DE3833315A1 - Light-emitting diode (LED) display device - Google Patents

Light-emitting diode (LED) display device

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Abstract

An LED display device, which has at least one light-emitting diode LED (3) arranged in a housing on a conductor track (4) and embedded in a plastic used as light guide, which serves to illuminate a luminant surface provided on the front side of the housing or a luminant symbol (2), is to manage with few individual components due to a compact, integral design (construction), and be suitable in particular for SMD (surface mounted device) assembly. The embedding in plastic is constructed as flat, transparent basic element (1) in which the light is guided due to total reflection at its upper and lower side and reflection at its narrow sides, and which forms both the carrier for the luminant surface or the luminant symbol (2) and the housing for the light-emitting diode (3). The device according to the invention is used as LED display. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtemissionsdioden(LED)-Anzeigevor­ richtung mit mindestens einer in einem Gehäuse auf einer Leiter­ bahn angeordneten und in einem als Lichtleiter verwendeten Kunst­ stoff eingebetteten Lichtemissionsdiode (LED), die zum Beleuch­ ten einer auf der Frontseite des Gehäuses vorgesehenen Leucht­ fläche bzw. einem Leuchtsymbol dient.The invention relates to a light emitting diode (LED) display Direction with at least one in a housing on a ladder arranged in a path and used in an art as a light guide fabric-embedded light-emitting diode (LED) used to illuminate a light provided on the front of the housing surface or a light symbol.

Derartige LED-Displays sind bekannt und in der einschlägigen Literatur eingehend beschrieben.Such LED displays are known and in the relevant Literature described in detail.

Insbesondere in der Unterhaltungs- und Autoelektronik werden in großer Zahl LED-beleuchtete Leuchtflächen bzw. Leuchtsymbole verwendet, mit denen ein bestimmter Betriebszustand des Gerätes angezeigt wird.Especially in entertainment and car electronics are in large number of LED-illuminated luminous surfaces or symbols used with which a specific operating state of the device is shown.

Diese Leuchtsymbole werden heute als großflächige LEDs oder als Reflektoranordnungen mit seitlich strahlenden LEDs verwirklicht.These luminescent symbols are used today as large-area LEDs or as Reflector arrangements realized with laterally shining LEDs.

Für derartige Anordnungen sind einschließlich Rahmen- und Front­ abdeckung viele Einzelteile nötig, die hohe Kosten bei der Lo­ gistik und Bestückung verursachen.For such arrangements are including frame and front cover many individual parts necessary, the high costs of the Lo cause gistics and assembly.

Darüber hinaus entsprechen die Teile nicht den Forderungen für eine in immer höherem Maße angestrebte SMD-(Survace Mounted Device-)Montage.In addition, the parts do not meet the requirements for an increasingly desired SMD (Survace Mounted Device) assembly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtemissions­ dioden(LED)-Anzeigevorrichtung zu schaffen, die durch einen kom­ pakten, integralen Aufbau mit wenig Einzelteilen auskommt, ein­ fach herstellbar und kostengünstig ist, und die insbesondere für eine SMD-Montage geeignet ist. The invention has for its object a light emission to create diode (LED) display device by a com compact, integral structure with few individual parts is manufacturable and inexpensive, and especially for SMD mounting is suitable.  

Diese Aufgabe wird bei einer Lichtemissionsdioden(LED)-Anzeige­ vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kunststoffeinbettung als flacher, transparenter Grundkörper ausgebildet ist, bei dem die Lichtleitung durch To­ talreflexion an dessen Ober- und Unterseite und Reflexion an dessen Schmalseiten erfolgt, und der sowohl den Träger für die Leuchtfläche bzw. das Leuchtsymbol als auch das Gehäuse für die Lichtemissionsdiode bildet.This task is accomplished with a light emitting diode (LED) display device of the type mentioned according to the invention solved that the plastic embedding as a flat, transparent Basic body is formed, in which the light conduction by To valley reflection on its top and bottom and reflection whose narrow sides occur, and which is both the carrier for the Luminous area or the light symbol as well as the housing for the Light emission diode forms.

Im Inneren des flachen, transparenten Grundkörpers sind dabei eine oder mehrere Lichtemissionsdioden in geeigneter Weise auf Leiterbahnen angeordnet, und das zu beleuchtende Leuchtsymbol ist an der Oberfläche des Grundkörpers als lichtstreuende Schicht aufgebracht oder als lichtstreuende Vertiefung in den Grundkörper eingearbeitet.Inside are the flat, transparent body one or more light emitting diodes in a suitable manner Arranged conductor tracks, and the illuminated symbol to be illuminated is on the surface of the base body as a light scattering Layer applied or as a light-scattering depression in the Base body incorporated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.Advantageous refinements or developments of the invention are subject to additional claims.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein flaches, SMD-fähiges Bauelement anstelle einer Kombination aus LED, Reflektor und Symbolträger realisiert wird.The advantages achieved with the invention are in particular in that a flat, SMD-capable device instead of one A combination of LED, reflector and symbol carrier is realized.

