JP6710327B2 - 表示ユニット、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、表示装置及び表示ユニットの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、表示ユニット、表示装置及び表示ユニットの製造方法に関する。
基板に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が配置された表示装置が知られている。例えば、特許文献１は、屈曲可能な基板と、基板上に配置されたＬＥＤ素子と、基板に貼着されるトップフィルムとを備える面発光体を開示している。特許文献１のトップフィルムは、ＬＥＤ素子に密着している。
国際公開第２００９／０５４１５３号
特許文献１の面発光体において、基板とトップフィルムは、電源の発熱、周囲の温度の変化により、膨張又は収縮する。基板の線膨張係数とトップフィルムの線膨張係数が異なるので、引っ張り応力が、基板又はトップフィルムに繰り返し掛かる。トップフィルムは基板よりも薄いので、引っ張り応力が繰り返し掛かることにより、破損するおそれがある。トップフィルムが破損した場合、雨水等が基板に侵入し、面発光体が故障する。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、防水フィルムの破損が抑制された表示ユニット、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。
本発明に係る表示ユニットは、複数の発光素子と、複数の発光素子が実装される実装面を有する回路基板と、複数の発光素子と実装面とを覆う防水フィルムと、を備える。実装面は、複数の発光素子が実装されると共に、防水フィルムが貼り付けられる第１領域と、第１凹部とを有し、第１凹部を覆う防水フィルムの第１被覆部の表面積が、第１凹部を第１領域に平行な仮想面に垂直に投影した、第１投影領域の面積より広い。
本発明によれば、第１凹部を覆う防水フィルムの第１被覆部の表面積が、第１凹部を第１領域に平行な仮想面に垂直に投影した、第１投影領域の面積より広いので、防水フィルムに掛かる引っ張り応力が、第１被覆部において緩和され、防水フィルムの破損を抑制できる。
本発明の実施の形態１に係る表示ユニットの正面を示す模式図 図１に示す表示ユニットをＡ−Ａ線で矢視した断面の模式図 本発明の実施の形態１に係る第１被覆部と第１投影領域とを示す模式図 本発明の実施の形態１に係る回路基板と防水フィルムの収縮を示す模式図 本発明の実施の形態１に係る回路基板と防水フィルムの膨張を示す模式図 本発明の実施の形態１に係る表示ユニットの製造方法を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係る表示ユニットの正面を示す模式図 図７に示す表示ユニットをＢ−Ｂ線で矢視した断面の模式図 本発明の実施の形態２に係るケースを示す斜視図 本発明の実施の形態２に係る第２被覆部と第２投影領域とを示す模式図 本発明の実施の形態２に係る防水フィルムとケースの収縮を示す模式図 本発明の実施の形態２に係る防水フィルムとケースの膨張を示す模式図 本発明の実施の形態２に係る表示ユニットの製造方法を示すフローチャート 本発明の実施の形態３に係る表示ユニットの正面を示す模式図 図１４に示す表示ユニットをＣ−Ｃ線で矢視した断面の模式図 本発明の実施の形態３に係る第２被覆部と第２投影領域とを示す模式図 本発明の実施の形態４に係る表示装置を示す斜視図 本発明の実施の形態１の変形例に係る第１凹部を示す模式図 本発明の実施の形態１の変形例に係る第１凹部を示す模式図 本発明の実施の形態１の変形例に係る第１凹部を示す模式図 本発明の実施の形態２の変形例に係る第２凹部を示す模式図 本発明の実施の形態２の変形例に係る第２凹部を示す模式図 本発明の実施の形態１の変形例に係る第１凹部と第１被覆部とを示す模式図
以下、本発明の実施の形態に係る表示ユニットと表示装置について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１〜６を参照して、本発明の実施の形態１に係る表示ユニット１０について説明する。理解を容易にするために、表示ユニット１０が、野外で表示ユニット１０の正面が地面に対して垂直に設置されたと仮定し、地面と表示ユニット１０の正面とに平行な方向をＸ軸方向として説明する。地面に対して垂直な方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに垂直な方向をＺ軸方向として説明する。これらの軸方向の規定は、他の実施の形態においても同様である。また、理解を容易にするために、図１では、後述する接着層４２が省略されている。
