JP2016109932A - 表示ユニット、映像表示装置及び表示ユニットの製造方法 - Google Patents

表示ユニット、映像表示装置及び表示ユニットの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】表示ユニットの映像表示面における外光の反射をさらに低減する表示ユニット、映像表示装置及び表示ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】表示ユニット1は、基板2と、基板2に実装された複数の発光素子3と、複数の発光素子3の周囲に充填される充填材から成る防水コート部材4と、を備える。複数の発光素子3の発光面に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制層24が形成されている。これにより、発光素子3の発光面に入射する外光の反射を抑制することができる。【選択図】図4

Description

この発明は、表示ユニット、映像表示装置及び表示ユニットの製造方法に関する。
屋外などの厳しい環境に設置される映像表示装置では、画素を構成する複数の発光素子の電極又は基板の電気回路を保護するため、複数の発光素子が実装された基板を防水コート部材で覆うのが一般的である。このような防水コート部材にはエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂が用いられる。これらの樹脂は入射光に対する反射率が高いため、設置環境によっては、防水コート部材の表面に入射する太陽光又は照明光の反射強度が強くなり、この反射光がコントラストの悪化などの映像画質の劣化の原因となる。
そこで、防水コート部材の表面で反射光を散乱させるべく凹凸を設けることが行われている(例えば、特許文献1、2参照)。また、防水コート部材の表面に黒色のマスク部材を設けることで、外光の反射を低減することが行われている(例えば、特許文献3参照)。黒色のマスク部材を用いれば、映像表示面全体の黒輝度のレベルを下げて、白輝度との輝度差を広げることができるので、コントラストが向上する。
特開平5−152606号公報 特開2000−114605号公報 特開2014−107463号公報
上述のように、防水コート部材の表面に凹凸を形成するよりも、マスク部材で防水コート部材を覆った方が、外光の反射を抑制することができるうえ、映像画質が向上する。しかしながら、屋外の映像表示装置では、さらなる外光の反射の低減が求められている。
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、映像表示面における外光の反射をさらに低減することができる表示ユニット、映像表示装置及び表示ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明に係る表示ユニットは、基板と、基板に実装された複数の発光素子と、複数の発光素子の周囲に充填される充填材から成る保護層と、を備え、複数の発光素子の発光面に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制部が形成されている。
この発明によれば、マスク部材では外光の反射を防ぐことができない映像表示面の画素を構成する発光素子の発光面に、外光の反射を抑制する反射抑制部が形成されている。これにより、発光素子の発光面に入射する外光の反射を抑制することができるので、映像表示面における外光の反射をさらに低減することができる。
この発明の実施の形態1に係る映像表示装置の構成を示す斜視図である。 図2(A)は、図1の表示ユニットの上面図である。図2(B)は、図2(A)のA−A’断面図である。 発光素子の上面図である。 図2(B)の拡大断面図である。 図4のさらなる拡大断面図である。 外光の反射の低減効果を示す図である。 図7(A)は、反射抑制層が形成されていない発光素子の出射光の最大出射角を示す図である。図7(B)は、散乱率の小さい拡散材を用いた場合の発光素子の出射光の最大出射角を示す図である。図7(C)は、散乱率の大きい拡散材を用いた場合の発光素子の出射光の最大出射角を示す図である。 表示ユニットの製造工程の流れを示すフローチャートである。 基板に発光素子が実装された状態を示す図である。 ケースに基板が収容された状態を示す図である。 防水コート部材が充填され保護層が形成された状態を示す図である。 発光素子の発光面に接着層が形成された状態を示す図である。 拡散材が塗布された状態を示す図である。 防水コート部材の上から拡散材が除去された状態を示す図である。 この発明の実施の形態2に係る表示ユニットの拡大断面図である。 接着層が形成された状態を示す図である。 拡散材が塗布された状態を示す図である。 外光の反射の低減効果を示す図である。 この発明の実施の形態3に係る表示ユニットの構成を示す図である。 発光素子の製造工程の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態4に係る表示ユニットの製造に用いられるスタンプの構成を示す図である。 スタンプに反射防止コーティング剤が塗布された様子を示す図である。 発光素子の発光面にスタンプが印刷される様子を示す図である。 反射防止部材が転写形成された発光素子の断面図である。 反射防止部材が転写形成された発光素子(変形例その1)の断面図である。 反射防止部材が転写形成された発光素子(変形例その2)の断面図である。 デルタ配列された複数の発光素子を示す図である。 X配列された複数の発光素子を示す図である。
以下、この発明の実施の形態に係る表示ユニット、映像表示装置及び表示ユニットの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。この発明の実施の形態に係る表示ユニット、映像表示装置及び表示ユニットの製造方法では、映像表示面を構成する複数の発光素子の発光面に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制部が形成されている。
実施の形態1.
