(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを配置するＬＥＤ基板と駆動回路基板とが、複数の信号ピンによって接続されているＬＥＤユニットにおいて、
前記複数の信号ピンは、補助材を備えており、
前記補助材は、前記複数の信号ピンに対応する位置に、前記ＬＥＤ基板側と前記駆動回路基板側とが貫通した複数の穴と、前記ＬＥＤ基板および前記駆動回路基板との間隔を確保するための突起部とを有し、
前記突起部は、前記駆動回路基板側の突起部７ｄよりも前記ＬＥＤ基板側の突起部７ｅの方が高いことを特徴とするＬＥＤユニット。
【請求項２】
前記補助材は、前記ＬＥＤ基板側の穴の開口部のほぼ端部に、側壁を備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項３】
前記補助材は、前記側壁の内面に、前記複数の信号ピンの位置に対応した複数の溝を有することを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤユニット。
【請求項４】
前記補助材は、前記ＬＥＤ基板側の穴の開口部が、前記駆動回路基板側の穴の開口部よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３に記載のＬＥＤユニット。
【請求項５】
前記補助材は、前記ＬＥＤ基板側と前記駆動回路基板側とが貫通した穴の内面の傾きが変化していることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤユニット。
【請求項６】
ＬＥＤを配置するＬＥＤ基板と駆動回路基板とが、複数の信号ピンによって接続されているＬＥＤユニットの製造方法において、
前記ＬＥＤ基板の接続部に前記複数の信号ピンを挿入させる第一の工程と、
前記駆動回路基板側の突起部７ｄよりも前記ＬＥＤ基板側の突起部７ｅの方が高い補助材７に貫通された複数の穴７ａに、前記複数の信号ピンを挿入させる第二の工程と、
前記駆動回路基板の接続部に前記信号ピンを挿入する第三の工程とを有することを特徴とするＬＥＤユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、少なくともＬＥＤ、ＬＥＤ基板、信号ピン、及び駆動回路基板とを有したフルカラー、マルチカラーや、単色の表示が可能なＬＥＤユニットに係わり、特に作業効率を向上させるための補助材を有するＬＥＤユニットに関する。
【従来の技術】
【０００３】
今日、ＲＧＢ（赤色、緑色、青色）の各色を発光可能なＬＥＤや、白色を高輝度に発光可能なＬＥＤが開発された結果、複数のＬＥＤを配列して構成されるＬＥＤ表示装置が様々な分野に応用されつつある。例えば、ＬＥＤ表示装置は、電球と比較して極めて寿命が長く、高効率、かつ振動にも強いため、これらの特性を活かして、広告、行き先案内や道路情報等の表示用、信号機の光源、フルカラー表示が可能な小型乃至大型ディスプレイ等として用いられてきている。
【０００４】
ここで、単色発光が可能なＬＥＤ表示装置においては、所望の色が発光可能な単色発光のＬＥＤを近接させて配置している。また、フルカラーやマルチカラー表示が可能なＬＥＤ表示装置においては、ＲＧＢ等がそれぞれ発光可能な複数のＬＥＤを近接させて配置し、混色により１画素として利用するか、或いは１つの筐体内にＲＧＢ等がそれぞれ発光可能な複数のＬＥＤチップを配置したＬＥＤを１画素として利用している。
【０００５】
また、ＬＥＤ表示装置は樹脂製等の筐体内に複数のＬＥＤを配置させたＬＥＤクラスタ或いは駆動回路と共に筐体内に複数のＬＥＤを配置させたＬＥＤユニットを複数組み合わせることにより構成される。
【０００６】
ここで、特に、駆動回路を有するＬＥＤユニットにおいては、主に、複数のＬＥＤを配置するＬＥＤ基板と駆動回路を有する駆動回路基板とが複数の信号ピンにより接続されている。
【０００７】
