WO2018216089A1 - 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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WO2018216089A1
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light emitting
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recess
display unit
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聡 切通
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display unit, a display device, and a method for manufacturing the display unit.
  • Patent Document 1 is disclosing the surface light emitter provided with the board
  • the top film of Patent Document 1 is in close contact with the LED element.
  • the substrate and the top film expand or contract due to heat generated by the power source and changes in ambient temperature. Since the linear expansion coefficient of the substrate and the linear expansion coefficient of the top film are different, tensile stress is repeatedly applied to the substrate or the top film. Since the top film is thinner than the substrate, the top film may be damaged due to repeated tensile stress. When the top film is damaged, rainwater or the like enters the substrate and the surface light emitter breaks down.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a display unit, a display device, and a manufacturing method of the display unit in which damage to the waterproof film is suppressed.
  • the display unit includes a plurality of light emitting elements, a circuit board having a mounting surface on which the plurality of light emitting elements are mounted, and a waterproof film that covers the plurality of light emitting elements and the mounting surface.
  • the mounting surface has a first region on which a plurality of light emitting elements are mounted and a waterproof film is attached, and a first recess, and the surface area of the first covering portion of the waterproof film covering the first recess is One recess is wider than the area of the first projection region projected perpendicularly to a virtual plane parallel to the first region.
  • the surface area of the first covering portion of the waterproof film that covers the first recess is wider than the area of the first projection region, in which the first recess is vertically projected on a virtual plane parallel to the first region, The tensile stress applied to the waterproof film is relieved in the first covering portion, and damage to the waterproof film can be suppressed.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of the display unit shown in FIG.
  • swelling of the circuit board and waterproof film which concern on Embodiment 1 of this invention The flowchart which shows the manufacturing method of the display unit which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the display unit shown in FIG. 7 taken along line BB.
  • the perspective view which shows the case which concerns on Embodiment 2 of this invention The schematic diagram which shows the 2nd coating
  • contraction of the waterproof film and case which concern on Embodiment 2 of this invention The schematic diagram which shows expansion
  • the flowchart which shows the manufacturing method of the display unit which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • the schematic diagram which shows the front of the display unit which concerns on Embodiment 3 of this invention. 14 is a schematic cross-sectional view of the display unit shown in FIG.
  • FIG. A display unit 10 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the display unit 10 is installed outdoors and the front of the display unit 10 is perpendicular to the ground, and the direction parallel to the ground and the front of the display unit 10 is defined as the X-axis direction.
  • a direction perpendicular to the ground will be described as a Y-axis direction
  • a direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction will be described as a Z-axis direction.
  • the definition of these axial directions is the same in other embodiments.
  • an adhesive layer 42 described later is omitted in FIG.
  • the display unit 10 covers a plurality of light emitting elements 20, a circuit board 30 having a mounting surface 32 on which the plurality of light emitting elements 20 are mounted, and the plurality of light emitting elements 20 and the mounting surface 32.
  • the mounting surface 32 of the circuit board 30 has a first region 34 and a first recess 36.
  • the display unit 10 is installed outdoors such as a stadium or a wall surface of a building.
  • the light emitting element 20 is, for example, a 3 in 1 type surface mount type LED element.
  • the light emitting element 20 is mounted on the first region 34 of the mounting surface 32 of the circuit board 30.
  • the light emitting elements 20 are arranged in 4 rows ⁇ 5 columns.
  • the light emitting element 20 has a light emitting surface 22 for emitting light on a flat upper surface 21 as shown in FIG.
  • the surface of the light emitting element 20 that is disposed on the front side of the display unit 10 is the upper surface 21 of the light emitting element 20.
  • a surface perpendicular to the first region 34 of the light emitting element 20 is defined as a side surface 23 of the light emitting element 20.
  • the light emitting element 20 includes three light emitting chips (not shown), a package 25, a sealing portion 26, and six electrodes 27.
  • the three light emitting chips emit red light, green light, and blue light, respectively.
  • the light emission intensities of the three light emitting chips are adjusted independently by the power supplied to each of the light emitting chips via the wiring of the circuit board 30. Thereby, light of an arbitrary color is emitted from the light emitting element 20 with an arbitrary intensity. As a result, a color image is displayed on the display unit 10.
  • the package 25 is made of, for example, a white or black resin.
  • a light emitting chip is mounted in the recess of the package 25.
