(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、製造コストの削減を図り易い表示装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によって提供される表示装置は、発光素子と、前記発光素子を囲む樹脂成形体と、前記発光素子および前記樹脂成形体を支持する支持部材と、を備えており、前記樹脂成形体は、前記発光素子と対向し、かつ前記発光素子からの光を透過させる薄肉部と、前記発光素子からの光を遮断する遮光部と、を有しており、前記薄肉部と前記遮光部とが同じ材質からなることを特徴とする。
【0007】
このような構成によれば、単一の素材を用いて前記樹脂成形体を形成することが可能である。前記樹脂成形体の一部を、光を透過するまで薄くすることで、前記薄肉部を形成することは可能である。前記発光素子からの光は、このような薄肉部を通過する際には拡散されることになる。このため薄肉部は、従来の表示装置における光拡散シートと同様の効果を持つことになる。前記樹脂成形体を単一の素材を用いて一体成形することにより、前記表示装置の製造工程を簡略化し、製造コストの削減を図り易くすることができる。
【0008】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持部材は、前記発光素子が搭載される搭載面を有しており、前記搭載面の法線方向において、前記薄肉部と前記発光素子とが対向している。
【0009】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光部は、前記搭載面と前記薄肉部との間に位置する壁部を有しており、前記薄肉部は、前記壁部に連結されている。
【0010】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記壁部は、いずれも前記薄肉部の前記法線方向における厚みよりも大きな厚みを有している。
【0011】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記壁部が前記搭載面に接している。
【0012】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記壁部が、前記法線方向に対して傾斜する壁部傾斜面を有している。
【0013】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光部は、前記支持部材と対向する天蓋部を有しており、前記天蓋部は、前記法線方向において前記薄肉部よりも前記支持部材から遠い位置に配置されている。
【0014】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記天蓋部は、前記薄肉部を露出させるように形成されている。
【0015】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記天蓋部は、前記法線方向において、前記薄肉部よりも厚く形成されている。
【0016】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記天蓋部は、前記法線方向に対して傾斜する天蓋部傾斜面を有している。
【0017】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記天蓋部傾斜面は、前記法線方向において前記薄肉部から遠ざかるにつれて、前記法線方向と垂直な方向において前記薄肉部から遠ざかるように傾斜している。
【0018】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記薄肉部に凹凸面が設けられている。
【0019】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記法線方向において、前記発光素子と前記薄肉部との間に挟まれる透光樹脂をさらに備えている。
【0020】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記薄肉部と前記透光樹脂とが密接している。
【0021】
本発明の好ましい実施の形態においては、複数のセグメントからなる表示部を備えており、前記薄肉部は前記セグメントごとに設けられており、前記各セグメントに設けられた前記薄肉部同士は、前記遮光部によって隔てられている。
【0022】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光素子が前記セグメントごとに対応するように設けられており、前記各セグメントに対応する発光素子同士は、前記遮光部によって隔てられている。
【0023】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持部材に搭載され、前記発光素子に接続される駆動ICを備えている。
