JPH0997928A - Ｌｅｄ表示器、およびｌｅｄ表示器の反射ケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＬＥＤ表示器が加熱されて、セグメント窓孔内
に充填されて硬化している透光性樹脂などに熱膨張が生
じても、これに原因してＬＥＤ発光素子の導通不良など
の故障が容易に生じないようにする。 【解決手段】フレームまたは基板などの所望の部材２に
ボンディングされたＬＥＤ発光素子３が、反射ケース１
に設けられているセグメント窓孔４０内の底部に配置さ
れているとともに、このセグメント窓孔４０内には、透
光性樹脂４１が充填されて硬化しているＬＥＤ表示器で
あって、上記セグメント窓孔４０の底部開口部４５の周
縁部には、上記セグメント窓孔４０内と連通する切欠状
の凹部５が少なくとも１以上設けられており、かつこの
凹部５には、上記セグメント窓孔４０内に充填された透
光性樹脂４１の一部が流入して硬化している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本願発明は、ＬＥＤ発光素子を用いた発光
セグメントによって所望の数字や文字などを表示できる
ようにしたＬＥＤ表示器、およびこのＬＥＤ表示器の反
射ケースに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＬＥＤ表示器の一例を、図９に示
す。この従来のＬＥＤ表示器は、同図（ａ）に示すよう
に、矩形箱体状の反射ケース１ｅの表面に、平面視棒状
の計７本の発光セグメント４ｅを８の字状に配置したも
のである。各発光セグメント４ｅは、同図（ｂ）に示す
ように、反射ケース１ｅに設けられたセグメント窓孔４
０内の底部に、たとえばフレーム２ｅにボンディングさ
れたＬＥＤ発光素子３を配置して構成されている。ま
た、上記セグメント窓孔４０内には、光拡散剤を含んだ
透光性樹脂４１が充填されている。

【０００３】このような構成のＬＥＤ表示器は、まず反
射ケース１ｅに設けられたセグメント窓孔４０内に、た
とえば熱硬化性のエポキシ樹脂などの透光性樹脂４１を
充填した後に、フレーム２ｅにボンディングされている
ＬＥＤ発光素子３を上記セグメント窓孔４０内の底部へ
配置し、その後上記透光性樹脂４１を加熱硬化させるこ
とによって製造される。このように、セグメント窓孔４
０内へ透光性樹脂４１を充填して硬化させておけば、Ｌ
ＥＤ発光素子３の保護が図れる他、ＬＥＤ発光素子３か
ら発せられる光をセグメント窓孔４０内で拡散させるこ
とにより、発光セグメント全体が光って見えるようにす
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、次のような難点が生じていた。

【０００５】すなわち、上記セグメント窓孔４０内の透
光性樹脂４１は、その硬化時に体積が縮小している。こ
のため、この透光性樹脂４１の硬化後においては、この
透光性樹脂４１の境界面となるエッジ部分、たとえば透
光性樹脂４１と接触しているＬＥＤ発光素子３の表面部
分や、このＬＥＤ発光素子３に結線されているワイヤＷ
の表面部、このワイヤＷのボンディング部分、およびフ
レーム２ｅの表面部などの近辺に残留応力が存在する場
合が多い。

【０００６】一方、この種のＬＥＤ表示器を、たとえば
マザーボードなどの所望部位へマウントする場合には、
ハンダ付けを行うのが一般的であるが、ＬＥＤ発光素子
はこのハンダ付けの際に加熱されることとなる。

【０００７】上記ハンダ付けなどによってＬＥＤ発光素
子が加熱されると、上記透光性樹脂４１に熱膨張を生じ
るが、この熱膨張は、透光性樹脂４１の上記残留応力を
解消する方向になされる。したがって、透光性樹脂４１
と接触し、先に大きな残留応力が生じていたＬＥＤ発光
素子３やワイヤＷの配置箇所には、上記透光性樹脂４１
の熱膨張に伴う応力が作用することとなる。とくに、こ
のような応力は、上記透光性樹脂４１が熱膨張するだけ
ではなく、これ以外のフレーム２ｅや反射ケース１ｅな
どの各部も熱膨張を生じた場合には、これら各部の熱膨
張率（線膨張係数）が相違することに原因して、一層増
大することとなる。

