(57)【要約】【課題】各種の表示パターンを集積した極めて薄い集積表示装置を実現すること。【解決手段】多数の発光ダイオードを配列して、各種の表示を集積化した集積表示装置である。発光ダイオードからの光を透過する表示パターンと、表示パターン以外の領域を遮光する遮光部２１０ｂとを有し、裏面に、発光ダイオードに給電するための配線パターン２１０ｃが形成され、表示装置の前面に配置される意匠板２１０と、意匠板２１０の裏面上に配設され、配線パターンに接続された発光ダイオード２０１と、意匠板の裏面から発光ダイオードを封止する封止樹脂２０５と、封止樹脂の裏面及び意匠板の裏面と接合し、少なくとも表示パターンに対応する領域に反射部材２０６が形成された裏面シート２０７とを有し、意匠板の少なくとも表示パターンの領域、又は、封止樹脂には、蛍光体または光拡散材料が混入されている。【選択図】図６
2008288440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の発光ダイオードを配列して、各種の表示を集積化した集積表示装置において、
前記発光ダイオードからの光を透過する表示パターンを有し、表示装置の前面に配置される意匠板と、
前記発光ダイオードが配置される回路基板と、
前記発光ダイオードを封止し、蛍光体または光拡散材料が混入されている封止樹脂と、
前記発光ダイオードの搭載部の底面に配設された光反射部材と、
前記封止樹脂を側方から囲み、前記表示パターンの輪郭に沿って形成された黒色又は暗色の遮光性枠体と、
を有する集積表示装置。
【請求項２】
多数の発光ダイオードを配列して、各種の表示を集積化した集積表示装置において、
前記発光ダイオードからの光を透過する表示パターンと、該表示パターン以外の領域を遮光する遮光部とを有し、裏面に、前記発光ダイオードに給電するための配線パターンが形成され、表示装置の前面に配置される意匠板と、
前記意匠板の裏面上に配設され、前記配線パターンに接続された前記発光ダイオードと、
前記意匠板の裏面から発光ダイオードを封止する封止樹脂と、
前記封止樹脂の裏面及び前記意匠板の裏面と接合し、少なくとも前記表示パターンに対応する領域に反射部材が形成された裏面シートと
を有し
前記意匠板の少なくとも前記表示パターンの領域、又は、前記封止樹脂には、蛍光体または光拡散材料が混入されていることを特徴とする集積表示装置。
【請求項３】
多数の発光ダイオードを配列して、各種の表示を集積化した集積表示装置において、
前記発光ダイオードからの光を透過する表示パターンと、該表示パターン以外の領域を遮光する遮光部とを有し、裏面に、前記発光ダイオードに給電するための配線パターンが形成され、表示装置の前面に配置される意匠板と、
前記意匠板の裏面上に配設され、前記配線パターンに接続された第１の発光ダイオードと、
前記意匠板の裏面に対して所定間隔を隔てて、裏面側に設けら、前記意匠板側の面である第１面上に配線パターンが形成された基板と、
前記基板上の前記第１面上に設けられた第２の発光ダイオードと、
前記意匠板と前記基板との間に充填されて、前記第１の発光ダイオード及び前記第２の発光ダイオードを封止し、蛍光体または光拡散材料が混入された封止樹脂と、
前記封止樹脂を側方から囲い込んで拘持する黒色又は暗色の遮光性枠体と、
を有することを特徴とする集積表示装置。
【請求項４】
前記意匠板の少なくとも前記表示パターンの領域には、蛍光体または光拡散材料が混入されていることを特徴とする請求項３に記載の集積表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１乃至十数個の発光ダイオードを用いて、各種の多数の表示を集積化した薄型の集積表示装置に関する。本発明は、点灯及び非点灯の切替により、各種装置の電源のオンオフ又は作動状況の表示や、温度、エンジン回転数、燃費などの数値を表示するようにした集積表示装置に関する。たとえば、車両のインスツルメントパネルにおいて、車両の各種の動作状態、空調装置の動作状態、オーデオ機器の動作状態など、車載装置の動作状態を表示する集積表示装置に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム系の青色及び緑色発光ダイオードが比較的安価に提供されるようになり、ガリウムヒ素系の赤色発光ダイオードと併せて発光ダイオードの３原色が揃い、フルカラーのディスプレイマトリクスやフルカラーの表示装置が多種開発されている。例えば特許文献１には、光取り出し領域が１つのキャラクター（図柄）を形成するようにした、複数個の発光ダイオードを用いた携帯電話の表示装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−５１１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１においては、回路配線基板に発光ダイオードを配設した上、他の表示領域に発光が漏れないように隔壁部を設ける構造としている。このような構成では、十分に薄い表示装置が構成できない。
