JP2011257487A - 発光表示装置および発光表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光性封止樹脂が充填された樹脂充填部への気泡の混入を防止し、樹脂充填部での気泡による輝度むら、色度むらが生じない発光表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】発光表示装置１は、表面実装型発光素子１０と、表面実装型発光素子１０が表面２０ｆに実装されたプリント配線板２０と、表面実装型発光素子１０に対向するレンズ部３１とレンズ部３１をプリント配線板２０に対して位置決めするレンズ枠体部３６とを有するレンズモジュール３０とを備える。レンズモジュール３０は、表面実装型発光素子１０を内側に包囲する内側凹部３３を備え、プリント配線板２０は、内側凹部３３の範囲内で表面２０ｆと裏面２０ｒとの間を貫通する貫通穴２１を備える。内側凹部３３には透光性封止樹脂３４ｒが充填された樹脂充填部３４が形成されている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、表面実装型発光素子を実装されたプリント配線板と、プリント配線板に対向するレンズモジュールとを備える発光表示装置、およびそのような発光表示装置の製造方法に関する。

発光素子の開発に伴い表示装置、照明装置など種々の発光装置が提供されている。また、最近の環境保全の動向から、発光装置、照明装置などについても低消費電力が要請されるようになり、ＬＥＤ（発光ダイオード）を採用した種々の形態の発光装置が提案されている。さらに、表示特性も高精度化（輝度むら、表示むら）が要請され種々の技術が提案されている。

図５は、従来の照明装置の断面状態の概略を示す概略断面図である。

照明装置１００（例えば、特許文献１参照。）は、収納凹部１０１ｒを有した透明ケース１０１と、収納凹部１０１ｒに収納されるプリント配線板１０２と、プリント配線板１０２に実装された発光素子１０３と、プリント配線板１０２および発光素子１０３を封止する封止部１０４とを備えている。封止部１０４は、液状の封止樹脂を収納凹部１０１ｒに充填し、その上にプリント配線板１０２を配置した後、熱硬化することにより形成される。

ところが、封止樹脂の上にプリント配線板１０２を配置する際に気泡が紛れ込んでしまうことがある。そこで、プリント配線板１０２には、封止樹脂に紛れ込まれる気泡を収納凹部１０１ｒの開口側に排気させるための通気穴１０２ｈが貫通して設けられている。また、通気穴１０２ｈにおいて、発光素子１０３が実装された面側１０２ｓの口部１０２ｗには座繰り１０２ｃを設けることにより気泡が入り込む部分が広口とされており、封止樹脂（封止部１０４）中に生じた気泡が通気穴１０２ｈに誘導され易い構造とされている。

このような従来例によれば、収納凹部１０１ｒに封止樹脂を充填したときに生じる気泡を、プリント配線板１０２の外部に誘導させることができるので、封止部１０４の気泡を減少させることができる。

しかしながら、従来例に係る照明装置１００の場合であっても、気泡が通気穴１０２ｈを通過できないで残存してしまうことがあった。また、気泡を通過させようとする場合、通気穴の径をさらに大きくする必要があり、照明装置１００のように発光素子１０３同士の間隔が広い場合は、通気口１０２ｈの径を確保できるが、高密度に発光素子を配置した表示装置のように発光素子の間の間隔が狭い場合は、封止樹脂を充填するときに混入した気泡が排出されるに十分な通気口の径が確保できないという問題があった。

また、あらかじめ封止樹脂を充填した上に、プリント配線板を配置するというプロセスでの製造方法であることから、プリント配線板が十分漬かるように多量の封止樹脂を充填する必要があり、必要以上の樹脂による、装置全体の質量の増加、コストの増大などの問題もあった。

従来例に係る照明装置１００に限らず。発光素子の周囲を充填する封止樹脂に気泡が混入した場合、気泡は光を散乱させることから、気泡の存在自体が、発光面における輝度むら、色度むらを生じさせる原因となっていた。

また、気泡と封止樹脂には屈折率の差があることから、発光素子が発光した光は、気泡の表面で反射、屈折して散乱するので、気泡が存在する部分の輝度や色度が周囲と比較して視認性（表示特性）に差が生じていた。

したがって、発光素子を内蔵する発光表示装置において、輝度のばらつきや、色度のばらつきの原因となり、発光表示装置とした場合の表示品位（表示特性）の低下にもつながり、製品として許容できないものとなっていた。

特開２００７−８０５２８号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、透光性封止樹脂を充填するときに気泡の混入を防止することによって、透光性封止樹脂が充填された樹脂充填部への気泡の混入を防止し、樹脂充填部での気泡による輝度むら、色度むらが生じない発光表示装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、透光性封止樹脂を充填するときに気泡の混入を防止することによって、透光性封止樹脂が充填された樹脂充填部への気泡の混入を防止し、樹脂充填部での気泡による輝度むら、色度むらが生じない発光表示装置の製造方法を提供することを他の目的とする。