【０００８】その結果、従来では、上記ＬＥＤ発光素子
３やワイヤＷのボンディング部分がフレーム２ｅから剥
離してこれらの部位に導通不良が生じ、ＬＥＤ発光素子
３、ひいては発光セグメント４ｅを発光させることが困
難になる場合があった。

【０００９】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、ＬＥＤ表示器が加熱されて、セ
グメント窓孔内に充填されて硬化している透光性樹脂な
どに熱膨張が生じても、これに原因してＬＥＤ発光素子
の導通不良などの故障が容易に生じないようにすること
をその課題としている。

【００１０】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１１】すなわち、本願発明の第１の側面によれ
ば、フレームまたは基板などの所望の部材にボンディン
グされたＬＥＤ発光素子が、反射ケースに設けられてい
るセグメント窓孔内の底部に配置されているとともに、
このセグメント窓孔内には、透光性樹脂が充填されて硬
化しているＬＥＤ表示器であって、上記セグメント窓孔
の底部開口部の周縁部には、上記セグメント窓孔内と連
通する切欠状の凹部が少なくとも１以上設けられてお
り、かつこの凹部には、上記セグメント窓孔内に充填さ
れた透光性樹脂の一部が流入して硬化していることを特
徴としている。

【００１２】本願発明においては、セグメント窓孔の底
部開口部の周縁部に設けられた凹部内に、セグメント窓
孔内に充填されている透光性樹脂の一部が流入して硬化
しているために、ＬＥＤ表示器のハンダ付け時などにお
いてこのＬＥＤ表示器が加熱されることにより上記透光
性樹脂が熱膨張するときには、上記凹部内においても応
力が発生することとなる。したがって、透光性樹脂の熱
膨張に伴って発生する応力は、上記凹部をも含む広い領
域において各所に分散して発生することとなり、ＬＥＤ
発光素子のボンディング位置へ集中的に生じないように
することができる。換言すれば、本願発明では、透光性
樹脂の熱膨張に原因する応力を上記凹部内に積極的に生
じさせることにより、ＬＥＤ発光素子のボンディング位
置において発生する応力を緩和することができることと
なる。

【００１３】その結果、本願発明では、従来とは異な
り、上記透光性樹脂の熱膨張に伴って発生する応力によ
って、ＬＥＤ発光素子がフレームまたは基板などの所望
の部材から容易に剥離するといったことを防止すること
ができ、ＬＥＤ発光素子やこれに付随する部分の電気導
通を適切な状態に維持し、ＬＥＤ表示器の故障の発生を
防止することができるという格別な効果が得られる。

【００１４】とくに、本願発明では、上記透光性樹脂に
発生する応力の分散効果のある凹部を、セグメント窓孔
の底部開口部の周縁部に設けて、この凹部をセグメント
窓孔内の底部に位置するＬＥＤ発光素子の近傍に配置さ
せているために、上記凹部において応力を発生させるこ
とによってその近傍に位置するＬＥＤ発光素子のボンデ
ィング位置における応力の緩和を一層効率良く行わせる
ことができる効果がある。また、セグメント窓孔の底部
開口部の周縁部に凹部を設ければ、セグメント窓孔をＬ
ＥＤ表示器の正面から見た場合に、この凹部が外部から
見えないようにすることができ、ＬＥＤ表示器を正面か
ら見た場合のセグメント窓孔の形状を体裁の良いものに
できるという利点も得られる。

【００１５】本願発明の好ましい実施の形態では、上記
反射ケースには、平面視棒状に形成された複数のセグメ
ント窓孔が８の字状に配列して設けられており、かつ上
記凹部は、上記各セグメント窓孔の長手方向に沿う側壁
部を一部切り欠いたかたちに設けられている構成とする
ことができる。

