JPH0863109A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置毎の輝度ばらつきの少ない表示装置を提
供する。 【構成】 基板と、基板上に載置された発光ダイオード
と、発光ダイオードを囲み上方が開放された反射部を有
し基板上に設けられた反射枠と、発光ダイオードを囲む
様に所定の形状に切削加工され下方が開放された凹部を
有し、反射部と基板に囲れた領域に設けられた第１透光
性樹脂と、発光ダイオードを覆う様に凹部内に充填され
た第２透光性樹脂とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は輝度ばらつきの少ない表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発光ダイオードを用いた表示装置
が特公昭６２−１３６６８号公報に開示され、本発明者
がその装置の熱的問題を解決した表示装置を図１０に従
い説明する。図１０（ａ）はその装置の側面断面図、図
１０（ｂ）はそれの正面図である。これらの図に於て、
基板５１上にリードフレーム５２〜５７が設けられ、発
光ダイオード５８、５９がリードフレーム５６上に載置
され配線されている。そして、発光ダイオード５８、５
９を囲む反射部６０、６１を有する反射枠６２がリード
フレーム５２〜５７上に設けられている。発光ダイオー
ド５８、５９を覆う様に、硬度の小さい透光性樹脂６
３、６４が塗布され硬化した後に、硬度の高い透光性樹
脂６５、６６が設けられている。そして大基板６７の裏
面に、表示装置のリードフレーム５２〜５５が半田付け
され、複数の端子６８（図では１個だけ表示している）
と各々のリードフレームが電気的接続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この様な表示装置で
は、装置毎の輝度ばらつきが大きい欠点がある。本発明
者がその原因を究明したところ、第１に、透光性樹脂６
３、６４の形状が装置毎にばらつくからである。すなわ
ち透光性樹脂６３、６４は例えば注射器等により一定量
の樹脂を滴下され硬化したものであるが、その周囲に規
制するものがないため、曲率半径の種々のものが形成さ
れるからである。この透光性樹脂６３、６４の形状が一
定でないので、発光ダイオード５８、５９から発っせら
れ、透光性樹脂６３、６４を通る光の量がばらつくため
である事が判った。

【０００４】第２の原因は、反射枠６２の下面と基板５
１との間に隙間６９〜７３が生じ、その隙間から透光性
樹脂６５、６６が漏れ、しかもその漏れ量が各隙間およ
び各装置に於てばらつくからである。故に、本発明はこ
の様な従来の欠点を考慮して装置毎の輝度ばらつきの少
ない表示装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに第１の本発明は、基板と、基板上に載置された発光
ダイオードと、発光ダイオードを囲み上方が開放された
反射部を有し基板上に設けられた反射枠と、発光ダイオ
ードを囲む様に所定の形状に切削加工され下方が開放さ
れた凹部を有し、反射部と基板に囲れた領域に設けられ
た第１透光性樹脂と、発光ダイオードを覆う様に凹部内
に充填された第２透光性樹脂とを設けるものである。

【０００６】そして第２の本発明は、基板と、基板上に
載置され発光ダイオードと、発光ダイオードを囲み上方
が開放された反射部およびその周囲に位置する突出部を
有し基板の上方に設けられた反射枠と、発光ダイオード
を覆う様に反射部と基板に囲れた領域に設けられた透光
性樹脂と、突出部と基板との間に形成された封止具とを
設けるものである。

【０００７】

【作用】上述の様に第１の本発明では、発光ダイオード
は第１透光性樹脂に於て所定形状に切削加工された凹部
内に設けられた第２透光性樹脂に覆われている。故に第
２透光性樹脂の形状はばらつきなく形成出来るので、発
光ダイオードから発っせられた第２透光性樹脂で中心寄
りに集められ、第１透光性樹脂を通り外部に出る光の量
は略一定になり、装置毎の輝度ばらつきが少なくなる。

