JP3226815U - 直視型発光ダイオードディスプレイ用保護カバー - Google Patents
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Abstract
【課題】摩耗、衝撃、液体への暴露を含む人間の接触による損傷を防止できる直視型発光ダイオード(DV LED)ディスプレイを提供する。【解決手段】DV LEDディスプレイ296は、ディスプレイ表面304を画定する表面実装デバイスLED100のアレイを有する少なくとも1つの回路基板300をそれぞれ含む1つ以上のDV LEDモジュールと、ディスプレイ表面の少なくとも一部を覆う保護透明ポリマーフィルム390とを含む。透明ポリマーフィルムは、ポリマー材料層400、およびポリマー材料層に積層され、ディスプレイ表面に直接取り付けられた接着層402を含む。透明ポリマーフィルムは、DV LEDディスプレイを用いたタッチスクリーン技術の使用を促進することができ、DV LEDディスプレイの修理または分解/再組み立てを可能にするために取り外し可能であってもよい。【選択図】図4
Description
本願は、2017年1月24日に出願された米国仮特許出願第62/449,944号の優先権を主張し、これは参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の分野は、直視型(DV)発光ダイオード(LED)ディスプレイに関し、より詳細には、DV LEDディスプレイのLEDに接着された取り外し可能なフィルムカバーを有するDV LEDディスプレイに関する。
ファインピッチDV LEDディスプレイは、顧客の近接が一般的である用途における新たな屋内ビデオウォール技術である。特に、DV LEDディスプレイビデオウォールへのタッチ入力の実装に対する需要が高まっている。
ビデオウォールの前面ディスプレイ表面が、タイル表示アクティブマトリックス液晶ディスプレイ(AMLCD)またはタイル表示リアプロジェクションキューブなどのガラスまたはプラスチックシートの連続アレイで構成される他のビデオウォール技術とは異なり、DV LEDディスプレイの表面は、DV LEDモジュールの配列であり、各モジュールはプリント回路基板(PCB)基体に直接取り付けられた個別のLEDの配列を有する。DV LEDモジュールは、例えば、4つのPCBで構成され得る。DV LEDビデオウォールディスプレイは、共に接続および取り付けられたDV LEDモジュールまたはディスプレイパネルのアレイを含み、所望のビデオウォールサイズを達成する。
DV LEDモジュールは、特にLEDが表面実装デバイス(SMD)としてPCBの外面に直接取り付けられる場合、摩耗、衝撃および液体への暴露を含む人間の接触による損傷を受けやすい。チップオンボード(COB)技術によって製造されたDV LEDディスプレイも、人との接触による損傷を受けやすい場合がある。こぼれた液体または他の物質への暴露は、PCBおよびその敏感な電子機器にさらなる損傷を潜在的にもたらすことなく洗浄液を導入する方法がないため、破滅的である場合がある。プリント回路基板上の隣接するSMD LED間のスペースも、タッチスクリーン用途では、皮膚のふけおよび油を含む、ほこりおよびごみを集める傾向がある。このような汚染を除去または制御することは困難である。さらに、タッチスクリーン用途の場合、DV LEDビデオウォールは粗い表面を呈し、それは滑らかな触覚体験が望まれるタッチ入力には理想的ではない。
時々、個別のLEDまたはPCBは、現場での修理または交換を必要とし、本考案者らは、例えば、Brashnykらの米国特許出願公開第2016/0210886号(これは参照により本明細書に組み込まれる)によって教示されるように、ビデオウォールの個々のモジュールへのアクセスが望ましいまたは必要であり得ることを認識した。DV LEDディスプレイは、例えば、ある場所から別の場所にそれらを移動するときに、構成要素のDV LEDモジュールに分解してから再組み立てする必要がある場合もある。