Das zu beleuchtende Symbol kann an der Oberfläche (Frontseite) der Kunststoffeinbettung bzw. des Grundkörpers z.B. durch Auf­ druck als lichtstreuende Schicht aufgebracht oder als streuende Vertiefung in den Körper eingearbeitet werden. Der flache, trans­ parente Grundkörper wirkt dabei nur als Lichtleiter durch Total­ reflexion an der Ober- und Unterseite und Verspiegelung bzw. diffuse Reflektorschichten an den Schmalseiten. Die Lichtleiter­ wirkung des Grundkörpers ist vergleichbar mit der Fluoreszenzbe­ leuchtung für Flüssigkristallanzeigen.The symbol to be illuminated can be found on the surface (front) the plastic embedding or the base body e.g. by on Print applied as a light-scattering layer or as a scattering layer Deepening can be worked into the body. The flat, trans Parent basic body only acts as a light guide through total reflection on the top and bottom and mirroring or diffuse reflector layers on the narrow sides. The light guides effect of the base body is comparable to the fluorescence lighting for liquid crystal displays.

Die Kunststoffeinbettung bzw. der Symbolgrundkörper besitzt an mindestens einer Seite Anschlüsse für die Inline- oder Oberflä­ chen-(SMD-)Montage. The plastic embedding or symbol base has at least one side connections for the inline or surface Chen (SMD) assembly.  

Für den Aufbau dieser Vorrichtung mit einem oder mehreren gleich- oder verschiedenfarbigen LED-Chips wird ein vorzugsweise flacher Leadframe verwendet. Die Chips werden am Rand oder in den Ecken des Grundkörpers angebracht, der z.B. durch Vergießen oder Umspritzen des Leadframes hergestellt werden kann.For building this device with one or more LED chips of the same or different colors are preferred flat lead frame used. The chips are on the edge or in attached to the corners of the base body, which e.g. by shedding or overmolding the lead frame.

Die Chips sollen vornehmlich horizontal, d.h. parallel zu den Oberflächen strahlen. Dies wird z.B. durch Verspiegelung der Vorder- und/oder Rückseite des Chips bzw. durch eine Gestaltung eines Leadframe-Teils als Reflektor nach dem Die- und Wire- Bonden erreicht, wodurch der Chip zum Betrachter hin abgeschirmt wird, oder durch Aufbringen einer diffusreflektierenden bzw. -spiegelnden Oberfläche auf den Grundkörper. Zur Verbesserung der Lichtleiter wird der daneben befindliche Rand mit einer diffus reflektierenden oder -spiegelnden Schicht versehen. Die Flachbaugruppe, auf die das vorgeschlagene Bauelement montiert wird, wird an ihrer Oberfläche vorzugsweise schwarz gefärbt.The chips should primarily be horizontal, i.e. parallel to the Radiate surfaces. This is e.g. by mirroring the Front and / or back of the chip or by a design of a leadframe part as a reflector after the die and wire Bonding achieved, whereby the chip shielded from the viewer or by applying a diffusely reflecting or - reflective surface on the base body. For improvement the light guide becomes the edge next to it with a diffusely reflecting or reflecting layer. The PCB on which the proposed component is mounted is preferably colored black on its surface.

Anhand eines in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestell­ ten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:Based on a schematically shown in the figures of the drawing th embodiment, the invention is further explained. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung und Fig. 1 is a perspective view of a device according to the invention and

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the device according to FIG. 1.

Die in den Figuren dargestellte LED-Anzeigevorrichtung besteht im wesentlichen aus dem flachen, transparenten Grundkörper 1. Als Material für den Grundkörper 1 ist ein transparenter Kunst­ stoff geeignet, der z.B. auch bei LED-Indikatorlampen verwendet wird. Der Kunststoff des Grundkörpers 1 hat neben der notwendi­ gen Schutzfunktion für den LED-Chip 3 und dessen Kontaktierung im Gegensatz zu anderen Halbleiterbauelementen noch die zusätz­ liche Funktion der Strahlauskopplung aus dem Chip 3 und der Strahlführung , d.h. der Lichtleitung zum Leuchtsymbol 2, das in diesem Beispiel den Buchstaben P darstellt. Die Lichtleitung soll im Inneren des transparenten Grundkörpers 1 durch Totalre­ flexion an dessen Ober- und Unterseite sowie durch Reflexion an den Schmalseiten erfolgen, die zu diesem Zweck mit einer Ver­ spiegelung bzw. diffus reflektierenden Schicht 5 versehen sind. Die spiegelnde oder diffus reflektierende Schicnt 5 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel als Randabdeckung über die Schmalseiten des Grundkörpers 1 hinaus und umfaßt damit auf der Oberseite des Grundkörpers 1 ein freies Feld für das Leuchtsym­ bol 2. Ein beispielsweise vorzunehmender Typenaufdruck erfolgt zweckmäßig im Randbereich der Oberseite des Grundkörpers 1. Der LED-Chip 3 ist auf dem teilweise verdeckt dargestellten Lead­ frame 4 im Inneren des Grundkörpers 1 aufgebracht, und zwar in dessen Randbereich, d.h. außerhalb des freien Feldes für das Leuchtsymbol 2 bzw. innerhalb der Randabdeckung bzw. reflektie­ renden Schicht 5. Für eine SMD-fähige Montage sind die Anschlüs­ se des Leadframes 4 außerhalb des Grundkörpers 1 entsprechend abgewinkelt.The LED display device shown in the figures essentially consists of the flat, transparent base body 1 . A transparent plastic material is suitable as the material for the base body 1 , which is also used, for example, in LED indicator lamps. The plastic of the base body 1 has, in addition to the necessary protective function for the LED chip 3 and its contacting, in contrast to other semiconductor components, the additional function of beam coupling out of the chip 3 and the beam guidance, ie the light conduction to the light symbol 2 , which in this Example represents the letter P. The light guide should take place in the interior of the transparent base body 1 by total reflection on the top and bottom thereof and by reflection on the narrow sides, which are provided with a reflection or diffusely reflecting layer 5 for this purpose. The reflecting or diffusely reflecting layer 5 extends in this exemplary embodiment as an edge cover over the narrow sides of the base body 1 and thus comprises a free field for the light symbol 2 on the top of the base body 1 . A type imprint to be made, for example, is expediently carried out in the edge region of the upper side of the base body 1 . The LED chip 3 is applied to the partially hidden lead frame 4 inside the base body 1 , namely in its edge region, ie outside the free field for the light symbol 2 or within the edge cover or reflective layer 5 . For an SMD-compatible assembly, the connections of the lead frame 4 outside the base body 1 are angled accordingly.