【０００８】そして第２の本発明では、反射枠の突出部
と基板との間に封止具を設ける事により、反射枠と基板
との隙間から透光性樹脂が濡れる事を防止出来る。故に
発光ダイオードを覆う透光性樹脂の量は略一定になり、
発光ダイオードから発っせられ装置外に出る光の量が略
一定となり、装置毎の輝度ばらつきが少なくなる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の第１実施例を図１に従い説明
する。図１（ａ）は本実施例に係る表示装置の平面図、
図１（ｂ）はそれの正面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の
Ａ部の詳細断面図である。これらの図に於て、基板１は
厚さ０．５〜２ｍｍでありガラスエポキシ樹脂等からな
る。導電層２、３は基板１の表面に所定の形状に形成さ
れたものであり、銅箔等からなる。

【００１０】発光ダイオード４は導電層２上に導電性接
着材（図示せず）を介して載置固着されている。発光ダ
イオード４は例えば燐化ガリウムからなり、１辺が０．
２〜０．４ｍｍの略立方体であり、赤色を発光するもの
である。この様に例えば１グループにつき７個の発光ダ
イオード４が「日」の字状に配置されている。発光ダイ
オード４は金属細線により導電層３に配線されている。

【００１１】反射枠５は基板１の導電層２、３の上に配
置され、複数の反射部６が形成され例えばＡＢＳ樹脂、
ポリビニルテレフタレート、エポキシ樹脂等からなり、
その表面は黒色又は灰色の塗装が施こされている。反射
枠６を平面から見れば、１グループにつき７個用いら
れ、「日」の字状に配置され、この様なグループが４個
形成されている。また反射部６は発光ダイオード４を囲
む位置にあり、上方に行く程開口面積が広がる様に形成
されている。反射枠５の下方には突起７が形成され、こ
の突起７が基板１に挿入され、その先端部が熱溶着され
る事により、基板１に固定されている。

【００１２】第１透光性樹脂８は下方が開放された凹部
９を有し、反射枠５に形成された反射部６と基板１に囲
れた領域に充填され硬化されたものである。凹部９は所
定の形状に、例えば略ドーム状に切削加工により削りと
られたものであり、発光ダイオード４および金属細線を
囲む位置に形成されている。第１透光性樹脂８は例えば
エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂等から
なり、必要に応じて光散乱剤や着色剤が混入してある。
この様に第１透光性樹脂８は比較的硬度の高い樹脂から
なり、発光ダイオード４および金属細線を外部からの振
動、応力から保護する役目を果す。

【００１３】第２透光性樹脂１０は発光ダイオード４お
よび金属細線を覆う様に凹部９内に充填され硬化された
ものであり、例えばシリコン樹脂の様に比較的硬度の低
い樹脂からなる。この様に、発光ダイオード４および金
属細線の周辺に柔い第２透光性樹脂１０を設ける事によ
り、発光ダイオード４および金属細線は外部からの応力
に対し影響を受けにくい。

【００１４】望しくは、基板１の表面に於て反射枠５が
設けられていない部分に、端子１１が設けられている。
各々の端子１１は導電層２、３と電気的接続されかつ導
電層２、３と離れて基板１の表面に設けられ、各発光ダ
イオード４への外部からの電源と接続されるものであ
る。これらの部材により、本実施例の表示装置１２が構
成されている。

【００１５】次に、この表示装置１２の製造について、
図２の製造工程図に従い説明する。最初に図２（ａ）に
示す様に、突起７が上方に向く様に反射枠５を配置し、
その下面にシート１３を貼る。そして、反射枠５の反射
部６に第１透光性樹脂１４を充填し硬化させる。

【００１６】そして図２（ｂ）に示す様に、第１透光性
樹脂１４の露出面に例えばドリル等により所定形状の凹
部９を設ける。ドリルの形状を所定の形に加工する事に
より所望の形状の凹部９が得られる。また、凹部９はそ
の他にエンドミル等による切削加工を施こしても良い。

