JP2005062461A

JP2005062461A - 表示装置

Info

Publication number: JP2005062461A
Application number: JP2003292284A
Authority: JP
Inventors: Hirotomo Yaegashi; 寛朋八重樫; Norihiko Okazaki; 紀彦岡崎; Noritoshi Hayashi; 紀寿林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】表面実装型ＬＥＤを用いた表示装置で、防水性と、薄型軽量化、低コスト化を同時に達成する。
【解決手段】表示装置を構成する表面実装型ＬＥＤ３２は、透明性樹脂が隙間無くリフレクタとベアチップを覆う。上記表面実装型ＬＥＤを用いた表示装置３０は、基板３１に実装された表面実装型ＬＥＤ３２間と遮光カバー３４間をポッティング材３３でモールドすることにより、防水性を持ち屋外で使用できる。また、表示装置３０は、基板３１の背面側に駆動回路３５を構成して一体化することにより、薄型、軽量化、基板と実装コストの削減を同時に達成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は光の三原色を夫々発光する複数の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を１組としこれを多数組縦横に配列してカラー映像を表示する表示装置に係り、特に、屋外で使用するのに好適な表示装置に関する。

図３（ａ）は、従来のカラー映像を表示する表示装置の平面図（表面側）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のIIIb-IIIb線断面図である。この表示装置は、図３（ｂ）に示されるように、基板１の表面側に砲弾型ＬＥＤ２ｒ，２ｇ，２ｂが実装されており、基板１の背面側には、コネクタ７を介してＬＥＤ駆動装置３が実装された駆動基板６が接続されている。ＬＥＤ２ｒは赤色を発光し、ＬＥＤ２ｇは緑色を発光し、ＬＥＤ２ｂは青色を発光し、この例ではこれら３個のＬＥＤ２ｒ，２ｇ，２ｂを１組としたＬＥＤ群を基板１表面に多数組縦横に配列してある。これらのＬＥＤ２ｒ，２ｇ，２ｂ間にはポッティング材４が埋め込まれ、表示装置全体が一体となるようにモールドされ、防水が図られる。更に基板１の表面側には、黒色の遮光カバー５が取り付けられる。この遮光カバー５は、外光の反射を抑える効果を持ち、コントラスト比を高め、カラー画像が鮮明になる（特許文献１）。

上記表示装置を多数組縦横に配列して、外部の制御装置により各々の表示装置を制御することにより、大型の表示装置を構成する。大型表示装置は、競技場やビルの壁面等に設置されるが、設置環境によって薄型、軽量であることが求められている。

また、図４（ａ）は従来の表面実装型ＬＥＤの平面図であり、図４（ｂ）はその断面図である。従来の表面実装型ＬＥＤ１０は、スリバチ状の窪み１１を設けた樹脂製のリフレクタ１２の中に発光素子としてのベアチップ１３を搭載し、スリバチ状の窪み１１内に透明樹脂１４をモールドすることで製造される。ベアチップ１３に接続されるプラス端子マイナス端子はリフレクタ１２の底に設けられ、これら端子とベアチップ１３とはリフレクタ１２を貫通する接続線で結ばれる（いずれも図示せず。）。
特開２００１―８３９３９号公報

図３に示す従来の表示装置は、砲弾型ＬＥＤ２のリードが基板１を貫通するため、基板の背面側に駆動回路３を実装するスペースが無くなり、別に駆動回路を実装した基板６にコネクタ７で接続する必要があった。このため、表示装置には上記２枚の基板と砲弾型ＬＥＤの厚さが必要であった。また、砲弾型ＬＥＤのリードを完全にモールドするポッティング材の厚さと重量が必要であった。

また、図４に示す従来の表面実装型ＬＥＤ１０は、スリバチ状の窪み１１の中に透明樹脂１４をモールドするといっても、実際には、透明樹脂１４をスリバチ状の窪み１１に整合する円錐台状に成形しておき、これをスリバチ状の窪み１１に填め込んで製造されるのが一般的である。このため、これを屋外用表示装置として使用すると、窪み１１と透明樹脂１４との隙間に雨水が染み込むため、屋外では使用できないという問題があった。

本発明は、上述した従来の問題点に鑑み為されたもので、防水性を持ち、屋外でも使用可能な薄型、軽量で放熱性の高い表面実装型ＬＥＤを用いた表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、リフレクタと、前記リフレクタに設けられた窪みに搭載されたベアチップと、前記リフレクタの前記ベアチップを搭載した面及び前記リフレクタの側周面を一体に覆う透明性樹脂で構成される表面実装型ＬＥＤと、前記表面実装型ＬＥＤが複数実装された基板とを備えたことを特徴とする。

