JPH09186366A - LED display device and display device using the same - Google Patents

LED display device and display device using the same

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JPH09186366A
JPH09186366A JP34214595A JP34214595A JPH09186366A JP H09186366 A JPH09186366 A JP H09186366A JP 34214595 A JP34214595 A JP 34214595A JP 34214595 A JP34214595 A JP 34214595A JP H09186366 A JPH09186366 A JP H09186366A
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JP
Japan
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led
display device
substrate
led display
leds
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Pending
Application number
JP34214595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Yoneda
秀昭 米田
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Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本願発明は、長時間使用しても高輝度で信頼性
が高く、耐候性の高いLED表示器及びそれを用いた表
示装置を提供することにある。 【課題を解決する手段】本願発明は、複数のLEDが配
置された基板と、少なくとも前記基板の周囲を覆い保護
すると共に前記基板を固定するためのきょう体と、前記
LEDと前記基板及び前記きょう体間に充填された充填
材と、を有するLED表示器において、前記基板上に配
されたLED間に充填材を介して熱伝導率100W/
(m・K)以上の遮光部材が設けられてたLED表示器
及びそれを用いた表示装置である。 【効果】本願発明は、耐候性が高く長時間使用しても色
ずれや輝度低下がなく信頼性の高いLED表示器及びそ
れを用いた表示装置とすることができる。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide an LED display having high brightness, high reliability and high weather resistance even when used for a long time, and a display device using the same. According to the present invention, a substrate on which a plurality of LEDs are arranged, a casing for covering and protecting at least the periphery of the substrate and fixing the substrate, the LED, the substrate and the casing are provided. In an LED display having a filling material filled between the bodies, a thermal conductivity of 100 W / is provided between the LEDs arranged on the substrate via the filling material.
An LED display provided with a light shielding member of (m · K) or more and a display device using the same. [Effects] The present invention can provide an LED display device having high weather resistance and high reliability without color shift or luminance reduction even when used for a long time, and a display device using the same.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、視認性及び耐候性
に優れたLED表示器及びそれを用いた表示装置に関
し、特に、長時間使用しても色ずれがなく信頼性に優れ
たLED表示器及びそれを用いた表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LED display having excellent visibility and weather resistance and a display device using the same, and particularly to an LED display having no color shift even when used for a long time and having excellent reliability. And a display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、LSI等のシリコンテクノロジー
及び光通信技術等の発展により、大量の情報を処理及び
伝送が可能となった。これに伴い、多量な画像情報を処
理可能なフルカラー化及び大型化した表示装置に対する
社会の要求が、ますます高まりを見せている。特に、不
特定多数の人々が視認する大型表示装置については、極
めて要求が高い。この様な大型表示装置としては、冷陰
極管を多数組み合わせて表示するマルチビジョンや液晶
フィルターを利用した液晶プロジェクター等が知られて
いる。
2. Description of the Related Art Today, the development of silicon technology such as LSI and optical communication technology has made it possible to process and transmit a large amount of information. Along with this, social demands for full-color and large-sized display devices capable of processing a large amount of image information are increasing more and more. In particular, there is an extremely high demand for a large-sized display device that is viewed by an unspecified number of people. As such a large-sized display device, there are known a multi-vision which displays a combination of many cold cathode tubes and a liquid crystal projector which uses a liquid crystal filter.

【0003】しかしながら、前述の方式は装置重量、装
置体積が大きい。また、駆動のために高電圧を使用する
ため保守点検がしにくい。或いは使用環境が制限される
などの問題がある。そのため、大型表示装置は、本格的
に普及するまでには至っていない。一方、最近フルカラ
ー表示が可能であるRGB(赤、緑、青)三原色がそれ
ぞれ高輝度に発光可能な固体発光素子(以下、LEDと
呼ぶ。)が開発された。このLEDの開発にともない大
型表示装置等としてにわかにLEDが注目されている。
LEDを用いた表示装置は、従来の表示装置と比べ装置
体積、装置重量が極めて小さくすることが可能であると
同時に長寿命化が可能である。また、従来の冷陰極管を
使用したデイスプレイ等と比較して製造が比較的容易で
あり、駆動電圧及び消費電力が極めて小さいために大型
表示装置として特に有望視されている。LEDで多色に
発光させるには、共通基板であるステム等の上に赤色、
緑色及び青色からなる3つ以上のLEDチップを配置し
それぞれの発光色の組み合わせによりフルカラー表示さ
せることができる。具体的には、全てのLEDチップを
点灯させると白色になり、赤と緑でイエロー、緑と青で
シアンとなる。さらに、各LEDの明るさを調整して種
種の発光色とすることができる。LEDを基板上にマト
リックス状に配置しLED、基板及びきょう体間を充填
材で保護しLED表示器として利用できる。この様なL
ED表示器としては、特開平7ー261674号、特開
平7ー288342号等が挙げられる。
However, the above-mentioned method has a large device weight and a large device volume. Moreover, since a high voltage is used for driving, maintenance and inspection is difficult. Alternatively, there is a problem that the usage environment is limited. For this reason, large-scale display devices have not come into widespread use. On the other hand, recently, a solid-state light emitting element (hereinafter referred to as an LED) capable of emitting full-color display RGB (red, green, blue) three primary colors with high brightness has been developed. With the development of the LED, the LED is suddenly attracting attention as a large display device and the like.
A display device using an LED can have an extremely small device volume and device weight as compared with a conventional display device, and at the same time, can have a long life. Further, it is relatively easy to manufacture as compared with a display using a conventional cold cathode fluorescent lamp, and the driving voltage and power consumption are extremely small, so that it is particularly promising as a large-sized display device. In order to make the LED emit light in multiple colors, red,
Full-color display can be performed by arranging three or more LED chips of green and blue and combining the respective emission colors. Specifically, when all the LED chips are turned on, it becomes white, red and green become yellow, and green and blue become cyan. Further, the brightness of each LED can be adjusted to produce various kinds of emission colors. The LEDs are arranged in a matrix on the substrate, and the space between the LEDs, the substrate and the casing is protected by a filler, and the LED can be used as an LED display. L like this
Examples of the ED display include JP-A-7-261674 and JP-A-7-288342.

