CN1228749C - 显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

七段表面安装发光显示器包括矩形反射体(70)和“I”型PCB(50)。PCB具有定位孔，用于环氧树脂的孔和传导孔。PCB(50)具有一对朝其较短侧的V型槽。反射体(70)具有平面前面(70a)和空心内部区域(70b)和后壁(72，78)。空心内部区域包括固定PCB(50)的定位引脚(71)。另外，反射器在其端部具有一对脊点(73)以固定PCB(50)的凹槽。由树脂/硬化环氧树脂密封压缩反射器和薄膜PCB装置。

Description

显示器及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示器及其制造方法，尤其涉及表面安装发光显示器，虽然不一定独特地，但是特别涉及七段表面安装发光显示器。

背景技术

在许多电子装置中，七段显示器等多段显示器一般用特定的数字或字符向用户作目视显示。现有的七段显示器有各种尺寸和色彩。这类色彩通常为绿、红、橙、白和黄，但显示器也可应用其它色彩，视用户的要求而定。

通常，单一位数的显示器包括七个一般为矩形的段，发光二极管排成“8”字形，从七段里点亮不同组合的段，可在显示器上形成不同的符号。有时还在七段附近设置了更小的圆心发光段。这七个段用于指示数字和字符，而更小的发光段用于小数点或句点指示。

参照图1-4描述一种已知的七段显示器。图1为该显示器的正视图，图2是背面到侧面的透视图，图3是沿显示器长度从侧面看的截面图，图4是这类显示器的已知电路图。

该显示器有三个主要部件，即矩形反射体(10)、矩形印刷电路板(PCB)(20)和半透明环氧树脂(30)。

膜塑反射体(10)具有正面(11)、两个侧壁和两个端臂，无背面，其中空心，形成腔体(12)。正面(11)在其(13a-13g)内有七个矩形段孔和一圆孔(13h)，该圆孔从正面(11)的前面(11a)到后面(116)延伸入腔体(12)。这些七段孔(13a-13g)细长，是七个显示段的形状，而且在正面(11)的前面(11a)比后面(11b)更长，因为细长孔(13a-13g)越靠近正面(11a)就越长。

PCB(20)有正面(21)和背面(22)，正面上有8个发光二极管(23a-23h)。和本领域众所周知，这些二极管被电路隔开，以被激励和点亮，并在控制电路要求时，使期望的二极管组合同时点亮。此时，将图4所示各种电路的端子接到10根引线脚(24a-24j)，这些引线脚从PCB(20)背面向后延伸。

PCB(20)在腔体(12)内位于反射体(10)中，经成形并安置8个二极管(23a-23h)，使各二极管(23a-23h)紧接在相应段孔(13a-13g)或圆孔(13h)后面。因此，当二极管(23a-23h)受激时，通过相应的孔(13a-  13h)可从反射体(10)前面看见其发光。

环氧树脂(30)也在反射体(10)的腔体(12)内，它填充8个孔(13a-13h)，填充正面(11)后面(11b)PCB(20)前面(21)之间的空隙，还通过PCB边缘覆盖其背面(22)。树脂不仅使光从二极管(23a-23h)散射到孔(13a-13h)的前面，还密封了PCB(20)的前面(21)与反射体(10)正面(11)后面(11b)之间的空隙，将PCB(20)密封就位。

图4示出两类LED显示器、公共阳极与公共阴极已知的内部电路图。8个发光二极管(23a-23h)每一个的一端通常连接成公共阳极或公共阴极形式。把各个发光二极管(23a-23h)有关的驱动引脚(24a-24j)有选择地与驱动电压连接，就能显示不同的符号。用户根据外围设备的电压类型来选择公共阳极或公共阴极的类型形式。

这类显示器的制造要求用液态环氧树脂(30)注入腔体(12)，PCB(20)浸入其中直到覆盖其背面(22)，再让装置固化。或者，先把PCB置入腔体(12)，再注入树脂(30)，直到覆盖PCB(20)背面再固化。

两种制造方法产生的显示器都相当深厚。腔体(12)必须深得足以让树脂(30)覆盖PCB，而且允许使用的树脂(30)量有一定变化。再者，出自PCB(20)的10根引脚(24a-24j)从反射体(10)向后延伸一定距离。另因PCB(20)完全插入腔体(12)，故反射体(10)必须比PCB更长更宽，使PCB(20)各边缘周围有足够的空隙供树脂(30)流动。

