(57)【要約】【課題】  本発明は、表示のコントラストを向上させると共に、簡単な構成により低コストで製造され得るようにした白色表示器の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  表面に数字，文字等の形状の開口部１０ａを備え、底面が解放した中空のランプハウス１０を、表示面を下向きに配置する第一の段階と、次に、上記第一の段階で表示面が下向きに配置されたランプハウスの中空部内に、拡散剤及び蛍光体を混入した透明樹脂材料１２を注入する第二の段階と、続いて上記ランプハウスの中空部内に、ＬＥＤチップが実装された電極部材１４をセットする第三の段階と、その後、透明樹脂材料を注入し且つ電極部材をセットしたランプハウスを恒温槽内に入れて、蛍光体を表面側に沈降させると共に、透明樹脂層１２ｂを硬化させる第四の段階と、を含むように、白色表示器の製造方法を構成する。【選択図】        図３
2006165416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に数字，文字等の形状の開口部を備え、底面が解放した中空のランプハウスを、表示面を下向きに配置する第一の段階と、
次に、上記第一の段階で表示面が下向きに配置されたランプハウスの中空部内に、拡散剤及び蛍光体を混入した透明樹脂材料を注入する第二の段階と、
続いて、上記ランプハウスの中空部内に、ＬＥＤチップが実装された電極部材をセットする第三の段階と、
その後、透明樹脂材料を注入し且つ電極部材をセットしたランプハウスを恒温槽内に入れて、蛍光体を表面側に沈降させると共に、透明樹脂層を硬化させる第四の段階と、
を含んでいる、
ことを特徴とする、白色表示器の製造方法。
【請求項２】
上記第四の段階にて、透明樹脂材料内の蛍光体が十分に沈降させるために、透明樹脂材料の粘度の低い状態を比較的長い時間に亘って維持するように、比較的低温で硬化されることを特徴とする、請求項１に記載の白色表示器の製造方法。    
【請求項３】
上記透明樹脂材料がエポキシ樹脂であって、上記第四の段階における透明樹脂層の硬化が、６０℃にて４時間保持された後、１１０℃にて３時間保持されることにより行なわれることを特徴とする、請求項１または２に記載の白色表示器の製造方法。
【請求項４】
上記ランプハウスの開口部の内側壁面が、上方に向かって拡大するように斜めに傾斜していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の白色表示器の製造方法。
【請求項５】
上記ランプハウスの開口部の内側壁面が、上方に向かって垂直に延びていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の白色表示器の製造方法。
【請求項６】
上記ランプハウスの表示面の開口部を除く領域が濃色に着色されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の白色表示器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色光により数字，文字等を表示するようにした白色表示器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白色数字表示器は、例えば図６または図７に示すように構成されている。
まず、図６において、白色数字表示器１は、発光源として青色ＬＥＤを使用した所謂モールドタイプの青色数字表示器２の数字表示面２ａ上に、白色変換フィルム３を貼付けることにより構成されている。
【０００３】
上記青色ＬＥＤは、例えばＧａＮ，ＩｎＧａＮまたはＳｉＣ等から成る素子により構成されている。
また、上記白色変換フィルム３は、例えば青色数字表示器２からの青色光を黄色光に変換し、青色光との混色により外部に白色光を出射するように構成されており、青色数字表示器２の数字表示面２ａ上に、例えばアクリル系の接着剤等により貼り付けられている。
このような白色変換フィルムを用いたＬＥＤ表示装置としては、例えば特許文献１がある。
【０００４】