繊細なSMD LED部品を保護するためのディスプレイの前面を覆うガラス基体が考えられているが、ガラスは非常に重く(例えば、対角108インチ(274cm)のDV LEDディスプレイガラスでは、通常、100ポンド(45kg)を超える)、扱いにくく、そして、DV LEDビデオウォールの修理のための取り付けおよび取り外しにおいて潜在的に危険である。DV LEDモジュールは、ほぼ任意のサイズにタイル表示できるが、DV LEDビデオウォールを覆うのに適した特性を備えたガラスで、対角約108インチ(274cm)を超えるものはほとんど手に入らない。さらに、ガラス被覆は、光学性能を低下させる傾向がある。カバーガラスの厚さは0.25インチ(6.4mm)以上である場合があり、これはタッチ入力における視差の混乱を生じ得る。さらに、熱を考慮すると、DV LEDアレイから少し離れた位置にカバーガラスを取り付ける必要があり、視差の問題をさらに悪化させる。
アクリル(PMMAまたはプレキシガラス)またはポリカーボネートの大きな硬い透明シートもLEDモジュールのアレイを覆うと考えられているが、これらの材料は柔らかく(ひっかきやすい)、非常に高価であり、ガラスと同様に、サイズ制限および視差混乱の問題もある。
本考案者らは、ディスプレイの光学、視認性またはタッチ入力体験を損なうことなく、上述の問題に対処する必要性を認識した。
このセクションでは、特定の実施形態と、それらの詳細な構造および動作について説明する。本明細書で説明される実施形態は、限定ではなく、例示のみを目的として記載されている。本明細書を通して、「一実施形態」、「実施形態」、および「いくつかの実施形態」への言及は、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。説明されている機能、構造、特性、および操作方法は、単独で実施するか、適切な方法で組み合わせて実施することができ、1つ以上の特定の詳細なしで、または他の方法、構成、材料などで実施することができる。他の例では、実施形態のより適切な態様を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造、材料、または動作方法は示されていないか、詳細に説明されていない。
本明細書に記載される実施形態は、一例として、SMDタイプのDV LEDディスプレイデバイスの文脈で提示される。同様の実施形態は、COBタイプのDV LEDディスプレイデバイス、他のタイプのDV LEDデバイス、および潜在的に他のタイプのディスプレイデバイスでも使用することができる。
図1は、個別のSMD LEDデバイス100を示す。SMD LED100は、図2に示されるように、プリント回路基板(PCB)基体の表面にはんだ付けされ、DV LEDディスプレイを作成するために使用される。図2は、4つの回路基板(例えば、PCB)202、204、206および208を含む、ディスプレイパネルとも呼ばれるDV LEDモジュール200を示す。各回路基板202〜208は、回路基板202、204、206、208の外面へ取り付けられた数百のSMD LED100のアレイを含む。図2は、4つの回路基板202、204、206、208で構成されるDV LEDモジュール200を示しているが、当業者には理解されるように、任意の数の所望の回路基板(例えば1つ以上)を使用することができる。上述のように、DV LEDディスプレイは、画像がすべての接続されたDV LEDモジュール200にわたって表示されるように、接続されたDV LEDモジュール200のアレイなどの1つ以上のDV LEDモジュール200を含む。接続されたDV LEDモジュール200のアレイは、DV LEDディスプレイのディスプレイ表面304(図3)を画定する。DV LEDディスプレイは、SMD LED100を使用する任意のディスプレイであり得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、単一のDV LEDモジュール200を含み得る。
図3は、典型的にはビデオディスプレイであるDV LEDディスプレイ296の一部の例示的な概略断面図である。図3に示されるように、複数のSMD LED100は、不連続であってもよい表示面304を形成するように、プリント回路基板300の外側表面298上にアレイ状に取り付けられる。ディスプレイ表面304を覆うのは、フィルム302である。フィルム302は、薄く柔軟で耐久性のある透明なポリマーフィルムである。フィルム302は、通常、SMD LED100の外側表面(すなわち、ディスプレイ表面304)に直接、接着層の裏材(図4に402として示される)を介して、取り付けまたは接着される。接着層の接着材料またはフィルムの他の接着特性は、以下でさらに説明するように、フィルム302を容易に取り外せるようにまたは永久的に取り付けられるように、選択することができる。フィルム302は柔軟であってもよく、DV LEDディスプレイ296のタッチスクリーン用途でユーザーによる所望の触感を可能にするとともに、プリント回路基板300およびSMD LED100を損傷から保護することが可能な外面を含む。例えば、フィルム302の外側表面は、磨かれたガラスのように滑らかであってもよいし、または軽い艶消し仕上げを有してもよいし、または良好な光学特性を有し指紋に抵抗するテクスチャーを有してもよい。
