JPH0962207A - Ｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚み方向の寸法を著しく削減し、しかも、外
部からＬＥＤチップが直接基点として見えてしまうこと
を抑制したＬＥＤ表示装置を提供すること。 【解決手段】 複数個のＬＥＤチップ６がボンディング
された基板と、セグメント窓孔５をもち、このセグメン
ト窓孔５内に上記ＬＥＤチップ６が臨むようにして上記
基板上に取付けられた板状反射ケース３と、を備え、上
記セグメント窓孔５内には、導光樹脂７が充填されてい
るとともに、上記各ＬＥＤチップ６は、その上面の略全
面に電極被膜が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本願発明は、表面に幾つか配置された発光
セグメントを選択して発光させ、数字やアルファベット
を表示させるように構成されたＬＥＤ表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７に、従来一般のいわゆる７セグメン
トＬＥＤと称されるＬＥＤ表示装置ａの一例を示す。一
定厚みの矩形箱状反射ケースｂの表面には、７つの棒状
の発光セグメントｃが８の字状に配置されている。各発
光セグメントｃは、反射ケースｂに形成した貫通状のセ
グメント窓孔ｄ内に光拡散材を混入した導光樹脂を充填
し、各セグメント窓孔ｄの底部に配置されるＬＥＤチッ
プを発光させると、上記各発光セグメント全体が光るよ
うにしてある。各ＬＥＤチップは、反射ケースｂの下面
に接合された基板上にボンディングされている。また、
上記基板の裏面から、複数本リード端子ｅが突出させら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図７からわかるよう
に、従来のこの種の７セグメントＬＥＤと称されるよう
な、発光セグメントを選択して発光させて各種の文字表
示を行うＬＥＤ表示装置ａは、その反射ケースｂの厚み
が比較的厚くなっており、それにともない、この反射ケ
ースｂの表面に現れる各発光セグメントｃも、比較的大
きなものとなっている。その理由は、各発光セグメント
ｃの表面全体が光って見えるようにするためには、微小
なＬＥＤチップから発せられる光がセグメント窓孔内で
十分乱反射させられ、かつ分散させられる必要があるこ
とから、光拡散材が混入された導光樹脂の厚みを十分に
とるため、反射ケースｂの厚みを大きくするべきである
と考えられていたからである。

【０００４】その結果、従前のこの種の７セグメントＬ
ＥＤ表示装置ａは、比較的大型であるにもかかわらず、
各発光セグメントから発せられる光量を所定以上に上げ
ることができないものとなっていた。また、全体が比較
的大型であるために、利用範囲が限定され、所定以下の
大きさの文字を表示するためのものとしてこの種のＬＥ
Ｄ表示装置を使用することができなかった。さらに、基
板の裏面からリード端子が突出する端子形態となってお
り、基板に対してこのリード端子を挿入実装するにあた
り、自動挿入をすることが困難であるという問題もあっ
た。

【０００５】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、７セグメントＬＥＤ等、発光セ
グメント全体を光らせるタイプのＬＥＤ表示装置を、従
前に比較して著しく小型化することをその課題としてい
る。

【０００６】

【発明の開示】上記の課題を解決するために、本願発明
では、次の各技術的手段を採用している。

【０００７】すなわち、本願発明のＬＥＤ表示装置は、
複数個のＬＥＤチップがボンディングされた基板と、セ
グメント窓孔をもち、このセグメント窓孔内に上記ＬＥ
Ｄチップが臨むようにして上記基板上に取付けられた板
状反射ケースと、を備え、上記セグメント窓孔内には、
導光樹脂が充填されているとともに、上記各ＬＥＤチッ
プは、その上面の略全面に電極被膜が形成されているこ
とを特徴としている。

【０００８】好ましい実施の形態においては、上記板状
反射ケースの厚み寸法は、上記ＬＥＤチップの厚み寸法
より大で、かつその４倍以内に設定されている。

【０００９】好ましい実施の形態においてはさらに、上
記の基板の縁部に、膜状端子部が形成されている。

【００１０】上述からわかるように、本願発明のＬＥＤ
表示装置は、特にその厚み方向の小寸化を図ったもので
ある。この種のＬＥＤ表示装置の厚み寸法の多くを占め
る板状反射ケースの厚み寸法が上記したようにＬＥＤチ
ップの厚み寸法の４倍以内に設定される。ＬＥＤチップ
は、その製造工程の必然から、その厚み方向の寸法は
０．２５ｍｍないし０．３ｍｍである。したがって、本
願発明においては、上記反射ケースの厚み寸法は、最大
でも、たかだか、１．２ｍｍ以内となる。基板は、たと
えば０．５ｍｍの厚み寸法とすることができるから、本
願発明のＬＥＤ表示装置は、その全体厚み寸法がたかだ
か１．７ｍｍ以下の、きわめて薄状ものとなる。