  • the sealing unit 26 seals the light emitting chip mounted in the recess of the package 25.
  • the sealing part 26 is a sealing resin filled in the recesses of the package 25.
  • Sealing resin is resin which has translucency, such as a silicon resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyester resin, for example.
  • the electrode 27 supplies power to each light emitting chip. Two electrodes 27 are connected to each light emitting chip.
  • the two electrodes 27 connected to the light emitting chip are a positive electrode and a negative electrode.
  • the electrode 27 is electrically connected to the wiring of the circuit board 30 by soldering.
  • the circuit board 30 is made from an insulating resin.
  • the insulating resin is, for example, an epoxy resin mixed with glass fiber.
  • the circuit board 30 includes wiring and a driving IC (IC: Integrated Circuit) (not shown).
  • the driving IC of the circuit board 30 supplies power to the light emitting element 20 via the wiring of the circuit board 30 to drive the light emitting element 20. Electric power is supplied from the power supply external to the display unit 10 to the drive IC of the circuit board 30.
  • the circuit board 30 has a mounting surface 32 on which the plurality of light emitting elements 20 are mounted.
  • the mounting surface 32 of the circuit board 30 has a first region 34 and a first recess 36 as shown in FIGS.
  • the first area 34 of the mounting surface 32 is an area where the light emitting element 20 is mounted and the waterproof film 40 is attached.
  • the first recess 36 is, for example, a V-shaped groove provided on the mounting surface 32.
  • the first recess 36 has an upper surface of the light emitting element 20 between the light emitting elements 20 mounted on the mounting surface 32 when the circuit board 30 on which the plurality of light emitting elements 20 are mounted is viewed from the front. 21 along each side.
  • the first recess 36 is provided along the arrangement of the light emitting elements 20 on the peripheral edge of the mounting surface 32.
  • the depth of the first recess 36 from the first region 34 is preferably deeper than the thickness of the waterproof film 40 described later.
  • the waterproof film 40 is made of a translucent resin.
  • the resin having translucency is a polyester resin, a polycarbonate resin, an acrylic resin, an olefin resin, or the like.
  • the waterproof film 40 is soft and flexible.
  • the thickness of the waterproof film 40 is, for example, 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, and preferably 150 ⁇ m to 300 ⁇ m from the viewpoint of flexibility and durability.
  • the waterproof film 40 covers the plurality of light emitting elements 20 and the mounting surface 32 of the circuit board 30. Since the waterproof film 40 covers the plurality of light emitting elements 20 and the mounting surface 32 of the circuit board 30, the display unit 10 is waterproofed.
  • the waterproof film 40 is attached to the first region 34 by an adhesive layer 42 provided on both sides of the first recess 36 along the first recess 36.
  • the adhesive layer 42 is, for example, a silicon adhesive, an acrylic adhesive, or a urethane adhesive.
  • the waterproof film 40 is in close contact with the upper surface 21, the side surface 23, and the first region 34 of the light emitting element 20. Further, the waterproof film 40 is in close contact with the first recess 36 in a state of entering the first recess 36. Since the waterproof film 40 is in close contact with the first region 34 and the first recess 36, the waterproof film 40 can easily follow the contraction or expansion of the circuit board 30.
  • a portion covering the first recess 36 of the waterproof film 40 is defined as a first covering portion 44.
  • the surface area of the first covering portion 44 of the waterproof film 40 is larger than the area of the first projection region 38 obtained by projecting the first recess 36 perpendicularly to the virtual plane S.
  • the virtual surface S is a surface parallel to the first region 34 of the mounting surface 32.
  • the circuit board 30 and the waterproof film 40 expand, for example, due to an increase in outdoor temperature where the display unit 10 is installed, and contract due to a decrease in outdoor temperature.
  • the waterproof film 40 tends to shrink more greatly than the circuit board 30.
  • the circuit board 30 and the waterproof film 40 are contracted as shown in FIG.
  • the tensile stress TS is not applied to the waterproof film 40 until the surface area and the area of the first projection region 38 are equal.
  • the waterproof film 40 contracts more than the circuit board 30 until the surface area of the first covering portion 44 and the area of the first projection region 38 become equal, the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 is Get smaller. Therefore, the display unit 10 can relieve the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 in the first covering portion 44.
  • a space 46 is formed between the first recess 36 and the first covering portion 44 due to the difference in contraction between the circuit board 30 and the waterproof film 40.