【0004】LEDを用いた表示器の具体的一例を図5
及び図6に示す。このフルカラー表示可能なLED表示
器は、きょう体501と、きょう体内に収納された基板
上502にマトリックス配置されたLED503と、L
ED及びきょう体内部を保護する充填材である封入樹脂
504と、を備えてある。なお、視認性向上のために遮
光部材としてフード505がエポキシ樹脂からなるきょ
う体501と一体成形されている。
A specific example of a display device using LEDs is shown in FIG.
And FIG. This LED display capable of full-color display includes a casing 501, LEDs 503 arranged in a matrix on a substrate 502 housed in the casing, and L
And an encapsulating resin 504, which is a filler that protects the ED and the inside of the housing. A hood 505 is integrally formed with a casing 501 made of an epoxy resin as a light shielding member to improve visibility.

【0005】しかしながら、視認性及び信頼性の向上が
求められる今日においては上記構成の表示装置では十分
ではなく、更なる信頼性の向上及び高耐久性が求められ
ている。
However, in the present day when the visibility and the reliability are required to be improved, the display device having the above structure is not sufficient, and further improvement in the reliability and high durability are required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記課題
に鑑み長時間使用しても信頼性が高く、耐候性の高いL
ED表示器及びそれを用いた表示装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention is L, which has high reliability and weather resistance even when used for a long time.
An object is to provide an ED display device and a display device using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願発明は、複数のLE
Dが配置された基板と、少なくとも前記基板の周囲を覆
い保護すると共に前記基板を固定するためのきょう体
と、前記LEDと前記基板及び前記きょう体間に充填さ
れた充填材と、を有するLED表示器において、前記基
板上に配されたLED間に充填材を介して熱伝導率10
0W/(m・K)以上の遮光部材が設けられたLED表
示器である。複数のLEDがマトリックス状に配置され
ているLED表示器である。また、本願発明は、前記L
EDが発光波長が610から700nmの半導体と、発
光波長が495から565nmの半導体と、発光波長が
430から490nmの半導体と、を有するLED表示
器である。さらに、上記LED表示器と、該LED表示
器と電気的に接続された駆動手段と、を有する表示装置
である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention includes a plurality of LEs.
An LED having a substrate on which D is arranged, a casing for covering and protecting at least the periphery of the substrate and fixing the substrate, and the LED and a filling material filled between the substrate and the casing. In the display, heat conductivity of 10 is provided between the LEDs arranged on the substrate through a filler.
It is an LED display provided with a light shielding member of 0 W / (m · K) or more. It is an LED display in which a plurality of LEDs are arranged in a matrix. The invention of the present application is the L
The ED is an LED display including a semiconductor having an emission wavelength of 610 to 700 nm, a semiconductor having an emission wavelength of 495 to 565 nm, and a semiconductor having an emission wavelength of 430 to 490 nm. Further, it is a display device including the above-mentioned LED display device and a driving unit electrically connected to the LED display device.

【0008】[0008]

【発明の効果】本願発明の請求項1の構成とすることに
よりLEDから放出される熱を集熱すると共に外部に放
出するためLEDの光度劣化を抑え長寿命化することが
できる。さらに、充填材ときょう体との密着性が向上す
ることによりきょう体内部にまでゴミ、水等の侵入を抑
えることができる。外部量子効率が向上するとともに消
費電力を抑制することもできる。更に、本願発明の請求
項2の構成とすることによってディスプレイ表示器とし
て、色ずれによる変化を低減させたることができる。本
願発明の請求項3の構成とすることによって発熱量の多
いフルカラー表示においても光度劣化による色ずれが抑
えられると共に信頼性が向上させることができる。特
に、半導体ごとの輝度特性のずれ、耐久性の違いによる
輝度特性のずれに伴う色ずれを防止することができる。
本願発明の請求項4の構成とすることにより、長時間使
用しても信頼性の高いLED表示装置とすることができ
る。
With the structure of claim 1 of the present invention, the heat emitted from the LED is collected and released to the outside, so that deterioration of the luminous intensity of the LED can be suppressed and the life of the LED can be extended. Further, since the adhesion between the filler and the casing is improved, it is possible to prevent dust, water and the like from entering the inside of the casing. It is possible to improve external quantum efficiency and suppress power consumption. Further, by adopting the constitution of claim 2 of the present invention, it is possible to reduce a change due to color shift as a display device. With the configuration according to claim 3 of the present invention, color shift due to deterioration of luminous intensity can be suppressed and reliability can be improved even in full-color display in which a large amount of heat is generated. In particular, it is possible to prevent a color shift due to a shift in the luminance characteristic of each semiconductor and a shift in the luminance characteristic due to the difference in durability.
With the configuration according to claim 4 of the present invention, it is possible to provide an LED display device having high reliability even when used for a long time.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本願発明者は種種の実験の結果視
認性及び信頼性が、LEDが保護されるきょう体の構造
と遮光部材の特定配置によって大きく変わることを新た
に見いだし、これに基づいて発明するに至った。以下本
願発明について詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a result of various experiments, the inventor of the present invention has newly found that the visibility and reliability are greatly changed depending on the structure of the housing in which the LED is protected and the specific arrangement of the light shielding member. Came to invent. The present invention will be described in detail below.

