JP2001332771A

JP2001332771A - 発光表示装置

Info

Publication number: JP2001332771A
Application number: JP2000154464A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Tsuji; 和義辻
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】反射ケースの底面側も光を吸収しやすい色に
することにより、光漏れを少なくして誤認表示を防止し
得ると共に、表示面などに少々引っ掻き傷が生じても白
色が露出して表示面がまだらにならず、さらには、反射
ケースに再生品の樹脂を使用し得る構造の発光表示装置
を提供する。【解決手段】表示画像の一部である数字の各セグメン
トごとにＬＥＤチップがリードの一端部に設けられて発
光部が形成、ＬＥＤチップをそれぞれの導光部３２内に
内包するように反射ケース３が透光性樹脂で固着されて
いる。この反射ケース３が樹脂からなり、導光部３２の
内壁が光反射性の色に形成され、その他の外表面が底面
も含めて全て光吸収性の色に形成されたり、光反射性材
料からなるケースの表示面などを黒色系に染めたり、黒
色系樹脂からなる反射ケースの導光部内のみを白色系の
色にすることにより形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば自動販売
機の金額表示などに用いられる、ＬＥＤなどの発光素子
を用いて、７セグメントやドットマトリクス構造の数
字、文字、キャラクタなどを表示する発光表示装置に関
する。さらに詳しくは、リードフレームまたは樹脂回路
基板と反射ケースを用いた簡単な構造の発光表示装置
で、反射ケースの表示面の塗装剥れや裏面からの光漏れ
による廻り込みが生じ難い構造の発光表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の７セグメント構造の発光表示装置
は、たとえば図４に示されるような構造になっている。
すなわち、反射ケース３に７セグメントを構成する導光
部が形成され、各セグメントごとに図示しない発光素子
（以下、ＬＥＤという）がリードフレームまたは樹脂回
路基板にダイボンディングおよびワイヤボンディングさ
れてその導光部内に透光性の樹脂４が充填されることに
より形成されている。ＬＥＤは、陽極と陰極とを有し、
各セグメントごとに２本のリードが必要となるが、陽極
か陰極の一方のリードは、各セグメントで共通にするこ
とができ、１桁の数字に対してリードとしては８〜１０
本で形成されており（小数点の表示用もある）、縦方向
の２つの長い辺（表示方向の両横側）または上下両側の
辺に沿って複数本のリード１が設けられている。

【０００３】前述の導光部内は、ＬＥＤで発光した光を
できるだけセグメント全体で明るく光るようにするた
め、白色系の光反射性の色にする必要があり、反射ケー
スは通常白色系の樹脂により形成されている。そして、
表示面は黒色などの暗色にしないと各セグメントの表示
色を認識し難いため、その表面、および場合によっては
反射ケースの側面も黒色などの暗色の塗装が施されてい
る。この黒色塗装は、スクリーン印刷などにより黒色イ
ンクなどを印刷して乾燥させることにより形成されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、数字な
どの発光表示装置は、その反射ケースが白色系の樹脂成
形品からなり、その表示面に黒色などの暗色塗装が施さ
れている。しかし、樹脂表面への塗装処理では、その表
面状態の汚れや成形金型に起因する突起などの表面の平
坦性の低下などにより塗装強度が一定せず、搬送時の摩
擦や実装時の取扱いの際に生じる表面への接触などによ
り引っ掻き傷がつきやすい場合がある。このような傷が
つくと、その部分の黒色塗装が剥れ、下地の白色系の樹
脂が露出し、表示面の見栄えが非常に悪くなる。

【０００５】さらに、表示面だけでなく側面も黒色塗装
を施すことが、何個も並べて表示する場合、側面の白色
系が目に入り難く好ましいが、側面も塗装をすると、直
方体形状の表面および側面をスクリーン印刷などにより
塗装することになり、一面ごとに塗装をしなければなら
ないため、非常に塗装工数が係り高価になると共に、前
述の塗装剥れの問題は同様に残る。さらに、反射ケース
の底面側は、一般に外周のケース部分とリードフレーム
や樹脂回路基板部分を当て付ける底面とで高さが異な
り、底面は平面ではなく複雑な凹凸を有しているため、
底面側を塗装することは不可能に近く、充填される樹脂
を介して底面側に漏れる光は、底面の白色系のケースと
銀メッキなどが施された白色系のリードフレームや金属
性パターンを有する樹脂回路基板との間で乱反射を繰返
して、他のセグメントやケースの外側に光漏れが生じ、
誤認表示を起させやすいという問題がある。

