JPH089745Y2 - ドットマトリクス発光表示体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、LEDチップやLEDランプ等の点発光する発光
素子を収容した発光ドットを有するドットマトリクス発
光表示体に関する。

［従来の技術］ LEDチップやLEDランプ等のような点発光するドットマ
トリクス発光表示体として、本出願人は、例えば、第６
図及び第７図に示すような構成のものを既に提案してい
る。

即ち、このドットマトリクス発光表示体101は、表示
体基板102の裏面から表面へスルーホールを介して導い
た一方の例えば、アノード電極の導電パターン103（Ｘ
電極）の上に、発光素子としてLEDチップ104を搭載する
と共に、該LEDチップ104を表示体基板102の表面の他方
の例えば、カソード電極の導電パターン103′（Ｙ電
極）にワイヤボンディングしてして電気的に接続し、か
くして表示体基板102の縦横８×８個に配列された光源
箇所にLEDチップ104を配設配線してＸ−Ｙのマトリック
ス発光表示回路（不図示）を構成している。そして、こ
の表示体基板102の上に、内周面を白色系の光反射面111
とした透孔105をLEDチップ104に対応して縦横に８×８
個形成してなるマスク板106を重ね合せて、各LEDチップ
104を各透孔105に収容し、更に各透孔105に注入した透
孔性樹脂107でLEDチップ104の配設配線部分を封止する
ことにより、８×８のドットマトリックス状に配列する
発光ドット108を形成した構造としてある。

このような発光表示体101は、各発光ドット108のLED
チップ104をダイナミック点灯方式で選択点灯制御する
ことによって所望の文字、図形、記号等の表示パターン
を発光表示するものであり、所望の表示パターンを発光
表示した場合の視認性を高めるため、各透孔105以外の
マスク板表面は、外部からの光が反射しない黒色系の光
無反射面110となっている。そして、上記マスク板106の
全透孔105の開口面積の総和の、マスク板106の表面積に
対する開口面積の割合（以下、開口率という）は、一般
に40〜60％程度であり、両者はほぼ等しい割合となって
いた。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、開口率が40〜60％程度となっていた上
記発光表示体101では、所望の表示パターンを発光表示
していないときに、各発光ドット108を構成する各透孔1
05の白色系の光反射面111がマスク板表面の黒色系の光
無反射面110より光って目立ち易く、マスク板106全体が
白っぽい状態となっていた。そのため、所定の表示パタ
ーンに対応する発光ドット108を選択発光しても、マス
ク板106全体が白っぽく見えることにより、発光してい
る発光ドットと発光していない発光ドットを含むマスク
板106表面とのコントラストが得られ難く、表示パター
ンがぼんやりとして視認性が低下するといった問題があ
った。

このような問題は、屋外の明るい場所に表示体101を
設置して使用する場合に特に顕著となる。即ち、所定の
発光ドット108を選択発光しても、太陽光が発光してい
ない発光ドット内の光反射面111によって反射されるた
めにこの部分が明るくなってマスク板全体がより白っぽ
くなり、発光している発光ドットの相対的な輝度が低下
し、表示パターンのコントラストが殆どなくなり、全く
見えなくなる場合もあった。

そのため、明るい場所に配置して使用する場合には、
発光表示体101の前面側に、例えば、光線透過率が50〜7
0％程度の着色したフィルタを取り付け、マスク板表面1
10への太陽光の透過を緩和し、且つ非発光の発光ドット
の光反射面111で反射し難くし、選択発光された発光ド
ット108による表示パターンのコントラストが高まるよ
うな工夫がされている。しかし、着色フィルタを発光表
示体101表面に取り付ける面倒さや、選択発光された発
光ドット108のLEDチップ104の発光量がフィルタによっ
て減衰されて、絶対的な輝度が低くなって表示パターン
が暗くなり、視認性が低下するといった別の問題も発生
し、実用的でなかった。

一方、常に開口率を小さくすると発光ドットピッチに
対して、発光ドット径が小さく発光ドット間隔が開きす
ぎとなり、表示パターンが見ずらいものとなり、これ又
実用的でなかった。

［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考案のドットマトリクス
発光表示体は、発光素子を複数配設した表示基板上に、
複数の透孔を形成したマスク板を重ね合せ、該透孔以外
のマスク板表面を光無反射面とすると共に、各透孔内に
複数個の発光素子を収容して発光ドットを形成してなる
ドットマトリクス発光表示体において、上記マスク板の
各発光ドットの透孔に複数の開口部を設け、各開口部を
その開口長さより短い開口幅となる連結部で連結すると
共に、各透孔内に収容される複数の発光素子を分散して
配置して各発光素子を上記開口部内にそれぞれ収容して
発光部を形成したことを特徴とする。

