JP2019095528A - セグメント型表示器 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の少ない低コストなセグメント型表示器を実現する。【解決手段】回路基板12と、上記回路基板12の表面を覆う樹脂ケース14と、所定の発光色の光を放射するＬＥＤチップ18を備えて成り、上記樹脂ケース14の上面に、上記ＬＥＤチップ18の光を透過する厚さを有する所定形状の薄肉部14ａを形成すると共に、上記薄肉部14ａと回路基板12との間に形成された空間16内に上記ＬＥＤチップ18を配置することにより、上記薄肉部14ａとＬＥＤチップ18とから成る発光セグメント部24を構成した。【選択図】図２

Description

この発明は、任意の文字・数字・記号等を表示する発光セグメント部を備えたセグメント型表示器に関する。

従来より、例えば、０〜９の数字を表示するため、７個の棒状の発光セグメント部を略８字状に配設して成る７セグメント型表示器等のセグメント型表示器が知られている（例えば、実開平７−２３３７８号公報参照）。

図５は従来の７セグメント型表示器70の一例を示す平面図、図６は図５のＢ−Ｂ拡大概略断面図である。
図５及び図６に示すように、上記７セグメント型表示器70は、回路基板72と、上記回路基板72の表面を覆う非透光性のポリカーボネート等より成る樹脂ケース74を備えている。

上記樹脂ケース74には、７個の棒状の貫通孔76（図６参照）と、１個の円状の貫通孔76が穿設されている。
上記７個の棒状の貫通孔76は略８字状に配置され、また、１個の円状の貫通孔76は、略８字状に配置された棒状の貫通孔76の右下位置に配置されている。

図６に示すように、各貫通孔76内の回路基板72上にはＬＥＤチップ78が配置されており、該ＬＥＤチップ78は、貫通孔76内に充填した光拡散剤添加のエポキシ等の透光性の樹脂80で封止されている。
また、上記ＬＥＤチップ78のボンディングワイヤ82と、回路基板72に接続されたリード端子84とが、図示しない導体パターンを介して電気的に接続されている。
さらに、上記樹脂ケース74の上面には黒色印刷層86が形成されている。

而して、従来の上記７セグメント型表示器70にあっては、樹脂ケース74に形成した貫通孔76、各貫通孔76内に配置したＬＥＤチップ78、ＬＥＤチップ78を封止する光拡散剤添加の樹脂80により合計８個の発光セグメント部88が構成されており、各発光セグメント部88のＬＥＤチップ78を選択的に点灯することにより、「０〜９の数字」と「．（ドット）」を表示することができる仕組みとなっている。

尚、図７に示すように、従来の７セグメント型表示器70の変形例として、ＬＥＤチップ78を光拡散剤添加の樹脂80で封止する代わりに、樹脂ケース74に形成した貫通孔76上に透光性の光拡散シート90を配置することも行われている。

実開平７−２３３７８号公報

図６に示す従来の７セグメント型表示器70にあっては、ＬＥＤチップ78を樹脂80で封止していることから、樹脂材料及び樹脂封止工程が必要であり部品コスト・製造コストの上昇を招いていた。
また、リフローハンダ実装時の熱応力によって樹脂80が膨張・収縮してボンディングワイヤ82が切断されてしまう事態が生じていた。

一方、図７に示す従来の７セグメント型表示器70にあっては、ＬＥＤチップ78を樹脂80で封止していないことから、樹脂封止工程は不要であると共に、リフローハンダ実装時のボンディングワイヤ82切断の虞はないものの、貫通孔76上に配置する光拡散シート90及び光拡散シート90貼付工程が必要であり、これが部品コスト・製造コストの上昇をもたらしていた。