【００１７】次に図２（ｃ）に示す様に、第１透光性樹
脂８の凹部９内に第２透光性樹脂１０を所定量充填す
る。この様に凹部９は切削加工されているので、全数共
に所定の形状に形成され、第２透光性樹脂１０はこの凹
部９内に設けられるので、全数共に所定形状例えば所定
の曲率半径を持つドーム状に形成される。そして、基板
１に導電層２、３が形成され、発光ダイオード４が載置
され配線された基板セット１５が、発光ダイオード４が
下向きになる様に準備される。

【００１８】そして基板１の透孔に反射枠５の突起７が
押入され、図２（ｄ）に示す様に突起７の先端が熱溶着
され、基板セット１５が反射枠５に固定される。この様
に発光ダイオード４と金属細線が凹部９内に収納され、
第２透光性樹脂１０が硬化される。その後にシート１３
を外せば、表示装置１２が得られる。

【００１９】この表示装置１２は文字や図形を表示する
ものであるが、液晶表示装置等に用いられる平面光源に
も利用出来、それを本発明の第２実施例として、図３の
断面図に従い説明する。この図に於て、基板１ａ上に導
電層２ａ〜３ｃが形成され、各導電層上に各発光ダイオ
ード４が載置され配線されている。第１透光性樹脂８ａ
に凹部９ａ〜９ｃが切削加工され、各発光ダイオード４
および金属細線を囲む位置に形成されている。第２透光
性樹脂１０ａ〜１０ｃが凹部９ａ〜９ｃ内に設けられて
いる。この様に切削加工された凹部９ａ〜９ｃは略同一
形状に形成出来るので、第２透光性樹脂１０ａ〜１０ｃ
も略同一形状となる。故に、装置毎の輝度ばらつきが少
なくなり、また同一装置での各光源での輝度が略同一と
なり均一輝度が得られる。

【００２０】次に本発明を集合ランプに用いたものを、
本発明の第３実施例として図４の断面図に従い説明す
る。この図に於て、各導電層２ｄ、２ｅ、２ｆ上に各発
光ダイオード４が載置、配線されている。第１透光性樹
脂８ｂに凹部９ｄ〜９ｆが切削加工されている。第２透
光性樹脂１０ｄ〜１０ｆが凹部９ｄ〜９ｆ内に設けられ
ている。各発光ダイオード４は平面から見れば、導電部
２ｄ〜２ｆ上に同心円状に配置され、各発光ダイオード
４の上方に位置する様に、第１透光性樹脂８ｂの表面に
同心円状に凸部１６が形成されている。そして、第１透
光性樹脂８ｂの底面部分には、下方に開放された凹部１
７が形成され、凹部９ｄ〜９ｆから溢れ出た第２透光性
樹脂１０ｄ、１０ｅ、１０ｆの溜りとなっている。この
様な溜りを設ける事により、余分な第２透光性樹脂が基
盤１６と第１透光性樹脂８ｂの底面との隙間に入り込
み、両者が斜交し、各発光ダイオード４からの光が凸部
１６の中心からずれ、輝度不足になる事を防止してい
る。

【００２１】次に、上述の第１乃至第３実施例よりも構
造の簡単な第４実施例を図５に従い説明する。図５
（ａ）は本実施例に係る表示装置の平面図、図５（ｂ）
は図５（ａ）のＢＢ断面図である。これらの図に於て、
ガラスエポキシ樹脂等からなる基板１８上に、導電層１
９、２０が所定形状に形成されている。

【００２２】燐化ガリウム等からなる発光ダイオード２
１は導電層１９上に載置され、配線されている。反射枠
２２は発光ダイオード２１を囲み上方が開放された反射
部２３と、その周囲に位置する突出部２４が形成されて
いる。反射部２３は上方に行く程開口面積が広がる様に
形成されている。突出部２４は反射部２３と略平行に下
方に突出する様に形成されている。

【００２３】透光性樹脂２５は発光ダイオード２１を覆
う様に反射部２３と基板１８に囲れた領域に設けられて
おり、例えばエポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリ
ル樹脂等からなる。封止具２６は突出部２４の底面と基
板１８の表面との間に設けられ、例えば白色系シリコン
樹脂等からなる。反射枠２２の下方に突起２７が形成さ
れ、この突起２７が基板１８に挿入され、その先端部が
熱溶着されている。これらの部材により、本実施例の表
示装置２８が構成されている。