［作用］ 上記構成のドットマトリクス発光表示体では、各発光
ドットの透孔に形成された各開口部がその開口長さより
短い幅をもった連結部によって連結され、それぞれ分散
されて配置された各発光素子が各開口部に収容されてい
るため、各発光ドットの各開口部及び連結部から各発光
素子の光が発光し、相対的な発光輝度が向上する。そし
て、発光ドットを従来の発光ドット内に形成すると、複
数の発光部よりなる各発光ドットが広がりを保ち且つ、
実質的な開口部や連結部を含む透孔の開口面積が従来の
発光ドットを構成する透孔の開口面積と比べて狭くな
る。従って、マスク板表面全体の面積に対する透孔の実
質的な開口面積の割合が小さくなり、マスク板表面を光
無反射面とすることで各発光ドットを発光させていなけ
れば各発光ドットが目立ち難くなり、所定の発光素子を
選択点灯して発光ドットを発光させた場合に周囲とのコ
ントラストが良好となり、表示された表示パターンの視
認性が向上する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例に係るドットマトリクス発
光表示体の一部拡大部分斜視図であり、第２図は同図Ｉ
−Ｉ線に沿った拡大断面図、第３図は同実施例の発光ド
ットの拡大平面図である。図に示すドットマトリクス発
光表示体１は、マスク板２と表示体基板３よりなり、上
記マスク板２上には発光素子となる４個のLEDチップ７
を略四隅に分散して収容した複数の発光部10からなる発
光ドット４を、例えば、８×８のドットマトリクス状に
一定間隔で配列形成したものである。

上記発光表示体１の表示基板３は、例えば、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をエッ
チング加工する等の手段によって、例えば、８×８の発
光表示体１であれば、その表面側の縦に８本の主導電パ
ターン5a（例えば、Ｘパターン群）を形成すると共に、
各発光ドット４内に配置される４個のLEDチップ７を直
列に接続するための導電パターン5bを形成し、更に、裏
面側の横方向に８本の主導電パターン5c（例えば、Ｙパ
ターン群）を形成している。裏面側の該主導電パターン
5b（例えば、アノード側）はスルーホール６を介して各
発光ドット４毎に基板表面に導出されており、その上に
LEDチップ７が銀ペースト等の図示してない導電ペース
トによって固着され、ボンディングワイヤ８を介して上
記導電パターン5bに接続されて他の４個のLEDチップ７
を直列に配設固着し、最後のLEDチップ７は表示基板３
表面の主導電パターン5a（例えば、カソード側）とボン
ディングワイヤ８を介して接続されている。しかして、
８×８のＸ−Ｙドットマトリクス発光表示回路（ダイナ
ミック点灯）が構成され、所望の発光ドット４を選択的
に発光させる場合、発光ドット４内の直列に接続された
各LEDチップ７が一斉に点灯するようになっている。
尚、この場合、例えば、発光ドット４内に発光色の異な
る２種類のLEDチップ７をそれぞれ配置して２系統の接
続パターンを構成し、発光色を変えて表示パターンを発
光表示させることも可能になることは云うまでもない。

上記表示体基板３の上には、１つの発光ドット４を構
成する４個のLEDチップ７を収容するための透孔21が縦
横に８×８個形成されたマスク板２が重ね合わされて図
示していない接着剤等で接合されている。また、上記マ
スク板２に形成された各透孔21は、４箇所の擂鉢状の開
口部22と各開口部22を連結するくびれた状態の連結部23
よりなる。上記開口部22の略中心にはLEDチップ７を配
置収容して４箇所の発光部10が形成されている。そし
て、各発光部10及び連結部23は、例えば、エポキシ樹脂
やシリコーン樹脂等の熱硬化性の透光性樹脂12によって
各LEDチップ７の配設配線部分が封止され、４箇所の連
結された発光部10によって１つの発光ドット４が構成さ
れている。上記発光部10の外径Ｄは２〜3mm程度、連結
部23の幅Ｗを0.5〜1mm程度としてＤ＞Ｗとすれば、第３
図に従来の発光ドット108の透孔105の形状を一点鎖線で
示すように、本考案の一発光ドット４が透孔105内に入
り込んで実質的に同じ大きさの発光ドットとなる。この
場合、各発光ドット４は従来の発光ドット108と比べて
ドットの広がりを保ちながら各透孔21の実質的な開口面
積が狭くなっている。そして、マスク板２に形成された
透孔21以外の表面は黒色ないし灰色系の光無反射面2aと
なっており、各発光部10及びそれらを繋ぐ連結部11の内
周面を白色又は銀色等の光反射面20としている。尚、マ
スク板２をシリコーンゴムやネオプレンゴム等のゴム弾
性体とすれば、表示体１の反りや歪みの防止に効果的と
なるので好ましい。