本発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、部品点数の少ない低コストなセグメント型表示器を実現することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のセグメント型表示器は、
回路基板と、上記回路基板の表面を覆う樹脂ケースと、所定の発光色の光を放射するＬＥＤチップを備えて成り、上記樹脂ケースの上面に、上記ＬＥＤチップの光を透過する厚さを有する所定形状の薄肉部を形成すると共に、上記薄肉部と回路基板との間に形成された空間内に上記ＬＥＤチップを配置することにより、上記薄肉部とＬＥＤチップとから成る発光セグメント部を構成したことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載のセグメント型表示器は、請求項１に記載のセグメント型表示器において、
上記樹脂ケース中に、ＬＥＤチップの発光色と同色又は同系色の着色剤を添加し、以て、樹脂ケースを、ＬＥＤチップの発光色と同色又は同系色の外観と成したことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載のセグメント型表示器は、請求項１に記載のセグメント型表示器において、
上記樹脂ケース中に、ＬＥＤチップの発光色と異色の着色剤を添加し、以て、樹脂ケースを、ＬＥＤチップの発光色と異色の外観と成したことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載のセグメント型表示器は、請求項１乃至３の何れかに記載セグメント型表示器において、
上記樹脂ケース中に、光拡散剤を添加したことを特徴とする。

本発明に係るセグメント型表示器にあっては、回路基板表面を覆う樹脂ケースの上面に形成した光透過性の薄肉部と、上記薄肉部と回路基板との間に形成された空間内に配置したＬＥＤチップとで発光セグメント部を構成したので、従来のセグメント型表示器70のように、樹脂80や光拡散シート90が不要であり、部品点数の少ない低コストなセグメント型表示器を実現することができる。

請求項２に記載のセグメント型表示器の如く、樹脂ケース中に、ＬＥＤチップの発光色と同色又は同系色の着色剤を添加し、以て、樹脂ケースを、ＬＥＤチップの発光色と同色又は同系色の外観と成した場合には、ＬＥＤチップ点灯時における発光セグメント部の薄肉部とそれ以外の箇所の明暗差によりコントラストが良好である。

請求項３に記載のセグメント型表示器の如く、樹脂ケース中に、ＬＥＤチップの発光色と異色の着色剤を添加し、以て、樹脂ケースを、ＬＥＤチップの発光色と異色の外観と成した場合には、ＬＥＤチップの光が薄肉部を透過する際に樹脂ケースの色と混色し、その結果、ＬＥＤチップの発光色と、樹脂ケースの色との中間色の光で発光セグメント部を表示することができる。

請求項４に記載のセグメント型表示器の如く、樹脂ケース中に、光拡散剤を添加した場合には、ＬＥＤチップの点灯時に、発光セグメント部を構成する薄肉部全面の発光を均一化することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明に係るセグメント型表示器を説明する。
図１は、本発明に係るセグメント型表示器としての７セグメント型表示器10の消灯状態を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ拡大概略断面図、図３は本発明に係る７セグメント型表示器10の点灯状態を示す平面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る７セグメント型表示器10は、ガラエポより成る回路基板12と、上記回路基板12の表面を覆う樹脂ケース14を備えている。
上記樹脂ケース14を構成する樹脂としては、ナイロン系樹脂、ポリカーボネート等を使用できるが、高耐熱性の観点からポリフタルアミドが好適である。

上記樹脂ケース14の上面には、樹脂ケース14の元となるケース基材（図示せず）を型抜き等して成形した７個の棒状の薄肉部14ａ（図２参照）と、１個の円状の薄肉部14ａが形成されている。
上記７個の棒状の薄肉部14ａは略８字状に配置され、また、１個の円状の薄肉部14ａは、略８字状に配置された棒状の薄肉部14ａの右下位置に配置されている。

上記薄肉部14ａの厚さは、後述するＬＥＤチップ18から発光される光を透過する厚さに設定されており、例えば、０．１〜０．３mmの範囲に設定される。

図２に示すように、回路基板12と樹脂ケース14の薄肉部14ａ間に形成された空間16内における回路基板12上に、所定の発光色の光を放射するＬＥＤチップ18が配置されている。尚、本実施形態におけるＬＥＤチップ18の発光色は赤色である。
また、上記ＬＥＤチップ18のボンディングワイヤ20と、回路基板12に接続されたリード端子22とが、図示しない導体パターンを介して電気的に接続されている。

上記樹脂ケース14には、ＬＥＤチップ18の発光色（赤色）と同色（赤色）、又は同系色（赤系色）の着色剤（図示せず）が添加されており、その結果、樹脂ケース14は、ＬＥＤチップ18の発光色である赤色と同じ赤色又は赤色系の外観を呈している。
上記赤色又は赤色系の着色剤としては、例えば、酸化鉄、酸化チタンが該当する。

