JP5367260B2 - 光源モジュール、照明装置、及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
また、光源としては、従来から冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)が用いられているが、近年では、長寿命性及び照光制御性に優れる発光ダイオード(LED)の採用が広がっている。
そして、このような光源モジュールを製造する方法として次のような製造方法が従来より実施されている。
すなわち、電力を供給する配線がプリントされた基板に発光体を実装する。次に、この発光体を封止するレンズを成形する凹み(キャビティ)が光源の配列に一致して設けられている金型面に、液状の熱硬化性樹脂(未硬化液体)を供給する。
そして、この金型面と、基板の発光体の配列面とを併せるとともに、この発光体をキャビティに満たされている未硬化液体に浸漬させて熱処理を実施してこの未硬化液体を硬化させる。これにより、レンズで封止された発光体(LED)が基板の表面に一次元方向又は二次元方向に実装されている光源モジュールが得られる(例えば、特許文献1参照)。
まず、前記した金型面を別個に作製する必要がある点がコストアップ要因である。
さらに、金型も含めて熱処理のサイクルをまわすことは、未硬化液体の注入から離型してレンズを成形するまでのリードタイムを長くするとともに、離型性を向上させるための工数も増えてコストアップ要因となる。
また、金型面と基板とを併せた際に、異物やボイド(気泡)が混入したり、レンズの充填不足が生じたり、キャビティから溢れた未硬化液体がレンズの周縁にバリを形成したりするような不良が発生した場合は、歩留まりが低下してコストアップ要因となるばかりでなく品質の低下を招く。
さらに、撥液層が基板の表面に設けられていることにより、光源モジュールの耐久性が向上する。
<第1実施形態>
図1から図3を参照して本発明の液晶表示装置、照明装置及び光源モジュールの第1実施形態を説明する。
図1の分解斜視図に示されるように(適宜、図2の縦断面図も参照)、液晶表示装置10A(10)は、表示手段20と、光拡散手段30と、照明装置40A(40)(光源モジュール50A(50)を含む)と、制御手段70と、背面フレーム80とが、正面のZ軸方向に積層した構成になっている。
ここで、図面において、液晶表示装置10は、家庭で使用される一般的なテレビを想定し、画像の表示面22aの長手方向をX軸、短手方向をY軸として示している。
このように、液晶表示装置10が構成されることにより、図示しない視聴者に対向する表示面22aに、静止画や動画の像が表示される。
このように構成されることにより、液晶パネル22は、正面フレーム21に固定されて外力による変形が防止されるとともに、照明装置40との位置関係が固定され、表示面22aの全体が一様に照明される。
液晶パネル22は、一対の透明電極に挟持される液晶層が、像を構成する画素単位でバックライトの透過率を変化させることにより、静止画又は動画の像を表示面22aに形成するものである。
量販品で現在主流となっているTFT(Thin Film Transistor)方式を採用するものでは、透明基板(ガラス板)に格子状に均等配列する電極素子が、電場を制御して液晶の分子配向を変化させ、照明装置40からの照射光を各画素毎に透過/遮断する構成になっている。また三原色のカラーフィルタを配置してこの透過光をさらに通過させることで画像に色彩を付与している。
そして、図2に示されるように複数の光学シート31が積層して構成されることにより、照明装置40からの照射光が、拡散/反射を繰り返して液晶パネル22に入射する。これにより、照射光の輝度の面内分布が均一化されるとともに、正面のZ軸方向に向かう照射光の指向性が付与される。
制御手段70は、電源基板71と、信号基板72とから構成されている。
信号基板72は、液晶パネル22の素子を制御する映像信号を出力する。
電源基板71は、商用交流電力(AC100V〜AC240V)を入力し、表示手段20、照明装置40及びその他(スピーカなどのオーディオ機器(図示せず))を駆動させるのに必要な直流電力を出力する。
また、表示手段20及び背面フレーム80の側面には、それぞれ図1に示されるような通気孔21b,81が連通するように設けられ、内部で昇温した空気と外気とを入れ替えることができるようになっている。