そして、このようなＬＥＤユニットの主な製造方法は次のようなものである。まず、ＬＥＤチップを配置する側から、ベースにより複数の信号ピンの片側が固定されたピンヘッダーを挿入し、さらに複数のＬＥＤを配置する。次に、半田により、ＬＥＤを配置した側の逆の側から複数の信号ピン及びＬＥＤとそれぞれに対応するＬＥＤ基板の接続部とを同時に接続する。引き続き、ベースから遠い側の信号ピンの先端を、対応する駆動回路基板の接続部に挿入し、ベースから遠い面で半田付けを行い、複数の信号ピンとそれぞれに対応する駆動回路基板の接続部とを接続する。また、良好な放熱性を得るために、ＬＥＤ基板と駆動回路基板との間には、ある程度の距離を確保する必要がある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、現在では、ＬＥＤユニット自体の性能をより向上させると共に、より効率のよいＬＥＤユニットの製造方法が強く求められている。
【０００９】
すなわち、前述したように、ＬＥＤ基板と駆動回路基板とを複数の信号ピンで接続する際に、ＬＥＤ基板と駆動回路基板との間には、一定以上の距離を確保する必要がある。ここで、信号ピンを長くすればするほど、信号ピンと駆動回路基板の接続部を接続する前の段階において、駆動回路基板側の信号ピンの先端位置にばらつきが生じ易い。また、信号ピンとＬＥＤ基板の接続部とを半田付けする際に、複数の信号ピンの片側を固定しているベースが加熱されることにより、ベース自体が変形してしまい、その結果、駆動回路基板側の信号ピンの先端位置にばらつきが生じる。このようになると、駆動回路基板側の信号ピンの先端と駆動回路基板の接続部との位置が対応していないので、信号ピンの先端を駆動回路基板の接続部に挿入することが困難となる。また、信号ピンの先端位置にばらつきが生じたまま、駆動回路基板を押しつけてしまうと、最悪の場合、信号ピンが変形してしまい使用不可能となる場合もある。
【００１０】
そこで、本発明は、ＬＥＤユニットの製造工程の１つである、駆動回路基板側の信号ピンの先端を対応する駆動回路基板の接続部に挿入する工程における作業効率を向上させたＬＥＤユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のＬＥＤユニットは、ＬＥＤを配置するＬＥＤ基板と駆動回路基板とが、複数の信号ピンによって接続されているＬＥＤユニットにおいて、上記複数の信号ピンは、補助材を備えており、上記補助材は、上記複数の信号ピンに対応する位置に、上記ＬＥＤ基板側と上記駆動回路基板側とが貫通した複数の穴と、上記ＬＥＤ基板および上記駆動回路基板との間隔を確保するための突起部とを有し、上記突起部は、上記駆動回路基板側の突起部７ｄよりも前記ＬＥＤ基板側の突起部７ｅの方が高いことを特徴とするＬＥＤユニットである。
【００１２】
これにより、補助材を信号ピンに装着した後において、外部からの力により駆動回路基板側の信号ピンの先端近くが変形することを軽減することができる。
【００１３】
また、本発明のＬＥＤユニットは、上記ＬＥＤユニットにおいて、上記補助材は、上記ＬＥＤ基板側の穴の開口部のほぼ端部に、側壁を備える。
【００１４】
このようにすると、たとえ複数の信号ピンに補助材を装着する前の状態において、駆動回路基板側の信号ピンの先端位置にばらつきがあったとしても、側壁の内面にこれら複数の信号ピンを適当な力で押しつけることにより、信号ピンの先端位置を、例えば、一直線にすることができる。さらに、この側壁はＬＥＤ基板側の穴の開口部のほぼ端部に位置するので、側壁の内面に複数の信号ピンを押しつけた後に、信号ピンの先端を側壁に沿って滑らすことにより、複数の信号ピンをＬＥＤ基板側の穴の開口部に容易に挿入することができる。
【００１５】
また、本発明のＬＥＤユニットは、上記ＬＥＤユニットにおいて、上記補助材は、上記側壁の内面に、上記複数の信号ピンの位置に対応する複数の溝を有する。
【００１６】