まず、この発明の実施の形態1について説明する。この実施の形態1に係る映像表示装置は、映像表示面の画素を構成する複数の発光素子の発光面上に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制層を形成することにより、映像表示面に入射する外光の反射を抑制する。
図1では、XYZ座標系が規定されている。映像表示面が地面に垂直になった状態で設置されることを想定し、左右方向をX軸方向(右側が正側)とし、Y軸方向を上下方向(上側が正側)とする。映像表示装置100では、映像表示面が+Z側を向いているものとする。
映像表示装置100は、複数の表示ユニット1を備えている。各表示ユニット1は、略矩形平板状のユニットである。各表示ユニット1には、それぞれ映像表示面10が設けられている。各表示ユニット1の映像表示面10は、正方形である。
各表示ユニット1は、映像表示面10が+Z側を向いた状態でXY平面内に敷き詰められ、ネジ止め等により互いに固定される。これにより、+Z側を向いた大型の映像表示面が形成される。このように、映像表示装置100では、表示ユニット1をタイリングすることによって、全体の映像表示面が形成される。
なお、各表示ユニット1の映像表示面10には、マスク部材5が取り付けられている。図1では、一部の表示ユニット1において、マスク部材5が除去されているが、実際には、全ての表示ユニット1の映像表示面10にマスク部材5が取り付けられている。
図2(A)及び図2(A)のA−A’断面図である図2(B)に示すように、表示ユニット1は、正方形状の基板2と、基板2に実装された複数の発光素子3と、複数の発光素子3の周囲に充填される防水コート部材4と、防水コート部材4の上に配置されたマスク部材5と、を備える。表示ユニット1は、基板2、発光素子3、防水コート部材4及びマスク部材5を収納するケース6をさらに備える。
基板2は、例えば、絶縁性を有する略矩形状の平板である。基板2の+Z側の面に複数の発光素子3が実装されている。発光素子3が実装された基板2の面により、映像表示面10(図1参照)が形成される。複数の発光素子3はマトリクス状に配置されている。基板2には、6×6個の発光素子3が実装される。基板2には、発光素子3に電力を供給するための電気回路がプリント配線により形成されている。
複数の発光素子3は、表面実装(SMD:Surface Mounting Device)型の発光素子である。各発光素子3は、赤色、緑色、青色及びそれらの混色の光を発光可能である。実装された複数の発光素子3が画像信号に従って発色し、発光素子3全体で、映像が表示される。各発光素子3は、映像を構成する画素となる。
保護層としての防水コート部材4は、発光素子3の電極及び基板2上に形成された電気回路を保護するために、複数の発光素子3の周囲に充填され、基板2を封止している。防水コート部材4としては、耐候性、防水性のあるものが用いられる。例えば、防水コート部材4として、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂といった撥水性に優れた材料が用いられる。
図2(A)及び図2(B)に示すように、マスク部材5は、防水コート部材4の前面(+Z側の面)に設けられている。マスク部材5は、基板2とほぼ同じ大きさの平板状の部材である。マスク部材5には、発光素子3に対応する位置に開口が設けられている。防水コート部材4としてのシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂は、一般的に反射率が高いため、防水コート部材4の表面に入射した外光の反射光の強度が強くなる。このため、防水コート部材4をマスク部材5で覆っている。マスク部材5の表面には外光の反射を抑制する反射抑制加工が施されている。具体的には、マスク部材5は、光沢のない漆黒色に塗装されている。このことから、マスク部材5は、ブラックマトリクスとも呼ばれている。
