JP4727314B2 - 発光ダイオードを使用した表示パネル装置 - Google Patents

Description

本発明は，パネル基板の表面に，発光ダイオードの多数個をマトリックス状に並べて搭載し，この各発光ダイオードのうち任意の発光ダイオードを発光することによって，文字又は図形等を表示するようにしたパネル装置に関するものである。

従来，この種の表示パネル装置においては，例えば，特許文献１及び特許文献２等に記載されているように，パネル基板の表面に搭載した各発光ダイオードの各々を，当該発光ダイオードにおける輝度及び耐久性を高めること等を目的として，透明な合成樹脂製のレンズ体にて密封するという構成にしている。

また，従来は，前記各発光ダイオードの各々におけるレンズ体を，前記パネル基板の上面に対して透明合成樹脂を液体の状態で適宜量ずつ滴下（ポッティング）して，略半球状に盛り上げ，この状態で硬化することによって形成するようにしている（前記特許文献１及び特許文献２等参照）。

ところで，前記した従来のパネル装置において，各発光ダイオードに，青色発光ダイオードを使用する一方，この各光ダイオードのレンズ体における透明合成樹脂に，当該青色発光ダイオードから発光される青色光に励起されて黄色を発光するようにした蛍光物質を混合することにより，前記各レンズ体の各々を，青色発光ダイオードによる青色光と蛍光物質による黄色発との混色にて白色を発光するようすることができる。つまり，前記表示パネル装置を，白色発光の表示パネル装置に構成することができる。
特開昭６１−１４４８９０号公報 特開２００３−２５８３１３号公報

このように，白色発光の表示パネル装置に構成する場合には，以下に述べるような問題があった。

すなわち，前記各レンズ体が，青色発光ダイオードにおける青色光に基づいて白色に発光するのは，専ら，当該レンズ体に混入する蛍光物質のみによるもので，この蛍光物質の量が少ないときには，白色発光が青色発光に近づき，また，前記蛍光物質の量が多いときには，白色発光が黄色発光に近づくことになる。

しかし，前記従来のパネル装置においては，その各レンズ体を，前記したように，液体透明合成樹脂を適宜量ずつ滴下（ポッティング）によって形成するようにしているが，その滴下には，当該液体透明合成樹脂における量が多くなったり少なくなったりするように変動するばかりか，これに混入した蛍光物質の密度にも変動が存在し，これらの変動によって，一つのレンズ体に含まれる蛍光物質の量に，多い少ないのバラ付きができるから，前記各レンズ体における白色発光に，色のバラ付きができる。

このために，複数個のパネル装置を，同じ色の白色発光にすることが著しく困難であるばかりか，一つのパネル装置においても，全体を一様な白色に発光することが著しく困難であるという問題があった。

本発明は，この問題を解消し，各レンズ体が一様に白色発光するようにしたパネル装置を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「パネル基板の表面に，青色発光ダイオードの多数個をマトリックス状に並べて搭載するとともに，この各青色発光ダイオードの各々を別々に被覆する透明合成樹脂製のレンズ体を設け，前記各レンズ体における透明合成樹脂に，前記青色発光ダイオードから発光される青色光に励起されて黄色を発光するようにした蛍光物質を混合して成る表示パネル装置において，
前記パネル基板のうち前記各レンズ体における内部の部分に，前記青色発光ダイオードと一緒に点灯して前記青色発光ダイオードにおける青色光を白色光に変換するような光を発光する補正用発光ダイオードを搭載し，前記青色発光ダイオードを，前記パネル基板の裏面側に配設した第１点灯制御回路に，前記パネル基板を貫通するスルーホールを介して接続し，前記補正用発光ダイオードを，前記パネル基板の裏面側に配設した第２点灯制御回路に，前記パネル基板を貫通するスルーホールを介して接続する一方，前記各レンズ体を，蛍光物質の適宜量を混入して成る透明合成樹脂の液体を前記パネル基板の表面に対して盛り上がるように滴下して形成する構成にし，更に，前記各レンズ体の青色発光ダイオード及び補正用発光ダイオードにおける発光量の増減調節を，前記各レンズ体の各々について別々に行なう構成にした。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記補正用発光ダイオードを二つにして，この二つの補正用発光ダイオードを，前記青色発光ダイオードを挟んで左右両側に配設する。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項３は，
「前記請求項１の記載において，前記補正用発光ダイオードを三つ以上の複数個にして，この複数個の補正用発光ダイオードを，前記青色発光ダイオードを中心とする円周上における等分箇所に配設する。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項４は，
「前記請求項１〜３のいずれかの記載において，前記各レンズ体における青色発光ダイオードの発光量及び補正用発光ダイオードの発光量のうちいずれか一方又は両方を変更するようにした発光量変更手段を備えている。」
ことを特徴とする。

