JP2009002979A - Video display device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋外に設置される映像表示装置に関し、特にLED等の発光素子を用いる映像表示装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an image display apparatus installed outdoors, and more particularly to an image display apparatus using a light emitting element such as an LED and a manufacturing method thereof.
従来の屋外に設置される映像表示装置では、降雨などの水滴が、発光素子近傍の樹脂成形品に膨らんで付着することにより、映像表示装置の画質が低下していた。また、外部からの光が、樹脂成形品の表面において反射することにより、映像表示装置の画質が低下していた。 In a conventional video display device installed outdoors, water droplets such as rain swell and adhere to a resin molded product in the vicinity of the light-emitting element, thereby reducing the image quality of the video display device. In addition, the image quality of the video display device is deteriorated due to reflection of light from the outside on the surface of the resin molded product.
そこで、特許文献1に記載の映像表示装置では、水滴が膨らまないようにするため、樹脂成形品の表面に親水性塗装を実施している。また、外部からの光が反射しないようにするため、樹脂成形品の表面に艶消し塗装を実施することも提案されている。
Therefore, in the video display device described in
しかしながら、親水性塗装の基材と、艶消し塗装の基材は互いに材質が異なるため、両方塗装して長期使用した場合には、塗装同士の界面から一方の塗装が剥離してしまうという問題点があった。また、これら塗装を施行すると、製造コストが上昇してしまうという問題点があった。 However, since the base material of the hydrophilic coating and the base material of the matte coating are different from each other, when both are applied and used for a long time, one coating is peeled off from the interface between the coatings. was there. In addition, when these coatings are performed, there is a problem that the manufacturing cost increases.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、塗装を行わずに、遮光ルーバーの親水性、および、光反射防止性を改善することにより、水滴、および、外部からの光による画質の低下を防ぐことを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and improves the hydrophilicity and anti-reflection property of the light-shielding louver without performing painting, so that water droplets and external parts can be obtained. The purpose is to prevent deterioration in image quality due to light from the light.
請求項1に係る映像表示装置は、映像表示面に配列された複数の発光素子と、前記映像表示面において各前記発光素子の周囲に設けられ、水との接触角が70°以下となる材質からなる遮光ルーバーとを備え、前記遮光ルーバーの表面には、多数の微細凹凸形状が設けられている。
The video display device according to
本発明の映像表示装置によれば、塗装を行わずに、遮光ルーバーの親水性、および、光反射防止性を改善することができるため、水滴、および、外部からの光による画質の低下を防ぐことができる。 According to the video display device of the present invention, the hydrophilicity and light reflection preventing property of the light-shielding louver can be improved without performing painting, thereby preventing deterioration of image quality due to water droplets and external light. be able to.
<実施の形態1>
図1は、本実施の形態に係る映像表示装置の映像表示面を拡大した図であり、図2は、図1の切断線A−A’の断面図である。図2に示すように、本実施の形態に係る映像表示装置は、複数の発光素子1と、遮光ルーバー2と、封止樹脂4と、回路基板5とを備える。なお、映像表示面には、図1に示す構成が、上下左右の方向に多数配列されている。
<
FIG. 1 is an enlarged view of a video display surface of the video display apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the section line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 2, the video display device according to the present embodiment includes a plurality of
図1に示すように、複数の発光素子1は、映像表示面に配列される。本実施の形態では、映像表示面は、回路基板5に沿った面であるものとする。この複数の発光素子1には、例えば、赤、緑、青の3色のLED(Light Emitting Diode)が該当する。各発光素子1は、図示しない制御回路に接続される。その制御回路が、入力された映像信号に応じて各発光素子1の点灯/消滅を制御することにより、映像表示面において映像が表示される。封止樹脂4は、例えば、シリコン樹脂からなり、図2に示すように、発光素子1の取り付け部分を回路基板5に封止して固定する。
