(57)【要約】【課題】コントラストに優れた映像を表示する表示ユニット装置、及び表示装置を提供する。【解決手段】  表示ユニット装置１は、回路基板４と、ベース部材とベース部材に実装される発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂと発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂを封止する封止部材とを有して回路基板４の実装面１１に実装される発光装置２とベース部材の外周面と回路基板４の実装面１１とを覆う保護部３とを備え、保護部３は封止部材と外部の空間との接触面である発光面２１を覆う第１被覆部と第１被覆部の周囲に形成されて第１被覆部よりも厚さの厚い第２被覆部とを有し、発光装置２は第１被覆部の周囲において第２被覆部に接合して第１被覆部を固定する固定部５１を有することを特徴とする。保護部３が周囲光の反射を抑制することにより、表示ユニット装置１は従来よりもコントラストに優れた映像を表示することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
ベース部材と前記ベース部材に実装される発光素子と前記発光素子を封止する封止部材とを有し、前記回路基板の実装面に実装される発光装置と、
前記ベース部材の外周面と前記回路基板の実装面とを覆う保護部と、
を備え、
前記保護部は、前記封止部材と外部の空間との接触面である発光面を覆う第１被覆部と、前記第１被覆部の周囲に形成され、前記第１被覆部よりも厚さの厚い第２被覆部とを有し、
前記発光装置は、前記第１被覆部の周囲において前記第２被覆部に接合して前記第１被覆部を固定する固定部を有する
ことを特徴とする表示ユニット装置。
【請求項２】
前記固定部は、その頂部が、前記発光装置の頂部を通り前記回路基板の実装面に平行な仮想平面よりも高く形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の表示ユニット装置。
【請求項３】
前記固定部は、前記発光装置の前記発光面の周囲に複数形成される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示ユニット装置。
【請求項４】
前記保護部は、可撓性を有するフィルムからなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示ユニット装置。
【請求項５】
前記保護部は可視光に対する吸収性を備える
ことを特徴等する請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示ユニット装置。
【請求項６】
前記固定部は、錐体状に形成される
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示ユニット装置。
【請求項７】
前記固定部は、柱体状に形成される
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示ユニット装置。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の表示ユニット装置が複数組み合わされて表示画面を構成すること
を特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示ユニット装置及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、映像を表示するため、屋内、屋外を問わず、様々な場所に設置される。このような表示装置としては、複数の表示ユニット装置をタイル状に配列して表示画面を構成するものが広く用いられている。
【０００３】
表示ユニット装置としては、回路基板に発光装置を複数実装したものが知られている。発光装置としては、凹部を備えるベース部材を有し、この凹部の底面にＬＥＤ等の発光素子を実装し、この発光素子の周囲を封止部材で封止したものが広く用いられている。このような発光装置は、回路基板に形成された配線に物理的かつ電気的に接続されている。
【０００４】
従来、このような発光装置のベース部材には、白色樹脂にて形成されたものが用いられてきた（例えば、特許文献１参照）。このため、ベース部材の外周面は、一般に白色を呈する。
【０００５】
ところで、表示ユニット装置には、外部に露出した配線等を保護するため、雨水等の浸入を防ぐ保護部が設けられる。例えば、発光装置と、発光装置が実装された回路基板の実装面とを、保護部で一体的に密封するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。このような方法によれば、簡易な構成で、発光装置と発光装置が実装された回路基板とを密封することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１１０３２号公報（段落［００２２］、図２参照）
