(57)【要約】【課題】薄型化を図ることが可能であるとともに、様々な箇所に搭載可能なＬＥＤ表示器を提供すること。【解決手段】基板１と、基板１に実装されており、ＬＥＤ発光素子を含むＬＥＤ発光デバイス２と、基板１のうちＬＥＤ発光デバイス２が実装された面から基板１の厚さ方向に離間しており、かつＬＥＤ発光でアイス２からの光を出射させる出射面４ａと、を備えたＬＥＤ表示器Ａ１であって、ＬＥＤ発光デバイス２は、基板１の面内方向において出射面４ａとは重ならない位置に設けられており、ＬＥＤ発光デバイス２から出射面４ａと基板１との間に進行してきた光を出射面４ａに向けて反射させる反射領域を備えている。【選択図】  図１
2007156228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板に実装されており、かつＬＥＤ発光素子を含む１以上の発光手段と、
上記基板のうち上記発光手段が実装された面から上記基板の厚さ方向に離間しており、かつ上記発光手段からの光を出射させる１以上の出射面と、を備えたＬＥＤ表示器であって、
上記発光手段は、上記基板の面内方向において上記出射面とは重ならない位置に設けられており、
上記発光手段から上記出射面と上記基板との間に進行してきた光を上記出射面に向けて反射させる１以上の反射領域を備えていることを特徴とする、ＬＥＤ表示器。
【請求項２】
上記基板と上記出射面との間に位置する１以上の導光部を備えており、
上記導光部には、上記発光手段に正対する光入射面が形成されており、
上記導光部のうち上記基板側の面は、上記反射領域とされている、請求項１に記載のＬＥＤ表示器。
【請求項３】
８の字を構成する７つの上記出射面と、
上記７つの出射面のそれぞれと上記基板との間に位置する７つの上記導光部と、
上記７つの導光部のそれぞれの上記光入射面に正対する７つの上記発光手段と、を備えている、請求項２に記載のＬＥＤ表示器。
【請求項４】
上記７つの導光部と、上記７つの導光部の上記光入射面に繋がっており、かつそれぞれが上記各発光手段を収容する７つの空隙部と、を有する導光板をさらに備える、請求項３に記載のＬＥＤ表示器。
【請求項５】
上記導光板は、上記７つの導光部を互いに区画する遮光部をさらに有している、請求項４に記載のＬＥＤ表示器。
【請求項６】
上記導光板には、上記７つの導光部を互いに区画する溝またはスリットが形成されている、請求項４に記載のＬＥＤ表示器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ表示器に関し、特に数字などの表示に用いられる７セグメント方式のＬＥＤ表示器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０および図１１は、従来のＬＥＤ表示器の一例を示している。これらの図に示されたＬＥＤ表示器Ｘは、ケース９１、リードフレーム９２、ＬＥＤ発光素子９３、透光性樹脂９４を備えており、７つのセグメントを構成する７つの出射面９４ａにより０〜９の任意の数字および複数のアルファベットを表示する構成とされている。ＬＥＤ発光素子９３は、リードフレーム９２に搭載されており、ケース９１の孔９１ａに収容されている。孔９１ａは、透光性樹脂９４により満たされている。ケース９１が、たとえば光反射率が比較的高い白色樹脂により形成されていることにより、孔９１ａを囲う斜面９１ｂは、光反射面とされている。表示させたい文字に応じてＬＥＤ発光素子９３に電流を流すと、ＬＥＤ発光素子９３から図２における図中上方および側方に向けて光が発せられる。図中側方に向かった光は、斜面９１ｂにより反射されて図中上方へと進行する。これらの光が出射面９４ａから出射されることにより、所望の文字を表示することができる。
【０００３】
しかしながら、ＬＥＤ発光素子９３からの光の多くを図中上方へと向かわせるためには、斜面９１ｂのサイズを大きくする必要がある。斜面９１ｂを大きくすると、これに伴ってケース９１の高さが高くなってしまう。このようなことでは、ＬＥＤ表示器Ｘが搭載される電子機器などの小型化および薄型化を阻害する場合があった。
【０００４】