【００１６】このような構成によれば、平面視棒状で、
かつ８の字状に配列された複数のセグメント窓孔によっ
て、各種のアラビア数字や幾つかのアルファベット文字
を発光表示させることができるが、上記凹部がセグメン
ト窓孔の長手方向に沿う側壁部に設けられていることに
より、各セグメント窓孔の凹部どうし、ひいては複数の
セグメント窓孔どうしが互いに干渉しないように設ける
ことができる。したがって、複数のセグメント窓孔どう
しの相互間で、光の洩れなどを生じ難くすることがで
き、所望の数字や文字の発光表示を適切に行わせること
ができる。

【００１７】本願発明の第２の側面によれば、ＬＥＤ発
光素子によって発光させるためのセグメント窓孔が設け
られているＬＥＤ表示器の反射ケースであって、上記セ
グメント窓孔の底部開口部の周縁部には、このセグメン
ト窓孔内と連通する切欠状の凹部が少なくとも１以上設
けられていることを特徴としている。

【００１８】本願発明に係る反射ケースでは、上記セグ
メント窓孔内に透光性樹脂を充填させる場合に、この透
光性樹脂の一部を上記凹部内に流入させてから硬化させ
ることができ、先に説明した本願発明に係るＬＥＤ表示
器を構成することができる。したがって、上述の本願発
明に係るＬＥＤ表示器の場合と同様な効果が期待でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００２０】図１は、本願発明に係るＬＥＤ表示器Ａの
一例を示す正面図である。図２は、図１のＸ１−Ｘ１線
拡大断面図である。図３は、図１のＸ２−Ｘ２線要部拡
大断面図である。

【００２１】このＬＥＤ表示器Ａは、いわゆる７セグメ
ントと称されるタイプのＬＥＤ表示器であり、矩形箱型
状の合成樹脂製の反射ケース１、この反射ケース１の裏
面側に配置された金属製のフレーム２、このフレーム２
にボンディングされた複数のＬＥＤ発光素子３などを具
備して構成されている。

【００２２】上記反射ケース１の表面（上面）には、７
つの棒状の発光セグメント４が８の字状に配列して設け
られている。これらの各発光セグメント４は、図２およ
び図３に示すように、反射ケース１に設けられたセグメ
ント窓孔４０と、このセグメント窓孔４０内の底部に配
置されたＬＥＤ発光素子３と、上記セグメント窓孔４０
内に充填されて硬化している透光性樹脂４１とによって
構成されている。

【００２３】図４は、上記反射ケース１を背面側から見
た斜視図である。同図に示すように、上記各セグメント
窓孔４０は、反射ケース１の表面から裏面まで貫通した
ものであり、これらセグメント窓孔４０のそれぞれの底
部開口部４５（この底部開口部４５は、図４においてセ
グメント窓孔４０の上側の開口部として現れている）の
周縁部には、各セグメント窓孔４０に連通した切欠状の
凹部５が少なくとも１箇所以上ずつ設けられている。

【００２４】より具体的には、上記反射ケース１の裏面
側には、この反射ケース１の上面壁部１０の裏面から所
定の寸法Ｈだけその裏面方向へ突出した段部１１が設け
られており、この段部１１に上記複数のセグメント窓孔
４０が貫通して設けられている。また、上記凹部５は、
各セグメント窓孔４０の長手方向に沿う側壁部の一部を
切り欠くことによって構成されている。このように、上
記複数の凹部５を、各セグメント窓孔４０の長手方向に
沿う側壁部を切り欠いたかたちに設ければ、互いに隣り
合うセグメント窓孔４０，４０どうしの各凹部５を互い
に干渉させないように配置することができ、上記各凹部
５を比較的大きく形成することが可能である。