このようにすると、これら複数の溝は信号ピンの先端をＬＥＤ基板側の穴の開口部に誘導することになるので、溝が無い場合に比較して、複数の信号ピンをＬＥＤ基板側の穴の開口部により容易に挿入することができる。
【００１７】
また、本発明のＬＥＤユニットは、上記ＬＥＤユニットにおいて、上記補助材は、上記ＬＥＤ基板側の穴の開口部が、上記駆動回路基板側の穴の開口部よりも大きい。
【００１８】
このようにすると、駆動回路基板側の信号ピンの先端をＬＥＤ基板側の穴の開口部により容易に挿入することができる。
【００１９】
また、本発明のＬＥＤユニットは、上記ＬＥＤユニットにおいて、上記補助材は、上記ＬＥＤ基板側と上記駆動回路基板側とが貫通した穴の内面の傾きが変化している。
【００２０】
すなわち、補助材の貫通した穴を、その途中から駆動回路基板側の穴の開口部にかけて、断面積を小さくすることにより、信号ピンと補助材の穴との密着度をより向上させることができる。これにより、貫通した穴の内面の傾きが一定である場合に比較して、信号ピンに補助材を装着した後の駆動回路基板側の信号ピンの先端位置のばらつきを、より効率よく軽減することができる。
【００２１】
また、本発明にかかるＬＥＤユニットの製造方法は、ＬＥＤを配置するＬＥＤ基板と駆動回路基板とが、複数の信号ピンによって接続されているＬＥＤユニットの製造方法において、上記ＬＥＤ基板の接続部に上記複数の信号ピンを挿入させる第一の工程と、上記駆動回路基板側の突起部７ｄよりも上記ＬＥＤ基板側の突起部７ｅの方が高い補助材７に貫通された複数の穴７ａに、上記複数の信号ピンを挿入させる第二の工程と、上記駆動回路基板の接続部に上記信号ピンを挿入する第三の工程とを有することを特徴とするＬＥＤユニットの製造方法である。
【００２２】
このようにすると、補助材のＬＥＤ基板と駆動回路基板との間における所謂「遊び」を効率よく減少させることができる。さらに、突起部の高さを調整することにより、どの位置で複数の信号ピンを保持するかを決定することができる。例えば、ＬＥＤ基板側の突起部を高くするほど、信号ピンは駆動回路基板近くで保持されることになる。これにより、駆動回路基板側の信号ピンの先端位置のばらつきを、より効率よく軽減することができる。さらに、補助材を信号ピンに装着した後においても、外部からの力により駆動回路基板側の信号ピンの先端近くが変形することを軽減することができる。
【発明の実施の形態】
【００２３】
本発明のＬＥＤユニットは、ＲＧＢ（赤色、緑色、青色）等、それぞれの色を発光可能な複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を１画素として構成するか、或いは１つの筐体内にＲＧＢ等がそれぞれ発光可能な複数のＬＥＤチップを配置したＬＥＤを１画素として構成し、ｍ行ｎ列（ｍ、ｎは１以上の整数）の画素を複数配置したフルカラーやマルチカラーのＬＥＤユニットとしてもよいし、また単色のＬＥＤをｍ行ｎ列配置したＬＥＤユニットとしてもよい。
【００２４】
また、本発明のＬＥＤユニットは、少なくとも、ＬＥＤ、ＬＥＤ基板、駆動回路基板、信号ピンと、この信号ピンに装着する補助材から構成される。さらに、実際に、ＬＥＤユニットを複数組み合わせてＬＥＤ表示装置として使用する場合は、本発明におけるＬＥＤユニットに樹脂等からなるケースを装着してもよい。これにより、埃等がＬＥＤユニット内に侵入することを防ぐばかりでなく、ＬＥＤユニット自体の強度も向上させることができる。また、本発明のＬＥＤユニットを屋外にて使用する場合は、雨水等の侵入を防止するためにシリコーンゴム等からなる充填剤を表示側に充填してもよい。
【００２５】