对固定尺寸的显示段而言，得到的显示器显得长、宽而深。还说明，在制作反射体(10)时，过多地使用了环氧树脂(30)和模制塑料。在形成较大的显示器时，要一起应用多个此类七段显示器，这意味着较大的各个反射体增大了这类显示器的总尺寸，有碍于超小型化。

另外，使用金属引脚(24a-24j)增加了成本和不便利性。这类引脚(24a-24j)必须强力配合到PCB(20)上。鉴于这种处理的生产偏差，降低了所得PCB的可靠性。但引脚(24a-24j)是必需的，因为不然要将PCB(20)上的触点密封在环氧树脂(30)的下面。

目前多段显示器制造方法的主要问题之一是设法降低气泡留在环氧树脂内的可能性，而环氧树脂可以留驻在PCB正面上的发光二极管与通过其发射光的树脂填充段孔之间，这种气泡会影响多段显示器的性能。

在一种做法中，为消除气泡，当前的生产方法依靠把PCB浸入环氧树脂，确保将气泡排出树脂。当然，这样就把PCB完全封闭在环氧内，导致前述那样的增大了元件尺寸，而且限制了制造这类伸出的引脚从PCB延伸通过周围环氧的显示器。

把引脚用作多段显示器的连接，就更难以提供可以表面安装的显示器。为适应任何表面安装形成，需将伸出的引脚弯成直角，这就不适于自动处理器把多段显示器配合于形成较大的所有元件。在对排放空气或在反射体内配置环氧提供较佳的方法时，其它设计可靠性也是可行的，其中包括更易于表面安装的单元。

发明内容

根据本发明第一方面，提供了一种显示设备，它包括具有正面和侧壁的反射体，空心区在所述正面的后面被所述侧壁包围，孔通过所述正面到所述空心区。电路板配装在所述反射体背面，并沿至少第一方向比所述反射体侧壁内表面延伸得更长，以电路板装置和反射体沿同一第一方向间隔开。配合装置用于配合反射体与电路板的相对位置。内表面沿同方向比所述电路板范围隔开得更近的侧壁是第一侧壁。电路板包括送光部，配置成在该电路板配到所述反射体背面上时向所述孔送光。

在另一方面，提供的显示器包括：

-反射体，具有正面板和基本上横向延伸到所述正面板主平面以限定其后面空心区的侧壁；

-至少一个从所述面板正面通过所述正面板到所述空心区的孔径；

-位于所述空心区内或附近所述正面板后面且其至少一个发光体通过所述正面板对准所述孔径的电路板；

-位于所述正面板后面用于保存正面板与电路板树脂媒介物的至少一个树脂容器；和

-安置电路板后接收剩余树脂的至少另一容器。

附图说明

将参照附图以非限制性实例描述本发明，其中：

图1是原有技术七段显示器的正视图；

图2是图1中已知显示器的透视图；

图3是通过图1中已知显示器的截面；

图4示出七段显示器已知的内电路图；

图5是用于本发明一实施例的PCB的透视图；

图6是图5PCB的截面图；

图7是用于本发明一实施例的反射体的透视图；

图8是本发明一实施例的显示器的正视图；

图9是通过图8显示器的截面；

图10用于本发明一实施例的反射体视图的简化截面；

图11是本发明一实施例中反射体和PCB组装前的截面；

图12是本发明一实施例的显示器的截面；

图13是本发明另一实施例的显示器的截面；

图14a-14f示出本发明另一实施例的显示器制造方法；

图15a-15c示出本发明另一实施例的显示器制造方法；和

图16是本发明又一实施例的正视图。

具体实施方式

本发明第一实施例的示例显示器包括表面安装的LED显示器，它具有图5所示的PCB(50)，其电路板与反射体(70)示于图7。

详细地说，图5和6示出的I形矩形PCB(50)有正面(50a)与背面(50b)。PCB(50)沿第一方向(沿I的长度)具有长尺寸，比准备使用的反射体(70)端臂(78)诸内表面之间相应的长度更长。在与第一方向正交的短尺寸中(穿过I主体的宽度)，PCB比反射体(70)侧壁诸内表面之间的相应长度更短。

在PCB(50)正面(50a)对应于相应反射体(70)端臂(78)的位置，有一对穿过PCB(50)宽度的V形槽(61)形式的凹槽。

PCB(50)的一对定位孔(51)朝其相对的对角穿过前后定位，另外四个树脂孔(52)沿其长度再次穿过前后面，定位孔(51)帮助把PCB(50)定位在其反射体(70)上，树脂孔(52)则让树脂回填或泄出(下面描述)。

