JPS6321692A

JPS6321692A - Ｌｅｄ表示装置とその製造方法

Info

Publication number: JPS6321692A
Application number: JP16612086A
Authority: JP
Inventors: 隆行阿部; 英男佐藤; 久保田　道規; 堀内　政夫
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-01-29
Also published as: JPH0411874B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、多数のＬＥＤチップを配置しこれらの中から
ＬＥＤチップを選択的に点灯させて所要とする文字、数
字２図形等のパターンを表示するＬＥＤ表示装置および
その製造方法に係わり、特に表示パターンを適切に判読
できるＬＥＤ表示装置およびその製造方法に関する。

（従来の技術）この種の電光表示装置は各分野で広く使用されており、
第８図は１文字相当分のブロック体の構成を示す図であ
る。即ち、従来の電光表示装置は、パネル１表面に所定
の間隔で多数のソケット２・・・が取り付けられ、かつ
、それらのソケット２・・・にタングステンランプ３・
・・が装着される。そして、パネル１裏面側には各ソケ
ット２・・・がマトリックス状となる様に信号線４ｘ・
・・、４ｙ・・・により配線され、これら信号線４ｘ・
・・、４ｙ・・−の中から所要とする信号線を選択して
通電することにより、特定の文字、数字または記号等の
パターンを表示している。

しかし、以上のような電光表示装置は、多数のソケット
２・・・に対し各別に信号線４ｘ、４ｙを接続する必要
があり、この場合、３０００個以上のタングステンラン
プ３・・・を使用すること等を考えると、配線時間に長
時間を要し、配線作業が非常に厄介であり、誤配線とい
う問題が生じる。また、タングステンランプ３・・・は
消費電力が大きく、かつ、寿命が短いために短期間ごと
に保守点検をしなければならない。また、装置全体の重
量が重く必然的にそれを支える支持機構が大型化するな
どの問題がある。

他のもう１つの電光表示装置として、タングステンラン
プ３・・・の内面に真空蒸着技術を用いてアルミ材の溶
融物を付着させて光反射部を形成し、ランプ３・・・か
ら側方へ出射する光を光反射部で反射させて光の漏れを
防ぐようにしたものがある。

従って、このようなタングステンランプ３・・・を用い
たものは、第８図に示す光反射部を持たないものに比べ
て光の光度を高めることが可能であるが、逆に指向性が
強いために視認角度が狭く、さらに前述したと同様な欠
点つまり厄介な配線作業、誤配線の問題、消費電力の増
大化および保守点検の回数増加、装置全体の高重量化な
どの問題が依然解決されない。

そこで、近年、タングステンランプによる電光表示装置
の不具合を除去する観点からタングステンランプ３・・
・に代えてＬＥＤランプを採用した電光表示装置が市販
されている。このＬＥＤランプには２種類あり、その１
つは個々に樹脂をコーティングした１０〜１５個のＬＥ
Ｄを集合させて１個のＬＥＤランプとしたもの、４〜５
個のＬＥＤチップを覆うように樹脂コーティングしたも
のとがある。何れも１個のＬＥＤやＬＥＤチップでは光
度が不足しているために複数個のＬＥＤやＬＥＤチップ
を集合させてＬＥＤランプとして使用したものである。

第９図はＬＥＤランプを用いたＬＥＤ表示装置の概略構
成を示す斜視図であって、この装置は導電性パターンが
印刷配線された大型印刷配線基板５の面部に所定の間隔
で規則的にＬＥＤランプ６・・・を配置するとともに、
１画素のパターン相当分ごとに光遮蔽板７・・・を設け
、それぞれの文字パターンが確実に判読できるようにし
たものである。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、前者のＬＥＤランプ６は、第１０Ａ図に示すよ
うに個々のＬＥＤチップ６ａごとに樹脂コーティング６
ｂを施したものであり、本来、１個のＬＥＤチップでは
第１０Ｂ図のような配光特性を有するが、樹脂コーティ
ング６ｂを施すことによって第１０Ｃ図に示すように非
常に指向性の強いものとなる。従って、このようなＬＥ
Ｄを１０〜１５個集合させた場合には益々指同性が強く
なり、視認角度が非常に狭くなって実用上問題となる。