本発明の表示装置は、更に、前記表面実装型ＬＥＤが実装された前記基板の背面側にＬＥＤ駆動装置を実装したことを特徴とする。

本発明の表示装置の前記透明性樹脂は、更に、前記ベアチップ搭載側に対向する面に前記窪みに整合する突出部が設けられ、前記突出部の反対面に膨出部が設けられ、前記膨出部はレンズ形状を成すことを特徴とする。

本発明の表示装置は、更に、前記窪みの前記膨出部の方向に立ち上がる傾斜面の延長線が前記膨出部の内側にくるように構成されていることを特徴とする。

本発明の表示装置は、前記表面実装型ＬＥＤの各々の間にポッティング材が充填され、前記ポッティング材には高熱伝導率材料が混入されていることを特徴とする。

本発明の表示装置の前記表面実装型ＬＥＤは、赤色発光用、緑色発光用、青色発光用を一組としてこれらを多数組縦横に配置することでカラー画像表示を行う構成としたことを特徴とする。

本発明の表示装置は、また、前記表面実装型ＬＥＤの各々は内部に赤色、青色、緑色の３種類のいずれかの発光部を持ち、前記３種類の発光部を多数組み縦横に配置することを特徴とする。

本発明の表示装置は、ポッティング材によって表面実装型ＬＥＤの非防水部とＬＥＤ基板がモールドされるため、実装コストの安い表面実装型ＬＥＤを屋外で使用することが可能となり、防水性、薄型、軽量化、高放熱化、低価格化を同時に達成できる。

本発明によれば、防水性の必要な屋外型表示装置に、実装コストの安い表面実装型ＬＥＤ素子を使用することが可能となり、薄型、軽量で設置が容易で、且つ、放熱性に優れ、長寿命化を図れる屋外型表示装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る表面実装型ＬＥＤ素子の断面図である。この表面実装型ＬＥＤ素子２０は、円柱状の樹脂で成形されたリフレクタ２１を備える。このリフレクタ２１の頭部にはリフレクタ２１と同心のすり鉢状の窪み２２が穿設されている。

窪み２２の底面には、発光ダイオードのベアチップ２３が搭載される。ベアチップ２３からの発光は、傾斜面の角度で規制される範囲に制限され、表示装置の観客の居る方向即ち正面輝度を高め、それ以外の方向への無駄な光の射出が制限される。

リフレクタ２１の頭部及び側周部には、一体成形された透明性樹脂２４が外嵌される。この透明性樹脂２４の外周壁２４ａの内側には、リフレクタ２１と同径の円柱状空間が成形されており、リフレクタ２１は透明性樹脂２４内に側周全周及び頭部がピッタリと収納される。透明性樹脂２４の前記窪み２２に対向する面には、この窪み２２にピッタリと整合する円錐台が突設されている。この円錐台の反対面側（光射出側）は大きく半球状に膨出成形されてレンズとして機能する様になっている。前記の窪み１１の傾斜面の延長線が、このレンズ部分の内側に入る構成となっているため、ベアチップ２３から発光された光は全てレンズ部分に入り、正面方向に集光されるようになっている。

透明性樹脂２４のリフレクタ２１頭部外周部分に整合する接続面２４ｂの厚さは薄く成形されており、一体成形されているレンズ部分と外周壁２４ａとの接続が容易に破損しない程度の厚さとなっている。

リフレクタ２１の底面には、ベアチップ２３に接続されるプラス端子２５とマイナス端子２６とが若干側方に突出する様に取り付けられており、透明性樹脂２４の外周壁２４ａの端部がこれら端子２５，２６上部のＬＥＤ側周部を覆うようになっている。

図２は、図１に示す表面実装型ＬＥＤ素子を用いて製造した屋外用表示装置の一部断面図である。この屋外用表示装置３０は、基板３１の表面上に図１に示す表面実装型ＬＥＤ素子３２ｒ（赤色発光用），３２ｇ（緑色発光用），３２ｂ（青色発光用）を一組として、これら多数組を縦横に配列して構成される。