【０００４】
そこで本発明者らは、全く新しい発想により、十分に薄い表示装置を着想し、一つの意匠板に各種の表示を集積化することで、コンパクトな実装密度の高い表示装置を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、多数の発光ダイオードを配列して、各種の表示を集積化した集積表示装置において、発光ダイオードからの光を透過する表示パターンを有し、表示装置の前面に配置される意匠板と、発光ダイオードが配置される回路基板と、発光ダイオードを封止し、蛍光体または光拡散材料が混入されている封止樹脂と、発光ダイオードの搭載部の底面に配設された光反射部材と、封止樹脂を側方から囲み、表示パターンの輪郭に沿って形成された黒色又は暗色の遮光性枠体とを有する集積表示装置である。
【０００６】
意匠板は、表示パターンにおいて遮光性ではないことを必要とするが、表示パターンの領域に蛍光体又は光拡散材料が分散されていても良い。また、その表示パターンの領域は、必ずしも光に対して高透過性である必要は無い。また、表示パターンの領域以外の遮光部は、完全に光を透過させない場合の他、表示パターンの領域よりは、光の透過度が低い、半透明な状態も含む。遮光部は、光反射材と光吸収材のいずれから成るものをも含む。例えば、遮光部に光反射材を用いる場合は、視覚の面から、視認側（表示装置の表面側）には光吸収材を設けることが好ましい。意匠板は、視覚的効果を狙って、いわゆるスモーク状となったものや、着色されたものなどを用いることができる。
【０００７】
表示パターンの形状は任意でよく、例えば、矩形などからなる辺状のものであっても、１桁の数値の表示が８字形セグメント形式のもの、ドット状のものであってもよい。また、発光パターンの１つの発光セグメントは、複数のＬＥＤからの光により表示されるものであっても良い。また、これらの発光セグメントは、必ずしもマトリックス状に整列させて配列する必要はない。また、上記の遮光性枠体の材料としては、透光性が十分に低い材料が望ましく、その色は、特に黒色かまたは極力黒色に近い色であることが望ましい。また、上記の光反射部材は、光を反射し易いものであれば何でもよく、例えば上記の底面上に印刷した白色塗料や銀色塗料や蛍光塗料などで構成してもよい。また、白色の反射性レジスト膜や、塗布または蒸着された金属薄膜などで構成してもよい。また、光反射部材は、回路基板上に成膜された配線や電極などの金属層や、放熱用の金属板などと兼ね合わせて構成してもよい。また、発光ダイオードの搭載部の底面は、必ずしも平面である必要はなく、例えば反射集光作用を奏する凹面形状などであってもよい。また、発光ダイオードを装着する回路基板は、それ自身を白色の絶縁基板から形成したり金属基板から形成したりすることによって、上記の光反射部材を回路基板と一体に構成してもよい。ただし、これらの場合には、回路基板上の表示パターンに対応する領域以外の領域は、黒色又は暗色に塗装したり、黒色又は暗色のシートを被せたりすることが望ましい。
【０００８】
また、封止樹脂は、必ずしも光に対して高透過性である必要は無い。蛍光体とは例えば発光ダイオードの発光波長を変換するものを言い、発光ダイオード自身の発光波長の光と、蛍光体による変換された発光波長の光が合わさって、他の色調に視認できるものを想定するものである。光拡散材料は、発光ダイオードから直線方向にのみ光を取り出すのではなく、表示パターンが、いずれの方向からも発光しているように視認できるようにするものである。用いる蛍光体としては、一般の発光ダイオードによる照明や表示装置等に用いられている公知のもの等を使用することができる。また、光拡散材料には、一般のテレビ、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーションシステム、携帯電話等の液晶ディスプレー装置に用いられている公知のもの等を使用することができる。また、光拡散材料の代わりに光拡散フィルムなどを用いてもよい。発光ダイオードの構成と回路基板の回路配線との接続方法は任意である。また、遮光部は、意匠板の前面、裏面に、遮光フィルムを添付したり、遮光塗料をスクリーン印刷したり、板の内部に遮光フィルムを内在させたり、板自体に遮光性粒子を混入させて、形成されていても良い。
【０００９】
第２の発明は、多数の発光ダイオードを配列して、各種の表示を集積化した集積表示装置において、発光ダイオードからの光を透過する表示パターンと、該表示パターン以外の領域を遮光する遮光部とを有し、裏面に、発光ダイオードに給電するための配線パターンが形成され、表示装置の前面に配置される意匠板と、意匠板の裏面上に配設され、配線パターンに接続された発光ダイオードと、意匠板の裏面から発光ダイオードを封止する封止樹脂と、封止樹脂の裏面及び意匠板の裏面と接合し、少なくとも表示パターンに対応する領域に反射部材が形成された裏面シートとを有し、意匠板の少なくとも表示パターンの領域、又は、封止樹脂には、蛍光体または光拡散材料が混入されていることを特徴とする集積表示装置である。
