JPH02165188A - 表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば屋外での大型表示装置の表示画面
を形成する表示素子に関するもので、特にフィルタ付レ
ンズを装着するカラー表示素子に関するものである。

〔従来の技術〕

蛍光体の発光を利用した単色表示管を一画素とにスペー
スができて解像度の向上が困難であるとともに高解像化
にともなってコスト高を招（ことがあうた。

そこで、従来、例えば特開昭６２−１０８４９号公報に
示された複合型の光源用表示管が提案された。

第３図および第４図はこの複合型の光源用表示管の基本
構造を示す正面図およびそのｒＶ−４線断面図であり、
Ｒ（赤色）　　Ｇ（緑色）およびＢ（青色）の蛍死体の
それぞれを１画素とする蛍光面を画素数にして３×３画
素のマトリクス状に配板（３＞および筒状側板（４）に
より気密封止されたガラ５荊２ ス管体としての真空外囲器であり、上記全面パネル（２
）の内面には、三色蛍光体Ｒ，Ｇ、Ｂの各々を単位画素
としてマトリクス状に塗布配列し、３×３Ｎ素の蛍光面
（５Ｒ）、　（５Ｇ）および（５Ｂ）からなる蛍光表示
部（５）が形成されている。

したがって、上記各蛍光面（５Ｒ）、　（５Ｇ）および
（５Ｂ）と対応してマトリクス状に配列されたグリッド
電極群（６）と背面電極群（７）とを選択的に駆動制御
（ダイナミック駆動）することにより、この画電極の交
差する蛍光面（ＳＲ）、　（５Ｇ）および（５Ｂ）のみ
を選択的に発光させることができる。

上記のように、真空外囲器（１）を構成する）２（面パ
ネル（２）の内面に三色の蛍光体からなる蛍光面（５Ｒ
）　。

（５Ｇ）および（５Ｂ）を３×３画素のマトリクス状に
配列し、これら各蛍光面（５Ｒ）、　（５Ｇ）、　（５
Ｂ）に対応させてカソード電極群（８）とグリッド電極
群（６）および背面電極群（７）を設けることにより、
高輝度発光の光源用表示管を得ることができる。

したがって、この光源用表示管を１セルとして大画面カ
ラーデイスプレィ装置を組み立てる場合、画素が１つの
単色管を用いるものに比べて、各画素間のスペースがせ
まくなり、解像度を向上させることができるとともに、
部品点数および製造工数を減少させることができる。ま
た、構造を簡単にし、かつ、低コストにできるのみでな
く、表示装置の重量も低減させることができる。

従来の光源用表示管は以上のように構成されているので
、蛍光面に対する外光（例えば太陽光等）の影響を受け
てコントラストが低下することがある。

そこで、第５図に示すように、前面パネルの表面に蛍光
面に対応して該蛍光面が発する色の光のみを透過するフ
ィルタ（９Ｒ）、　（９Ｇ）、　（９Ｂ）を設け、外光
の影響を低減してコントラストの向上を図っている。し
かし、蛍光面から発する光もフィルタをｉ３遇するため
に低下し、発光輝度が下がるおそれがあった。

そこで出願人は、発光輝度が下がるのを避けるため前面
に光を集光する集光レンズを設けた表示素子を特願昭６
３−６５８７９号において提案した。

第６図は、係る集光レンズを備えた表示素子の従来例を
示す断面図である。

図において、ａ〔は発光素子、ａυはこの発光素子Ｑｌ
から発する光を集光するためのレンズ、（９）は外部か
らの光を遮断するためのフィルタ、Ｏ２はレンズα０と
フィルタ（９）を装着した発光素子Ｍとを接合する透明
な接着剤である。

以上のように、フィルタ（９）の前面に集光レンズα０
を設け、フィルタ（９）を透過した蛍光面からの光を上
記集光レンズａυで集光←ケージて出射させるように構
成したので、表示輝度を高めるとともに、高コントラス
トの画像表示ができる。

ここで界面反射並びに雨水やホコリの進入を防ぐために
、集光レンズαυと接着剤−、接着剤側とフィルタ（９
）、フィルタ（９）と発光素子ＯＩは、それぞれ十分に
密着しなければならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