本発明のＬＥＤユニットに使用することができるＬＥＤとしては、ランプタイプＬＥＤやチップタイプＬＥＤ等があり、ランプタイプＬＥＤは、少なくともレンズ部とリード部から構成され、チップタイプＬＥＤは、少なくともレンズ部、パッケージ部と、リード部から構成される。また、ＬＥＤ基板は複数のＬＥＤを配置すると共に駆動回路基板からの表示データを信号ピンを通して受け取るためのものであり、駆動回路基板は表示データを信号ピンを通してＬＥＤ基板に供給するためのものである。また、信号ピンとは、それを通して駆動回路基板からＬＥＤ基板に表示データを供給するものである。一般に、複数の信号ピンは、ベースと呼ばれる樹脂等からなるものにより、その片側が固定されており、これをピンヘッダーという。そして、補助材とは複数の信号ピンに装着され、ベースから遠い側の信号ピンの先端位置のばらつきを軽減させるためのものである。
【００２６】
このように、ベースから遠い側、すなわち駆動回路基板側の信号ピンの先端位置のばらつきを軽減することにより、信号ピンの先端位置にばらつきがある場合に比較して、これら複数の信号ピンの先端をより容易に駆動回路基板の接続部に挿入することができる。これにより、作業効率が飛躍的に向上し、作業時間を大幅に短縮することができる。
【００２７】
補助材の材料としては、ＰＣ（ポリカーボネート）等を用いることができる。しかしながら、補助材の材料は、加工することができると共に、硬化後の耐熱性及び硬さを、ある程度有していればよく、その材質には特にこだわらない。
【００２８】
また、補助材の形状、穴の数、間隔、及び形状、溝の形状、側壁の高さ等は、必要に応じて変更することができ、特定のものには限定されない。
【実施例】
【００２９】
図１に、本発明を、ＬＥＤユニット１に適応した場合の実施例を示す。ここでは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤ、各１つずつの計３つのランプタイプＬＥＤ２で１画素が構成された８行８列の画素から成るフルカラー表示が可能なＬＥＤユニットの例を説明する。
【００３０】
ランプタイプＬＥＤ２としては、例えば図２に示すような砲弾型のＬＥＤが用いられる。また、ランプタイプＬＥＤ２はＬＥＤチップが収容されているレンズ部２ａと、ＬＥＤチップに電流を供給するリード部２ｂから構成される。
【００３１】
また、ＬＥＤユニット１は、図１に示すように外部から見えるランプタイプＬＥＤ２、ケース３及び雨水等の侵入を防止するシリコーンゴム４と、図３乃至５に示すように内部にあるＬＥＤ基板５、ピンヘッダー６、補助材７、及び駆動回路基板８から構成されている。
【００３２】
図３は、ケース３及びシリコーンゴム４を備える前のＬＥＤユニット１を、表示側から見た外観図であり、ＬＥＤ基板５はランプタイプＬＥＤ２とピンヘッダー６を備えている。また、６ａと６ｂはそれぞれピンヘッダー６におけるベースと信号ピンである。
【００３３】
図４は、図３の断面A−Aのピンヘッダー６を有する部分を側面から見た図である。ベース６ａにより２４本の信号ピン６ｂの片側が固定されたピンヘッダー６及びランプタイプＬＥＤ２は、ＬＥＤ基板５のそれぞれに対応する接合部に挿入されおり、それぞれが挿入した側と逆の側から半田付けされ、固定されている。斜線で表した補助材７は、図５に示す貫通した穴７ａを有しており、信号ピン６ｂはそれぞれに対応する穴に通されている。また、駆動回路基板８側の信号ピンの先端は、駆動回路基板８の対応する接続部に挿入され、挿入した側の逆の側で半田により接続、固定されている。
【００３４】
また、図５は、補助材７を図５に示すそれぞれの方向から見た図である。ここでは、補助材７のＬＥＤ基板側と駆動回路基板側の両側に、突起部７ｅ、７ｄをそれぞれ備えており、また、複数の貫通した穴７ａの位置は、それぞれに対応する信号ピン６ｂの位置、すなわち駆動回路基板８の接続部の位置に対応している。
【００３５】
まず、図５(ａ)は、駆動回路基板８側から補助材７を見た図であり、７ｄは駆動回路基板側の突起部で、７ｂはＬＥＤ基板側と駆動回路基板側とが貫通した穴７ａの駆動回路基板側の開口部である。ここでは、補助材７の駆動回路基板側の図５(ａ)に示す位置に、２つの突起部７ｄを備えている。
【００３６】