【0010】LEDは、外部からの加熱あるいはLED
の発光に伴う発熱により発光輝度が変調し所望の発光色
が得られないといった問題点を有する。特に多色発光す
るLEDにおいては発熱量が多く、輝度変化が大きな色
むらになって表れるという問題がある。また、発光波長
の異なる半導体ごとに温度変化に対する輝度変化の特性
が違うことや熱耐久性特性の違い半導体ごとの輝度変化
が表示器全体の色むらとなって表れるという問題があ
る。時のさらにLEDに使用する半導体の発光波長がず
れる場合もある。一方、放熱性の良い部材をきょう体に
用いてLED表示装置を構成するとその駆動にともなっ
て、きょう体、LEDを支持するプリント基板及び充填
材である封入樹脂の熱膨張率等の違いや樹脂劣化により
きょう体と充填材との密着性が低下し部分的に剥がれる
場合がある。剥れが生じると表示装置の内部に水やゴミ
等が侵入しLEDの発光輝度が低下する。ひどい場合は
LED及びその駆動回路が破壊され表示できなくなるこ
とがある。特に、きょう体の枠界面はLEDを配置した
基板がないとことろでもあり、機械的強度が弱く表示装
置内部や駆動回路側に水分やゴミなどが侵入しやすくL
ED表示器が破壊され易いという問題点を有する。本願
発明者は、上記問題点を解決するためにきょう体と遮光
部材を分離して構成し、充填材を介して遮光兼集放熱機
能を行う遮光部材と、充填材との密着性を向上させたき
ょう体構造と、に機能分離することによって色ずれを低
減し信頼性を向上させたLED表示器及びそれを用いた
表示装置とするものである。以下、図を用いて本願発明
を詳細に説明する。
The LED is an external heating or LED
There is a problem in that the emission brightness is modulated by the heat generated by the emission of light and the desired emission color cannot be obtained. Particularly in an LED that emits multiple colors, there is a problem that a large amount of heat is generated and a large change in luminance appears as uneven color. Further, there is a problem that the characteristics of the luminance change with respect to the temperature change are different for each semiconductor having a different emission wavelength and the difference in the thermal durability characteristics is that the luminance change for each semiconductor appears as color unevenness of the entire display. In some cases, the emission wavelength of the semiconductor used for the LED may shift even further. On the other hand, when an LED display device is constructed by using a member having good heat dissipation as a housing, the difference in the coefficient of thermal expansion of the housing, the printed circuit board supporting the LEDs, and the encapsulating resin as a filler, and the resin Due to the deterioration, the adhesion between the casing and the filler may be deteriorated and may be partially peeled off. When peeling occurs, water, dust, and the like enter the inside of the display device, and the emission brightness of the LED decreases. In severe cases, the LED and its drive circuit may be destroyed and display may not be possible. In particular, the frame interface of the housing is that there is no substrate on which the LED is placed, so the mechanical strength is weak and water and dust easily enter the inside of the display device and the drive circuit side.
There is a problem that the ED display is easily destroyed. In order to solve the above-mentioned problems, the inventor of the present application configures a casing and a light-shielding member separately, and improves the adhesion between the light-shielding member that performs a light-shielding and heat collecting / dissipating function through the filler and the filler. (EN) An LED display in which color misregistration is reduced and reliability is improved by functionally separating it into a tubular structure, and a display device using the same. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0011】図1は、本願発明の概略断面図であり、図
2は、本願発明の概略模式図である。きょう体である樹
脂ケース101中には、LED102をマトリックス状
に配置しそれぞれ電気的に接続させたプリント基板10
3をシリコン樹脂などの充填材104で封入させてあ
る。各LED間にはアルミニウム合金の平板を遮光兼集
放熱部材として利用した平板アルミルーバ105の凸部
を樹脂ケースの勘合部にはめ込み固定させている。遮光
部材105の一部は、各LED間とプリント基板との間
に充填材104である封入樹脂を介して配置されてい
る。したがって各放熱部材は、LEDから放出された熱
を充填材104を介して集熱し外部に放熱させることが
できる。一方、きょう体101はLED102からの発
熱を直接集熱することがないあるいは少ないためにLE
Dの発熱に伴う温度変化などが低くてすみ、きょう体1
01の枠側部106における充填材104の密着性が向
上すると考えられる。また、仮に遮光部材105と充填
材104との密着性が低下して部分的に剥がれることが
あったとしてもその下側には基板103があり十分な機
械的強度を保持させることができる。したがって、枠側
の密着性が向上し不純物の混入を防ぎ信頼性が大幅に向
上すると考えられる。以下本願発明の各構成について説
明する。
FIG. 1 is a schematic sectional view of the present invention, and FIG. 2 is a schematic schematic diagram of the present invention. A printed circuit board 10 in which LEDs 102 are arranged in a matrix and electrically connected to each other in a resin case 101 which is a casing.
3 is filled with a filling material 104 such as a silicone resin. Between each LED, a convex portion of a flat plate aluminum louver 105 using a flat plate of aluminum alloy as a light-shielding / collecting / radiating member is fitted and fixed in a fitting portion of a resin case. A part of the light shielding member 105 is arranged between each LED and the printed circuit board via a sealing resin which is a filling material 104. Therefore, each heat dissipation member can collect the heat emitted from the LED through the filler 104 and dissipate the heat to the outside. On the other hand, the casing 101 does not directly collect the heat generated from the LED 102 or has a small amount of heat.
The temperature change due to the heat generation of D is low, and the case 1
It is considered that the adhesion of the filler 104 on the frame side portion 01 of 01 is improved. Further, even if the adhesiveness between the light shielding member 105 and the filling material 104 is lowered and the light shielding member 105 may be partially peeled off, the substrate 103 is provided under the substrate 103, and sufficient mechanical strength can be maintained. Therefore, it is considered that the adhesion on the frame side is improved, the mixing of impurities is prevented, and the reliability is significantly improved. Each component of the present invention will be described below.