図１に示すように、表示ユニット１０は、複数の発光素子２０と、複数の発光素子２０が実装される実装面３２を有する回路基板３０と、複数の発光素子２０と実装面３２とを覆う防水フィルム４０と、を備える。回路基板３０の実装面３２は、第１領域３４と第１凹部３６とを有する。
表示ユニット１０は、競技場、ビルの壁面等の野外に設置される。
発光素子２０は、例えば、３ｉｎ１型の表面実装型ＬＥＤ素子である。発光素子２０は、回路基板３０の実装面３２の第１領域３４に実装される。発光素子２０は４行×５列に配列される。
発光素子２０は、図２に示すように、平らな上面２１に光を出射する光出射面２２を有する。ここでは、発光素子２０の表示ユニット１０の正面側に配置される面を、発光素子２０の上面２１とする。また、発光素子２０の第１領域３４に垂直な面を、発光素子２０の側面２３とする。
発光素子２０は、３つの図示しない発光チップと、パッケージ２５と、封止部２６と、６つの電極２７とを備える。
３つの発光チップは、それぞれ、赤色光、緑色光、青色光を発光する。３つの発光チップの発光強度は、発光チップのそれぞれに回路基板３０の配線を介して供給される電力によって、独立に調整される。これにより、発光素子２０から、任意の色の光が任意の強度で出射される。その結果、表示ユニット１０にカラー画像が表示される。
パッケージ２５は、例えば、白色又は黒色の樹脂から作製される。パッケージ２５の凹部に、発光チップが実装される。封止部２６は、パッケージ２５の凹部に実装された発光チップを封止する。封止部２６は、パッケージ２５の凹部に充填された封止樹脂である。封止樹脂は、例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の透光性を有する樹脂である。電極２７は各発光チップに電力を供給する。電極２７は、各発光チップに２個ずつ接続する。発光チップに接続する２つの電極２７は、正極電極と負極電極である。また、電極２７は、ハンダ付けにより、回路基板３０の配線に電気的に接続される。
回路基板３０は、絶縁性の樹脂から作製される。絶縁性の樹脂は、例えば、ガラス繊維を混入させたエポキシ樹脂である。回路基板３０は、図示しない、配線と駆動ＩＣ（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）とを備える。回路基板３０の駆動ＩＣは、回路基板３０の配線を介して発光素子２０に電力を供給し、発光素子２０を駆動する。表示ユニット１０の外部の電源から、電力が回路基板３０の駆動ＩＣに供給される。
また、回路基板３０は、複数の発光素子２０が実装される実装面３２を有する。
回路基板３０の実装面３２は、図１、２に示すように、第１領域３４と第１凹部３６とを有する。実装面３２の第１領域３４は、発光素子２０が実装されると共に、防水フィルム４０が貼り付けられる、領域である。第１凹部３６は、例えば、実装面３２に設けられたＶ字形の溝である。第１凹部３６は、図１に示すように、複数の発光素子２０が実装された回路基板３０を正面視した場合に、実装面３２に実装された発光素子２０間に、発光素子２０の上面２１の各辺に沿って設けられる。さらに、第１凹部３６は、実装面３２の周縁部に、発光素子２０の配列に沿って設けられる。第１凹部３６の第１領域３４からの深さは、後述する防水フィルム４０の厚さより、深いことが好ましい。
防水フィルム４０は、透光性を有する樹脂から作製される。透光性を有する樹脂は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、オレフィン系樹脂等である。また、防水フィルム４０は、柔軟で可撓性を有する。防水フィルム４０の厚さは、例えば５０μｍ〜５００μｍ、柔軟性と耐久性の観点から、好ましくは１５０μｍ〜３００μｍである。
防水フィルム４０は、複数の発光素子２０と回路基板３０の実装面３２とを覆う。防水フィルム４０が複数の発光素子２０と回路基板３０の実装面３２とを覆うので、表示ユニット１０は防水される。
防水フィルム４０は、図２に示すように、第１凹部３６に沿い第１凹部３６の両側に設けられた接着層４２により、第１領域３４に貼り付けられる。接着層４２は、例えば、シリコン系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤である。防水フィルム４０は、発光素子２０の上面２１と側面２３と、第１領域３４とに密着する。また、防水フィルム４０は、第１凹部３６に入り込んだ状態で、第１凹部３６に密着する。防水フィルム４０は、第１領域３４と第１凹部３６とに密着しているので、回路基板３０の収縮又は膨張に容易に追従できる。