また、図７においては、白色数字表示器４は、プリント配線基板５上に白色または三色のチップＬＥＤ６を実装すると共に、このプリント配線基板５の上にランプハウス７を熱溶着，接着等により取り付けて、さらにランプハウス７の数字表示面７ａ上に、拡散フィルム８を貼付けることにより構成されている。
【特許文献１】特開平１０ー２１５００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの白色数字表示器１，４においては、以下のような問題があった。
即ち、図６に示した白色数字表示器１においては、白色変換フィルム３が例えばアクリル系接着剤により青色数字表示器２の数字表示面２ａ上に貼り付けられているので、熱や機械的ストレスによって剥がれやすく、またディップハンダ付けに対応することは不可能である。
また、上記白色変換フィルム３は、例えば蛍光体が混入されていることにより、黄色味を帯びた外観であることから、発光部と非発光部のコントラストが低く、表示の視認性が低下してしまうことになる。
【０００６】
これに対して、図７に示した白色数字表示器４においては、プリント配線基板５上にＬＥＤチップを実装するための実装スペースが必要となるため、小さな数字を表示することは困難であり、通常文字高が１５ｍｍ以上になってしまう。
また、ランプハウス７の数字表示面７ａ上に拡散フィルム８を貼付けていることから、発光部と非発光部のコントラストが低く、表示の視認性が低下してしまうことになる。
さらに、プリント配線基板５がガラスエポキシ基板から構成され、またチップＬＥＤが使用されていることから、コストが高くなってしまう。
【０００７】
さらに、上述した白色表示器１においても、青色数字表示器２の光源である青色ＬＥＤの発光色にバラツキが生じていると、所望の白色点が得られないことがある。
また、このような問題は、白色数字表示器に限らず、文字等を表示するようにした白色表示器でも同様に起こる。
【０００８】
本発明は、以上の点から、表示のコントラストを向上させると共に、簡単な構成により低コストで製造され得るようにした白色表示器の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、本発明によれば、表面に数字，文字等の形状の開口部を備え、底面が解放した中空のランプハウスを、表示面を下向きに配置する第一の段階と、次に、上記第一の段階で表示面が下向きに配置されたランプハウスの中空部内に、拡散剤及び蛍光体を混入した透明樹脂材料を注入する第二の段階と、続いて上記ランプハウスの中空部内に、ＬＥＤチップが実装された電極部材をセットする第三の段階と、その後、透明樹脂材料を注入し且つ電極部材をセットしたランプハウスを恒温槽内に入れて、蛍光体を表面側に沈降させると共に、透明樹脂層を硬化させる第四の段階と、を含んでいることを特徴とする、白色表示器の製造方法により、達成される。
【００１０】
本発明による白色表示器の製造方法は、好ましくは、上記第四の段階にて、透明樹脂材料内の蛍光体が十分に沈降させるために、透明樹脂材料の粘度の低い状態を比較的長い時間に亘って維持するように、比較的低温で硬化される。
【００１１】
本発明による白色表示器の製造方法は、好ましくは、上記透明樹脂材料がエポキシ樹脂であって、上記第四の段階における透明樹脂層の硬化が、６０℃にて４時間保持された後、１１０℃にて３時間保持されることにより行なわれる。
【００１２】
本発明による白色表示器の製造方法は、好ましくは、上記ランプハウスの開口部の内側壁面が、上方に向かって拡大するように斜めに傾斜している。
【００１３】
本発明による白色表示器の製造方法は、好ましくは、上記ランプハウスの開口部の内側壁面が、上方に向かって垂直に延びている。
【００１４】
本発明による白色表示器の製造方法は、好ましくは、上記ランプハウスの表示面の開口部を除く領域が濃色に着色されている。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成によれば、前もって透明樹脂材料中に蛍光体を混入しておくことにより、第四の段階における上記透明樹脂材料の硬化の際に、透明樹脂より比重の大きい蛍光体を、ランプハウスの表面側に沈降させて、蛍光体層を形成する。