As shown in FIG. 1, the plurality of
遮光ルーバー2は、映像表示面において各発光素子1の周囲に設けられ、水との接触角が70°以下となる材質からなる。本実施の形態では、遮光ルーバー2は、封止樹脂4の表面上に形成され、発光素子1を露出するための貫通穴が設けられている。また、本実施の形態では、この遮光ルーバー2は、映像表示面に突出して設けられた庇状部3を備える。この庇状部3は、本実施の形態では、図1に示すように、上下の発光素子1同士の間に収まるように、水平方向に設けられる。映像表示装置は、外部からの光を庇状部3によって遮断することで、映像のコントラストを高めることができる。
The
この遮光ルーバー2の表面には、微細凹凸形状が設けられている。図3は、図2の点線で示される四角で囲まれた部分を拡大した図である。図3示すように、庇状部3の表面には、多数の微細凹凸形状6が設けられている。図2では、微細凹凸形状6は、遮光ルーバー2の表面に沿った小さい点で示されている。図2に示されているように、微細凹凸形状6は、遮光ルーバー2の庇状部3以外の表面にも設けられている。
The surface of the
この微細凹凸形状6の算術平均粗さは、10μm以上1mm以下であるものとする。本実施の形態では、微細凹凸形状6の算術平均粗さは、100μmであるものとする。この微細凹凸形状6は、図4に示すように、射出成形金型7の表面形状を遮光ルーバー2に転写して形成される。この射出成形金型7の表面形状には、微細凹凸形状が形成されており、例えば、平均粒径が約700μmのスチールショットをブラスト処理することにより形成される。
The arithmetic average roughness of the fine uneven shape 6 is 10 μm or more and 1 mm or less. In the present embodiment, it is assumed that the arithmetic average roughness of the fine concavo-convex shape 6 is 100 μm. As shown in FIG. 4, the fine uneven shape 6 is formed by transferring the surface shape of the
また、本実施の形態では、遮光ルーバー2は、上述したように、水との接触角が70°以下となる材質からなる。ここでいう接触角は、図7に示す角度θであり、水滴8端部における水滴8の表面と、遮光ルーバー2の表面との成す角度である。このような遮光ルーバー2の材質には、例えば、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フェノール樹脂が該当する。本実施の形態では、遮光ルーバー2の材質は、水との接触角が55°であるポリアミド樹脂であるものとする。
In the present embodiment, the
次に、以上のように構成される本実施の形態に係る映像表示装置の動作を、従来の映像表示装置と比較して説明する。図5は、従来の映像表示装置において、遮光ルーバー2に水滴8が付着した場合を示し、図6は、本実施の形態に係る映像表示装置において、遮光ルーバー2に水滴8が付着した場合を示している。ここで、比較のため、従来の映像表示装置は、微細凹凸形状6が設けられていない点以外は、本実施の形態に係る映像表示装置の遮光ルーバー2と同一であるものとする。
Next, the operation of the video display apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described in comparison with a conventional video display apparatus. FIG. 5 shows a case where
従来の映像表示装置では、図5に示すように、遮光ルーバー2に付着した水滴8は、遮光ルーバー2の撥水性により、大きく膨れた形状となり、接触角が大きい形状となる。それに対し、本実施の形態に係る映像表示装置では、図6に示すように、遮光ルーバー2に付着した水滴8は、遮光ルーバー2の親水性が改善され、遮光ルーバー2の表面に広がった形状となり、接触角が小さい形状となる。このように、微細凹凸形状6を設けると、遮光ルーバー2の親水性が改善される。この理由については後述する。
In the conventional video display device, as shown in FIG. 5, the
また、図示しないが、従来の映像表示装置では、遮光ルーバー2の表面は平坦であるため、庇状部3があっても、少なからず外部からの光を反射する。それに対し、本実施の形態に係る映像表示装置では、それらの表面に微細凹凸形状6が設けられているため、外部からの光は乱反射される。これにより、例えば、屋外にて映像表示装置が人の視線よりも高い位置に配置される場合、さらに高い場所から映像表示装置に入射される太陽光は、微細凹凸形状6により乱反射される。そのため、映像表示装置の下側にいる人の目には、太陽光はほとんど届かず、映像表示装置の光のみが届くことになり、映像を見やすくすることができる。
Although not shown, in the conventional video display device, since the surface of the light-
このように、本実施の形態に係る映像表示装置によれば、塗装を行わなくても、遮光ルーバー3の親水性を改善させることができる。これにより、降雨などによる水滴8が、発光素子1近傍に膨らんで溜まるのを防ぐことができるため、水滴8による画質の低下を防ぐことができる。また、微細凹凸形状6が外部からの光を乱反射するため、塗装を行わなくても、光反射防止性を改善させることができる。これにより、外部からの光による画質の低下も防ぐことができる。また、遮光ルーバー2に、庇状部3を設けることにより、外部からの光による画質の低下をさらに防ぐことができる。
Thus, according to the video display device according to the present embodiment, the hydrophilicity of the light-
また、微細凹凸形状6の算出平均粗さを10μm以上1mm以下にすることによれば、親水性をさらに改善することができるとともに、外部からの光の反射をさらに防止することができる。 Further, by setting the calculated average roughness of the fine unevenness 6 to 10 μm or more and 1 mm or less, the hydrophilicity can be further improved, and reflection of light from the outside can be further prevented.