本発明の請求項５は，
「前記請求項４の記載において，前記発光量変更手段が，前記各レンズ体の各々について別々に行うものである。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項６は，
「前記請求項４又は５の記載において，前記発光量変更手段が，前記各発光ダイオードにおける点滅サイクルを変更する手段であるか，或いは，前記各発光ダイオードに対する電圧を変更する手段である。」
ことを特徴としている。

前記パネル基板のうち前記各レンズ体における内部の部分に，前記各青色発光ダイオードと一緒に点灯して前記青色発光ダイオードにおける青色光を白色光に変換するような光を発光する補正用発光ダイオードを搭載することにより，前記青色発光ダイオードから発光される青色光に対して，この青色光に励起されて発光する蛍光物質からの黄色光と，前記補正用発光ダイオードから発光される光との両方が混色することによって，レンズ体が白色発光することになる。

つまり，本発明によると，青色発光ダイオードにおける青色光を白色発光にすることを，蛍光物質と，補正用発光ダイオードとの両方によって行うものであることにより，前記蛍光物質の量による発光色のバラツキを，前記従来のように，当該蛍光物質にのみ依存する場合よりも，遥かに小さくすることができるから，各レンズ体を略完全な白色発光に近づけることができる。

この場合において，前記各レンズ体に対して，青色発光ダイオードに加えて補正用発光ダイオードを一つだけ設けることは，前記レンズ体のうち青色発光ダイオードを挟んで反対側において前記補正用発光ダイオードが設けられていない領域における光量が不足することになる。

これに対して本発明は，請求項２に記載した構成にすることを提案するものであり，この構成により，前記レンズ体のうち青色発光ダイオードを挟んで左右両側に領域における光量を揃えることができる。

特に，請求項３にした構成にすることにより，前記レンズ体の全体を，同じ光量に揃えて発光することができる。

一方，請求項４に記載した構成によると，前記した発光状態において，青色発光ダイオードによる青色光の方が強くて，レンズ体における白色発光が，全体として青みを帯びているときには，前記発光量の変更手段によって，前記青色発光ダイオードにおける発光量を減少するか，又は，前記補正用発光ダイオードにおける発光量を増加するか，或いは，前記青色発光ダイオードにおける発光量を減少して前記補正用発光ダイオードにおける発光量を増加するように制御することにより，白色発光に近づけることができる。

また，青色発光ダイオードによる青色光の方が弱くて，レンズ体における白色発光が，全体として黄色みを帯びているときには，前記発光量の変更手段によって，前記青色発光ダイオードにおける発光量を増加するか，又は，前記補正用発光ダイオードにおける発光量を減少するか，或いは，前記青色発光ダイオードにおける発光量を増加して前記補正用発光ダイオードにおける発光量を減少するように制御することにより，白色発光に近づけることができる。

これにより，前記各レンズ体における発光を，より完全な白色発光にすることができる。

この場合において，請求項５に記載したように，前記発光量の変更手段が，前記各レンズ体の各々について別々に行うものに構成することにより，一つのパネル装置のうち各レンズ体の相互間における白色発光のバラツキを修正することができる。

なお，前記発光ダイオードにおける発光量を変更することは，請求項６に記載したように，各発光ダイオードにおける点灯を極く短い間隔で点滅を繰り返すようにして行う場合にはその点滅サイクルを変更することにより，また，各発光ダイオードに対する電圧を変更することにより，容易に実現することができる。

以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１〜図３は，第１の実施の形態を示す。

これらの図において，符号１は，絶縁体製のパネル基板を示す。

このパネル基板１における表面には，青色発光ダイオード２の多数個が，縦方向及び横方向の同じピッチ間隔のマトリックス状に並べて搭載されている。

この各青色発光ダイオード２は，前記パネル基板１における表面に予め形成されている第１個別電極パターン３の表面に対してダイボンディングされる一方，前記パネル基板１における表面に前記第１個別電極パターン３を囲うようにリング状に形成されているコモン電極パターン４に対して，細い金属線５によるワイヤボンディングにて電気的に接続されている。

更に，前記各青色発光ダイオード２の各々は，エポシキ樹脂等のような透明合成樹脂製にて略半球形にしたレンズ体６にて密封されている。

この場合，前記略半球形にしたレンズ体６は，その平面図（図３）において，当該レンズ体６における中心が前記青色発光ダイオード２に位置している。

更に，前記レンズ体６は，予め，蛍光物質の適宜量を混入して成る透明合成樹脂を液体の状態で，前記パネル基板１の表面に対して盛り上がるように滴下（ポッティング）したのち，硬化処理を行うことによって形成されている。