本実施の形態においては、図３に示すように、防水フィルム４０の第１凹部３６を覆う部分を、第１被覆部４４とする。防水フィルム４０の第１被覆部４４の表面積は、第１凹部３６を、仮想面Ｓに垂直に投影した第１投影領域３８の面積より広い。仮想面Ｓは、実装面３２の第１領域３４に平行な面である。
ここで、回路基板３０と防水フィルム４０の膨張と収縮と、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳとを説明する。回路基板３０と防水フィルム４０は、例えば、表示ユニット１０が設置された野外の気温の上昇により膨張し、野外の気温の下降により収縮する。
まず、防水フィルム４０の線膨張係数が、回路基板３０の線膨張係数よりも大きい場合について説明する。
野外の気温が下降すると、防水フィルム４０が、回路基板３０に比べて、より大きく収縮しようとする。本実施の形態においては、第１被覆部４４の表面積が第１投影領域３８の面積より広いので、図４に示すように、回路基板３０と防水フィルム４０が収縮して第１被覆部４４の表面積と第１投影領域３８の面積とが等しくなるまで、引っ張り応力ＴＳは防水フィルム４０に掛からない。また、防水フィルム４０は、第１被覆部４４の表面積と第１投影領域３８の面積とが等しくなるまでに、回路基板３０よりも大きく収縮しているので、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳは小さくなる。したがって、表示ユニット１０は、第１被覆部４４において、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。なお、回路基板３０と防水フィルム４０の収縮の差によって、スペース４６が第１凹部３６と第１被覆部４４との間に生じる。
野外の気温が上昇すると、防水フィルム４０が、回路基板３０に比べて、より大きく膨張する。この場合、引っ張り応力ＴＳは防水フィルム４０に掛からない。
次に、回路基板３０の線膨張係数が、防水フィルム４０の線膨張係数よりも大きい場合について説明する。
野外の気温が上昇すると、回路基板３０が、防水フィルム４０に比べて、より大きく膨張する。本実施の形態においては、第１被覆部４４の表面積が第１投影領域３８の面積より広いので、図５に示すように、防水フィルム４０が回路基板３０に引っ張られて、第１被覆部４４の表面積と第１投影領域３８の面積とが等しくなるまで、引っ張り応力ＴＳは防水フィルム４０に掛からない。さらに、回路基板３０は、第１被覆部４４の表面積と第１投影領域３８の面積とが等しくなるまでに、野外の気温が上昇する前の状態における第１被覆部４４の表面積と第１投影領域３８の面積の差よりも大きく膨張しているので、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳは小さくなる。したがって、表示ユニット１０は、第１被覆部４４において、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。なお、回路基板３０と防水フィルム４０の膨張の差によって、スペース４６が第１凹部３６と第１被覆部４４との間に生じる。
野外の気温が下降すると、回路基板３０が防水フィルム４０に比べて、より大きく収縮する。この場合、引っ張り応力ＴＳは防水フィルム４０に掛からない。
以上のように、第１被覆部４４の表面積が第１投影領域３８の面積より広いので、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳが緩和される。引っ張り応力ＴＳが緩和されることより、表示ユニット１０は防水フィルム４０の破損を抑制できる。
次に、図６を参照して、表示ユニット１０の製造方法を説明する。図６は、表示ユニット１０の製造方法を示すフローチャートである。
まず、発光素子２０と、実装面３２に第１凹部３６を有する回路基板３０と、防水フィルム４０とを準備する。次に、発光素子２０の電極２７を、回路基板３０の配線にリフロー方式によりハンダ付けして、各発光素子２０を回路基板３０の実装面３２の第１領域３４に実装する（ステップＳ１１）。次に、接着剤を第１領域３４に塗布する（ステップＳ１２）。塗布された接着剤は、第１凹部３６の両側に位置し、第１凹部３６に沿っている。
接着剤が塗布された回路基板３０と、防水フィルム４０とを真空容器内に設置した後、真空容器内を減圧する（ステップＳ１３）。減圧された真空容器内において、発光素子２０と回路基板３０の実装面３２とを防水フィルム４０により覆う（ステップＳ１４）。
次に、真空容器内を加圧することによって、防水フィルム４０を、発光素子２０と実装面３２とに圧着させる（ステップＳ１５）。この工程により、防水フィルム４０は、第１凹部３６に入り込んだ状態となり、発光素子２０の上面２１と側面２３と、実装面３２の第１領域３４と第１凹部３６とに密着する。また、防水フィルム４０は、塗布されている接着剤により、実装面３２の第１領域３４に貼り付けられる。