また、図５(ｂ）は、補助材７を一方の側面から見た図であり、７ｄは駆動回路基板側の突起部で、７ｅはＬＥＤ基板側の突起部である。また、駆動回路基板側の突起部７ｄよりもＬＥＤ基板側の突起部７ｅを高くすることにより、駆動回路基板近くで複数の信号ピン６ｂを保持することができる。これにより、駆動回路基板側の信号ピン６ｂの先端のばらつきを、より効率よく軽減することができる。
【００３７】
そして、図５(ｃ）は、図５(ｂ）と反対の側から補助材７を見た図であり、駆動回路基板側の突起部７ｄとＬＥＤ基板側の突起部７ｅの他に側壁７ｆを備え、さらに、側壁ｆの内面には信号ピン６ｂに対応する位置に複数の溝７ｇを有している。このような溝を設けることにより、ＬＥＤ基板側の穴の開口部７ｃに複数の信号ピン６ｂを容易に誘導することができる。
【００３８】
また、図５(ｄ)は、図５(ｃ）の断面Ｂ−Ｂを側面から見た図であり、斜線部はその断面を表している。７ａはＬＥＤ基板側と駆動回路基板側とが貫通した穴を示し、さらに、７ｃと７ｂはそれぞれＬＥＤ基板側と駆動回路基板側の穴の開口部を指す。また、７ｅと７ｄは、それぞれＬＥＤ基板側と駆動回路基板側の突起部であり、７ｇは複数の信号ピンをＬＥＤ基板側の穴の開口部７ｃに誘導するための溝を指す。ここでは、特に、駆動回路基板の穴の開口部７ｂよりもＬＥＤ基板側の穴の開口部７ｃが大きいことを特徴としている。これにより、ＬＥＤ基板側の穴の開口部７ｃに複数の信号ピンをより容易に誘導することができる。また、貫通した穴７ａは、その途中で穴の内面の傾きが変化しており、穴の途中から駆動回路基板側の穴の開口部７ｂにかけて、信号ピンに密着した形状となっている。これにより、駆動回路基板側の信号ピンの先端位置のばらつきを、より効率よく軽減することができる。
【００３９】
図５(ｅ）は、ＬＥＤ基板５側から補助材７を見た図であり、ＬＥＤ基板側の突起部７ｅを有している。さらに、７ａはＬＥＤ基板側と駆動回路基板側とが貫通した穴であり、７ｆは溝７ｇが設けられている側壁を示す。また、駆動回路基板側の穴の開口部７ｂよりもＬＥＤ基板側の穴の開口部７ｃの方が大きいので、ＬＥＤ基板５側からにおいても、ＬＥＤ基板側と駆動回路基板側の双方の穴の開口部７ｃ、７ｂを確認することができる。
【発明の効果】
【００４０】
以上説明した通り、本発明によって、ＬＥＤユニットを製造する工程における作業効率を向上させたＬＥＤユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明におけるＬＥＤユニットを表示側からみた概略図である。
【図２】本発明に用いられるＬＥＤの一例の外観図である。
【図３】ケース及びシリコーンゴムを備える前の本発明におけるＬＥＤユニットを表示側からみた概略図である。
【図４】本発明におけるＬＥＤユニットを側面側から見た断面の概略図である。
【図５】本発明に用いられる一例の補助材を様々な角度から見た概略図及び側面側から見た断面の概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・ＬＥＤユニット
２・・・ランプタイプＬＥＤ
２ａ・・・レンズ部
２ｂ・・・リード部
３・・・ケース
４・・・シリコーンゴム
５・・・ＬＥＤ基板
６・・・ピンヘッダー
６ａ・・・ベース
６ｂ・・・信号ピン
７・・・補助材
７ａ・・・貫通した穴
７ｂ・・・駆動回路基板側の穴の開口部
７ｃ・・・ＬＥＤ基板側の穴の開口部
７ｄ・・・駆動回路基板側の突起部
７ｅ・・・ＬＥＤ基板側の突起部
７ｆ・・・側壁
７ｇ・・・溝
８・・・駆動回路基板
【図１】
0003674483.tif 000002
【図２】
0003674483.tif 000003
【図３】
0003674483.tif 000004
【図４】
0003674483.tif 000005
【図５】
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