図4は、DV LEDディスプレイ296の一部の上の積層複合フィルム390の詳細な概略断面図である。複合フィルム390は、複合フィルム390をディスプレイ表面304に直接付着させる接着層402によって裏打ちされたフィルム台400を含む。いくつかの実施形態では、複合フィルム390は、接着層402とは反対側のフィルム台400の前面406に積層された二次層または表面コーティング404も含むことができる。
複合フィルム390は、ディスプレイ表面304を汚れの蓄積から保護し、液体がSMD LED100またはSMD LED100間の回路基板300と接触するのを防ぎ、タッチ入力用途でのDV LEDディスプレイ296の表面の触感を改善する。いくつかの実施形態において、複合フィルム390は、DV LEDディスプレイ296のLEDモジュール(1つのLEDモジュール200を示す図2を参照)のアレイによって画定されるディスプレイ表面304全体を、取り外し可能な複合フィルム390(またはフィルム302)の1枚の連続シートで覆う。他の実施形態では、複合フィルム390は、DV LEDディスプレイの一部のみを覆う。例えば、非常に大きなビデオウォールディスプレイの場合、複合フィルム390は、より損傷を受けやすい、またはタッチ用途で使用され得るビデオウォールディスプレイの底部のみを覆う場合がある。いくつかの実施形態では、フィルム302用の取り外し可能な複合フィルム390は、60インチ(152cm)幅である。他の実施形態では、フィルムの複数のシートを使用して、DV LEDディスプレイのディスプレイ表面を覆うことができる。他の実施形態では、各個々のDV LEDモジュール200は、モジュール200に適合し、その上のSMD LED100のアレイを保護するサイズのフィルム302または390のセクションによって覆われる。これらの実施形態において、フィルムの利用可能な幅よりも大きい寸法を有するDV LEDディスプレイは、フィルムの複数のセクションで完全に保護され得る。
図4を参照すると、フィルム台400は、フィルムが色を与えないように、その光学的透明度およびニュートラルスペクトル応答のために選択されたポリマー材料で形成される。いくつかの実施形態において、フィルム台400は、光学的に透明(例えば半透明)よりも低くてもよく、好ましくはニュートラルスペクトル応答を有してもよいが、それはLEDに光学的に結合されるため、DV LEDディスプレイの画質を実質的に低下させない可能性があり、したがって、実質的に透明または光学的に透明なフィルムとして機能する。フィルム台400は、他のポリマーに変色を与え得る約465nmの発光波長を有する青色LEDからの照射に対して光化学的に安定であり得る。フィルム台400は、0.010〜0.100mm、または0.050〜0.100mm、または0.050〜0.080mmの範囲の厚さを有する。
一部の実施形態では、フィルム台400は、ポリプロピレンフィルムである。しかしながら、フィルム台400は、ポリカーボネートまたはポリエチレンなどの光学的透明度およびニュートラルスペクトル応答を有する他のポリマー材料で作られてもよい。しかしながら、フィルム台400は、光学的にニュートラルであり、光学的透明度の損失または色中性の損失をもたらす光劣化を受けない任意のポリマー材料であってもよい。
接着層402は、SMD LED100への長期結合を提供するのに十分な接着力を有する感圧接着剤であってもよいが、好ましくはSMD LED100を損傷することなくまたは回路基板300への結合を損傷することなくフィルム390を除去できないほど接着力が強くない。例えば、接着剤は、SMD LED 100の表面よりもフィルム台400に対してより高い接着強度を有するほうがよい。接着強度は、SMD LEDと、その下にある回路基板300との間またはLEDが取り付けられている他の基板との間の接着よりも強くないほうがよい。フィルム台400と同様に、接着層402も光学的に中性であるほうがよく、光学的透明度の損失または色の中性の損失をもたらす光劣化を受けないほうがよい。感圧接着剤は、アクリル系接着剤であってもよい。しかし、光学的に中性であり、光学的透明度の損失または色の中性の損失をもたらす光劣化を受けず、適切な接着特性を維持し、取り外しを可能にするが接着性の損失がない場合、任意の感圧性接着剤を使用できる。