各表面実装型ＬＥＤ素子の間すなわち、隣り合うＬＥＤ素子の図１に示す透明性樹脂２４の外周壁２４ａの間は、ポッティング材３３で充填され、表示装置３０の防水性が図られる。このポッティング材３３には、熱伝導率の高い材料を混入させるのが放熱性の観点から好ましく、また、ポッティング材３３の表面に乱反射用の細かな凹凸を形成することで、外光の所定方向への一斉反射を抑制する。更に表示装置３０の表面には、ＬＥＤ素子の存在領域に開口が設けられた黒い遮光カバー３４が取り付けられる。

基板３１の背面にはＬＥＤ駆動装置３５が取り付けられる。このＬＥＤ駆動装置３５も発熱装置であるため、その放熱を促進する構造にする必要がある。本実施形態では、表示装置３０の裏側筐体３６を金属製とし、ＬＥＤ駆動装置３５の表面と金属製筐体３６との間に熱伝導性の良好な絶縁性基板３７を密着させて熱を筐体３６に高効率に逃がす構成としている。このため、図２に示す表示装置３０は、図３に示す従来の表示装置に比べて更に薄型になっている。また、基板３１の放熱性も良くするために、基板３１も裏側筐体３６に直接接触させる構成としている。

斯かる構成の屋外用表示装置３０では、雨などに晒されても、ポッティング材３４の表面側に突出する各ＬＥＤ素子２０の透明性樹脂２４には、雨がベアチップ２３側に染み込む隙間は一切無いため、雨に起因するＬＥＤ素子の特性劣化や故障は発生しない。また、雨が基板３１側に浸入する虞も、ポッティング材３３がＬＥＤ素子以外の表示装置表面全面を覆っているため、無い。従って、本実施形態に係る屋外用表示装置３０は、防水性が極めて優れ、メンテナンス費用が大幅に低減する。

また、本実施形態に係る屋外用表示装置３０では、ベアチップ２３から射出された光は、透明性樹脂２４のレンズ部分によって観客方向に集光され、それ以外の方向への無駄な光の射出が抑制されるため、それだけ各ＬＥＤ素子の出力を抑制でき、発熱量を低減することができる。逆に言えば、各ＬＥＤ素子の出力を低減するのではなく、いままでと同出力にすると、今まで以上に高輝度発光が可能となり、離れた箇所からでも鮮明で高輝度なカラー画像表示が可能となる。

本発明の表示装置は、屋外で使用される大型の表示装置として有用である。

本発明の一実施形態に係る表面実装型ＬＥＤ素子の断面図図１に示す表面実装型ＬＥＤ素子を用いた屋外用表示装置の一部断面図（ａ）従来の表示装置の平面図（ｂ）従来の表示装置の断面図（ａ）従来の表面実装型ＬＥＤ素子の平面図（ｂ）従来の表面実装型ＬＥＤ素子の断面図

符号の説明

２０表面実装型ＬＥＤ素子
２１リフレクタ
２２窪み
２３ベアチップ
２４透明性樹脂
２５，２６端子
３０屋外用表示装置
３２ｒ，３２ｇ，３２ｂ表面実装型ＬＥＤ素子
３３ポッティング材
３４遮光カバー
３５ＬＥＤ駆動装置
３６金属製裏側筐体

Claims

リフレクタと、前記リフレクタに設けられた窪みに搭載されたベアチップと、前記リフレクタの前記ベアチップを搭載した面及び前記リフレクタの側周面を一体に覆う透明性樹脂で構成される表面実装型ＬＥＤと、前記表面実装型ＬＥＤが複数実装された基板とを備えたことを特徴とする表示装置。
前記表面実装型ＬＥＤが実装された前記基板の背面側にＬＥＤ駆動装置を実装したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記透明性樹脂は、前記ベアチップ搭載側に対向する面に前記窪みに整合する突出部が設けられ、前記突出部の反対面に膨出部が設けられ、前記膨出部はレンズ形状を成すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
前記窪みの前記膨出部の方向に立ち上がる傾斜面の延長線が前記膨出部の内側にくるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記表面実装型ＬＥＤの各々の間にポッティング材が充填され、前記ポッティング材には高熱伝導率材料が混入されてい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表示装置。
前記表面実装型ＬＥＤは、赤色発光用、緑色発光用、青色発光用を一組としてこれらを多数組縦横に配置することでカラー画像表示を行う構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の表示装置。
前記表面実装型ＬＥＤの各々は内部に赤色、青色、緑色の３種類のいずれかの発光部を持ち、前記３種類の発光部を多数組み縦横に配置することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の表示装置。