【0012】(きょう体101)基板上にマトリックス
状など所望の形状に配置したLEDを外部から機械的に
保護する物であって、所望の大きさに形成させることが
できる。きょう体としては、遮光部材が集放熱機能を有
するためにLEDからの熱の影響をうけることが少ない
が充填材との密着性を考慮して熱膨張率の小さい物が好
ましい。また、きょう体の材料としては成形のしやすさ
などからポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂等が好ましい。きょう体は、充填
材や遮光部材の温度変化などに伴う変形により遮光部材
の配置が変化しないよう遮光部材固定用の凹部を設ける
ことが好ましい。これにより、視認性を向上させたり遮
光部材や封入樹脂の応力を分散させることができる。凹
部の形状により遮光板の角度を種種に変更させることが
できる。或いは、ネジ止めなどによる固定部を設けても
良い。さらに、きょう体の内部表面をエンボス加工させ
て接着面積を増やしたり、プラズマ処理して充填材との
密着性を向上させても良い。本願発明の高熱伝導性を有
する遮光部材はLED間に配置されるものであるためき
ょう体の最上部或いは最下部のLED用遮光板として
は、きょう体の一部を延長させ遮光部材の機能を持たせ
ることもできる。
(Ceiling body 101) This is an article for mechanically protecting an LED arranged in a desired shape such as a matrix on a substrate from the outside and can be formed in a desired size. As the housing, since the light shielding member has a heat collecting / dissipating function, it is less likely to be affected by heat from the LED, but a material having a small coefficient of thermal expansion is preferable in consideration of adhesion with the filler. Further, as the material of the casing, a polycarbonate resin, an ABS resin, an epoxy resin, a phenol resin or the like is preferable in view of ease of molding. It is preferable that the housing be provided with a recess for fixing the light shielding member so that the arrangement of the light shielding member does not change due to the deformation of the filler or the light shielding member due to the temperature change. As a result, the visibility can be improved and the stress of the light blocking member and the encapsulating resin can be dispersed. The angle of the light shielding plate can be changed depending on the shape of the recess. Alternatively, a fixing portion such as a screw may be provided. Further, the inner surface of the housing may be embossed to increase the adhesion area, or plasma treatment may be performed to improve the adhesion to the filler. Since the light-shielding member having high thermal conductivity of the present invention is arranged between the LEDs, it functions as a light-shielding member by extending a part of the casing as an LED light-shielding plate at the top or bottom of the casing. You can also have it.

【0013】(LED102)LED102は、種種の
半導体を樹脂でモールドし形成した発光素子が用いられ
る。LED中の半導体は一種類で単色発光させても良い
し複数用いて単色或いは多色発光させても良い。具体的
には、液相成長法やMOCVD法により基体上にGaA
lN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlA
s、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInG
aN等の半導体を発光層として形成させた物が用いられ
る。半導体の構造としては、MIS接合やPN接合を有
したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成の
ものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によっ
て発光波長を紫外光から赤外光まで種種選択することが
できる。LEDのモールドは、各LEDチップ等を外部
から保護するために設ける。一般的には樹脂を用いて構
成する。また、樹脂モールドに拡散剤を含有させること
によってLEDからの指向性を緩和させ視野角を増やす
ことができる。更に、樹脂モールドを所望の形状にする
ことによってLEDからの発光を集束させたり拡散させ
たりするレンズ効果を持たせることができる。従って、
樹脂モールドは複数積層した構造でもよい。具体的に
は、凸レンズ形状、凹レンズ形状やそれらを複数組み合
わせた物である。さらに樹脂モールド自体に着色させ所
望外の波長をカットするフィルターの役目をもたすこと
もできる。上記樹脂モールドの材料としては、エポキシ
樹脂、ユリア樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂が好適
に用いられる。また、拡散剤としては、チタン酸バリウ
ム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適
に用いられる。
(LED 102) As the LED 102, a light emitting element formed by molding various kinds of semiconductors with resin is used. One type of semiconductor in the LED may emit monochromatic light, or a plurality of semiconductors may be used to emit monochromatic or multicolored light. Specifically, GaA is formed on the substrate by liquid phase epitaxy or MOCVD.
1N, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlA
s, AlInGaP, InGaN, GaN, AlInG
A material in which a semiconductor such as aN is formed as a light emitting layer is used. Examples of the semiconductor structure include a homo structure, a hetero structure, and a double hetero structure having a MIS junction and a PN junction. The emission wavelength can be selected from ultraviolet light to infrared light depending on the material of the semiconductor layer and its degree of mixed crystal. The LED mold is provided to protect each LED chip and the like from the outside. Generally, it is constituted by using a resin. Further, by including a diffusing agent in the resin mold, it is possible to reduce the directivity from the LED and increase the viewing angle. Further, by forming the resin mold into a desired shape, it is possible to have a lens effect of converging or diffusing the light emitted from the LED. Therefore,
The resin mold may have a laminated structure. Specifically, it is a convex lens shape, a concave lens shape, or a combination thereof. Further, the resin mold itself may be colored to serve as a filter for cutting out unwanted wavelengths. As a material of the resin mold, a transparent resin having excellent weather resistance such as an epoxy resin and a urea resin is suitably used. As the diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide and the like are preferably used.