  • the waterproof film 40 expands more than the circuit board 30. In this case, the tensile stress TS is not applied to the waterproof film 40.
  • the circuit board 30 expands more than the waterproof film 40.
  • the waterproof film 40 is pulled by the circuit board 30 as shown in FIG.
  • the tensile stress TS is not applied to the waterproof film 40 until the surface area becomes equal to the area of the first projection region 38.
  • the circuit board 30 has the surface area of the first covering portion 44 and the first projection before the outdoor temperature rises until the surface area of the first covering portion 44 becomes equal to the area of the first projection region 38. Since the expansion is greater than the difference in area of the region 38, the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 is reduced.
  • the display unit 10 can relieve the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 in the first covering portion 44.
  • a space 46 is formed between the first recess 36 and the first covering portion 44 due to a difference in expansion between the circuit board 30 and the waterproof film 40.
  • the circuit board 30 contracts more than the waterproof film 40. In this case, the tensile stress TS is not applied to the waterproof film 40.
  • the display unit 10 can suppress damage to the waterproof film 40.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing the display unit 10.
  • the light emitting element 20, the circuit board 30 having the first recess 36 on the mounting surface 32, and the waterproof film 40 are prepared.
  • the electrode 27 of the light emitting element 20 is soldered to the wiring of the circuit board 30 by a reflow method, and each light emitting element 20 is mounted on the first region 34 of the mounting surface 32 of the circuit board 30 (step S11).
  • an adhesive is applied to the first region 34 (step S12). The applied adhesive is located on both sides of the first recess 36 and is along the first recess 36.
  • step S13 After installing the circuit board 30 to which the adhesive is applied and the waterproof film 40 in the vacuum container, the inside of the vacuum container is depressurized (step S13). In the vacuum container reduced in pressure, the light emitting element 20 and the mounting surface 32 of the circuit board 30 are covered with the waterproof film 40 (step S14). Next, the waterproof film 40 is pressed against the light emitting element 20 and the mounting surface 32 by pressurizing the inside of the vacuum container (step S15). By this step, the waterproof film 40 enters the first recess 36 and is in close contact with the upper surface 21 and the side surface 23 of the light emitting element 20, the first region 34 of the mounting surface 32, and the first recess 36. Moreover, the waterproof film 40 is affixed on the 1st area
  • the inside of the vacuum vessel is returned to normal pressure, and the circuit board 30 with the waterproof film 40 attached is taken out (step S16). Finally, the applied adhesive is cured (step S17).
  • the display unit 10 can be manufactured by the above.
  • the display unit 10 is waterproofed by the waterproof film 40. Since the surface area of the first covering portion 44 of the waterproof film 40 is larger than the area of the first projection region 38, the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 due to the difference in linear expansion coefficient between the circuit board 30 and the waterproof film 40 can be reduced. . Since the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 is relieved at the first covering portion 44, the display unit 10 can suppress damage to the waterproof film 40.
  • FIG. The display unit 11 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 7 and 8, the display unit 11 further includes a case 50 that holds the circuit board 30 in addition to the plurality of light emitting elements 20, the circuit board 30, and the waterproof film 40.
  • the configurations of the light emitting element 20 and the circuit board 30 are the same as those in the first embodiment.
  • the case 50 is a box-shaped housing whose surface in the Z-axis direction is open.
  • the case 50 has a bottom plate 51 and side plates 53.
  • the circuit board 30 on which the plurality of light emitting elements 20 are mounted is placed and held on the bottom plate 51.
  • the side plate 53 surrounds the placed circuit board 30.
  • a second recess 56 is provided between the side plate 53 and the circuit board 30.
  • the second recess 56 has a side surface 39 of the circuit board 30, a side surface 53 a inside the side plate 53, and a bottom surface 51 a inside the bottom plate 51.
  • the second recess 56 is a rectangular groove.
  • the case 50 is made of a resin such as a polycarbonate resin or an acrylic resin.
  • the waterproof film 40 is soft and flexible as in the first embodiment.
  • the waterproof film 40 is made of a resin having translucency such as a polyester resin, a polycarbonate resin, an acrylic resin, and an olefin resin.