一方、後者のＬＥＤランプは第１１Ａ図に示すように４
〜５個のＬＥＤチップＬＥＤ８ａ・・・に樹脂コーティ
ング８ｂを施したものであり、これは第１１Ｂ図に示す
配光特性から明らかなように視認角度が広くなるが、逆
に集光効率が悪くなり、結果的に光度が低下して昼間で
は文字パターンの判読に支障をきたし、表示装置本来の
機能を大幅に低下させる問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ＬＥＤチッ
プから側方へ漏れる光を防いで光度を高め得、かつ、視
認性を高めることにより、昼夜を問わずに文字等のパタ
ーンを確実に判読し得るＬＥＤ表示装置を提供すること
を目的とする。

また、他の発明においては、組立ての簡素化を図り作業
能率の向上および作業工数の削減を実現するＬＥＤ表示
装置の製造方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明によるＬＥＤ表示装置は、導電性回路パターンが
形成された印刷配線基板と、該印刷配線基板の表面に所
定の間隔ごとに配置され前記導電性回路パターンを介し
て入力される通電信号を受けて点灯する複数個のＬＥＤ
チップと、該複数個のＬＥＤチップが嵌まる複数個の第
１の穴をそれぞれ対応する位置に有し、該複数個の第１
の穴の外周部に前記ＬＥＤチップからの発光を反射する
ための放物線形状の複数の反射部が設げられた一体成形
された反射体と、前記各反射部の放物線面内に形成され
た集光機能を果すレンジとを備えたものである。

また、他のもう１つの発明によるＬＥＤ表示装置の製造
方法によれば、印刷配線基板の表面の複数の所定位置に
それぞれＬＥＤチップを取り付ける工程と、前記印刷配
線基板に取り付けられる各ＬＥＤチップに対応する位置
に設けられた複数の第１の穴と該第１の穴の外周に位置
するように形成されたＬＥＤチップからの光を反射する
ための複数の反射部と相隣接する前記反射部相互の間に
形成された複数の第２の穴とが一体成形により形成され
た反射体を、前記印刷配線基板の表面に取り付ける工程
と、前記反射体の各反射部の放物線面内に透明樹脂をコ
ーティングし各ＬＥＤチップ対応の複数のレンズを形成
する工程とを備えたものである。

さらに、他のもう１つの発明によるＬＥＤ表示装置の製
造方法によれば、印刷配線基板の表面の複数の所定位置
にそれぞれＬＥＤチップを取り付ける工程と、前記印刷
配線基板に取り付けられる各ＬＥＤチップに対応する位
置に設けられた複数の第１の穴と該第１の穴の外周に位
置するように形成されたＬＥＤチップからの光を反射す
るための複数の反射部と相隣接する前記反射部相互の間
に形成された複数の第２の穴と１画素相当のパターンご
とに突出させた光遮蔽部とが一体成形により形成された
反射体を、前記印刷配線基板の表面に取り付ける工程と
、前記反射板の各反射部の放物線面内に透明樹脂をコー
ティングし各ＬＥＤチップ対応の複数のレンズを形成す
る工程とを備えたものである。

（作用）従って、以上のような手段としたＬＥＤ表示装置によれ
ば、各ＬＥＤチップの周囲に放物線形状の反射部を配置
することにより各ＬＥＤチップから側方に出射した光が
反射部により反射されて光の漏れを防ぐことができ、ま
た反射部内面に樹脂等を用いて集光レンズとしての機能
を持たせればＬ　Ｅ　Ｄチップからの光を損失すること
なく集光でき、高光度で視認性に優れたものを実現でき
る。