この表示ユニット1では、反射抑制加工が施されたマスク部材5が前面に設けられているため、入射する外光の反射が低減されている。このマスク部材5の存在により、映像表示面10の黒輝度を低く抑え、白輝度との輝度差を大きくとることができるので、コントラストを向上することができる。
ケース6は、表示ユニット1の筐体である。ケース6は、例えば樹脂製である。ケース6は、+Z側の面に開口を有している。基板2は、発光素子3の実装面が、露出する状態で、ケース6に収納されている。ケース6により、基板2、発光素子3、防水コート部材4が保護され、表示ユニット1の機械的な強度が保たれている。ケース6は、防水コート部材4を充填する際の容器としても機能する。
発光素子3についてさらに詳細に説明する。図3に示すように、発光素子3の内部には、青色、赤色、緑色の3つのLEDチップ23が実装されている。すなわち、発光素子3は、3色のLEDチップ23を1つのパッケージにまとめたものである。この発光素子3では、1つのLEDチップ23について、アノード及びカソードのリードフレーム22が1つずつ設けられている。したがって、各発光素子3には、6つのリードフレーム22が設けられている。2つのリードフレーム22は、金属製である。リードフレーム22は、基板2上に設けられたパッドとはんだづけ等により接続される。これにより、発光素子3が基板2に設けられた電気回路(プリント配線)及び電気回路に接続する配線12と電気的に接続される。この接続により、配線12、基板2上の電気回路及びリードフレーム22を介して入力される画像信号に従って、基板2上の複数の発光素子3が発色し、映像表示面10上に映像が表示される。
なお、発光素子3のリードフレーム22の数は、6つには限られない。各色のLEDチップ23のグラウンド側を共通のリードフレーム22とすることにより、リードフレーム22の数を4つ(各色のLEDの正極に接続された3つのリードフレーム22、各色のLEDチップ23の負極に接続された1つのリードフレーム22)に低減した発光素子3を用いてもよい。このように、本発明は、発光素子3のリードフレーム22の数には制限されない。
図2(B)の拡大断面図である図4には、発光素子3における1つのLEDチップ23と、2つのリードフレーム22とを含む発光素子3の内部断面が示されている。図4に示すように、各発光素子3は、リードフレーム22と、LEDチップ23とを備え、さらに、保護層21と、モールド樹脂25と、を備えている。
LEDチップ23は、その筐体であるモールド樹脂25上に設けられている。2つのリードフレーム22は、発光素子3の外部から内部まで延びており、LEDチップ23と接続している。LEDチップ23の周囲には、LEDチップ23を保護するために、封止材が充填されて保護層21が形成されている。
リードフレーム22を介してLEDチップ23に電流が流れると、LEDチップ23が発光する。LEDチップ23から出射された出射光は、保護層21を進み、保護層21の表面から反射抑制層24を経て外部に出射する。したがって、保護層21の表面が、発光素子3の発光面となる。
発光素子3の保護層21としては、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂といった耐候性、防水性に優れた樹脂が用いられる。一般的にこれらの材料は反射率が高く、外光があたった場合にその反射光の強度が強くなる。そこで、発光素子3の発光面(保護層21の表面)には、外光の反射を抑制する加工が施されている。具体的には、複数の発光素子3の発光面に、入射する外光の反射を抑制しその発光面を非平滑化する反射抑制層24が形成されている。このため、発光素子3の表面における外光の反射が低減されている。