【0014】野外などでLED表示装置の使用を考慮す
る場合、緑色系及び青色系として窒化ガリウム系化合物
半導体を用いることが好ましく、また、赤色系ではガリ
ウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・
インジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが
好ましい。発光輝度が高い代わりに発熱量が多く半導体
の材質が異なる上記半導体のLEDでは特に本願発明の
効果が大きい。また、所望によって波長の異なるLED
チップをステム上に複数配置した多色発光素子とするこ
ともできる。 例えば青色を2個、緑色及び赤色をそれ
ぞれ1個ずつのLEDチップとすることが出来る。この
場合も発熱量が特に多くなるため本願発明の効果が大き
い。なお、カラー表示器としてLEDを利用するために
は赤色の発光波長が610nmから700nm、緑色が
495nmから565nm、青色の発光波長が430n
mから490nmの半導体を用いたLEDを使用するこ
とが好ましい。
When considering the use of an LED display device outdoors, it is preferable to use gallium nitride-based compound semiconductors for the green and blue systems, and gallium-aluminum-arsenic-based semiconductors and aluminum-based systems for the red system.
It is preferable to use an indium-gallium-phosphorus semiconductor. The effect of the present invention is particularly great in the above-described LED of the semiconductor, which has a large amount of heat generation and a different semiconductor material in place of high emission brightness. Also, if desired, LEDs with different wavelengths
It is also possible to use a multicolor light emitting device in which a plurality of chips are arranged on the stem. For example, two blue LEDs and one green LED and one red LED can be used. In this case as well, the amount of heat generated is particularly large, so the effect of the present invention is great. In order to use an LED as a color display, a red emission wavelength is 610 nm to 700 nm, a green emission wavelength is 495 nm to 565 nm, and a blue emission wavelength is 430 n.
It is preferable to use LEDs using semiconductors from m to 490 nm.

【0015】(基板103)LED102を配置する基
板103としては、各LEDを所望の形状に配置し電気
的に接続するために用いられるものであり、場合によっ
ては駆動回路用の基板と兼用しても良い。LEDの配置
はディスプレイ用として使用する場合はマトリックス形
状とすることができる。また、本願発明の遮光部材が配
置できる限り矢印信号など所望に応じてLEDを配置す
れば良い。本願発明の基板103としては、機械的強度
が高く熱変形の少ないものが好ましい。具体的にはセラ
ミックス、ガラス、アルミニウム合金等を用いたプリン
ト基板が好適に利用できる。LEDが実装される基板表
面はLED表示面と一致するためコントラスト向上のた
めに着色してあることが好ましい。また、充填材103
との密着性向上のために凹凸加工させても良い。
(Substrate 103) The substrate 103 on which the LEDs 102 are arranged is used for arranging the LEDs in a desired shape and electrically connecting them, and may also serve as a substrate for a drive circuit in some cases. Is also good. The arrangement of LEDs can be matrix shaped when used for display. Further, as long as the light shielding member of the present invention can be arranged, the LEDs may be arranged as desired such as arrow signals. As the substrate 103 of the present invention, a substrate having high mechanical strength and low thermal deformation is preferable. Specifically, a printed circuit board made of ceramics, glass, aluminum alloy or the like can be preferably used. Since the surface of the substrate on which the LED is mounted coincides with the LED display surface, it is preferable that the surface of the substrate is colored to improve the contrast. In addition, the filler 103
In order to improve the adhesiveness with

