JP2003173149A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来に比べコントラストを低下させることな
く、より低コストの表示装置を提供すること。 【解決手段】 配線基板上の各表面実装型ＬＥＤチップ
の実装位置の周辺部にチップ周辺黒色部を形成する。次
いで、多数の表面実装型ＬＥＤチップと概ね同じピッチ
で形成された多数の開口を有する１以上の黒色板状のマ
スク部材から成るマスク部を、多数の表面実装型ＬＥＤ
チップの発光面を露出可能に位置合わせして、表示パネ
ル上に着脱自在に保持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に関し、さ
らに詳しくは多数の表面実装型ＬＥＤチップを有する表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤチップを用いた表示装置は、複数
のＬＥＤチップを表示パネルに格子状に配置し、表示パ
ネルを複数組合せて配列して表示装置を構成している。
表示パネルは、対向する主面を有するプリント配線基板
からなり、表示面となる一方の主面には、ＬＥＤチップ
を駆動させるための配線が形成され、１ドットを構成す
る１個又は複数個のＬＥＤチップが、例えば１６×１６
ドットで格子状に配列されて実装され、非表示面となる
他方の主面には、導出された上記配線と接続された駆動
ＩＣ等が実装されている。格子状に配列されたＬＥＤチ
ップ群は、駆動ＩＣ等により点灯動作が制御され、入力
された情報データに基づいて画像が表示装置に表示され
る。ここで、ＬＥＤチップには単色発光のもののみ、
Ｒ，Ｇの２色、あるいはフルカラー表示を行う場合に
は、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤチップが用いられている。

【０００３】また、表示コントラストに関しては、通常
のプリント配線基板の表示面の全面に絶縁処理を施した
艶消し用の黒色レジスト処理層を形成した表面黒色のプ
リント配線基板（以下、黒色レジスト配線基板と称
す。）を用い、ＬＥＤチップの点灯によるコントラスト
を改善して良好な表示を確保している。すなわち、基板
表面に黒色の遮光層を設けて、ＬＥＤチップ自身が点灯
していない時の輝度（以下、暗輝度という。）を低下さ
せることにより、点灯している時の輝度と暗輝度との差
を大きくさせ、コントラストを向上させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、黒色レ
ジスト配線基板は、コントラストの向上に寄与する一
方、高コストであるという問題がある。また、黒色レジ
スト処理層を薄くすると、色つやが不均一と成り易く、
表示面の遮光性が著しく低下してコントラストが低下す
るという問題もあった。

【０００５】そこで、本発明は、ＬＥＤチップを用いた
表示装置において、従来に比べコントラストを低下させ
ることなく、より低コストの表示装置を提供することを
目的とした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の表示装置は、表示パネルを複数組合せて配
列して成る表示装置であって、上記表示パネルは対向す
る主面を有する矩形の配線基板から成り、表示面となる
一方の主面上には、格子状に実装配列された多数の表面
実装型ＬＥＤチップと、各表面実装型ＬＥＤチップの実
装位置の周辺部に形成されたチップ周辺黒色部とを有
し、上記多数の表面実装型ＬＥＤチップと概ね同じピッ
チで形成された多数の開口を有する１以上の黒色板状の
マスク部材から成るマスク部が、上記多数の表面実装型
ＬＥＤチップの発光面を露出可能に位置合わせされ、上
記表示パネル上に着脱自在に保持されて成ることを特徴
とする。

【０００７】本発明によれば、配線基板上のＬＥＤチッ
プの実装位置の周辺部にチップ周辺黒色部が形成されて
いるので、黒色板状のマスク部材を表示パネルに取付け
る際、マスク部材の開口から配線基板の表面が直接露出
することがない。そのため、ＬＥＤチップの発光面のみ
を露出させ、発光面以外の表示面をすべて黒色として、
暗輝度を小さくすることができる。これにより点灯時の
輝度と非点灯時における輝度との差を大きくして、コン
トラストを向上させることが可能となる。また、本発明
によれば、表面パネルに、絶縁処理した黒色レジスト材
料層を有するプリント配線基板に代えて、緑色レジスト
で処理したプリント配線基板を用いることができる。さ
らに、マスク部材は表示パネルと別体で、表示パネルか
ら着脱自在であり、繰返し利用することができるので、
生産コストの低減が可能となる。また、各ＬＥＤチップ
はマスク部材の各開口内に、発光面のみが発光観測面側
に露出するように配置され、周囲はマスク部材により保
護されている。そのため、ＬＥＤチップに直接物理的な
衝撃が加わることがないので、表示装置の寿命を向上さ
せることが可能となる。

【０００８】また、本発明の表示装置は、マスク部材が
１個の矩形のマスク部材から成り、その１個のマスク部
材が１個の表示パネル上に配置されたものを用いること
ができる。