図5に示すように、反射抑制層24は、ガラスビーズ又は樹脂ビーズといった入射した光を拡散させる拡散材31を含んでいる。拡散材31は内部で光を散乱させる球状の物体である。拡散材31により反射抑制層24の表面は、非平滑となり、拡散材31の間には隙間が形成されるようになる。拡散材31を用いれば、入射した外光を拡散又は散乱させるとともに、保護層21の表面から出射された出射光が正面の方向にそのまま出射し易くなる。発光素子3の発光面には、反射抑制層24が形成されているが、図6に示すように、発光面から出射される出射光の一部は、拡散材31及び拡散材31同士の隙間を通過し、映像表示面10の正面に出射される。これにより、映像表示面10の画像をその正面から見ることができる。
シリコーン樹脂など、保護層21に使用される充填材の中には、拡散材31との密着性が低いものもある。密着性が低い保護層21に拡散材31を直接固定するのは困難である。そこで、この実施の形態では、図5に示すように、透明な接着材を表面に塗布して接着層30を形成し、その上から反射抑制層24としての拡散材31の塗布を行うことで、保護層21の表面に、拡散材31を密着させる。このような接着剤には、エポキシ系の接着剤がある。接着層30を形成すれば、保護層21と拡散材31との密着性が低い場合であっても、発光素子3の発光面上に反射抑制層24を形成し、外光の反射を抑制する加工を行うことが可能となる。なお、接着材に代えて、透明な粘着剤を用いて粘着層を形成してもよい。このような粘着剤には、例えば、シリコーン系の粘着剤がある。
この実施の形態によれば、発光素子3の発光面において、発光素子3に入射する外光が反射するが、その表面に反射抑制層24が設けられているため、図6に示すように、外光の反射が抑制され、外光による映像画質の劣化を防ぐことができる。
反射抑制層24として反射光の拡散効果を有する拡散材31を使用することで、発光素子3の最大出射角を所望の状態に調整することができる。例えばLEDチップ23から出射した光は、保護層21を進み、保護層21から空気中に出射される際に、保護層21と空気との間の屈折率に応じた角度で屈折するが、その出射光の一部は、保護層21と空気との間に存在する反射抑制層24の拡散材31により散乱して、保護層21と空気との間の屈折率で規定された出射角度よりも大きい角度へも出射光が出射する。このため、発光素子3の出射光の最大出射角が大きく広がる。
例えば、図7(A)に示すように、反射抑制層24が設けられていない発光素子3の発光面における最大の出射角をαとする。これに対して、反射抑制層24を設けた場合には、図7(B)及び図7(C)に示すように、発光素子3の出射光の最大出射角は、αより大きい、β、γとなる。
図7(B)は、光の散乱率が小さい拡散材31を用いた場合の発光素子3の出射光の最大出射角が示され、図7(C)には、光の散乱率が大きい拡散材31を用いた場合の発光素子3の出射光の最大出射角が示されている。出射光の最大出射角βと、最大出射角γとを比較すると、最大出射角γが最大出射角βより大きくなり、表示ユニット1の映像表示面10の視野角をより広くすることができる。
次に、表示ユニット1の製造工程について説明する。図8には、表示ユニット1の製造工程の流れが示されている。
図8に示すように、まず、発光素子3を作成する(ステップS1)。続いて、電気回路、パッド及び配線12等が形成された基板2に複数の発光素子3を実装する(ステップS2;第1の工程)。ここでは、図9に示すように、基板2の+Z側の面に複数の発光素子3を実装する。各発光素子3は、基板2上に形成されたパッドにリードフレーム22の先端が接するように置かれ、はんだづけ等により、基板2のパッドと接続される。この+Z側の面が映像の表示面となる。