  • the waterproof film 40 covers the plurality of light emitting elements 20, the mounting surface 32 of the circuit board 30, and the case 50. Since the waterproof film 40 covers the plurality of light emitting elements 20, the mounting surface 32 of the circuit board 30, and the case 50, the display unit 11 is waterproofed.
  • the waterproof film 40 is attached to the first region 34 of the circuit board 30 with the adhesive layer 42 as in the first embodiment.
  • the waterproof film 40 is attached to the upper surface 53b of the side plate 53 of the case 50 and the outer side surface 54 of the case 50 by an adhesive layer (not shown). Similar to the first embodiment, the waterproof film 40 is in close contact with the upper surface 21 and the side surface 23 of the light emitting element 20, the first region 34 of the mounting surface 32, and the first recess 36.
  • the waterproof film 40 is further in close contact with the second recess 56 in a state of entering the second recess 56. Since the waterproof film 40 is in close contact with the first region 34, the first recess 36, and the second recess 56, the waterproof film 40 can easily follow the contraction or expansion of the circuit board 30 and the case 50.
  • the portion covering the first recess 36 of the waterproof film 40 is referred to as a first covering portion 44.
  • a portion covering the second recess 56 of the waterproof film 40 is defined as a second covering portion 48.
  • the surface area of the first covering portion 44 is larger than the area of the first projection region 38 obtained by projecting the first recess 36 perpendicularly to the virtual plane S, as in the first embodiment.
  • the surface area of the second cover 48 is larger than the area of the second projection region 58 obtained by projecting the second recess 56 perpendicularly to the virtual plane S.
  • the virtual surface S is a surface parallel to the first region 34 of the mounting surface 32 as in the first embodiment.
  • the linear expansion coefficient of the waterproof film 40 is larger than the linear expansion coefficient of the case 50
  • the waterproof film 40 and the case 50 expand when the outdoor temperature where the display unit 10 is installed, and contract when the outdoor temperature decreases.
  • the waterproof film 40 tends to contract more than the case 50. Since the surface area of the second covering portion 48 is larger than the area of the second projection region 58, the surface area of the second covering portion 48 is similar to that of the circuit board 30 and the waterproof film 40 in the first embodiment, as shown in FIG. The tensile stress TS is not applied to the waterproof film 40 until the area of the second projection region 58 becomes equal. Further, since the waterproof film 40 is contracted more than the case 50 until the surface area of the second covering portion 48 and the area of the second projection region 58 become equal, the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 is small. Become.
  • the display unit 11 can relieve the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 due to the difference in linear expansion coefficient between the waterproof film 40 and the case 50.
  • a space 46 is also generated between the second recess 56 and the second covering portion 48 due to the difference in shrinkage between the waterproof film 40 and the case 50.
  • the waterproof film 40 expands more than the case 50. In this case, the tensile stress TS is not applied to the waterproof film 40.
  • the linear expansion coefficient of the case 50 is larger than the linear expansion coefficient of the waterproof film 40
  • the case 50 expands more than the waterproof film 40. Since the surface area of the second covering portion 48 is larger than the area of the second projection region 58, the waterproof film 40 is pulled to the case 50 in the same manner as the circuit board 30 and the waterproof film 40 in the first embodiment as shown in FIG. Thus, the tensile stress TS is not applied to the waterproof film 40 until the surface area of the second covering portion 48 and the area of the second projection region 58 are equal.
  • the case 50 has the surface area of the second covering portion 48 and the second projection region in a state before the outdoor temperature rises until the surface area of the second covering portion 48 and the area of the second projection region 58 become equal. Since the expansion is larger than the difference in area of 58, the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 is reduced. Therefore, the display unit 11 can relieve the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 due to the difference in linear expansion coefficient between the waterproof film 40 and the case 50. Also in this case, the space 46 is generated between the second recess 56 and the second covering portion 48.
  • the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 due to the difference in the linear expansion coefficient between the waterproof film 40 and the case 50 is alleviated.
  • coated part 44 of the waterproof film 40 is larger than the area of the 1st projection area
  • the waterproof film by the difference in the linear expansion coefficient of the circuit board 30 and the waterproof film 40 is used.
  • the tensile stress TS applied to 40 is relaxed. Since the tensile stress TS is relieved, the display unit 11 can suppress damage to the waterproof film 40.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a method for manufacturing the display unit 11.
  • the light emitting element 20, the circuit board 30 having the first recess 36 on the mounting surface 32, the waterproof film 40, and the case 50 are prepared.