真空容器内を常圧に戻し、防水フィルム４０が貼り付けられた回路基板３０を取り出す（ステップＳ１６）。最後に、塗布されている接着剤を硬化させる（ステップＳ１７）。
以上によって、表示ユニット１０を製造できる。
以上のように、表示ユニット１０は防水フィルム４０により防水される。防水フィルム４０の第１被覆部４４の表面積が第１投影領域３８の面積より広いので、回路基板３０と防水フィルム４０との線膨張係数の差による、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳが、第１被覆部４４において緩和されるので、表示ユニット１０は防水フィルム４０の破損を抑制できる。
実施の形態２．
図７〜１３を参照して、本実施の形態２に係る表示ユニット１１を説明する。
図７、８に示すように、表示ユニット１１は、複数の発光素子２０と回路基板３０と防水フィルム４０の他に、回路基板３０を保持するケース５０をさらに備える。発光素子２０と回路基板３０の構成は、実施の形態１と同様である。
図９に示すように、ケース５０は、Ｚ軸方向の面が開口した箱形状の筐体である。ケース５０は、底板５１と側板５３とを有する。図７、８に示すように、複数の発光素子２０が実装された回路基板３０が、底板５１に載置され保持される。側板５３は、載置された回路基板３０を囲む。図８に示すように、側板５３と回路基板３０との間に、第２凹部５６が設けられる。第２凹部５６は、回路基板３０の側面３９と、側板５３の内側の側面５３ａと、底板５１の内側の底面５１ａとを有する。第２凹部５６は矩形状の溝である。
ケース５０は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の樹脂から作製される。
防水フィルム４０は、実施の形態１と同様に、柔軟で可撓性を有する。防水フィルム４０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、オレフィン系樹脂等の透光性を有する樹脂から作製される。
防水フィルム４０は、図７、８に示すように、複数の発光素子２０と回路基板３０の実装面３２とケース５０とを覆う。防水フィルム４０が複数の発光素子２０と回路基板３０の実装面３２とケース５０とを覆うので、表示ユニット１１は防水される。
防水フィルム４０は、実施の形態１と同様に、接着層４２によって回路基板３０の第１領域３４に貼り付けられる。また、防水フィルム４０は、図示しない接着層によって、ケース５０の側板５３の上面５３ｂと、ケース５０の外側の側面５４とに貼り付けられる。防水フィルム４０は、実施の形態１と同様に、発光素子２０の上面２１と側面２３と、実装面３２の第１領域３４と第１凹部３６とに密着する。防水フィルム４０は、さらに、第２凹部５６に入り込んだ状態で、第２凹部５６に密着する。防水フィルム４０は、第１領域３４と第１凹部３６と第２凹部５６に密着しているので、回路基板３０とケース５０の収縮又は膨張に、容易に追従できる。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、防水フィルム４０の第１凹部３６を覆う部分を、第１被覆部４４とする。さらに、図１０に示すように、防水フィルム４０の第２凹部５６を覆う部分を、第２被覆部４８とする。第１被覆部４４の表面積は、実施の形態１と同様に、第１凹部３６を仮想面Ｓに垂直に投影した第１投影領域３８の面積より広い。第２被覆部４８の表面積は、第２凹部５６を、仮想面Ｓに垂直に投影した第２投影領域５８の面積より広い。仮想面Ｓは、実施の形態１と同様に、実装面３２の第１領域３４に平行な面である。
ここでは、防水フィルム４０とケース５０の膨張と収縮と、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳとを説明する。回路基板３０と防水フィルム４０の膨張と収縮と、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳとの関係は、実施の形態１と同様である。
まず、防水フィルム４０の線膨張係数が、ケース５０の線膨張係数よりも大きい場合について説明する。防水フィルム４０とケース５０は、例えば、表示ユニット１０が設置された野外の気温の上昇により膨張し、野外の気温の下降により収縮する。