これにより、電極部材を介してＬＥＤチップが給電されることにより、ＬＥＤチップが発光すると、ＬＥＤチップからの光が表面に向かって進み、ランプハウスの開口部の表面側に形成された蛍光体層に入射する。これにより、蛍光体層中の蛍光体が、ＬＥＤチップからの光を白色光に変換して、この白色光が外部に出射することになる。
【００１６】
この場合、従来の白色数字表示器のような白色変換フィルムや拡散フィルムが貼り付けられていないので、フィルムの剥がれが問題となるようなことはなく、また実装基板への実装の際に、ディップハンダ付けが可能であり、従来のＬＥＤ数字表示器等と同様に取り扱うことができる。
【００１７】
また、従来のモールドタイプの白色表示器と同様の構成であり、光源としてＬＥＤチップを使用していることから、小さい文字にも対応することができると共に、簡単な構成により、低コストで製造することが可能である。
さらに、ＬＥＤチップの色調のバラツキに対して、透明樹脂材料に混入する蛍光体の種類や濃度を適宜に調整することによって、十分に対応して、バラツキの少ない均一な白色点が得られることになる。
【００１８】
上記第四の段階にて、透明樹脂材料内の蛍光体が十分に沈降させるために、透明樹脂材料の粘度の低い状態を比較的長い時間に亘って維持するように、比較的低温で硬化される場合には、透明樹脂材料が低温で硬化される間、この透明樹脂材料が粘度の低い状態で比較的長い時間に亘って維持されるので、透明樹脂中に混入された蛍光体が十分に沈降することにより、比較的濃度の高い蛍光体層が形成されることになる。
【００１９】
上記透明樹脂材料がエポキシ樹脂であって、上記第四の段階における透明樹脂層の硬化が、６０℃にて４時間保持された後、１１０℃にて３時間保持されることにより行なわれる場合には、硬化前の粘度の低い状態のエポキシ樹脂内にて、蛍光体が十分に沈降することになる。
【００２０】
上記ランプハウスの開口部の内側壁面が、上方に向かって拡大するように斜めに傾斜している場合には、従来のモールドタイプの白色表示器で使用されているランプハウスをそのまま利用することができるので、コストが低減され得る。
【００２１】
上記ランプハウスの開口部の内側壁面が、上方に向かって垂直に延びている場合には、透明樹脂材料中で蛍光体が沈降する際に、蛍光体がランプハウスの開口部全体に亘ってほぼ均一に沈降することになり、色ムラの発生が抑制され得る。      
【００２２】
上記ランプハウスの表示面の開口部を除く領域が濃色に着色されている場合には、発光部と非発光部とのコントラストが向上し、発光部による数字，文字等の視認性が向上することになる。
【００２３】
このようにして、本発明によれば、表示のコントラストを向上させると共に、簡単な構成により低コストで製造され得るようにした、白色表示器が提供されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図５を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２５】
図１乃至図３は、本発明による白色数字表示器の製造方法の第一の実施形態の構成を示している。
まず図１において、ランプハウス１０が、その表示面を下向きにて、モールド用テープ１１の長手方向に沿って並んで貼り付けられている。
そして、このランプハウス１０の解放した底面から中空部内に、拡散剤及び蛍光体を混入した透明樹脂材料１２を適宜の注入手段１３により注入する。
【００２６】
ここで、ランプハウス１０は、図３に示すように、従来の数字表示器におけるランプハウスと同様の構成であり、数字を構成するセグメント毎に開口部１０ａを備えていると共に、その表面の開口部１０ａを除く領域が、塗装等により黒色または灰色等の濃色に着色されている。
また、拡散剤及び蛍光体を混入した透明樹脂材料１２は、前もって調合されており、従来の数字表示器で使用される拡散剤を混入した例えばエポキシ樹脂等の透明樹脂材料に、蛍光体を加えることにより構成されている。
尚、蛍光体としては、後述するＬＥＤチップからの光を白色光に変換するような種類の蛍光体が使用され、所望の白色点が得られるように、濃度が選定されている。
【００２７】
次に、図２に示すように、所定位置のチップ実装部にＬＥＤチップ１４ａを搭載し、ダイボンディング及びワイヤボンディングにより電気的に接続されたリードフレーム１４が、各ランプハウス１０の中空部内に挿入され、所定位置にセットされる。