続いて、ケース6に基板2を収容し、ネジ又は接着剤などを用いて基板2をケース6に固定する(ステップS3)。図10には、ケース6に基板2が収容された状態での拡大断面が示されている。図10に示すように、基板2は、発光素子3の実装面(+Z側の面)が露出した状態で、ネジ止め又は接着等により、ケース6に締結される。
続いて、充填材を基板2上の複数の発光素子3の周囲に充填し、防水コート部材4を形成する(ステップS4;第2の工程)。図11に示すように、充填材は、流動性を有したまま基板2上に流れ込み、均一な高さを保った状態で充填される。この際、表示ユニット1の周囲を減圧して、充填材が、基板2、具体的には、発光素子3の周囲に行き渡り易くするようにしてもよい。充填材は、発光素子3の電極又は基板2の電気回路を保護するのに十分な高さであって、発光素子3の発光面が覆われない高さまで充填される。充填材は熱等により硬化し、防水コート部材4が形成される。
続いて、発光素子3の発光面にのみ接着剤を塗布し、接着層30を形成する(ステップS5)。具体的には、発光素子3の発光面のみが露出するように、防水コート部材4をマスクする。防水コート部材4がマスクされた状態で、発光素子3の発光面に接着剤が塗布される。図12には、発光素子3の発光面に接着層30が形成された状態が示されている。
続いて、拡散材31を発光素子3の発光面に塗布して、反射抑制層24を形成する(ステップS6;第3の工程)。具体的には、図13に示すように、拡散材31を基板2の+Z側の面に塗布する。そして、接着層30を硬化させたのち、図14に示すように、防水コート部材4上の拡散材31を除去する。
最後に、マスク部材5を防水コート部材4の上に設置する(ステップS7)。具体的には、防水コート部材4の+Z側にマスク部材5が置かれる。マスク部材5の固定は、接着剤又はネジ止めにより行われる。これにより、表示ユニット1の断面は、図4に示すような状態となる。
上述の工程が完了すると、発光素子3の発光面は、拡散材31を含む反射抑制層24で覆われる。これにより、発光素子3の表面における外光の反射光が拡散材31によって散乱し、外光の反射が抑制される。
以上詳細に説明したように、この実施の形態に係る表示ユニット1では、マスク部材5では外光の反射を防ぐことができない発光素子3の発光面に外光の反射を抑制する加工が施されて、反射抑制層24が形成されている。反射抑制層24は、入射する外光の反射方向を分散させる拡散材31によって形成されている。これにより、防水コート部材4だけでなく、発光素子3の発光面に入射する外光の反射を抑制することができるので、映像表示面10における外光の反射をさらに低減することができる。
また、この実施の形態によれば、反射抑制層24は、発光素子3に後づけできる。このようにすれば、映像表示装置100の設置環境に応じて散乱率の異なる拡散材31を用いることにより、反射の低減効果と発光素子3の発光効率(電力効率)とのバランスを調整することができるため、表示ユニット1の設計の自由度を高めることができる。
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2について説明する。上記実施の形態1に係る表示ユニット1では、発光素子3の発光面に反射抑制層24を設けた。しかしながら、反射抑制層24を形成する場所は、発光素子3の発光面には限られない。この実施の形態では、防水コート部材4の表面にも反射抑制層26が設けられる。このようにすることで、マスク部材5の開口を介してわずかに露出する各発光素子3の周囲の防水コート部材4における外光の反射を抑制することができる。
図15に示すように、この実施の形態に係る表示ユニット1では、防水コート部材4の上に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制層26が形成されている。図17に示すように、反射抑制層26は、反射抑制層24と同様に、接着層30(又は粘着層)の上に拡散材31が塗布されることにより形成される。
