JP2005037465A

JP2005037465A - 発光表示装置

Info

Publication number: JP2005037465A
Application number: JP2003197579A
Authority: JP
Inventors: Toru Aoyanagi; 徹青柳
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】製造や製品の包装が簡単で、製品の信頼性および汎用性が高い発光表示装置を提供する。
【解決手段】プリント基板２と、このプリント基板２上にマトリックス状に実装された半導体発光装置３とを備えて曲面表示可能な発光表示装置１において、半導体発光装置３は、対となる電極を備えた搭載基板と、この搭載基板上に接続された半導体発光素子と、この半導体発光素子を封止する樹脂とを備え、プリント基板２は、ガラスエポキシを主体とする材料からなり、板厚を０．４ｍｍ以下に形成したことを特徴とする発光表示装置１としたものであり、プリント基板２の材料がガラスエポキシを主体とするので、製造時には、プリント基板２を平板状にして非可撓性の基板と同様に取り扱うことができ、また、使用時には、取り付け位置の形状に合わせて湾曲させ、ホルダを用いずに形状を保持することができるという作用を有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリックス状に配置した半導体発光装置を用いて画面表示を行う発光表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた表示装置として、平板状で非可撓性の実装基板の表面に多数のＬＥＤを搭載したものが用いられている。ＬＥＤは、対となる電極を備え、実装基板上に搭載され、さらに実装基板上で樹脂封止を施される。
【０００３】
このようにして形成される平面状の表示装置は、表示画面が正面以外から見えにくいため、近年では、半導体発光装置をフレキシブル基板に搭載した表示装置が考案されている。しかし、フレキシブル基板は、ポリイミド等のプラスチック素材を薄く形成したものであり、強度が小さいため、単独で自己の形状を保持することができない。そのため、チップマウント時や、リフロー等の設備を用いるときには、フレキシブル基板を裏面側から平面状に保持する治工具が必要となる。さらに、製品を曲面に配置したときには、この曲面形状に合わせて裏面側からフレキシブル基板を保持するホルダが必要になるという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するため、特許文献１に記載のＬＥＤ表示デバイスは、可撓性を有するＬＥＤ実装基板上に半導体発光素子を搭載し、この半導体発光素子を前記ＬＥＤ実装基板上にワイヤボンディングし、ＬＥＤ実装基板を湾曲させた状態で、ＬＥＤ実装基板全体を樹脂で封止することにより、湾曲状態を保持している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−７５８１３号公報（第２−４頁、第５図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載のＬＥＤ表示デバイスにおいては、実装基板を保持するためにＬＥＤを封止する樹脂を用いているが、樹脂を塗布した状態で所定形状に湾曲させ、この状態を保持して硬化させる必要があるため、製造に時間がかかり大量生産が困難であるという問題がある。また、ワイヤにより接続を行うと、ワイヤボンディング後に基板を湾曲させることになるため、ワイヤが切断したりワイヤ等の接触不良が発生したりして製品の信頼性が低下するという問題もある。また、製品の取り付け場所の面形状に合わせて製品を製造するため、保管や搬送時の製品の包装も所定形状に湾曲した製品形状に合わせて行う必要があり、手間がかかる。また、表示面の大きさが同じでも湾曲面の形状が異なる場合には別途製造を行う必要があり、形状に対する汎用性が低い。
【０００７】
そこで本発明は、製造や製品の包装が簡単で、製品の信頼性および形状に対する汎用性が高い発光表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、半導体発光装置が搭載されたプリント基板が、ガラスエポキシを主体とする材料からなり、板厚が０．４ｍｍ以下に形成されていることを特徴とする発光表示装置としたものである。
【０００９】