たとえば第６図に示されたような従来の表示素子では、
使用時の温度変化により、熱膨張係数の差によって生じ
る集光レンズのそり発生に基ずきフィルタ（９）と発光
素子顛および集光レンズ０υと透明接着剤＠との間に剥
離が生じやすい、また、接合時の荷重により集光レンズ
０υが弾性変形したまま接着剤（財）が固化された場合
、集光レンズＧＯと接着剤０乃の間に応力が発生し＃Ｊ
　ｊｉ１発生の原因になる。

さらに、集光レンズ００面と、発光素子１１１面とを平
行に接合することは困難であった。

このように剥離が生じると、剥離面での光の反射による
「度の低下が生じるだけでなく、斜方向から見た場合剥
離面が全反射して色が見えなくなり、集光レンズ０υに
傾きが生じると、光学特性の低下をもたらすなどという
問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、表示素子に熱応力やその他の外力が加わった
時でも、レンズとフィルタと発光素子の間での剥離を防
止することができ、しかも接合時のレンズの傾きが生じ
ない表示素子構造を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る表示素子においては、赤、緑。

青の光を選択的に発し前面パネルより各々照射する発光
素子と、前面パネルと少なくとも３個以上の突起を介し
て所定の間隔で隔てられるとともに発光素子と相対向す
る面が粗面化され発光素子よりの光を集光する集光レン
ズと、この集光レンズの粗面化した面に塗布硬化され集
光レンズと同等な屈折率を有する樹脂層と、この樹脂層
上に塗布硬化され対応する発光素子が発する光を透過し
外光を遮断するよう配設されたフィルタシこのフィルタ
と樹脂層と前面パネルとにより形成される隙間に接着性
のブライマーを介して充填された軟質で透明な樹脂より
なる緩衝層とを備えたものである。

〔作用〕

この発明における集光レンズ裏面の少なくとも３個以上
の突起は、集光レンズと前面パネルのｒｕ１隔を均一に
する。

また、集光レンズ裏面の粗面化された微細な凸凹は、集
光レンズ裏面の接着面積を大きくし、かつ、アンカー効
果を発揮する。

さらに、軟質で透明な樹脂よりなる緩衝層は使用時の熱
応力や接着時の残留応力を吸収する。

〔実施例〕

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す側面図
および正面図である０図において、頭は発光素子、（２
）は発光素子Ｑｌのガラス製の前面パネル、（９）は紫
外線硬化型シリコーン樹脂を主成分とする材料を硬化さ
せた外部からの光を遮断するためのフィルタ、ａυはフ
ィルタ（９）を透過した発光素子Ｏ１からの光を集光す
るための耐熱性アクリル樹脂製の集光レンズ、０１は集
光レンズＱｌ＋の粗面化された裏面、０４）は集光レン
ズａＯの裏面に設けられた突起、０９は集光レンズ００
と同等な屈折率を有し粗面化された裏面Ｉ上に塗布硬化
された樹脂層（アンダーコート樹脂層）、αＱは接着性
のブライマーを介して充填された軟質で透明な樹脂より
なる緩衝層である。また、（１７Ｒ）　、　（１７Ｇ）
　、　（１７Ｂ）は各々赤画素、緑画素、青画素を示す
。

上記の構成よりなる実施例を、以下に今少し詳しく述べ
る。

まず、集光レンズ０υの粗面化された裏面０１について
述べる。耐熱アクリル樹脂製の集光レンズａυ粗面化の
方法はサンドペーパーによる研磨の他液体ホーニング、
サンドプラスＦなど集光レンズａυ裏面を直接粗す方法
が最も接着性向上に効果かあるが、集光レンズａ１１成
形金型を粗面化しておく方法も可能である。集光レンズ
ａυ裏面の粗面化による接着性向上は、粗面化により表
面積が増加すること、アンカー効果が得られること、ア
クリル樹脂表面のぬれ性が向上することなどによるもの
である。もし集光レンズＯＤ裏面の粗面化を行わないで
直接アンダーコート剤を塗布して硬化させ樹脂層ＯＱを
形成させようとしても、アンダーコート剤がはしかれ４
均一な樹脂層０９を形成するこができない、裏面０１の
粗さは３ないし１５μｍ程度が良い。