また、ＬＥＤ表示器Ｘは、一般的には上記電子機器に搭載された状態で外部から視認されるものである。ＬＥＤ表示器Ｘが回路基板に搭載される場合、この回路基板と上記電子機器の筐体との間の寸法をＬＥＤ表示器Ｘの高さに合わせることが強いられる。これは、上記電子機器のデザインに制約を与えることとなる。あるいは、上記ＬＥＤ表示器Ｘを常時視認可能な位置に搭載することを断念し、上記筐体の蓋などを開けることによって視認可能となる位置に搭載せざるを得ない場合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９７９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、薄型化を図ることが可能であるとともに、様々な箇所に搭載可能なＬＥＤ表示器を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供されるＬＥＤ表示器は、基板と、上記基板に実装されており、かつＬＥＤ発光素子を含む１以上の発光手段と、上記基板のうち上記発光手段が実装された面から上記基板の厚さ方向に離間しており、かつ上記発光手段からの光を出射させる１以上の出射面と、を備えたＬＥＤ表示器であって、上記発光手段は、上記基板の面内方向において上記出射面とは重ならない位置に設けられており、上記発光手段から上記出射面と上記基板との間に進行してきた光を上記出射面に向けて反射させる１以上の反射領域を備えていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、上記発光手段からの光を上記出射面へと向かわせるために、上記基板と上記出射面との距離を大とする必要がない。したがって、上記出射面の面積を拡大しつつ、上記ＬＥＤ表示器の薄型化を図ることができる。また、上記発光手段からの光が上記出射面から直接出射されることがほとんどない。これは、上記出射面から出射される光の光量分布を均一化するのに好ましい。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板と上記出射面との間に位置する１以上の導光部を備えており、上記導光部には、上記発光手段に正対する光入射面が形成されており、上記導光部のうち上記基板側の面は、上記反射領域とされている。このような構成によれば、上記基板と上記出射面との距離を小としつつ、上記発光手段からの光を上記出射面へと適切に向かわせることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、８の字を構成する７つの上記出射面と、上記７つの出射面のそれぞれと上記基板との間に位置する７つの上記導光部と、上記７つの導光部のそれぞれの上記光入射面に正対する７つの上記発光手段と、を備えている。このような構成によれば、任意の数字やいくつかのアルファベットを表示可能なセグメント方式のＬＥＤ表示器をきわめて薄型に仕上げることができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記７つの導光部と、上記７つの導光部の上記光入射面に繋がっており、かつそれぞれが上記各発光手段を収容する７つの空隙部と、を有する導光板をさらに備える。このような構成によれば、上記ＬＥＤ表示器の厚さ方向寸法を拡大することなく、上記発光手段を配置することが可能である。また、上記発光手段からの光を上記導光部へと適切に導入することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導光板は、上記７つの導光部を互いに区画する遮光部をさらに有している。このような構成によれば、隣り合う上記導光部どうしの間で光が漏れることを防止することが可能である。したがって、上記７つの導光部のいずれかが発光状態とされたときに、その他の上記導光部が不当に発光してしまうといった不具合を回避することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導光板には、上記７つの導光部を互いに区画する溝またはスリットが形成されている。このような構成によっても、隣り合う上記導光部どうしの間で光が漏れることを防止することが可能である。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
図１〜図３は、本発明に係るＬＥＤ表示器の第１実施形態を示している。本実施形態のＬＥＤ表示器Ａ１は、基板１、７つのＬＥＤ発光デバイス２、導光板３、カバー４、および遮光シート５を備えている。ＬＥＤ表示器Ａ１は、７つの出射面４ａを備えており、任意の数字やアルファベットを表示可能な７セグメント方式のＬＥＤ表示器として構成されている。ＬＥＤ表示器Ａ１は、その厚さが０．６ｍｍ程度とされており、その平面視寸法が３ｍｍ×５ｍｍ程度から４５ｍｍ×６３ｍｍ以上のサイズに対応可能とされている。
【００１７】