前記蛍光物質は，前記青色発光ダイオード２から発光される青色光に励起されて黄色を発光するものである。

そして，前記パネル基板１における表面のうち，前記各レンズ体６内の部分には，補正用発光ダイオード７を搭載する。

この補正用発光ダイオード７は，前記青色発光ダイオード２と一緒に点灯して前記青色発光ダイオード２における青色光を白色光に変換するような光を発光（例えば，黄色発光）するものであり，前記リング状コモン電極パターン４の内側に形成した第２個別電極パターン８に対してダイボンディングされ，且つ，前記コモン電極パターン４に対して，細い金属線９によるワイヤボンディングにて電気的に接続されている。

なお，前記補正用発光ダイオード７は，前記青色発光ダイオード２と同様に，前記レンズ体６の内部に位置して，このレンズ体６にて密封されていることは勿論である。

前記第１個別電極パターン３，前記コモン電極パターン４及び前記第２個別電極パターン８の各々を，パネル基板１を貫通するスールホール１０，１１，１２を介してパネル基板１の下側に導いて，前記第１個別電極パターン３及び前記コモン電極パターン４を，前記青色発光ダイオード２に対する第１点灯制御回路１３に接続する一方，前記コモン電極パターン４及び第２個別電極パターン８を，前記補正用発光ダイオード７に対する第２点灯制御回路１４に接続して，前記青色発光ダイオード２と，前記補正用発光ダイオード７とを一緒に点灯するように構成する。

更に，前記第１点灯制御回路１３は，前記青色発光ダイオード２に対する発光量変更手段を備え，前記青色発光ダイオード２における点灯及び消灯を行うと同時に，前記青色発光ダイオード２における発光量を増減調節するように構成したものであり，この発光量の増減調節は，電圧を変更することによって行うように構成しているか，或いは，前記青色発光ダイオード２における点灯を極く短い間隔で点滅を繰り返すようにして行う場合にはその点滅サイクルを変更することによって行うように構成している。

また，前記第２点灯制御回路１４は，前記補正用発光ダイオード７に対する発光量変更手段を備え，前記補正用発光ダイオード７における点灯及び消灯を行うと同時に，前記補正用発光ダイオード７における発光量を増減調節するように構成したものであり，この発光量の増減調節は，電圧を変更することによって行うように構成しているか，或いは，前記補正用発光ダイオード７における点灯を極く短い間隔で点滅を繰り返すようにして行う場合にはその点滅サイクルを変更することによって行うように構成している。

この構成において，前記各レンズ体６の内部における青色発光ダイオード２から発光される青色光に対して，この青色光に励起されて発光する蛍光物質からの黄色光と，同じく前記レンズ体６の内部における前記補正用発光ダイオード７から発光される光（例えば，黄色発光）との両方が混色することによって，全体として，前記レンズ体６が白色発光することになる。

つまり，青色発光ダイオード２における青色光を白色発光にすることを，蛍光物質と，補正用発光ダイオード７との両方によって行うものであることにより，前記蛍光物質の量による発光色のバラツキを，前記従来のように，当該蛍光物質にのみ依存する場合よりも，遥かに小さくすることができるから，前記各レンズ体６を略完全な白色発光に近づけることができる。

この構成によるパネル装置は，前記パネル基板１の表面における各レンズ体６のうち任意のレンズ体のみを発光することによって，文字又は図形等を表示することができる。

そして，前記各レンズ体６の発光において，青色発光ダイオード２による青色光の方が強くて，レンズ体６における白色発光が，全体として青みを帯びているときには，前記第１点灯制御回路１３によって，前記青色発光ダイオード２における発光量を減少するか，又は，前記第２点灯制御回路１４によって，前記補正用発光ダイオード７における発光量を増加するか，或いは，前記両点灯制御回路１３，１４によって，前記青色発光ダイオード２における発光量を減少して前記補正用発光ダイオード７における発光量を増加するように制御することにより，白色発光に近づけることができる。

また，青色発光ダイオード２による青色光の方が弱くて，レンズ体６における白色発光が，全体として黄色みを帯びているときには，前記第１点灯制御回路１３によって，前記青色発光ダイオード７における発光量を増加するか，又は，前記第２点灯制御回路１４によって，前記補正用発光ダイオード７における発光量を減少するか，或いは，前記両点灯制御回路１３，１４によって，前記青色発光ダイオード２における発光量を増加して前記補正用発光ダイオード７における発光量を減少するように制御することにより，白色発光に近づけることができる。