  • the electrode 27 of the light emitting element 20 is soldered to the wiring of the circuit board 30 by a reflow method, and each light emitting element 20 is mounted on the first region 34 of the mounting surface 32 of the circuit board 30 (step S21).
  • the circuit board 30 on which the light emitting element 20 is mounted is placed on the bottom plate 51 of the case 50 with a gap provided between the side surface 39 of the circuit board 30 and the side plate 53 of the case 50, for example. Further, the circuit board 30 is screwed to the bottom plate 51 (step S22).
  • the circuit board 30 is attached to the bottom plate 51 of the case 50 with the second recess 56 provided between the side plate 53 and the circuit board 30.
  • an adhesive is applied to the first region 34 of the circuit board 30, the upper surface 53b of the side plate 53 of the case 50, and the side surface 54 of the case 50 (step S23).
  • the adhesive applied to the first region 34 is located on both sides of the first recess 36 and is along the first recess 36.
  • step S24 After the case 50 applied with the adhesive and the waterproof film 40 are installed in the vacuum container, the inside of the vacuum container is depressurized (step S24). In the decompressed vacuum container, the light emitting element 20, the mounting surface 32 of the circuit board 30, and the case 50 are covered with the waterproof film 40 (step S25). Next, the waterproof film 40 is pressure-bonded to the light emitting element 20, the mounting surface 32, and the case 50 by pressurizing the inside of the vacuum container (step S26). By this step, the waterproof film 40 enters the first recess 36 and the second recess 56, and the upper surface 21 and the side surface 23 of the light emitting element 20, the first region 34, the first recess 36, and the second Adheres closely to the recess 56. Moreover, the waterproof film 40 is affixed on the 1st area
  • step S27 The inside of the vacuum vessel is returned to normal pressure, and the case 50 with the waterproof film 40 attached is taken out (step S27). Finally, the applied adhesive is cured (step S28). Thus, the display unit 11 can be manufactured.
  • the display unit 11 is waterproofed by the waterproof film 40. Since the surface area of the second covering portion 48 of the waterproof film 40 is larger than the area of the second projection region 58, the display unit 11 has a tensile stress applied to the waterproof film 40 due to a difference in linear expansion coefficient between the waterproof film 40 and the case 50. TS can be relaxed. Similarly to the first embodiment, since the surface area of the first covering portion 44 of the waterproof film 40 is larger than the area of the first projection region 38, the display unit 11 has a linear expansion coefficient between the circuit board 30 and the waterproof film 40. The tensile stress TS applied to the waterproof film 40 due to the difference can be alleviated.
  • the display unit 11 can suppress damage to the waterproof film 40.
  • the display unit 11 since the circuit board 30 is held in the case 50, the display unit 11 can suppress warping of the circuit board 30. Furthermore, since the display unit 11 includes the case 50 that holds the circuit board 30, the display unit 11 can be easily handled when the display device 15 to be described later is assembled.
  • Embodiment 3 FIG.
  • the display unit 12 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the circuit board 30 of the display unit 11 has a first recess 36.
  • the circuit board 70 in the present embodiment does not have the first recess 36.
  • the display unit 12 includes a plurality of light emitting elements 20, a circuit board 70, a waterproof film 40, and a case 50.
  • the configurations of the plurality of light emitting elements 20 and the case 50 are the same as those in the second embodiment.
  • the circuit board 70 has a mounting surface 72.
  • a plurality of light emitting elements 20 are mounted on the mounting surface 72 of the circuit board 70.
  • the waterproof film 40 is attached to the mounting surface 72 of the circuit board 70.
  • Other configurations are the same as those of the circuit board 30 in the first and second embodiments.
  • the circuit board 70 is placed and held on the bottom plate 51 of the case 50 in the same manner as the circuit board 30 in the second embodiment. As shown in FIG. 15, the circuit board 70 is placed in a state where the second recess 56 is provided between the side plate 53 of the case 50 and the circuit board 70.
  • the second recess 56 has a side surface 74 of the circuit board 70, a side surface 53 a inside the side plate 53, and a bottom surface 51 a inside the bottom plate 51.
  • the waterproof film 40 covers the plurality of light emitting elements 20, the mounting surface 72 of the circuit board 70, and the case 50. Since the waterproof film 40 covers the plurality of light emitting elements 20, the mounting surface 72 of the circuit board 70, and the case 50, the display unit 12 is waterproofed.