この実施の形態に係る表示ユニット1の製造工程は、上記実施の形態1(図8参照)と同様である。ただし、この実施の形態では、ステップS5において、図16に示すように、発光素子3の発光面だけでなく、防水コート部材4の上にも、接着層30を塗布する。このようにすれば、ステップS6において、図17に示すように、発光素子3の発光面の上の反射抑制層24だけでなく、防水コート部材4の上にも、反射抑制層26が塗布されるようになる。
反射抑制層26においても、拡散材31により、表面に凹凸が形成されるように塗布される。これにより、反射抑制層26に入射した外光の反射光は散乱し、その反射光の強度が低減される。
図18に示すように、この実施の形態によれば、発光素子3の周辺の防水コート部材4の上にも反射抑制層26(拡散材31)が形成されている。この反射抑制層26により、マスク部材5の開口を介して外部から入射し、防水コート部材4で反射した光が、さらに開口を介して出射されるのを抑制することができる。
以上述べたように、この実施の形態によれば、マスク部材5では外光の反射を防ぐことができない発光素子3の発光面のみならず、発光素子3の周囲の防水コート部材4の上にも反射抑制層26が設けられる。このため、映像表示面10における外光の反射をさらに低減することができる。
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3について説明する。上記実施の形態1では、発光素子3の発光面に、外光の反射光の拡散効果のある拡散材31を含む反射抑制層24を形成した。しかしながら、発光素子3の発光面に対する入射する外光の反射を抑制する加工は反射抑制層24を形成することのみには限られない。この実施の形態では、発光素子3の発光面、すなわち保護層21の表面に物理的に凹凸をつけることで映像表示面10に入射する外光の反射を抑制する。
図19に示すように、この実施の形態に係る表示ユニット1では、複数の発光素子3の発光面(保護層21の表面)に、入射する外光の反射光を拡散させる凹凸が反射抑制部として形成されている。このようにすれば、保護層21に入射した外光の反射光の方向が様々な方向に分散し、その反射光の強度を低減することができる。
この実施の形態に係る発光素子3の製造工程について説明する。図20に示すように、まず、発光素子3のLEDチップ23を封止するのに先だって、封止材に水又は溶剤に溶解する粒子を混合する(ステップS10)。粒子としては、封止材そのものを溶解しないものを選択する必要がある。このような粒子には、例えば、トラメチロールメタン、ペンタグリセリン、ヘキシトール、グリシトール、ペプチトールなどがある。
続いて、LEDチップ23が実装されたモールド樹脂25内に封止材を充填し、LEDチップ23を封止する(ステップS11)。続いて、充填された封止材を加熱するなどして、硬化させる(ステップS12)。続いて、発光素子3の封止材を水又は溶剤に浸して溶解させる(ステップS13)。これにより、粒子の形状に沿って空洞が生まれ、図19に示すように、発光素子3の発光面(保護層21の表面)が、凹凸のある非平滑な表面となる。非平滑状態にある保護層21の表面に入射した外光の反射光は散乱(外光の反射方向が分散)し、その反射光の強度が低減される。
以上述べたように、この実施の形態によれば、発光素子3の保護層21の表面(発光面)に凹凸をつけることにより、入射する外光の反射光の方向を分散させた。このため、映像表示面10における外光の反射を低減することができる。
なお、同様の方法により、防水コート部材4の表面に反射抑制部として凹凸をつけるようにしてもよい。このようにすれば、映像表示面10における外光の反射をさらに低減することができる。
実施の形態4.
