JPH0511714A - ドツトマトリクス発光表示体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】屋外用途に充分に耐えることができ、視認性の
向上するドットマトリクス発光表示体を提供することを
目的とする。 【構成】矩形状の表示体基板１の縦横に８×８個のＬＥ
Ｄチップ２を配設し、各ＬＥＤチップ２に対応して凸レ
ンズ状の突出部７ａを成形したフィルム成形体７を接合
一体としたもので、各ＬＥＤチップ２を突出部７ａ内に
充填されたゴム弾性体８により密封して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、屋外用途等の使用に好
適なドットマトリクス発光表示体とその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ドットマトリクス発光表示体としては、
例えば、図８に示す構造のものが知られている。即ち、
このドットマトリクス発光表示体は、表示体基板１００
上に多数のＬＥＤチップ１０１を配設配線してＸ−Ｙの
マトリクス点灯制御回路を構成し、その上に多数の円形
すり鉢状の透孔１０２を形成したマスク板１０３を接合
して各透孔１０２内にＬＥＤチップ１０１を収容すると
共に、各透孔１０２内を透光性樹脂１０４で封止してマ
トリクス状に発光ドット１０５を配列形成したものであ
る。

【０００３】このようなドットマトリクス発光表示体
は、各発光ドット１０５をダイナミック点灯方式等で選
択的に点灯制御することにより、所望の文字、図形、記
号等の表示パターンを発光表示できるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ド
ットマトリクス発光表示体では、各ＬＥＤチップ１０１
の発する光を円形すり鉢状の各透孔１０２の傾斜面によ
って反射させて周囲に発散放出させているので指向性が
広くなり、屋外等に配置して点灯制御した場合、昼間で
は周囲の明るさも伴って相対輝度が低くなり、コントラ
ストも低下して表示が不明瞭となって実用視野位置で見
え難くなるといった問題があった。特に大型のドットマ
トリクス発光表示体を構成した場合に顕著であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のドットマトリクス発光表示体は、凸レンズ状
の突出部を縦横に多数成形したフィルム成形体の各突出
部内に、表示体基板の表面の縦横に多数配設されたＬＥ
Ｄチップをそれぞれゴム弾性体を介して密封したことを
特徴とする。

【０００６】また、その製造方法としては、表示体基板
の縦横に多数のＬＥＤチップを配設すると共に、各ＬＥ
Ｄチップの配設位置と対応して凸レンズ状の突出部を縦
横に設けたフィルム成形体を成形し、該フィルム成形体
の突出部を下向き配置して未硬化のゴム弾性体樹脂液を
各突出部内に供給してから、該未硬化のゴム弾性体樹脂
液内に上記表示体基板のＬＥＤチップ配設面側を下向き
にして対応するＬＥＤチップをそれぞれ浸漬した後、上
記未硬化のゴム弾性体樹脂液を硬化させて各ＬＥＤチッ
プをゴム弾性体で密封することを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成のドットマトリクス発光表示体は、各
ＬＥＤチップの発した光は、それぞれゴム弾性体が充填
された凸レンズ状の突出部内を屈折してその略中心線上
にほぼ収束されてまっすぐに放出され、周囲に光が散乱
し難くなって鋭い指向特性を有するようになり、周囲が
明るい場所でも実用視野位置での視認性が向上したもの
となる。また、各ＬＥＤチップがゴム弾性体を介してフ
ィルム成形体の凸レンズ状の突出部に密封状態となるの
で、各ＬＥＤチップを点灯したときの発熱等による温度
変化によって生じる熱応力をこのゴム弾性体が吸収緩和
し、表示体自体の歪み、反り等が防止され、信頼性の向
上したドットマトリクス発光表示体となる。

【０００８】また、上記ドットマトリクス発光表示体の
製造方法は、多数の凸レンズ状の突出部を真空成形加工
等により形成したフィルム成形体の各突出部に未硬化の
ゴム弾性体樹脂液を注入し、表示体基板の縦横に配設し
た各ＬＥＤチップを下向きにして対応する凸レンズ状突
出部内の未硬化のゴム弾性体樹脂液に浸漬してから硬化
させるだけで、簡単に表示体基板とフィルム成形体とが
接合一体となって各ＬＥＤチップがフィルム成形体の突
出部内でゴム弾性体内に密封されたドットマトリクス発
光表示体を効率よく製造できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例に係るドットマト
リクス発光表示体の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ
線に沿った概略断面図である。

