JPH096258A

JPH096258A - 発光表示体

Info

Publication number: JPH096258A
Application number: JP18102795A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Miura; 正信三浦; Shoji Takechi; 昭治武市; Tomonori Takada; 知憲高田; Hiroshi Saeki; 洋佐伯
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】配線基板１とマスク板３の熱膨張率の相違に
よって生じる変位±ΔＬを弾性接着層２のゴム弾性歪み
として吸収することにより、特にマスク板３の素材の選
択範囲を広め、所望する発光表示体に応じてこのマスク
板３に最適な材料を使用することができるようになる。【構成】配線基板１とマスク板３とがゴム弾性体から
なる薄い弾性接着層２を介して接合されると共に、この
マスク板３の透孔３ａ内に透光性のゴム弾性体からなる
封止材７が充填された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数のＬＥＤ発光素子
を配設した発光表示体に関する。

【０００２】

【従来の技術】発光表示体には、多数のＬＥＤ発光素子
をドットマトリクス状に配置したり、このＬＥＤ発光素
子を集合発光表示させるために多数配置したものがあ
る。そして、これらの発光表示体を多数配置して大画面
を構成し点灯制御することにより、画像や文字メッセー
ジ等の表示メディア等として使用される。この発光表示
体は、ＬＥＤ発光素子を内蔵した多数のＬＥＤランプを
直接配線基板上に配置する他に、図１２に示すように、
配線基板１上の所定位置にそれぞれＬＥＤ発光素子４を
配設配線すると共に、この配線基板１上にマスク板３を
接着固定し、マスク板３に多数形成され内周面を光反射
面とした各透孔３ａ内にＬＥＤ発光素子４をそれぞれ収
容させるようにしたものがある。また、このような発光
表示体は、マスク板３の各透孔３ａ内に透光性の封止材
７を充填することにより、内部に収容されたＬＥＤ発光
素子４を封止し、かつ、各ＬＥＤ発光素子４から発した
光を封止材７を通してそのまま外部に放出すると共に、
透孔３ａ内に放射された光もこの透孔３ａの内周面で反
射して外部に放出することにより、ＬＥＤ発光素子４の
光を効率良く前面外部に放射できるようにしている。さ
らに、各透孔３ａの上方にそれぞれ図示しない凸レンズ
を配置して、外部に放出される光を適当に集光させるよ
うにすることもできる。

【０００３】ただし、上記配線基板１とマスク板３の素
材の熱膨張率の差が大きい場合には、発光表示体の使用
状況や環境温度の変化が繰り返し加わることにより熱応
力歪みが発生し、ＬＥＤ発光素子４が破損したり配線が
断線したり、あるいは発光表示体に反りや割れ又はクラ
ック等が生じてマスク板３が配線基板１から剥離する等
の障害が発生するおそれがある。そこで、従来は、マス
ク板３をシリコーンゴムのようなゴム弾性体によって構
成することにより、このマスク板３の弾性によって配線
基板１との間の熱膨張率の差による応力を吸収緩和させ
たり、熱膨張率がほぼ一致する素材により配線基板１と
マスク板３を構成することにより、使用環境温度の変化
による熱応力歪みがほとんど生じないようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、マスク板３
にシリコーンゴムを用いる従来の発光表示体では、パネ
ル面を上方から押したりパネルの縁部を机の角等に押し
当てて大きな外部圧力を加わえると、マスク板３が押し
潰されたり大きく変形することにより透孔３ａ内のＬＥ
Ｄ発光素子４自身や配線部分に強い圧力が加わることに
なり、素子の破壊や断線が発生するおそれが生じるの
で、取り扱いを慎重に行わなければならず、設置時等の
作業が極めて面倒になるという問題があった。また、シ
リコーンゴム等のゴム弾性体は、寸法精度の高い成型を
行うことが困難であるため、マスク板３の各透孔３ａと
配線基板１上の各ＬＥＤ発光素子４との位置関係にズレ
が生じ、高精度で品質の高い製品を製造することが困難
になるという問題もあった。さらに、マスク板３に高価
なシリコーンゴムを用いることにより、製品コストが上
昇するという問題もあった。しかも、製造時の組み立て
工程で配線基板１上にマスク板３を接着する際に、この
マスク板３の柔軟性により作業がやり難くなるという問
題もあった。