【００１１】ところで、本願発明のＬＥＤ表示装置にお
いては、基板上にボンディングされるＬＥＤチップとし
て、その上面の略全面に電極被膜が形成されたものが使
用される。そうすると、ＬＥＤチップ内のＰＮ接合面
（発光面）から発せられる光は、上記全面電極被膜によ
って遮られて、直接的にセグメント窓孔から放射される
ことがなくなる。これに加えて、上記のように板状反射
ケースの厚み寸法を薄型化することにともない、発光セ
グメントの平面的な大きさも小さくすることができ、こ
れにより、セグメント窓孔の開口、すなわち発光セグメ
ントから発せられる光の単位面積当たりの光量が従前に
比較して著しく増大する。このようなことから、セグメ
ント窓孔内で乱反射させられた光が十分な光量をもって
セグメント窓孔表面（発光セグメント）の全体から放射
され、発光セグメント全体が明るく光るように見える。
これに加えて上記したように、ＬＥＤチップの発光面か
らの光が直接的に外部に放射されることが防止されるの
で、板状反射ケースの厚み、すなわち、導光樹脂の厚み
が上記したように薄型化されたとしても、ＬＥＤチップ
からの直接光によって外部からこのＬＥＤチップが見え
てしまうという不具合を、都合よく回避することができ
る。

【００１２】上記したように、本願発明のＬＥＤ表示装
置は、全体としてきわめて薄型化されるとともに、平面
的な大きさも小型化し、各セグメントが十分な光量をも
って全体的に光っているように見えるようにすることが
できるほか、基板の縁部に膜状端子部を形成するように
しておくと、従前のこの種の７セグメントＬＥＤ表示装
置のように、リード端子を基板に挿入するといった実装
方法を採用することなく、たとえばハンダリフローによ
る面実装を行うことができ、自動実装が容易となるとと
もに、端子部を含めた全体的な厚み方向の小型化をさら
に促進することができる。

【００１３】本願発明のその他の特徴および利点は、図
面を参照して以下に行う詳細な説明により、より明らか
となろう。

【００１４】

【好ましい実施の形態】図１は本願発明の１実施形態に
かかる７セグメントＬＥＤ表示装置１の平面図、図２は
その側面図、図３は図１のIII −III 線に沿う拡大断面
図である。

【００１５】このＬＥＤ表示装置１は、基板２と、この
基板２の上面に取付けられた板状反射ケース３とを備え
ている。板状反射ケース３の上面には、７つの棒状の発
光セグメント４が８の字状に配置されている。各発光セ
グメント４は、板状反射ケース３に設けたセグメント窓
孔５と、このセグメント窓孔５に臨むようにして基板２
上にボンディングされたＬＥＤチップ６と、セグメント
窓孔５内に充填された透明導光樹脂７によって形成され
る。通常、反射ケース３それ自体は、セグメント窓孔５
の内面での効率的な光の乱反射を達成するために白色樹
脂で形成されている。ただし、この反射ケース３の表面
は、暗色系の塗装が施され、発光セグメント４が目立つ
ように構成されるのが普通である。

【００１６】一方、基板２上には、上記反射ケース３の
セグメント窓孔５と対応した位置にＬＥＤチップ６を通
電可能に搭載できるように配線パターン８が形成されて
いる。この配線パターン８は、基板２にプリント配線を
行うのと同様の手法により、形成することができる。Ｌ
ＥＤチップ６は、図４に詳示するように、平面視矩形を
したほぼ正六面体の形態をもっており、ＰＮ接合面（発
光面）が上下方向を向くように基板２上にボンディング
される。

【００１７】また、本願発明においては、このＬＥＤチ
ップ６の上面に形成するべき電極被膜９を、全面電極の
形態としている。この全面電極９は、ＬＥＤチップ６の
製造過程において、ウエハの表面全面に金等の導体金属
による被膜を蒸着によって形成することにより得ること
ができる。

【００１８】こうして得られたＬＥＤチップ６は、前述
した基板２上の所定配線パターン上に銀・パラジウムペ
ースト等の導電接着剤を介してボンディングされるとと
もに、その上面全面電極９と配線パターン８との間が、
ワイヤボンディング１０によって結線される。