上記のようにそれぞれ分散して配設配線されたLEDチ
ップ７を収容した４箇所の発光部10と各発光部10を繋ぐ
４箇所の連結部23で構成された透孔21で構成される各発
光ドット４がドットマトリクス状に配列形成された発光
表示体１であれば、発光させる発光ドット４に収容され
ているLEDチップ７を選択点灯制御することによって所
望の文字、数字、図形、記号等の表示パターンが発光表
示されるが、その場合、発光される発光ドット４では４
箇所の発光部10内のそれぞれのLEDチップ７が一斉に点
灯し、光は各発光部10や連結部23の内周面の光反射面20
で反射し、透光性樹脂12を通過して外部に放たれる。こ
の場合、従来の発光ドット108の透孔105の外径内に本願
の発光ドット４の透孔21を形成すると、該透孔21内の実
質的な開口面積が狭められるため、光を反射する光反射
面20は４箇所の発光部10とそれらを繋ぐ連結部11だけと
なって、発光ドット４の広がりを保ちながらその開口面
積の割合、即ち開口率が大幅に減少する。具体的には、
発光部10の大きさに左右されるが、透孔21の開口率は約
20〜40％程度となる。

そのため、本願の発光表示体１では、表示パターンを
表示していない場合には、各発光ドット４を構成する４
箇所の発光部10や連結部23の光反射面20がマスク板表面
の黒色系光無反射面2aに負けて殆ど目立たなくなり、マ
スク板２全体が従来のマスク板106と比べて黒っぽくな
る。従って、所望の表示パターンを構成する発光ドット
４を選択発光すると、発光された発光ドット４は、４箇
所の発光部10の各LEDチップ７が一斉に点灯し、各発光
部10や連結部11の内周の光反射面20でLEDチップ７から
発せられる光が反射して外部に放出されるようになる。
よって、従来の発光表示体101のように１個のLEDチップ
104で発光ドット108を構成していたものと比べて、１箇
所の発光ドットにおける発光輝度が大幅に向上して明る
くなる。また、選択発光された発光ドット４は、４箇所
の発光部10より構成されているため、見掛け上の発光ド
ットの広がりが保たれ、且つ、表示パターンが明るくな
って見やすくなる。そして、選択発光された発光ドット
４に対する非発光の発光ドット４を含むマスク板表面の
光無反射面2aの割合が、従来のものと比べて高くなって
いるため、選択発光された発光ドット４のコントラスト
が良好となり、表示パターンがより鮮明で視認性が向上
する。

第４図及び第５図は何れも本考案の一実施例に係るそ
の他のドットマトリクス発光表示体を構成する発光ドッ
トの変形例を示したものである。何れも、発光ドットの
構成を除き、他の構成は上記した発光表示体１と実質的
に同一であり、特徴となる発光ドットをここで説明す
る。

第４図に示す発光ドット4aは、上記発光ドット４のほ
ぼ中心にもLEDチップ７を配置した発光部10aを形成し、
４方の発光部10a及び中心の発光部10aとをそれぞれ連結
部23aで連結した透孔21aで構成されており、各発光部10
aの外径D1と連結部23aの幅W1とは、上記発光ドット４と
同様に、D1＞W1の関係となっている。このような発光ド
ット4aでは、上記発光ドット４とLEDチップ７が５箇所
に分散されて配置されている分、相対的な発光輝度がよ
り向上すると共に、従来の発光ドット108の開口面積と
比べて実質的な透孔21aの開口面積が減少するが、ドッ
トの広がりが保たれ、且つそのマスク板２の表面積に対
する透孔21aの実質的な開口が目立ち難くなる。

第５図に示す発光ドット4bは、LEDチップ７を中心に
配置された発光部10bを120度の角度を持って３箇所に形
成し、各発光部10bを３箇所の連結部23bで連結した透孔
21bを形成したものである。この発光ドット4bにおいて
も、各発光部10bの外径D2と連結部23bの幅W2とは、D2＞
W2の関係となっている。このような発光ドット4bでも、
上記発光ドット４と同様にLEDチップ７が３箇所に分散
されて配置されている分、相対的は発光輝度が従来のも
のと比べ向上すると共に、従来の発光ドット108の開口
面積と比べて実質的な透孔の開口面積が減少するが、ド
ットの広がりが保たれ、且つそのマスク板２の表面積に
対する透孔21bの実質的な開口が目立ち難くなる。