また、他のもう１つの手段としたＬＥＤ表示装置の製造
方法よにれば、印刷配線基板の表面に各ＬＥＤチップに
対応する第１の穴、各ＬＥＤチップからの光を反射する
反射部および各反射部相互の間の第２の穴とを一体成形
した反射板を配置するようにしたことにより、製造工程
の簡素化および組み立て工数が大幅に削減され、またＬ
ＥＤチップから側方へ漏れる光は反射部で反射させるこ
とができ、また、前記第２の穴を利用して止め部材を挿
入しまたは樹脂を流し込むことで印刷配線基板に反射体
を固定することが可能である。また、反射部の内面に樹
脂等にてレンズ機能を持たせれば光の集光化ひいては視
認性の良い表示を行うことができる。

他のもう１つのＬＥＤ表示装置の製造方法にょれば、前
記製造方法と同様な作用を有する他、１画素ごとに光遮
蔽部を突出させることにより文字等の区分が明確化し、
かつ、樹脂の硬化収縮に対する基板の変形を阻止するこ
とができる。

（実施例）以下、本発明装置の一実施例について第１図。

第２図および第４図を参照して説明する。第１図は１文
字相当分の表示装置を概略的に示したブロック体を示し
ている。同図において１１は導電性回路パターン（図示
せず）が形成された印刷配線基板であって、この基板１
１の表面には縦および横方向に所定の間隔を有し、かつ
、一定の規則性をもってＬＥＤチップ１２・・・が配置
されている。

各ＬＥＤチップ１２は、例えば従来のタングステンラン
プの１個分に相当する面積（約２５■×２５ｍａ＋）に
１０〜１５個取り付けられる。これらのＬＥＤチップ１
２・・・は導電性回路パターンにより電気的に接続され
ている。なお、印刷配線基板１１は基板本体に形成され
た導電性回路パターンを囲むように低融点ガラスの絶縁
膜がコーティング等により施されている。

前記各ＬＥＤチップ１２・・・の周囲には第２図に示す
ようにＬＥＤチップ１２の占有面積相当分をくり抜いた
放物線形状の反射部１３・・・が設置されている。この
反射部１３は例えばアルミニウム等の材料によって作ら
れ、ＬＥＤチップ１２から側方へ出射する光を反射する
ことにより、ＬＥＤチップ１２から側方に漏れる光を防
いでいる。

さらに、前記反射部１３の内面つまり放物線形状部分に
エポキシ樹脂等の透明樹脂を用いて所要とする視認角度
を得るために球状となるようにコーティングすることに
より、光の集光機能を持ったレンズ１４を形成する。な
お、コ・・・ティング樹脂は反射部１３の内側だけにコ
ーティングしたが、例えば反射部１３・・・を含んで基
板１１表面全域を樹脂を用いて例えば射出成形または注
型等によりコーティングし一体化してもよく、あるいは
反射部１３・・・を含んで基板１１全体を樹脂でコーテ
ィングしてもよいものである。

従って、以上のような実施例の構成によれば、ＬＥＤチ
ップ１２から出力された光はチップ前方へ放射状に出射
され、その一部は当然側方にも出射される。この結果、
ＬＥＤチップ１２・・・からそれぞれ側方に出射された
光は他のＬＥＤチップ１２・・・からの光と干渉するば
かりでなく、その分だけ前方へ出射する光の強度が弱く
なってしまう。

本装置においては、ＬＥＤチップ１２から側方に漏れる
光は放物線形状の反射部１３で反射させて前方へ出射す
るようにしたので、ＬＥＤチップ１２・・・からの光を
有効に利用でき大幅に光度を高めることができる。また
、ＬＥＤチップ１２に相当する位置に該ＬＥＤチップ１
２を嵌こむる穴を形成し、かつ、その穴の周囲に放物線
形状の反射部１３を設け、この反射部１３の内面に透明
樹脂により球状のレンズ１４を形成することにより、前
記反射部１２による側方光の漏れを阻止する機能と合い
まってＬＥＤチップ１２から出力された光の殆んどを損
失させることなく集光することができ、かつ、視認性を
高めるのに大きく貢献する。