【００１９】上記ＬＥＤチップ６は、その製造過程の必
然から、通常、その厚み方向の寸法Ｌ₁ は、０．２５ｍ
ｍ〜０．３ｍｍである。本願発明の一側面によれば、上
記反射ケース３の厚み寸法Ｌ₂ を上記ＬＥＤチップ６の
厚み寸法Ｌ₁ の４倍以内に設定する。したがって、本願
発明の一側面における反射ケース３の厚みは、最大で
も、たかだか１．２ｍｍという従来例に比較してきわめ
て薄状のものとなる。

【００２０】基板２上にＬＥＤチップ６をボンディング
するとともにワイヤボンディングした状態において、上
記板状反射ケース３を位置決めしつつ上記基板２上に装
着する。そうして、各セグメント窓孔５内には、エポキ
シ樹脂等の透明樹脂をポッティングするとともにこれを
熱硬化して得られる導光樹脂７が充填される。この透明
導光樹脂７の厚み寸法は、上記板状反射ケース３の厚み
寸法と対応した、薄状のものとなる。

【００２１】また、上記基板２の上下の縁部には、端子
部１２が膜形成されている。すなわち、図１に示すよう
に、基板２の縁部には、突起部２ａが形成されており、
この突起部２ａの上面に一次電極１２ａがたとえば導体
エッチングによって形成される。そして、上記突起部２
ａの側面には、たとえば、導電ペーストを塗布焼成する
ことにより二次電極１２ｂが形成される。そして、上記
突起部２ａの裏面側には、上記二次電極１２ｂと導通す
るようにして導体ペーストを塗布焼成することによる三
次電極１２ｃが形成される。

【００２２】そして、この基板２は、その全体厚みをた
とえば、０．５ｍｍ以下とすることができる。そうする
と、図に示す実施の形態にかかるＬＥＤ表示装置１は、
表示装置の全体厚みは、たかだか１．７ｍｍ以下とな
る。

【００２３】そうして、上記のように基板２に膜電極１
２が形成されていることから、この実施形態に係るＬＥ
Ｄ表示装置１は、実装基板に対して、たとえばハンダリ
フローによる面実装を行うことができ、実装の自動化を
図ることができる。

【００２４】図に示す実施形態のＬＥＤ表示装置１にお
いては、上記反射ケース３の上面に、ハーフミラー機能
を備えたカバーシート１１が接着されている。これは、
透明樹脂シート１１ａの表面に、たとえば、アルミニウ
ム、銀、クロム等の金属、あるいはＺｎＳ、ＣｅＯ₂ 、
ＴｉＯ₂ 等の非金属１１ｂを所定厚みに蒸着したもので
ある。

【００２５】以上の構成を備える上記のＬＥＤ表示装置
の作用について、主として図５参照して以下に説明す
る。

【００２６】前述のように、板状反射ケース３ないしセ
グメント窓孔５内の導光樹脂７の厚み寸法が薄状となっ
ていることから、発光セグメント４の平面的な大きさも
従来に比較して著しく小さくすることができる。一方、
各セグメント窓孔５内に配されるＬＥＤチップ６は、従
前と同様の出力を有するものを用いることができる。各
セグメント窓孔５内のＬＥＤチップ６から発せられた光
は、基板表面、セグメント窓孔の内面、あるいは上記カ
バーシートの下面で乱反射させられた後、セグメント窓
孔の外部へ放射される。したがって、発光セグメント４
は、従前より著しく高められた光量で、その全体が明る
く光ってみえる。

【００２７】また、本願発明においては、上記ＬＥＤチ
ップ６の上面全面に電極被膜９が形成されているので、
発光面６ａから発せられた光がチップ６の上面から発せ
られることはない。したがって、チップ６の上面からカ
バーシート１１までの導光樹脂７の厚みが小さいがゆえ
に外部からＬＥＤチップ６が輝点となって直接見えてし
まうということを抑制することができる。また、セグメ
ント窓孔５内には透明樹脂からなる導光樹脂７が充填さ
れているので、そもそも、表示装置に対する垂線に対し
て一定角度θの限定された範囲に視点をおいたときのみ
ＬＥＤチップ６が直接見える可能性があるだけである。
このことも手伝い、ＬＥＤチップ６が外部から直接見え
てしまう可能性がさらに低くなる。

【００２８】さらに、上記実施の形態においては、上記
導光樹脂７を透明樹脂とすることにより、光拡散材を混
入する場合に比較し、発光セグメント４の発光効率がさ
らに高められ、この場合においても、上記のようにチッ
プ６の上面に全面電極被膜９が形成されていることによ
り、外部からＬＥＤチップ６が輝点となって直接見えて
しまうことを抑制することができる。