本発明に係る発光表示装置は、表面実装型発光素子と、前記表面実装型発光素子が表面に実装されたプリント配線板と、前記表面実装型発光素子に対向するレンズ部と前記レンズ部を前記プリント配線板に対して位置決めするレンズ枠体部とを有するレンズモジュールとを備える発光表示装置であって、前記レンズモジュールは、前記表面実装型発光素子を内側に包囲する内側凹部を備え、前記プリント配線板は、前記内側凹部の範囲内で前記表面と裏面との間を貫通する貫通穴を備え、前記内側凹部には透光性封止樹脂が充填された樹脂充填部が形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、表面実装型発光素子とレンズ部との間に形成された樹脂充填部が貫通穴を介して露出しているので、内側凹部へ透光性封止樹脂を充填するときの気泡の混入を防止して、樹脂充填部（内側凹部）での気泡による輝度むら、色度むらが生じない発光表示装置となる。

また、本発明に係る発光表示装置では、前記貫通穴は、前記レンズ部の中心に対して点対称となる位置に形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、樹脂充填部への気泡の混入を効果的に防止することができる。

また、本発明に係る発光表示装置では、前記レンズ部は、ドットマトリックス状に配置され、前記レンズ枠体部は前記レンズ部を囲む格子状とされ、前記貫通穴は、前記レンズ枠体部の対角位置に形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、高精細なドットの配置と大面積の表示とを両立させた発光表示装置とすることができる。また、貫通穴が配置される位置を容易に、かつ高精度に確定することができる。

また、本発明に係る発光表示装置では、前記貫通穴は、前記樹脂充填部によって塞がれていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、表面実装型発光素子を樹脂充填部で確実に封止することができ、信頼性および安定性を向上させることができる。

また、本発明に係る発光表示装置では、前記レンズ部は、前記表面実装型発光素子の指向性を規定する曲率部と、前記曲率部から前記プリント配線板に向かって延長された脚部とを備え、前記脚部は、前記レンズ枠体部に当接されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、レンズ部とレンズ枠体部との位置関係を容易に、かつ高精度に決定することができるので、高精度な発光表示装置とすることができる。

また、本発明に係る発光表示装置では、前記レンズモジュールは、前記レンズ部と前記レンズ枠体部とを一体として形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、レンズ部とレンズ枠体部とを２色成形によって一体に形成したレンズモジュールとすることができる。

また、本発明に係る発光表示装置では、前記貫通穴の側壁に形成されたメッキ部を備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、貫通穴を形成するときに発生した切削クズが透光性封止樹脂を充填するときに樹脂充填部に混入することを防止することができるので、混入物を防止した清浄度の高い樹脂充填部を形成することができ、表示特性を向上させることができる。また、貫通穴の表面を滑らかにできるので、貫通穴を介して透光性封止樹脂を内側凹部へ充填するときの透光性封止樹脂の流れを円滑にして透光性封止樹脂への気泡の混入を抑制することができる。

また、本発明に係る発光表示装置では、前記表面実装型発光素子は、前記レンズ部の側に凸状とされた発光面を有することを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、指向性および発光輝度をさらに向上させることができる。また、光路上での気泡の発生を防止することができる。

また、本発明に係る発光表示装置の製造方法は、表面実装型発光素子と、前記表面実装型発光素子が表面に実装されたプリント配線板と、前記表面実装型発光素子に対向するレンズ部と前記レンズ部を前記プリント配線板に対して位置決めするレンズ枠体部とを有するレンズモジュールとを備え、前記レンズモジュールは前記表面実装型発光素子を内側に包囲する内側凹部を備え、前記プリント配線板は前記内側凹部の範囲内で前記表面と裏面との間を貫通する２つの貫通穴を備える発光表示装置の製造方法であって、前記表面実装型発光素子を実装した前記プリント配線板を準備する工程と、前記レンズ部と前記レンズ枠体部とを有する前記レンズモジュールを準備する工程と、前記表面実装型発光素子が前記内側凹部に包囲されるように前記レンズモジュールを前記プリント配線板に配置する工程と、前記貫通穴の一方から前記内側凹部へ透光性封止樹脂を充填する工程とを備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る発光表示装置の製造方法は、貫通穴の一方（注入口）から注入する透光性封止樹脂が他方の貫通穴（排気口）を介して排気しながら充填されるので、内側凹部に形成される樹脂充填部への気泡の混入を確実に防止することができる。

本発明に係る発光表示装置は、表面実装型発光素子と、表面実装型発光素子が表面に実装されたプリント配線板と、表面実装型発光素子に対向するレンズ部とレンズ部をプリント配線板に対して位置決めするレンズ枠体部とを有するレンズモジュールとを備える発光表示装置であって、レンズモジュールは、表面実装型発光素子を内側に包囲する内側凹部を備え、プリント配線板は、内側凹部の範囲内で表面と裏面との間を貫通する貫通穴を備え、内側凹部には透光性封止樹脂が充填された樹脂充填部が形成されている。

したがって、本発明に係る発光表示装置は、表面実装型発光素子とレンズ部との間に形成された樹脂充填部が貫通穴を介して露出しているので、内側凹部へ透光性封止樹脂を充填するときの気泡の混入を防止して、樹脂充填部（内側凹部）での気泡による輝度むら、色度むらが生じないという効果を奏する。