【００１１】この実施例は、矩形状の表示体基板１の縦
横に例えば、８×８個のＬＥＤチップ２を配設して構成
されるドットマトリクス発光表示体であり、各ＬＥＤチ
ップ２に対応して８×８の発光ドット３が形成されたも
のである。

【００１２】上記表示体基板１は、ガラスエポキシや紙
フェノール等を基材とした銅張積層板の表面に縦８本の
導電パターン４ａ（例えばカソード側のＹパターン群）
をエッチング加工等の手段で形成すると共に、裏面に横
８本の導電パターン４ｂ（例えばアノード側のＸパター
ン群）を形成したものであって、裏面の導電パターン４
ｂはＬＥＤチップ２の近傍に穿孔されたスルーホール５
に沿って表示体基板１の表面側に導出されている。そし
て、各導電パターン４ｂの上にＬＥＤチップを銀ペース
ト等の導電ペーストで固着し、ボンディングワイヤ６で
基板表面の導電パターン４ａと接続して、マトリクス点
灯制御回路を構成している。

【００１３】上記表示体基板１上に配設された各ＬＥＤ
チップ２に対応して形成される各発光ドット３は、この
表示体基板１に接合一体となったフィルム成形体７の凸
レンズ状の突出部７ａ内に硬化した透光性のゴム弾性体
８が充填されたもので、各ＬＥＤチップ２がこのゴム弾
性体８により突出部７ａ内に密封封止状態となってい
る。尚、実施例では発光ドット３に１個のＬＥＤチップ
を配設した例を示しているが、各発光ドット３に複数の
ＬＥＤチップを配設したものであっても良いことは云う
までもない。

【００１４】上記フィルム成形体７は、透明で透光性に
優れた例えば、ポリカーボネートやＰＥＴフィルム等の
合成樹脂製フィルムを真空成形加工等により各ＬＥＤチ
ップ２に対応して多数の凸レンズ状の突出部７ａを成形
したもので、この突出部７ａ以外のフィルム成形体７の
平坦部分は印刷等により黒色に着色した光無反射部７ｂ
となっており、該光無反射部７ｂと表示体基板１とが接
合一体となっている。このフィルム成形体７の厚みとし
ては、あまり薄いと突出部７ａの保形性が悪くなり、ま
た、反対に厚すぎると成形の困難さと各発光ドット３間
の光の漏れが生じるので、０．１〜０．３ｍｍ程度の厚
みとするのがよい。

【００１５】各ＬＥＤチップ２に対応して成形された各
突出部７ａ内に充填硬化されるゴム弾性体８としては、
例えば、透光性を有する透明なシリコーンゴム等が好適
に使用される。このゴム弾性体８は、各ＬＥＤチップ２
を密封すると共に、それぞれのＬＥＤチップ２の点灯時
の発熱や周囲温度の変化により生じる熱応力を吸収し、
温度変化によって生じる表示体基板１の反りや歪み等を
防止し、さらに、ボンディングワイヤ６の断線等を防ぐ
ものである。

【００１６】上記構成のドットマトリクス発光表示体
は、表示体基板１に多数のＬＥＤチップが配設してゴム
弾性体を介してフィルム成形体７の凸レンズ状の突出部
７ａに密封状態となっているので、各ＬＥＤチップ２か
ら発せられた光は、それぞれ対応する凸レンズ状の突出
部７ａ内に充填されたゴム弾性体８の光屈折効果により
その略中心線に沿って集束され、挟視野角でほぼ直線状
となって均一で鋭いものとなり、実用視野位置で輝度が
良好となる。また、フィルム成形体７の平面部分を黒色
に着色した光無反射部７ｂとしているため、各ＬＥＤチ
ップ２の点灯・消灯時のコントラストも向上する。従っ
て、このドットマトリクス発光表示体は、屋外の明るい
場所に設置して所望の文字、記号、図形等を点灯表示し
た場合でも、ゴム弾性体８によって密封された各ＬＥＤ
チップ２から発せられる光が上記したように均一で鋭い
指向特性をもち、実用視野位置において、明るくてコン
トラストが良好で視認性が向上したものとなる。

【００１７】尚、フィルム成形体７の突出部７ａの形状
によってゴム弾性体８内に密封された各ＬＥＤチップ２
の発する光の指向特性を変更できるので、例えば、輝度
半値角度を±５０°〜±３°程度の範囲で所望の指向特
性となるように突出部７ａの形状を設計することが可能
となる。この場合、輝度半値角度を±２０°〜±３°程
度の狭角が得られるようにようにすると特に実用上有効
となる。