野外の気温が下降すると、防水フィルム４０が、ケース５０に比べて、より大きく収縮しようとする。第２被覆部４８の表面積が第２投影領域５８の面積より広いので、図１１に示すように、実施の形態１における回路基板３０と防水フィルム４０と同様に、第２被覆部４８の表面積と第２投影領域５８の面積とが等しくなるまで、引っ張り応力ＴＳは防水フィルム４０に掛からない。また、防水フィルム４０は、第２被覆部４８の表面積と第２投影領域５８の面積とが等しくなるまでに、ケース５０よりも大きく収縮しているので、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳは小さくなる。したがって、表示ユニット１１は、防水フィルム４０とケース５０との線膨張係数の差による、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。なお、防水フィルム４０とケース５０の収縮の差によって、スペース４６が第２凹部５６と第２被覆部４８との間にも生じる。
野外の気温が上昇すると、防水フィルム４０が、ケース５０に比べて、より大きく膨張する。この場合、引っ張り応力ＴＳは防水フィルム４０に掛からない。
次に、ケース５０の線膨張係数が、防水フィルム４０の線膨張係数よりも大きい場合について説明する。
野外の気温が上昇すると、ケース５０が、防水フィルム４０に比べて、より大きく膨張する。第２被覆部４８の表面積が第２投影領域５８の面積より広いので、図１２に示すように、実施の形態１における回路基板３０と防水フィルム４０と同様に、防水フィルム４０がケース５０に引っ張られて、第２被覆部４８の表面積と第２投影領域５８の面積とが等しくなるまで、引っ張り応力ＴＳは防水フィルム４０に掛からない。また、ケース５０は、第２被覆部４８の表面積と第２投影領域５８の面積とが等しくなるまでに、野外の気温が上昇する前の状態における第２被覆部４８の表面積と第２投影領域５８の面積の差よりも大きく膨張しているので、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳは小さくなる。したがって、表示ユニット１１は、防水フィルム４０とケース５０との線膨張係数の差による、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。この場合も、スペース４６が第２凹部５６と第２被覆部４８との間に生じる。
以上のように、第２被覆部４８の表面積が第２投影領域５８の面積より広いので、防水フィルム４０とケース５０との線膨張係数の差による防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳが、緩和される。また、実施の形態１と同様に、防水フィルム４０の第１被覆部４４の表面積が第１投影領域３８の面積より広いので、回路基板３０と防水フィルム４０との線膨張係数の差による防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳが、緩和される。引っ張り応力ＴＳが緩和されることより、表示ユニット１１は防水フィルム４０の破損を抑制できる。
次に、図１３を参照して、表示ユニット１１の製造方法を説明する。図１３は、表示ユニット１１の製造方法を示すフローチャートである。
まず、発光素子２０と、実装面３２に第１凹部３６を有する回路基板３０と、防水フィルム４０と、ケース５０とを準備する。次に、発光素子２０の電極２７を、回路基板３０の配線にリフロー方式によりハンダ付けして、各発光素子２０を回路基板３０の実装面３２の第１領域３４に実装する（ステップＳ２１）。次に、発光素子２０が実装された回路基板３０を、例えば、回路基板３０の側面３９とケース５０の側板５３との間に隙間を設けてケース５０の底板５１に載置する。さらに、回路基板３０を底板５１にネジ止めする（ステップＳ２２）。これにより、回路基板３０は、側板５３と回路基板３０との間に第２凹部５６が設けられた状態で、ケース５０の底板５１に取り付けられる。
次に、回路基板３０の第１領域３４と、ケース５０の側板５３の上面５３ｂと、ケース５０の側面５４とに接着剤を塗布する（ステップＳ２３）。第１領域３４に塗布された接着剤は、第１凹部３６の両側に位置し、第１凹部３６に沿っている。
接着剤が塗布されたケース５０と防水フィルム４０とを真空容器内に設置した後、真空容器内を減圧する（ステップＳ２４）。減圧された真空容器内において、発光素子２０と回路基板３０の実装面３２とケース５０とを、防水フィルム４０により覆う（ステップＳ２５）。
次に、真空容器内を加圧することによって、防水フィルム４０を、発光素子２０と実装面３２とケース５０とに圧着させる（ステップＳ２６）。この工程により、防水フィルム４０は、第１凹部３６と第２凹部５６とに入り込んだ状態となり、発光素子２０の上面２１と側面２３と、第１領域３４と、第１凹部３６と、第２凹部５６とに密着する。また、防水フィルム４０は、塗布されている接着剤により、第１領域３４とケース５０とに貼り付けられる。
真空容器内を常圧に戻し、防水フィルム４０が貼り付けられたケース５０を取り出す（ステップＳ２７）。最後に、塗布されている接着剤を硬化させる（ステップＳ２８）。
以上によって、表示ユニット１１を製造できる。
