JP2015121684A - 表示パネルおよび表示パネルの組み立て方法および表示パネルを有する電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 単純な形状の部品と簡単な工法によって、防水性と防塵性に優れ、かつ隣接する表示要素間の光が混じり合わない表示パネルを形成する。【解決手段】 表示パネル１００は、複数の開口部１ａを有するパネル１と、開口部１ａに嵌合するパネル嵌合部２ａと開口部１ａに係止されるツバ部２ｂとを有する複数の導光手段２と、開口部１ａに対応する位置に前記ツバ部より外形の小さな貫通穴３ａを有する平板状の遮光性弾性体３と、導光手段２に光を供給する仕組みを有する平板上の実装基板４とを有している。そして、パネル１と実装基板４とが遮光性弾性体３を挟持している。【選択図】 図１

Description

本発明は、表示パネルおよび表示パネルの組み立て方法および表示パネルを有する電子装置に関する。

各種の電気機器、電子装置には、情報や画像を表示する表示パネルが設けられている。多くの場合、表示パネルは複数の発光部によって構成されている。明瞭な表示を行うためには、隣接する発光部の光が互いに干渉しないようにしなければならない。また、電子装置は水分に弱く、高信頼性を得るためには導体や接点は防水されていることが望ましい。さらにショートなどの不具合を避けるためには防塵性も要求される。とりわけ屋外、未開地など厳しい環境で使用される電子装置においては、防水性、防塵性を確保することが重要である。このため隣接発光部間の干渉抑制と防水性、防塵性を両立する技術が求められている。

上記の要求を満たすための技術が例えば特許文献１に開示されている。図１３はこの技術を示す断面図である。パネル４０１に設けられマトリクス状に配列した開口部４０１ａに略円柱状のＬＥＤランプ４０２が嵌合し、パネル４０１の背面側には、それぞれのＬＥＤランプ４０２が嵌合する円筒状部４０３ａが併設された面を含む略箱状の弾性材からなるパッキン４０３が設けられている。この構造により、隣接するＬＥＤランプ４０２の間が遮光され、ＬＥＤランプ４０２の側面に水密接触が形成される。パッキン４０３の箱形状の内部にはプリント配線板４０４が設けられ、リード４０６を介してＬＥＤランプ４０２に接続している。パッキン４０３の背面にはパッキン４０６が設けられ、内部を水密に保持している。

また特許文献２には、別の立体構造を持つ弾性体を用いた技術が開示されている。図１４はこの技術を示す断面図である。パネル５０１に複数の開口部が設けられている。それぞれの開口部５０１ａには光透過部材５０２が嵌合されている。光透過部材５０２は対応する位置に貫通穴５０３ａを有する弾性体からなる弾性保持部材５０３によって、貫通穴５０３ａに嵌合する形で保持されている。弾性保持部材５０３はまた、背面側に延伸する遮光部５０３ｂを有しており、隣接する光透過部材５０２の間を遮光している。遮光部５０３の背面側には光透過部材５０２に対応する位置に発光素子５０４が設けられた実装基板５０５が設けられている。このような構成とすることにより、隣接する発光素子および光透過部材の間が遮光される。また遮光部５０３ｂが側壁となることにより発光素子５０４と光透過部材５０２の間の空間が水密に保持される。

実開平２−９５３７４号公報 特開平５−１１３７６１号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２の技術では弾性体を複雑な３次元形状に形成しなければならないという問題点があった。このような形状は例えば射出成型を用いれば実現することができるが、単純な形状に比べて歩留まりが悪くなっていた。また構造上、僅かな成型誤差でも密閉構造が破れてしまうため、製品としての表示パネルにおいても不良が発生しやすい。さらに嵌合するための位置決めに手間がかかるなど、組み立て工程が複雑になるという問題点もあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、単純な構造の部品を使うことによって歩留まりを向上し、組み立て工程を簡素にする方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の表示パネルでは、複数の開口部を有するパネルと、前記開口部に嵌合するパネル嵌合部と前記開口部に係止されるツバ部とを有する複数の導光手段と、前記開口部に対応する位置に前記ツバ部より外形の小さな貫通穴を有する平板状の遮光性弾性体と、前記導光手段に光を供給する仕組みを有する平板上の実装基板とを有し、前記パネルと前記実装基板とが前記遮光性弾性体を挟持している。