Claims (8)

1. Lichtemissionsdioden(LED) -Anzeigevorrichtung mit mindestens einer in einem Gehäuse auf einer Leiterbahn angeordneten und in einem als Lichtleiter verwendeten Kunststoff eingebetteten Lichtemissionsdiode (LED), die zum Beleuchten einer auf der Frontseite des Gehäuses vorgesehenen Leuchtfläche bzw. eines Leuchtsymbols dient, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kunststoffeinbettung als flacher, transparen­ ter Grundkörper (1) ausgebildet ist, bei dem die Lichtleitung durch Totalreflexion an dessen Ober- und Unterseite und Reflexion an dessen Schmalseiten erfolgt, und der sowohl den Träger für die Leuchtfläche bzw. das Leuchtsymbol (2) als auch das Gehäuse für die Lichtemissionsdiode (3) bildet.1. Light emission diodes (LED) display device with at least one light emission diode (LED) arranged in a housing on a conductor track and embedded in a plastic used as light guide, which serves to illuminate a light surface provided on the front of the housing or a light symbol, characterized thereby net that the plastic embedding is designed as a flat, transparent ter basic body ( 1 ), in which the light conduction takes place by total reflection on its top and bottom and reflection on its narrow sides, and which is both the support for the luminous surface or the light symbol ( 2nd ) and the housing for the light-emitting diode ( 3 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Inneren des Grundkörpers (1) eine oder mehrere Lichtemissionsdioden (3) in geeigneter Weise auf Leiter­ bahnen (4) angeordnet sind, und daß das zu beleuchtende Leucht­ symbol (2) an der Oberfläche des Grundkörpers (1) als licht­ streuende Schicht aufgebracht oder als lichtstreuende Vertiefung in den Grundkörper (1) eingearbeitet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the interior of the base body ( 1 ) one or more light-emitting diodes ( 3 ) in a suitable manner on tracks ( 4 ) are arranged, and that the illuminated symbol ( 2 ) to be illuminated Surface of the base body ( 1 ) is applied as a light-scattering layer or is worked into the base body ( 1 ) as a light-scattering depression. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Anordnen von einem oder meh­ reren gleich- oder verschiedenfarbigen LED-Chips (3) auf den Lei­ terbahnen (4) ein flacher Leadframe vorgesehen ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a flat lead frame is provided for arranging one or more of the same or different colored LED chips ( 3 ) on the conductor tracks ( 4 ). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) zumin­ dest an den Schmalseiten mit einer Verspiegelung oder diffus reflektierender Schicht bzw. Schichten (5) versehen ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base body ( 1 ) at least on the narrow sides with a mirror or diffusely reflecting layer or layers ( 5 ) is provided. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) an minde­ stens einer Schmalseite Anschlüsse für eine Inline- oder Ober­ flächenmontage besitzt. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the base body ( 1 ) has at least at least one narrow side connections for an inline or surface mounting. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Chips (3) am Rand oder in den Ecken des durch Vergießen oder Umspritzen des Lead­ frames (Leiterbahnen 4) hergestellten Grundkörpers (1) ange­ bracht sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the LED chips ( 3 ) at the edge or in the corners of the base body ( 1 ) produced by casting or extrusion coating of the lead frames (conductor tracks 4 ) are introduced. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Chips (3) auf ihrer Vorder- und/oder Rückseite verspiegelt sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the LED chips ( 3 ) are mirrored on their front and / or back. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bereich des LED-Chips (3) befindlicher Teil des Leadframes (4) als Reflektor ausgebil­ det ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a part of the lead frame ( 4 ) located in the region of the LED chip ( 3 ) is ausgebil det as a reflector.
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