【００２５】なお、８の字状に配列されている計７つの
セグメント窓孔４０のうち、計４つの縦長状のセグメン
ト窓孔４０ｂ，４０ｃ，４０ｅ，４０ｆに連通する各凹
部５は、反射ケース１の段部１１の側方に形成された凹
状部１２，１２にも連通している。また、上記段部１１
には２箇所の凹状部１３，１３が設けられており、計３
つの横長状のセグメント窓孔４０ａ，４０ｄ，４０ｇに
連通する各凹部５は上記凹状部１３，１３にも連通して
いる。

【００２６】図２において、上記透光性樹脂４１として
は、たとえば光拡散剤が添加された熱硬化性のエポキシ
樹脂などが用いられる。この透光性樹脂４１は、光の透
過が可能な透明なものであるが、好ましくは、ＬＥＤ発
光素子３の発光色と略同一色の有色透明とされる。この
透光性樹脂４１を各セグメント窓孔４０内へ充填し、硬
化させるには、まずセグメント窓孔４０の上部開口部を
塞ぐように反射ケース１の表面側にマスキングを施して
おき、その後反射ケース１の裏面側から上記各セグメン
ト窓孔４０内へこの透光性樹脂４１を注入すればよい。
次いで、フレーム２にボンディングされているＬＥＤ発
光素子３を上記セグメント窓孔４０内の底部に配置させ
てから、上記透光性樹脂４１を加熱し、硬化させればよ
い。

【００２７】図３に示すように、上記透光性樹脂４１の
一部は、上記複数のセグメント窓孔４０のそれぞれに連
通している各凹部５内にも流入し、硬化している。ま
た、反射ケース１の裏面側の凹状部１２，１３などにも
上記透光性樹脂４１が適宜充填されて硬化している。

【００２８】上記フレーム２は、複数本のリード端子部
２０を具備している。このフレーム２の電流供給用のリ
ード端子部２０ａに繋がった部分には、上記ＬＥＤ発光
素子３がボンディングされている。そして、このＬＥＤ
発光素子３は、グランド用のリード端子部２０ｂに繋が
った部分とワイヤＷを介して結線されている。

【００２９】上記フレーム２は、ＬＥＤ発光素子３およ
びワイヤＷが、上記セグメント窓孔４０内の底部に配置
されるように、上記反射ケース１の裏面側に当接され、
かつその背面側が、上記透光性樹脂４１とは異なった不
透明な暗色系の合成樹脂６によって樹脂封止されてい
る。この合成樹脂６は、フレーム２の固定に役立つばか
りではなく、セグメント窓孔４０の下方への光の洩れを
防止し、１つのセグメント窓孔４０内の光が、その隣り
に位置する他のセグメント窓孔４０内へ入るのを防止す
るのに役立つ。また、この合成樹脂６は、フレーム２の
各所に形成されている適当な隙間Ｓの部分において透光
性樹脂４１と接合するために、これらの樹脂どうしの接
着強度を高めることが可能である。

【００３０】上記構成のＬＥＤ表示器Ａでは、セグメン
ト窓孔４０内に充填されて硬化している透光性樹脂４１
と接触するＬＥＤ発光素子３の表面部や、ワイヤＷの表
面部、ならびにワイヤＷのボンディング部分などの各部
に、透光性樹脂４１の硬化時の収縮に原因する残留応力
が存在している。したがって、このＬＥＤ表示器Ａのリ
ード端子部２０をたとえばマザーボードなどへハンダ付
けする場合に、このＬＥＤ表示器Ａが加熱されると、上
記透光性樹脂４１は、上記残留応力を解放する方向の熱
膨張を行う。したがって、この熱膨張によって、ＬＥＤ
発光素子３やワイヤＷのボンディング部分などをフレー
ム２から剥離させる方向の応力が発生する場合がある
が、このような透光性樹脂４１の熱膨張に伴う応力は、
セグメント窓孔４０に連通している凹部５内においても
発生する。この凹部５は、透光性樹脂４１と接触するエ
ッジ部を有するものであるから、この凹部５の形成位置
には比較的大きな応力が発生する。