以上のように、表示ユニット１１は防水フィルム４０により防水される。防水フィルム４０の第２被覆部４８の表面積が第２投影領域５８の面積より広いので、表示ユニット１１は、防水フィルム４０とケース５０との線膨張係数の差による、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。また、実施の形態１と同様に、防水フィルム４０の第１被覆部４４の表面積が第１投影領域３８の面積より広いので、表示ユニット１１は、回路基板３０と防水フィルム４０との線膨張係数の差による、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳが、第１被覆部４４と第２被覆部４８において緩和されるので、表示ユニット１１は防水フィルム４０の破損を抑制できる。
表示ユニット１１においては、回路基板３０がケース５０に保持されているので、表示ユニット１１は回路基板３０の反りを抑制できる。さらに、表示ユニット１１は、回路基板３０を保持するケース５０を備えるので、後述する表示装置１５を組み立てる場合に、取り扱いが容易になる。
実施の形態３．
図１４〜１６を参照して、本実施の形態３に係る表示ユニット１２を説明する。
実施の形態２において、表示ユニット１１の回路基板３０は、第１凹部３６を有する。本実施の形態における回路基板７０は第１凹部３６を有していない。
表示ユニット１２は、複数の発光素子２０と、回路基板７０と、防水フィルム４０と、ケース５０とを備える。複数の発光素子２０とケース５０の構成は、実施の形態２と同様である。
図１４、１５に示すように、回路基板７０は実装面７２を有する。複数の発光素子２０が、回路基板７０の実装面７２に実装される。また、防水フィルム４０が、回路基板７０の実装面７２に貼り付けられる。その他の構成は、実施の形態１、２における回路基板３０と同様である。
回路基板７０は、実施の形態２における回路基板３０と同様に、ケース５０の底板５１に載置され保持される。回路基板７０は、図１５に示すように、ケース５０の側板５３と回路基板７０との間に第２凹部５６が設けられた状態で載置される。第２凹部５６は、回路基板７０の側面７４と、側板５３の内側の側面５３ａと、底板５１の内側の底面５１ａとを有する。
防水フィルム４０は、図１４、１５に示すように、複数の発光素子２０と回路基板７０の実装面７２とケース５０とを覆う。防水フィルム４０が複数の発光素子２０と回路基板７０の実装面７２とケース５０とを覆うので、表示ユニット１２は防水される。
防水フィルム４０は、実装面７２に設けられた接着層４２と、ケース５０の上面５３ｂと側面５４に設けられた接着層とによって、回路基板７０の実装面７２と、ケース５０の側板５３の上面５３ｂと、ケース５０の外側の側面５４とに貼り付けられる。防水フィルム４０は、発光素子２０の上面２１と側面２３と、回路基板７０の実装面７２とに密着する。また、防水フィルム４０は、第２凹部５６に入り込んだ状態で、第２凹部５６に密着する。防水フィルム４０は、回路基板７０の実装面７２と第２凹部５６に密着しているので、回路基板３０とケース５０の収縮又は膨張に、容易に追従できる。
また、防水フィルム４０の第２被覆部４８の表面積は、図１６に示すように、第２凹部５６を、仮想面Ｓに垂直に投影した第２投影領域５８の面積より広い。したがって、表示ユニット１２は、実施の形態２における表示ユニット１１と同様に、防水フィルム４０とケース５０との線膨張係数の差による、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。防水フィルム４０の第２被覆部４８は、実施の形態２と同様に、防水フィルム４０の第２凹部５６を覆う部分である。また、仮想面Ｓは実装面７２に平行な面である。
表示ユニット１２は、表示ユニット１１の製造方法と同様の製造方法により、製造される。なお、真空容器内の加圧（ステップＳ２６）によって、防水フィルム４０は、第２凹部５６に入り込んだ状態となり、発光素子２０の上面２１と側面２３と、回路基板７０の実装面７２と、第２凹部５６とに密着する。
以上のように、表示ユニット１２は防水フィルム４０により防水される。防水フィルム４０の第２被覆部４８の表面積が第２投影領域５８の面積より広いので、表示ユニット１２は、防水フィルム４０とケース５０との線膨張係数の差による、防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳを緩和できる。防水フィルム４０に掛かる引っ張り応力ＴＳが、第２被覆部４８において緩和されるので、表示ユニット１２は防水フィルム４０の破損を抑制できる。また、回路基板７０がケース５０に保持されているので、表示ユニット１２は回路基板７０の反りを抑制できる。さらに、表示ユニット１２は、回路基板７０を保持するケース５０を備えるので、表示装置１５を組み立てる場合に、取り扱いが容易になる。