基板１は、平面視矩形状であり、ＬＥＤ発光デバイス２を搭載し、導光板３を貼り付けるためのものである。基板１は、たとえば樹脂層と配線層とが積層されたプリント配線基板であり、その厚さが０．１ｍｍ程度とされている。なお、プリント配線基板に代えて、ガラスエポキシ樹脂製のいわゆるリジッド基板を用いても良い。図３に示すように、基板１には、ランド１１および端子１２が形成されている。ランド１１は、ＬＥＤ発光デバイス２を搭載するために用いられる。端子１２は、たとえばコネクタＣを接続するためのものであり、外部の制御装置から表示すべき文字に対応した信号が入力される部分である。ランド１１と端子１２とは、たがいに導通している。
【００１８】
ＬＥＤ発光デバイス２は、ＬＥＤ発光素子を備えており、本発明で言う発光手段の一例である。ＬＥＤ発光デバイス２は、図３に示すコネクタＣを介して電力を供給されることにより、発光可能とされている。ＬＥＤ発光デバイス２からの光の出射方向は、図３に示すように図中左方向、すなわち基板１の面内方向に向かっている。このような構成のＬＥＤ発光デバイス２は、サイド発光型と呼ばれる。また、本実施形態とは異なり、樹脂製のレンズ部を有するランプ型ＬＥＤを横向きの姿勢で用いても良い。
【００１９】
導光板３は、基板１に貼り付けられており、ＬＥＤ発光デバイス２からの光を出射面４ａへと導くためのものである。図４に示すように、導光板３は、７つの導光部３１と遮光部３２とを具備している。本実施形態においては、導光板３は、その厚さが０．４ｍｍ程度とされている。
【００２０】
導光部３１は、ＬＥＤ発光デバイス２からの光を透過可能なアクリル樹脂またはポリカーボネイト樹脂によって形成されており、平面視略扇状とされている。導光部３１の一端寄りには、凹部が形成されている。この凹部と遮光部３２とによって囲まれた部分が、空隙部３３となっている。空隙部３３は、ＬＥＤ発光デバイス２を収容するためのものであり、導光板３をその厚さ方向に貫通している。導光部３１のうち空隙部３３に繋がる面は、光入射面３１ａとされている。光入射面３１ａは、ＬＥＤ発光デバイス２と正対しており、ＬＥＤ発光デバイス２からの光が入射する部分である。
【００２１】
図３に示すように、導光部３１の図中下面には、複数の光拡散部３１ｂが形成されている。光拡散部３１ｂは、たとえば導光部３１の図中下面の一部がその周囲と比べて表面粗さが粗くされた部分である。図２に示すように、複数の光拡散部３１ｂは、出斜面４ａと重なるように分布しており、ＬＥＤ発光デバイス２から遠ざかるほどその分布密度が大とされている。たとえば、光拡散部３１ｂは、その直径が０．０５〜０．４ｍｍとされており、その分布ピッチが０．１〜０．５ｍｍ程度とされている。図３に示すように、ＬＥＤ発光デバイス２からの光は、光拡散部３１ｂによって反射され、図中上方へと向かわされる。このように、複数の光拡散部３１ｂは、本発明で言う光反射領域を構成している。
【００２２】
遮光部３２は、導光部３１内を進行する光が不当に導光部３１外へと漏れることを防止するためのものであり、７つの導光部３１のそれぞれを囲っている。遮光部３２は、たとえば白色のポリカーボネイト樹脂またはＡＢＳ樹脂によって形成されている。さらに、ＬＥＤ発光デバイス２からの光に対する反射率を高めるためには、遮光部３２にチタンなどを含有させることが好ましい。
【００２３】
カバー４は、導光板３を覆っており、７セグメント方式を特徴付ける７つの出射面４ａを有している。カバー４は、透光層４１と遮光層４２とを具備している。透光層４１は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリカーボネイト樹脂からなり、その厚さが０．１ｍｍ程度とされる。遮光層４２は、透光層４１の表面の一部を露出させるように覆うことにより、７つの出射面４ａを形作るためのものである。遮光層４２は、たとえば透光層４１の表面に黒色塗料を用いて印刷することにより形成されている。また、透光部３１からの光を拡散することによってさらに均一な光とする構成としても良い。このような拡散を実現するには、透光層４１を乳白色の樹脂により形成するか、あるいはその表面に透光性を有する乳白色塗料を塗布すればよい。
【００２４】
７つの出射面４ａは、透光層４１のうち遮光層４２から露出した部分であり、図２に示すように８の字を構成する配置とされている。本図によく表れているように、出射面４ａは、導光部３１よりもその平面視寸法が小とされている。平面視において導光部３１のうち最も出射面４ａから離間した部分に光入射面３１ａが配置されている。このため、ＬＥＤ発光デバイス２は、出射面４ａに対して基板１の面内方向奥方に退避した配置とされている。
【００２５】