上記した何れの発光ドット4a、4bも、発光ドットの広
がりを保ちながら透孔21a,21bの実質的な開口面積のマ
スク板表面積に対する割合が従来のものと比べて低くな
り、表示パターンを選択点灯させる場合、一つの発光ド
ット4a,4bにおける多数の発光部10a,10bによって従来の
発光ドット108と比べて見掛け上の発光輝度が向上し、
発光ドットの広がりが保たれ、発光ドット4a,4bを発光
して表示パターンを表示した部分とその他の非発光ドッ
トを含むマスク板表面とのコントラストが良好となり、
表示の視認性が向上する。

上記した何れの発光ドット４…を配列した発光表示板
１であっても、マスク板２の表面積に対する実質的な透
孔の開口面積の総和の割合が低いため、各発光ドット４
…の光反射面20による太陽光の反射が従来と比べて大幅
に低減し、マスク板表面全体が従来のように光って白っ
ぽくなり難く、明るい屋外で使用した場合でも、選択発
光した表示パターンの表示していない発光ドットを含む
マスク表面とのコントラストが明瞭で視認性も良好とな
り、発光輝度も従来の屋外での使用に比べて遥かに向上
したものとなる。何れの場合も開口率は20〜35％位の範
囲とするのが好ましい。

なお、発光部を余り多くとるとLEDチップ７自体を配
置収容できなくなるので、３から８箇所程度の複数箇所
設けることが好ましく、その形状は実施例に限らず、略
矩形にするなど設計変更し得るものである。また、隣合
う発光ドット４…間のピッチを少なくとも10mm以上とす
れば、実際の視認距離が約50m程度となり、屋外に設置
して使用される大型発光表示体として利用できる。この
場合、各発光ドット４…の透孔21…の実質的な開口面積
が従来のものより狭いため、各発光ドット４…内の光反
射面20での太陽光の実質的な反射も従来のものに比べて
遥かに少なくなり、表示パターンの視認性が従来のもの
に比べ遥かに向上し、多数の発光ドット４で表示パター
ンの一画素を構成すると、実質的な一画素の発光輝度も
高められ、従来のようにマスク板２の前面に着色フィル
タ等を配置することなく実用できる。

［考案の効果］ 以上の説明から明らかなように、本考案のドットマト
リクス発光表示体では、各発光ドットの発光部と連結部
との実質的な開口部分の全面積に対するマスク板表面全
体の面積に対する割合が従来のものに比べて低くなり、
選択的に発光させた発光ドットと発光されていない発光
ドットを含む他のマスク板表面とのコントラストが良好
になると共に、複数の発光部より発光ドットを構成する
ことで各発光ドットの広がりを保ちながら、各発光ドッ
トの実質的な発光輝度が向上され、明るく見やすい表示
パターンを表示できるようになるといった効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るドットマトリクス発光
表示体の要部を示す一部拡大斜視図、第２図は第１図の
Ｉ−Ｉ線に沿った拡大断面図、第３図は同実施例の発光
ドットの拡大平面図、第４図及び第５図は何れも本考案
の他の実施例に係るドットマトリクス発光表示体の発光
ドットの変形例を示す拡大平面図、第６図は従来のドッ
トマトリクス発光表示体の斜視図、第７図は第６図のII
−II線に沿った拡大断面図である。 ２…マスク板、2a…光無反射面、20…光反射面、３…表
示基板、4,4a,4b…発光ドット、７…LEDチップ（発光素
子）、10…発光部、21,21a,21b…透孔、22,22a,22b…開
口部、23,23a,23b…連結部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発光素子を複数配設した表示基板上に、複
   数の透孔を形成したマスク板を重ね合せ、該透孔以外の
   マスク板表面を光無反射面とすると共に、各透孔内に複
   数個の発光素子を収容して発光ドットを形成してなるド
   ットマトリクス発光表示体において、 上記マスク板の各発光ドットの透孔に複数の開口部を設
   け、各開口部をその開口長さより短い開口幅となる連結
   部で連結すると共に、各透孔内に収容される複数の発光
   素子を分散して配置して各発光素子を上記開口部内にそ
   れぞれ収容して発光部を形成したことを特徴するドット
   マトリクス発光表示体。