【0016】(充填材104)充填材104としては、
LED102、きょう体101、LEDが配置された基
板103及び遮光部材105との密着性がよいことが求
められる。また、内部回路を保護するために機械的強度
及び耐候性が要求される。さらに、LEDの発熱を効率
よく遮光部材に熱伝導させる必要がある。熱伝導率とし
ては0.1W/(m・K)以上が好ましく、より好まし
くは0.15W/(m・K)以上である。この様な充填
材として具体的には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シ
リコン樹脂などが挙げられる。また、コントラスト向上
のためにこれらの樹脂中に着色染料を含有させても良
い。さらに、熱伝導を向上させる目的で熱伝導部材を含
有させても良い。熱伝導部材としてはLED間にも配さ
れることから電気電導しないことが求められる。具体的
には酸化銅、酸化銀が挙げられる。
(Filler 104) As the filler 104,
It is required that the LEDs 102, the housing 101, the substrate 103 on which the LEDs are arranged, and the light shielding member 105 have good adhesion. In addition, mechanical strength and weather resistance are required to protect the internal circuit. Furthermore, it is necessary to efficiently conduct heat generated by the LED to the light shielding member. The thermal conductivity is preferably 0.1 W / (m · K) or more, more preferably 0.15 W / (m · K) or more. Specific examples of such a filler include epoxy resin, urethane resin, and silicone resin. Further, a coloring dye may be contained in these resins in order to improve the contrast. Further, a heat conducting member may be included for the purpose of improving heat conduction. Since the heat conducting member is also arranged between the LEDs, it is required not to conduct electricity. Specific examples thereof include copper oxide and silver oxide.

【0017】(遮光部材105)本願発明の遮光部材1
05は、LED102の各々が外来光によって視認しに
くくなることを防止する。一方、LED102からの発
熱を充填材104を介して集熱し外部に放熱させるため
に用いられる熱伝導部材でもある。本願発明においては
遮光部材の熱伝導がよければ必然的に熱膨張も小さくな
り特に好ましい。したがって、遮光部材105の熱伝導
率は、好ましくは100W/(m・K)以上の熱伝導率
を有し、より好ましくは130W/(m・K)以上の熱
伝導率を有する。具体的には、アルミニウム、銅の単体
及びそれらの合金である。これらの熱伝導度は合金の組
成などによって種種選択することができる。すなわち、
母体となる金属中にMg、Si、Fe、Cu、Mn、C
r、Zn、Ni、Ti、Pb、Snなど他の金属を所望
量含有されることによって熱伝導度や金属の膨張率、硬
度などを選択できる。また、遮光部材を異なる部材を用
いて多層構成とし電磁波吸収と放熱等複数の機能を持た
せることができる。放熱効果を向上させるため遮光部材
の被表面積を大きくさせることが好ましい。具体的に
は、遮光部材の形状を波型形状としたり、遮光部材の構
造をハニカム形状、多孔質部材とすることができる。本
願発明に好適に用いられる遮光部材を図4に示す。図4
(A)は、遮光部の構造を、銅をアルミニウム合金で挟
んだ多層にしてある。図4(B)は、遮光部の中央部を
多孔質形状としてある。図4(C)は、遮光部材の形状
を波型形状としてある。また、充填材に接している遮光
部材と接していない遮光部材の形状のみをかえ冷却及び
放熱効果を高めることもできる。さらに、遮光効率を向
上させる目的で遮光部材を黒色などに着色させることが
好ましい。遮光部材は、視認距離に合わせてその角度を
変更できるようきょう体の凹部と構成させることが好ま
しい。また、遮光部材の角度を変更することでLEDか
ら放出される電磁波の吸収を効率的に行うことができ
る。この場合視認角度や距離によって所望に選択できる
が好ましくは、基板103の垂直に対して0度から10
度が好ましい。遮光部材105の配置としてはマトリッ
クス状のLED間に充填材104を介して配置すること
により集熱効率をより高めることができる。この場合、
遮光部材105をLED間に対してマトリックス即ち、
十文字に形成させても良いし、LED間の行あるいは列
に沿って設けても良い。
(Light-shielding member 105) Light-shielding member 1 of the present invention
05 prevents each of the LEDs 102 from becoming hard to be visually recognized by external light. On the other hand, it is also a heat conducting member used for collecting the heat generated from the LED 102 through the filling material 104 and radiating it outside. In the invention of the present application, if the light-shielding member has good thermal conductivity, the thermal expansion is inevitably small, which is particularly preferable. Therefore, the heat conductivity of the light shielding member 105 is preferably 100 W / (m · K) or more, and more preferably 130 W / (m · K) or more. Specifically, it is a simple substance of aluminum or copper or an alloy thereof. These thermal conductivities can be selected depending on the composition of the alloy. That is,
Mg, Si, Fe, Cu, Mn, C in the base metal
By incorporating a desired amount of another metal such as r, Zn, Ni, Ti, Pb, or Sn, the thermal conductivity, the expansion coefficient of the metal, the hardness, etc. can be selected. Further, the light-shielding member can be made into a multi-layered structure by using different members to have a plurality of functions such as electromagnetic wave absorption and heat radiation. In order to improve the heat dissipation effect, it is preferable to increase the surface area of the light shielding member. Specifically, the shape of the light shielding member may be a corrugated shape, or the structure of the light shielding member may be a honeycomb shape or a porous member. FIG. 4 shows a light blocking member that is preferably used in the present invention. FIG.
In (A), the structure of the light-shielding portion is a multilayer in which copper is sandwiched between aluminum alloys. In FIG. 4B, the central portion of the light shielding portion has a porous shape. In FIG. 4C, the shape of the light shielding member is a wavy shape. Further, it is possible to improve the cooling and heat radiation effects by changing only the shape of the light shielding member which is not in contact with the light shielding member which is in contact with the filler. Further, it is preferable to color the light shielding member in black or the like for the purpose of improving the light shielding efficiency. It is preferable that the light shielding member is configured as a concave portion of the housing so that the angle can be changed according to the viewing distance. Further, by changing the angle of the light shielding member, the electromagnetic waves emitted from the LED can be efficiently absorbed. In this case, it can be selected as desired depending on the viewing angle and distance, but is preferably 0 to 10 with respect to the vertical of the substrate 103.
Degree is preferred. As the arrangement of the light shielding member 105, the heat collection efficiency can be further improved by disposing the light shielding member 105 between the LEDs in a matrix with the filler 104 interposed therebetween. in this case,
The light blocking member 105 is arranged between the LEDs in a matrix, that is,
It may be formed in a cross shape, or may be provided along rows or columns between the LEDs.