このように構成される照明装置40Aは、図3(a)に示されるように、導光板43の縁端に設けられている光源モジュール50Aが発光すると正面のZ軸方向に光を照射するものである。
導光板43は、アクリルなどの透明な樹脂からなり、縁端の入射面43aから入射した光が、内部反射を繰り返して平面全体(X−Y面)に伝播し、正面のZ軸方向に向かって照射するものである。このように導光板43は、光源モジュール50Aの線光源を面光源に変換する機能を有する。
さらに、第1反射シート41は、導光板43と光学シート31との間に隙間を設け、導光板43を内部反射する光が、正面(Z軸方向)に照射され易くする。
このように支持部材45は、各構成要素を連結させて液晶表示装置10の構造の一体性を担うものである。
さらに支持部材45は、熱伝導性に優れる例えば銅、アルミなどの金属材料で形成され、光源モジュール50Aの発熱を放熱フィン45aに伝導させ効率よく放熱する機能も有している。そして、放熱フィン45aからの放熱を受けた隙間の空気は昇温して自然対流により通気孔21b,81(図1参照)から放出される。
この基板51には、外部(制御手段70(図1参照))から電力を入力する入力端子(図示せず)が設けられ、この入力した電力を末端の電極62に導く配線63が設けられている。
さらに基板51には、点灯領域61から外れた他の領域に撥液層52が設けられている。
さらに、複数(図では3つ)の発光体65が、例えばR(Red)、G(Green)、B(Blue)を発色させるものであれば、これら原色をレンズ64の散乱機能により混色して色彩むらのない多彩色光を発現させることができる。さらにこれら三原色の発光体65の輝度をそれぞれ独立に変化させることにより、色彩を経時的に変化させた光を放射することができる。
このようなレンズ64は、低粘度の未硬化液体66(図4(g)参照)を、熱処理又は光処理により硬化させてなるものあって、発光体65の発光を減衰させることなく透過させる性質を有する材料からなるものである。
そのような材料としては、シリコーン樹脂系、メタクリル樹脂系、フルオレン樹脂系、シクロオレフィン樹脂系、エポキシ樹脂系、有機・無機ハイブリッド樹脂系、ポリカーボネート樹脂系、TAC樹脂系、ポリスチレン樹脂系、フッ素系樹脂系、ポリエチレンテレフタレート樹脂系、MS樹脂系、ポリビニルアルコール樹脂系のものが挙げられる。
この撥液層52は、基板51の表面と対比した場合、レンズ64に硬化する前の未硬化液体66(図4(g)参照)に対する撥液性が高いものである。換言すると、この未硬化液体66は、撥液層52よりも基板51の表面の方が、親和性が高く濡れ性が良好であるということである。
このような性質を有する未硬化液体66としては、フッ素系、シリコーン系の材料を適宜採用することができる。
そして、撥液層52は、基板51の表面とレンズ64とのわずかな隙間を見つけて毛細管現象により浸入しようとする水分を寄せつけないために、レンズ64に封止されている発光体65の保護をより完全にする。
なお点灯領域61は、図面中、電極62と配線63の一部と、発光体65を含んだ領域を示しているが、特に限定されるものでなく少なくとも発光体65を含む領域であるとする。
図4(a)〜(h)の工程図は、光源モジュールの製造方法の実施形態を示している。
まず図4(a)に示される工程で、基板51の表面に、図示しない電極62、配線63を実装させたものを作製する。
そして、図4(b)に示される工程で、後工程で発光体65が実装される基板51の表面にレジスト53A(53)を設ける。
そして、図4(d)に示される工程で、点灯領域61から外れた他の領域に設けられているレジスト53Aを除去してから、図4(e)に示されるように基板51の表面に撥液層52を設ける。
そして、図4(h)に示される工程で、ヒータ91により加熱して未硬化液体66を硬化させてレンズ64を成形し発光体65を封止する。
まず図5(a)に示される工程で、基板51の表面に、図示しない電極62、配線63を実装させたものを作製する。
そして、図5(b)に示される工程で、発光体65が実装されている基板51の表面にレジスト53B(53)を設ける。
すなわち、本実施形態においては、定着したレジスト53Bが、基板51の表面よりも未硬化液体66に対する撥液性に優れる材質となっている。