接着層402は、SMD LED100を損傷することなく、回路基板300からSMD LED100を剥がすことなく、またはSMD LED100上に接着剤もしくは粘着残渣を残すことなく、フィルム390を剥がすことにより、ディスプレイ表面304からフィルム390を取り除くことができることが好ましい。これにより、上述のように重いまたは扱いにくい場合があるDV LEDディスプレイ296の前面からガラスを取り外すが必要なく、現場でのDV LEDディスプレイ296の修理が可能になる。取り外し後、フィルム390をディスプレイ表面304に再接着するか、または新しいフィルム390を準備してDV LEDディスプレイ296のディスプレイ表面304に接着することができる。上述のように、接着層402は、フィルム台400に積層され、剥離ライナー(図5に示す)を含むことができ、その剥離ライナーは、現場でDV LEDディスプレイ296にフィルム390を設置するためにライナーが除去されるまで接着層402を保護する。
一部の実施形態では、接着層402は、例えば、SMD LED100の粗いエンボス表面を介してLEDに光学的に結合し、それにより、LED100の光学性能を向上させる。結果として生じる光の外部結合は、全体の光出力を増加させ、DV LEDディスプレイ296からの放射状の光分布を改善する可能性がある。
表面コーティング404は、フィルム390に防眩および/または反射防止特性を付与する処理であり得る。いくつかの実施形態では、表面コーティング404は、耐久性を向上するハードコーティングを含み得る。ハードコーティングは、フィルム390の外側表面にそれ自体で提供されてもよく、または防眩および/または反射防止表面コーティングなどの他のコーティングの上に層状にされるか、または組み込まれてもよい。ハードコーティングは、耐擦傷性であることが好ましく、ISO 15184:2012に従って測定して、2H鉛筆以上、より好ましくは4H以上または6H以上の硬度を有していてもよい。表面コーティング404はまた、汚れ耐性および指紋耐性の疎油性コーティングを含んでもよい。いくつかの実施形態では、表面コーティング404は、ユーザーがタッチ用途で画面に触れるときに静電放電を低減または排除するための表面処理であってもよい。最後に、表面コーティング404は、タッチスクリーン用途の疾患の伝播を最小限にするために、抗菌材料または層であってもよく、または抗菌材料または層を含んでもよい。表面コーティング404は、これらの異なるタイプのコーティングの任意の組み合わせを含み得る。
複合フィルム390は、シート形態またはロール形態で提供されてもよく、工場または現場でDV LEDディスプレイに適用されてもよく、アフターマーケット品目として販売されてもよい。いずれにせよ、複合フィルム390の接着層402は、図5に示すように、剥離ライナー410で裏打ちされていてもよい。剥離ライナー410は、輸送を容易にするために提供され、剥がして接着層402を露出させ、DV LEDディスプレイ296(図4)に設置してもよい。複合フィルム390がロール形態で提供される場合、代替的に剥離ライナー410は省略し得る。図5は、複合フィルム390の表面コーティング404が、反射防止特性および/または防眩特性を有する第1の層420、およびハードコーティングおよび/または耐指紋性であり得る外側コーティング430などの2つ以上の別個の層を含み得ることをさらに示す。他の実施形態では、図示しないが、積層された層またはコーティング(404、420、430)が、フィルム台400と接着層402との間、またはフィルム台400の両側に、適用されてもよい。
本開示による保護フィルム(例えば、302または390)は、例えば、赤外線(IR)、表面弾性波(SAW)、カメラベース、抵抗性、表面静電容量性、投影容量(PCAP)などの様々な任意のタッチスクリーン技術とともに使用することができる。いくつかの実施形態では、PCAPなどのタッチスクリーンセンサー技術が保護フィルム自体に含まれるまたは埋め込まれているため、その保護フィルムをDV LEDディスプレイに適用すると、保護品質と改善された触感を提供しながらDV LEDディスプレイにタッチスクリーン機能も追加し得る。