【００１０】
意匠板の構成については、第１の発明と同様である。本発明では、意匠板の裏面に、配線パターンが形成されている。配線パターンは、透明材料を用いることが望ましいが、不透明材料の金属膜を用いても良い。意匠板に、蛍光体又は光拡散材料を分散する場合には、表示パターンの領域のにみ、分散させるものの他、遮光部にも分散させても良い。意匠板の厚さ方向に均一に蛍光体又は光拡散材料が分散されたものに限定されず、厚さ方向の表面側又は裏面側の一方側に集中して、蛍光体又は光拡散材料が分散されていても良い。さらに、意匠板を基板とこれに接合するフィルムとで構成して、そのフィルムに、蛍光体又は光拡散材料を混入したものであっても良い。蛍光体、光拡散材料は、意匠板の少なくとも表示パターンの領域、又は、封止樹脂に、混入される。これにより、表示パターンの各セグメントは、発光ダイオードの点状発光にも係わらず、一様な明るさで表示することができる。反射部材は、発光ダイオード及び封止樹脂を覆うものであり、少なくとも表示パターンが形成されている領域に、形成されている。これは、発光ダイオードからの発光を反射部材により意匠板の側に反射させて、表示パターンの明度を向上させるものである。他の構成は、第１の発明と同様である。
【００１１】
第３の発明は、多数の発光ダイオードを配列して、各種の表示を集積化した集積表示装置において、発光ダイオードからの光を透過する表示パターンと、該表示パターン以外の領域を遮光する遮光部とを有し、裏面に、発光ダイオードに給電するための配線パターンが形成され、表示装置の前面に配置される意匠板と、意匠板の裏面上に配設され、配線パターンに接続された第１の発光ダイオードと、意匠板の裏面に対して所定間隔を隔てて、裏面側に設けら、意匠板側の面である第１面上に配線パターンが形成された基板と、基板上の第１面上に設けられた第２の発光ダイオードと、意匠板と基板との間に充填されて、第１の発光ダイオード及び第２の発光ダイオードを封止し、蛍光体または光拡散材料が混入された封止樹脂と、封止樹脂を側方から囲い込んで拘持する黒色又は暗色の遮光性枠体とを有することを特徴とする集積表示装置である。
【００１２】
本発明は、第１の発明と第２の発明とを組合せた構造であり、第１の発光ダイオードは、意匠板の裏面に配設されており、第２の発光ダイオードは、意匠板の平行に配置された基板上に配置されている。各構成は、第１の発明及び第２の発明で説明したものと同様である。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、意匠板の少なくとも表示パターンの領域には、蛍光体または光拡散材料が混入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明においては、意匠板の表示パターンにより、各種の表示を集積することができる。また、表示パターンの輪郭に沿って、黒色又は暗色の遮光性枠体が形成されているので、表示パターン（各表示セグメント）間の干渉を防止できる。すなわち、非表示セグメントが、隣接セグメントの発光ダイオードによる光の漏光により薄明るく点灯するということが防止される。また、封止樹脂には、蛍光体または光拡散材料が混入されているので、発光ダイオードが点状発光であっても、表示パターンの各セグメントの全体を一様な明るさで点灯することができる。本発明は、このような構成を採用しているので、多数の表示を集積させた薄い表示装置を実現することができる。よって、本発明の集積表示装置は、自動車のインスツルメントパネル、コンソールボックスなどに配設することができる。
【００１５】
第２の発明においては、意匠板の裏面に発光ダイオードを配設したので、集積表示装置を極めて薄く構成することができる。意匠板の裏面に発光ダイオードを配設し、意匠板の前面を光取り出し面とすると、発光ダイオードの厚さと意匠板の厚さを加えたのみの、極めて薄い表示装置が形成できる。尤も、発光ダイオードをワイヤボンディングした場合や封止樹脂を形成するなどして当該表示装置の厚さは若干厚くなるものの、極限に薄い表示装置であることには変わりない。
【００１６】
単に、透明板の一方の面に発光ダイオードを配設しても、当該発光ダイオード自身の点発光が視認されてしまうのみである。そこで意匠板の少なくとも表示パターンの領域に蛍光体又は光拡散材料を分散させる（透明板の前面又は裏面に、蛍光体又は光拡散材料が分散されたフィルムを接合した意匠板を含む）か、発光ダイオードを封止する封止樹脂に蛍光体又は光拡散材料を分散させることにより、表示パターンのセグメントの全体が、一様に発光するか、発光ダイオード単色での色とは異なる色調で、一様な色調及び明度で発光させることができる。これにより、薄型の集積表示装置の表示品質を向上させることができる。
【００１７】