【０００５】また、配線基板１とマスク板３の素材の熱
膨張率をほぼ一致させるようにした従来の発光表示体で
は、マスク板３に用いることができる素材の材料選択の
範囲が大きく制限され、最適な素材を自由に使用するこ
とができないという問題があった。即ち、例えばマスク
板３の素材を配線基板１と同じガラス繊維強化エポキシ
樹脂板として熱膨張率を一致させた場合には、多数の透
孔３ａをこのガラス繊維強化エポキシ樹脂板にドリリン
グによって形成する必要があるので、透孔３ａを成型加
工により一体形成することができるマスク板３を使用す
る場合に比べ、製造工程が増加することにより製品コス
トが上昇するという問題が発生する。また、このように
して形成した透孔３ａの内周面の反射率を高めるために
は、予めガラス繊維強化エポキシ樹脂に酸化チタン等の
白色系の顔料を混入させておく必要があるので、顔料を
添加する工程の増加によっても製品コストが上昇すると
いう問題が発生する。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、配線基板とマ
スク板を薄いゴム弾性体の接着層を介して接合すること
により、これら配線基板とマスク板の熱膨張率の相違に
より発生する熱応力をこの接着層のゴム弾性歪みとして
吸収することができる発光表示体を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、配線基板の表面上に多数のＬＥ
Ｄ発光素子が配設配線されると共に、多数の透孔が形成
されたマスク板を該配線基板の表面に配置して、該各透
孔内に１個又は２個以上の該ＬＥＤ発光素子をそれぞれ
収容させた発光表示体において、該配線基板とマスク板
とがゴム弾性体からなる薄い接着層を介して接合される
と共に、該マスク板の透孔内に透光性のゴム弾性体から
なる封止材が充填されたことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２の発明は、前記ゴム弾性体
からなる接着層の層厚が、前記配線基板と前記マスク板
の熱膨張率の相違により２５°Ｃに対して±５０°Ｃの
温度差によって生じる最大変位値以上であることを特徴
としている。

【０００９】さらに、請求項３の発明は、前記ゴム弾性
体からなる接着層の層厚が１００μｍ以下であることを
特徴としている。

【００１０】さらに、請求項４の発明は、前記接着層及
び透孔内の封止に用いるゴム弾性体のヤング率が５００
ｇｗ／ｍｍ²以下であることを特徴としている。

【００１１】さらに、請求項５の発明は、前記透孔の内
周端部から、該透孔内に収容された発光表示体の配設位
置までの距離、及び、該発光表示体のボンディングワイ
ヤの配線基板への配線位置までの距離が、前記ゴム弾性
体からなる接着層の層厚の１０倍以上であることを特徴
としている。

【００１２】

【作用】請求項１の構成によれば、配線基板とマスク板
とがゴム弾性体からなる薄い接着層を介して接合される
ので、これら配線基板とマスク板の熱膨張率の相違によ
り使用状況や環境温度の変化によって生じる熱応力変動
を接着層の弾性によるズレ（弾性歪み）として吸収緩和
することができ、発光表示体に反りやクラック等が生じ
たりマスク板の剥離等が発生するおそれがなくなる。ま
た、各透孔内には透光性のゴム弾性体からなる封止材が
充填されるので、配線基板に対する透孔のズレによる応
力をこの封止材の弾性によって吸収緩和することがで
き、透孔内に収容されたＬＥＤ発光素子やその配線に悪
影響が及ぶようなこともなくなる。

【００１３】このため、本発明の発光表示体によれば、
使用環境温度の繰り返しの変化に影響されない長寿命か
つ高信頼性を得ることができるようになる。しかも、配
線基板とマスク板の熱膨張率の相違がある程度まで許容
されるので、特にマスク板の材料選択の幅が広がり、所
望する発光表示体に応じて最適な素材を用いることがで
きるようになる。即ち、ソリッド（硬質）のマスク板を
用いることにより、組み立て時の作業性を向上させた
り、透孔内のＬＥＤ発光素子や配線を確実に保護するよ
うにして発光表示体の取り扱いを容易にし、かつ、透孔
の位置やサイズ等の精度を高め品質のバラツキを低減さ
せることができるようになる。また、素材自体の性質に
より透孔の内周面の光反射率がより高くなるようなもの
を使用して容易に性能の向上を図ったり、安価な素材を
使用して製品のコストダウンを図ることができるように
なる。