また、本実施の形態に係る映像表示装置の製造方法によれば、射出成形金型7の表面に設けられた表面形状を遮光ルーバー2に転写して微細凹凸形状6を形成するため、均一の微細凹凸形状6を安価に作成することができる。なお、本実施の形態では、射出成形金型7の表面形状、つまり、微細凹凸形状を、スチールショットをブラスト処理することによって形成した。しかし、これに限ったものではなく、例えば、射出成形金型7の表面をエッチング処理することにより、微細凹凸形状を形成してもよい。
Moreover, according to the manufacturing method of the video display apparatus according to the present embodiment, the surface shape provided on the surface of the
上述したように、遮光ルーバー2に微細凹凸形状6を設けると、遮光ルーバー2の親水性が改善するが、その理由について、以下説明する。図7に、従来の遮光ルーバー2に、水滴8が付着した様子を示す。図に示す角度θは、上述したように、水滴8端部における水滴8の表面と、遮光ルーバー2の表面との成す接触角である。
As described above, when the fine concavo-convex shape 6 is provided in the
この接触角θは、遮光ルーバー2の親水性の指標となり、遮光ルーバー2表面の親水性が低いほど接触角θは大きくなり、遮光ルーバー2表面の親水性が高いほど接触角θは小さくなる。換言すれば、接触角θは、遮光ルーバー2の撥水性の指標にもなり、遮光ルーバー2表面の撥水性が高いほど接触角θは大きくなり、遮光ルーバー2表面の撥水性が低いほど接触角θは小さくなる。
The contact angle θ is an index of the hydrophilicity of the
この接触角θは、固体の表面張力γS、液体の表面張力γL、および、固液界面張力γSLのバランスにより決定され、式(1)に示すYoungの式で表される。
cosθ=(γSL−γS)/γL・・・(1)
ここで、固体の表面張力γSの向きは、固体、液体、気体の三相の接点から、固体と気体の境界線に向かう向きであり、図7では左向きとなる。そして、その大きさは、固体と気体の接触面積と、表面自由エネルギーの積で表される。
This contact angle θ is determined by the balance of the solid surface tension γ S , the liquid surface tension γ L , and the solid-liquid interfacial tension γ SL , and is expressed by the Young equation shown in equation (1).
cos θ = (γ SL −γ S ) / γ L (1)
Here, the direction of the surface tension γ S of the solid is the direction from the solid, liquid, and gas three-phase contact toward the boundary line between the solid and the gas, and is leftward in FIG. And the magnitude | size is represented by the product of the contact area of solid and gas, and surface free energy.
液体の表面張力γLの向きは、固体、液体、気体の三相の接点から、液体と気体の境界線に向かう向きであり、図7では上側に向いた向きとなる。そして、その大きさは、液体と気体の接触面積と、表面自由エネルギーの積で表される。 The direction of the surface tension γ L of the liquid is the direction from the three-phase contact of solid, liquid, and gas toward the boundary line between the liquid and gas, and in FIG. And the magnitude | size is represented by the product of the contact area of a liquid and gas, and surface free energy.
固液の表面張力γSLの向きは、固体、液体、気体の三相の接点から、固体と液体の境界線に向かう向きであり、図7では右向きとなる。そして、その大きさは、固体と液体の接触面積と、表面自由エネルギーの積で表される。 The direction of the surface tension γ SL of the solid liquid is the direction from the solid, liquid, and gas three-phase contact toward the boundary between the solid and the liquid, and is rightward in FIG. And the magnitude | size is represented by the product of the contact area of a solid and a liquid, and surface free energy.