この発明によれば、製造や製品の包装が簡単で、製品の信頼性および汎用性が高い発光表示装置が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、プリント基板と、このプリント基板上にマトリックス状に実装された半導体発光装置とを備えた曲面表示が可能な発光表示装置において、前記半導体発光装置は、一対の電極を備えた搭載基板と、この搭載基板上に接続された半導体発光素子と、この半導体発光素子を封止する樹脂とを備え、前記プリント基板は、ガラスエポキシを主体とする材料からなり、板厚が０．４ｍｍ以下に形成されていることを特徴とする発光表示装置としたものであり、プリント基板の材料がガラスエポキシを主体とするので、製造時には、プリント基板を平板状にして非可撓性の基板と同様に取り扱うことができ、また、使用時には、取り付け位置の形状に合わせて湾曲させ、ホルダを用いずに形状を保持することができるという作用を有する。板厚が０．４ｍｍを超えると、所定の形状に湾曲できなくなるが、板厚を０．４ｍｍ以下に形成することで、湾曲しやすくなり、円弧状に湾曲させたときの半径を小さくして外形を小さく形成できる。また、半導体発光素子を封止する樹脂が各半導体発光装置ごとに分離するので、板厚に与える影響をなくして、可撓性を損なうことがなくなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記プリント基板は、前記半導体発光装置を駆動するドライバ回路が搭載された基板に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置としたものであり、別途コントローラを用意する必要がなくなるので、発光表示装置を電源に接続するだけで、発光表示装置を動作させることができるという作用を有する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記半導体発光装置は、矩形状の面実装型に形成されており、その短辺が、前記プリント基板を湾曲させたときの湾曲方向と平行になるように、前記プリント基板上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置としたものである。ここで、湾曲方向とは、プリント基板を湾曲させた場合において、湾曲面の曲率中心を結んだ直線に垂直な面と、プリント基板の表面とが交差する部分に現れる曲線の接線方向をいうものとする。通常、半導体発光装置の裏面は、平面の状態のプリント基板にはんだ付けされるので、プリント基板を湾曲させると、半導体発光装置とプリント基板との接続部分のうち、湾曲方向に平行な辺の両端には大きな応力が加わるため、この接続部分でパターン剥離が発生しやすい。しかし、半導体発光装置の短辺が湾曲方向に平行となるように、半導体発光装置をプリント基板上に配置したので、プリント基板を湾曲させたときに半導体発光装置に加わる最大応力が小さくなり、パターン剥離を防止できるという作用を有する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記プリント基板は、半円筒状に湾曲して固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の発光表示装置としたものである。一般に円筒を側方から見た場合には、側面の半分しか視認することができない。そこで、発光表示装置を半円筒状に形成し、半導体発光装置による表示を、側面の周方向にスクロールさせることにより、円筒状に形成した機械式のドラムによる場合と同等の表示を行うことができるという作用を有する。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の発光表示装置の平面図を示す、図１に示すように、第１の実施の形態の発光表示装置１は、プリント基板２と、プリント基板２上にマトリックス状に実装された半導体発光装置３とを備え、湾曲して曲面表示可能に形成されている。
【００１６】
プリント基板２は、ガラス織布エポキシ樹脂を主体とする材料からなり、板厚を０．４ｍｍに形成した基板である。ガラス織布を用いることにより、例えば、アラミド不織布を用いた場合に比べ曲げ剛性を約２倍にすることができ、厚みを薄くしても高強度に形成することができる。また、表層ランドの接着強度もアラミド不織布を用いた場合に比べて１．４倍程度向上し、湾曲時のパターン剥離を防止することができる。
【００１７】
プリント基板２の各層は、多層配線の層間の必要な部分だけを非貫通穴で接続するＩＶＨ（ＩｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌＶｉａＨｏｌｅ）構造を有し、これにより半導体発光装置の多色表示に伴って複雑になる配線を高密度に形成することができる。