【００１４】また、請求項２の構成によれば、接着層の
層厚を、一般的な使用環境で予測し得る温度変化により
配線基板とマスク板の間での応力歪みとして生じるズレ
の最大変位値以上の厚さとするので、熱膨張率の相違に
よって生じる接合面のズレを接着層の変位角が±４５°
以内のゴム弾性歪み限界内とし、発光表示体の信頼性を
さらに高めることができる。しかも、この接着層の厚さ
を最大変位値と同程度の極めて薄いものとすれば、ゴム
弾性体をゴムローラ等によって容易にマスク板の裏面に
塗布できるようになるので、発光表示体の製造を容易に
し製造コストを低減することもできる。

【００１５】さらに、請求項３の構成によれば、接着層
の層厚が１００μｍ以下となる。この接着層の層厚は、
厚ければ厚いほど上記最大変位値の許容範囲も大きくで
きる。しかし、この最大変位値があまり大きくなると配
線基板に対する透孔の位置も大きく変位するので、透孔
の開口径のサイズ等によってはこの透孔内のＬＥＤ発光
素子や配線に悪影響が及ぶおそれが生じる。従って、こ
の最大変位値は、多くとも±１００μｍ程度以内とする
ことが好ましく、接着層の層厚も１００μｍ以下で足り
ることとなる。

【００１６】さらに、請求項４の構成によれば、接着層
及び透孔内の封止に用いるゴム弾性体のヤング率を５０
０ｇｗ／ｍｍ²以下とすることにより、このゴム弾性体
より十分な弾性、即ち応力吸収効果を発揮することがで
きるようになる。

【００１７】さらに、請求項５の構成によれば、透孔の
内周端部からＬＥＤ発光素子やボンディングワイヤの配
設配線位置までの距離を接着層の層厚の１０倍以上の十
分な距離とするので、熱膨張率の差による透孔のズレに
よって生じる応力を透孔内に充填された封止材の弾性に
よって十分に吸収緩和しＬＥＤ発光素子に悪影響が及ば
ないように確実に防止することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳述する。

【００１９】図１乃至図１１は本発明の一実施例を示す
ものであって、図１は発光表示体の部分縦断面図、図２
は図１における一部拡大縦断面図、図３は熱膨張率の相
違によって生じるマスク板の変位を説明する図、図４は
マスク板を分解した場合の発光表示体の側面図、図５は
発光表示体を用いたドットマトリクス方式の表示体の斜
視図、図６は図５の表示体の部分縦断面図、図７はマス
ク板を分割した発光表示体を用いたドットマトリクス方
式の表示体の斜視図、図８は凸レンズ集合板を用いた発
光表示体の部分縦断面図、図９は発光表示体を用いた屋
外用の大画面表示の表示器の分解斜視図、図１０は発光
表示体を用いた集合発光表示用の表示体の正面図、図１
１は図１０に示した表示体の縦断面図である。

【００２０】本実施例の発光表示体は、図１に示すよう
に、配線基板１上に薄い弾性接着層２を介してマスク板
３が接合されている。配線基板１は、ガラス繊維強化エ
ポキシ樹脂を基材とする銅張積層板にエッチング等の手
段で導電パターンを形成したプリント配線基板である。
そして、この配線基板１上の所定位置には、導電ペース
ト５を介してＬＥＤ発光素子４を導電パターンに配設す
ると共に、ワイヤボンディングでボンディングワイヤ６
を他の導電パターンに配線することによりＬＥＤの点灯
回路を構成している。ＬＥＤ発光素子４は、ＬＥＤ[Lig
ht Emitting Diode]の半導体チップであり、ここでは約
２５０μｍ四方の大きさで厚さが約２５０μｍのほぼ正
立方体形状のものを用いる。また、ボンディングワイヤ
６は、ここではφ３０μｍの金線又はアルミニウム線を
用いる。マスク板３は、ガラス繊維強化合成樹脂成型板
又はアルミニウム金属成型板からなり、正方形や長方形
の他、円形や楕円形状等とすることもできる。また、こ
のマスク板３の大きさは、板材の成型加工や発光表示体
の製造時における組み立て工程等での取り扱い上の利便
を考慮して、実用上は対角長又は直径等が２００ｍｍ以
下、好ましくは５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度とするのが適
当であり、板厚も０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の範囲内で選
定されるが、ここでは１ｍｍとしている。このマスク板
３には、配線基板１上の各ＬＥＤ発光素子４に対応する
位置に透孔３ａが多数形成されている。各透孔３ａの内
周面は光反射面となっており、この内周面でＬＥＤ発光
素子４が発する光を上方外部に効率良く反射放出させ
る。このため、各透孔３ａは、上方側の方が広がったす
り鉢状に形成されることが好ましい。また、この透孔３
ａの開口径は、所望する発光表示体のサイズや用途等に
応じてφ１．５ｍｍ〜φ１０ｍｍ程度の範囲で適宜選択
され、開口形状も円形とは限らないが、ここでは上方側
の開口径をφ２．８ｍｍとし、下方側の開口径をφ１．
３ｍｍとしている。