【0018】(駆動手段301)本願発明に用いられる
駆動手段301とは、点灯回路などを有しLEDを複数
個配置したLED表示器302と電気的に接続されるも
のである。具体的には、駆動回路からの出力パルスによ
ってマトリックス状などに配置したLED表示器を駆動
する。駆動回路としては、入力される表示データを一時
的に記憶させるRAM(Random Access
Memory)と、該RAMに記憶されるデータからL
EDを所定の明るさに点灯させるための階調信号を演算
する階調制御回路と、階調制御回路の出力信号でスイッ
チングされて、LEDを点灯させるドライバーとを備え
る。この様な駆動手段はCPUを用いて形成させること
ができる。階調制御回路は、RAMに記憶されるデータ
からLEDの点灯時間を演算してパルス信号を出力す
る。階調制御回路から出力されるパルス信号である階調
信号は、LEDのドライバーに入力されてドライバをス
イッチングさせる。ドライバーがオンになるとLEDが
点灯され、オフになると消灯することができる。以下、
本願発明の実施例について説明するが、本願発明は具体
的実施例のみに限定されるものではないことは言うまで
もない。
(Driving Means 301) The driving means 301 used in the present invention is one electrically connected to an LED display 302 having a lighting circuit and a plurality of LEDs arranged therein. Specifically, an LED display arranged in a matrix or the like is driven by an output pulse from a driving circuit. As the drive circuit, a RAM (Random Access) that temporarily stores input display data is used.
Memory) and the data stored in the RAM.
A gradation control circuit that calculates a gradation signal for lighting the ED to a predetermined brightness, and a driver that is switched by the output signal of the gradation control circuit to light the LED. Such a driving means can be formed by using a CPU. The gradation control circuit calculates the lighting time of the LED from the data stored in the RAM and outputs a pulse signal. The gradation signal, which is a pulse signal output from the gradation control circuit, is input to the driver of the LED to switch the driver. The LED can be turned on when the driver is turned on and turned off when the driver is turned off. Less than,
Embodiments of the present invention will be described, but it goes without saying that the present invention is not limited to only specific embodiments.

【0019】[実施例1]LEDは多色発光させるため
に緑色、青色及び赤色の発光層の半導体としてそれぞれ
InGaN(発光波長525nm)、InGaN(発光
波長470nm)、GaAlAs(発光波長660n
m)半導体を使用し電気的接続部と接続させた後、エポ
キシ樹脂で被覆させて構成させた。このLEDをプリン
ト基板上に7×7のマトリックス状に配置した。次にフ
ェノール樹脂によって形成されたきょう体内部に配置し
固定させた。次にアルミニウムを母体としてMg、S
i、Fe、Cu、Mn、Cr、Znが含有されたアルミ
ニウム合金の平板である遮光部材の一部をきょう体に設
けられた凹部と符合させることによってLEDが並べら
れた基板上に基板と略垂直に保持した。アルミニウム合
金の熱伝導率は138W/(m・K)である。遮光部材
の一部はマトリックス状に配置されたLEDの行間に挿
入されている。LEDの先端部を除いてきょう体、LE
D、基板及び遮光板の一部をシリコンゴムによって充填
させた。その後、常温で硬化させLED表示器を構成さ
せた。次に、このLED表示器を駆動回路と電気的に接
続させ図3に示したLED表示装置を形成させた。
[Embodiment 1] In order to emit light of multiple colors, LEDs are made of InGaN (emission wavelength 525 nm), InGaN (emission wavelength 470 nm), GaAlAs (emission wavelength 660 n) as semiconductors of green, blue and red emission layers, respectively.
m) The semiconductor was connected to the electrical connection portion using a semiconductor, and then covered with an epoxy resin. The LEDs were arranged in a 7 × 7 matrix on a printed board. Next, it was placed and fixed inside a casing formed of a phenol resin. Next, using aluminum as the base material, Mg, S
A part of a light-shielding member, which is a flat plate of an aluminum alloy containing i, Fe, Cu, Mn, Cr, and Zn, is matched with a concave portion provided in a housing, and the LED is arranged on the substrate. Hold vertically. The thermal conductivity of the aluminum alloy is 138 W / (m · K). A part of the light shielding member is inserted between rows of LEDs arranged in a matrix. Except for the tip of the LED, LE, LE
D, a part of the substrate and the light shielding plate were filled with silicone rubber. Then, it was cured at room temperature to form an LED display. Next, this LED display was electrically connected to a drive circuit to form the LED display shown in FIG.