発光ダイオードを覆うように反射膜を設けると、光取り出し側とは反対側に漏れる光を光取り出し側に導くことができ、発光ダイオードの発する光を有効活用することができる。
【００１８】
第３の発明は、第１の発明と第２の発明とを組合せたものであり、一つの集積表示装置において、発光ダイオードの配設位置を２段階とすることができ、発光ダイオードの集積度を向上せることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１に本実施例１の集積表示装置１００の構成を示す。（ａ）は、集積表示装置１００の前面から見た意匠板３０の平面である。本集積表示装置１００は、空調装置の動作状態を示す表示装置である。意匠板３０の表面には、光を透過する表示パターン３２−４３が形成されている。表示パターン３２、３６、４２は、吹き出し温度、車室外温度、吹き出し温度の数値を表示する８字形セグメント形の表示パターンである。表示パターン３４は、風量を棒グラフで示すパターンであり、表示パターン３３、４３、３５、３７、３９、４０、４１は、表示の意味を示す固定パターンである。また、表示パターン３８は、吹き出し方向を示すパターンである。また、表示パターンは、点灯と消灯の一単位である一又は複数のセグメントから構成されている。たとえば、表示パターン３２は、１桁の数値が、７つのセグメント３２ａ、３２ｂなどから構成されており、表示パターン３４は、４つのセグメント３４ａ、３４ｂなどから構成されている。また、表示パターン３３、４３、３５、４４、３７、３８、３９、４０、４１は、一つのセグメントから構成されている。
【００２１】
図１（ｂ）は、意匠板３０表示パターンを投影した回路基板１の平面図である。図１（ｃ）は、回路基板１の側面図である。図１（ｄ）は、回路基板１の平面図である。回路基板１上には、各表示パターンの輪郭、すなわち、各セグメントの輪郭に沿って、遮光性枠体４が形成されている。この遮光性枠体４については、後に、詳述する。図１（ｄ）の外形線が、遮光性枠体を示している。また、各セグメントに配設された発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記す）３が点で示されている。図１（ｃ）に示すように、回路基板１には、各ＬＥＤ３に給電するためのリードピン４７、４９、５１を有したコネクタ４６、４８、５０が配設されている。
【００２２】
次に、表示パターンの一構成要素であるセグメントの構成について、詳しく説明する。図２は、一つの表示パターンの一例である８字形セグメントを示し、図３は、その表示パターンを構成する一つのセグメントを示す平面図、図４は、その表示パターンを構成する複数のセグメントのうち、２つのセグメントの断面図を示す。
【００２３】
回路基板１は、絶縁性基板の上にプリント配線を施したものである。ただし、本回路基板１上におけるプリント配線の配線パターン構成については図３、図４に図示し、本図２では省略した。この集積表示装置１００は、８の字型或いは日の字型に構成された計３つの算用数字表示ユニットα，β，γを左から順に並べたもので、各算用数字表示ユニットはそれぞれ、７つの長細い六角形の発光セグメント１０から構成されている。各発光セグメント１０には、それぞれ２つずつＬＥＤ３が配設されており、一つの発光セグメント１０に用いられるその２つのＬＥＤ３は同時に点灯及び消灯するが、各発光セグメント１０の点灯及び消灯は、それぞれ互いに独立に駆動制御される。このため、この集積表示装置１００を用いれば、１桁、２桁、または３桁の任意の整数を表示パターンとして表示することができる。
【００２４】
プリント配線２ａ，２ｂは、回路基板１上にプリントされた薄板状の銅箔から形成されている。これらのプリント配線２ａ，２ｂは、２つのＬＥＤ３に対する給電経路を確保するためのものであるが、同時に本発明の光反射部材をも兼ねて構成されている。
エポキシ樹脂またはシリコン樹脂からなる黒色の遮光性枠体４は、回路基板１、プリント配線２ａまたはプリント配線２ｂの上に印刷したものであり、例えば、スクリーン印刷及びその乾燥を多数回繰り返して重ねることによって、十分な高さと遮光作用を有する遮光性枠体４を回路基板１の上に積層形成することができる。この遮光性枠体４は、発光パターンの輪郭、すなわち、各セグメントの輪郭に沿って形成されている。
【００２５】
青色発光のＬＥＤ３は、図４に示す様に、サファイア基板３ａの上に多層構造の半導体結晶層３ｂを積層したものであり、更にこの半導体結晶層３ｂ自身は、 III族窒化物系化合物半導体の結晶層を多重に積層したものからなる。サファイア基板３ａの裏面は、半田５でプリント配線２ｂ上に接合されている。即ち、このＬＥＤ３は、フェイスアップ型の青色発光の半導体発光素子からなり、そのｎ電極はボンディングワイヤー６で、プリント配線２ｂに接続されている。また、そのｐ電極は他のボンディングワイヤー６で、プリント配線２ａに接続されている。
【００２６】