実施の形態４．
図１７を参照して、本実施の形態４に係る表示装置１５を説明する。
複数の表示ユニット１０〜１２を組み合わせることによって、より大型の表示装置１５を構成できる。表示装置１５は、競技場、ビルの壁面等の野外に設置される。
図１７に示すように、表示装置１５は、例えば、１２個の表示ユニット１１と、１２個の表示ユニット１１を収納する筐体８０とを備える。
１２個の表示ユニット１１は、４行×３列に配列される。配列された表示ユニット１１は、筐体８０に収納される。表示ユニット１１は、例えば、筐体８０にネジ止めされる。筐体８０は、例えば、金属製の箱型の筐体である。
表示ユニット１１が防水フィルム４０の破損を抑制できるので、表示装置１５も防水フィルム４０の破損を抑制できる。
以上、本発明の複数の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、発光素子２０は、ＬＥＤ素子に限らず、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）素子であってもよい。また、ＬＥＤ素子は、表面実装型ＬＥＤ素子に限られず、砲弾型ＬＥＤ素子であってもよい。発光素子２０は、３ｉｎ１型に限られない。発光素子２０は単色光を出射する発光素子であってもよい。また、発光素子２０は４つ以上の発光チップを備えてもよい。
複数の発光素子２０は、任意に配列される。例えば、発光素子２０は、１２８行×１２８列又は２５６行×２５６列に配列されてもよい。また、発光素子２０は、斜方格子、六角格子、矩形格子、千鳥格子等に配列されてもよい。さらに、発光素子２０間の間隔は任意である。
実施の形態１、２における実装面３２の第１凹部３６の形状は、Ｖ字形に限られない。第１凹部３６の形状は任意である。第１凹部３６は、矩形、Ｕ字形等であってもよい。また、第１凹部３６は、図１８、１９に示すように、発光素子２０の配列に沿って延び、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに配列されてもよい。さらに、図２０に示すように、第１凹部３６は、実装された、複数の発光素子２０を囲んでもよい。
回路基板３０の製造において設けられるＶカットを、第１凹部３６として利用してもよい。Ｖカットは、複数の回路基板３０を含む母板から、１つの回路基板３０を切り離すために設けられるＶ字形の溝である。例えば、回路基板３０の製造時に、回路基板３０を切り離す位置以外に、回路基板３０の第１凹部３６が設けられる位置にＶカットを設け、Ｖカットを第１凹部３６として利用する。
実施の形態２、３における第２凹部５６の形状は、任意である。例えば、第２凹部５６は、図２１に示すように、回路基板３０の側面３９と、側板５３の内側の側面５３ａとを有するＶ字形の溝であってもよい。これにより、防水フィルム４０が、ケース５０の収縮又は膨張に、さらに容易に追従できる。
さらに、図２２に示すように、ケース５０の底面５１ａからのケース５０の側板５３の高さＨを回路基板３０の厚さＤより低くすることによって、第２凹部５６の形状を非対称にしてもよい。これにより、防水フィルム４０が、ケース５０の収縮又は膨張に、さらに容易に追従できる。また、ケース５０を容易に製造できる。
防水フィルム４０は、熱可塑性を有することが好ましい。表示ユニット１０〜１２を製造する場合に、熱可塑性を有する防水フィルム４０をヒータで加熱することによって、防水フィルム４０を、容易に圧着できる。さらに、防水フィルム４０は、耐候性を有することが好ましい。防水フィルム４０の線膨張係数が、回路基板３０の線膨張係数とケース５０の線膨張係数よりも大きいことが、これらを作製する材料の選択の幅が広いことから、好ましい。
防水フィルム４０は、発光素子２０に貼り付けられてもよい。防水フィルム４０は、例えば、発光素子２０に設けられた接着層によって、発光素子２０に貼り付けられる。図２３に示すように、防水フィルム４０の第１被覆部４４は第１凹部３６に密着せず、スペース４６が、第１被覆部４４と第１凹部３６との間に設けられてもよい。さらに、防水フィルム４０の第２被覆部４８は第２凹部５６に密着せず、スペース４６が、第２被覆部４８と第２凹部５６との間に設けられてもよい。
外光を遮るルーバ又はマスク板が、防水フィルム４０の上に設けられてもよい。外光は、太陽光と照明とを含む、表示ユニット１０〜１２の周囲から表示ユニット１０〜１２に入射する光を意味する。外光を遮るとは、外光の発光素子２０と回路基板３０への入射を抑制することを意味する。ルーバとマスク板は、例えば、黒色の樹脂から射出成形によって作製される。