【００２４】次に、この表示装置２８の製造について、
図６の製造工程図に従い説明する。最初に図６（ａ）に
示す様に、突起２７が上方に向く様に反射枠２２を配置
し、ハケ２９等により突出部２４の面に白色系シリコン
樹脂３０を塗布する。そして図６（ｂ）に示す様に、基
板１８に導電層１９、２０が形成され、発光ダイオード
２１が載置され配線された基板セット３１が、発光ダイ
オード２１が下向きになる様に準備される。

【００２５】そして、基板１８の透孔に反射枠２２の突
起２７が挿入され、図６（ｃ）に示す様に突起２７の先
端が熱溶着される。そして封止具２６により、基板１８
と反射枠２２の隙間はシールされる。次に、図６（ｄ）
に示す様に、ディスペンサー３２等により、反射部２３
内に透光性樹脂２５を滴下し、硬化させ、工程を終了す
る。

【００２６】この様に封止具２６を設ける事により、透
光性樹脂２５が硬化する前に濡れないので、発光ダイオ
ード２１を覆う透光性樹脂２５の量が略一定となり、発
光ダイオード２１から発っせられ装置外に出る光量が略
一定となり、装置毎の輝度ばらつきが少なくなる。

【００２７】そして、封止具２６は白色系シコン樹脂等
を用いるので、基板１８と反射枠２２との間で放出光の
光量ロスが少ない。そして図２の第１実施例の装置では
製造工程に於て、シート１３を貼るので、第１透光性樹
脂８の表面に虫くいの様なスポットが出来る。これに対
して本実施例の表示装置２８では、シート１３を用いな
いので、透光性樹脂２５の表面は平坦に形成出来る。

【００２８】また、第１実施例の表示装置１２では製造
工程に於て、シート１３を貼り、その上方から第１透光
性樹脂を充填するので、第１透光性樹脂８の表面と反射
枠５の表面は同一高さにならざるを得ない。そのため非
点灯時も外光の影響を受けて点灯している様に見える欠
点がある。

【００２９】これに対して本実施例の表示装置２８では
製造工程に於て、反射枠２２の表面側から透光性樹脂を
充填するので、透光性樹脂２５の表面の高さを反射枠２
２の表面の高さより低く形成する事が出来る。そのため
非点灯時に外光の影響を受けにくく点灯している様に見
えないので、非点灯時と点灯時のコントラストが良くな
り、視認性が向上する。

【００３０】次に、本実施例の表示装置よりも長寿命が
得られる第５実施例を図７の断面図に従い説明する。こ
の図に於て、例えばシリコン樹脂等の様に比較的硬度の
低い樹脂からなる第１透光性樹脂３３が発光ダイオード
２１および金属細線を覆う様に形成されている。そして
エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂等から
なる比較的硬度の高い樹脂からなる第２透光性樹脂３４
が第１透光性樹脂３３の上に形成されている。この様
に、発光ダイオード２１および金属細線の周辺に柔い第
２透光性樹脂３３を設ける事により、発光ダイオード２
１および金属細線は外部からの応力に対し影響を受けに
くい。その結果、発光ダイオード２１の寿命が長くな
り、金属細線の断線がなくなる。

【００３１】そして液晶表示装置等に用いられる平面光
源を本発明の第６実施例として、図８の断面図に従い説
明する。この図に於て、基板１８ａ上に導電層１９ｂ〜
２０ｄが形成され、各導電層上に各発光ダイオード２１
が載置され配線されている。例えば白色系シリコン樹脂
等からなる封止具２６ａが反射枠２２ａに形成された突
出部２４ａの底面と基板１８ａとの間に設けられてい
る。透光性樹脂２５ａが発光ダイオード２１および金属
細線を覆う様に、反射枠２２ａの反射部２３ａと基板１
８ａに囲れた領域内に形成されている。これらの部材に
より本実施例の表示装置が構成されている。