PCB(50)在后侧(50b)有印刷线路(54)，利用导电通镀孔(53)电气连接至PCB正面(50a)。PCB(50)正面(50a)在其相关位置有发光二极管。PCB(50)的电路可以是普通电路，如应用图4所示和前述的电路图。在PCB(50)背面端部，沿较短的边缘(即沿I的顶部与底部)，裸露的印刷线路(54)作为触点，连接显示器及其安装件和有关的外围元件。

图7示出供图5和6的PCB使用的示例反射体(70)的透视图。反射体(70)有正面(70a)和四个后侧壁(72，78)，正面背面(70b)与侧壁(72，78)之间限定一空心区。

反射体(70)端部两个较短的侧壁(78)沿其顶部具有倒V形脊形式的突起，它们沿这些侧壁的长度延伸，但不完全穿过其宽度。脊点(73)与PCB(50)上相应的槽(61)协同在组装期间固定PCB(50)与反射体(70)的相对位置。它们还在正面背后(70b)的水平面上方提供一个限定空心区的水平面。

沿反射体(70)侧面的较长侧壁(72)高于较短的侧壁(78)。在该较佳实施例中，当配合在一起时，它们与PCB(50)背面(50b)齐平。

反射体(70)还有一对位于其正面背后(70b)的定位销(71)，每个定位销(71)配入PCB(50)上相应的定位孔(51)，将PCB定位于反射体(70)。

已经知道，反射体正面(70a)有七个8字形的段孔(74a-74g)，里面有一圆孔(74h)，这些孔从正面的正面(70a)延伸到背面(70b)。段孔(74a-74g)细长，而且在反射体(70)正面(70a)比背面(70b)更长。每个孔(74a-74h)分别在PCB(50)上对应于某个发光二极管(83)的位置。当PCB(50)装在反射体(70)背面上时，各二极管分别配入孔(74a-74h)里。

反射体(70)正面的背面(70b)上面，有一对位于七个段孔(74a-74g)之间的中央容器(77)。另在任一边，段孔(74a-74g)与较长侧壁(72)之间设置了侧面容器(76)。

反射体(70)与PCB(50)通过用组合树脂/硬化环氧形式的树脂加接组装而永久固定。图8正面示出了完成的组件，填充树脂的段孔形成反射体段(83a-83h)。图9示出沿直线A-A穿过图8的截面。

现在参照图10-12描述示例的制造方法。

按照该方法，反射体(70)的正面(70a)与空心区里的孔(74a-74h)都用熔化的树脂/硬化环氧(85)填充。然后把PCB(50)置于反射体(70)背面正确定位，使短侧壁(78)上的脊部(73)突入PCB(50)里的槽(61)内，定位销(71)配入PCB(50)中相应的定位孔(51)。PCB(50)的正面(50a)还靠在反射体(70)正面的背面(70b)上。PCB(50)利用正面(70a)和容器(77)中孔里的树脂保持就位。来自空心区的剩余树脂在硬化前被压到树脂孔(52)里，像图9所示那样在树脂孔(52)里形成新月体(minisci)(171)。还将剩余树脂推入侧面容器(76)。

PCB(50)端部在端侧壁(78)上延伸，这些延伸部还沿正交方向向外延伸，但不超出较长侧壁(72)的外表面，故与这些壁(72)齐平。PCB(50)的背面(50b)也与较长侧壁(72)的顶部齐平。PCB(50)的测缘还沿其长度接触较长侧壁(72)，防止树脂漏泄。因此，整个封装件平滑、浅薄、呈矩形。

树脂量限于或固定为不超出脊部(73)顶部的水平面，这样剩余量就被限制成不通过树脂孔(52)流到PCB(50)的顶部(50b)或溢出反射体(70)端部，保持显示器整洁、平背和矩形的外貌。

图13示出按第二种方法生产的显示器。反射体(70)和PCB(50)如前面所示和所述，但PCB在树脂进入反射体(70)之前已在反射体(70)上定位，个要如前所述正确地定位，树脂(85)就通过树脂孔(52)从PCB(50)背面(50b)送出。

同样限制树脂量，使树脂填满正面(70a)的孔74a-74h)，剩余树脂被吸入容器(76)在显示体正面(70)的背后(70b)内形成新月体(minisci)(211)。有些树脂还留在树脂孔(52)中。

现在描述这些方法的细节。先描述在装配PCB(50)之前把树脂送入反射体(70)的情况。

如图14a与14b所示，把反射体(70)阵列夹到基板(92)上的安装块(91)阵列上，使各反射体(70)的发光正面(70a)面朝上。

然后(如图14c所示)，把钢架(111)装到反射体(70)阵列上，并用安装销(112)装到基板(92)。钢架(111)有一接收相应反射体(70)阵列的孔径阵列，使各反射体(70)的发光表面(70a)与架(111)的顶面齐平。