【００２１】弾性接着層２は、ゴム弾性体からなる接着
層である。ゴム弾性体としては、シリコーンゴムが最適
であり、ここでは十分な弾性を得るためにヤング率（伸
び弾性率）が５００ｇｗ／ｍｍ²以下のシリコーンゴム
を用いる。このような弾性接着層２は、マスク板３の裏
面にシリコーンゴム接着剤をゴムローラで塗布した後に
配線基板１上に載置することにより形成され、これによ
って配線基板１とマスク板３とを接合することができ
る。また、ここでは、弾性接着層２の層厚ｄを２０μｍ
としている。

【００２２】上記のようにして配線基板１上に弾性接着
層２を介してマスク板３が接合される。このマスク板３
の各透孔３ａ内の底部には、それぞれ１個ずつのＬＥＤ
発光素子４が収容される。また、このＬＥＤ発光素子４
のボンディングワイヤ６も、透孔３ａの内周端部より十
分内側で配線基板１の導電パターンに接続される。そし
て、これら各透孔３ａ内には、透光性のシリコーンゴム
等のゴム弾性体からなる封止材７が充填されて、内部に
収容されたＬＥＤ発光素子４を封止している。

【００２３】上記構成の発光表示体が周囲温度やＬＥＤ
の点灯時の発熱等の使用環境による温度変化を受けた場
合には、配線基板１とマスク板３の熱膨張率の相違によ
り応力歪みが発生する。このとき、配線基板１やマスク
板３として用いられるガラス繊維強化エポキシ樹脂やガ
ラス繊維強化合成樹脂又はアルミニウムのヤング率は、
弾性接着層２として用いられるシリコーンゴム等のゴム
弾性体のヤング率の５０００倍〜１００００倍程度の桁
外れに高い値となるので、これら接合面の弾性接着層２
でゴム弾性歪みとしてのズレを生じる。そして、ここで
は、２５°Ｃの温度環境を中心に±５０°Ｃの温度差が
発生することにより配線基板１に対してマスク板３が相
対的に伸縮し、図１に示す透孔３ａ部分が２５°Ｃの場
合のマスク板３の基準位置に対して±２０μｍの変位±
ΔＬを生じたとする。図２に示すように、マスク板３が
配線基板１に対して図示左右方向に変位±ΔＬを生じる
と、弾性接着層２は上面のみが左右方向にズレて歪みを
受ける。しかし、弾性接着層２は、十分な弾性を有する
ゴム弾性体からなり、しかも、層厚ｄが変位±ΔＬと同
じ２０μｍであることから、この歪みによる変位角は数
１より±４５°となる。

【数１】従って、この歪みはゴム弾性体の弾性限界内の弾性歪み
として弾性接着層２が変位することとなる。

【００２４】また、マスク板３に上記のような変位±Δ
Ｌを生じると、透孔３ａ自体も配線基板１上のＬＥＤ発
光素子４に対してズレを生じる。しかし、透孔３ａの内
周端部から、ＬＥＤ発光素子４自体の配設位置までの距
離や、ボンディングワイヤ６の配線基板１へのボンディ
ング位置までの距離をＬとすると、変位±ΔＬに対して
この距離Ｌは１０倍以上の十分な長さを有するため（Ｌ
＞＞ΔＬ）、又、ヤング率が５００ｇｗ／ｍｍ^2以下の
十分な弾性を備えたゴム弾性体からなる封止材７が、こ
の距離Ｌの間に変位±ΔＬによる応力歪みを確実に吸収
緩和し、ＬＥＤ発光素子４やボンディングワイヤ６に大
きな力が加わるのを防止することができる。例えば図２
に示すように、ボンディングワイヤ６と透孔３ａの内周
端部との間の距離Ｌは２００μｍ以上となるので、マス
ク板３が±２０μｍ程度の変位±ΔＬを生じたとして
も、このボンディングワイヤ６に加わる力を封止材７の
弾性によって確実に吸収緩和することができる。