【０００６】さらに、白色系の樹脂により反射ケースを
作製すると、再生品の樹脂では反射率の大きい白色系を
得られないため、再生品を使用することができず、資源
の有効利用をできないという問題もある。本発明は、こ
のような問題を解決するためになされたもので、反射ケ
ースの底面側も光を吸収しやすい色にすることにより、
光漏れを少なくして誤認表示を防止し得る構造の発光表
示装置を提供することを目的とする。

【０００７】本発明の他の目的は、表示面などに少々引
っ掻き傷が生じても白色が露出して表示面がまだらにな
らないような構造の発光表示装置を提供することにあ
る。

【０００８】本発明のさらに他の目的は、反射ケースに
再生品の樹脂を使用し得る構造の発光表示装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による発光表示装
置は、表示画像の一部をそれぞれ点灯する複数の発光素
子と、該発光素子が一端部にダイボンディングまたはワ
イヤボンディングされる複数のリードと、前記表示画像
の一部に対応する導光部が形成されると共に、前記ボン
ディングされる部分を被覆する反射ケースと、該反射ケ
ースの導光部がそれぞれ前記発光素子を内包し、かつ、
前記複数のリードの一端部側を固着するように前記反射
ケース内に充填される透光性樹脂とからなり、前記反射
ケースが、樹脂からなり、前記導光部の内壁が光反射性
の色に形成され、その他の外表面が底面も含めて全て光
吸収性の色に形成されている。

【００１０】ここに表示画像とは、数字や文字、キャラ
クタなどの表示状態を変化させ得る画像を意味し、表示
画像の一部とは、たとえば数字を７セグメントにより表
示する場合の１セグメントなどを意味する。また、光反
射性の色とは、白色や薄い灰色などの白色系で、光を反
射しやすい明るい色を意味し、光吸収性の色とは、黒色
や紺色などの黒色系で反射し難い濃い色を意味する。

【００１１】この構造にすることによって、反射ケース
の底面側も光吸収性の色になっているため、ＬＥＤで発
光する光が透光性樹脂を介して底面側に漏れ、底面側に
挿入されるリードフレームにより反射しても反射ケース
の底面側で吸収されて乱反射を繰り返すことがなくな
り、他のセグメントや反射ケースの外側に光が漏れるこ
とがなくなる。

【００１２】本発明による発光表示装置の他の形態は、
前述の構造で反射ケースの底面など導光部以外の全面が
光吸収性の色になっていなくても、前記反射ケースが、
光反射性の色の樹脂からなり、少なくともその表示面側
の表面が光吸収性の色の染料を含浸させることにより形
成されておれば、表示面に引っ掻き傷が生じたり、搬送
ケースなどの内面で擦られても、表示面の光反射性の色
がなくなって白色系が露出し、まだらになることはな
い。すなわち、樹脂内に光吸収性染料が含浸され（染
色）されているため、表面からある程度の深さまで染み
込んでおり、表面に引っ掻き傷がついても白色系が露出
することはない。ここに含浸とは、染料が樹脂の表面か
ら、たとえば１０μｍ以上程度染み込み染色されること
を意味する。

【００１３】さらに、前記反射ケースが、光吸収性の色
の樹脂からなり、前記導光部内壁が光反射性の色に処理
されることにより、再生の樹脂を使用することができ、
さらに導光部内以外の底面まで全面を光吸収性の色で形
成することができ、底面側での光の廻り込みを防止する
ことができると共に、内部まで同じ暗色系の材料である
ため、表示面に深い傷がついても、表示面の色は同じ色
で何らまだらになることはない。なお、導光部の内壁
は、白色塗料の吹付け、Ａｇなどの無電解メッキ、白色
染料の含浸などにより光反射性の色に形成することがで
きる。

【００１４】なお、光反射性の色の樹脂表面を含浸によ
る光吸収性の色にしたり、光吸収性の色の樹脂からなる
導光部内を光反射性の色にする発明は、請求項１記載の
発明と共に用いられ得る。

【００１５】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の発光表示装置に
ついて、図面を参照しながら説明をする。本発明による
発光表示装置は、その一実施形態の正面斜視図、底面斜
視図、および（ａ）のＣ−Ｃ線断面説明図が図１に示さ
れるように、表示画像の一部である数字の各セグメント
ごとに発光素子（ＬＥＤチップ）２がリード１の一端部
に設けられ、各リード１の一端側はＬＥＤチップ２がダ
イボンディングされるかワイヤボンディングされて発光
部が形成されている。表示画像の一部である各セグメン
トに対応するように導光部３２が形成される反射ケース
３が、前述のＬＥＤチップ２をそれぞれの導光部３２内
に内包するように設けられている。そして、その導光部
３２内および複数のリード１の一端部側を固着するよう
に、反射ケース３内に透光性樹脂４が充填されている。
本発明では、反射ケース３が熱可塑性などの樹脂からな
り、導光部３２の内壁が光反射性の色に形成され、その
他の外表面が底面も含めて全て光吸収性の色に形成され
ていることに特徴がある。