【０００９】また、本発明の表示装置は、マスク部材が
複数の矩形のマスク部材から成り、その複数のマスク部
材を１個の表示パネル上に互いに隣接するように配置す
るに際し、配線基板上の表面実装型ＬＥＤチップの列と
列との隙間に形成されたチップ列間黒色部と、隣接する
マスク部材間の隙間とを位置合わせしたものを用いるこ
とができる。

【００１０】また、本発明の表示装置は、マスク部材に
樹脂成形体を用い、表示パネルの表示面に対向する主面
の反対面が艶消し処理されたものを用いることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 実施の形態１．図１は、本実施の形態に係る表示装置を
構成する表示ユニットの構造を示す模式的な分解斜視図
である。表示ユニット１は、表示パネル３と、表示パネ
ル３を固定・支持する枠体４と、表示パネル３に着脱可
能に保持された１個のマスク部材２と、から成る。表示
パネル３の表示面３ｂには、多数の表面実装型ＬＥＤチ
ップ３ａが格子状に実装され、各ＬＥＤチップ３ａの実
装位置の周辺部にはチップ周辺黒色部３ｃが形成されて
いる。

【００１２】表示パネル３は、対向する主面を有する緑
色のプリント配線基板から成り、表示面３ｂとなる一方
の主面にはＬＥＤチップ３ａを駆動させるための配線が
形成され、１ドットを構成する１個のＬＥＤチップ３ａ
が、１６×１６ドットで格子状配列されて実装されてい
る。他方の主面には、導出された上記配線と接続された
図示しない駆動ＩＣやインターフェイス部等が実装され
ている。

【００１３】また、マスク部材２は、黒色の板状体から
成り、格子状のフレーム２ｂにより、所定のピッチで離
間して格子状に配置された１６×１６個の開口２ａを有
する。開口２ａは、ＬＥＤチップ３ａと概ね同じピッチ
となるように形成されているので、ＬＥＤチップ３ａを
位置合わせして、開口２ａに嵌合させ、あるいは開口２
ａに係止させることにより、表示面３ｂにマスク部材２
を着脱自在に保持させることができる。マスク部材２
は、複数のＬＥＤチップ３ａに係止され、平面方向の位
置ずれが防止される。これにより、マスク部材の取付精
度を向上させることができる。また、マスク部材の周縁
部にはフレームと一体化された立下り部から成る外枠２
ｃが設けられている。外枠２ｃはマスク部材の平面方向
の位置ずれを防止するので、マスク部材の取付精度をさ
らに向上させることができる。これにより、複数の表示
パネルを並べて配置するに際し、隣接する表示パネル同
士をより近接させて配置することができるので、隣接す
る表示パネル間の目地を低減することが可能となる。

【００１４】ここで、表示パネル３にマスク部材２を取
付けると、ＬＥＤチップ３ａの上面の発光面が開口２ａ
から発光観測面側に露出する。ＬＥＤチップ３ａの実装
位置に周辺部にはチップ周辺黒色部３ｃが形成されてい
るので、開口２ａとＬＥＤチップ３ａの隙間から緑色の
プリント基板の表面が直接露出するのを防止できる。こ
れにより、開口２ａから実質的にＬＥＤチップ３ａの発
光面のみを露出させることが可能となる。

【００１５】本発明に用いるマスク部材は、黒色の板状
体であれば良く、板状体には金属の薄板や樹脂成形体を
用いることができるが、樹脂成形体が好ましい。軽量、
安価であり、さらに、その電気絶縁性によりＬＥＤ間が
電気的に導通するのを防止する効果も有する。なお、樹
脂材料には、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエ
チレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂を黒色に着色さ
せたものを用いることができる。

【００１６】また、マスク部材の厚さは、ＬＥＤチップ
を保護するために少なくともＬＥＤチップの厚さ以上で
あることが好ましく、さらにその上限はＬＥＤチップか
らの光を遮らない程度の大きさであることが好ましい。
また、マスク部材の開口の大きさは、実装するＬＥＤチ
ップの発光面の大きさにあわせて適宜調整することがで
きる。また、マスク部材の開口の形状を断面が発光観測
面側に広がるテーパ状とすることが好ましい。これによ
りＬＥＤチップからの光を遮るのを防止することができ
るので、視認性をより高めることが可能となる。