本発明に係る発光表示装置の製造方法は、表面実装型発光素子と、表面実装型発光素子が表面に実装されたプリント配線板と、表面実装型発光素子に対向するレンズ部とレンズ部をプリント配線板に対して位置決めするレンズ枠体部とを有するレンズモジュールとを備え、レンズモジュールは表面実装型発光素子を内側に包囲する内側凹部を備え、プリント配線板は内側凹部の範囲内で表面と裏面との間を貫通する２つの貫通穴を備える発光表示装置の製造方法であって、表面実装型発光素子を実装したプリント配線板を準備する工程と、レンズ部とレンズ枠体部とを有するレンズモジュールを準備する工程と、表面実装型発光素子が内側凹部に包囲されるようにレンズモジュールをプリント配線板に配置する工程と、貫通穴の一方から内側凹部へ透光性封止樹脂を充填する工程とを備える。

したがって、本発明に係る発光表示装置の製造方法は、貫通穴の一方（注入口）から注入する透光性封止樹脂が他方の貫通穴（排気口）を介して排気しながら充填されるので、内側凹部に形成される樹脂充填部への気泡の混入を確実に防止することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る発光表示装置の断面状態の要部を示す要部断面図である。 図１Ａに示した発光表示装置の平面状態の要部を示す要部平面図である。 図１Ａに示した発光表示装置の全体概要を示す全体概要図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ方向での側面図、（Ｃ）は（Ａ）の矢符Ｃ方向での側面図である。 本発明の実施の形態２に係る発光表示装置の製造方法の工程で、表面実装型発光素子を実装したプリント配線板を準備した状態を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る発光表示装置の製造方法の工程で、レンズモジュールを準備した状態を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る発光表示装置の製造方法の工程で、レンズモジュールをプリント配線板に配置した状態を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る発光表示装置の製造方法の工程で、プリント配線板が有する貫通穴を垂直方向で上側に向けた状態を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る発光表示装置の製造方法の工程で、レンズモジュールが有する内側凹部へ透光性封止樹脂を充填して樹脂充填部を形成する状態を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る発光表示装置の製造方法の工程で、樹脂充填部を形成した後、さらに遮光耐候部を形成した状態を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態３に係る発光表示装置の製造方法の工程で、プリント配線板の注入口（貫通穴）に対して樹脂圧送装置を準備した状態を模式的に示す工程断面図である。 本発明の実施の形態３に係る発光表示装置の製造方法の工程で、樹脂圧送装置によって内側凹部へ透光性封止樹脂を注入している状態を模式的に示す工程断面図である。 本発明の実施の形態３に係る発光表示装置の製造方法の工程で、内側凹部へ透光性封止樹脂を充填して硬化する前の樹脂充填部を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。 従来の照明装置の断面状態の概略を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

＜実施の形態１＞
本実施の形態では、図１Ａないし図２に基づいて発光表示装置１の基本的な構成を説明する。

図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る発光表示装置１の断面状態の要部を示す要部断面図である。

図１Ｂは、図１Ａに示した発光表示装置１の平面状態の要部を示す要部平面図である。

本実施の形態に係る発光表示装置１は、表面実装型発光素子１０と、表面実装型発光素子１０が表面２０ｆに実装されたプリント配線板２０と、表面実装型発光素子１０に対向するレンズ部３１とレンズ部３１をプリント配線板２０に対して位置決めするレンズ枠体部３６とを有するレンズモジュール３０とを備える。

レンズモジュール３０は、表面実装型発光素子１０を内側に包囲する内側凹部３３を備え、プリント配線板２０は、内側凹部３３の範囲内で表面２０ｆと裏面２０ｒとの間を貫通する貫通穴２１を備える。また、内側凹部３３には透光性封止樹脂３４ｒが充填された樹脂充填部３４が形成されている。

したがって、本実施の形態に係る発光表示装置１は、表面実装型発光素子１０とレンズ部３１との間に形成された樹脂充填部３４が貫通穴２１を介して露出しているので、内側凹部３３へ透光性封止樹脂３４ｒを充填するときの気泡の混入を防止して、樹脂充填部３４（内側凹部３３）での気泡による輝度むら、色度むらが生じないという利点を有する。

なお、透光性封止樹脂３４ｒとしては、レンズ部３１に対する密着性、プリント配線板２０に対する密着性、透光性、耐湿性などを考慮してシリコーン樹脂を適用した。

レンズ部３１は、表面実装型発光素子１０の指向性を規定する曲率部３１ｒと、曲率部３１ｒからプリント配線板２０に向かって延長された脚部３１ｔとを備え、脚部３１ｔは、レンズ枠体部３６に当接されていることが望ましい。したがって、本実施の形態に係る発光表示装置１は、レンズ部３１とレンズ枠体部３６との位置関係、レンズ部３１とプリント配線板２０との位置関係を容易に、かつ高精度に決定することができるので、高精度な発光表示装置１とすることができる。

レンズ部３１を構成する曲率部３１ｒと脚部３１ｔとは、透光性樹脂で成形され、レンズ部３１の周囲に配置されるレンズ枠体部３６は、黒色樹脂で成形される。レンズ部３１は、脚部３１ｔを有する形状とされていることから、レンズ部３１を成形する金型の下側金型にレンズ部３１を成形状態で残すことが可能となる。したがって、脚部３１ｔに対してレンズ枠体部３６を容易に当接させて成形することができる。