図３に示す２つのＬＥＤ３を囲い込む様に隔壁状に形成された黒色の遮光性枠体４は、一つの発光セグメント１０の輪郭に沿って封止樹脂７を側方から囲い込んで拘持する様に配置されている。この封止樹脂７は、透明のエポキシ樹脂またはシリコン樹脂からなり、この封止樹脂７には、青色光を黄色光に変換する蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）及び拡散剤が混入されている。この封止樹脂７は、ポッティングによってＬＥＤ搭載部（凹部）に注入したものである。このため、ＬＥＤ３から直接出力される青色光と、蛍光体に衝突して黄色に変換されてから間接的に出力される黄色光は、拡散剤で適度に拡散されて白色に混合されて発光セグメント１０の上方へ出力される。
【００２７】
なお、ＬＥＤ３の搭載部の底面、即ち、遮光性枠体４の枠内におけるプリント配線２ａ、２ｂが配設されている回路基板１の上面は、集光作用を奏する様に該枠内において若干凹面形状に形成してもよい。
なお、遮光性枠体４の直下における回路基板１の上面の色は任意でよいが、回路基板１の上面の色は、遮光性枠体４の枠内では白色または光沢色（これにより光反射部材が構成されている）であることが望ましく、遮光性枠体４の枠外では黒色または暗色であることが望ましい。例えば、図４の絶縁被膜ｆは、スクリーン印刷によって黒色に印刷された樹脂被膜からなるが、このような反射防止膜を遮光性枠体４の枠外に配置することにより、発光セグメント１０の視認性を効果的に向上させることができる。
【００２８】
遮光性枠体４の上部と封止樹脂７の上部には、意匠板３０が結合されている。意匠板３０は、樹脂シート６１と保護板６０とで構成されている。樹脂シートは、厚さ０．３ｍｍの透明なポリカボネートから成り、その表面に、表示パターンの領域を除いた遮光部に黒色の塗料がスクリーン印刷されている。これにより、光を透過する表示パターンが形成されている。また、保護板６０は、厚さ１ｍｍのアクリル板から成り、外部からの光が入射して、内部で散乱されないように、スモーク処理がされている。スモーク処理された保護板６０は、ハーフミラーの光学的作用を奏する程度に透光性が確保されており、かつ、その中には光拡散材料が混入されている。
【００２９】
ただし、スモーク処理された保護板６０は、有色樹脂であっても良いし、スモークガラス板であっても良い。また、保護板６０に、光拡散材料を混入する代わりに、光拡散フィルムを保護板６０に貼ってもよい。また、これらの光拡散材料や光拡散フィルムには、例えば液晶ディスプレー装置などに用いられている周知の材料を用いることができる。
【００３０】
この様な実装形態に従えば、全ＬＥＤの消灯時には、発光セグメント１０は保護板６０に隠されて見えず、また、何れかのＬＥＤの点灯時には、その点灯だけが、スモーク処理された保護板６０から浮かび上がって見えるため、表示の視認性がよい。また、保護板６０に混入された光拡散材料により、発光表示が適度に拡散されるため、該表示を斜視した場合にも、高い視認性を得ることができる。即ち、この表示部を斜視してもその表示内容を確認することが容易となる。
なお、図４では、セグメントとセグメントの間の隣接する遮光性枠体４間には、封止材が存在しないが、この領域にも封止樹脂を充填しても良い。
【００３１】
以上の様な構成に従えば、ＬＥＤ３からの発光は、隣の発光セグメント１０には漏れ難くなるため、従来よりも視認性の高い良好なコントラストを実現することができる。また、発光の一部は、光反射部材（銅製のプリント配線２ａ，２ｂ）によって反射されて上方に出力されるので、同時に高輝度を実現することができる。
また、この様な遮光性枠体４の形成精度は、上記の印刷精度にしか拘束されないので、非常に高い密度で、これらの発光セグメント１０を配列させることも可能となる。また、以上の様な構成に従えば、リードフレームなどが必要なく、回路基板１にＬＥＤ３を直接搭載（チップオンボード化）できるため、所望の集積表示装置の薄型化を効果的に図ることができる。
なお、図４のボンディングワイヤー６は、図３の横方向（ＡＡ′断面方向）に張られているが、これらは図３の縦方向にそれぞれ配線する様にしてもよい。これらの配線レイアウトの最適化により、発光セグメント１０を更に小形化することも可能である。
【００３２】
なお、遮光性枠体４は、スクリーン印刷で形成したが、図５に示すように、遮光性枠体８を板材で構成しても良い。この板材（遮光性枠体８）は、アクリルまたはポリカーボネートからなり、黒色の平板状に形成されている。ただし、ＬＥＤ３の搭載部（凹部）を形成するために、この板材には、各セグメントのＬＥＤ３が搭載される領域に貫通孔８ａが形成されている。この集積表示装置では、回路基板１を白色（光反射部材を構成する）の樹脂基板から構成してもよい。遮光性枠体８（板材）は、十分な厚さを有する黒色の樹脂から形成することができるので、その表面及び裏面での光の反射や該表裏面間における光の透過は生じ難く、また、回路基板１を白色基板とすることによって、光反射部材（銅製のプリント配線２ａ，２ｂ）の反射作用をその背後から補うことができる。