【００２５】上記弾性接着層２は、層厚ｄをマスク板３
のサイズに応じて±５０°Ｃの温度差により生じ得る最
大の変位±ΔＬ以上の厚さに形成すれば（ｄ≧ΔＬ）、
一般的な使用条件での弾性接着層２の変位角を±４５°
以内とすることができるので、この変位±ΔＬを確実に
ゴム弾性歪みの限界内とすることが可能になる。ただ
し、透孔３ａの内周端部とＬＥＤ発光素子４やボンディ
ングワイヤ６との間の距離Ｌは、この変位±ΔＬの１０
倍以上とするので、弾性接着層２の層厚ｄもこの距離Ｌ
の１０分の１以下までの厚さとする必要がある。もっと
も、例えば透孔３ａの上方側と下方側の開口径がそれぞ
れφ６．５ｍｍとφ４．５ｍｍとなるような透孔（ドッ
トサイズ）の大きいものの場合であれば、距離Ｌを２０
００μｍ以上取ることも可能となるため、このような場
合には、層厚ｄを１００μｍ程度まで厚く形成しても支
障はない。そして、層厚ｄをこのように厚くすると、±
１００μｍ程度までの大きな変位±ΔＬに対しても、そ
の応力を弾性接着層２のゴム弾性歪みとして十分に吸収
緩和することが可能となり、例えば大きなサイズのマス
ク板とすることができる。しかし、本実施例のように製
造時のコーティング作業を簡易化するためにシリコーン
ゴム接着剤等をゴムローラで塗布する場合には、この層
厚ｄが２０μｍ〜５０μｍ程度の極めて薄いものとな
り、実際には、２０μｍ〜３０μｍ程度とするのがより
好ましい。

【００２６】ここで、上記ｄ≧ΔＬの条件で層厚ｄが２
０μｍ〜３０μｍになるようにするための配線基板１と
マスク板３の線膨張係数の差の許容範囲を計算する。マ
スク板３は、図３に示すように、このマスク板３の中心
点Ａを中心として半径方向に伸縮すると考えられ、線膨
張係数の差がほぼ均一な材料であれば、この点Ａから最
も離れた点Ｂでの変位が最大となる。そして、一辺の長
さがＭのマスク板３におけるこの点Ａから点Ｂまでの距
離Ｄは数２によって算出でき、

【数２】３０ｍｍ四方と１００ｍｍ四方の正方形のマスク板３で
は、距離Ｄがそれぞれ約２１ｍｍと約７０ｍｍになる。
また、線膨張係数の差をΔＥとすると、温度差±Ｔが生
じたときの距離Ｄだけ離れた点Ｂでの変位±ΔＬは数３
で計算できるので、

【数３】３０ｍｍ四方のマスク板３では、温度差±Ｔが±５０°
Ｃの場合に線膨張係数の差ΔＥが約１．９×１０^-5と
２．８×１０^-5であれば、点Ｂでの変位±ΔＬが±２０
μｍと±３０μｍになり、１００ｍｍ四方のマスク板３
では、同じ温度差±Ｔの場合に線膨張係数の差ΔＥが約
０．５７×１０^-5と０．９×１０^-5であれば、点Ｂでの
変位±ΔＬが±２０μｍと±３０μｍとなる。即ち、１
００ｍｍ四方のマスク板３では、弾性接着層２の層厚ｄ
を２０μｍ以上とすれば、配線基板１とこのマスク板３
の線膨張係数の差ΔＥを少なくとも０．５７×１０^-5ま
で許容することができ、３０ｍｍ四方のマスク板３の場
合には、層厚ｄを３０μｍ以上とすれば、線膨張係数の
差ΔＥを２．８×１０^-5まで許容することができるよう
になる。