【００１６】反射ケース３は、たとえば高耐熱スーパー
エンプラ（たとえば液晶ポリマー）などの熱可塑性樹脂
などの射出成形品からなっており、表示面の外形が、た
とえば四角形状に形成されている。耐熱性樹脂を使用す
るのは、ハンダリフローによる温度にも耐え得るように
するためである。この反射ケース３は、図１に正面斜視
図、底面斜視図、および（ａ）の断面図が示されるよう
に、表示面３５ａ、側面３５ｂ、リードフレームまたは
樹脂回路基板を保持する底面３５ｃ、外周壁の底面３５
ｅ、それ以外の底面３５ｄ、導光部３２およびＬＥＤ２
を導光部３２内に入れる貫通孔３６を有するように一体
成形されている。導光部３２は、底面側で小さく、表示
面側で大きくなるようにテーパ状に形成され、この導光
部３２がセグメントなどの表示画像の一部を構成するよ
うに形成されている。

【００１７】図１に示されるように、反射ケース３の表
示面３５ａおよびその外側面３５ｂは平坦面で、比較的
塗装もしやすく、従来はこの表示面３５ａ、必要により
外側面３５ｂに塗装が施されていた。しかし、底面は、
リードフレームを保持する底面３５ｃ、それ以外の底面
３５ｄおよび外周壁の底面３５ｅと高さがそれぞれ異な
ると共に、複雑な形状をしており、印刷による黒色塗装
を施すことはできず、従来は白色のまま使用されてい
た。それに対して、本発明では、表示面３５ａ、外側面
３５ｂの他、この底面３５ｃ〜３５ｅも黒色系の光の吸
収しやすい色に形成されていることに特徴がある。

【００１８】反射ケース３の導光部３２内壁以外の露出
面全てを黒色系にする方法としては、たとえば白色系の
光の反射しやすい熱可塑性などの樹脂により、前述の形
状の反射ケース３を一体成形で製造した後、導光部３２
内にレジストなどを充填して、全体を樹脂の染色液内に
１５分程度浸漬することにより、外表面からたとえば２
０μｍ程度の深さまで染料が含浸し、染色される。その
後、導光部３２内に充填したレジストを薬品処理により
除去することにより、導光部３２内のみ白色系で、他の
外表面全てを、黒色系などの光を吸収しやすい色で形成
することができる。

【００１９】反射ケース３の導光部３２内壁以外の表面
全てを黒色系にする他の方法としては、たとえば黒色系
の光の吸収しやすい樹脂により前述の形状の反射ケース
３を一体成形により製造した後、導光部３２を除いた外
表面の全体にレジスト膜などによりマスクして、たとえ
ば無電解メッキによりＡｇメッキなどの白色系メッキを
施すか、前述と同様に白色染料により染色するか、また
は表示面側から白色塗料などを吹き付ける。そして、そ
の後マスクを除去することにより、導光部３２内を白色
系にし、その他の外表面を黒色系にすることができる。
なお、導光部３２内以外の外表面にマスクを形成する方
法は、たとえばレジストなどの外表面のマスク材料と選
択的にエッチングできる材料を予め導光部３２内に充填
しておいて、外表面にマスクを形成した後に導光部３２
内に充填した材料を除去することにより外表面のみにマ
スクを形成することができる。

【００２０】発光部は、従来の構造と同じであるが、た
とえば図２（ｃ）に（ａ）のＣ−Ｃ線の断面説明図が、
図３にリードフレームの一例がそれぞれ示されるよう
に、複数のリード１を有するリードフレーム１０のサイ
ドレール１１部が図３に示されるように、直角方向に折
り曲げられた後、リードフレーム１０における１本のリ
ード１端部に、複数個のＬＥＤチップ２がダイボンディ
ングされ、それぞれのＬＥＤチップ２の上部電極が他の
リード１の一端部と金線２１などによりワイヤボンディ
ングされることにより形成されている。なお、図３に示
される例では、表示する数字の上下方向に各リード１が
導出されるようにリードフレームが形成されている。ま
た、各セグメントを構成するＬＥＤチップ２は全て同じ
リード１上にダイボンディングされて共通電極とされて
おり、ＬＥＤチップ２の他方の電極がそれぞれ別々のリ
ードにワイヤボンディングされているが、逆の接続にし
ても構わない。