本発明の効果は、隣接する表示要素の分離が明確で、かつ防水性、防塵性に優れた表示パネルを、歩留まり良く、簡素な工程で構成できることである。

本発明第１の実施の形態を示す断面図である。 本発明第２の実施の形態を示す断面図である。 本発明第２の実施の形態の組み立て方法を示す斜視図である。 本発明第３の実施の形態を示す断面図である。 本発明第４の実施の形態に用いる導光手段を示す側面図である。 本発明第４の実施の形態の例を示す平面図である。 本発明第４の実施の形態示す断面図である。 本発明第４の実施の形態の組み立て方法を示す側面図である。 本発明第５の実施の形態を示す断面図である。 本発明第６の実施の形態を示す断面図である。 本発明第７の実施の形態の例を示す斜視図である。 本発明第７の実施の形態の別の例を示す斜視図である。 特許文献１の技術を示す断面図である。 特許文献２の技術を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明第１の実施の形態を示す断面図である。表示パネル１００は、複数の開口部１ａを有するパネル１と、開口部１ａに嵌合するパネル嵌合部２ａと開口部１ａに係止されるツバ部２ｂとを有する複数の導光手段２と、開口部１ａに対応する位置に前記ツバ部より外形の小さな貫通穴３ａを有する平板状の遮光性弾性体３と、導光手段２に光を供給する仕組みを有する平板上の実装基板４とを有している。そして、パネル１と実装基板４とが遮光性弾性体３を挟持している。

以上のような構成とすることにより、平板に貫通穴を設けただけの簡素な遮光性弾性体を用いて、防塵、防水性を有し、各導光手段から出射される光が混じり合うことのない表示パネルを構成することができる。
（第２の実施の形態）
一例として、導光手段２として砲弾型のレンズを有し光源５を内蔵する発光素子を用いた場合について説明する。図２はこの実施の形態を示す断面図である。砲弾型の導光手段２は側面がパネル１に嵌合するパネル嵌合部２ａとなっており、砲弾の尾部に当たる部分にツバ部２ｂが設けられている。ツバ部２ｂは、開口部１ａより大きな外形を持ち、導光手段２を開口部１ａに挿入すると開口部１ａの縁によって係止される。砲弾の尾部側からは、光源５に電力を供給するためのリード６が延伸され、遮光性弾性体３に設けられた貫通穴３ａを通って、実装基板４に設けられた端子７に接続している。接続は例えば、リード６を貫通穴４ａに通し、端子７にハンダ８でハンダ付けすることによって行う。実装基板４は固定具９によってパネル１の背面に固定され、遮光性弾性体３は実装基板４とパネル１によって圧縮、挟持される。この時遮光性弾性体３が導光手段２のツバ部２ｂをパネル１の背面に押し付けることによって導光手段２がパネル１に対して固定される。また導光手段２の無い部分では、遮光性弾性体３がパネル１の背面に密着し隙間がシールされる。

パネル１の材料としては、不透光性の金属や樹脂などが好適である。遮光性弾性体３としては、遮光性のスポンジ、ゴム、樹脂などを用いることができる。その中でも独立発泡タイプのスポンジは、柔軟性があり、圧縮することで水や埃を通さないため特に好適である。実装基板４の材料としては、ガラスエポキシ、ポリイミドやポリエステルなどの樹脂、セラミックなどを用いることができる。光源としては、例えばＬＥＤ、白熱球、蛍光ランプなどを用いることができる。

図３は、本実施の形態の表示パネルの組み立て方法を示す斜視図である。ここでは固定具９としてネジ９ａを用いる場合を例にとって説明する。パネル１にはネジ９ａを螺合するための受け部１ｂが設けられ、実装基板４にはネジ９ａを通す貫通穴４ｂが設けられている。

次に組み立て方法について説明する。まず導光手段２をパネル１に設けられた開口部１ａに嵌合する。この時ツバ部１ｂが開口部１ａの縁に係止される。次にツバ部２ｂとリード６を遮光性弾性体３の貫通穴３ａに位置合わせしパネル１に重畳する。次に実装基板の貫通穴４ａとリード６、および貫通穴４ｂと受け部１ｂを位置合わせして、実装基板４を遮光性弾性体３に重畳する。次に、ネジ９ａを貫通穴４ａに通し、受け部１ａに螺合して、パネル表示装置１００の組み立てが完了する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、簡単な工程によって、防塵、防水性を備えたパネル表示装置を組み立てることができる。
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態および第２の実施の形態によればパネル１前面側の防水、防塵を行うことができるが、図１の例のように実装基板４に貫通穴４ａのような開口部がある場合には、実装基板４側から水や塵埃の侵入する可能性がある。本実施の形態は、そのような場合に好適な方法を提供するものである。

図４は本発明第３の実施の形態を示す断面図である。パネル１の背面側に、遮光性弾性体３および実装基板４を覆って、シール部材１０が設けられている。シール部材１０は、例えば接着層１１によってパネル１背面に固定される。