いくつかの実施形態では、保護フィルム(例えば、302または390)は、追加の成分、添加剤または材料を含み得る。例えば、フィルムは、コントラストを高めるために中性濃度フィルターを作成する添加剤、成分または二次フィルム層を含んでもよい。例えば、中性濃度フィルターは、透過光に色の変化をもたらさずに可視スペクトル全体ですべての波長の強度をほぼ等しく低下させる光学シート(表面コーティング404またはその他として提供される)であり得る。
いくつかの実施形態では、フィルム(例えば、302または390)は、LEDによって放出されない可視スペクトルの領域の光の波長を吸収する成分、添加剤または材料を含むことができ、これにより、ディスプレイのコントラストを向上し得る。たとえば、LEDが可視スペクトルの赤、緑および青の部分で光を発する場合、成分、添加物または材料を選択して、その可視スペクトルの補色部分、つまり黄色、シアンおよびマゼンタの光を吸収することができる。
いくつかの実施形態では、DV LEDディスプレイは、適切な偏光眼鏡およびビデオ入力の使用などにより、立体3D画像の視聴を可能にするパターン化円偏光子を有する保護フィルム(例えば、302または390)を含み得る。このような状況では、フィルムは、DV LEDディスプレイのLEDの列に合わせられる。
いくつかの実施形態では、光学部品を保護フィルム(例えば、302または390)に組み込んで、モアレ防止機能を提供することができ、これは、DV LEDディスプレイを使用して、ビデオカメラまたはその他のピクセル化された画像デバイスからのビデオを表示するときに有用である。
上述の様々な表面コーティング404、ならびに上述の追加のフィルム構成要素は、DV LEDディスプレイ上でのビデオの所望の視聴に必要な任意の組み合わせで提供され得る。
本考案の基礎をなす原理から逸脱することなく、上述の実施形態の詳細に多くの変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、SMD LEDを利用するDV LEDディスプレイに関連して実施形態が説明されているが、本開示による保護フィルムは、COBタイプのDV LEDディスプレイ;PCBなどを含むさまざまな基板に取り付けられたLEDを含むDV LEDディスプレイ;および保護フィルムのさまざまな可能な属性の利点が有益であり得る他のタイプのディスプレイで同様に利用することができる。したがって、本考案の範囲は、添付の実用新案登録請求の範囲によってのみ決定されるべきである。
図3は、典型的にはビデオディスプレイであるDV LEDディスプレイ296の一部の例示的な概略断面図である。図3に示されるように、複数のSMD LED100は、不連続であってもよい表示面304を形成するように、プリント回路基板300の外側表面298上にアレイ状に取り付けられる。ディスプレイ表面304を覆うのは、フィルム302である。フィルム302は、薄く柔軟で耐久性のある透明なポリマーフィルムである。フィルム302は、通常、SMD LED100の外側表面(すなわち、ディスプレイ表面304)に直接、接着層の裏材(図4に402として示される)を介して、取り付けまたは接着される。接着層の接着材料またはフィルムの他の接着特性は、以下でさらに説明するように、フィルム302を容易に取り外せるようにまたは永久的に取り付けられるように、選択することができる。フィルム302は柔軟であってもよく、DV LEDディスプレイ296のタッチスクリーン用途でユーザーによる所望の触感を可能にするとともに、プリント回路基板300およびSMD LED100を損傷から保護することが可能な外部表面を含む。例えば、フィルム302の外部表面は、磨かれたガラスのように滑らかであってもよいし、または軽い艶消し仕上げを有してもよいし、または良好な光学特性を有し指紋に抵抗するテクスチャーを有してもよい。
Claims (20)
- 直視型発光ダイオード(DV LED)ディスプレイであって、
基体の表面に取り付けられたLEDのアレイを有する当該基体を含む、少なくとも1つのDV LEDモジュールと;
ポリマー材料層と、
前記ポリマー材料層に積層されており、かつ前記少なくとも1つのDV LEDモジュールに接着されている接着層と、