【特許文献２】特開２０１６−１２０７０号公報（段落［００１７］、図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発光装置を構成するベース部材の外周面は白色を呈しているので、太陽光や照明といった周囲光に対する反射率が高く、周囲光の反射や散乱が生じやすい。
また、回路基板に形成された配線は金属部材が外部に露出している。このような金属部材は周囲光に対する反射率が高いため、ベース部材の外周面と同様に、周囲光の反射や散乱が生じやすい。
【０００８】
特に、発光装置と回路基板の実装面とを保護部で一体的に封止する場合、発光素子からの出射光を効率よく取り出すため、透光性の高い樹脂材料から構成される保護部が使用されることが多い。このような保護部を使用すると、太陽光等の周囲光が、回路基板に形成された配線や、ベース部材の外周面で反射するため、映像のコントラストが低下するという問題がある。
【０００９】
本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、周囲光の反射を従来よりも抑制し、表示される映像のコントラストを従来よりも向上することができる表示ユニット装置及び表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る表示ユニット装置は、回路基板と、ベース部材とベース部材に実装される発光素子と発光素子を封止する封止部材とを有し、回路基板の実装面に実装される発光装置と、ベース部材の外周面と回路基板の実装面とを覆う保護部とを備え、保護部は、封止部材と外部の空間との接触面である発光面を覆う第１被覆部と、第１被覆部の周囲に形成され、第１被覆部よりも厚さの厚い第２被覆部とを有し、発光装置は、第１被覆部の周囲において第２被覆部に接合して第１被覆部を固定する固定部を有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示ユニット装置に周囲光が入射しても、可視光に対する吸収性を備える保護部により吸収され減衰する。このため、周囲光の反射を従来よりも抑制し、表示ユニット装置及び表示装置に表示される映像のコントラストを従来よりも向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示ユニット装置の模式図である。
【図２】図１の表示ユニット装置をＡ−Ａ線で矢視した断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる発光装置の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる発光装置の側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる保護部の拡大断面図である。
【図６】可視光に対する吸収性を備えない保護部を用いた場合の、図１の表示ユニット装置をＡ−Ａ線で矢視した断面図である。
【図７】図１の表示ユニット装置をＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかる表示装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。また説明の便宜上、各図中に示す部分のサイズ、形状の比例関係等が誇張されている場合がある。
【００１４】
実施の形態１．
図１〜図７を参照しながら、本発明の実施の形態１にかかる表示ユニット装置１について説明する。図１〜図４、図６、及び図７では、ＸＹＺ座標が規定されている。表示ユニット装置１の正面（表示面）が地面に対して垂直に設置されたと仮定し、左右方向をＸ軸方向とし、上下方向、すなわち鉛直方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向として説明する。他の実施の形態においても同様である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、表示ユニット装置１は、正方形状の平板である回路基板４と、回路基板４の実装面１１に実装される複数の発光装置２と、回路基板４の実装面１１にＸ軸方向及びＹ軸方向に延びるように形成された配線部５と、回路基板４の実装面１１と発光装置２とを覆うように配置される保護部３と、配線部５に接続された図示しない駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）とを備える。
【００１６】
発光装置２は、８ｍｍ、１０ｍｍ、１６ｍｍ等の間隔Ｄをもって、正方格子状に、回路基板４の実装面１１に実装される。実装される発光装置２の個数は、６４×６４、１２８×１２８、２５６×２５６、１２８×２５６等が代表的である。
【００１７】
回路基板４は、絶縁性の樹脂材料等から構成される。配線部５は、銅やアルミ等の金属からなる導電体から構成される。
【００１８】
このような表示ユニット装置１では、駆動ＩＣが発光装置２を駆動し、発光装置２から任意の色の可視光が出射することにより、表示ユニット装置１の表示面に映像が表示される。
【００１９】