また、上記樹脂ケース14には、ＬＥＤチップ18の光を拡散させる光拡散剤（図示せず）も添加されている。
上記光拡散剤としては、例えば、石英粒子、ダイヤモンド粒子、酸化チタン粒子等が該当する。

而して、本発明の７セグメント型表示器10にあっては、樹脂ケース14に形成した薄肉部14ａと、回路基板12と樹脂ケース14の薄肉部14ａ間に形成された空間16内に配置したＬＥＤチップ18により発光セグメント部24が構成されるのである。
尚、本発明の上記発光セグメント部24は、樹脂ケース14に形成した薄肉部14ａで構成したことから、ＬＥＤチップ18が消灯状態の場合、樹脂ケース14表面に上記薄肉部14ａが表れることがなく、無地な外観を呈している。

一方、ＬＥＤチップ18が点灯状態の場合には、ＬＥＤチップ18の光が、発光セグメント部24を構成する薄肉部14ａを透過することにより、図３に示すように、略８字状に配置された薄肉部14ａとドット形状の薄肉部14ａが表示されるのである。
そして、各発光セグメント部24のＬＥＤチップ18を選択的に点灯することにより、「０〜９の数字」と「．（ドット）」を表示することが可能である。

尚、上記本発明の７セグメント型表示器10において、各発光セグメント部24を構成するケース14の薄肉部14ａの厚さを適宜調整することにより、薄肉部14ａを透過して放射される光の光度調整が可能である。
すなわち、ＬＥＤチップ16は同じ種類でも光度ランクに個体差が有り、また、ＬＥＤチップ16の種類による光度差（低光度のＬＥＤチップ16〜高光度のＬＥＤチップ16）も有る。例えば、４元系（ＡｌＩｎＧａＰ[アルニウムインジウムガリウムリン]等）のＬＥＤチップ16は、３元系（ＡｌＧａＡｓ[アルミニウムガリウム砒素]等）のＬＥＤチップ16に比べて高光度で、特に、正面光度が大きいという特徴がある。
従って、ＬＥＤチップ16の光度ランク及び／又は光度差に対応させて、各発光セグメント部24を構成するケース薄肉部14ａの厚さを適宜変えて光の透過率を調整することにより、全ての発光セグメント部24の光度を揃えたり、或いは、発光セグメント部24相互間で光度を異ならせることを容易に行うことができる。

本発明の上記７セグメント型表示器10にあっては、回路基板12を覆う樹脂ケース14の上面に形成した光透過性の薄肉部14ａと、上記薄肉部14ａと回路基板12との間に形成された空間16内に配置したＬＥＤチップ18とで発光セグメント部24を構成したので、従来のセグメント型表示器70のように、樹脂80や光拡散シート90が不要であり、部品点数の少ない低コストなセグメント型表示器10を実現することができる。

上記の通り、本発明の樹脂ケース14は、ＬＥＤチップ18の発光色（赤色）と同色（赤色）、又は同系色（赤系色）の着色剤が添加されることにより、ＬＥＤチップ18の発光色と同色又は同系色の外観と成されていることから、ＬＥＤチップ18点灯時における発光セグメント部24の薄肉部14ａとそれ以外の箇所の明暗差によりコントラストが良好である。

尚、ＬＥＤチップ18は個体差や種類の違いにより、１ｍＡ未満の電流値では点灯しないＬＥＤチップ18があったり、点灯しても他のＬＥＤチップ18より暗いものがある。そのため、全てのＬＥＤチップ18を安定的に点灯させるために「例えば１ｍＡ以上の電流値（安定領域の電流値）」で駆動させることが推奨されている。
しかしながら、安定領域の電流値で４元系ＬＥＤチップ18等の高光度のＬＥＤチップ18を点灯させると、光が強すぎる故に、発光セグメント部24以外の箇所から光漏れを生じる虞がある。
本発明の７セグメント型表示器10にあっては、上記の通り、樹脂ケース14にＬＥＤチップ18の発光色（赤色）と同色（赤色）、又は同系色（赤系色）の着色剤を添加してＬＥＤチップ18の発光色と同色又は同系色の外観と成したことにより、高光度ＬＥＤチップ18を安定領域の電流値で点灯させた場合にも、発光セグメント部24以外の箇所からの光漏れを防止することができる。