図7では簡単のため、γSL−γSが示されている。この接触角θは、気体と液体が同一であれば、固体に固有のものである。そこで、以下、図7の接触角θ、つまり、微細凹凸形状6がない遮光ルーバー2における接触角θを、固有接触角θと呼ぶことにする。
In FIG. 7, γ SL -γ S is shown for simplicity. This contact angle θ is unique to a solid if the gas and the liquid are the same. Therefore, hereinafter, the contact angle θ in FIG. 7, that is, the contact angle θ in the light-shielding
次に、図8に、本実施の形態に係る映像表示装置の遮光ルーバー2に、水滴8が付着した様子を示す。図8の遮光ルーバー2の実表面積は、微細凹凸形状6を設けることにより、図7の遮光ルーバー2の表面積のR(R>1)倍となる。例えば、図8のように、微細凹凸形状6として、正三角形状からなるV溝が多数設けられる場合には、点線で示される面積に対して、実線で示される面積は2倍となるため、R=2となる。正四角錐状からなる溝が多数設けられる場合には、R=3.5となる。
Next, FIG. 8 shows a state in which
この場合、遮光ルーバー2と気体、および、遮光ルーバー2と水滴8との接触面積はR倍されるため、γSおよびγSLは、R倍される。この場合において、本実施の形態に係る映像表示装置における接触角をθRとすると、この接触角θRは、式(2)のように表される。
cosθR=R・(γSL−γS)/γL=R・cosθ・・・(2)
ここでθは、微細凹凸形状6が設けられていない遮光ルーバー2における固有接触角θである。上述したように、R>1である。そのため、図8からも明らかなように、接触角θRは、固有接触角θよりも小さくなる。このように、本実施の形態に係る映像表示装置によれば、接触ルーバー2に微細凹凸形状6を設けたことにより、遮光ルーバー2の親水性を改善することができる。
In this case, since the contact area between the
cos θ R = R · (γ SL −γ S ) / γ L = R · cos θ (2)
Here, θ is a specific contact angle θ in the
次に、遮光ルーバー2の材質を、水との固有接触角θが70°以下となる材質とする理由について説明する。図9は、平面の遮光ルーバー2における固有接触角θと、微細凹凸形状6を設けた遮光ルーバー2における接触角θRと、微細凹凸形状6による実表面積と平面の表面積の比Rとの相関を示した図である。これらの値の関係は、上述の式(2)で表される。
Next, the reason why the
この図9において、丸の点はR=1.0、四角の点はR=2.0、三角の点はR=4.0の場合を示している。この図からもわかるように、Rを大きくすればするほど、つまり、微細凹凸形状6の実表面積を大きくすればするほど、固有接触角θが大きくても、接触角θRを小さくすることができる。また、図に示すように、固有接触角θが、70°以下であれば、可及的に大きく、かつ、現実的な値R=4.0において、接触角θRを0°にすることができ、水滴の発生を防ぐことができる。一方、微細凹凸形状6を設けた遮光ルーバー2の材質として、例えば、水との固有接触角が80°であるポリカーボネート樹脂を適用した場合には、接触角θRを小さくすることができたが、0°にすることができなかった。
In FIG. 9, a round dot represents R = 1.0, a square dot represents R = 2.0, and a triangular dot represents R = 4.0. As can be seen from this figure, the larger R is, that is, the larger the actual surface area of the fine concavo-convex shape 6 is, the smaller the contact angle θ R is, even if the specific contact angle θ is large. it can. Further, as shown in the figure, if the specific contact angle θ is 70 ° or less, the contact angle θ R is set to 0 ° as large as possible and at a practical value R = 4.0. And can prevent the generation of water droplets. On the other hand, as a material of the
本実施の形態に係る映像表示装置では、上述したように、遮光ルーバー2は、水との固有接触角が70°以下となる材質からなるものとし、本実施の形態では、特に、遮光ルーバー2の材質は、水との固有接触角が55°であるポリアミド樹脂であるものとした。そのため、本実施の形態に係る映像表示装置によれば、水滴8の膨らみを生じさせないようにすることができる。
In the video display device according to the present embodiment, as described above, the
なお、本実施の形態では、遮光ルーバー2の材質として、ポリアミド樹脂を用いた。しかし、これに限ったものではなく、水との固有接触角θが70°以下の性状を満たす樹脂であれば他の樹脂、例えば、ポリビニルアルコール樹脂もしくはフェノール樹脂を用いてもよい。
In the present embodiment, a polyamide resin is used as the material of the
また、本実施の形態では、遮光ルーバー2の表面に設けられる微細凹凸形状6は、射出成形金型7の表面形状を転写する手法を用いた。しかし、これに限ったものではなく、遮光ルーバー2を成形後に、遮光ルーバー2の表面に微細凹凸形状6を形成する手法であってもよい。
Further, in the present embodiment, the fine uneven shape 6 provided on the surface of the
また、本実施の形態では、映像表示面の遮光ルーバー2の表面に、微細凹凸形状6を設けるものとした。しかし、遮光ルーバー2に限ったものではなく、映像表示面に露出する他の樹脂部品、例えば、回路基板5を収納するフレームや、回路基板5を封止している封止樹脂に適用するものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the fine uneven shape 6 is provided on the surface of the
<実施の形態2>
実施の形態1では、遮光ルーバー2の材質として、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フェノール樹脂、つまり、水との固有接触角θが70°以下となる樹脂を用いるものとした。しかし、遮光ルーバー2の材料強度を勘案して、これら以外の樹脂を基材樹脂にしたい場合がある。
<
In
本実施の形態によれば、上述以外の樹脂を基材樹脂であっても、水との固有接触角θを70°以下にすることが可能である。以下、本実施の形態に係る映像表示装置の構成のうち、実施の形態1と同一の構成については、同一の符号を付すものとし、新たに説明しない構成については、実施の形態1と同じであるものとする。 According to the present embodiment, even if the resin other than the above is a base resin, the specific contact angle θ with water can be made 70 ° or less. Hereinafter, among the configurations of the video display device according to the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the components not newly described are the same as those of the first embodiment. It shall be.