【００３２】次に上述の平面光源と異なる他の平面光源
を本発明の第７実施例として、図９に従い説明する。図
９（ａ）はその表示装置（平面光源）の平面図、図９
（ｂ）はそれの断面図である。これらの図に於て、反射
枠３５は例えばＡＢＳ樹脂、ポリビニルテレフタレート
樹脂からなり、外形が略直方体であり、略中央に反射部
３６が形成されている。

【００３３】基板３７は例えばガラスエポキシ樹脂等か
らなり、その表面に導電層３８、３９が形成され、発光
ダイオード４０が導電層３８上に載置され配線されてい
る。白色系シリコン樹脂等からなる封止具４１が反射枠
３５の底面と基板との間に設けられ、封止具４２が反射
枠３５の側面と基板３７の側面との間に設けられてい
る。例えばエポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル
樹脂等からなる透光性樹脂４３が、発光ダイオード４０
と金属細線を覆う様に、反射部３６と基板３７とに囲れ
た領域に設けられている。これらの部材により本実施例
の表示装置が構成されている。

【００３４】

【発明の効果】上述の様に第１の本発明では、発光ダイ
オードは第１透光性樹脂に於て所定形状に切削加工され
た凹部内に設けられた第２透光性樹脂に覆われている。
故に第２透光性樹脂の形状はばらつきなく形成出来るの
で、発光ダイオードから発っせられた第２透光性樹脂で
中心寄りに集められ、第１透光性樹脂を通り外部に出る
光の量は略一定になり、装置毎の輝度ばらつきが少なく
なる。

【００３５】そして第２の本発明では、反射枠の突出部
と基板の間に封止具を設ける事により、反射枠と基板と
の隙間から透光性樹脂が漏れる事を防止出来る。故に発
光ダイオードを覆う透光性樹脂の量は略一定になり、発
光ダイオードから発っせられた装置外に出る光の量が略
一定となり、装置毎の輝度ばらつきが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の第１実施例に係る表示装
置の平面図、図１（ｂ）はそれの正面図、図１（ｃ）は
図１（ｂ）のＡ部詳細図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る表示装置の製造工程
を示す図面である。

【図３】本発明の第２実施例に係る表示装置の断面図で
ある。

【図４】本発明の第３実施例に係る表示装置の断面図で
ある。

【図５】図５（ａ）は本発明の第４実施例に係る表示装
置の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢＢ断面図であ
る。

【図６】本発明の第４実施例に係る表示装置の製造工程
を示す図面である。

【図７】本発明の第５実施例に係る表示装置の断面図で
ある。

【図８】本発明の第６実施例に係る表示装置の断面図で
ある。

【図９】図９（ａ）は本発明の第７実施例に係る表示装
置の平面図、図９（ｂ）はそれの断面図である。

【図１０】図１０（ａ）は従来の表示装置の断面図であ
り、図１０（ｂ）はそれの正面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ４ 発光ダイオード ５ 反射枠 ８ 第１透光性樹脂 ９ 凹部 １０ 第２透光性樹脂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、その基板上に載置された発光ダ
   イオードと、その発光ダイオードを囲み上方が開放され
   た反射部を有し前記基板上に設けられた反射枠と、前記
   発光ダイオードを囲む様に所定の形状に切削加工され下
   方が開放された凹部を有し、前記反射部と前記基板に囲
   れた領域に設けられた第１透光性樹脂と、前記発光ダイ
   オードを覆う様に前記凹部内に充填された第２透光性樹
   脂とを具備した事を特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 基板と、その基板上に載置された発光ダ
   イオードと、その発光ダイオードを囲み上方が開放され
   た反射部およびその周囲に位置する突出部を有し、前記
   基板の上方に設けられた反射枠と、前記発光ダイオード
   を覆う様に前記反射部と前記基板に囲れた領域に設けら
   れた透光性樹脂と、前記突出部と前記基板との間に設け
   られた封止具とを具備した事を特徴とする表示装置。