さらに、本発明の樹脂ケース14には光拡散剤を添加しているので、ＬＥＤチップ18の点灯時に、発光セグメント部24を構成する薄肉部14ａ全面の発光を均一化することができる。

上記の通り、本発明の発光セグメント部24は、樹脂ケース14に形成した薄肉部14ａで構成した結果、ＬＥＤチップ18が消灯状態の場合、樹脂ケース14表面に上記薄肉部14ａが表れることがなく、無地な外観を呈しているため、表示内容が判らなくなっている。
そこで、図４に示すように、公知のシルク印刷等により、薄肉部14ａ形成箇所以外の樹脂ケース14表面に、薄肉部14ａの色（赤色）と異なる色（図４の場合は黒色）の印刷層26を形成しても良く、この場合、薄肉部14ａの形状が浮かび上がるため、表示内容を視認することができる。

上記においては、樹脂ケース14の上面に形成した７個の棒状の薄肉部14ａを略８字状に配置した７セグメント型表示器10を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
すなわち、任意の文字・数字・記号等を表示するために、樹脂ケース14の上面に形成される所定形状の薄肉部14ａと、回路基板12と上記薄肉部14ａ間に形成される空間16内に配置されるＬＥＤチップ18で構成される発光セグメント部24を備えたセグメント型表示器であれば適用可能である。

また、上記においては、樹脂ケース14に、ＬＥＤチップ18の発光色（赤色）と同色（赤色）、又は同系色（赤系色）の着色剤を添加し、ＬＥＤチップ18の発光色と同色又は同系色の外観と成した場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
すなわち、樹脂ケース14に、ＬＥＤチップ18の発光色と異色の着色剤を添加し、以て、ＬＥＤチップ18の発光色と異色の外観と成しても良い。この場合、ＬＥＤチップ18の光が薄肉部14ａを透過する際に樹脂ケース14の色と混色し、その結果、ＬＥＤチップ18の発光色と、樹脂ケース14の色との中間色の光で発光セグメント部24を表示することができる。

例えば、ＬＥＤチップ18の発光色が青色で樹脂ケース14が赤色の場合、ＬＥＤチップ18の発光色が赤色で樹脂ケース14が青色の場合には、紫色の光で発光セグメント部24を表示することができる。
また、ＬＥＤチップ18の発光色が黄色で樹脂ケース14が赤色の場合、ＬＥＤチップ18の発光色が赤色で樹脂ケース14が黄色の場合には、橙色の光で発光セグメント部24を表示することができる。

本発明に係る７セグメント型表示器の消灯状態を示す平面図 図１のＡ−Ａ拡大概略断面図 本発明に係る７セグメント型表示器の点灯状態を示す平面図 本発明に係る７セグメント型表示器の変形例を示す平面図 従来の７セグメント型表示器を示す平面図 図５のＢ−Ｂ拡大概略断面図 従来の７セグメント型表示器の変形例を示す概略断面図

10 ７セグメント表示器
12 回路基板
14 樹脂ケース
14ａ 薄肉部
16 空間
18 ＬＥＤチップ
20 ボンディングワイヤ
22 リード端子
24 発光セグメント部
26 印刷層

Claims (4)

1. 回路基板と、上記回路基板の表面を覆う樹脂ケースと、所定の発光色の光を放射するＬＥＤチップを備えて成り、上記樹脂ケースの上面に、上記ＬＥＤチップの光を透過する厚さを有する所定形状の薄肉部を形成すると共に、上記薄肉部と回路基板との間に形成された空間内に上記ＬＥＤチップを配置することにより、上記薄肉部とＬＥＤチップとから成る発光セグメント部を構成したことを特徴とするセグメント型表示器。
2. 上記樹脂ケース中に、ＬＥＤチップの発光色と同色又は同系色の着色剤を添加し、以て、樹脂ケースを、ＬＥＤチップの発光色と同色又は同系色の外観と成したことを特徴とする請求項１に記載のセグメント型表示器。
3. 上記樹脂ケース中に、ＬＥＤチップの発光色と異色の着色剤を添加し、以て、樹脂ケースを、ＬＥＤチップの発光色と異色の外観と成したことを特徴とする請求項１に記載のセグメント型表示器。
4. 上記樹脂ケース中に、光拡散剤を添加したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載セグメント型表示器。
   
   

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