JPH0654081U - 発光表示体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表示体基板２とマスク板３の熱膨張係数の差異
による熱歪みによって反ることがなく、且つ、局部的な
外圧に対しても保護される信頼性の高い発光表示体を提
供することを目的とする。 【構成】表示体基板２上に点発光するＬＥＤ発光素子４
を縦横に配設固定し、各ＬＥＤ発光素子４に対応して８
×８個の開口部５１が穿孔された応力緩衝材５を介在さ
せ、同じく８×８個の透孔３１が形成されたマスク板３
を積層し、開口部５１及び透孔３１内にそれぞれをＬＥ
Ｄ発光素子４を収容配置して透光性を有する樹脂６にて
封止し、発光部として８×８の発光ドット７を縦横に一
定間隔で形成する。応力緩衝材５の厚みは０．３ｍｍ以
上１．５ｍｍ以下の範囲で前記マスク板より薄くなって
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、点発光する多数のＬＥＤ発光素子を用いたドットマトリクスタイプ 又は、セグメントタイプの発光表示体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、ＬＥＤチップ等の点発光するＬＥＤ発光素子を用いた発光表示体と しては、例えば、図４及び図５に示すようなドットマトリクス発光表示体を既に 提案している。

【０００３】 即ち、このドットマトリクス発光表示体１０１は、表示体基板１０２の裏面か ら表面へスルーホール１０９を介して導いた一方の例えば、アノード電極の導電 パターン１０３（Ｘ電極）の上に、ＬＥＤ発光素子１０４を搭載すると共に、該 ＬＥＤ発光素子１０４を表示体基板１０２の表面の他方の例えば、カソード電極 の導電パターン１０３′（Ｙ電極）にワイヤボンディングして電気的に接続し、 かくして表示体基板１０２の縦横８×８に配列された光源箇所にＬＥＤ発光素子 １０４を配設配線してＸ−Ｙのマトリックスダイナミック点灯発光表示回路（不 図示）を構成している。そして、この表示体基板１０２上に、内周面を白系の光 反射面１１１とした透孔１０５をＬＥＤ発光素子１０４に対応して縦横に８×８ 個形成してなる合成樹脂製のマスク板１０６を重ねて接着し、各ＬＥＤ発光素子 １０４を各透孔１０５に収容し、更に各透孔１０５に透光性樹脂１０７を注入し てＬＥＤ発光素子１０４の配設配線部分を封止することにより、発光部１０８と して８×８のドットマトリクス状に配列された発光ドットを形成している。

【０００４】 このような発光表示体１０１は、各発光部１０８のＬＥＤ発光素子１０４をダ イナミック点灯方式で選択点灯制御することによって所望の文字、図形、記号等 の表示パターンを発光表示するものであり、所望の表示パターンを発光表示した 場合の視認性を高めるために、マスク板１０６の各透孔１０５を除く表面を黒色 系の光無反射面とする一方、各発光部１０８を構成する透孔１０５内周面を擂鉢 状の白系光反射面として、点灯したＬＥＤ発光素子１０４の光を広範囲に反射散 乱させるようにしている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記発光表示体１０１では、所望の文字、図形、記号等の表示時 にＬＥＤ発光素子１０４の発熱により発光表示体１００自体に反り等が生じない ように、表示体基板１０２を例えばガラスエポキシ樹脂等の成形品とし、マスク 板１０６をシリコーンゴム等のゴム弾性体製としていたが、このような発光表示 体１００では、上記のように熱応力に対しては信頼性が高められるが、表示体の 組み立てなどの取り扱い時に表面や側面に局部的な外圧が加わって変形し、ＬＥ Ｄ発光素子１０４に接続されたワイヤの破損や断線等を生じ易いといった問題が あった。

【０００６】 そのため、表示体基板１０２に接合するマスク板１０６を硬質の合成樹脂製と すればよいが、これでは、ＬＥＤ発光素子１０４を点灯させて発熱を生じると、 マスク板１０６と表示体基板１０２の熱膨張係数の差異により熱応力を生じ、歪 みを発生して発光表示体１０１が反ってしまったり、ＬＥＤ発光素子１０４やワ イヤが断線するといった問題が再現する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案の発光表示体は、多数のＬＥＤ発光素子を配 設した表示体基板上に、各ＬＥＤ発光素子に対応する多数の透孔を形成した合成 樹脂製マスク板を配置し、各透孔に対応する前記ＬＥＤ発光素子をそれぞれ収容 配置して各透孔を透光性樹脂にて封止して多数の発光部を形成した発光表示体で あって、前記表示体基板とマスク板とを、上記各発光部に対応して開口部が形成 され、厚みが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲で前記マスク板より薄いゴム 弾性体製の応力緩衝材を介在させて接着一体としたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案の発光表示体では、表示体基板上に配設される合成樹脂製のマスク板と の間に厚みが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲で前記マスク板より薄いゴム 弾性体製の応力緩衝材を介在させることで、所望の文字や記号等を表示するため にＬＥＤ発光素子を点灯したときに生じる発熱によって表示体基板とマスク板と が加熱されると両者の熱膨張率の差異により生じる歪みを確実に吸収緩和し、発 光表示体が反るといったことがなくなる。しかも取り扱い時の局部外力に対して も保護される。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

