが曲がりやすい方向（図３中Ｙ方向）に対して遮光板８とＬＥＤ２との距離が１ｍｍの場合それ以下、例えば０．５ｍｍとする必要がある。
また、変形防止枠７の面状に形成されている部位の高さは発光部２ａの半分より下方、遮光板８下面に当たらない高さで、リードフレーム９が延びる部位のやや上方となるようにし、ＬＥＤの変形を抑制できるようにする。
【００１３】
また、変形防止枠７は遮光板８と同等以上の硬質な樹脂および金属材にて作成することが望ましい。樹脂の場合は、遮光板１と同等以上の剛性を持つものとしてポリカーボネートなどが上げられる。金属材を使用する場合には、配線基板３やＬＥＤリードフレーム９との間の電気的短絡を防ぐために樹脂などで金属表面を絶縁コートした金属材、例えばアルミ材に樹脂コートを施したものなどを用いればよい。
【００１４】
変形防止枠７は配線基板３に固定するが、固定方法は接着、はめ込み、ボルト留めなどがある。変形防止枠７を配線基板３に直接固定することにより変形防止枠７の強度が確保できる。例えば、特許文献１に開示の固定板では１枚の固定板で一括してＬＥＤの位置決め等の固定は出来るものの、ケースの上面で固定板を固定しているだけなので、固定板自身が物体の衝撃でずれた場合、全てのＬＥＤが同方向にずれて変形することになる。しかし、本実施の形態においては、変形防止枠の固定が堅持であり、且つ個々のＬＥＤに対応して設けているので、ＬＥＤの変形抑制には優れた効果を奏する。また、変形防枠７は遮光板８より内に設置し、表示面側にでていないので、画質への影響も生じない。
【００１５】
このように、変形防止用の枠７を設置することにより、表示装置の表示面側、発光素子の前方に保護具を設置することなく、ＬＥＤの変形が抑制され、従来、表示装置に物体が衝突してＬＥＤ、特に発光部が変形することで生じていた画質低下を低減することが可能となる。また、物体衝突時の保護膜５への影響も低減することでき、配線基板３の保護も可能となる。
【００１６】
実施の形態２．
上記実施の形態１において、ＬＥＤ毎に変形防止枠を設ける構成を示したが、変形防止枠を個々のＬＥＤではなく、本実施の形態のように複数個のＬＥＤに対してまとめて設置してもよい。
図４は本発明の実施の形態に用いられる変形防止枠の構造示すための図で、図中（ａ）は一部上面図、図中（ｂ）は（ａ）中Ｄ-Ｄ方向から見た断面模式図である。なお、図中（ａ）おいては図１と同様に配置される遮光板を省略し、（ｂ）においては、変形防止枠の構造や設置状況がわかりやすいように、リードフレーム９周辺の一部保護膜２を示していない。
【００１７】
本例では、ＬＥＤ２設置の横方向（水平方向）に沿って変形防止枠１７を一行単位で設置している。この水平方向は、ＬＥＤ２の２つのリードフレームの配線基板３に接続される方向と一致する（平行である）。この変形防止枠１７は上記実施の形態１のように遮光板１と同等以上の硬質な樹脂および金属材にて作成し、ＬＥＤ２（発光部２ａ）との距離ｄは遮光板８よりも短いことが必要である。まず、配線基板上にＬＥＤ２と所定の距離ｄ離間するように変形防止枠１７を固定する。その後、２つの変形防止枠１７の間に保護膜５用の例えばシリコンゴムのような樹脂を塗布する。この場合、ＬＥＤの脚部となるリードフレーム９はＬＥＤの径よりも小さいため、リードフレーム９と配線基板３との接続部を確保すれば、図のように傾斜構造としてもよい。傾斜構造にすると変形防止枠１７の強度が増加するだけでなく、保護膜５用の樹脂が塗布しやすく、かつ塗布漏れもなく充填率も高まり、樹脂の量も削減できる。
【００１８】
上記実施の形態では変形防止枠１７を配線基板３に固定したが、変形防止枠１７の両端部を表示装置の枠となるケースに固定してもよい。
変形防止枠を配線基板に固定しても、ケースに固定しても、従来例の固定よりも堅持であることは言うまでもない。
【００１９】
なお、本実施の形態における、遮光板８とＬＥＤ２との距離に対する変形防止枠１７とＬＥＤ２との距離ｄの関係、変形防止枠１７の高さおよび変形防止枠１７の材質等については上記実施の形態１と同様である。
【００２０】
上記実施の形態１と同様、変形防止用の枠１７を設置することによりＬＥＤの変形が抑制され、従来、表示装置に物体が衝突してＬＥＤが変形することで生じていた画質低下を低減することが可能となる。また、物体衝突時の保護膜５への影響も低減することでき、配線基板３の保護も可能となる