表示装置１５を構成する表示ユニット１０の数と配列は、任意である。また、表示装置１５は、表示ユニット１０に代えて、表示ユニット１１、１２を備えてもよい。表示ユニット１０〜１２と表示装置１５は、屋外に限られず、体育館、室内プール等の屋内に設置されてもよい。
１０，１１，１２ 表示ユニット、１５ 表示装置、２０ 発光素子、２１ 上面、２２ 光出射面、２３ 側面、２５ パッケージ、２６ 封止部、２７ 電極、３０，７０ 回路基板、３２，７２ 実装面、３４ 第１領域、３６ 第１凹部、３８ 第１投影領域、３９，７４ 側面、４０ 防水フィルム、４２ 接着層、４４ 第１被覆部、４６ スペース、４８ 第２被覆部、５０ ケース、５１ 底板、５１ａ 底面、５３ 側板、５３ａ 側面、５３ｂ 上面、５４ 側面、５６ 第２凹部、５８ 第２投影領域、８０ 筐体、ＴＳ 引っ張り応力、Ｄ 厚さ、Ｈ 高さ、Ｓ 仮想面

Claims (11)

  1. 複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子が実装される実装面を有する回路基板と、
    前記複数の発光素子と前記実装面とを覆う防水フィルムと、を備え、
    前記実装面は、前記複数の発光素子が実装されると共に、前記防水フィルムが貼り付けられる第１領域と、第１凹部とを有し、
    前記第１凹部を覆う前記防水フィルムの第１被覆部の表面積が、前記第１凹部を前記第１領域に平行な仮想面に垂直に投影した、第１投影領域の面積より広い、
    表示ユニット。
  2. 前記防水フィルムは前記複数の発光素子と前記第１領域に密着する、
    請求項１に記載の表示ユニット。
  3. 前記第１被覆部と前記第１凹部との間にスペースを有する、
    請求項１又は２に記載の表示ユニット。
  4. 前記第１凹部の深さが前記防水フィルムの厚さより深い、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の表示ユニット。
  5. 前記回路基板が配置される底板と、該底板に配置された前記回路基板を囲む側板とを有し、前記回路基板を保持するケースを備え、
    前記ケースの前記側板と前記ケースの前記底板に配置された前記回路基板との間に、第２凹部を有し、
    前記防水フィルムは前記第２凹部を覆い、
    前記第２凹部を覆う前記防水フィルムの第２被覆部の表面積が、前記第２凹部を前記仮想面に垂直に投影した、第２投影領域の面積より広い、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の表示ユニット。
  6. 複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子が実装される実装面を有する回路基板と、
    前記回路基板が配置される底板と、該底板に配置された前記回路基板を囲む側板とを有し、前記回路基板を保持するケースと、
    前記実装面と前記複数の発光素子と前記ケースとを覆い、前記実装面と前記ケースとに貼り付けられる防水フィルムと、を備え、
    前記ケースの前記側板と前記ケースの前記底板に配置された前記回路基板との間に、第２凹部を有し、
    前記第２凹部を覆う前記防水フィルムの第２被覆部の表面積が、前記第２凹部を前記実装面に平行な仮想面に垂直に投影した、第２投影領域の面積より広い、
    表示ユニット。
  7. 前記防水フィルムが前記複数の発光素子と前記実装面とに密着する、
    請求項６に記載の表示ユニット。
  8. 前記第２被覆部と前記第２凹部との間にスペースを有する、
    請求項５から７のいずれか１項に記載の表示ユニット。
  9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の表示ユニットが、複数組み合わされて構成された表示装置。
  10. 第１領域と第１凹部とを有する実装面を備える回路基板の前記第１領域に、複数の発光素子を実装する工程と、
    防水フィルムを、前記実装面と前記複数の発光素子とを覆い、前記第１凹部に入り込んだ状態で、前記第１領域に貼り付ける工程と、を含む、
    表示ユニットの製造方法。
  11. 複数の発光素子を回路基板に実装する工程と、
    前記回路基板が配置される底板と、該底板に配置された前記回路基板を囲む側板とを有するケースに、前記側板との間に第２凹部を設けた状態で、前記底板に配置された前記回路基板を取り付ける工程と、
    防水フィルムを、前記複数の発光素子と、前記回路基板の前記複数の発光素子が実装された実装面と、前記ケースとを覆い、前記第２凹部に入り込んだ状態で、前記実装面と前記ケースに貼り付ける工程と、を含む、
    表示ユニットの製造方法。
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