【００１７】また、マスク部材に樹脂成形体を用いる場
合、少なくとも片面に艶消し処理を行い、その面を表示
観測面側に配置することが好ましい。一般に、樹脂成形
体の艶を決める要因は、成形体表面のμｍオーダーの微
細な凹凸による表面反射であり、この微細な凹凸が多く
なれば低艶化することが知られている。そこで、μｍオ
ーダーレベルで成形体の表面に微細な凹凸を形成するこ
とにより、マスク部材の表面の反射を抑制することが可
能となる。艶消しには、従来公知の艶消し方法を用いる
ことができ、例えば、射出成形時に金型表面の凹凸を成
形体の表面に転写して、成形体の表面を粗面化する方
法、あるいはサンドブラスト法等を用いることができ
る。

【００１８】また、本発明に用いる黒色部は、絶縁処理
された黒色レジスト材料を用いて形成することができ
る。ここで、絶縁処理された黒色レジスト材料には、絶
縁性樹脂により被覆された導電性の黒色顔料を含む黒色
レジストのみならず、絶縁性の黒色顔料を含む黒色レジ
ストも含まれる。例えば、絶縁性樹脂により被覆された
カーボンブラックから成る黒色顔料を含有する黒色レジ
ストを用いることができる。黒色部は、シルクスクリー
ン印刷法を用い、黒色レジスト材料のペーストを表示面
に塗布し、加熱硬化し、ＬＥＤチップの実装位置のピッ
チ、概ね３〜２０ｍｍとなるように表示面上に黒色のド
ットを格子状に塗布することにより形成することができ
る。ここで、黒色のドットの形状は、ＬＥＤチップの形
状に合わせて形成することが好ましい。例えば、ＬＥＤ
チップが矩形であれば矩形が好ましく、ＬＥＤチップが
円形であれば円形が好ましい。なお、黒色のドットの大
きさは、配線基板の表面が見えないようにマスク部材の
開口の大きさに合わせて調整することができる。

【００１９】また、本発明の表示装置に用いる表面実装
型ＬＥＤチップとしては、例えば、表面に開口部を有す
る絶縁性樹脂ケースに発光チップが固定され、絶縁性樹
脂ケースの内部から外部には発光チップと金線などを利
用して電気的に接続された外部電極を有し、凹部内には
発光チップを保護するモールド樹脂を充填したものを用
いることができる。表面実装型ＬＥＤチップの表面パネ
ルへの実装は、表面パネルの表示面の配線の所定箇所に
半田ペーストを塗布した後、ＬＥＤチップをドット格子
状に配置し、リフロー半田装置等を用いて一括して半田
付けを行うことにより実装する。

【００２０】１種類の発光チップを用いることも、ある
いは複数の発光チップを近接配置したＬＥＤチップを用
いることもできる。ＲＧＢの発光チップを近接配置する
ことによりフルカラー表示の可能な表示装置とすること
ができる。緑色及び青色には窒化ガリウム系化合物半導
体、そして赤色にはガリウム・アルミニウム・砒素系や
アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン系の半導体
を用いることが好ましい。また、青色が発光可能な発光
チップと、それによって励起され黄色が発光可能な蛍光
物質を用いることにより１種類の発光チップを用いて白
色光を発光させることもできる。上記の蛍光物質にはぺ
リレン系誘導体やセリウムで付活されたイットリウム・
アルミニウムガーネット系蛍光体が好適に用いることが
できる。

【００２１】実施の形態２．図２は、本発明の実施の形
態２に係る表示装置を構成する表示ユニット１′の構造
を示す模式的な分解斜視図である。本実施の形態は、１
個の表示パネルに対し、２個のマスク部材を用いる場合
を示している。表示パネル３′は長方形であり、１６×
３２ドットのＬＥＤチップ３ａが実装配列され、マスク
部は２個の正方形のマスク部材２から構成されている。
表示パネル３′の表示面３ｂの中央付近には、表示パネ
ル３の短辺方向のＬＥＤチップ３ａの列と列との間の隙
間に、チップ列間黒色部３ｄが形成されている。チップ
列間黒色部３ｄと、隣接する２個のマスク部材２間の隙
間とを位置合わせして、２個のマスク部材２を表示パネ
ル上に隣接して配置する。

【００２２】チップ列間黒色部３ｄは、実施の形態１の
場合と同様に、シルクスクリーン印刷法を用いて形成す
ることができる。チップ列間黒色部３ｄの幅は、ＬＥＤ
チップ３ａの実装位置のピッチの範囲内で調整すること
ができるが、隣接するマスク部材２,２の間の隙間の大
きさ以上とすることが必要である。