レンズ枠体部３６は、黒色樹脂で形成されているから、レンズ部３１を保持する機能に加えて、隣接する表面実装型発光素子１０相互間を遮光する機能を有する。

内側凹部３３は、脚部３１ｔの内側面で構成され、樹脂充填部３４が確実に曲率部３１ｒに対向するように配置される。また、レンズ枠体部３６は、脚部３１ｔを囲むように配置されている。したがって、内側凹部３３は、レンズ枠体部３６と曲率部３１ｒとの境界付近に配置される。内側凹部３３は、レンズ枠体部３６の平面視の形状である矩形状に対応させて略矩形状とされる。

また、矩形状の内側凹部３３と円形の曲率部３１ｒとの間で構成される角部３３ｃに貫通穴２１を配置することができる。なお、貫通穴２１が配置されない角取り部３３ｃｒは曲率部３１ｒの円形に沿うように角取りすることによって内側凹部３３の体積を縮小し、樹脂充填部３４に必要な樹脂量を抑制することができる。また、透光性封止樹脂３４ｒの樹脂流れを円滑化して、気泡の混入をさらに抑制することができる。

内側凹部３３は、貫通穴２１が配置される２つの角部３３ｃに加え、貫通穴２１が配置されないで角取りされて辺を形成する２つの角取り部３３ｃｒを有する。したがって、内側凹部３３は、角部３３ｃの両側に配置された２辺（２つの角部３３ｃで４辺）と、角取り部３３ｃｒに対応する２辺とを合計して６辺を有する。つまり、内側凹部３３は、平面視で６角形を構成している。角部３３ｃに配置された貫通穴２１相互間は、６角形の対角線で最も長い方に配置されるから、注入される透光性封止樹脂３４ｒを十分に内側凹部３３の内部で充填することができる。また、透光性封止樹脂３４ｒの流路は、内側凹部３３が有する空間の長さ方向に形成されることから樹脂流れを円滑にすることができる。

レンズモジュール３０が有するレンズ枠体部３６には、遮光耐候部３７を形成してあることが望ましい。この構成により、発光表示装置１の耐候性、遮光性を向上させることができる。

遮光耐候部３７は、レンズ部３１（曲率部３１ｒ）の周囲およびレンズ枠体部３６に重ねて配置され、黒色樹脂で充填、形成される。遮光耐候部３７がレンズ枠体部３６に重ねて配置されることから、防水性などの耐候性を向上させることができる。

遮光耐候部３７は、曲率部３１ｒの周囲に配置されることから、発光表示装置１の非点灯状態をより黒くして、表面実装型発光素子１０が発光した部分とのコントラストを高くすることができ、表示特性を向上させることができる。

また、レンズ部３１で曲率部３１ｒ以外の部分（例えば、脚部３１ｔ）が、遮光耐候部３７から上の方へ突出すると、視認性、外観性、コントラストに影響が出ることから、レンズ部３１を成形するときのゲート位置は、遮光耐候部３７で被覆する面より下側になるように配置する。

レンズモジュール３０は、レンズ部３１とレンズ枠体部３６とを一体として形成されていることが望ましい。したがって、本実施の形態に係る発光表示装置１は、レンズ部３１とレンズ枠体部３６とを２色成形によって一体に形成したレンズモジュール３０とすることができる。また、遮光耐候部３７を付加して形成することによって生産性の高いレンズモジュール３０とすることができる。

レンズ部３１は、表面実装型発光素子１０に対して１対１で配置する必要があり、個々に成形、配置すると作業性が低下することから、レンズ部３１およびレンズ枠体部３６は、一体に成形してレンズモジュール３０とする。つまり、レンズモジュール３０では、レンズ部３１は、ドットマトリックス状に配置され、換言すれば、レンズモジュール３０は、レンズ部３１をアレイ状に配置している。

レンズ部３１は、発光表示装置１を例えば屋外などの表示装置として機能させる場合に、表面実装型発光素子１０から放射された光を前面に集光して、発光表示装置１が表示するドットを視認するのに十分な輝度を実現する部材であり、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂成形ができる透明樹脂材料によって形成される。

本実施の形態では、レンズ部３１は、次の理由などからポリカーボネートを用いて形成してある。つまり、アクリルは、耐侯性に優れるが、耐衝撃性、耐熱性に難点がある。また、アクリルの屈折率は、１．４９であり、ポリカーボネートの屈折率は、１．５９である。したがって、同じ集光特性を持たせる場合、アクリルのレンズは、ポリカーボネートのレンズに対してレンズ厚さが厚くなり成形性が悪くなる。また、ポリカーボネートは、紫外線吸収剤を添加した耐侯性タイプのものを使用する琴によって耐候性を改善することができる。

レンズ枠体部３６は、個々のレンズ部３１相互間を遮光して表示精度を向上させる必要がある。したがって、レンズ枠体部３６は、黒色の不透明樹脂、例えば、ポリカーボネートを用いて形成される。つまり、レンズ部３１およびレンズ枠体部３６は、同一の樹脂材料を適用することから、２色成形技法によって成形することが容易となる。

また、貫通穴２１は、レンズ部３１の中心３１ｃに対して点対称となる位置（例えば角部３３ｃ）に表面実装型発光素子１０を挟むように形成されている。したがって、本実施の形態に係る発光表示装置１は、透光性封止樹脂３４ｒを充填するとき、一方の貫通穴２１を注入口２１ｓ（図３Ｄ参照）、他方の貫通穴２１を排気口２１ｄ（図３Ｄ参照）とすることが可能となり、透光性封止樹脂３４ｒに対して一定の方向に流れる経路を形成することができるので、樹脂充填部３４への気泡の混入を効果的に防止することができる。