【００１０】 図１は本考案の一実施例に係る発光表示体の概略斜視図であり、図２は図１の Ａ−Ａ線に沿った概略拡大断面図である。図に示す発光表示体１は、表示体基板 ２上に点発光するＬＥＤ発光素子４を縦横に配設固定し、各ＬＥＤ発光素子４に 対応して８×８個の開口部５１が穿孔された応力緩衝材５を介在させ、同じく８ ×８個の透孔３１が形成されたマスク板３を積層し、開口部５１及び透孔３１内 にそれぞれをＬＥＤ発光素子４を収容配置して透光性を有する樹脂６にて封止し 、発光部として８×８の発光ドット７を縦横に一定間隔で形成したドットマトリ クス発光表示体である。

【００１１】 上記表示体基板２は、ガラスエポキシ樹脂や紙フェノール等を基材とする銅張 り積層板であり、表裏面にエッチング処理等の手段によって、例えば、表面側の 縦方向に８本のアノードとなる導電パターン８ａを形成すると共に、裏面側の横 方向に８本のカソードとなる導電パターン８ｂとをそれぞれ形成し、カソード側 の導電パターン８ｂをそれぞれスルーホール９を介して表面側に導出させている 。表面側に形成された各導電パターン８ｂにはそれぞれＬＥＤ発光素子４が銀ペ ースト等の導電ペーストによってダイボンディングされており、各ＬＥＤ発光素 子４と導電パターン８ａとはそれぞれワイヤ１０にて接続されている。しかして 、８×８のＸ−Ｙドットマトリクス発光表示回路（ダイナミック点灯回路）が構 成され、所望の文字、図形、記号等の表示パターンを選択的に点灯表示できるよ うになっている。

【００１２】 上記発光表示体１上に重ね合わされるマスク板３は、ポリカーボネート樹脂、 ノリル樹脂等の耐熱性樹脂成形品であり、表示体基板２上に配設配線されたＬＥ Ｄ発光素子４に対応し、上方開口に向かって末広がりのすり鉢状の透孔３１が縦 横に８×８個形成されており、表面は表示コントラストを良好として視認性を高 めるため黒色ないし灰色系の光吸収面とし、各透孔３１の内周面３１は白色ない し銀色の光反射面とし、各ＬＥＤ発光素子２の発光に伴う見掛け上の発光面積を 拡大すると共に、輝度を高め、各隣接するＬＥＤ発光素子２間での光の漏れ防止 作用を奏している。

【００１３】 表示体基板２とマスク板３との間に介在される応力緩衝材５は、ネオプレーン ゴムやシリコーンゴム等のゴム弾性体製の板状体であり、上記マスク板３の各透 孔３１と対応して８×８個の開口部５１が形成されている。該開口部５１は、上 記透孔３１の下面開口面３１ａの開口面積と同じ開口面積を有する上方開口面５ １ａとこれより開口面積の狭い下方開口面５１ｂとにより上記透孔３１とつなが るすり鉢状を呈しており、各開口部５１の内周面を白色ないし銀色の光反射面と している。

【００１４】 そして、上記実施例において、実用上の発光表示体１の使用温度範囲が−２０ ℃〜１００℃と仮定し、図７に示すように、発光表示体１の外形寸法Ｄに対する 反りとなる歪みΔｘを実用上許容できる値、例えば、０．１ｍｍ以内とする場合 、発光表示体１の外形寸法Ｄが実用的な２０ｍｍ≦Ｄ≦２００ｍｍの範囲では、 マスク板３の厚みＴの最大値及び応力緩衝材５の厚みｔの最少値は表１に示すよ うになる。

【００１５】

【表１】

【００１６】 この表１を見れば、マスク板３の厚みＴが０．８ｍｍ≦Ｔ≦２．５ｍｍの範囲 内であれば、応力緩衝材５の厚みｔとしては、Ｔ≧ｔであり、且つ、０．３ｍｍ ≦ｔ≦１．５ｍｍの範囲とすることで、反りとなる歪みΔｘを０．１ｍｍの許容 範囲内に抑えることができ、応力の吸収緩和と局部外力からの保護を確実に行え る。この場合、最大外形寸法Ｄが短い程、応力緩衝材５の厚みｔは相対的に薄く でき、また、マスク板３の厚みＴが薄い程、応力緩衝材５の厚みｔを薄くできる 。尚、応力緩衝材５のヤング率Ｅは（１．５〜５．０）×１０^-4程度のゴム弾性 体材料であり、また、表示体基板２とマスク板３のヤング率Ｅは（０．１〜１０ ）×１０¹⁰程度の範囲にある材料で構成されるので、その差は１０桁以上であり 、応力緩衝材５によって応力が充分に吸収緩和される。