さらに、この構造では上記実施の形態１で示した変形防止枠７よりも、複数個のＬＥＤに対してまとめて変形防止枠１７を設置できるため製造が簡単になる。実施の形態１と同様にこの変形防止枠１７構造の追加による画質への影響はない。
【００２１】
実施の形態３．
本実施の形態では、ＬＥＤが２個または３個グルーピングされて設置されている場合の変形防止枠の設置の例を示す。
図５は本発明の実施の形態に用いられる変形防止枠の構造示すための図で、２つのＬＥＤ毎に変形防止枠２７が設けられている例である。図中（ａ）は一部上面図、図中（ｂ）は（ａ）中Ｅ-Ｅ方向から見た断面模式図である。なお、図中（ａ）おいては図１と同様に配置される遮光板を省略し、（ｂ）においては、変形防止枠２７の構造や設置状況がわかりやすいように、リードフレーム９周辺の一部保護膜２を示していない。
【００２２】
本図においては、図中（ａ）からもわかるように実施の形態２の横方向一行単位で設けた変形防止枠を２つのＬＥＤ毎に設けている。変形防止枠２７の連結部２７ａは実施の形態１と同様に、図中（ｂ）で示すように保護膜５の塗布の妨げにならないように位置している。変形防止枠２７は実施の形態２と同様にＬＥＤ２に対して遮光板との距離よりも近い位置にＬＥＤ２に離間するように配置し、ＬＥＤ２に対して傾斜構造を有していてもよい。変形防止枠２７は配線基板３に固定するが、両端部ではケースに固定してもよい。
【００２３】
なお、上記実施の形態では実施の形態２の横方向一行単位で設けた変形防止枠を２つのＬＥＤ毎に設けた例として説明したが、実施の形態１で説明した変形防止枠構造を２以上のＬＥＤを囲むようなサイズで構成してもよい。
また、変形防止枠の材質等についても実施の形態１、２と同様である。
【００２４】
上記実施の形態１、２と同様、変形防止用の枠２７を設置することによりＬＥＤの変形が抑制され、従来、表示装置に物体が衝突してＬＥＤが変形することで生じていた画質低下を低減することが可能となる。また、物体衝突時の保護膜５への影響も低減することでき、配線基板３の保護も可能となる
さらに、この構造では上記実施の形態１で示した変形防止枠７よりも、複数個のＬＥＤ単位でまとめて変形防止枠２７を設置できるため製造が簡単になる。実施の形態１、２と同様にこの変形防止枠２７の構造追加による画質への影響はない。
【００２５】
実施の形態４．
本実施の形態では、これまでの実施の形態にさらに遮光板に保護構造を付加し、ＬＥＤの変形防止強化構造の例を説明する。
図６は本実施の形態の表示装置の一部構成を示す図で、上記実施の形態１〜３の変形防止枠構造に加え、遮光板の庇部を支持する部位の表示面側に保護構造を設置した構成を示したものである。図中（ａ）は表示装置の一部上面図、図中（ｂ）は（ａ）中Ｆ-Ｆ方向から見た断面模式図である。なお、図中（ｂ）においては、変形防止枠の構造や設置状況がわかりやすいように、リードフレーム９周辺の一部保護膜２を示していない。
【００２６】
図６中（ａ）は図１の一部拡大図に相当する。上記実施の形態では遮光板の詳細について説明しなかったが、遮光板８は少なくとも外光が発光素子に入るのを抑制あるいは遮断するための庇部８ａを有している。ケースに固定されるように両側に渡って構成すれば庇部８ａのみで遮光板８を構成することもできるが、ここでは庇支持部８ｂが表示面側に配置されて庇部８ａを支持する例である。この遮光板８は表示装置として設置した時に、発光素子の表示面側の上方に設けられるが、遮光板８の庇支持部８ｂである表示面側（前面）に遮光板８と同等以上の硬質な樹脂および金属材にてさらに変形防止枠板１０を設けている。材料としては実施の形態１〜３に使用される変形防止枠に準ずるとよい。変形防止板１０は遮光板８の前面（表示面側方向）に設置するため変形防止板１０とＬＥＤ２との距離は遮光板８とＬＥＤ２との距離に等しく、ＬＥＤ２が変形した際には変形防止板１０に当たる構造とし、この変形防止板１０によってもＬＥＤ２の変形を抑制する。
【００２７】
ここで、遮光板８は表示装置を屋外に設置した場合に日光（外光）がＬＥＤ２に当たることにより表示ムラが発生し画質低下が生じるのを防止するため、ＬＥＤへの日光を遮蔽するように作用する。この遮光板８は従来技術においても述べたように、競技場での競技者等の衝突時に衝撃を和らげるように、遮光機能を有する柔軟な素材が使用されるようになっている。図６中（ｂ）で示すように、変形防止板１０は遮光板８に接して遮光板８あるいは遮光板８が固定されるケース６で固定され、柔軟素材の遮光板８の遮光機能を有する庇部分のみ表示装置前面にでるように開口されることで、遮光板８の強度を保持するとともに、ＬＥＤが接触した場合の変形防止機能も有する。