【００２７】また、上記計算を本実施例に当て嵌めた場
合、配線基板１のガラス繊維強化エポキシ樹脂の線膨張
係数は２×１０^-5程度であり、マスク板３をアルミニウ
ム金属成型板とするとこの線膨張係数は３×１０^-5程度
になるので、これらの線膨張係数の差ΔＥは約１×１０
^-5となる。そして、弾性接着層２の層厚ｄは２０μｍで
あるため、変位±ΔＬの許容範囲も±２０μｍ以下とな
る。従って、温度差±Ｔが±５０°Ｃの場合に図３の点
Ｂの変位±ΔＬが±２０μｍ以下となるのは、上記数３
より距離Ｄが４０ｍｍ以内の場合であり、マスク板３の
サイズは５６ｍｍ四方までとなる。さらに、マスク板３
をガラス繊維の混入率（重量比）が１０％〜２０％程度
の強化合成樹脂成型板とした場合には、配線基板１の線
膨張係数の差ΔＥを０．５×１０^-5以下まで容易に縮小
することができるので、上記数３で算出される距離Ｄを
８０ｍｍ以上とし、マスク板３を１００ｍｍ四方程度ま
で拡大することが可能となる。

【００２８】ところで、本実施例のように各透孔３ａの
開口径がφ２．８ｍｍである場合には、５６ｍｍ四方の
マスク板３では１６×１６ドット表示が限度であり、１
００ｍｍ四方のマスク板３でも３２×３２ドット表示が
限度となる。このため、さらに多数のドット表示を行う
場合には、図４に示すように、マスク板３を複数に分割
すると共に、これらの間に変位±ΔＬによるズレを吸収
するための隙間８を設けて各マスク板３を配線基板１上
に接合する。

【００２９】上記構成により、配線基板１とマスク板３
の熱膨張率の相違（線膨張係数の差ΔＥ）と使用環境の
温度変化によって生じる熱応力歪みが弾性接着層２のゴ
ム弾性歪みとして接合面に微小なズレ（変位±ΔＬ）を
生じさせる。これにより、発光表示体に反りやクラック
等が生じたりマスク板３の剥離等が発生するおそれがな
くなる。しかも、各透孔３ａ内では、このズレによる応
力が封止材７の弾性によって吸収されるので、各透孔３
ａ内に収容されたＬＥＤ発光素子４やボンディングワイ
ヤ６に強い内部応力が加わるようなこともなくなる。

【００３０】従って、本実施例の発光表示体によれば、
配線基板１とマスク板３の熱膨張率の相違によって生じ
る応力を弾性接着層２のゴム弾性歪み（微小なズレ）と
して受け止めるため、使用環境の温度変化が大きい場合
や繰り返し温度変化を受けた場合にも高い信頼性を得る
ことができるようになる。しかも、配線基板１とマスク
板３の熱膨張率の相違がある程度まで許容されるので、
これらの材料選択の幅が広がり、設計の自由度を増すこ
とができる。

【００３１】例えば、マスク板３としてアルミニウム金
属成型板を用いた場合には、配線基板１の素材となるガ
ラス繊維強化エポキシ樹脂との熱膨張率の相違がある程
度大きくなるためにマスク板３のサイズの制限は厳しく
なるが、透孔３ａの内周面の光反射率が高くなるので、
ＬＥＤ発光素子４の光を効率良く外部に放射することが
できるようになる。

【００３２】また、マスク板３として安価なガラス繊維
強化合成樹脂成型板を用いた場合には、材料コストを低
減できるだけでなく、配線基板１の素材となるガラス繊
維強化エポキシ樹脂との熱膨張率の相違をアルミニウム
金属成型板よりも小さくできるので、マスク板３のサイ
ズを大きくして、このマスク板３を分割する必要をなく
したり又は分割数を少なくして製造上のコストダウンを
図ることもできるようになる。