【００１８】
図２は、発光表示装置の表示面を湾曲させた状態を示す部分拡大側断面図である。
【００１９】
半導体発光装置３は、対となる電極を備えた搭載基板１１と、この搭載基板１１上にワイヤボンディングにより接続された半導体発光素子１２と、この半導体発光素子１２を封止する樹脂１３とを備えた面実装型でトップビュータイプのもので、外形を、例えば１．６×０．８ｍｍの矩形状に形成されている。半導体発光装置３は、それぞれ三色に発光する半導体発光素子を有してそれぞれフルカラー表示できるように構成することができ、また、三色に発光する半導体発光素子をそれぞれ隣接する半導体発光装置にそれぞれ搭載し、３つの半導体発光装置で１ドットを表現するように構成してもよい。
【００２０】
半導体発光装置３は、短辺側をプリント基板２の湾曲方向に配置し、長辺側を湾曲方向に直交する方向に配置している。半導体発光装置３のプリント基板２に接続する電極端子は、短辺側の両端部に設けられている。
【００２１】
プリント基板２は、半導体発光装置３を駆動するドライバ回路４を搭載したフレキシブル基板５の接続端子にコネクタを介さずに直接接続されている。フレキシブル基板５を用いることにより発光表示装置１の厚みを薄く形成することができる。
【００２２】
次に、発光表示装置１の製造手順について説明する。
【００２３】
まず、平板状に配置されたプリント基板２上の半導体発光装置３を搭載する部分のランドにペースト状はんだを塗布し、次いで、半導体発光装置３の短辺をプリント基板２の湾曲方向に合わせて、半導体発光装置３を搭載する。
【００２４】
そして、プリント基板２を平板状に配置したままリフロー槽を通過させ、ペースト状半田を溶解させることにより実装を行う。
【００２５】
ドライバ回路４は、別途フレキシブル基板５に搭載しておき、このフレキシブル基板５をプリント基板２に接続する。このようにして、発光表示装置１を製造することができる。
【００２６】
ポリイミド等の材料を用いたフレキシブル基板を用いる場合には、強度が小さく、単体で平板状に形状を保持することができないので、チップの搭載やリフロー時には、特殊なガイド部材を使用する必要があるが、本実施の形態においては、プリント基板２の材料がガラスエポキシを主体としているので、ガイド部材を使用せずに製造を行うことができる。
【００２７】
また、プリント基板２に、既に樹脂封止されている半導体発光装置３を搭載し、短辺側の両端部を接続しているので、ワイヤの断線等を考慮しなくてもよくなり、半導体発光素子をプリント基板２に直接搭載する場合より製品の信頼性が高くなる。
【００２８】
発光表示装置１は、平板状に形成した状態で、保管することができ、また、平板状に形成した状態で出荷することができるため、特別な包装材を必要とせず、安価な包装材で十分である。
【００２９】
次いで、発光表示装置１の使用状態について説明する。
【００３０】
図３は、発光表示装置の表示面を湾曲させた状態を示す斜視図である。
【００３１】
発光表示装置１は、例えば、円弧状やＳ字状に屈曲した壁面に合わせて固定することができる。また、発光表示装置１は、薄く形成されて強度を有しているので、円弧状に湾曲させたときの半径を小さくできるとともに、両端部のみを保持した状態で、円弧状に形成した外形を保持することができる。すなわち、両端部をそれぞれ保持して円弧状または半円筒状に形成することが可能で、また、両端部を接続して円筒状に形成することも可能である。発光表示装置１は、半導体発光装置３を剥離させない状態で、例えば、曲率半径が５０ｍｍ以下になるまで曲げることができる。
【００３２】
プリント基板２に搭載された半導体発光装置３は、短辺を湾曲方向に合わせて配置されているので、プリント基板２を湾曲させたとき、半導体発光装置３の湾曲方向の両端部には、はんだ付けされたプリント基板２の表面のランドを剥離させる方向に引っ張る力が発生するが、短辺の寸法が短く、また、ランドの剥離強度が増加しているので、ランドが剥離したり断線が発生することはない。
【００３３】
ドライバ回路４およびこれを搭載したフレキシブル基板５は、所定の位置に固定して、電源に接続する。電源を投入することにより、ドライバ回路４に電流が流れ、所定のパターンに従って、各半導体発光装置３に電流を流し、発光面に画像や文字等を表示し、また、静止画像をスクロールさせたり動画を再生したりすることができる。
【００３４】
例えば、発光表示装置１を横置きした半円筒状に配置することにより、スロットマシンのドラム部分の表示を行う装置として、使用することができる。
【００３５】