【００２９】上述したように、図に示す実施の形態にお
いては、セグメント窓孔５の開口部にハーフミラー機能
を有するカバーシート１１を配置している。そうする
と、上記のように、ＬＥＤチップ６から出る光が直接外
部に放出される割合をさらに減じることができ、外部か
らＬＥＤチップ６が直接見えてしまうという事態をさら
に抑制することができる。なお、前述したように、本願
発明の構成をとる場合、比較的小さい発光セグメント４
全体を明るく光らせることができるので、仮に発光する
ＬＥＤチップ６が外部から直接見えるようなことがあっ
ても、あまり目立たないのである。

【００３０】図６は、本願発明の他の実施形態を模式的
に示している。この実施形態においては、セグメント窓
孔５の開口部、すなわち、導光樹脂７の表面側に、裏面
側に光透過制限膜１３を形成した透明板１４を配置して
いる。この光透過制限膜１３は、ＬＥＤチップ６が発す
る光の半波長の整数倍の実質厚みをもつ膜である。この
膜１３は、透明樹脂板１４の裏面に、適当な金属あるい
は非金属を蒸着することにより得ることができ、たとえ
ば、ＬＥＤチップ６が赤色発光のＬＥＤチップ６である
場合、その波長である６６０ｎｍの半波長の３３０ｎｍ
の整数倍の実質厚みをもつ。この場合、この光透過制限
膜１３は、これに対して直交する方向に進む赤色光のみ
を透過させることができる。そして、それ以外の傾斜方
向に進む光は、全てこの光透過制限膜において全反射さ
せられる。そうすると、この光透過制限膜１３に対して
直交する方向から少しでも傾斜した位置に視点をおく限
りにおいて、セグメント窓孔４内のＬＥＤチップが直接
見えてしまうことがなくなる。

【００３１】上記のように、ＬＥＤチップ６の表面に全
面電極９を施し、チップの上面から光が発せられること
を制限することと相まって、このような光透過制限膜１
３を配置することにより、発光するＬＥＤチップが外部
から直接見えてしまうということを効果的に回避するこ
とができる。さらに、図６に示す実施の形態において
は、上記透明板１４の上面に、微小な凹凸１５を形成し
ている。このようにすると、透明板１４から外部へ放射
されようとする光の方向があらゆる方向に分散させられ
る。したがって、各発光セグメント４が、どの方向から
見ても、その全体が明るく光って見えるようになる。

【００３２】もちろん、本願発明の範囲は、上述した実
施の形態に限定されるものではない。図に示す実施の形
態では、いわゆる７セグメントＬＥＤ表示装置として構
成したが、いわゆる１６セグメントＬＥＤ表示装置とす
ることもできるし、各発光セグメントの形状が、種々の
デザイン化された形状とすることもできる。

【００３３】また、表示装置全体の平面形状を大きくす
る場合、すなわち、発光セグメントの大きさを拡大する
場合には、各発光セグメント内に、２またはそれ以上の
ＬＥＤチップを配するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の１実施形態にかかる７セグメントＬ
ＥＤ表示装置の平面図である。

【図２】図１に示すＬＥＤ表示装置の側面図である。

【図３】図１のIII −III 線に沿う拡大断面図である。

【図４】発光セグメント内に配置されるＬＥＤチップの
斜視図である。

【図５】図１ないし図４に示す実施形態にかかるＬＥＤ
表示装置の作用説明図である。

【図６】本願発明の他の実施形態にかかるＬＥＤ表示装
置の作用説明図である。

【図７】従来例の説明図である。

【符号の説明】 １ ＬＥＤ表示装置 ２ 基板 ３ 板状反射ケース ４ 発光セグメント ５ セグメント窓孔 ６ ＬＥＤチップ ７ 導光樹脂 ９ 全面電極被膜 １２ 膜電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のＬＥＤチップがボンディングさ
   れた基板と、 セグメント窓孔をもち、このセグメント窓孔内に上記Ｌ
   ＥＤチップが臨むようにして上記基板上に取付けられた
   板状反射ケースと、を備え、 上記セグメント窓孔内には、導光樹脂が充填されている
   とともに、 上記各ＬＥＤチップは、その上面の略全面に電極被膜が
   形成されていることを特徴とする、ＬＥＤ表示装置。
2. 【請求項２】 上記板状反射ケースの厚み寸法は、上記
   ＬＥＤチップの厚み寸法より大で、かつその４倍以内に
   設定されている、請求項１に記載のＬＥＤ表示装置
3. 【請求項３】 上記基板の縁部には、端子部が膜形成さ
   れている、請求項１に記載のＬＥＤ表示装置。
4. 【請求項４】 上記導光樹脂は、透明樹脂である、請求
   項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ表示装置。