【0024】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記駆動ICに接続される複数のリード端子を備えており、前記セグメントの数が、前記リード端子の数よりも多い。
【0025】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持部材には、前記法線方向に貫通する孔部が形成されており、前記樹脂成形体は、前記法線方向に突き出、前記孔部に嵌合する凸部を有している。
【0026】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記孔部および前記凸部は、前記セグメントと重ならない位置に設けられている。
【0027】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【0030】
図1〜
図5は、本発明の第1実施形態に基づく表示装置を示している。
図1に示すように、表示装置101は、それぞれが7セグメント構造を有する1対の表示部1A,1Bを備えており、たとえば2桁の数字を表示するのに使用される。本実施形態の表示装置101は、支持部材20と、14個の発光素子30と、樹脂成形体40と、5本のリード端子50と、駆動IC61と、複数の抵抗器62と、コンデンサ63と、を備えている。
【0031】
1対の表示部1A,1Bは、それぞれ7個のセグメント10により構成されている。本実施形態の表示装置101では、各セグメント10に対応するように、1個ずつ発光素子30は配置されており、対応する発光素子30を点灯させることで所望のセグメント10を光らせる構成となっている。
【0032】
支持部材20は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる平面視略矩形状の基板であり、搭載面20aを備えている。なお、
図3では樹脂成形体40を省略しており、支持部材20の搭載面20aが表れている。また、
図3には、説明の便宜上、各セグメント10を二点鎖線で表示している。
図2および
図3に示すx方向は支持部材20の長辺に沿う方向であり、y方向は短辺に沿う方向である。支持部材20のx方向寸法は、たとえば、18.1mmであり、y方向寸法は14.7mmである。また、
図3に表れているように、本実施形態の支持部材20は、図中下側の角部が削られた形状をしている。発光素子30、駆動IC61、抵抗器62、およびコンデンサ63は支持部材20の搭載面20a上に搭載されている。
【0033】
支持部材20は、14個のダイパッド201、14個のワイヤ用パッド202、5個のリード用パッド203、24個のIC用パッド204を備えている。これらのパッドは搭載面20aに設けられている。また、簡略化のために図示していないが、支持部材20は配線パターンを備えている。この配線パターンは、各ダイパッド201をIC用パッド204のいずれかに接続し、各ワイヤ用パッド202をIC用パッド204のいずれかに接続し、各リード用パッド203をIC用パッド204のいずれかに接続するためのものである。また、複数の抵抗器62およびコンデンサ63は配線パターンに接続される。
【0034】
図3に示すように、ダイパッド201およびワイヤ用パッド202は、各セグメント10に対応するように配置されている。
図4および
図5に示すように、ダイパッド201には発光素子30が設置されている。なお、
図4および
図5に示すz方向は、搭載面20aの法線方向である。
【0035】
発光素子30は、たとえば、GaNからなるn型半導体層、活性層およびp型半導体層が積層された構造とされた発光ダイオード(LED)素子である。発光素子30は、図示しない1対の電極を有しており、1対の電極の一方はダイパッド201に導通接続されている。また、1対の電極の他方はワイヤ31を介してワイヤ用パッド202に導通接続されている(
図3参照)。表示装置101における表示部1A,1Bが表示する数字の色は、発光素子30が発する光の色に依存することとなる。なお、発光素子30が発する光とは異なる色で数字を光らせたい場合などには、蛍光材料を含む透光樹脂で発光素子30を覆えばよい。
【0036】
リード用パッド203のうち3個は、x方向における
図3中左端縁に沿って並ぶように配置され、残りの2個は
図3中右端縁に沿って並べられている。IC用パッド204は、搭載面20aのx方向における中央部のy方向における図中上端部に配置されている。IC用パッド204は、y方向を長手方向とし、センサIC61を囲む長矩形の辺に沿うように配列されている。
図3に示す例では、7個のIC用パッド204が1つの長辺に沿って並び、5個のIC用パッド204が1つの短辺に沿うように並んでいる。
【0037】
駆動IC61は、たとえば、図示しないワイヤを介して複数のIC用パッド204に接続されている。この駆動IC61は、リード端子50を介して外部から入力される電気信号を受信し、受信した電気信号に応じて所望の発光素子30に電力を供給するものである。
【0038】
図3および