因みに、反射部１３の高さを３ｆｆｌＩＩ＋とし、かつ
、屈折率１．５〜１．６のエポキシ樹脂を使用して半径
５．７Ｒの球状のレンズ１４を形成し当該ＬＥＤチップ
１２を点灯させた場合、第４図に示すようにＬＥＤチッ
プ１２の前方１５°×２の角度内で一定の光度をもって
出射させることができる。

なお、上記実施例は各ＬＥＤチップ１２ごとに個別に反
射部１３を設置したが、例えば各ＬＥＤチップ１２・・
・相当位置部分に放物線形状の反射部１３を形成し、か
つ、これら反射部１３・・・相互の間に穴１５を設けた
一体成形物としての反射体１６を、印刷配線基板１１の
表面に設置してもよい。そして、前記反射部１３の内側
に透明樹脂により所要とする球状のレンズ１４を形成す
る。なお、前記穴１５は止め具または樹脂を流し込んで
印刷配線基板１１に反射体１６を固定するために使用す
る。

次に、本発明によるＬＥＤ表示装置の製造方法の一実施
例について第３図を参照して説明する。

即ち、印刷配線基板１１の前面部に第１図に示す如く規
則性をもってＬＥＤチップ１２・・・を取り付けた後、
前記印刷配線基板１１の表面に各ＬＥＤチップ１２・・
・相当位置にそれぞれ放物線形状の反射部１３・・・を
設け、かつ、各反射部１３・・・相互の間に穴１５を設
けた一体成形物としての反射体１６を設置することによ
り、個別に反射部１３を設置する工程を省略できて組立
ての簡素化を図ることができる。そして、前記各反射部
１３の内側にエポキシ樹脂等の透明樹脂を用いて所要と
する球状のレンズ１４を形成するものである。一方、前
記穴１５から反射部１３内側の樹脂と同一または異なる
樹脂１７を注入固化することにより、前記印刷配線基板
１１の前面部側に前記反射体１６を固定させるものであ
る。

従って、以上のような製造方法によれば、印刷配線基板
１１の表面に所定の位置関係を定めて一体成形物として
の反射体１６を設置すれば、多数のＬＥＤチップ１２・
・・に対し一挙に反射部１３・・・を配置でき、各反射
部１３・・・ごとの取り付は工程がなくなり、組立て時
間および組立て工数を大幅に削減できるものである。ま
た、穴１５を利用して樹脂１７を注入すれば、反射体１
６を基板１１に固定できるばかりでなく、印刷配線基板
１１の導電性回路パターンの保護に役立つとともに、反
射部１３と基板１１の導電性回路パターンとの絶縁性を
高める点にも寄与する。勿論、前記装置と同様な構成を
有しているので、装置で得られる効果も当然期待できる
ものである。

なお、上記実施例は反射部１３の内側および反射体１６
の裏側に樹脂１４．１７をコーティングする構成とした
が、第５図に示すように反射部１３および反射体１６の
裏側を含んで基板１１の前面部の全域に透明樹脂１８を
射出成形または注型等を用いてコーティングし一体化し
てもよく、また、第６図に示すように基板面部全域に樹
脂１９をコーティングしてもよいものである。このよう
にすればブロックの端面がコーティング樹脂で覆われて
いるので、印刷配線基板１１は外気と完全に遮断され、
いわゆる防湿構造とすることができる。また、基板面部
全域に樹脂コーティングしたとき、ブロックの４つの端
面部に第６図に示すような凹部２０ａおよび凸部２０ｂ
を設ければ、他のブロック体と簡単に接続できて任意の
大きさの表示装置を作ることもできる。

さらに、他のもう１つの製造方法について第７図を参照
して説明する。この製造方法は、反射体１６に予め前記
反射部１３・・・および穴１５・・・のほかに、従来に
おいて１画素相当分ごとの光遮蔽部２１を反射体１６の
折曲げにより形成し、同様に組立て時間および組立て工
数の削減および１画素の区別性を高め、さらに基板１１
の面部に樹脂をコーティングした場合に樹脂の硬化収縮
により基板１１を変形させることが考えられるが、その
硬化収縮による基板１１の変形を阻止する機能も持たせ
ることができる。