次に、この発明の実施の形態4について説明する。上記実施の形態1では、拡散材31を発光素子3の発光面に接着して、反射抑制層24を形成することにより、発光素子3の発光面に入射する外光の反射を抑制した。この実施の形態では、スタンプ方式を用いて、発光素子3の発光面に、反射防止コーティング剤から成る反射防止部材を印刷する。反射防止コーティング剤には、例えばフッ素系樹脂などが用いられる。
反射防止部材の印刷には、図21に示すように、スタンプ40が用いられる。スタンプ40は、発光素子3の発光面に対応する大きさを有する基板50を有し、その基板50上には、軟質シリコーンから成る複数のドーム51のマトリクス状(ドット状)の配列が成型されている。
印刷時には、図22に示すように、ドーム51の表面に反射防止部材60が塗布され、図23に示すように、発光素子3の発光面にスタンプ40のドーム51の形成面が押し付けられてスタンプ印刷が行われる。これにより、図24に示すように、反射防止部材が発光素子3の発光面にドット状に転写形成される。
なお、スプレー塗布又は刷毛塗りで反射防止コーティング剤を発光素子3の発光面に塗布することも考えられる。しかし、これらの方法では、防水コート部材4の表面にまで反射防止コーティング剤を塗布してしまうので、反射防止コーティング剤の使用能率が低下し、防水コート部材4へ悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、この実施の形態では、スタンプ印刷方式により、反射防止部材60が発光素子3の発光面上に形成される。このようにすれば、反射防止部材60の転写の位置決め精度を良好なものとして、上述の問題を解消することができる。
スタンプ印刷方式を採用することにより、重ね印刷を行って反射防止部材60の膜厚を所望の厚みとすることができる。このため、例えば、図25に示すように、各ドーム51の高さを調整して、発光素子3の発光面以外のモールド樹脂25の部分では、反射防止部材60の膜厚を厚くし、発光素子3の発光面の中心部(保護層21の中心部)では反射防止部材60の膜厚を薄くし、発光素子3の発光面の外周部(保護層21の外周部)では反射防止部材60の膜厚をやや厚くすることができる。
発光素子3の発光面の中心部における反射防止部材60の膜厚を薄くし、発光素子3の発光面の周辺部における反射防止部材60の膜厚を厚くすれば、発光素子3の発光面の中心部を通過する発光素子3の出射光を正面に出射させることができるうえ、発光素子3の発光面の周辺部に入射する外光については反射を抑制することができる。これにより、反射の低減効果を上げるとともに、発光素子3の正面方向(+Z方向)の出射光の強度の低下を防止することができる。
また、図26に示すように、反射防止部材60を、発光素子3の発光面の上側(+Y側)のみに形成し、発光素子3の発光面の下側(−Y側)には形成しないようにすることも可能となる。すなわち、太陽光等の外光が入射する発光面の上側については、反射防止部材60を形成することで、外光の反射を抑制するとともに、発光素子3の発光面の下側では、反射防止部材60を形成しないようにすることで、発光素子3の出射光の強度を大きくして、反射光の抑制及び映像の表示状態の最適化を図ることができる。
この実施の形態によれば、反射防止部材60は、発光素子3に後づけできる。したがって、このようにすれば、映像表示装置100の設置環境に応じて厚みの異なる反射防止部材60を形成することにより、反射の低減効果と発光素子3の発光効率(電力効率)とのバランスを調整することができるため、表示ユニット1の設計の自由度を高めることができる。
以上説明したように、この実施の形態によれば、発光素子3の発光面に、スタンプ40を用いて反射防止部材60をスタンプ印刷により形成することにより、外光の反射を抑制する反射抑制処理が施されている。このため、映像表示面10における外光の反射を低減することができる。
上記各実施の形態に係る表示ユニット1は、いずれも発光素子3の発光面等を非平滑化する加工が施されたものであるとすることができる。
上記各実施の形態では、基板2は正方形状であったが、長方形状又は他の形状であってもよい。
上記各実施の形態では、発光素子3をSMD(Surface Mounting Device)型LEDとしたが、この発明はこれには限られない。例えば、発光素子3は砲弾型LEDであってもよい。
上記各実施の形態では、発光素子3を、3色の発光ダイオードを1つのパッケージにまとめたものとしたが、この発明はこれには限られない。例えば、各発光素子3は、1つの発光ダイオードであってもよいし、2つでもよい。4つ以上の発光ダイオードを1つのパッケージにまとめたものとしてもよい。
また、上記各実施の形態では、側面にリードフレーム22が設けられた発光素子3について説明したが、発光素子の素子電極の形態はこれには限られない。例えば、素子電極は、発光素子の底面にはんだボールによる電極(バンプ)が取り付けられているもの(BGAタイプのチップ)であってもよいし、素子電極がワイヤ状のものであってもよい。