図4に示すように、支持部材20には、樹脂成形体40との連結に用いられる2つの孔部21、および、リード端子50を通すための5つの通し孔22が形成されている。各孔部21および通し孔22は、支持部材20をz方向に貫通するように形成されている。
図3に示すように、孔部21は、4個のセグメント10に囲まれる位置に設けられている。各通し孔22は、リード用パッド203と重なる位置に設けられている。各通し孔22に通されたリード端子50は、対応するリード用パッド203に導通接続されている。
【0039】
樹脂成形体40は非透明な樹脂により一体成形されている。樹脂成形体40の材質は、たとえば、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル(PPE)、エポキシ樹脂のいずれかが適切である。
【0040】
図1に示すように、樹脂成形体40は略直方体状に形成されており、表示装置101の外観の大部分を占めている。樹脂成形体40の内部には各発光素子30を収容するための空間が設けられており、樹脂成形体40は各発光素子30を囲んでいる。本実施形態では、樹脂成形体40のx方向寸法は、支持部材20のx方向寸法よりも僅かに短くなっている。また、樹脂成形体40のy方向寸法は支持部材20のy方向寸法よりも長くなっており、樹脂成形体40はy方向において支持部材20を挟み込んで支持している。さらに、
図4に示すように、樹脂成形体40はz方向に突き出す凸部41を有している。凸部41は、孔部21に嵌合するように形成されている。
図4には、1個の凸部41のみが表れているが、上述したように、支持部材20には1対の孔部21が形成されている。このため、樹脂成形体40は
図4に表れない凸部41をさらに有しており、こちらの凸部41は
図4には表れない別の孔部21に入り込んでいる。このように、凸部41が孔部21に入り込んでいることにより、樹脂成形体40と支持部材20とは強固に連結されている。本実施形態では、凸部41は孔部21の深さよりも長くなるように形成されており、凸部41の先端部は孔部21から突出している。この凸部41の先端部に圧力を加える等の加工を施し、凸部41の先端部が孔部21の直径よりも長い直径を有するように変形させてもよい。このような加工を行えば、凸部41は孔部21からより一層に抜けなくなる。
【0041】
図5に示すように、樹脂成形体40は、薄肉部410と遮光部420とを有している。遮光部420は、z方向において搭載面20aと薄肉部410との間に位置する壁部421と、薄肉部410よりも図中上方に位置する天蓋部422とを有している。
【0042】
薄肉部410は、z方向において厚さd1を有する薄板状に形成されており、z方向において発光素子30と対向している。また、薄肉部410は壁部421に連結されている。
【0043】
図4に示すように、壁部421は、発光素子30を収容する空間を区切るためのものである。各発光素子30は、壁部421によって囲まれている。
図5に表れる1対の壁部421は、発光素子30を間に挟んで対向しており、それぞれx方向において厚さd2を有している。1対の壁部421の
図5中上端部は薄肉部410および天蓋部422と繋がっており、
図5中下端部は、搭載面20aに密接している。
【0044】
天蓋部422は、z方向において薄肉部410よりも支持部材20から遠い位置(図中上方)に配置されている。天蓋部422は、支持部材20と対向する板状に形成されており、z方向において厚さd3を有している。天蓋部422は薄肉部410を露出させるように形成されている。換言すれば、天蓋部422は薄肉部410を囲むように形成されている。
【0045】
壁部421の厚さd2および天蓋部422の厚さd3は、薄肉部41の厚さd1よりも大きなものとなっている。厚さd1は、具体的には0.18mm以下となっている。樹脂成形体40は一体成形されているため、薄肉部41と遮光部420とは同じ材質からなるが、厚さの差から透光性に差が生じている。薄肉部41は、比較的薄いため、発光素子30からの光を透過させる。遮光部420は、比較的厚いため、発光素子30からの光を遮断する。このような構成によれば、発光素子30を点灯させたとき、天蓋部422から露出する薄肉部41が発光しているように見える。すなわち、表示装置101においては、セグメント10ごとに薄肉部41が設けられており、各セグメング10の薄肉部41同士は遮光部420によって隔てられている。
【0046】
次に、表示装置101の作用について説明する。
【0047】
上述したように、表示装置101においては、樹脂成形体40の一部を比較的薄い薄肉部410とすることにより、各セグメント10を構成している。薄肉部410は、薄く形成されているために透光性を有しているが、樹脂成形体40のその他の部分と同じ材質からなる。樹脂成形体40の遮光部420は発光素子30からの光を遮断している。発光素子30からの光は薄肉部410を通過する際にもある程度は拡散されることになる。このため、薄肉部410は、従来の表示装置における光拡散シートと同様の効果を発揮する。従って、表示装置101の構成によれば、光拡散シートを設ける必要が無く、製造コストの削減を図りやすくなる。また、本実施形態の樹脂成形体40は一体成形されており、製造コストの削減をより一層に図りやすくなっている。