【００３３】さらに、マスク板３としてこれらアルミニ
ウム金属成型板やガラス繊維強化合成樹脂成型板を用い
た場合には、透孔３ａの位置やサイズ等に十分高い加工
精度が得られるので、この透孔３ａの内周端部とＬＥＤ
発光素子４やボンディングワイヤ６との間の距離Ｌを熱
膨張による変位±ΔＬに対してＬ＞＞ΔＬの条件が確実
に満たされるようにすることができる。しかも、マスク
板３がこれら剛性の高い所謂ソリッドのマスク板からな
る場合には、各透孔３ａ内を周囲から堅固に保護するこ
とができるので、発光表示体を設置する作業等の際にＬ
ＥＤ発光素子４を破損したりボンディングワイヤ６を断
線させるようなおそれがほとんどなくなり、作業上の取
り扱いを容易にすることができる。

【００３４】また、弾性接着層２は、２０μｍ〜３０μ
ｍ程度の薄い層厚ｄの場合にも配線基板１とマスク板３
との応力歪みをゴム弾性歪み（ズレ）として受け止める
ことができるので、マスク板３の裏面にシリコーンゴム
接着剤をゴムローラ等で塗布し、接合するだけで容易に
形成することができ、コーティング作業を容易にして製
品のコストダウンを図ることができるようになる。

【００３５】上記構成の発光表示体は、例えば図５に示
すように、ドットマトリクス方式により８×８ドット表
示を行う表示体として用いることができる。この場合、
配線基板１には、図６に示すように、各ＬＥＤ発光素子
４の配設位置の間にそれぞれスルーホール１ａが設けら
れ、これらのスルーホール１ａを介して各ＬＥＤ発光素
子４の電極を配線基板１の裏面側に引き出し図示しない
ドライバに接続できるようにしている。ここでの発光表
示体の一辺の長さＭは、上記数２と数３によって算出さ
れる値に制限される。従って、この発光表示体を例えば
１６×１６ドット表示の発光表示体とする場合には、図
７に示すように、１枚の配線基板１上に一辺の長さがＭ
の４枚のマスク板３をそれぞれ上記隙間８をあけて配置
接合すればよい。なお、この発光表示体は、透孔サイズ
を大きくして、各透孔３ａ内に複数のＬＥＤ発光素子４
を配置したものであってもよい。

【００３６】また、上記構成の発光表示体は、図８に示
すように、配線基板１上に弾性接着層２を介して接合さ
れたマスク板３のさらに上方に凸レンズ集合板９を配置
することができる。凸レンズ集合板９は、マスク板３の
各透孔３ａに対応する位置にそれぞれ凸レンズ部９ａが
形成された透光性のシリコーンゴム等からなり、これら
の凸レンズ部９ａによって各透孔３ａ内に収容されたＬ
ＥＤ発光素子４から発した光を集光して外部に放出す
る。

【００３７】上記凸レンズ集合板９を用いた発光表示体
は、図９に示すように、屋外用の８×８ドット構成の表
示器として使用することができる。この表示器は、１枚
の配線基板１上に４枚の一辺の長さがＭとなるマスク板
３と凸レンズ集合板９をそれぞれ隙間８を介して接合し
た発光表示体を、さらに縦横に４枚並べて配置したもの
である。各凸レンズ集合板９には、複数の凸レンズ部９
ａをほぼ円形の領域に密集させた表示ドット領域１０が
４箇所ずつ形成され、各表示ドット領域１０がドットマ
トリクス方式による１ドットの表示を行うようになって
いる。また、この表示器には、前面に遮光ルーバ１１が
取り付けられている。遮光ルーバ１１は、各表示ドット
領域１０に対応した位置にそれぞれ開口部１１ａを設け
ると共に、各開口部１１ａの上方にここから斜め下方に
突出する遮光庇板１１ｂを設けたものである。遮光庇板
１１ｂは、上方からの日光等の入射により表示コントラ
ストが低下するのを防止するためのものである。

【００３８】また、上記凸レンズ集合板９を用いた発光
表示体は、図１０及び図１１に示すように、屋外用の大
画面表示の表示装置における各表示ドットの集合発光表
示用の表示体として使用することもできる。この表示体
は、円形状（φ２Ｄ）の配線基板１とマスク板３と凸レ
ンズ集合板９を接合したものである。円形状の凸レンズ
集合板９には、ほぼ均等に凸レンズ部９ａが多数形成さ
れている。また、配線基板１に配設配線されてこれら各
透孔３ａ内に収容されたＬＥＤ発光素子４から発した光
は、この凸レンズ集合板９の各凸レンズ部９ａを通り外
部に放出される。この表示体は、前面側の端部が斜めに
カットされて庇状となった円筒形状のケース枠体１２内
のほぼ中央に嵌め込まれて、上方からの日光等の入射を
遮るようになっている。そして、この表示体を縦横にマ
トリクス状に多数設置することにより、各表示体を表示
ドットとしたドットマトリクス方式の大画面を構成する
ことができる。