【００２１】リード１の他端部は、後述する透光性樹脂
４による固着後に、リードフレーム１０から分離され
て、ボンディング面と平行になるようにフォーミング加
工が施される。このフォーミング加工は、回路基板など
に載置してそのままハンダリフローなどによりハンダ付
けすることができるようにするもので、ボンディング面
とほぼ平行になるように折り曲げられる。したがって、
その先端部がほぼ平行になるように折り曲げられれば、
その途中の形状は、種々の形状に形成し得る。また、図
２に示されるように、その先端部が反射ケース３の外側
に折り曲げられれば、通常のガルウィング形状になる
が、反射ケース３の内側に折り曲げられてもよい。

【００２２】図２に示される例では、反射ケース３のリ
ード１が導出されない側面、すなわち数字などの表示向
きに対して、左右の両横側の中央部には、脚部３４が形
成されている。この脚部３４は、高さの位置決めには必
要ないが、外力に対してこの脚部３４により保持し得る
ように形成されている。そのため、その高さは、リード
１の先端部の折曲げ部とほぼ面一になる程度の高さか、
それより若干（たとえば０.５ｍｍ程度）低く形成され
る。また、その幅はリード１に余り近づき過ぎない限り
広い方が安定であるが、とくに限定はされない。

【００２３】前述の反射ケース３の導光部３２内に各発
光部が内包されるように発光部が形成されたリードフレ
ームが挿入されると共に、その内部および各リード１の
ボンディング部の反射ケース３内に透光性樹脂４が充填
されることにより表示部が形成されている。透光性樹脂
４は、透明でなくても光を透過させるものであればよ
く、たとえば赤色発光のＬＥＤチップ２であれば、透光
性樹脂に赤色の染料を混入させておいても、赤色の光を
遮ることはなく、表示しないときに外部から見ても赤色
の発光表示装置であることがすぐ分り好都合である。

【００２４】つぎに、この発光表示装置の製法について
説明をする。図３に示されるような表示画像の一部（各
セグメント）を構成するようにＬＥＤチップ２の配置パ
ターンが形成されると共に、リード１が全て表示画像の
上部と下部に導出されるようにリードフレームを形成
し、図３に示されるように、ボンディング面と直角にな
るようにその両サイドのサイドレール１１側を折り曲げ
る。そして、ＬＥＤチップ２をダイボンディングし、上
面側の電極をワイヤボンディングする。その後、各セグ
メントの導光部が形成されると共に、外周部側壁に凹凸
部が形成された反射ケース３の表示面側にテープを貼着
して樹脂が漏れないようにし、反射ケース３を裏返し
て、反射ケース３内にＬＥＤチップ２がボンディングさ
れたリードフレームのボンディング部を挿入し、樹脂を
充填する。予め樹脂を充填しておいてからリードフレー
ムを挿入してもよい。

【００２５】その後、加熱することにより樹脂を硬化さ
せ、リードフレームのサイドレール１１部分を切断除去
し、各リード１を分離する。そして、透光性樹脂４から
露出するリード１の根元部に治具を挿入してリード１を
固定し、その先端部を折り曲げる。この治具によりリー
ド１を固定しながら折り曲げ加工を施すことにより、透
光性樹脂４にクラックを入らせないと共に、常に一定の
位置で折り曲げることができる。

【００２６】この例では、リードフレームを用いた発光
表示装置の例であったが、樹脂製回路基板上にＬＥＤチ
ップをボンディングし、反射ケースを透光性樹脂と共に
固着してから樹脂性回路基板を切断して製造する発光表
示装置にも同様の反射ケースを用いることができる。

【００２７】本発明によれば、反射ケースの底面側ま
で、光を反射させない吸収性の色に形成されているた
め、透光性樹脂を経由して反射ケースの底面側に光が漏
れて、リードフレーム面で反射しても、反射ケースの底
面では反射せず、両者間で乱反射を繰り返すことがな
い。その結果、隣のセグメントや反射ケースの外側に光
がリークして、所望しないセグメントを点灯させたり、
発光表示装置の間の隙間から光が漏れて“１”を表示し
ているように見えるような誤認表示がなくなる。