本実施の形態によれば、パネル表示装置１００の表示部を全方向から防水、防塵することができる。
（第４の実施の形態）
本実施の形態では、中央近傍にツバ部１２ｃが設けられた柱状の導光手段１２を用いる。図５は本実施の形態で用いる導光手段１２を示す側面図である。図の上方はパネル１の開口部１ａに嵌合するパネル嵌合部１２ａであり、図の下方は遮光性弾性体３の貫通穴３ａに嵌合する弾性体嵌合部１２ｂである。そしてパネル嵌合部１２ａと弾性体嵌合部１２ｂの間にはツバ部１２ｃが設けられている。弾性体嵌合部１２ｂは、対応する貫通穴３ａの内径よりも若干大きくしておく。こうすることにより貫通穴３ａの側面と弾性体嵌合部１２ｂの側面が密着し封止構造が形成される。導光手段１２の断面形状は開口部１ａ、貫通穴３ａに合わせて決定し、その形状は任意である。図６に例を示す。図６（ａ）は断面が円形、図６（ｂ）は断面が四角形、図６（ｃ）はパネル嵌合部１２ａの断面が四角形、ツバ部１２ｃ、弾性体嵌合部１２ｂが円形、図６（ｄ）はパネル嵌合部１２ａが六角形、ツバ部１２ｃ、弾性体嵌合部１２ｂが円形である。この他にも前記の嵌合関係を保った範囲で任意の組み合わせが可能である。

図７は本実施の形態の表示パネル１００を示す断面図である。遮光性弾性体３の貫通穴３ａに対応する位置には光源１３が設けられている。光源１３は表面実装タイプの光源である。ＬＥＤ、有機ＥＬなどが好適であるが、レーザーなど他のタイプの光源も用いることができる。

パネル１の複数の開口部１ａにはそれぞれ導光手段１２のパネル嵌合部１２ａが挿入されている。また遮光性弾性体３の貫通穴３ａには弾性体嵌合部１２ｂが嵌合されている。弾性体嵌合部１２ｂは貫通穴３ａより若干大きな外形を有するため、弾性体嵌合部１２ｂの側面と貫通穴３ａの側面は密着している。

実装基板４には貫通穴３ａに対応する位置に光源１３が設けられている。実装基板４は固定具９によってパネル１に対して固定されると同時に、遮光性弾性体３を圧縮固定している。このような構成とすることにより、隣接する各光源の光路が分離され、かつ光学系内が防塵、防水される。実装基板４がガラスエポキシやセラミックの場合、防水性が十分ではないが、ポリイミドやポリエステルなどの樹脂を用いた場合は、実装基板側からの水分の侵入も防止することができる。すなわち、封止手段を別途設けることなく、実装基板４側の防水構造も形成することができる。

図８は本実施の形態の表示パネルの組み立て方法を示す側面図である。まずパネル１の複数の開口部１ａに、導光部材１２のパネル嵌合部１２ａをそれぞれ嵌合する。遮光性弾性体３のそれぞれの貫通穴３ａには、弾性体嵌合部１２ｂが挿入される。上記の説明で明らかなように、導光手段１２は、パネル１の開口部１ａと遮光性弾性体３の貫通穴３ａを位置決めする役割も果たしている。実装基板４は、光源１３と貫通穴３ａを位置合わせした上で、固定具９ａによりパネル１に対して固定される。この時遮光性弾性体３は圧縮され光源１３と導光手段１２の間の空間は、防水、防塵される。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、簡単な工程により、各部品を正確に位置合わせでき、かつ少ない部品点数で、防水、防塵構造を形成できる。
（第５の実施の形態）
図９は本発明第５の実施の形態を示す断面図である。本実施の形態では、導光手段１２が、弾性体嵌合部１２ｂの側で、外に行くほど肉薄となるようなテーパー形状のテーパー状ツバ部１２ｄをなしている。遮光性弾性体３がツバ部１２ｃをパネル１側に押圧した時に、ツバ部１２ｃの先端にはわずかに空隙１４ができるが、本実施の形態によれば、この空隙を小さくすることができる。すなわち、本実施の形態を用いることにより、防塵性、防水性が向上する。なお本実施形態は第１、第２、第３の実施形態のように導光手段２が弾性体嵌合部を持たない形状においても有効である。
（第６の実施の形態）
遮光性弾性体３がスポンジのように柔らかい素材であれば、ツバ部１２ｃ、１２ｄの外形に対する追従性は良好であるが、ある程度の硬度を有するゴムや樹脂の場合には、追従性が劣るため空隙１４が大きくなりやすい。これを防止するため、本実施の形態では、貫通穴３ａのツバ部１２ｃ、１２ｄと接する側に座ぐり３ｂを設ける。図１０に断面図を示す。図１０（ａ）がツバ部１２ｃの外形が矩形の場合に好適な形状、図１０（ｂ）がテーパー状ツバ部１２ｄに適した形状の例を示している。座ぐり３ｂを設けることにより、空隙１４を小さくし防水性、防塵性を向上することができる。また座ぐり３ｂの深さは、点線で示すツバ部の厚さ１５より若干小さくしておく。こうすることにより、ツバ部１２ｃ、１２ｄと遮光性弾性体３の密着性を確保することができる。