【００２３】表示装置を大型化する場合、大型の表示パ
ネルを用いる場合が多い。その場合、表示パネルの大き
さに合わせて大型のマスク部材を用いる必要が生じる。
さらに、大型の表示パネルでは実装するＬＥＤチップの
ドット数も増加し、それに対応してマスク部材の開口数
を増加させる必要がある。しかし、開口数を増加させる
ことは、マスク部材に高い寸法精度を要求することとな
り、マスク部材のコストの上昇をもたらす。本実施の形
態によれば、１個の表示パネルに対して２個のマスク部
材を取付けるようにしたので、より小型化したマスク部
材を用いることができる。これにより、マスク部材の寸
法精度に対する許容度を大きくすることができ、マスク
部材のコストをより低減することが可能となる。また、
チップ列間黒色部により、隣接する２個のマスク部材２
間の隙間から配線基板の表面が露出することを防止でき
るので、マスク体から、実質的にＬＥＤチップの発光面
のみを露出させることができ、コントラストを向上させ
ることが可能となる。

【００２４】なお、本実施の形態によれば、１個の表示
パネルに対して２個のマスク部材を取付けた例について
説明したが、１個の表示パネルを大型化する、あるいは
１個のマスク部材を小型化することにより、１個の表示
パネルに対し３個以上のマスク部材を取付ける場合にも
同様の効果を有する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示装置
は、配線基板上のＬＥＤチップの実装位置の周辺部に黒
色部を形成し、黒色板状のマスク部材を表示パネルに取
付ける際、マスク部材の開口から配線基板の表面が直接
露出することがないようにしたので、点灯時の輝度と非
点灯時における輝度との差を大きくして、コントラスト
を向上させることが可能となる。また、表面パネルに、
高コストの、絶縁処理した黒色レジスト材料層を有する
プリント配線基板を用いる必要がないので、表示装置の
生産コストの低減が可能となる。

【００２６】また、配線基板上の表面実装型ＬＥＤチッ
プの列と列との隙間に形成されたチップ列間黒色部と、
隣接するマスク部材間の隙間とを位置合わせして複数の
矩形のマスク部材を１個の表示パネル上に互いに隣接す
るように配置するにしたので、複数のマスク部材を用い
た場合においても、コントラストを向上させることがで
きる。また、より小型化したマスク部材を用いることが
できるので、マスク部材のコストをより低減することが
できる。

【００２７】また、マスク部材の表示観測面側の主面を
艶消し処理したものを用いるようにしたので、マスク部
材の表面からの反射を抑制することができ、コントラス
トをより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る表示装置を構成
する表示ユニットの構造を示す模式分解斜視図である。

【図２】 本発明の実施の形態２に係る表示装置を構成
する表示ユニットの構造を示す模式分解斜視図である。

【符号の説明】

１，１′ 表示ユニット、２ マスク部材、２ａ 開
口、２ｂ フレーム、２ｃ 外枠、３，３′ 表示パネ
ル、３ａ ＬＥＤチップ、３ｂ 表示面、３ｃチップ周
辺黒色部、３ｄ チップ列間黒色部、４，４′ 枠体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C094 AA06 AA37 AA44 BA12 BA25 CA19 CA24 DA12 ED15 HA01 5C096 AA01 AA25 BA01 BB16 BB41 BC05 BC20 CA06 CA17 CA29 CB02 CC03 CC06 CC23 CC24 CC28 CJ01 CJ12 DA01 DC19 EA04 EB08 FA02 FA03 5G435 AA02 AA09 BB04 BB15 CC09 CC12 DD11 EE03 FF13 LL19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示パネルを複数組合せて配列して成る
   表示装置であって、上記表示パネルは対向する主面を有
   する矩形の配線基板から成り、表示面となる一方の主面
   上には、格子状に実装配列された多数の表面実装型ＬＥ
   Ｄチップと、各表面実装型ＬＥＤチップの実装位置の周
   辺部に形成されたチップ周辺黒色部とを有し、 上記多数の表面実装型ＬＥＤチップと概ね同じピッチで
   形成された多数の開口を有する１以上の黒色板状のマス
   ク部材から成るマスク部が、上記多数の表面実装型ＬＥ
   Ｄチップの発光面を露出可能に位置合わせされ、上記表
   示パネル上に着脱自在に保持されて成る表示装置。
2. 【請求項２】 上記マスク部材が１個の矩形のマスク部
   材から成り、該１個のマスク部材が１個の上記表示パネ
   ル上に配置されて成る請求項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】 上記マスク部材が複数の矩形のマスク部
   材から成り、該複数のマスク部材を１個の表示パネル上
   に互いに隣接するように配置するに際し、配線基板上の
   表面実装型ＬＥＤチップの列と列との隙間に形成された
   チップ列間黒色部と、隣接するマスク部材間の隙間とを
   位置合わせして成る請求項１記載の表示装置。
4. 【請求項４】 上記マスク部材は樹脂成形体であって、
   上記表示面に対向する主面の反対面が艶消し処理されて
   成る請求項１から３のいずれか一つに記載の表示装置。