レンズ部３１の中心３１ｃは、レンズ部３１が有する光軸と曲率部３１ｒの表面との交点の位置によって特定される。また、レンズ部３１の中心３１ｃは、平面視で、レンズ部３１の光軸とプリント配線板２０とが交差する位置にも対応する。つまり、貫通穴２１の位置は、平面視で光軸とプリント配線板２０とが交差する位置に対して点対称となる位置に配置されていることが望ましい。貫通穴２１を転対象となる位置に配置することから、
レンズ部３１は、ドットマトリックス状（図２参照）に配置され、レンズ枠体部３６はレンズ部３１を囲む格子状とされ、貫通穴２１は、レンズ枠体部３６の対角位置（例えば角部３３ｃ）に表面実装型発光素子１０を挟むように形成されている。したがって、本実施の形態に係る発光表示装置１は、高精細なドットの配置と大面積の表示とを両立させた発光表示装置１とすることができる。また、貫通穴２１が配置される位置を容易に、かつ高精度に確定することができる。

なお、レンズ枠体部３６の対角位置とは、レンズ枠体部３６を格子として見たとき、格子の交点によって定まる対角線に対応する位置として規定できる。また、レンズ枠体部３６、脚部３１ｔなどの形状、配置によって本来の対角線から多少の位置の変更は対角位置の概念に含まれるものである。

ここで、パッケージ１２の中央部に形成されている発光面１１をレンズ部３１の側に凸状とした表面実装型発光素子１０とした場合は、指向性及び発光輝度をさらに向上させることができる。また、光路上での気泡の発生をさらに防止することができる。以下の説明では、表面実装型発光素子１０は、発光面１１を凸状とした状態で示すが、発光面１１を平坦面などとすることも可能である。

発光面１１を凸状とする技法としては、表面実装型発光素子１０に内蔵するＬＥＤ（発光ダイオード）チップを封止する透光性樹脂の供給樹脂量を内蔵凹部（不図示）の体積より多くして、盛り上げる方法などがある。

パッケージ１２、発光面１１によって保護された表面実装型発光素子１０の内部には、ＬＥＤチップが内蔵され、例えば三原色のＬＥＤチップを内蔵することによって白色を発光すること、あるいは三原色のそれぞれの色を発光することが可能である。発光表示装置１は、発光ダイオード（表面実装型発光素子１０） を利用することから、高い輝度の鮮明な映像を表示することができる。なお、表面実装型発光素子１０は、ＬＥＤに限らず、他の発光素子とすることもできる。

また、樹脂充填部３４の一部は貫通穴２１にも充填されて貫通穴２１を塞ぐ形態とされている。つまり、貫通穴２１は、樹脂充填部３４によって塞がれている。したがって、本発明に係る発光表示装置１は、表面実装型発光素子１０を樹脂充填部３４で確実に封止することができ、信頼性および安定性を向上させることができる。また、樹脂充填部３４を確実に外部環境から保護することができるので貫通穴２１の形成による防水性の低下を防止して発光表示装置１の耐環境性（防水性）を確保することができる。

図２は、図１Ａに示した発光表示装置１の全体概要を示す全体概要図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ方向での側面図、（Ｃ）は（Ａ）の矢符Ｃ方向での側面図である。

レンズモジュール３０は、レンズ部３１を全体で例えば２５６個（例えば、縦１６個×横１６個のマトリックス状）配置している。つまり、発光表示装置１では、レンズ部３１は、ドットマトリックス状に配置され、レンズ枠体部３６はレンズ部３１を囲む格子状とされている。したがって、本発明に係る発光表示装置１は、高精細なドットの配置と大面積の表示とを両立させた発光表示装置１とすることができる。

表面実装型発光素子１０を実装したプリント配線板２０は、レンズモジュール３０（レンズ部３１、レンズ枠体部３６、遮光耐候部３７。なお、遮光耐候部３７は、図面の見易さを考慮して図示は省略した。）で被覆され、筐体５０に収容されている。

発光表示装置１が例えば屋外に配置された場合、太陽光が表面実装型発光素子１０に直接照射されて表面が太陽光を反射したとき、表面が光ることによって、点灯状態と同様な状態となり、点灯／消灯の識別が困難になる状況（視認性の低下、表示特性の低下）を防止し、表示特性（視認性）を向上させるため、ルーバー６０が配レンズモジュール３０の表面に置されている。

なお、本実施の形態では、レンズモジュール３０をマトリックス状として説明したが、１個のレンズ部３１に対応させて個別の発光表示装置１とすることも可能である。そのときは、レンズ部３１をマトリックス状に配置したレンズモジュール３０をレンズ枠体部３６の中心で分離して個別のレンズ部３１とすることによって発光表示装置１を効率的に製造することができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態では、図３Ａないし図３Ｆに基づいて実施の形態１に記載した発光表示装置１の製造方法（製造工程）を説明する。図３Ａないし図３Ｆ本発明の実施の形態２に係る発光表示装置１の製造方法の工程での概要を断面状態として示す工程断面図である。

図３Ａは、本発明の実施の形態２に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、表面実装型発光素子１０を実装したプリント配線板２０を準備した状態を示す工程断面図である。