【００１７】 そして、上記応力緩衝材５を介在させて表示体基板２に積層されるマスク板３ の各透孔３１内に収容される各ＬＥＤ発光素子４は、上記応力緩衝材５と同様に 、弾性を有するシリコーン樹脂等の透明な透光性樹脂６によってその表面を凹球 面として各ＬＥＤ発光素子４の配設配線部分を封止して８×８個の発光ドット７ を形成している。

【００１８】 上記した８×８個の発光ドット７がドットマトリクス状に配列形成された発光 表示体１では、それぞれの発光ドット７を選択的に点灯制御することによって所 望の文字、数字、図形、記号等の表示パターンが発光表示されるものである。こ のとき、各ＬＥＤ発光素子４の発光によって生じる熱により表示体基板２とマス ク板３とが違う材質であるため、それぞれの熱膨張係数が異なり、このため、加 熱による膨張と降温による収縮によって熱歪みを発生するが、ゴム弾性体製の応 力緩衝材５を両者間に介在させているため、この応力緩衝材５が歪みを吸収緩和 し、発光表示体１自体に反りが生じることがなく、また、各ＬＥＤ発光素子４と 結線されたワイヤ１０の断線等の問題がなくなって信頼性の高い発光表示体１と なる。このとき、発光ドット７を構成する透光性樹脂６の表面を凹球面とすると 、放出される光に凹レンズ作用が働き、発光ドット７の表面を平坦面又は凸面と した場合と比べて、各発光ドット７の周縁部分に光が集中し易くなって輪郭が明 確となり、視認角度も大きくなるといった効果が得られる。

【００１９】 このような発光表示体１は、例えば、次のように製造される。即ち、図３に示 すように、ＬＥＤ発光素子４を導電パターン８ｂ上に配設固定した表示体基板２ と、８×８個の透孔３１を形成した上記マスク板３と、８×８個の開口部５１を 形成した上記応力緩衝材５とを準備し、表示体基板２上に応力緩衝材５を介在さ せてマスク板３を積層して接着一体とし、図４に示すように各透孔３１と開口部 ５１とで形成される各すり鉢状開口部分に透明な透光性樹脂６を流入硬化させて ８×８個の発光ドット７を形成して簡単に製造することができる。この場合、製 造時の硬化収縮による応力も吸収緩和されることは云うまでもない。

【００２０】 また、上記実施例では、８×８個の発光ドット７を縦横に形成した矩形状の発 光表示体１について説明したが、１６×１６個の発光ドットを設けたもの、２４ ×２４個，１２×２４個の発光ドットを設けたもの等でもよく、また、円形状の 発光表示体に各発光ドット７を形成したものであっても、また、発光部がセグメ ントタイプの発光表示体であっても、発光表示体とマスク板との間に応力緩衝材 を介在させることで応力の吸収緩和が確実となる。

【００２１】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の発光表示体では、表示体基板とマス ク板との間に応力緩衝材を介在させることにより、ＬＥＤ発光素子の点灯発熱に よる表示体基板とマスク板との熱膨張係数の差異による、応力歪みをゴム弾性体 製の応力緩衝材によってこの応力が吸収緩和されて反りの発生が防止され、且つ 、表示体の組み立てなどの取り扱い時の表面や側面への局部的な外圧による破損 等に対しても保護され、信頼性の高い発光表示体となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る発光表示体の概略斜視
図である。

【図２】同実施例における図１のＡ−Ａ線に沿った概略
断面図である。

【図３】本考案の発光表示体の製造過程を示す概略断面
図である。

【図４】同じく、本考案の発光表示体の製造過程を示す
概略断面図である。

【図５】従来の発光表示体の斜視図。

【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図。

【図７】発光表示体の歪み状態を模式的に示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１ 発光表示体 ２ 表示体基板 ３ マスク板 ５ 応力緩衝材 ６ 樹脂 ７ 発光部（発光ドット） ３１ 透孔 ５１ 開口部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】多数のＬＥＤ発光素子を配設した表示体基
   板上に、各ＬＥＤ発光素子に対応する多数の透孔を形成
   した合成樹脂製マスク板を配置し、各透孔に対応する前
   記ＬＥＤ発光素子をそれぞれ収容配置して各透孔を透光
   性樹脂にて封止して多数の発光部を形成した発光表示体
   であって、 前記表示体基板とマスク板とを、上記各発光部に対応し
   て開口部が形成され、厚みが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ
   以下の範囲で前記マスク板より薄いゴム弾性体製の応力
   緩衝材を介在させて接着一体としたことを特徴とする発
   光表示体。