【００３３】
また、回路基板１として、上面に絶縁膜が積層された金属基板を用いても良い。この場合には、高い反射作用と共に、高い放熱作用を同時に効果的に確保することができる。また、この場合には、その金属基板を例えば銅板とし、かつ、銅製のプリント配線２ａ，２ｂの何れか一方の下だけに、上記の絶縁膜を積層する様にしてもよい。これにより、他方のプリント配線とこの金属基板とを一体に構成することができ、かつ、電流密度の低減や熱伝導効率の向上によって、更に放熱作用も向上する。
【実施例２】
【００３４】
図６は、本発明の具体的な第２の実施例に係る集積表示装置２００の要部を示す断面図である。図６では、表示パターンを構成する隣接する２つのセグメントの断面が表示されている。集積表示装置２００は、光拡散材料が分散された基板部２１０ａと回路配線２１０ｃと遮光部２１０ｂとから成る意匠板２１０、III族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤ２０１、及び、ワイヤボンディング２０３ｎ及び２０３ｐから成る。遮光部２１０ｂは、基板部２１０ａの表面に黒色塗料をスクリーン印刷して形成されている。なお、遮光部２１０ｂは、表示パターンの透光領域は透明、他の遮光部は不透明であるフィルムを基板部２１０ａの表面に接着したものであっても良い。III族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤ２０１は、絶縁性基板２２０と、ｎ型III族窒化物系化合物半導体領域２２１ｎと、ｐ型III族窒化物系化合物半導体領域２２２ｐとをこの順に有する。図６では発光領域をｎ型III族窒化物系化合物半導体領域２２１ｎと、ｐ型III族窒化物系化合物半導体領域２２２ｐとに挟まれた太線Ａで示した。この発光領域Ａは、ｐｎ界面の他、単層、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造の発光層としうるものであって、簡略に示したものである。図６では省略したが、ｎ型III族窒化物系化合物半導体領域２２１ｎとワイヤボンディング２０３ｎとの間にはｎ電極が、ｐ型III族窒化物系化合物半導体領域２２２ｐとワイヤボンディング２０３ｐとの間にはｐ電極が形成されている。また、図６では回路配線２１０ｃが基板部２１０ａの裏面でIII族窒化物系化合物半導体発光素子２０１が配置されていない大部分の面積を覆うかのように記載したが、回路配線２１０ｃは、III族窒化物系化合物半導体発光素子２０１に通電可能なように形成されれば良い。
【００３５】
また、ＬＥＤ２０１は、封止樹脂２０５をポッティングすることで、封止されている。この封止樹脂２０５には、光拡散材料が混入されている。さらに、この封止樹脂２０５の表面と、封止樹脂２０５以外の意匠板２１０の裏面には、高反射性金属から成る反射部材２０６が蒸着された裏面シート２０７が貼付されている。なお、反射部材２０６は、裏面シート２０７の全面に一様に形成しても良いが、表示パターンの透光部Ｂに対応する領域にのみ形成されていても良い。
【００３６】
図６の集積表示装置２００においては、ＬＥＤ２０１の発光領域（太線）Ａから発せられた光が、意匠板２１０の基板部２１０ａに達すると、基板部２１０ａ内に分散された光拡散材料により、光が拡散することとなる。この結果、意匠板２１０の基板部２１０ａの極めて広い領域が二次的な発光源となったのと同じ状態になる。この光の進行を図６で太線の矢印で示した。即ち、発光領域（太線）Ａからの光が基板部２１０ａ内で様々な方向に拡散することとなる。こうして、最終的には、遮光部材２１０ｂで覆われていない、表示パターンの光透過領域Ｂ全体が、あたかも発光しているように視認される。このように、図６の集積表示装置２００は、光拡散材料が分散された基板部２１０ａにより、点光源であるIII族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤ２０１の発光が、表示パターンの光透過領域Ｂ全体からの発光であるように視認できる。そのまま図内の上方向に透過する。
【００３７】
一方、発光領域（太線）Ａから発せられた光が、直接又は高反射性金属から成る反射部材２０６にて反射された後に封止樹脂２０５に混合された光拡散材料に到達すると、この光拡散材料により、光が拡散する。この結果、意匠板２１０の下部の極めて広い領域が二次的な発光源となったのと同じ状態になる。これを図６で太線の矢印で示した。即ち、発光領域（太線）Ａからの光が封止樹脂２０５内で様々な方向に拡散する。こうして、最終的には、遮光部２１０ｂで覆われていない、発光パターンの光透過領域Ｂ全体が、あたかも発光しているように視認される。
【００３８】