次に、図２〜図４を参照しながら発光装置２について詳細に説明する。本実施の形態における発光装置２は、いわゆる３ｉｎ１型の発光装置であり、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する３つの発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂと、発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂが実装されるパッケージ２８と、発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂをパッケージ２８内に封止する封止用樹脂（封止部材）２７と、発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂと配線部５とをそれぞれ電気的に接続する正極側のリード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ、及び負極側のリード２６ｒ、２６ｇ、２６ｂと、保護部３を固定する固定部５１とを備える。
【００２０】
パッケージ２８は、絶縁性の白色樹脂材により構成された筐体であり、上面２８ｃが開口する凹部２９を備える。本実施の形態では、このように凹部２９を備えるパッケージ２８をベース部材として用いた例について説明する。パッケージ２８は、表示ユニット装置１の正面に配置される面を上面２８ｃとし、回路基板４に直交する面を側面２８ａ、封止用樹脂２７が充填される面を内周面２８ｂとする。パッケージ２８の凹部２９には封止用樹脂２７が充填されるため、内周面２８ｂは外部の空間とは接触しないが、パッケージ２８の側面２８ａは外部の空間との接触面を構成する。上述したように、パッケージ２８は白色樹脂材により構成されるため、側面２８ａは白色を呈する。
【００２１】
発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂは、いわゆる表面実装型の発光素子であり、パッケージ２８に形成された凹部２９の底面に、Ｙ軸方向にこの順で、等間隔に配列される。発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂとしては、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等が使用される。
【００２２】
これら発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂは、一対の電極を備える。発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂは、リード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂに積載されることにより、一方の電極がリード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂにそれぞれ電気的に接続される。他方の電極は、ワイヤ２４によりリード２６ｒ、２６ｇ、２６ｂに電気的にそれぞれ接続される。リード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ、及びリード２６ｒ、２６ｇ、２６ｂは、パッケージ２８の凹部２９の底面においてＸ軸に沿って夫々側面２８ａまで延伸し、この側面２８ａに沿ってパッケージ２８の底面まで延伸し、さらに回路基板４の実装面１１に沿って屈曲する。
【００２３】
回路基板４には、リード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ、及びリード２６ｒ、２６ｇ、２６ｂを配線部５に対してリフロー方式等を用いた半田付によって接続する接続部６が設けられる。この接続部６により、リード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ、及びリード２６ｒ、２６ｇ、２６ｂは、回路基板４の実装面１１に形成された配線部５に電気的に接続される。
【００２４】
封止用樹脂２７は、水分や塵埃等から発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ、リード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ、及びリード２６ｒ、２６ｇ、２６ｂを保護する。封止用樹脂２７は、発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂが発光する光に対して透過性を有するシリコン樹脂等によって構成される。
【００２５】
封止用樹脂２７と外部の空間との接触面は、発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂの発光する光が外部に出射する発光面２１を構成する。本実施の形態では、発光面２１は、ＸＹ平面に平行な平面状に形成されている。
【００２６】