表面実装型発光素子１０を実装したプリント配線板２０を準備する工程である。

つまり、プリント配線板２０の表面２０ｆに表面実装型発光素子１０を実装する作業を実施しておく。この作業は、予め他の場所で実施しても良い。表面実装型発光素子１０は、プリント配線板２０に予め形成された配線パターン（不図示）にハンダなどで接続される。このとき、プリント配線板２０には、予め貫通穴２１が表面２０ｆと裏面２０ｒとの間を貫通して形成されている。

図３Ｂは、本発明の実施の形態２に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、レンズモジュール３０を準備した状態を示す工程断面図である。

レンズ部３１（曲率部３１ｒ、脚部３１ｔ）およびレンズ枠体部３６を一体に成形されたレンズモジュール３０を準備する工程である。

レンズモジュール３０は、レンズ枠体部３６に重ねて形成された遮光耐候部３７を有する形態としても良いが、本実施の形態では、遮光耐候部３７は後の工程（図３Ｆ参照）で形成する場合を示す。

図３Ｃは、本発明の実施の形態２に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、レンズモジュール３０をプリント配線板２０に配置した状態を示す工程断面図である。

表面実装型発光素子１０が内側凹部３３に包囲されるようにレンズモジュール３０をプリント配線板２０に配置する工程である。

相互の位置合わせは、レンズモジュール３０とプリント配線板２０とがそれぞれ嵌め込まれるような凹凸を設けておいても良く、また、適宜の治具を適用して位置決めしても良い。なお、位置合わせに併せて適宜の強度でプリント配線板２０とレンズモジュール３０とを相互に連結しておくことが望ましい。連結の手段としては、ネジなどの締結部材、あるいは、接着剤を適用することができる。

なお、貫通穴２１の配置が内側凹部３３の範囲内（内側領域）に対応するように位置決めする。

図３Ｄは、本発明の実施の形態２に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、プリント配線板２０が有する貫通穴２１を垂直方向で上側に向けた状態を示す工程断面図である。

内側凹部３３へ貫通穴２１を介して透光性封止樹脂３４ｒを充填する前に、貫通穴２１が上側になるようにプリント配線板２０およびレンズモジュール３０を反転させる工程である。

つまり、プリント配線板２０を上に、レンズモジュール３０が下になるように配置される。また、１つの内側凹部３３には、少なくとも２つの貫通穴２１が配置されている。したがって、一方を透光性封止樹脂３４ｒに対する注入口２１ｓとし、他方を排気口２１ｄとすることができる。

図３Ｅは、本発明の実施の形態２に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、レンズモジュール３０が有する内側凹部３３へ透光性封止樹脂３４ｒを充填して樹脂充填部３４を形成する状態を示す工程断面図である。

貫通穴２１の一方（注入口２１ｓ）から内側凹部３３へ透光性封止樹脂３４ｒを充填する工程である（詳細は、実施の形態３でさらに説明する）。なお、図３Ｅでは、透光性封止樹脂３４ｒの充填を終了して樹脂充填部３４を形成した状態を示す。

この状態（貫通穴２１を上側へ向けた状態）で透光性封止樹脂３４ｒに適した適宜の硬化条件（温度および時間）で硬化して樹脂充填部３４を形成する。貫通穴２１の上側に向けた状態とすることから、脱気を容易に実行することができ、気泡の混入をさらに排除することができる。

図３Ｆは、本発明の実施の形態２に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、樹脂充填部３４を形成した後、さらに遮光耐候部３７を形成した状態を示す工程断面図である。

レンズ部３１の周囲およびレンズ枠体部３６に重ねて遮光耐候部３７が形成される工程である。

本実施の形態では、樹脂充填部３４を内側凹部３３に形成した後、遮光耐候部３７を形成する場合とした。なお、上述したとおり、遮光耐候部３７は、レンズモジュール３０を準備する段階で形成してあっても良い。歩留まり、作業性、強度など、プロセスの状況に応じて適宜の態様とすることができる。

上述したとおり、本実施の形態に係る発光表示装置１の製造方法は、表面実装型発光素子１０と、表面実装型発光素子１０が表面２０ｆに実装されたプリント配線板２０と、表面実装型発光素子１０に対向するレンズ部３１とレンズ部３１をプリント配線板２０に対して位置決めするレンズ枠体部３６とを有するレンズモジュール３０とを備え、レンズモジュール３０は表面実装型発光素子１０を内側に包囲する内側凹部３３を備え、プリント配線板２０は内側凹部３３の範囲内で表面２０ｆと裏面２０ｒとの間を貫通する２つの貫通穴２１を備える発光表示装置１の製造方法であって、表面実装型発光素子１０を実装したプリント配線板２０を準備する工程と、レンズ部３１とレンズ枠体部３６とを有するレンズモジュール３０を準備する工程と、表面実装型発光素子１０が内側凹部３３に包囲されるようにレンズモジュール３０をプリント配線板２０に配置する工程と、貫通穴２１の一方から内側凹部３３へ透光性封止樹脂３４ｒを充填する工程とを備える。