  • the waterproof film 40 includes a mounting surface 72 of the circuit board 70 and an upper surface of the side plate 53 of the case 50 by an adhesive layer 42 provided on the mounting surface 72 and an adhesive layer provided on the upper surface 53 b and the side surface 54 of the case 50. 53b and affixed to the outer side surface 54 of the case 50.
  • the waterproof film 40 is in close contact with the upper surface 21 and the side surface 23 of the light emitting element 20 and the mounting surface 72 of the circuit board 70.
  • the waterproof film 40 is in close contact with the second recess 56 in a state of entering the second recess 56. Since the waterproof film 40 is in close contact with the mounting surface 72 of the circuit board 70 and the second recess 56, the waterproof film 40 can easily follow the contraction or expansion of the circuit board 30 and the case 50.
  • the surface area of the second covering portion 48 of the waterproof film 40 is larger than the area of the second projection region 58 obtained by projecting the second recess 56 perpendicularly to the virtual plane S, as shown in FIG. Therefore, the display unit 12 can relieve the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 due to the difference in the linear expansion coefficient between the waterproof film 40 and the case 50, similarly to the display unit 11 in the second embodiment.
  • the second covering portion 48 of the waterproof film 40 is a portion that covers the second recess 56 of the waterproof film 40 as in the second embodiment.
  • the virtual surface S is a surface parallel to the mounting surface 72.
  • the display unit 12 is manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method of the display unit 11.
  • the waterproof film 40 enters the second recess 56 by pressurization in the vacuum container (step S26), and the upper surface 21 and the side surface 23 of the light emitting element 20, the mounting surface 72 of the circuit board 70, the first 2 is in close contact with the recess 56.
  • the display unit 12 is waterproofed by the waterproof film 40. Since the surface area of the second covering portion 48 of the waterproof film 40 is larger than the area of the second projection region 58, the display unit 12 has a tensile stress applied to the waterproof film 40 due to a difference in linear expansion coefficient between the waterproof film 40 and the case 50. TS can be relaxed. Since the tensile stress TS applied to the waterproof film 40 is relieved in the second covering portion 48, the display unit 12 can suppress damage to the waterproof film 40. In addition, since the circuit board 70 is held by the case 50, the display unit 12 can suppress warping of the circuit board 70. Furthermore, since the display unit 12 includes the case 50 that holds the circuit board 70, when the display device 15 is assembled, handling becomes easy.
  • Embodiment 4 FIG. With reference to FIG. 17, the display apparatus 15 which concerns on this Embodiment 4 is demonstrated. By combining a plurality of display units 10 to 12, a larger display device 15 can be configured. The display device 15 is installed outdoors such as a stadium or a wall surface of a building.
  • the display device 15 includes, for example, twelve display units 11 and a casing 80 that houses the twelve display units 11.
  • Twelve display units 11 are arranged in 4 rows ⁇ 3 columns.
  • the arranged display units 11 are housed in a housing 80.
  • the display unit 11 is screwed to the housing 80, for example.
  • the housing 80 is, for example, a metal box-shaped housing.
  • the display unit 11 can suppress the damage of the waterproof film 40
  • the display device 15 can also suppress the damage of the waterproof film 40.
  • the light emitting element 20 is not limited to an LED element, and may be a laser diode (LD) element. Further, the LED element is not limited to the surface mount type LED element, and may be a shell type LED element. The light emitting element 20 is not limited to the 3 in 1 type. The light emitting element 20 may be a light emitting element that emits monochromatic light. In addition, the light emitting element 20 may include four or more light emitting chips.
  • LD laser diode
  • the plurality of light emitting elements 20 are arbitrarily arranged.
  • the light emitting elements 20 may be arranged in 128 rows ⁇ 128 columns or 256 rows ⁇ 256 columns.
  • the light emitting elements 20 may be arranged in an orthorhombic lattice, a hexagonal lattice, a rectangular lattice, a staggered lattice, or the like.
  • the interval between the light emitting elements 20 is arbitrary.
  • the shape of the first recess 36 of the mounting surface 32 in the first and second embodiments is not limited to the V shape.
  • the shape of the first recess 36 is arbitrary.
  • the first recess 36 may be rectangular, U-shaped, or the like.
  • the 1st recessed part 36 may be extended along the arrangement
  • the first recess 36 may surround a plurality of mounted light emitting elements 20.