【0020】TOPUKON社製BMー7によってLE
D表示装置の平均値がx・y色度図(Kell Cha
rt)において白色時(x=0.28、y=0.31)
の輝度を測定した。色ずれ試験とし室温で1000時間
連続点灯させた。耐候性試験として、温度50℃、湿度
95%、時間1分及び温度20℃、時間1分を500サ
イクル行い表示装置の点灯チェックと外観のチェックを
行った。測定結果は、実施例1の結果を1として比較例
1、2と相対比較し表1にそれぞれ示してある。
LE by BM-7 manufactured by TOPUKON
The average value of the D display device is the xy chromaticity diagram (Kell Cha
At rt) when white (x = 0.28, y = 0.31)
Was measured. A color misregistration test was performed by continuously lighting at room temperature for 1000 hours. As a weather resistance test, 500 cycles of a temperature of 50 ° C., a humidity of 95%, a time of 1 minute and a temperature of 20 ° C., a time of 1 minute were performed for 500 cycles to check the lighting and appearance of the display device. The measurement results are shown in Table 1 in comparison with Comparative Examples 1 and 2 by setting the result of Example 1 as 1.

【0021】[比較例1]きょう体及び遮光部材をフェ
ノール樹脂によって形成した以外は実施例1と同様にし
てLED表示パネル及びLED表示装置を形成させた。
このLED表示装置を実施例1と同様にして測定した。
[Comparative Example 1] An LED display panel and an LED display device were formed in the same manner as in Example 1 except that the casing and the light shielding member were made of phenol resin.
This LED display device was measured in the same manner as in Example 1.

【0022】[比較例2]きょう体及び遮光部材をアル
ミニウムを母体としてMg、Si、Fe、Cu、Mn、
Cr、Znが含有されたアルミニウム合金によってそれ
ぞれ形成した以外は実施例1と同様にしてLED表示パ
ネル及びLED表示装置を形成させた。この時の熱伝導
率は138W/(m・K)である。このLED表示装置
を実施例1と同様にして測定した。表1の結果から本願
発明のLED表示器を用いた表示装置が比較のために示
した表示装置より明らかに信頼性、耐候性及び輝度に優
れていることが分かった。
[Comparative Example 2] The case and the light-shielding member were made of aluminum as a matrix, and Mg, Si, Fe, Cu, Mn,
An LED display panel and an LED display device were formed in the same manner as in Example 1 except that they were each formed of an aluminum alloy containing Cr and Zn. The thermal conductivity at this time is 138 W / (m · K). This LED display device was measured in the same manner as in Example 1. From the results of Table 1, it was found that the display device using the LED display device of the present invention was clearly superior to the display device shown for comparison in reliability, weather resistance and brightness.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本願発明は、長時
間使用しても信頼性が高く、耐候性の高いLED表示器
及びそれを用いた表示装置とすることができる。
As described above, the present invention can provide an LED display having high reliability even after long-term use and high weather resistance, and a display device using the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明のLED表示器の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an LED display device of the present invention.

【図2】本願発明のLED表示器の概略模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an LED display of the present invention.

【図3】本願発明のLED表示器を利用した表示装置の
概略模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a display device using the LED display device of the present invention.

【図4】本願発明に好適に用いられる遮光部材FIG. 4 is a light-shielding member preferably used in the present invention.

【図5】本願発明と比較のために示したLED表示器の
概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of an LED display shown for comparison with the present invention.

【図6】本願発明と比較のために示したLED表示器の
概略模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of an LED display shown for comparison with the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 きょう体 102 LED 103 プリント基板 104 充填材 105 遮光部材 301 駆動手段 302 LED表示器 501 きょう体 502 基板上 503 LED 504 封入樹脂 505 フード 101 Housing 102 LED 103 Printed Circuit Board 104 Filling Material 105 Light Shielding Member 301 Driving Means 302 LED Display 501 Housing 502 On Board 503 LED 504 Encapsulating Resin 505 Hood

【表1】 なお、対候性に関しては、 枠側部分に ○:外観状変化がないもの △:割れが見つかったもの、としてある。[Table 1] Regarding the weather resistance, ◯: No change in appearance was found on the frame side, Δ: Cracks were found.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のLEDが配置された基板と、少なく
とも前記基板の周囲を覆い保護すると共に前記基板を固
定するためのきょう体と、前記LEDと前記基板及び前
記きょう体間に充填された充填材と、を有するLED表
示器において、前記基板上に配されたLED間に充填材
を介して熱伝導率100W/(m・K)以上の遮光部材
が設けられていることを特徴とするLED表示器。
1. A substrate on which a plurality of LEDs are arranged, a casing for covering and protecting at least the periphery of the substrate and fixing the substrate, and a space between the LED, the substrate and the casing. In a LED display having a filling material, a light-shielding member having a thermal conductivity of 100 W / (m · K) or more is provided between the LEDs arranged on the substrate via the filling material. LED display.
【請求項2】前記複数のLEDがマトリックス状に配置
されている請求項1記載のLED表示器
2. The LED display according to claim 1, wherein the plurality of LEDs are arranged in a matrix.
【請求項3】前記LEDが発光波長が610から700
nmの半導体と、発光波長が495から565nmの半
導体と、発光波長が430から490nmの半導体と、
を有する請求項1記載のLED表示器。
3. The LED has an emission wavelength of 610 to 700.
nm semiconductor, a semiconductor having an emission wavelength of 495 to 565 nm, a semiconductor having an emission wavelength of 430 to 490 nm,
The LED display according to claim 1, further comprising:
【請求項4】請求項1記載のLED表示器と、該LED
表示器と電気的に接続された駆動手段と、を有する表示
装置。
4. The LED display according to claim 1, and the LED.
A display device, comprising: a drive unit electrically connected to the display unit.
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