したがって、本実施の形態に係る発光表示装置１の製造方法は、貫通穴２１の一方（注入口２１ｓ）から注入する透光性封止樹脂３４ｒが他方の貫通穴２１（排気口２１ｄ）を介して排気しながら充填されるので、内側凹部３３に形成される樹脂充填部３４への気泡の混入を確実に防止することができる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態では、図４Ａないし図４Ｃに基づいて実施の形態１に記載した発光表示装置１を製造する製造方法、実施の形態２で説明した発光表示装置１の製造方法での透光性封止樹脂３４ｒの充填工程についてさらに詳細を説明する。

図４Ａは、本発明の実施の形態３に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、プリント配線板２０の注入口２１ｓ（貫通穴２１）に対して樹脂圧送装置ＲＤを準備した状態を模式的に示す工程断面図である。

表面実装型発光素子１０が実装されたプリント配線板２０が準備される。貫通穴２１が垂直方向で上方向となるように配置される。つまり、プリント配線板２０を裏返して貫通穴２１（注入口２１ｓ）へ透光性封止樹脂３４ｒを注入できるように配置する。なお、注入口２１ｓ以外の貫通穴２１（排気口２１ｄ）は、開放状態として内側凹部３３の内部の空気を排気できるようにしておく。

透光性封止樹脂３４ｒを注入する装置として樹脂圧送装置ＲＤを準備する。樹脂圧送装置ＲＤの圧送口は、注入口２１ｓへ密接した状態で結合され確実に透光性封止樹脂３４ｒを内側凹部３３へ圧力を印加した状態で注入する形態とされる。

なお、プリント配線板２０に形成された貫通穴２１は、樹脂の流れを円滑にする構造とすることが望ましい。例えば、貫通穴２１の側壁に形成されたメッキ部２３を備えることが望ましい。

この構成によれば、貫通穴２１を形成するときに発生した例えば切削クズが透光性封止樹脂３４ｒを充填するときに樹脂充填部３４に混入することを防止することができるので、混入物を防止した清浄度の高い樹脂充填部３４を形成することができ、表示特性を向上させることができる。また、貫通穴２１の表面２０ｆを滑らかにできるので、貫通穴２１を介して透光性封止樹脂３４ｒを内側凹部３３へ充填するときの透光性封止樹脂３４ｒの流れを円滑にして透光性封止樹脂３４ｒへの気泡の混入を抑制することができる。

なお、透光性封止樹脂３４ｒとしては、上述したとおり、透光性に優れたシリコーン樹脂が望ましい。また、消泡剤を含有させることによって混入した気泡をさらに抑制することができる。

図４Ｂは、本発明の実施の形態３に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、樹脂圧送装置ＲＤによって内側凹部３３へ透光性封止樹脂３４ｒを注入している状態を模式的に示す工程断面図である。

樹脂圧送装置ＲＤに圧力ＡＰを加えることで透光性封止樹脂３４ｒを注入口２１ｓから注入する。このとき、排気口２１ｄを開放してあるから、内側凹部３３の空気を透光性封止樹脂３４ｒの充填に応じて排気口２１ｄから排気することができる。なお、透光性封止樹脂３４ｒに対する圧力ＡＰは、空気圧、シリンダ動作、ギアポンプ動作などを適用して印加することができる。

注入された透光性封止樹脂３４ｒは、注入口２１ｓに近い内側凹部３３を充填し、さらに排気口２１ｄに近い内側凹部３３に向かって充填され、徐々に内側凹部３３（レンズ部３１と表面実装型発光素子１０の間の空間領域）を充填する。注入口２１ｓと排気口２１ｄは、表面実装型発光素子１０を挟んで相互に対角位置に配置されていることから、透光性封止樹脂３４ｒの流れを一方の端から他方の端へとすることができるので、内側凹部３３での空気の混入を大きく抑制することができる。

例えば、排気口２１ｄと注入口２１ｓとが表面実装型発光素子１０を挟む対角位置に配置されていない場合は、レンズ部３１と表面実装型発光素子１０との間の空間（内側凹部３３の内部領域）が透光性封止樹脂３４ｒで完全に充填される前に排気口２１ｄから透光性封止樹脂３４ｒが排出されることになり、結果としてレンズ部３１と表面実装型発光素子１０との間に空気が残り、気泡が発生する。

また、仮に表面実装型発光素子１０の発光面１１の周囲（特に中心３１ｃ付近）に気泡が発生しても、表面実装型発光素子１０の発光面１１が凸状とされていることから、透光性封止樹脂３４ｒを充填している間、発光面１１の先端（凸状の先端）は下側を向き、気泡は発光面１１からパッケージ１２の側へ移動するので、表面実装型発光素子１０から出射された光の光路上に気泡が存在することを防止することができる。

また、貫通穴２１（注入口２１ｓ、排気口２１ｄ）の側壁にはメッキ部２３が形成されているから、透光性封止樹脂３４ｒの注入に際して貫通穴２１から切削クズなどが混入することを防止することができ、また、透光性封止樹脂３４ｒの注入口２１ｓからの注入を円滑化することができる。

図４Ｃは、本発明の実施の形態３に係る発光表示装置１の製造方法の工程で、内側凹部３３へ透光性封止樹脂３４ｒを充填して硬化する前の樹脂充填部３４を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。