【0048】
本実施形態では、
図4に示すように、セグメント10同士を隔離するように壁部421が設けられている。このため、あるセグメント10を発光させるために発光素子30を点灯させた際に、その発光素子30が発した光が別のセグメント10を発光させてしまうことは生じない。
【0049】
本実施形態では、薄肉部410が天蓋部422によって囲まれている。このため、薄肉部410の端部は発光素子30からの光を通さない天蓋部422に繋がっており、発光する領域と発光しない領域との境界が明確なものとなっている。従って、表示装置101にいては、各セグメント10の輪郭が明瞭なものとなっている。
【0050】
また、本実施形態の表示装置101は、所望のセグメント10を発光させるための駆動IC61を内蔵しており、外部に接続するためのリード端子50の数を抑えることができる。必要なリード端子50の数が減るため、表示装置101の製造工程の簡略化を図ることができる。このことは、製造コストの削減を図る上でも望ましいことである。
【0051】
また、本実施形態の表示装置101では、樹脂成形体40に凸部41が設けられており、支持部材20には孔部21が形成されている。表示部1A,1Bの各セグメント10を適切に発光させるためには、表示装置101を製造する際に、薄肉部410と発光モジュール30との位置を正確に合わせる必要がある。このため、樹脂成形体40と支持部材20とを組み合わせる際に位置合わせする必要となるが、本実施形態の構成によれば凸部41を孔部21に嵌め込むことで位置合わせを行うことができる。このことは製造工程の簡略化に繋がり、製造コストの削減を図る上でも望ましいことである。
【0052】
以下、
図6〜
図15を参照にしつつ、本発明の他の実施形態に基づく表示装置について説明を行う。なお、以下の説明では、上記と同一もしくは類似の構成については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
【0053】
図6および
図7には、本発明の第2実施形態に基づく表示装置を示している。
図6および
図7に示す表示装置102は、各セグメント10の端部の形状が表示装置101の場合と異なっており、その他の構成は表示装置101と同様となっている。
【0054】
本実施形態では、
図7に示すように、壁部421が壁部傾斜面421aを有している。壁部傾斜面421aは搭載面20aの法線方向(z方向)に対して傾斜している。
図7には2つの異なるセグメント10が表れており、
図7に表れている2つの壁部傾斜面421aは、それぞれ別のセグメント10に対応している。本実施形態の壁部傾斜面421aは、z方向における上方ほど発光素子30を収容するための空洞部が狭くなるように傾斜している。
【0055】
さらに、天蓋部422は天蓋部傾斜面422aを有している。天蓋部傾斜面422aは、薄肉部410と繋がるように形成されている。
図7に表れる2つの天蓋部傾斜面422aは、それぞれ異なるセグメント10に対応する薄肉部410と繋がるように形成されている。天蓋部傾斜面422aは、z方向において薄肉部410から遠ざかるにつれて、
図7における水平方向において、繋がっている薄肉部410から遠ざかるように傾斜している。
【0056】
図6に示すように、天蓋部傾斜面422aは、各セグメント10の別のセグメント10と隣接する端部に設けられている。天蓋部傾斜面422aとほぼ同じ位置に壁部傾斜面421aも設けられている。
【0057】
このような構成によれば、壁部傾斜面421aおよび天蓋部傾斜面422aが設けられたセグメント10の端部において、発光素子30からの光は水平方向に拡散しやすくなる。このため、発光素子30を点灯させた際のセグメント10同士の境界が曖昧に見えるようになる。このことは、表示部1A,1Bが表示する数字がセグメント10からなることを目立ちにくくしたい場合などに有用である。
【0058】
なお、表示装置102では、セグメント10同士の境界を曖昧に見せるために壁部傾斜面421aおよび天蓋部傾斜面422aを設けているが、その他の目的で上述した場所以外にも適宜傾斜面を設けて構わない。たとえば、金型を用いて樹脂成形体40を形成する場合、壁部421あるいは天蓋部422に斜面が設けられている方が金型を引き抜きやすいといった利点が想定される。
【0059】
また、表示装置102は、各セグメント10の長手方向に沿う端縁には傾斜面が設けられていないが、これらの端縁に傾斜面を設けてもよい。そのような実施形態を本発明の第3実施形態として
図8および
図9を参照にしつつ説明する。
【0060】
図8および
図9に示す表示装置103は、各セグメント10の長手方向に沿う天蓋部傾斜面422bを有している。
図9に示すように、天蓋部傾斜面422bは、z方向において薄肉部410から遠ざかるにつれて、y方向において薄肉部410から遠ざかるように傾斜している。