以上、本実施の形態によれば、密着部の空隙が小さくなり防塵性、防水性を向上することができる。
（第７の実施の形態）
本発明の表示パネルは種々の電子装置、電気器具に適用できる。図１１は電子装置２００に適用した例を示す斜視図である。具体例としては、サーバ、パソコン、ルータ、通信機などが挙げられる。図１２はディスプレイ３００に適用した例を示す斜視図である。例えば屋外型の大型ディスプレイでは、防水性、防塵性が求められるため、本発明が好適に適用される。

以上、説明したように、本発明によれば、単純な形状の少数の部品と、簡単な工法により、隣接表示部間の遮光性を確保し、防塵、防水機能に優れた表示パネルを構成することができる。

１ パネル
２、１２ 導光手段
３ 遮光性弾性体
４ 実装基板
５、１３ 光源
６ リード
７ 端子
８ ハンダ
９ 固定具
１０ シール部材
１１ 接着層
１４ 空隙
１５ ツバ部の厚さ
１００ 表示パネル
２００ 電子装置
３００ ディスプレイ
４０１ パネル
４０２ ＬＥＤランプ
４０３、４０６ パッキン
４０４ プリント配線板
４０５ リード
５０１ パネル
５０２ 光透過部材
５０３ 弾性保持部材
５０４ 発光素子
５０５ 実装基板

Claims (10)

1. 複数の開口部を有するパネルと、前記開口部に嵌合するパネル嵌合部と前記開口部に係止されるツバ部とを有する複数の導光手段と、前記開口部に対応する位置に前記ツバ部より外形の小さな貫通穴を有する平板状の遮光性弾性体と、前記導光手段に光を供給する仕組みを有する平板上の実装基板とを有し、前記パネルと前記実装基板とが前記遮光性弾性体を挟持している、ことを特徴とする表示パネル。
2. 前記ツバ部が、前記弾性体嵌合部の側で外方に行くにしたがって肉薄となるターパー形状の断面を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
3. 前記遮光性弾性体が独立発泡型のスポンジである、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示パネル。
4. 前記導光手段が、前記開口部に嵌合するパネル嵌合部と、前記貫通穴に嵌合する弾性体嵌合部と、を有し、前記ツバ部が前記パネル嵌合部と前記弾性体嵌合部の間に設けられかつ両者の外形よりも大きな外形を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の表示パネル。
5. 前記弾性体嵌合部が前記貫通穴よりも大きくかつ前記貫通穴に嵌合可能な外形を有することを特徴とする請求項４に記載の表示パネル。
6. 前記実装基板が、前記貫通穴に対応する位置に表面実装された光源を有していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の表示パネル。
7. 前記実装基板が不透水性の材質からなることを特徴とする請求項６に記載の
   表示パネル。
8. 請求項１乃至請求項７いずれか一項に記載の表示パネルを有する、ことを特徴とする電子装置。
9. パネルに設けられた複数の開口部に前記開口部より大きな外形のツバ部を有する柱状の導光手段を嵌合し、前記開口部に対応する位置に前記ツバ部より小さな径の貫通穴を有する平板上の遮光性弾性部材を重畳し、前記導光手段に光を供給する仕組みを有する平板状の実装基板を重畳し、前記実装基板を前記パネルに固定具で固定するとともに前記遮光性弾性部材を圧縮する、表示パネルの組み立て方法。
10. 前記導光手段として前記開口部に嵌合するパネル嵌合部と前記貫通穴に嵌合する弾性体嵌合部とを有し前記ツバ部が前記パネル嵌合部と前記弾性体嵌合部の間に設けられかつ両者の外形よりも大きな外形を有する導光手段を用い、前記パネル嵌合部を前記開口部に嵌合し、前記貫通穴に前記弾性体嵌合部を嵌合する、ことを特徴とする請求項９に記載の表示パネルの組み立て方法。

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