本実施の形態では、遮光ルーバー2の材質は、親水基を有する化合物を含む。ここで、親水基には、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、スルホ基が該当する。本実施の形態では、遮光ルーバー2の材質は、ヒドロキシル基を有するグリセリンステアリン酸エステルを5wt%添加配合したポリカーボネート樹脂であるものとする。
In the present embodiment, the material of the
ポリカーボネート樹脂単独では、上述したように、水との固有接触角θが80°であった。しかし、本実施の形態では、グリセリンステアリン酸エステルを添加配合することにより、水との固有接触角θが65°になった。 With the polycarbonate resin alone, as described above, the specific contact angle θ with water was 80 °. However, in the present embodiment, by adding and blending glycerin stearate, the specific contact angle θ with water is 65 °.
このように、本実施の形態によれば、材料強度は強いが、親水性が十分でない樹脂を基材樹脂にした場合であっても、容易に親水性を改善することが可能となる。これにより、単独では固有接触角θが70°以上のものであっても、70°以下にすることができる。そうすると、上述した微細凹凸形状6の効果により、接触角を0°にすることができる。つまり、水滴8の膨らみを生じさせないようにすることができる。
As described above, according to the present embodiment, even when the base material resin is a resin having a high material strength but insufficient hydrophilicity, the hydrophilicity can be easily improved. Thereby, even if it is independent and intrinsic contact angle (theta) is 70 degrees or more, it can be made 70 degrees or less. If it does so, a contact angle can be 0 degree according to the effect of the fine uneven | corrugated shape 6 mentioned above. That is, it is possible to prevent the
なお、本実施の形態では、グリセリンステアリン酸エステルを5wt%添加配合するものとしたが、添加量はこれに限ったものではない。また、本実施の形態では、親水基を有する化合物として、グリセリンステアリン酸エステルを添加配合したが、これに限ったものではなく、例えば、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などの親水基を有する樹脂を添加配合してもよい。 In this embodiment, 5 wt% of glycerin stearate is added and blended, but the amount added is not limited to this. In this embodiment, glycerin stearate is added and blended as a compound having a hydrophilic group. However, the present invention is not limited thereto, and for example, a resin having a hydrophilic group such as a polyamide resin or a polyvinyl alcohol resin is added. You may mix | blend.
1 発光素子、2 遮光ルーバー、3 庇状部、4 封止樹脂、5 回路基板、6 微細凹凸形状、7 射出成形金型、8 水滴。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記映像表示面において各前記発光素子の周囲に設けられ、水との接触角が70°以下となる材質からなる遮光ルーバーとを備え、
前記遮光ルーバーの表面には、
多数の微細凹凸形状が設けられた、
映像表示装置。 A plurality of light emitting elements arranged on the image display surface;
A light shielding louver made of a material that is provided around each of the light emitting elements on the image display surface and has a contact angle with water of 70 ° or less;
On the surface of the shading louver,
Many fine uneven shapes were provided,
Video display device.
前記映像表示面に突出して設けられた庇状部を備える、
請求項1に記載の映像表示装置。 The shading louver is
Comprising a hook-like portion provided protruding from the video display surface;
The video display device according to claim 1.
親水基を有する化合物を含む、
請求項1または請求項2に記載の映像表示装置。 The material of the shading louver is:
Including a compound having a hydrophilic group,
The video display device according to claim 1.
ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フェノール樹脂のいずれかを含む、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の映像表示装置。 The material of the shading louver is:
Including any of polyamide resin, polyvinyl alcohol resin, phenol resin,
The video display device according to claim 1.
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の映像表示装置。 The arithmetic average roughness of the fine uneven shape is 10 μm or more and 1 mm or less,
The video display device according to claim 1.
前記微細凹凸形状は、
射出成形金型の表面形状を前記遮光ルーバーに転写して成形される、
映像表示装置の製造方法。 A method for manufacturing a video display device according to any one of claims 1 to 5,
The fine uneven shape is
The surface shape of the injection mold is transferred to the light shielding louver and molded.
Manufacturing method of video display device.
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