【００３１】したがって、上記透光性樹脂４１の熱膨張
に原因して発生する応力が、上記凹部５内において発生
する分だけ、ＬＥＤ発光素子３やワイヤＷの部分におい
て発生する応力が小さくなり、ＬＥＤ発光素子３やワイ
ヤＷの部分に上記応力が集中して発生することが緩和さ
れることとなる。すなわち、凹部５内の透光性樹脂４１
に積極的に応力を発生させることによって、ＬＥＤ発光
素子３やワイヤＷの部分において発生する応力を小さく
することができる。その結果、ＬＥＤ発光素子３やワイ
ヤＷのボンディング部分が、上記透光性樹脂４１の応力
によってフレーム２から容易に剥離するようなことがな
くなり、これらの部位に導通不良が生じることを防止す
ることができる。

【００３２】図５は、本願発明に係るＬＥＤ表示器Ａａ
の他の例を示す正面図である。図６は、その側面図であ
る。図７は、図５に示すＬＥＤ表示器Ａａの要部拡大断
面図である。

【００３３】このＬＥＤ表示器Ａａは、先に説明したリ
ード端子部２０を有するＬＥＤ表示器Ａとは異なり、リ
ード端子部を有しない面実装タイプのＬＥＤ表示器とし
て構成されている。具体的には、このＬＥＤ表示器Ａａ
は、反射ケース１Ａと、この反射ケース１Ａの裏面側に
配された基板２Ａとを具備して構成されている。

【００３４】上記反射ケース１Ａは、偏平な板状に形成
されている点で、既述したＬＥＤ表示器Ａの矩形箱状の
反射ケース１とは相違している。ただし、その表面部に
は、７つの棒状の発光セグメント４が８の字状に配列し
て設けられており、その基本的な構成は先の反射ケース
１と共通している。なお、板状の反射ケース１Ａでは、
セグメント窓孔４０の深さが浅くなり、このセグメント
窓孔４０内に配置されているＬＥＤ発光素子３を発光駆
動させた場合に、このＬＥＤ発光素子３が小さな輝点と
して見える傾向がある。したがって、この場合には、反
射ケース１Ａの表面にハーフミラー６を設ける手段を採
用すればよい。このような構成によれば、ＬＥＤ発光素
子３１から発せられる光がセグメント窓孔３０から直接
外部へ放出される割合を減じることができ、セグメント
窓孔３０の全体を均等に輝やかせることができる。

【００３５】上記基板２Ａは、その表面にＬＥＤ発光素
子３やワイヤＷをボンディングするための配線パターン
を形成したものである。図５および図６に示すように、
この基板２Ａの上下両側縁部２５ａ，２５ｂの裏面に
は、上記ＬＥＤ発光素子３やワイヤＷのボンディング位
置に導通する複数のパッド状の端子部２０Ａが膜形成さ
れている。

【００３６】このようなＬＥＤ表示器Ａａにおいても、
図７に示すように、反射ケース１Ａに設けられているセ
グメント窓孔４０の底部開口部４５の周縁部に、このセ
グメント窓孔４０に連通する切欠状の凹部５Ａを設けて
おき、この凹部５Ａ内に透光性樹脂４１の一部を流入さ
せておけば、先のＬＥＤ表示器Ａと同様に、やはり透光
性樹脂４１の熱膨張時に上記凹部５Ａ内において応力を
発生させることができる。その結果、ＬＥＤ発光素子３
やワイヤＷのボンディング位置において発生する応力を
緩和し、これらが基板２Ａから剥離するといったことを
的確に防止することが可能である。

【００３７】このように、本願発明は、ＬＥＤ発光素子
をリードピンを有するフレームにボンディングしたタイ
プのＬＥＤ表示器以外として、ＬＥＤ発光素子を基板に
ボンディングしたタイプのＬＥＤ表示器にも適用するこ
とが可能である。また、ＬＥＤ発光素子を基板にボンデ
ィングしたＬＥＤ表示器としては、基板にリードピンを
取付けたタイプもあり、本願発明はいずれの場合にも適
用可能である。