次に樹脂層Ｏωを形成するアンダーコート剤について述
べる。フィルタ（９）の材料の主成分である紫外線硬化
型シリコーン樹脂（信越化学工業（株）製ｘ　−［２−
７５０９）をキシレンに２０％溶解したアンダーコート
剤を、粗面化した裏面０焉にスプレー塗布して、溶剤を
風乾したのち紫外線を照射して硬化させ樹脂層０９が形
成する。この硬化した樹脂層ａ９の上にフィルター材料
を塗布し硬化させてフィルタ付きレンズが得られる。ア
ンダーコート剤の溶剤はアクリル樹脂および液状のシリ
コーン樹脂と相溶性があるもので、例えばキシレン、ト
ルエンなどが適当である。濃度は５〜７０％程度が良い
が、１０〜４０％が最適である。アンダーコート剤はア
クリル樹脂と相溶性のある溶剤（キシレン、トルエンな
ど）を含むため、アクリル樹脂の表面にぬれ性が良く、
またアクリル樹脂の表面をわずかに熔解する。また、溶
剤により希釈されているの脂に強固に接着された樹脂層
的が形成される。フィルタ材料の主成分は樹脂層（至）
と同じものであるため、樹脂層ＱＳＩの上に塗布された
フィルタ（９）は強固に接着される。もし粗面化された
アクリル樹脂部に完全に入りこまず欠陥が生じる。また
、アクリル樹脂との相溶性がないため接着力が低い。

集光レンズ裏面に設けられた突起００は、例えば直径３
ｍ＋＊、高さ０．５ｍｍの大きさにできており、集光レ
ンズ裏面ａ湯と前面パネル（２）との間隔を厚めに設定
でき、充填硬化された緩衝層α９を厚くすることができ
る。またこの突起（１４１の高さを微調整することによ
り、レンズの成形時に生じている集光レンズα０の反り
を補正できる。最後に緩衝層α睡の形成についてのべる
。接着性ブライマーであるとこ口のシランカップリング
剤（信越化学工業（株）製ブライマーＡまたはブライマ
ーＸ　−３３−１４４）をフィルタ（９）と樹脂層（２
）と前面パネル（２）のお互いに対向する全面にあらか
じめ塗布しておく、これらの間に２液付加反応型シリコ
ーンＲＴＶ樹脂（信越化学工業（株）製ＫＥ１６０３Ａ
／Ｂ）を充填硬化させて軟質で透明な樹脂よりなる緩衝
層Ｏｅを形成する。上記２液付加反応型シリコーンＲＴ
Ｖ樹脂の硬化物は無色透明で光透過率が優れており（厚
さｌａ＋＋ｗで９５％）、屈折率が１．５０でガラス（
１，５２）。

集光レンズ（１，４９）、　　フィルタ（１，４９）と
ほぼ等しい。

また柔軟性で伸びが大きい（伸び率４００％）ため、前
面パネル（２）、集光レンズａＤ、フィルタ（９）の熱
膨張係数の違いによる熱応力を緩和でき、また、表示管
の発光や太陽光による温度上昇による集光レンズ０υの
変形にも十分追従できる。さらに発光素子Ｑｌの発光や
太陽光による光や熱による変色がほとんどなく、硬化時
の体積収縮も少ない、この樹脂は樹脂自体に接着性がな
くむしろ離型性に優れているため、シランカップリング
剤を塗布しない面上で硬化させても接着しない、一方、
シランカップリング剤を塗布することにより強固な接着
性を示す、このため、フィルタ付きレンズと前面パネル
（２）とを接着する際に樹脂がはみだして硬化して付着
してはならない部分にはシランカップリング剤を塗布し
ないようにしておくことにより、樹脂硬化後容易にはみ
だした樹脂を剥離することができる。逆に発光素子０鴎
の前面パネル（２）とこの側壁との接合部外面にもシラ
ンカップリング剤を塗布しておくと、フィルター付きレ
ンズと前面パネル（２）とを接着する際にはみ出した樹
脂が前面パネルと側壁との接合部外周にも強固に接着し
て接合部の気密性を向上させたり、衝撃等によりガラス
が欠けたりするのを保護する。