このように、図６の集積表示装置２００は、光拡散材料が分散された封止樹脂２０５と、光拡散材料が分散された意匠板２１０の基板部２１０ａとにより、点光源であるＬＥＤ２０１の発光が、表示パターンの透光部である光透過領域Ｂ全体からの発光であるように視認できる。よって、遮光部２１０ｂを所望形状にすることで、所望の形状に形どられた光透過領域Ｂの集積表示装置とすることが可能となる。
【００３９】
なお、上記実施例では、意匠板２１０の基板部２１０ａと、封止樹脂２０５の双方に、光拡散材料を分散させたが、何れか一方に、光拡散材料を分散させるものであっても良い。また、光拡散材料に代えて蛍光体を、少なくとも何れか一方に、分散させても、光拡散材料と蛍光体との双方を、少なくとも何れか一方に分散させても良い。なお、回路配線２１０ｃは、意匠板２１０の周辺部まで配線されており、その周辺部に外部端子が接続されている。
【実施例３】
【００４０】
図７は、本発明の具体的な第３の実施例に係る集積表示装置３００の要部を示す断面図である。集積表示装置３００は、光拡散材料が分散された基板部３１０ａと回路配線３１０ｃと遮光部３１０ｂとから成る意匠板３１０については図６の集積表示装置２００と同様のものを用いる。一方、図７の集積表示装置３００はIII族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤ３０２を、フリップチップで構成して、そのバンプ電極を回路配線３１０ｃに接続している。即ち、図７の集積表示装置３００に用いるＬＥＤ３０２は、基本的には図６のIII族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤ２０１と同様に、絶縁性基板３２０と、ｎ型III族窒化物系化合物半導体領域３２１ｎと、ｐ型III族窒化物系化合物半導体領域３２２ｐとをこの順に有し、ｎ型III族窒化物系化合物半導体領域３２１ｎと、ｐ型III族窒化物系化合物半導体領域３２２ｐとに挟まれた発光領域（太線）Ａを有する。ｐ型III族窒化物系化合物半導体領域３２２ｐは図示しないｐ電極を介して回路配線３１０ｃと接続され、ｎ型III族窒化物系化合物半導体領域３２１ｎは図示しないｎ電極と、バンプ３０３ｂを介して回路配線３１０ｃと接続されている。尚、図示しないｐ電極は透光性の薄膜電極であるものとする。
【００４１】
また、ＬＥＤ３０２は、封止樹脂３０５をポッティングすることで、封止されている。この封止樹脂３０５には、光拡散材料が混入されている。さらに、この封止樹脂３０５の表面と、の封止樹脂３０５以外の意匠板３１０の裏面には、高反射性金属から成る反射部材３０６が蒸着された裏面シート３０７が貼付されている。なお、反射部材３０６は、裏面シート３０７の全面に一様に形成しても良いが、表示パターンの透光部Ｂに対応する領域にのみ形成されていても良い。
【００４２】
本実施例の装置において、光の反射や、封止樹脂３０５に混入された光拡散材料による光散乱、基板部３１０ａに混入された光拡散材料による光散乱は、図６における実施例２と同一機構である。また、本実施例においても、実施例２と同様に、意匠板３１０の基板部３１０ａと、封止樹脂３０５の双方に、光拡散材料を分散させたが、何れか一方に、光拡散材料を分散させるものであっても良い。また、光拡散材料に代えて蛍光体を、少なくとも何れか一方に、分散させても、光拡散材料と蛍光体との双方を、少なくとも何れか一方に分散させても良い。なお、回路配線３１０ｃは、意匠板３１０の周辺部まで配線されており、その周辺部に外部端子が接続されている。
【００４３】
〔実施例２、３における基板部の変形例〕
図６、７の基板部２１０ａ、３１０ａ内に分散された光拡散材料に替えて、蛍光体を用いると、III族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤ２０１、３０２の発光波長と異なる波長の光を当該蛍光体から発することが可能となる。例えば、III族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤ２０１、３０２の発光波長を青色領域とし、この発光波長の光を吸収して黄色の蛍光を発する蛍光体を用いれば、光透過領域Ｂから白色発光を得ることも可能である。或いは、ＬＥＤ２０１、３０２の発光波長を紫外領域とし、この発光波長の光を吸収して任意色の蛍光を発する蛍光体を用いれば、光透過領域Ｂから任意色の発光を得ることも可能である。この際、蛍光色の異なる蛍光体を混合すると、更に色調の調整が容易となる。更には、図６、７の基板部２１０ａ、３１０ａとして着色された板材を用いれば、ＬＥＤの色調を変化させることも可能である。
【００４４】
〔遮光部の変形例〕
遮光部２１０ｂ、３１０ｂは、基板部２１０ａ又は３１０ａに直接設けられるのでなく、透明な材料から成る薄膜（フィルム）に例えば印刷等により設けて、その後、基板部２１０ａ又は３１０ａに、遮光部２１０ｂ、３１０ｂを設けた透明な材料から成る薄膜（フィルム）を接着することとしても良い。
【００４５】