  • a V-cut provided in the manufacture of the circuit board 30 may be used as the first recess 36.
  • the V cut is a V-shaped groove provided for separating one circuit board 30 from a mother board including a plurality of circuit boards 30.
  • a V-cut is provided at a position where the first recess 36 of the circuit board 30 is provided in addition to a position where the circuit board 30 is separated, and the V-cut is used as the first recess 36.
  • the shape of the second recess 56 in the second and third embodiments is arbitrary.
  • the second recess 56 may be a V-shaped groove having a side surface 39 of the circuit board 30 and an inner side surface 53a of the side plate 53, as shown in FIG. Thereby, the waterproof film 40 can follow the contraction or expansion of the case 50 more easily.
  • the height H of the side plate 53 of the case 50 from the bottom surface 51a of the case 50 is made lower than the thickness D of the circuit board 30, thereby making the shape of the second recess 56 asymmetric. Good.
  • the waterproof film 40 can follow the contraction or expansion of the case 50 more easily. Further, the case 50 can be easily manufactured.
  • the waterproof film 40 preferably has thermoplasticity. When the display units 10 to 12 are manufactured, the waterproof film 40 can be easily crimped by heating the waterproof film 40 having thermoplasticity with a heater. Furthermore, the waterproof film 40 preferably has weather resistance. It is preferable that the linear expansion coefficient of the waterproof film 40 is larger than the linear expansion coefficient of the circuit board 30 and the linear expansion coefficient of the case 50 because the range of selection of materials for producing these is wide.
  • the waterproof film 40 may be attached to the light emitting element 20.
  • the waterproof film 40 is attached to the light emitting element 20 by, for example, an adhesive layer provided on the light emitting element 20.
  • the first covering portion 44 of the waterproof film 40 may not be in close contact with the first recess 36, and the space 46 may be provided between the first covering portion 44 and the first recess 36.
  • the second covering portion 48 of the waterproof film 40 may not be in close contact with the second recessed portion 56, and the space 46 may be provided between the second covering portion 48 and the second recessed portion 56.
  • a louver or mask plate that blocks outside light may be provided on the waterproof film 40.
  • External light means light that enters the display units 10 to 12 from the periphery of the display units 10 to 12 including sunlight and illumination.
  • Blocking outside light means suppressing the incidence of outside light on the light emitting element 20 and the circuit board 30.
  • the louver and the mask plate are made of, for example, black resin by injection molding.
  • the number and arrangement of the display units 10 constituting the display device 15 are arbitrary.
  • the display device 15 may include display units 11 and 12 instead of the display unit 10.
  • the display units 10 to 12 and the display device 15 are not limited to the outdoors, but may be installed indoors such as a gymnasium or an indoor pool.
  • 10, 11, 12 display unit 15 display device, 20 light emitting element, 21 upper surface, 22 light emitting surface, 23 side surface, 25 package, 26 sealing part, 27 electrode, 30, 70 circuit board, 32, 72 mounting surface, 34 1st area, 36 1st recessed part, 38 1st projection area, 39,74 side, 40 waterproof film, 42 adhesive layer, 44 1st covering part, 46 space, 48 2nd covering part, 50 case, 51 bottom plate, 51a bottom surface, 53 side plate, 53a side surface, 53b top surface, 54 side surface, 56 second recess, 58 second projection area, 80 housing, TS tensile stress, D thickness, H height, S virtual surface

Abstract

表示ユニットは、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を有する回路基板（３０）と、複数の発光素子（２０）と実装面とを覆う防水フィルム（４０）とを備える。実装面は、複数の発光素子（２０）が実装されると共に、防水フィルム（４０）が貼り付けられる第１領域と、第１凹部（３６）とを有する。第１凹部（３６）を覆う防水フィルム（４０）の第１被覆部（４４）の表面積が、第１凹部（３６）を第１領域に平行な仮想面（Ｓ）に垂直に投影した、第１投影領域（３８）の面積より広い。

Description

表示ユニット、表示装置及び表示ユニットの製造方法
　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. 　前記回路基板を保持するケースを備え、
    　前記回路基板を囲む前記ケースの側板と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、
    　前記回路基板を囲む前記ケースの側板と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、
    　ケースに、前記ケースの側板との間に第２凹部を設けた状態で、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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