透光性封止樹脂３４ｒの注入を終了した状態を示す。透光性封止樹脂３４ｒは、内側凹部３３に充填（封止）され、最後に排気口２１ｄからあふれるので、排気口２１ｄを観察することによって透光性封止樹脂３４ｒの充填状態（充填の終了）を確実に把握（視認）することができる。したがって、透光性封止樹脂３４ｒは、内側凹部３３のみならず、注入口２１ｓおよび排気口２１ｄにも充填（封止）される。

上述したとおり、一方の貫通穴２１は注入口２１ｓとなり、他方の貫通穴２１は排気口２１ｄとなる。一方の貫通穴２１（注入口２１ｓ）を介して内側凹部３３へ充填された透光性封止樹脂３４ｒは、他方の貫通穴２１（排気口２１ｄ）を充填して塞ぐこととなる。

また、貫通穴２１は、透光性封止樹脂３４ｒで封止されているが外気へ開放されているから、内部に混入した気泡があっても適宜の脱法処理を施すことによって容易に脱気することが可能となる。

なお、貫通穴２１を上方に向けたままで透光性封止樹脂３４ｒを硬化し、樹脂充填部３４を形成することによって、内側凹部３３へ混入して残留している気泡も外部へ排気することができる。

また、プリント配線板２０およびレンズモジュール３０に対して接着性を有する透光性封止樹脂３４ｒを内側凹部３３へ充填して樹脂充填部３４を形成することから、樹脂充填部３４は、プリント配線板２０およびレンズモジュール３０の両方に対して強固に接着され、プリント配線板２０、樹脂充填部３４、レンズモジュール３０を一体化することになり、最終製品としての発光表示装置１の強度を向上し、信頼性を向上させることができる。

１ 発光表示装置
１０ 表面実装型発光素子
１１ 発光面
１２ パッケージ
２０ プリント配線板
２０ｆ 表面
２０ｒ 裏面
２１ 貫通穴
２１ｓ 注入口
２１ｄ 排気口
２３ メッキ部
３０ レンズモジュール
３１ レンズ部
３１ｃ 中心
３１ｒ 曲率部
３１ｔ 脚部
３３ 内側凹部
３３ｃ 角部
３３ｃｒ 角取り部
３４ 樹脂充填部
３４ｒ 透光性封止樹脂
３６ レンズ枠体部
３７ 遮光耐候部
５０ 筐体
６０ ルーバー
ＲＤ 樹脂圧送装置
ＡＰ 圧力

Claims (9)

1. 表面実装型発光素子と、前記表面実装型発光素子が表面に実装されたプリント配線板と、前記表面実装型発光素子に対向するレンズ部と前記レンズ部を前記プリント配線板に対して位置決めするレンズ枠体部とを有するレンズモジュールとを備える発光表示装置であって、
   前記レンズモジュールは、前記表面実装型発光素子を内側に包囲する内側凹部を備え、
   前記プリント配線板は、前記内側凹部の範囲内で前記表面と裏面との間を貫通する貫通穴を備え、
   前記内側凹部には透光性封止樹脂が充填された樹脂充填部が形成されていること
   を特徴とする発光表示装置。
2. 請求項１に記載の発光表示装置であって、
   前記貫通穴は、前記レンズ部の中心に対して点対称となる位置に形成されていること
   を特徴とする発光表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の発光表示装置であって、
   前記レンズ部は、ドットマトリックス状に配置され、前記レンズ枠体部は前記レンズ部を囲む格子状とされ、前記貫通穴は、前記レンズ枠体部の対角位置に形成されていること
   を特徴とする発光表示装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の発光表示装置であって、
   前記貫通穴は、前記樹脂充填部によって塞がれていること
   を特徴とする発光表示装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の発光表示装置であって、
   前記レンズ部は、前記表面実装型発光素子の指向性を規定する曲率部と、前記曲率部から前記プリント配線板に向かって延長された脚部とを備え、
   前記脚部は、前記レンズ枠体部に当接されていること
   を特徴とする発光表示装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の発光表示装置であって、
   前記レンズモジュールは、前記レンズ部と前記レンズ枠体部とを一体として形成されていること
   を特徴とする発光表示装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の発光表示装置であって、
   前記貫通穴の側壁に形成されたメッキ部を備えること
   を特徴とする発光表示装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の発光表示装置であって、
   前記表面実装型発光素子は、前記レンズ部の側に凸状とされた発光面を有すること
   を特徴とする発光表示装置。
9. 表面実装型発光素子と、前記表面実装型発光素子が表面に実装されたプリント配線板と、前記表面実装型発光素子に対向するレンズ部と前記レンズ部を前記プリント配線板に対して位置決めするレンズ枠体部とを有するレンズモジュールとを備え、前記レンズモジュールは前記表面実装型発光素子を内側に包囲する内側凹部を備え、前記プリント配線板は前記内側凹部の範囲内で前記表面と裏面との間を貫通する２つの貫通穴を備える発光表示装置の製造方法であって、
   前記表面実装型発光素子を実装した前記プリント配線板を準備する工程と、
   前記レンズ部と前記レンズ枠体部とを有する前記レンズモジュールを準備する工程と、
   前記表面実装型発光素子が前記内側凹部に包囲されるように前記レンズモジュールを前記プリント配線板に配置する工程と、
   前記貫通穴の一方から前記内側凹部へ透光性封止樹脂を充填する工程とを備えること
   を特徴とする発光表示装置の製造方法。

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