【００１８】また、各ＬＥＤチップ２の点灯時の発熱等
による温度変化によって生じる熱応力はこのゴム弾性体
８が吸収緩和するようになり、発光表示体自体の歪み、
反り等が防止され、さらに、表示体基板はフィルム成形
体７の突出部７ａ内に充填されたゴム弾性体８と接合一
体となるので発光表示体全体としての熱伝導性も良くな
って放熱性も向上し、より信頼性の高められたドットマ
トリクス発光表示体となる。

【００１９】上記構成のドットマトリクス発光表示体は
次のよう製造される。即ち、まず、図３に示すように、
表示体基板１より広い平面積を有する平板状のフィルム
９を準備し、各ＬＥＤチップ２と対応するように縦横に
８×８の突出部形成位置７ｃを位置決めすると共に、該
突出部形成位置７ｃを除く表示体基板１の外形位置まで
を印刷等により黒色に着色して光無反射部７ｂを形成す
る。尚、後述するように、表示体基板１の外形位置でこ
のフィルム９が切断されて分割されるので、上記黒色に
着色される光無反射部７ｂは、少なくとも突出部形成位
置７ｃを除く部分に形成されておればよく、表示体基板
１の外形位置を特に明確にしなくてもよいものである。

【００２０】フィルム９の突出部形成位置７ｃを除いて
黒色に着色して光無反射部７ｂを形成すると、このフィ
ルム９に真空成形加工を施し、図４に示すように、各突
出部形成位置７ｃの位置に凸レンズ状の突出部７ａをそ
れぞれ成形する、と同時に、表示体基板１の外形より外
側に位置するフィルム９の周囲に凹溝７ｅを成形する。
これにより、透明で透光性を有する凸レンズ状の突出部
７ａと黒色に着色された平坦な光無反射部７ｂを有する
フィルム成形体７が形成される。この場合、図に示すよ
うに、黒色に着色された光無反射部７ｂは凸レンズ状突
出部７ａの突出側のフィルム面とするのが好ましい。

【００２１】突出部７ａと光無反射部７ｂとを有するフ
ィルム成形体７を上記した真空成形加工等により形成す
る一方、表示体基板１には縦横の導電パターン４ａ，４
ｂをエッチング等により形成すると共に、一方の導電パ
ターン４ａの所定位置にＬＥＤチップ２を銀ペースト等
の導電性接着剤によりダイボンディングして接合一体と
し、他方の導電パターン４ｂと対応するＬＥＤチップ２
の表面とをワイヤ６でワイヤボンディングして８×８の
マトリクス点灯制御回路を構成する。

【００２２】表示体基板１とフィルム成形体７とが準備
されると、図５に示すように、フィルム成形体７の各突
出部７ａを下向きに配置し、該突出部７ａ内にそれぞれ
シリコーンゴム等の未硬化のゴム弾性体樹脂液８ａを多
少多めに供給し、表示体基板１のＬＥＤチップ２の配設
面側を下向きにして下降させてフィルム成形体７と表示
体基板１とを重ね合わせる。これにより、各ＬＥＤチッ
プ２が対応する突出部７ａに供給された未硬化のゴム弾
性体樹脂液８ａ内に浸漬される。このとき、ＬＥＤチッ
プ２の浸漬によって突出部７ａ内のゴム弾性体樹脂液８
ａが溢れ出る状態となるが、余剰のゴム弾性体樹脂液８
ｂは、図６に示すように、フィルム成形体７の周囲に凹
設された凹溝７ｅ内に溜められるようになる。また、こ
のとき表示体基板１に配設された各ＬＥＤチップ２の近
傍に穿孔されているスルーホール５を通って内存した気
泡等が外部に押し出される。

【００２３】しかる後、これを加熱炉等に載置してゴム
弾性体樹脂液８ａを硬化させる。これにより形成された
ゴム弾性体８によって各ＬＥＤチップ２がフィルム成形
体７の突出部７ａ内に密封される。

【００２４】最後に、図６に一点鎖線で示す表示体基板
１の外周縁に沿ってフィルム成形体７を切断して凹溝７
ｅを分離することにより、フィルム成形体７の突出部７
ａ内のゴム弾性体８を介して各ＬＥＤチップ２が密封さ
れた８×８のドットマトリクス発光表示体が製造され
る。