ここで、上記ＬＥＤチップ１４ａは、例えば青色光または紫外光を放出する窒化物系化合物半導体により構成されている。
また、上記リードフレーム１４は、複数個のランプハウス１０に対応する個数分が互いに連結部１４ｂにより連結された状態に形成されており、一度に複数個のランプハウス１０に対してリードフレーム１４がセットされ得るようになっている。
【００２８】
その後、上述したように透明樹脂材料１２が注入され、リードフレーム１４がセットされたランプハウス１０がモールド用テープ１１に貼り付けられた状態のままで、恒温槽（図示せず）内に収容され、所定温度に維持されることにより、上記透明樹脂材料１２が硬化される。
その際、透明樹脂材料１２が硬化するまでの間に、透明樹脂材料１２中に混入された蛍光体が、この透明樹脂材料１２より比重が大きいことにより、透明樹脂材料１２中で沈降して、透明樹脂材料１２の底部付近に蛍光体層１２ａを形成することになる。
【００２９】
ここで、蛍光体が透明樹脂材料１２中にて十分に沈降するように、透明樹脂材料１２の粘度の低い状態を長時間に亘って保持するために、上述した恒温槽内にて、従来より低温で所謂ステップキュアにより、透明樹脂材料１２の硬化が行なわれ、透明樹脂層１２ｂが形成される。
例えば、従来の数字表示器では、透明樹脂材料の硬化は、８５℃で約３時間、その後１１０℃で３時間維持することにより、行なわれているが、本発明実施形態においては、透明樹脂材料の硬化は、例えば６０℃で約４時間、その後１１０℃で３時間維持することにより、行なわれる。
【００３０】
最後に、透明樹脂材料１２が硬化した後、ランプハウス１０を恒温槽から取り出して、モールド用テープ１１を取り外すと共に、リードフレーム１４の連結部１４ｂを各ランプハウス１０毎に切り離す。
これにより、図３に示すように、白色数字表示器２０が完成することになる。      
【００３１】
このように製造された白色数字表示器２０によれば、一対のリードフレーム１４を介してＬＥＤチップ１４ａに駆動電圧を印加することにより、ＬＥＤチップ１４ａが発光し、ＬＥＤチップ１４ａからの光が、透明樹脂層１２ｂを通って、その表面付近に形成された蛍光体層１２ａに入射する。
そして、蛍光体層１２ａ中の蛍光体により、白色光に変換されて外部に出射する。その際、上記蛍光体層１２ａが、ランプハウス１０の数字を構成するセグメント毎に備えられた開口部１０ａ内に形成されていることから、各セグメントがそれぞれ発光部となって白色光を出射することになる。
【００３２】
従って、各セグメントを構成する開口部１０ａ内に位置するＬＥＤチップ１４ａが選択的に駆動されることにより、発光するＬＥＤチップ１４ａの組合せに対応して、各セグメントが選択的に発光部となり、任意の数字が発光表示されることになる。
その際、ランプハウス１０の開口部１０ａを除く領域が前述したように濃色に着色されていることにより、非発光部が黒色または灰色等の濃色となるので、発光部と非発光部との間のコントラストがはっきりとして、発光表示による数字の視認性が向上することになり、表示品位が向上する。
【００３３】
さらに、ランプハウス１０の表示面である表面には、従来のような白色変換フィルムや拡散フィルムが貼り付けられていないので、使用に伴ってフィルムが剥がれるようなことはなく、またディップハンダ付けも可能であり、従来のモールドタイプの数字表示器と同様に取り扱うことが可能である。
【実施例２】
【００３４】
図４は、本発明による白色数字表示器の製造方法の第二の実施形態により製造された白色数字表示器の構成を示している。
図４において、白色数字表示器３０は、図１乃至図３に示した白色数字表示器２０と同様に製造されており、ランプハウス１０の開口部１０ａの内側壁面の形状のみが異なる構成になっている。
ここで、ランプハウス１０の開口部１０ａの内側壁面は、ランプハウスの表面に対してほぼ垂直に延びている。
【００３５】