接着(如图14d所示)，对钢架(111)与反射体(70)阵列齐平的顶面贴上粘片(113)。粘片对单一阵列呈带状，对二维阵列用更多的粘片。贴粘片(113)的目的是确保反射体(70)阵列正面保持一起平坦。然后，从粘片(113)、钢架(111)与反射体(70)组件里取出安装销(112)与基板(92)。

然后将该组件颠倒成图14e所示的位置，使粘片(113)在架(111)与反射体(70)下面，反射体(70)的空心表面面朝上。

于是在室温下，从重量受控的环氧盛器(131)里把组合的树脂/硬化环氧(85)经喷嘴(132)送入反射体(70)的空心区。

之后，图14f示出装在反射体(70)背后的PCB阵列(50)。树脂(85)把(70)与PCB(50)和永久固定在一起。硬化后，从反射体阵列正面(70a)取出粘片(113)，得到制成品。

再参照图15a～15c描述第二种方法。前四步与参照图14a～14d所述的前一制造方法一样，直到钢架(111)、粘片(113)与反射体(70)的组件颠倒后使粘片(113)位于下面(图15a)。此时，不是把树脂送入反射体(70)，图15b示出已装在反射体(70)上的PCB(50)阵列。

然后(如图15c所示)，重量受控的环氧送给器(131)经位于送给器(131)上的喷嘴(132)通过环氧孔(52)背后送入固定量的树脂/硬化剂(85)。环氧(85)的送给量经限定，使剩余环氧吸入容器(76)，在显示体(70)正面背后(70b)内形成新月体(minisci)(211)。

按以上诸实施例制造的表面安装发光显示器，能应用于各种电子装置，显示器的密致性使其更适用于薄型或多层型显示器。

本发明不个限于上述诸实施例，可以变化。例如，位于反射体端侧壁的脊对也可位于较长的侧壁，PCB上的凹槽可以相应地朝PCB较长的边缘设置。这样，剩余的PCB和触点可在侧边而不是端部延伸。这种显示器示于图16，适合垂直堆层型显示器。

或者，要求突起与凹槽协作装置个位于一个端侧或侧边、所有端部与侧面，或按需要的任何端、侧组合，触点相应地从一侧、二侧、三侧或四侧在反射体外面延伸。显示器不一定呈矩形(或方形)，可以是不规则形状、多边形(如三角形)、圆形或几乎任一形状。此外，也可用其它协作装置，如可以不沿整个侧面长度延伸，可以使用销与孔或其它装置。

PCB不在其上延伸的侧面较佳地与PCB背面齐平，但也不一定，PCB背面可以高些或低些。

以上把PCB描述成位于正面的背面，但可以改成二者之间有一空隙，尽管较佳地个是个小空隙，如个有LED在PCB上的高度那样，这样可使树脂流动，尤其在背后送给时。

已将显示器举例描述为七段显示器，但本发明并不受此限制。它可以在正面有任何孔数，从一个孔朝上或多个孔朝上，以任一期望的形状与图案产生任何想要的显示，如产生罗马、希腊、西里尔或阿拉伯文或中日文字符等。

PCB描述成具有发光二极管，其它送光装置同样适用，如利用热放射、激光、树脂(或其它填料)元素(如磷)与发射电子的反应或者其它装置。其实本发明也并不限于能被人的肉眼看见的光谱，可以用来提供个能以其它EMR谱看到的显示。

另外，送光装置不一定在PCB上，其它电路板装置同样可用，包括基本上是化学或生物的装置。

诸示例方法示出了5个反射体的阵列，当然，该阵列可以包括任意数量沿行和/或列或其它方式排列的反射体。

对人工插装而不是表面安装技术，可将PCB改成具有安装金属销，树脂通过反射体侧面的孔从侧面送入。PCB上的定位孔和反射体内的定位销数量可以不同。同样地，树脂孔数量也可改变，但为了减少气泡问题，至少有二个。

在本发明其它实施例中，显然可以采纳本发明的诸方面内容而无需本实施例描述的整个解决方法。

如本实施例所示，本设备用不同的机理力保LED与反射体正面间的环氧内无气泡而无需完全浸没PCB。制造期间，环氧在反射体内主要位于中央井部(77)与孔(74a-h)内，这是用受控的树脂量略大于完全填满反射体与PCB之间空间所需的量来实现的。在装上PCB时，剩余树脂被压入侧面容器76并通过PCB里的孔径52，使要求环氧的区域溢出，如直接在PCB下面，而且LED还允许溢出而不覆盖PCB自身的背面。