ドライバ回路４には、所定の表示パターンを周方向に移動させたり停止させたりする機能を搭載しておくことにより、これを実現できる。半円筒状に配置することにより奥行きを短くすることができ、スロットマシン等の装置を小型軽量に形成することができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態の発光表示装置の平面図である。第２の実施の形態の発光表示装置１０は、第１の実施の形態の発光表示装置１のフレキシブル基板５の代わりに、配線基板６および両端部にコネクタ７，８を有するケーブル９を用いたものである。半導体発光装置３およびプリント基板２は、前述した第１の実施の形態の発光表示装置１と同じ構成であるので、同一部材に同一番号を付して説明は省略する。
【００３７】
配線基板６およびコネクタ７，８は、可撓性のものまたは非可撓性のもののいずれをも使用することができる。また、ケーブル９は可撓性を有するものを使用している。
【００３８】
コネクタ７，８と、プリント基板２および配線基板６とは、着脱可能または着脱不可能な状態で固定することができるが、プリント基板２に接続されるコネクタ７は、プリント基板２に着脱自在に設けておくことが好ましい。かかる構成によって、プリント基板２に半導体発光装置３を搭載した組立品を多数用意しておき、仕様により異なるドライバ回路を接続することができ、前記組立品の汎用性が向上する。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プリント基板と、樹脂封止されてマトリックス状に実装された半導体発光装置とを備え、プリント基板は、ガラスエポキシを主体とする材料からなり、板厚を０．４ｍｍ以下に形成したので、製造時には、プリント基板を平板状にして非可撓性の基板と同様に取り扱うことができ、また、半導体発光装置がそれぞれ樹脂封止されているので、可撓性を損なうことがなく、また、使用時には、取り付け位置の形状に合わせて湾曲させ、ホルダを用いずに形状を保持することができるので、製造や製品の包装が簡単で、製品の信頼性および汎用性が高くなる。
【００４０】
また、プリント基板を、ドライバ回路を搭載した基板に接続すると、別途コントローラを用意する必要がなくなるので、発光表示装置を電源に接続するだけで、単独で使用することができ、製品をコンパクトに形成して小形の機器等に利用することができる。
【００４１】
また、半導体発光装置の短辺が、プリント基板の湾曲方向と平行となるように、半導体発光装置を基板上に配置すると、発光表示装置に加わる応力が小さくなりパターン剥離を防止でき、製品の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、プリント基板を、半円筒状に湾曲して固定すると、円筒状に形成した機械により回転するドラムと同等の表示を行うことができ、また、装置を小さく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の発光表示装置の平面図
【図２】発光表示装置の表示面を湾曲させた状態を示す部分拡大側断面図
【図３】発光表示装置の表示面を湾曲させた状態を示す斜視図
【図４】本発明の第２の実施の形態の発光表示装置の平面図
【符号の説明】
１発光表示装置
２プリント基板
３半導体発光装置
４ドライバ回路
５フレキシブル基板
６配線基板
７，８コネクタ
９ケーブル
１０発光表示装置
１１搭載基板
１２半導体発光素子
１３樹脂

Claims

プリント基板と、
このプリント基板上にマトリックス状に実装された半導体発光装置と
を備えた曲面表示が可能な発光表示装置において、
前記半導体発光装置は、
一対の電極を備えた搭載基板と、
この搭載基板上に接続された半導体発光素子と、
この半導体発光素子を封止する樹脂と
を備え、
前記プリント基板は、ガラスエポキシを主体とする材料からなり、板厚が０．４ｍｍ以下に形成されていること
を特徴とする発光表示装置。
前記プリント基板は、前記半導体発光装置を駆動するドライバ回路が搭載された基板に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
前記半導体発光装置は、矩形状の面実装型に形成されており、その短辺が、前記プリント基板を湾曲させるときの湾曲方向と平行になるように、前記プリント基板上に配置されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置。
前記プリント基板は、半円筒状に湾曲して固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の発光表示装置。