このような構成の白色数字表示器３０によれば、図１乃至図３に示した白色数字表示器２０と同様に作用すると共に、内側壁面により画成される開口部１０ａが、上下方向に関して同じ形状であることから、ランプハウス１０の開口部１０ａ内に透明樹脂材料１２を注入する際に、蛍光体の沈降により形成される蛍光体層１２ａが、開口部１０ａの表面全体に亘って均一に沈降することにより、均一の濃度または厚さで形成されることになる。
【００３６】
ところで、図１乃至図３に示した白色数字表示器２０の場合には、図５に示すように、上記開口部１０ａが表面に向かって拡大していることから、ランプハウス１０の開口部１０ａ内に透明樹脂材料１２を注入する際に、開口部１０ａの周辺付近で透明樹脂材料１２が周囲に広がることになり、蛍光体の沈降により形成される蛍光体層１２ａが、周辺付近で薄くなり、または蛍光体濃度が低下することになる。
従って、蛍光体層１２ａが比較的薄い場合、あるいは透明樹脂材料１２中の蛍光体濃度が比較的低い場合に、上述した影響が顕著に現われることになり、開口部１０ａの周辺付近で、蛍光体の量が低下し、蛍光体による白色変換が不足することにより、青みがかった光になってしまう。
【００３７】
ところで、図４による白色数字表示器３０においては、蛍光体層１２ａの厚さまたは蛍光体濃度が均一となることから、前述したような開口部１０ａの周辺付近における色ムラが発生するようなことはなく、開口部１０ａ即ちセグメント全体で均一な白色光が得られることになる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
上述した実施形態においては、ＬＥＤチップから出射する青色光または紫外光を蛍光体層１２ａの蛍光体により白色に変換するようにしているが、これに限らず、ＬＥＤチップから出射する光を白色光に変換できれば、任意の発光色のＬＥＤチップそして蛍光体を選択することが可能である。
また、上述した実施形態においては、白色数字表示器２０，３０を製造する場合について説明したが、これに限らず、例えば文字のセグメントに対応する開口部を備えたランプハウスを使用して、各セグメントに対応してＬＥＤチップを設けることにより、白色文字表示器としても構成することが可能である。
さらに、上述した実施形態においては、ＬＥＤチップ１４ａに駆動電圧を供給するためにリードフレーム１４が使用されているが、これに限らず、他の電極部材、例えばリードピン付き基板を使用するようしてもよいことは明らかである。      
【００３９】
このようにして、本発明によれば、表示のコントラストを向上させると共に、簡単な構成により低コストで製造され得るようにした、白色表示器の製造方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による白色数字表示器の製造方法の第一の実施形態における第一及び第二の段階を示す概略斜視図である。
【図２】本発明による白色数字表示器の製造方法の第一の実施形態における第三の段階を示す図である。
【図３】図１及び図２に示した製造方法により製造された白色数字表示器の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明による白色数字表示器の製造方法の第一の実施形態により製造された白色数字表示器の構成を示す概略断面図である。
【図５】図３の白色数字表示器における色ムラの発生を示す説明図である。
【図６】従来の白色数字表示の一例の構成を示す（Ａ）概略斜視図及び（Ｂ）分解斜視図である。
【図７】従来の白色数字表示の他の例の構成を示す（Ａ）概略斜視図及び（Ｂ）分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    ランプハウス
１０ａ  開口部
１１    モールド用テープ
１２    透明樹脂材料
１２ａ  蛍光体層
１２ｂ  透明樹脂層
１３    注入手段
１４    リードフレーム
１４ａ  ＬＥＤチップ
１４ｂ  連結部
２０，３０  白色数字表示器
【図１】
2006165416.tif 000003
【図２】
2006165416.tif 000004
【図３】
2006165416.tif 000005
【図４】
2006165416.tif 000006
【図５】
2006165416.tif 000007
【図６】
2006165416.tif 000008
【図７】
2006165416.tif 000009