固定部５１は、図３及び図４に示すように、発光面２１の周囲のパッケージ２８の上面２８ｃの四隅に形成される。固定部５１の形状は円錐状であり、円錐の底面がパッケージ２８の上面２８ｃに接合している。固定部５１の頂部は、パッケージ２８の頂部を通り回路基板４の実装面１１に平行な仮想平面よりも、高くなるように形成される。このような固定部５１は、パッケージ２８と一体成形されるか、又は別途成形された後にパッケージ２８に接合される。
【００２７】
このような発光装置２では、駆動ＩＣから配線部５、リード２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ及びリード２６ｒ、２６ｇ、２６ｂを介してそれぞれ独立に供給される電力によって、発光素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂの発光強度を個別に調整することにより、発光面２１から任意の色彩の光を出射することができる。
【００２８】
本実施の形態に係る表示ユニット装置１には、回路基板４の実装面１１と発光装置２とを覆う保護部３が配置されている。
【００２９】
保護部３は、図５に示すように、凹部３１からなる薄肉部３２（第１被覆部）を備える。保護部３の厚さは、薄肉部３２で厚さＴｈ１であり、薄肉部３２以外の部分（第２被覆部）で厚さＴｈ２であり、厚さＴｈ１よりも厚さＴｈ２が小さくなるように構成されている。凹部３１は、回路基板４と対向する面が開口するように形成される。このような凹部３１は、プレス加工といった塑性加工等により、回路基板４において発光装置２が実装される位置に対応するように形成される。
【００３０】
保護部３は、回路基板４に対向する面に粘着層を有し、回路基板４の実装面１１、パッケージ２８の側面２８ａ、及び発光装置２の発光面２１に沿って、これら回路基板４の実装面１１、パッケージ２８の側面２８ａ、及び発光装置２の発光面２１に密着するように配置される。このようにして、保護部３が、回路基板４の実装面１１、及び発光装置２を密封し、雨水や大気中の水分等から保護している。
【００３１】
保護部３は、暗色を呈し、可視光に対する吸収性を備える。暗色は、無彩色であっても有彩色であってもよい。また、保護部３は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等の防水性を備える樹脂から構成される可撓性を有する薄膜状のフィルムに、カーボンブラック等の黒色の着色剤を添加することにより実現される。可視光に対する吸収率は、着色剤の添加量を変更することで、所望の値に調整することができる。
【００３２】
次に、表示ユニット装置１に入射する周囲光の反射について詳細に説明する。図６に示すように、可視光に対する吸収性を備えない保護部３を使用した場合、表示ユニット装置１に入射した周囲光は、金属が露出する配線部５や、接続部６、及び白色を呈するパッケージ２８の側面２８ａにて反射して外部に出射する。このような反射光は、表示ユニット装置１に表示される映像のコントラスト低下の原因となる。
【００３３】
これに対して、本実施の形態に係る保護部３を使用した場合、図２に示すように、表示ユニット装置１に到達した周囲光は、一部が保護部３に吸収されるため、配線部５、接続部６及びパッケージ２８の側面２８ａに到達する前に減衰する。さらに、配線部５、接続部６及びパッケージ２８の側面２８ａに到達して反射した周囲光も同様に、保護部３に吸収される。このように、本実施の形態に係る保護部３を使用すると、配線部５、接続部６及びパッケージ２８の側面２８ａにおける反射を抑制し、表示ユニット装置１のコントラストを従来よりも向上させることができる。
【００３４】
ただし、発光面２１は可視光に対する吸収性を備える保護部３により覆われているため、発光面２１から出射される可視光は保護部３で吸収され減衰してしまう。発光面２１から出射される可視光が減衰すると、表示ユニット装置１に表示される映像の輝度が低下する。この場合、映像の輝度低下を抑制するため、発光素子２３ｂ、２３ｇ、２３ｂに供給する電力を増量しなければならなくなる。
【００３５】
しかし、本実施の形態では、保護部３は、厚さＴｈ１の薄肉部３２が発光面２１を覆い、厚さＴｈ２（＞Ｔｈ１）の薄肉部３２以外の部分が配線部５、接続部６及びパッケージ２８の側面２８ａを覆う構成となっている。そのため、配線部５、接続部６及びパッケージ２８の側面２８ａにおける周囲光の反射は抑制されるが、発光面２１から出射される可視光の減衰は低減される。
【００３６】
ところで、樹脂の可視光に対する吸収率Ｒは、樹脂の吸光係数をα、樹脂の厚さをＬとすると、Ｒ＝１−ｅｘｐ（−αＬ）で表される。すなわち、樹脂の可視光に対する吸収率Ｒは、その厚さＬが小さくなるにつれて指数関数的に減少する。本実施の形態では、薄肉部３２の厚さＴｈ１、及び薄肉部３２以外の部分の厚さＴｈ２を調整することで、配線部５、接続部６及びパッケージ２８の側面２８ａにおける周囲光の反射を効果的に抑制するとともに、発光面２１から出射される可視光の減衰を顕著に低減することができる。
【００３７】