を含む、外部表面を有する透明フィルムと、
を含む、DV LEDディスプレイ。 - ディスプレイ表面を画定する複数のDV LEDモジュールのアレイを含む、請求項1に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記透明フィルムが、前記ディスプレイ表面の複数のDV LEDモジュールを覆う1つの連続シートを含む、請求項2に記載のDV LEDディスプレイ。
- 複数の透明フィルムをさらに含み、
前記DV LEDモジュールの各々が、前記フィルムの1つによって覆われている、請求項2に記載のDV LEDディスプレイ。 - 各DV LEDモジュールの前記基体が、その上に前記LEDのアレイが取り付けられている回路基板を含み;
前記LEDのアレイは、表面実装デバイス(SMD)LEDのアレイである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。 - 前記接着層が、前記SMD LEDのアレイに直接接着されている、請求項5に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記透明フィルムが、前記ポリマー材料層に隣接する防眩層および/または反射防止層をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記ポリマー材料層が、0.010mm〜0.100mmの厚さを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記透明フィルムが、半透明である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記ポリマー材料層が、ハードコーティングでコーティングされている、請求項1〜9のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記ポリマー材料層が、耐指紋性疎油コーティングでコーティングされている、請求項1〜10のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記接着層が、感圧接着剤である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記接着層が、前記LEDに光学的に結合している、請求項1〜12のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記透明フィルムが、中性濃度フィルターをさらに含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記透明フィルムが、前記LEDから放射されない可視スペクトルの光の波長を吸収する、請求項1〜14のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記透明フィルムが、抗菌層をさらに含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- 前記透明フィルムが、前記DV LEDディスプレイを損傷することなくまたは前記DV LEDディスプレイ上に接着剤の残渣を残すことなく、取り外すことができる、請求項1〜16のいずれか一項に記載のDV LEDディスプレイ。
- タッチスクリーン用の直視型発光ダイオード(DV LED)ディスプレイを製造する方法であって、前記DV LEDディスプレイは、LEDのアレイが取り付けられた基体をそれぞれ有する1つ以上のDV LEDモジュールを含み、
前記方法は、
ポリマー材料層と当該ポリマー材料層に積層された接着層とを含む、柔軟な接着剤裏打ちされた透明フィルムを準備すること;および
前記接着層が少なくとも1つのDV LEDモジュールに直接接着するように、前記透明フィルムを前記DV LEDディスプレイに適用すること、を含む、DV LEDディスプレイを製造する方法。 - 前記透明フィルムが、ロールの形態で準備される、請求項18に記載の方法。
- 前記DV LEDディスプレイを損傷することなくまたは前記DV LEDディスプレイ上に接着剤残渣を残すことなく、前記透明フィルムを前記DV LEDディスプレイから剥がすことをさらに含む、請求項18または19に記載の方法。
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