遮光シート５は、図１および図３に示すように、基板１の図中下面に貼付されている。遮光シート５は、基板１の図中下面側の遮光を万全とするためのものである。
【００２６】
次に、ＬＥＤ表示器Ａ１の作用について説明する。
【００２７】
本実施形態によれば、ＬＥＤ発光デバイス２からの光を光入射面３１ａから導入し、この光を導入部３１の底面側に形成された光拡散部３１ｂによって出射面４ａへと向かわせる。光拡散部３１ｂは、導光板３１の厚さ方向寸法がきわめて小である。このため、図１１に示された斜面９１ｂを有する構成と異なり、出射面４ａの面積を大きくしても、導光板３の厚さを厚くする必要がない。したがって、ＬＥＤ表示器Ａ１の薄型化を図ることが可能であり、ＬＥＤ表示器Ａ１が搭載される電子機器の小型化および薄型化に適している。
【００２８】
ＬＥＤ発光デバイス２からの光は、光拡散部３１ｂによって反射された後に出射面４ａに至る。出射面４ａから出射される光は、すべて間接光となり、ＬＥＤ発光デバイス２から直接出射される光をほとんど含まない。これは、出射面４ａからの光が、その一部だけ顕著に明るいなど、光量分布が著しく不均一となることを防止することができる。特に、光拡散部３１ｂの配置密度をＬＥＤ発光デバイス２から遠ざかるほど大とすることは、出射面４ａの光量分布を均一化するのに有利である。また、透光層４１を乳白色とすれば、出射面４ａの光量分布の均一化をさらに向上することができる。さらに、光入射面３１ａが凹状であることにより、ＬＥＤ発光デバイス２から向かってきた光を、導光部３１の面内方向に広げる効果が得られる。これは、出射面４ａの光量分布の均一化に好ましい。
【００２９】
遮光部３２を備えることにより、隣り合う導光部３１どうしの間で光が漏れてしまうことを防止可能である。したがって、いずれかの出射面４ａが発光状態とされたときに、非発光状態であるべきその他の出射面４ａが発光してしまうといった不具合を回避することができる。
【００３０】
図３に示すように、ＬＥＤ表示器Ａ１は、コネクタＣを用いて電子機器に搭載することが可能である。このため、ＬＥＤ表示器Ａ１は、たとえば上記電子機器の筐体内に収容された回路基板に搭載する必要が無く、上記筐体の表面に貼付するといった搭載方法が可能である。または、既に設置されているパネルの表面にＬＥＤ表示器Ａ１を貼付することにより、任意に変更可能な数字情報の提供を上記パネルの表示内容に追加することも容易である。
【００３１】
図５〜図９は、本発明に係るＬＥＤ表示器の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３２】
図５は、本発明に係るＬＥＤ表示器の第２実施形態を示している。本実施形態のＬＥＤ表示器Ａ２は、発光手段としてＬＥＤ発光素子２１を用いている点が上述した実施形態と異なっている。ＬＥＤ発光素子２１は、いわゆるベアチップ型の発光素子であり、図中の上方および側方に向けて発光する。空隙部３３内の左上側部分には、リフレクタ３４が設けられている。リフレクタ３４は、たとえばアルミ製であり、ＬＥＤ発光素子２１から発せられた光のうち、図中上方もしくは右方へと進行する光を、図中左方の光入射面３１ａに向けて反射するためのものである。このような実施形態によっても、ＬＥＤ表示器Ａ２の薄型化を図ることができる。
【００３３】
図６および図７は、本発明に係るＬＥＤ表示器の第３実施形態を示している。本実施形態のＬＥＤ表示器Ａ３は、導光板３の構成が上述した実施形態と異なっている。なお、図６においては、理解の便宜上、カバー４を省略している。
【００３４】
ＬＥＤ表示器Ａ３に用いられている導光板３は、複数のスリット３４を有している。これらのスリット３４は、導光板３をその厚さ方向において貫通しており、導光板３を形成するアクリル樹脂などと空気との屈折率の相違を利用して、ＬＥＤ発光デバイス２からの光を遮蔽するためのものである。複数のスリット３４には、７つの導光部３１の外側においてこれらを囲うものと、隣り合う導光部３１どうしを区画するものと、７つの導光部３１よりも内側に位置するものとがある。７つの導光部３１を外側から囲うスリット３４は、ＬＥＤ表示器Ａ３外へと光が漏れることを防止する。隣り合う導光部３１どうしを区画するスリット３４は、発光状態の導光部３１から非発光状態の導光部３１へと光が漏れることを防止する。また、隣り合う導光部３１どうしを区画するスリット３４には、遮光壁１４が嵌合している。図７に示すように、遮光壁１４は、たとえば基板１のパッド１１上に形成された金属片である。遮光壁１４の材質は、遮光性を有するものであれば良く、たとえば樹脂を用いても良い。７つの導光部３１よりも内側に位置するスリット３４は、互いに対向する導光部３１どうしの遮光を図るためのものである。なお、本実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、導光部３１のうち出射面４ａに対応する領域には、複数の光拡散部３１が形成されているが、図６においてはこれらを省略している。