次に、薄肉部３２は薄いため破れるおそれがあるが、この破れを防止する方策について説明する。薄肉部３２は、回路基板４の実装面１１に実装されて実装面１１から突き出た形状となる発光装置２を覆うために伸張するが、薄いために破れるおそれがある。保護部３が薄肉部３２で破れれば、そこから水分が浸入してしまい、回路基板４の実装面１１、及び発光装置２を保護できなくなる。そこで、本実施の形態では、図７に示すように、パッケージ２８の上面２８ｃに固定部５１が形成され、固定部５１が薄肉部３２の周囲で保護部３に突き当たり固定する。薄肉部３２が発光面２１を覆う際に、薄肉部３２の周囲の薄肉部３２以外の部分が固定部５１で固定されるため、薄肉部３２の伸張が抑制され、薄肉部３２は破れない。このようにして、保護部３は、回路基板４の実装面１１、及び発光装置２を水分から保護することができる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、配線部５、接続部６及びパッケージ２８の外周面における可視光の反射を抑制するとともに、発光面２１からの出射光２２の減衰を顕著に抑制し、表示ユニット装置１に表示される映像のコントラストを従来よりも向上させることができる。
【００３９】
また、固定部５１が保護部３を固定し、薄肉部３２が破れるのを防止するため、保護部３は回路基板４の実装面１１、及び発光装置２を水分から保護することができる。
【００４０】
実施の形態２．
表示装置４１は、図８に示すように、実施の形態１に記載の表示ユニット装置１を、タイル状に複数配置したものである。表示装置４１は、タイル状に配置する表示ユニット装置１の数を増減することにより、任意のサイズの表示画面を構成することができる。
【００４１】
表示装置４１は、競技場、ビルの壁面等の屋外に設置される。また、体育館等の屋内にも設置できる。表示装置４１の表示画面のサイズは、表示装置が設置される、例えば、競技場の広さ、公共空間の大きさ等により、任意に決定される。
【００４２】
以上のように、表示ユニット装置１を備えることにより、表示装置４１に表示される映像のコントラストを高くすることができる。
【００４３】
発光装置２には、１つのパッケージ２８に３つの発光ダイオード２３ｒ、２３ｇ、２３ｂが収容されるいわゆる３ｉｎ１タイプの発光装置２を用いたが、１つのパッケージ２８に発光ダイオード２３ｒ、２３ｇ、２３ｂのいずれか１つが配置される、いわゆる１ｉｎ１タイプを用いてもよい。または、４つ以上の発光素子を備えた発光装置２を用いてもよい。封止用樹脂２７は、分散剤や蛍光体を含んでいてもよい。
【００４４】
隣り合う発光装置２の間に、太陽光等の周囲光の入射を遮るルーバーを設けてもよい。
【００４５】
発光面２１の形状は、図２に示すような発光面２１が回路基板４と平行なもの以外に、発光面２１の中心部分がＺ軸方向に最も高くなる凸形状とすることもできる。また、発光面２１の中心部分がＺ軸方向に最も低くなる凹形状とすることもできる。
【００４６】
回路基板４の実装面に実装される発光装置２の配置は、正方格子状に限られず、斜方格子、六角格子、矩形格子等の他の格子状でも良い。また、千鳥格子状に配置してもよい。または、一部に発光装置２が配置されないブランクスペースを設けてもよい。
【００４７】
実施の形態１では、保護部３が、薄膜状のフィルムからなる例について説明したが、樹脂成型品としてもよい。
【００４８】
保護部３は、回路基板４の実装面１１、発光装置２の発光面２１、及びパッケージ２８の側面２８ａに密着するものとしたが、これらの面に密着していなくてもよい。すなわち、保護部３と回路基板４の実装面との間、保護部３と発光装置２の発光面２１との間、及び保護部３とパッケージ２８の側面２８ａとの間には、一部に空気層が設けられていてもよい。
【００４９】
固定部５１の形状は円錐状に限定されず、三角錐状、四角錐状等の錐体状でもよく、円柱、三角柱、四角柱等の柱体状でもよい。
【００５０】
固定部５１は、発光面２１の周囲のパッケージ２８の上面２８ｃの四隅に形成される場合に限定されず、二隅又は三隅に形成されてもよく、また、発光面２１の周囲のパッケージ２８の上面２８ｃに複数形成されてもよい。
【００５１】
なお、表示装置４１を構成する複数の表示装置ユニット１は、必ずしも一種類に限らず、上記の複数種類の表示装置ユニット１を任意に組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  表示ユニット装置、２  発光装置、３  保護部、４  回路基板、５  配線部、６  接続部、１１  実装面、２１  発光面、２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ  発光素子、２４  ワイヤ、２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ  リード、２６ｒ、２６ｇ、２６ｂ  リード、２７  封止用樹脂、２８  パッケージ、２９  凹部、３１  凹部、３２  薄肉部、４１  表示装置、５１  固定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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