【００３８】また、本願発明では、反射ケースのセグメ
ント窓孔に連通して設けられる凹部の具体的な形状、配
置、個数なども限定されない。たとえば、図８（ａ）に
示すように、凹部５を平面視円弧状のものに形成しても
よい。さらには、同図（ｂ）に示すように、凹部５をセ
グメント窓孔４０の底部開口部の長手方向両端部に設け
てもよい。

【００３９】さらに、本願発明では、反射ケースに複数
のセグメント窓孔が設けられている場合おいて、必ずし
も全てのセグメント窓孔に凹部を設ける必要もない。た
とえば、ＬＥＤ表示器をハンダ付けする場合において、
そのハンダ付けがなされる位置から遠く離れた位置に存
在するセグメント窓孔については、そのセグメント窓孔
内に充填されている透光性樹脂の熱膨張量が非常に少な
い場合があり、このような場合にはあえて凹部を設ける
までもないからである。

【００４０】その他、本願発明に係るＬＥＤ表示器の各
部の具体的な構成、ならびに本願発明に係るＬＥＤ表示
器の反射ケースの具体的な構成は、種々に設計変更自在
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係るＬＥＤ表示器の一例を示す正面
図。

【図２】図１のＸ１−Ｘ１線拡大断面図。

【図３】図１のＸ２−Ｘ２線要部拡大断面図。

【図４】図１に示すＬＥＤ表示器の反射ケースを背面側
から見た斜視図。

【図５】本願発明に係るＬＥＤ表示器の他の例を示す正
面図。

【図６】図５に示すＬＥＤ表示器の側面図。

【図７】図５に示すＬＥＤ表示器の要部拡大断面図。

【図８】（ａ），（ｂ）のそれぞれは、セグメント窓孔
に連通して設けられる凹部の他の例を示す要部平面図。

【図９】（ａ）は、従来のＬＥＤ表示器の一例を示す正
面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＸ３−Ｘ３線拡大断面
図。

【符号の説明】

１，１Ａ 反射ケース ２ フレーム ２Ａ 基板 ３ ＬＥＤ発光素子 ４ 発光セグメント ５，５Ａ 凹部 ４０ セグメント窓孔 ４１ 透光性樹脂 ４５ 底部開口部（セグメント窓孔の） Ａ，Ａａ ＬＥＤ表示器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームまたは基板などの所望の部材に
   ボンディングされたＬＥＤ発光素子が、反射ケースに設
   けられているセグメント窓孔内の底部に配置されている
   とともに、このセグメント窓孔内には、透光性樹脂が充
   填されて硬化しているＬＥＤ表示器であって、 上記セグメント窓孔の底部開口部の周縁部には、上記セ
   グメント窓孔内と連通する切欠状の凹部が少なくとも１
   以上設けられており、かつこの凹部には、上記セグメン
   ト窓孔内に充填された透光性樹脂の一部が流入して硬化
   していることを特徴とする、ＬＥＤ表示器。
2. 【請求項２】 上記反射ケースには、平面視棒状に形成
   された複数のセグメント窓孔が８の字状に配列して設け
   られており、かつ上記凹部は、上記各セグメント窓孔の
   長手方向に沿う側壁部を一部切り欠いたかたちに設けら
   れている、請求項１に記載のＬＥＤ表示器。
3. 【請求項３】 ＬＥＤ発光素子によって発光させるため
   のセグメント窓孔が設けられているＬＥＤ表示器の反射
   ケースであって、 上記セグメント窓孔の底部開口部の周縁部には、このセ
   グメント窓孔内と連通する切欠状の凹部が少なくとも１
   以上設けられていることを特徴とする、ＬＥＤ表示器の
   反射ケース。