以上の構成により製造された表示素子は、１００℃の沸
騰水中での２時間の煮沸試験、−４０℃・１６８時間の
低温試験、−４０℃・２時間＋８５℃・２時間のヒート
シッンク試験４００サイクル、１３０℃の熱風を集光レ
ンズの表面に１時間吹き付ける熱風試験、６０℃の雰囲
気での点灯試験のいずれでも、集光レンズａｌｌとフィ
ルタ（９）間、およびフィルタ付きレンズと前面パネル
（２）間に異常は全く認められなかった。しかし、アン
ダーコート剤の塗布を省略し樹脂層０９を形成しなかっ
たものでは、低温試験８時間、熱風試験１分間、点灯試
験２４時間で集光レンズａυの粗面化面（至）とフィル
タ（９）の間に剥離が生じた。また、集光レンズ仰の裏
面の粗面化およびアンダーコート剤の塗布を省略したも
のでは、低温試験２時間、ヒートシラツク試験ｌＯサイ
クル熱風試験１分間、点灯試験２時間で集光レンズ０υ
とフィルタ（９）間に剥離が生じた。

〔発明の効果〕

この発明に係る表示素子においては、赤、緑。

青の光を選択的に発し前面パネルより各々照射する発光
素子と、前面パネルと少なくとも３個以上の突起を介し
て所定の間隔で隔てられるとともに粗面化した面に塗布
硬化され集光レンズと同等な屈折率を有する樹脂層と、
この樹脂層上に塗布硬化され対応する発光素子が発する
光を透過し外光を遮断するよう配設されたフィルタと、
このフィルタと樹脂層と前面パネルとにより形成される
隙間に接着性のブライマーを介して充填された軟質で透
明な樹脂よりなる緩衝層とを備えたので、表示素子に熱
応力やその他の外力が加わった時でも、集光レンズとフ
ィルタと発光素子の間で剥離を防止することができ、し
かも、接合時の集光レンズの傾きが生じない表示素子を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における表示素子を示す側
面図、第２図は第１図における表示素子を発光面よりみ
た正面図、第３図および第４図は従来の複合型の光源用
表示管の基本構造を示す正面図およびＩＶ−ＩＶ線断面
図、第５図は表示素子の蛍光面とフィルタ部分を示す分
解図、第６図は従来の表示素子を示す断面図である。 図において、（２）は前面パネル、（９）はフィルタ、
Ｑｌは発光素子、ＯＩｌは集光レンズ、０刃は粗面化さ
れた裏面、０旬は突起、０９は樹脂層、０１は緩衝層で
ある。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　　　大　　岩　　増　　雄 第２図 第１図 第３図 第４図 （自発） １．事ｒ′１〕の表示 特願昭 ６３−３２１５８１号 ３、補正をする者 代表者 ５　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の桐。 ａ　補正の内容 （１）明細書中篇６頁第６行に「発光素子（１）」とあ
るのを「発光素子αＱ」と訂正する。 （２）同書中筒９頁第１７行に「３ないし１５μｍｌと
あるのを「Ｒｗａｘ　３ないし１５μｍ」と訂正する。 （３）同書中筒１１頁第１２．１３行に「あるとこ口」
とあるのを「あるところ」と訂正する。 以と

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 赤、緑、青の光を選択的に発し前面パネルより各々照射
   する発光素子、上記前面パネルと少なくとも３個以上の
   突起を介して所定の間隔で隔てられるとともに上記発光
   素子と相対向する面が粗面化され上記発光素子よりの光
   を集光する集光レンズ、この集光レンズの粗面化した面
   に塗布硬化され上記集光レンズと同等な屈折率を有する
   樹脂層、この樹脂層上に塗布硬化され対応する上記発光
   素子が発する光を透過し外光を遮断するよう配設された
   フィルタ、このフィルタと上記樹脂層と上記前面パネル
   とにより形成される隙間に接着性のプライマーを介して
   充填された軟質で透明な樹脂よりなる緩衝層を備えたこ
   とを特徴とする表示素子。