そして、図5(f)に示される工程で、ヒータ91により加熱して未硬化液体66を硬化させてレンズ64を成形して発光体65を封止する。
また、説明においては、レジスト53を基板51の表面に定着させる部分を露光して感光させるタイプのものを例示したが、逆に最初に除去する部分を感光させるタイプのものも適用することができる。
これら、さまざまなタイプのレジスト53を適用する場合については、前記した説明を援用し用語を適宜置き換えて理解することとして、詳細な説明を省略する。
次に図6から図8を参照して、本発明に係る液晶表示装置の第2実施形態を説明する。
なお、第2実施形態の液晶表示装置10Bの構成要素のうち、第1実施形態(図1から図3)との共通又は対応するものについては、同一符号を付し該当する説明を援用することとして記載を省略する。
このように構成されることにより液晶表示装置10Bは、平面状(X−Y平面)に設けられる光源モジュール50Bの発光を液晶パネル22に透過させて表示面22aに画像を表示するものである。
拡散板32は、図7に示されるように光学シート31を面状に支持することにより、この光学シート31が、自重又は経年変化により湾曲しないようにする機能も併せ持つ。
照明装置40B(40)は、光源モジュール50Bと、容体46と、支持部材45とから構成されている。このように照明装置40Bが構成されることにより光源モジュール50Bが表示手段20に対して平面状に設けられるとともにこの光源モジュール50Bが発光すると正面(Z軸方向)に向かって照光する。
また光源モジュール50は、照明装置40に適用されるものを例示したが、これに限定されるものでなく、複数の光源60が基板51の表面に設けられているものであれば適宜採用することができ、例えばインジケータ(表示装置)としても採用することができる。
また照明装置40は、液晶表示装置10のバックライトモジュールとして適用されるものを例示したが、これに限定されるものでなく、均一な輝度で発光する平面体として適宜採用することができ、例えば看板や室内や野外の照明装置40として採用することができる。
20 表示手段
22 液晶パネル
22a 表示面
30 光拡散手段
40,40A,40B 照明装置
43 導光板
43a 入射面
45 支持部材
46 容体
50,50A,50B 光源モジュール
51 基板
52 撥液層
53,53A,53B レジスト
60 光源
61 点灯領域
62 電極
63 配線
64 レンズ
65 発光体
66 未硬化液体
80 背面フレーム
Z 正面
Claims (2)
- 電力の供給を受けて発光する発光体を実装する基板の表面にレジストを設ける工程と、
露光により前記レジストを部分的に感光させて前記基板の表面を複数の点灯領域及び他の領域に区分する工程と、
前記他の領域に設けられている前記レジストを除去してから前記基板の表面に撥液層を設ける工程と、
前記点灯領域に設けられている前記レジストを除去する工程と、
前記点灯領域のそれぞれに少なくとも2以上の前記発光体を実装する工程と、
実装された2以上の前記発光体を封止するようにして複数の前記点灯領域に前記撥液層よりも前記基板の表面との親和性が高い未硬化液体をそれぞれ配置する工程と、
前記未硬化液体を硬化させて、前記発光体の発光を広角に放射するレンズにすることにより、少なくとも2以上の前記発光体を有する光源を形成する工程とを、含むことを特徴とする光源モジュールの製造方法。 - 電力の供給を受けて発光する発光体を実装する基板の表面にレジストを設ける工程と、
露光により前記レジストを部分的に感光させて前記基板の表面を複数の点灯領域及び撥液層の領域に区分する工程と、
前記点灯領域に設けられている前記レジストを除去する工程と、
前記点灯領域のそれぞれに少なくとも2以上の前記発光体を実装する工程と、
実装された2以上の前記発光体を封止するようにして複数の前記点灯領域に前記撥液層よりも前記基板の表面との親和性が高い未硬化液体をそれぞれ配置する工程と、
前記未硬化液体を硬化させて、前記発光体の発光を広角に放射するレンズにすることにより、少なくとも2以上の前記発光体を有する光源を形成する工程とを、含むことを特徴とする光源モジュールの製造方法。
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