【００２５】本発明の製造方法では、予め表示体基板に
直接配設される多数のＬＥＤチップと対応して凸レンズ
状の突出部７ａと周囲の凹溝７ｅとを真空成形加工等に
より簡単に形成してフィルム成形体７を得ることがで
き、各突出部７ａ内に未硬化のゴム弾性体樹脂液を供給
してから、表示体基板１の各ＬＥＤチップ２の配設面側
を下向きにして重ね合わせ、未硬化のゴム弾性体樹脂液
を硬化させるだけで、各ＬＥＤチップがゴム弾性体８を
介して凸レンズ状の突出部７ａ内に密封されることがで
き、余分な凹溝７ｅを切除するだげで簡単にドットマト
リクス発光表示体が製造できる。従って、各ＬＥＤチッ
プ２の発する光が均一で鋭い指向特性をもつものとな
り、実用視野位置において明るくてコントラストが良好
で視認性が向上したものとなり、且つ、熱応力の吸収緩
和に優れて信頼性が高く、且つ放熱性も良く、指向性の
良好なドットマトリクス発光表示体を簡単で効率良く製
造することができる。

【００２６】また、表示のコントラストの改善と各ＬＥ
Ｄチップ２の発する光が周囲により漏れ難くするため
に、凸レンズ状の突出部７ａの突出元部７ｂ′を黒系の
光無反射面とした実施例を図７に示す。この実施例の場
合、前記実施例の平板状フィルム９の突出部形成位置７
ｃの面積を狭くして光無反射部７ｂを予め凸レンズ状の
突出部７ａの突出元部７ｂ′の位置まで形成しておくだ
けで前記実施例同様、簡単に効率良く製造することがで
きる。しかも、各ＬＥＤチップ２間の光の漏れが凸レン
ズ状の突出部７ａの突出元部７ｂ′の光無反射面によっ
て遮断され、且つ、表示のコントラストがさらに改善さ
れ、より実用視野位置での視認性が向上したより良好な
ドットマトリクス発光表示体となる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のドットマトリクス発光表示体は、各ＬＥＤチップから
発せられた光が対応する凸レンズ状の突出部の略中心線
に沿って集束されて挟視野角でほぼ直線状となって均一
で鋭いものとなって、実用視野位置での輝度が向上し、
屋外等の明るい場所に設置して所望の文字、記号、図形
等を点灯表示した場合でも、実用視野位置において、明
るくてコントラストが良好で視認性が向上したものとな
る。さらに、各ＬＥＤチップを点灯したときの発熱によ
る温度変化によって生じる熱応力をゴム弾性体が吸収緩
和し、表示体自体の歪み、反り等が防止され、信頼性の
向上したものとなる。また、本発明の製造方法では、表
示体基板とフィルム成形体とが接合一体となって各ＬＥ
Ｄチップがフィルム成形体の突出部内でゴム弾性体内に
密封されたドットマトリクス発光表示体を簡単で効率よ
く製造できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るドットマトリクス発光
表示体の概略平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った同実施例の概略拡大断
面図。

【図３】本発明の製造方法に用いられるフィルムの平面
図。

【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿ったフィルム成形体の概略
拡大断面図。

【図５】フィルム成形体と表示体基板との重ね合わせ状
態を示す概略拡大断面図。

【図６】本発明の製造方法の最終段階を示した概略拡大
断面図。

【図７】本発明の他の実施例に係るドットマトリクス発
光表示体の概略拡大断面図。

【図８】従来のドットマトリクス発光表示体の概略拡大
断面図。

【符号の説明】

１ 表示体基板 ２ ＬＥＤチップ ３ 発光ドット ７ フィルム成形体 ７ａ 突出部 ８ ゴム弾性体 ８ａ ゴム弾性体樹脂液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凸レンズ状の突出部を縦横に多数成形した
   フィルム成形体の各突出部内に、表示体基板の表面の縦
   横に多数配設されたＬＥＤチップをそれぞれゴム弾性体
   を介して密封したことを特徴とするドットマトリクス発
   光表示体。
2. 【請求項２】表示体基板の縦横に多数のＬＥＤチップを
   配設すると共に、各ＬＥＤチップの配設位置と対応して
   凸レンズ状の突出部を縦横に設けたフィルム成形体を成
   形し、該フィルム成形体の突出部を下向き配置して未硬
   化のゴム弾性体樹脂液を各突出部内に供給してから、該
   未硬化のゴム弾性体樹脂液内に上記表示体基板のＬＥＤ
   チップ配設面側を下向きにして対応するＬＥＤチップを
   それぞれ浸漬した後、上記未硬化のゴム弾性体樹脂液を
   硬化させて各ＬＥＤチップをゴム弾性体で密封すること
   を特徴とするドットマトリクス発光表示体の製造方法。