この場合，前記一つのレンズ体６内における青色発光ダイオード２及び補正用発光ダイオード７のうちいずれか一方又は両方における発光量の制御は，一つのパネル基板１における全てのレンズ体１について同時に行うように構成しても良いが，各レンズ体６の各々について別々に行うように構成することができる。

このように，前記各レンズ体６における発光ダイオード２，７における発光量の増減調節を，前記各レンズ体６の各々について別々に行うものに構成することにより，一つのパネル装置のうち各レンズ体６の相互間における白色発光のバラツキを修正することができる。

次に，図４は，第２の実施の形態を示す。

この第２の実施の形態は，前記一つのレンズ体６における補正用発光ダイオード７を二つにして，この二つの補正用発光ダイオード７を，青色発光ダイオード２における左右両側に配設したものである。

この構成にすることにより，前記レンズ体６のうち青色発光ダイオード６を挟んで左右両側に領域における光量を揃えることができる。

そして，図５は，第３の実施の形態を示す。

この第２の実施の形態は，前記一つのレンズ体６における補正用発光ダイオード７を，三つ以上の複数個にして，この複数個の補正用発光ダイオード７を，前記レンズ体６の中心における青色発光ダイオード２を中心とする円周上の等分箇所に発生したものである。

この構成にすることにより，前記各レンズ体６の全体を，同じ光量に揃えて発光することができる。

第１の実施の形態によるパネル装置の一部を示す斜視図である。 図１のII−II視拡大断面図である。 図２のIII −III 視平面図である。 第２の実施の形態を示す図である。 第３の実施の形態を示す図である。

符号の説明

１ パネル基板
２ 青色発光ダイオード
３ 第１個別電極パターン
４ コモン電極パターン
５，９ 金属線
６ レンズ体
７ 補正用発光ダイオード
８ 第１個別電極パターン
１０，１１，１２ スルーホール
１３ 第１点灯制御回路
１４ 第２点灯制御回路

Claims (6)

1. パネル基板の表面に，青色発光ダイオードの多数個をマトリックス状に並べて搭載するとともに，この各青色発光ダイオードの各々を別々に被覆する透明合成樹脂製のレンズ体を設け，前記各レンズ体における透明合成樹脂に，前記青色発光ダイオードから発光される青色光に励起されて黄色を発光するようにした蛍光物質を混合して成る表示パネル装置において，
   前記パネル基板のうち前記各レンズ体における内部の部分に，前記青色発光ダイオードと一緒に点灯して前記青色発光ダイオードにおける青色光を白色光に変換するような光を発光する補正用発光ダイオードを搭載し，前記青色発光ダイオードを，前記パネル基板の裏面側に配設した第１点灯制御回路に，前記パネル基板を貫通するスルーホールを介して接続し，前記補正用発光ダイオードを，前記パネル基板の裏面側に配設した第２点灯制御回路に，前記パネル基板を貫通するスルーホールを介して接続する一方，前記各レンズ体を，蛍光物質の適宜量を混入して成る透明合成樹脂の液体を前記パネル基板の表面に対して盛り上がるように滴下して形成する構成にし，更に，前記各レンズ体の青色発光ダイオード及び補正用発光ダイオードにおける発光量の増減調節を，前記各レンズ体の各々について別々に行なう構成にしたことを特徴とする発光ダイオードを使用した表示パネル装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記補正用発光ダイオードを二つにして，この二つの補正用発光ダイオードを，前記青色発光ダイオードを挟んで左右両側に配設することを特徴とする発光ダイオードを使用した表示パネル装置。
3. 前記請求項１の記載において，前記補正用発光ダイオードを三つ以上の複数個にして，この複数個の補正用発光ダイオードを，前記青色発光ダイオードを中心とする円周上における等分箇所に配設することを特徴とする発光ダイオードを使用した表示パネル装置。
4. 前記請求項１〜３のいずれかの記載において，前記各レンズ体における青色発光ダイオードの発光量及び補正用発光ダイオードの発光量のうちいずれか一方又は両方を変更するようにした発光量変更手段を備えていることを特徴とする発光ダイオードを使用した表示パネル装置。
5. 前記請求項４の記載において，前記発光量変更手段が，前記各レンズ体の各々について別々に行うものであることを特徴とする発光ダイオードを使用した表示パネル装置。
6. 前記請求項４又は５の記載において，前記発光量変更手段が，前記各発光ダイオードにおける点滅サイクルを変更する手段であるか，或いは，前記各発光ダイオードに対する電圧を変更する手段であることを特徴とする発光ダイオードを使用した表示パネル装置。

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