可以引用本发明的这些方面内容，但无须PCB重迭反射体相对的侧面，也无需本实施例设置在邻接边缘上的协作槽与突起。重迭的PCB显然更容易实现表面安装的连接点，但引用本发明有关排气的这些附加方面的内容，仍可提供较小的低型面反射体而无需PCB的重迭部分。PCB仍可嵌(nest)在反射体所有四个侧壁内，或者简单地与反射体背面齐平。

对于反射体内应用的指定最少剩余树脂，PCB的位置很重要，所以可以使用定位销71，或者设置其它定位器，如PCB本身的支架，或者直接在反射体边缘部分定位。

虽然本较佳实施例试图提供一种可表面安装的多段显示器并提供重迭的PCB，但是应用反射体内设置的剩余树脂容器，同时仍以传容方法把销钉用作PCB自身的连接点，可提供比以前已知的更小更密致的多段显示器。

虽以诸实施例与变型描述了本发明，但在本发明范围内，本领域技术人员明白可采纳其它诸形式。

Claims (20)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：

反射体，具有正面与侧壁，空心区在所述正面后面并被所述侧壁包围，还具有通过所述正面到所述空心区的孔；

电路板装置，用于配装到所述反射体背面，并沿至少一第一方向延伸得比所述反射体侧壁内表面更长，电路板装置和反射体沿同一第一方向隔开；和

协作装置，用于固定反射体与电路板装置的相对位置；其中

其内表面沿同一方向比所述电路板范围隔开得较近的侧壁是第一侧壁；和

所述电路板装置包括送光部，而且配置成将电路板装置配装到所述反射体背面上时朝所述孔送光。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，协作装置包括：

所述电路板装置正面内的凹槽装置；和

对应于所述凹槽装置并从反射体背后延伸的突起装置。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，其内表面沿同一方向间隔得比所述电路板装置的范围更近的侧壁是第一侧壁，而所述突起装置从反射体第一侧壁顶部延伸。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一侧壁具有长度与宽度，所述突起装置不延伸穿过第一侧壁顶部的全部宽度。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，凹槽装置包括至少两条朝向所述电路板装置相对的边缘并延伸穿过其所述正面的槽；和

所述相应的突起装置包括沿反射体相对的侧壁顶部延伸的脊部。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述槽为V形，所述脊部为倒V形。

7.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述反射体细长，所述突起装置设置在所述反射体相对两端的第一侧壁上。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电路板装置在其延伸超过所述第一侧壁外表面的部分上具有用于所述送光部的触点

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，在所述第一侧壁外面，所述电路板装置沿垂直于所述第一方向的方向延伸得与另一侧壁外表面齐平。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反射体还包括从所述正面的背面向后面延伸的定位销；和

所述电路板装置还包括其中对应于所述定位销的孔。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述定位销朝所述正面的所述背面相对的对角定位。

12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，电路板装置具有至少一个第一孔，当电路板装置配装到所述反射体背面时，没有相应突起延伸至所述孔外。

13、如权利要求1所述的设备，其特征在于，经配置，当电路板装置配置到所述反射体背面时，使电路板装置的正面紧贴所述反射体正面的所述背面。

14、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述送光部是发光二极管。

15、一种显示设备，其特征在于包括：

具有正面板与侧壁的反射体，所述侧壁基本上横向延伸到所述正面板的主平面以在所述正面板后面限定一空心区；

至少一个从所述面板正面通过所述正面板到所述空心区的孔径；

在所述空心区内或附近定位于所述正面板后面的电路板，其至少一个发光体通过所述正面板对准所述孔径；

位于所述正面板后表面的至少一个树脂容器，用于保存正面板与电路板的树脂媒介物；和

至少另一个容器，在安置电路板时用于接收剩余的树脂。

16、如权利要求15的显示设备，其特征在于，将所述树脂容器定位于反射体侧壁的中间。

17、如权利要求16的显示设备，其特征在于，所述至少另一个容器位于所述反射体侧壁附近。

18、如权利要求15的显示设备，其特征在于，至少一个孔径设备在电路板中，在安置时指示电路板下面的树脂水平面。

19、如权利要求15的显示设备，其特征在于，所述电路板贴近并延伸超过所述反射体一对相对的侧壁。

20、如权利要求19的显示设备，其特征在于，所述电路板可传导的连接点设置在延伸超过所述反射体所述侧壁的部分上，以提供所述显示器的表面安装。

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