【００３９】なお、上記実施例では、配線基板１の素材
をガラス繊維強化エポキシ樹脂とし、マスク板３の素材
をガラス繊維強化合成樹脂又はアルミニウムとしたが、
本発明はこれらに限定されるものではなく、それぞれの
ニーズに最適となるような、ヤング率が弾性接着層２に
比べて桁外れに高い（少なくとも１０００倍以上）任意
の素材を選択することができることはいうまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の発光表示体によれば、配線基板とマスク板の熱膨張率
の相違によって生じる熱応力をゴム弾性体からなる薄い
接着層のゴム弾性歪み（微小なズレ）として受け止め、
かつ、透孔内のゴム弾性封止による応力の吸収緩和効果
により使用環境の温度変化に影響されない高い信頼性を
得ることができるようになる。しかも、配線基板とマス
ク板の熱膨張率の相違がある程度まで許容されるので、
これらの材料選択の幅が広がり、設計の自由度を増すこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであって、発光表
示体の部分縦断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示すものであって、図１に
おける一部拡大縦断面図である。

【図３】本発明の一実施例を示すものであって、熱膨張
率の相違によって生じるマスク板の変位を説明する図で
ある。

【図４】本発明の一実施例を示すものであって、マスク
板を分解した場合の発光表示体の側面図である。

【図５】本発明の一実施例を示すものであって、発光表
示体を用いたドットマトリクス方式の表示体の斜視図で
ある。

【図６】本発明の一実施例を示すものであって、図５の
表示体の部分縦断面図である。

【図７】本発明の一実施例を示すものであって、マスク
板を分割した発光表示体を用いたドットマトリクス方式
の表示体の斜視図である。

【図８】本発明の一実施例を示すものであって、凸レン
ズ集合板を用いた発光表示体の部分縦断面図である。

【図９】本発明の一実施例を示すものであって、発光表
示体を用いた屋外用の大画面表示の表示器の分解斜視図
である。

【図１０】本発明の一実施例を示すものであって、発光
表示体を用いた集合発光表示用の表示体の正面図であ
る。

【図１１】本発明の一実施例を示すものであって、図１
０に示した表示体の縦断面図である。

【図１２】従来例を示すものであって、発光表示体の部
分縦断面図である。

【符号の説明】

１配線基板２接着層３マスク板３ａ透孔４ＬＥＤ発光素子６ボンディングワイヤ７封止材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐伯洋大阪市中央区安土町２丁目３番13号タキロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配線基板の表面上に多数のＬＥＤ発光素子
が配設配線されると共に、多数の透孔が形成されたマス
ク板を該配線基板の表面に配置して、該各透孔内に１個
又は２個以上の該ＬＥＤ発光素子をそれぞれ収容させた
発光表示体において、該配線基板とマスク板とがゴム弾性体からなる薄い接着
層を介して接合されると共に、該マスク板の透孔内に透
光性のゴム弾性体からなる封止材が充填されたことを特
徴とする発光表示体。
【請求項２】前記ゴム弾性体からなる接着層の層厚が、
前記配線基板と前記マスク板の熱膨張率の相違により２
５°Ｃを基準とする±５０°Ｃの温度差によって生じる
最大変位値以上であることを特徴とする請求項１に記載
の発光表示体。
【請求項３】前記ゴム弾性体からなる接着層の層厚が１
００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の
発光表示体。
【請求項４】前記接着層及び透孔内の封止に用いるゴム
弾性体のヤング率が５００ｇｗ／ｍｍ²以下であること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
発光表示体。
【請求項５】前記透孔の内周端部から、該透孔内に収容
されたＬＥＤ発光素子の配設位置までの距離、及び、該
ＬＥＤ発光素子のボンディングワイヤの配線基板への配
線位置までの距離が、前記ゴム弾性体からなる接着層の
層厚の１０倍以上であることを特徴とする請求項１乃至
請求項４のいずれかに記載の発光表示体。