また、上記各実施の形態では、6×6の発光素子3が基板2に配置された例を示したが、各基板2に配置される発光素子3の数は任意である。
また、上記各実施の形態では、青色、赤色、緑色の3つの発光ダイオードが組み込まれた発光素子3をドットマトリクス状に配列したが、これには限られない。発光素子3は、規則的に配列されていれば、格子状に配列されていなくてもよい。また、例えば、発光素子3は、青色、赤色、緑色のいずれか1色の発光ダイオードであってもよい。この場合、図27に示すように、青色、赤色、緑色の発光素子3を配列するようにしてもよい。このような配列をデルタ配列という。
図28に示すように、青色、赤色、緑色の発光素子3をX字状に配列するようにしてもよい。このような配列をX配列という。図27及び図28では、赤色の発光素子3がRで示され、青色の発光素子3がBで示され、緑色の発光素子3がGで示されている。この場合にも、各発光素子3の発光面に対して反射抑制の非平滑化加工を行うことができる。なお、デルタ配列及びX配列において、青色、赤色、緑色の発光素子3の配列は、図27、図28に示すものには限られず、適宜変更が可能である。
図27、図28に示す配置であっても、発光素子3の発光面及び防水コート部材4に外光の反射を抑制する加工を施すことによって、映像表示装置の表示性能を向上することができる。
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
この発明は、特に屋外に配置され、LED等の発光素子を多数配列して形成する大型ディスプレイ等に適用することができる。また、屋外に限らず、室内で用いられる映像表示装置に適用してもよい。
1 表示ユニット、2 基板、3 発光素子、4 防水コート部材、5 マスク部材、6 ケース、10 映像表示面、12 配線、21 保護層、22 リードフレーム、23 LEDチップ、24 反射抑制層、25 モールド樹脂、30 接着層、31 拡散材、40 スタンプ、50 基板、51 ドーム、60 反射防止部材、100 映像表示装置

Claims (11)

  1. 基板と、
    前記基板に実装された複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子の周囲に充填される充填材から成る保護層と、
    を備え、
    前記複数の発光素子の発光面に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制部が形成されている、
    表示ユニット。
  2. 前記複数の発光素子の発光面に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制層が形成されている、
    請求項1に記載の表示ユニット。
  3. 前記保護層の上に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制層が形成されている、
    請求項2に記載の表示ユニット。
  4. 前記反射抑制層は、
    接着層又は粘着層を介して前記各発光素子の発光面に塗布された拡散材を含む、
    請求項2又は3に記載の表示ユニット。
  5. 前記反射抑制部は、
    ドット状のパターンが形成されたスタンプを用いた印刷方式により、前記複数の発光素子の発光面に転写形成された反射防止部材である、
    請求項2に記載の表示ユニット。
  6. 前記反射防止部材は、
    前記各発光素子の発光面上に、場所に応じて膜厚が異なるように転写形成されている、
    請求項5に記載の表示ユニット。
  7. 前記複数の発光素子の発光面に、入射する外光の反射光を拡散させる凹凸が、前記反射抑制部として形成されている、
    請求項1に記載の表示ユニット。
  8. 前記保護層の表面に、入射する外光の反射光を拡散させる凹凸が、前記反射抑制部として形成されている、
    請求項7に記載の表示ユニット。
  9. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示ユニットを複数備え、
    前記各表示ユニットの映像表示面が連結されて、1つの映像表示画面が形成されている、
    映像表示装置。
  10. 基板に複数の発光素子を実装する第1の工程と、
    前記複数の発光素子の周囲に充填材を充填し保護層を形成する第2の工程と、
    前記複数の発光素子の発光面に、入射する外光の反射を抑制する反射抑制層を形成する第3の工程と、
    を含む表示ユニットの製造方法。
  11. 前記第3の工程では、
    ドット状のパターンが形成されたスタンプを用いた印刷方式により、前記複数の発光素子の発光面に、反射防止部材を転写形成する、
    請求項10に記載の表示ユニットの製造方法。
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