（発明の効果）以上詳記したように本発明によれば、印刷配線基板の各
ＬＥＤチップごとにその周囲に反射体を配置したことに
より、ＬＥＤチップから側方に漏れる光を防いで光度を
高めることができ、また反射体の内側にレンズを配置し
たのでＬＥＤチップからの光の損失をなくして視認性の
良いものを実現し得、よって、昼夜を問わずに文字等の
パターンを適切に判読させ得るＬＥＤ表示装置を提供で
きる。

また、ＬＥＤ表示装置の製造方法によれば、各ＬＥＤチ
ップごとに配置される反射部および基板への固定用穴等
を反射体に一体成形により形成できるために、組立てが
非常に簡単になり、かつ、作業能率を大幅に向上させる
ことができる。さらに、各文字パターンごとに光を遮蔽
する光遮蔽部も反射体に同時に成形するようにすれば、
更に組立て時間１組立て作業の簡素化等に図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第４図は本発明装置の一実施例を
説明するために示したもので、第１図は１文字相当分の
ブロック体を示す概略構成図、第２図は本発明装置の要
部を示す一部断面図、第４図は配光特性図、第３図は本
発明装置の他の実施例および本発明製造方法の一実施例
をそれぞれ説明する一部断面図、第５図および第６図は
それぞれ本発明製造方法の他の実施例を説明する断面図
、第７図は本発明の他の製造方法の一実施例を説明する
断面図、第８図および第９図はそれぞれ従来装置を説明
する斜視図、第１０図および第１１図はそれぞれＬＥＤ
チップの構成および配光特性を示す図である。１１・・・印刷配線基板、１２・・・ＬＥＤチップ、１
３・・・反射部、１４・・・レンズ、１５・・・穴、１
６・・・反射体、１７，１８．１９・・・樹脂。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１園第２図　　　　　　第３因第４図第５図第６図１］第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性回路パターンが形成された印刷配線基板と
；該印刷配線基板の表面に所定の間隔ごとに配置され、
前記導電性回路パターンを介して入力される通電信号を
受けて点灯する複数個のＬＥＤチップと；該複数個のＬ
ＥＤチップが嵌まる複数個の第１の穴をそれぞれ対応す
る位置に有し、該複数個の第１の穴の外周部に前記ＬＥ
Ｄチップからの発光を反射するための放物線形状の複数
の反射部が設けられた一体成形された反射体と；前記各
反射部の放物線面内に形成された集光機能を果すレンジ
とを備えたＬＥＤ表示装置。
（２）印刷配線基板の表面の複数の所定位置にそれぞれ
ＬＥＤチップを取り付ける工程と；前記印刷配線基板に
取り付けられる各ＬＥＤチップに対応する位置に設けら
れた複数の第１の穴と、該第１の穴の外周に位置するよ
うに形成されたＬＥＤチップからの光を反射するための
複数の反射部と、相隣接する前記反射部相互の間に形成
された複数の第２の穴とが一体成形により形成された反
射体を、前記印刷配線基板の表面に取り付ける工程と；
前記反射体の各反射部の放物線面内に透明樹脂をコーテ
ィングし各ＬＥＤチップ対応の複数のレンズを形成する
工程とを備えたＬＥＤ表示装置の製造方法。
（３）印刷配線基板の表面の複数の所定位置にそれぞれ
ＬＥＤチップを取り付ける工程と；前記印刷配線基板に
取り付けられる各ＬＥＤチップに対応する位置に設けら
れた複数の第１の穴と、該第１の穴の外周に位置するよ
うに形成されたＬＥＤチップからの光を反射するための
複数の反射部と、相隣接する前記反射部相互の間に形成
された複数の第２の穴と、１画素相当のパターンごとに
突出させた光遮蔽部とが一体成形により形成された反射
体を、前記印刷配線基板の表面に取り付ける工程と；前
記反射体の各反射部の放物線面内に透明樹脂をコーティ
ングし各ＬＥＤチップ対応の複数のレンズを形成する工
程とを備えたＬＥＤ表示装置の製造方法。