また、透明な材料から成る基板部２１０ａ、３１０ａに、光拡散材料を有する薄膜（フィルム）を接着して、光拡散材料を表面に有する意匠板を形成しても良い。この際、光拡散材料を有する薄膜（フィルム）を接着する側は、遮光部２１０ｂ、３１０ｂを形成する光取り出し側としても良く、逆に回路配線２１０ｃ、３１０ｃを形成する側としても良い。いずれの場合も透明な材料から成る基板部２１０ｂ、３１０ｂに光拡散材料を有する薄膜（フィルム）を接着してから遮光部２１０ｂ、３１０ｂや回路配線２１０ｃ、３１０ｃを形成しても良く、逆に、遮光部２１０ｂ、３１０ｂや回路配線２１０ｃ、３１０ｃを形成したのちに光拡散材料を有する薄膜（フィルム）を接着しても良い。導通のための孔あけ等の処置は任意に行われる。
【実施例４】
【００４６】
本実施例は、集積表示装置において、各表示パターン毎、又は、各セグメント毎に、実施例１の構造のものと、実施例２又は３の構造のものを集積化したものである。
図８に、その構成を示す。意匠板３０は、樹脂シート６１と保護板６０とで構成されている。意匠体３０と対向して、それと平行に回路基板１が設けられている。樹脂シート６１、保護板６０、回路基板１、回路基板１上のプリント配線２ａ、２ｂに電気的に接続されるＬＥＤ３（第２の発光ダイオード）、遮光性枠体４、光拡散材料が混入された封止樹脂７の構成は実施例１と同一である。また、意匠板３０の裏面、すなわち、樹脂シート６１の裏面には、回路配線２１０ｃが形成されており、その回路配線２１０ｃにＬＥＤ２０１（第１の発光ダイオード）が電気的に接合されている。そして、そのＬＥＤ２０１は、封止樹脂２０５により封止されている。この封止樹脂２０５には光拡散材料が混入されている。回路配線２１０ｃ、ＬＥＤ２０１、封止樹脂２０５の構成は、実施例２と同一である。
【００４７】
本実施例では、ＬＥＤ３や遮光性枠体４や封止樹脂７を配置した回路基板１と、ＬＥＤ２０１や封止樹脂２０５を配置した意匠板３０を準備し、回路基板１と意匠板３０とを貼り合わせることによって製造される。本実施例は、表示パターンの特徴に応じて、意匠板３０の裏面にＬＥＤを設けたセグメントと、回路基板１上にＬＥＤを設けたセグメントを混在させるようにしている。このため、セグメントの集積密度が向上すると共に、表示パターンに応じた明るさの表示を実現することができる。
【００４８】
以上の実施例に本願発明は限定されるものではない。実施例に挙げた構成を基礎として、入手可能な任意の部材等を用いて適宜変更可能である。例えば、発光素子はIII族窒化物系化合物半導体から成るＬＥＤに限定されるものではなく、赤乃至黄緑色のＧａＡｓ系、ＩｎＰ系の発光素子を用いても良い。導電性のチップ基板を用いた素子を回路配線と接続する場合はこの導電性基板を直接回路配線と接続しても良い。本願発明は、遮光部材を形成されていない領域から成る光透過領域Ｂが最終的に光っているかのように視認されれば良く、回路配線や発光素子及びそれらを導通させるワイヤやはんだ、バンプ等については必ずしも透光性のものを用いなければならないわけではない。光拡散材料は意匠板の基板部と封止樹脂の両方に分散させても良く、更に光拡散材料を有する薄膜（光拡散シート）を光取り出し側に重ねても良い。光拡散材料と蛍光体を併用することは当然本願発明に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、各種の表示パターンを集積した表示装置に用いることができる。たとえば、車両の各種の機器の表示装置として用いるのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の具体的な実施例１に係る集積表示装置１００の構成を示す展開図。
【図２】実施例１の集積表示装置１００の一つの表示パターンを示した平面図。
【図３】実施例１の集積表示装置１００の表示パターンを構成する発光セグメントを示した平面図。
【図４】実施例１の集積表示装置１００の断面図。
【図５】実施例１の集積表示装置の発光セグメントの断面図。
【図６】本発明の具体的な実施例２に係る集積表示装置の断面図。
【図７】本発明の具体的な実施例３に係る集積表示装置の発光セグメントの断面図。
【図８】本発明の具体的な実施例４に係る集積表示装置の断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１…回路基板
４，８…遮光性枠体
７，２０５，３０５…封止樹脂
３０，２１０，３１０…意匠板
１０…発光セグメント
１００，２００，３００，４００…集積表示装置
６０…保護板
６１…樹脂シート
３…ＬＥＤ
２１０ａ，３１０ａ…基板部
２１０ｂ，３１０ｂ…遮光部
２１０ｃ，３１０ｃ…回路配線
２０６，３０６…反射部材
２０７，３０７…裏面シート
Ｂ…光透過領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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