【0061】
表示装置101の構成によれば、表示部1A,1Bを斜めから見るときに、天蓋部422が障害となって薄肉部410が見えにくくなることが起こり得る。その点、表示装置103では、天蓋部傾斜面422bが設けられているため、斜めからでも薄肉部410が発光しているか否かを見やすくなっている。
【0062】
なお、表示装置103では、天蓋部傾斜面422bと同じ位置にある壁部421に傾斜面を設けていないが、壁部421に傾斜面を設けても構わない。
【0063】
図10には、本発明の第4実施形態に基づく表示装置を示している。
図10に示す表示装置104は、薄肉部410の図中下側に凹凸面411が形成されている点で表示装置101の場合と異なっており、その他の構成は表示装置101と同様となっている。
【0064】
凹凸面411は、発光素子30からの光をより一層拡散するために形成されている。
【0065】
図11には、本発明の第5実施形態に基づく表示装置を示している。
図11に示す表示装置105は、薄肉部410の図中上側に凹凸面411が形成されている点で表示装置101の場合と異なっており、その他の構成は表示装置101と同様となっている。
【0066】
本実施形態においても、凹凸面411は、発光素子30からの光をより一層拡散するために形成されている。
【0067】
図12には、本発明の第6実施形態に基づく表示装置を示している。
図12に示す表示装置106は、発光素子30と対向する透光樹脂430を備えている。表示装置106のその他の構成は表示装置101と同様である。
【0068】
透光樹脂430は、たとえば透明なエポキシ樹脂に蛍光材料が混入された材質からなる。この蛍光材料は、発光素子30からの光によって励起されることにより別の色の光を発する。たとえば、発光素子30が青色光を発し、蛍光材料が黄色光を発するようにした場合、発光素子30からの青色光と上記蛍光材料からの黄色光とが混色することにより、透光樹脂430を通り抜ける光は白色光に見える。
【0069】
透光樹脂430は、薄肉部410と壁部421によって囲まれた空間の
図12中上方側に設置されている。本実施形態では透光樹脂430は薄肉部410に密接しており、発光素子30からの光は透光樹脂430を通過してから薄肉部410によって拡散されつつ表示装置106の外に出射される。
【0070】
図12に示す構成によれば、セグメント10のサイズによっては、透光樹脂430を多量に使用してしまう場合が起こり得る。透光樹脂430の使用量を抑えるための実施形態を本発明の第7実施形態として
図13を参照にしつつ説明する。
【0071】
図13に示す表示装置107では、遮光部420が発光素子30と対向する対向部423を有している。対向部423にはz方向に凹む凹部423aが形成されており、この凹部423aに透光樹脂430が充填されている。本実施形態では、凹部423aの底に当たる部分が薄肉部410となる。
【0072】
このような構成によれば、凹部423aのサイズを調整することにより、透光樹脂430の使用量を調整することができる。
【0073】
なお、表示装置106および表示装置107においても、表示装置105のように薄肉部410の図中上側に凹凸面411を設けても構わない。
【0074】
図14には、本発明の第8実施形態に基づく表示装置を示している。
図14に示す表示装置108では、遮光部420が天蓋部422を有していない。このような構成によれば、樹脂成形体40をより薄く形成することが可能となる。
【0075】
上述した実施形態では、7セグメント構造を用いて数字を表示する表示装置を説明しているが、本発明はこのような表示装置に限定されない。たとえば、固定の文字や数字を発光させて表示する表示装置においても、本発明は適用可能である。そのような例を本発明の第9実施形態として
図15を参照しつつ説明する。
【0076】
図15に示す表示装置109は、たとえば文字を発光表示するための表示部11を有している。この表示部11は、発光素子30と、発光素子30と対向する薄肉部410および厚肉部424とによって構成されている。厚肉部424は、薄肉部410よりも厚く形成されており、発光素子30からの光を遮断する遮光部420の一部である。表示部11は、発光素子30からの光を通す薄肉部410と、通さない厚肉部424とを組み合わせることにより、所望の文字、数字、あるいは図柄を発光表示する。
【0077】
本発明に基づく表示装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に基づく表示装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【0078】
上述した実施形態における発光素子30は、いわゆる1ワイヤタイプのものであるが、2ワイヤタイプのものや、発光素子30をフリップチップ実装するタイプのものであっても構わない。また、発光素子30をそのまま設置するのではなく、発光素子を内蔵する発光モジュールを設置しても構わない。