【００２８】また、白色系の樹脂により成形された反射
ケースの表示面などに、黒色系の光を吸収しやすい染料
を含浸させることにより、従来の表面にインクなどを印
刷して塗装するのと異なり、表面状態が平坦でなくて、
バリや凹凸部などがあってもムラなく黒色系にすること
ができる。しかも表面に付着するだけでなく、内部に染
み込んでいるため、表示面などに傷がついて表面が抉れ
ても、内部の染色した部分が現れ、全然目立たなくな
る。その結果、表示面の信頼性を大幅に向上させること
ができる。さらに、この含浸させる方法によれば、反射
ケースの底面の平坦でない部分でも、簡単に黒色化する
ことができ、導光部内以外の全面を簡単に黒色化するこ
とができる。

【００２９】さらに、黒色系の樹脂により成形された反
射ケースの導光部内のみに白色化処理をすることによ
り、セグメントなどの点灯する部分は光を吸収しないで
反射せて高輝度で点灯させながら、その他の外表面およ
び内部は全て黒色化されており、傷がついて一部が抉れ
ても同じ色であるため見栄えが低下することがないと共
に、底面側に漏れた光による誤認表示を防止するこもで
きる。しかも、使用材料が黒色系であれば、樹脂材料に
再生品を使用することができ、資源の有効利用をするこ
とができる。

【００３０】なお、前述の各例では、各リードが表示面
に対して上下に導出され、その先端部が外側に折り曲げ
られるガルウィング形状の表面実装型の例であったが、
左右にリードが導出される構造の発光表示装置でも同様
であり、また、リードの先端部が内側に折り曲げられる
表面実装型でもよく、さらに、図４に示される従来構造
のように、リードがストレートタイプのものにおいて
も、反射ケースを前述の構造に形成することにより、同
様の効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、表示面の塗装剥れによ
る表示品位の低下や、底面側からの光漏れに伴う誤認表
示などを生じることのない信頼性の高い発光表示装置が
得られる。さらに、黒色系の樹脂が使用されるこによ
り、再生品を使用することができ、資源利用の効率化を
図りながら、品質の優れた発光表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による発光表示装置の反射ケースの一例
を説明する図である。

【図２】本発明による発光表示装置の一実施形態を説明
する図である。

【図３】図２に示される表示装置のリードフレームの一
例である。

【図４】従来の発光表示装置を説明するための斜視図で
ある。

【符号の説明】

１リード２ＬＥＤチップ３反射ケース３２導光部３５ａ表示面３５ｂ側面３５ｃ〜３５ｅ底面４透光性樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示画像の一部をそれぞれ点灯する複数
の発光素子と、該発光素子が一端部にダイボンディング
またはワイヤボンディングされる複数のリードと、前記
表示画像の一部に対応する導光部が形成されると共に、
前記ボンディングされる部分を被覆する反射ケースと、
該反射ケースの導光部がそれぞれ前記発光素子を内包
し、かつ、前記複数のリードの一端部側を固着するよう
に前記反射ケース内に充填される透光性樹脂とからな
り、前記反射ケースが、樹脂からなり、前記導光部の内
壁が光反射性の色に形成され、その他の外表面が底面も
含めて全て光吸収性の色に形成されてなる発光表示装
置。
【請求項２】表示画像の一部をそれぞれ点灯する複数
の発光素子と、該発光素子が一端部にダイボンディング
またはワイヤボンディングされる複数のリードと、前記
表示画像の一部に対応する導光部が形成されると共に、
前記ボンディングされる部分を被覆する反射ケースと、
該反射ケースの導光部がそれぞれ前記発光素子を内包
し、かつ、前記複数のリードの一端部側を固着するよう
に前記反射ケース内に充填される透光性樹脂とからな
り、前記反射ケースは、光反射性の色の樹脂からなり、
少なくともその表示面側の表面が光吸収性の色の染料を
含浸させることにより形成されてなる発光表示装置。
【請求項３】表示画像の一部をそれぞれ点灯する複数
の発光素子と、該発光素子が一端部にダイボンディング
またはワイヤボンディングされる複数のリードと、前記
表示画像の一部に対応する導光部が形成されると共に、
前記ボンディングされる部分を被覆する反射ケースと、
該反射ケースの導光部がそれぞれ前記発光素子を内包
し、かつ、前記複数のリードの一端部側を固着するよう
に前記反射ケース内に充填される透光性樹脂とからな
り、前記反射ケースは、光吸収性の色の樹脂からなり、
前記導光部内壁が光反射性の色に処理されてなる発光表
示装置。
【請求項４】前記反射ケースが、前記光反射性の色の
樹脂により成形され、かつ、前記導光部内壁を除く面が
前記光吸収性の色の染料を含浸させることにより形成さ
れるか、前記光吸収性の色の樹脂により成形され、か
つ、前記導光部内壁が光反射性の色に処理されることに
より形成されてなる請求項１記載の発光表示装置。