【００３５】
このような実施形態によれば、インジェクション方式あるいはトランスファー方式などのモールド成形法によって導光板３を容易に形成することができる。これは、ＬＥＤ表示器Ａ３の製造効率を向上させ、コストを低減するのに適している。また、ＬＥＤ表示Ａ３の小型化にも有利である。なお、隣り合う導光部３１どうしを遮光する手段としては、導光板３を貫通するスリット３４に代えて、導光板３を貫通しない溝を設けても良い。この場合、この溝の深さをできるだけ深くすることにより、漏光を適切に防止することが好ましい。
【００３６】
図８は、本発明に係るＬＥＤ表示器の第４実施形態を示している。本実施形態のＬＥＤ表示器Ａ４は、スルーホール型の端子１３を備えている点が上述した実施形態と異なっている。スルーホール型の端子１３を備えることにより、ＬＥＤ表示器Ａ３は、たとえば回路基板に対して面実装することが可能である。このように、本発明に係るＬＥＤ表示器は、コネクタ接続、面実装接続をはじめ、ピン接続など、あらゆる実装形態に対応させることができる。
【００３７】
図９は、本発明に係るＬＥＤ表示器の第５実施形態を示している。本実施形態のＬＥＤ表示器Ａ５は、７セグメント方式を構成する７つの出射面４ａに加えて、矢印を記号化した１対の表示面４ａや、遮光性の材質からなる文字領域を含む２つの出射面４ａを備えている。本実施形態から理解されるように、本発明に係るＬＥＤ表示器は、７セグメント方式に限定されず、出射面４ａの形状に応じてその表示内容を多様なものとすることができる。
【００３８】
本発明に係るＬＥＤ表示器は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤ表示器の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るＬＥＤ表示器の第１実施形態を示す一部断面斜視図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤ表示器の第１実施形態を示す全体平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図４】本発明に係るＬＥＤ表示器の第１実施形態に用いられる導光板を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤ表示器の第２実施形態を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係るＬＥＤ表示器の第３実施形態を示す要部平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図８】本発明に係るＬＥＤ表示器の第４実施形態を示す要部斜視図である。
【図９】本発明に係るＬＥＤ表示器の第５実施形態を示す全体平面図である。
【図１０】従来のＬＥＤ表示器の一例を示す全体平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５  ＬＥＤ表示器
１      基板
２      ＬＥＤ発光デバイス（発光手段）
３      導光板
４      カバー
４ａ    出射面
５      遮光シート
１１    パッド
１２，１３    端子
１４    遮光壁
２１    ＬＥＤ発光素子
３１    導光部
３１ａ  光入射面
３１ｂ  光拡散部
３２    遮光部
３３    空隙部
３４    リフレクタ
４１    透光層
４２    遮光層  
【図１】
2007156228.tif 000003
【図２】
2007156228.tif 000004
【図３】
2007156228.tif 000005
【図４】
2007156228.tif 000006
【図５】
2007156228.tif 000007
【図６】
2007156228.tif 000008
【図７】
2007156228.tif 000009
【図８】
2007156228.tif 000010
【図９】
2007156228.tif 000011
【図１０】
2007156228.tif 000012
【図１１】
2007156228.tif 000013