【００２８】
図７は本実施の形態における別の変形防止板の構造を説明するための図で、遮光板に沿って平行に設けられた変形防止板１０を適宜縦方向に連結して補強した構造を示す。この構造であれば更に変形防止板１０の強度が保て、ＬＥＤの変形防止抑制にさらに効を奏する。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、実施の形態１の変形防止枠構造にさらに変形防止板を設けた構成を示したが、実施の形態２、３の構造例にさらに本実施の形態で示した変形防止板を設けてもよいことは言うまでもない。
【００３０】
本実施の形態では、上記実施の形態１〜３の構成に加え、表示部前面にＬＥＤ変形防止板を設けたので、上記実施の形態１〜３の効果に加え、表示部前面の強化にも寄与する。
【００３１】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、変形防止板は遮光板の前面（表示面側）に設置していたが、本実施の形態では、ＬＥＤの配設される開口部側、ＬＥＤに対向する側部まで変形防止板を延設した構造を示す。
図８は本実施の形態の表示装置の一部構成を示す図で、図６中（ｂ）の変形防止板１０の別の例を説明するための図である。図において、変形防止板１０をＬＥＤの配設される開口部側、遮光板８の庇支持部８ｂの側面まで延設して配置し（１０ａ）、ＬＥＤに接触する面積を増やすことで変形抑制効果の向上を見込む。また、よりＬＥＤ２の開口部を狭くし、遮光板８よりもＬＥＤ２に近接して変形防止板１０が設置されることになり、上記実施の形態４よりもさらに変形抑制効果が向上する。なお、実施の形態４と同様に、変形防止板１０は遮光板８に接して遮光板８あるいは遮光板８が固定されるケース６で固定される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における代表的な表示装置の構成を示した上面図で、ＬＥＤが縦に４個、横に６個配列した表示装置の例を示している。
【図２】本発明の実施の形態１による表示装置の一部断面模式図で、図中（ａ）は図１中Ａ-Ａ方向から見た模式図、図中（ｂ）は図１中Ｂ-Ｂ方向から見た模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるＬＥＤの変形防止枠の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２による表示装置に使用される変形防止枠の構造示すための図で、図中（ａ）は一部上面図、図中（ｂ）は（ａ）中Ｄ-Ｄ方向から見た断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態３に用いられる変形防止枠の構造示すための図で、図中（ａ）は一部上面図、図中（ｂ）は（ａ）中Ｅ-Ｅ方向から見た断面模式図であるよる表示装置の変形防止板を示す断面図および正面図である。
【図６】本発明の実施の形態４による表示装置の一部構成を示す図で、遮光板前面に設けた変形防止板を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４の別の変形防止板を示す断面図である。
【図８】本実施の形態５による表示装置の一部構成を示す図で、変形防止板の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  表示装置、    ２  ＬＥＤ、  ２ａ  発光部    ３  配線基板、  ４  コネクタ、
５  保護膜、    ６  ケース、    ７、１７、２７  変形防止枠、
７ａ、１７ａ、２７ａ  連結部、    ８  遮光板、  ８ａ庇部、    ８ｂ  庇支持部、
９  リードフレーム、    １０  変形防止板、    １０ａ  変形防止板延設部。
【図１】
2010066284.tif 000003
【図２】
2010066284.tif 000004
【図３】
2010066284.tif 000005
【図４】
2010066284.tif 000006
【図５】
2010066284.tif 000007
【図６】
2010066284.tif 000008
【図７】
2010066284.tif 000009
【図８】
2010066284.tif 000010