(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面に表面実装型ＬＥＤチップが配列された配線基板と、前記表面実装型ＬＥＤチップを嵌合させる開口を有する複数のマスク部材と、を備えた表示装置であって、
前記複数のマスク部材は、前記配線基板に配列された表面実装型ＬＥＤチップの列と列との間に設けられたチップ列間黒色部と、それらのマスク部材が隣接されて設けられる隙間とが位置合わせされることにより、１つの配線基板に隣接して配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記チップ列間黒色部の幅は、隣接するマスク部材間の隙間よりも大きい請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表面実装型ＬＥＤチップの周辺部に周辺黒色部を有する請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記マスク部材は、樹脂成形体であって、その表面が艶消し処理されている請求項１から３のいずれか一つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に関し、さらに詳しくは多数の表面実装型ＬＥＤチップを有する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤチップを用いた表示装置は、複数のＬＥＤチップを表示パネルに格子状に配置し、表示パネルを複数組合せて配列して表示装置を構成している。表示パネルは、対向する主面を有するプリント配線基板からなり、表示面となる一方の主面には、ＬＥＤチップを駆動させるための配線が形成され、１ドットを構成する１個又は複数個のＬＥＤチップが、例えば１６×１６ドットで格子状に配列されて実装され、非表示面となる他方の主面には、導出された上記配線と接続された駆動ＩＣ等が実装されている。格子状に配列されたＬＥＤチップ群は、駆動ＩＣ等により点灯動作が制御され、入力された情報データに基づいて画像が表示装置に表示される。ここで、ＬＥＤチップには単色発光のもののみ、Ｒ，Ｇの２色、あるいはフルカラー表示を行う場合には、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤチップが用いられている。
【０００３】
また、表示コントラストに関しては、通常のプリント配線基板の表示面の全面に絶縁処理を施した艶消し用の黒色レジスト処理層を形成した表面黒色のプリント配線基板（以下、黒色レジスト配線基板と称す。）を用い、ＬＥＤチップの点灯によるコントラストを改善して良好な表示を確保している。すなわち、基板表面に黒色の遮光層を設けて、ＬＥＤチップ自身が点灯していない時の輝度（以下、暗輝度という。）を低下させることにより、点灯している時の輝度と暗輝度との差を大きくさせ、コントラストを向上させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、黒色レジスト配線基板は、コントラストの向上に寄与する一方、高コストであるという問題がある。また、黒色レジスト処理層を薄くすると、色つやが不均一と成り易く、表示面の遮光性が著しく低下してコントラストが低下するという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、ＬＥＤチップを用いた表示装置において、従来に比べコントラストを低下させることなく、より低コストの表示装置を提供することを目的とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の表示装置は、表示面に表面実装型ＬＥＤチップが配列された配線基板と、前記表面実装型ＬＥＤチップを嵌合させる開口を有する複数のマスク部材と、を備えた表示装置であって、前記複数のマスク部材は、前記配線基板に配列された表面実装型ＬＥＤチップの列と列との間に設けられたチップ列間黒色部と、それらのマスク部材が隣接されて設けられる隙間とが位置合わせされることにより、１つの配線基板に隣接して配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、配線基板上のＬＥＤチップの実装位置の周辺部にチップ周辺黒色部が形成されているので、黒色板状のマスク部材を表示パネルに取付ける際、マスク部材の開口から配線基板の表面が直接露出することがない。そのため、ＬＥＤチップの発光面のみを露出させ、発光面以外の表示面をすべて黒色として、暗輝度を小さくすることができる。これにより点灯時の輝度と非点灯時における輝度との差を大きくして、コントラストを向上させることが可能となる。
また、本発明によれば、表面パネルに、絶縁処理した黒色レジスト材料層を有するプリント配線基板に代えて、緑色レジストで処理したプリント配線基板を用いることができる。さらに、マスク部材は表示パネルと別体で、表示パネルから着脱自在であり、繰返し利用することができるので、生産コストの低減が可能となる。
また、各ＬＥＤチップはマスク部材の各開口内に、発光面のみが発光観測面側に露出するように配置され、周囲はマスク部材により保護されている。そのため、ＬＥＤチップに直接物理的な衝撃が加わることがないので、表示装置の寿命を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の表示装置は、マスク部材が１個の矩形のマスク部材から成り、その１個のマスク部材が１個の表示パネル上に配置されたものを用いることができる。
【００１０】
また、本発明の表示装置は、マスク部材に樹脂成形体を用い、表示パネルの表示面に対向する主面の反対面が艶消し処理されたものを用いることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る表示装置を構成する表示ユニットの構造を示す模式的な分解斜視図である。表示ユニット１は、表示パネル３と、表示パネル３を固定・支持する枠体４と、表示パネル３に着脱可能に保持された１個のマスク部材２と、から成る。表示パネル３の表示面３ｂには、多数の表面実装型ＬＥＤチップ３ａが格子状に実装され、各ＬＥＤチップ３ａの実装位置の周辺部にはチップ周辺黒色部３ｃが形成されている。
【００１２】
表示パネル３は、対向する主面を有する緑色のプリント配線基板から成り、表示面３ｂとなる一方の主面にはＬＥＤチップ３ａを駆動させるための配線が形成され、１ドットを構成する１個のＬＥＤチップ３ａが、１６×１６ドットで格子状配列されて実装されている。他方の主面には、導出された上記配線と接続された図示しない駆動ＩＣやインターフェイス部等が実装されている。
【００１３】
また、マスク部材２は、黒色の板状体から成り、格子状のフレーム２ｂにより、所定のピッチで離間して格子状に配置された１６×１６個の開口２ａを有する。開口２ａは、ＬＥＤチップ３ａと概ね同じピッチとなるように形成されているので、ＬＥＤチップ３ａを位置合わせして、開口２ａに嵌合させ、あるいは開口２ａに係止させることにより、表示面３ｂにマスク部材２を着脱自在に保持させることができる。マスク部材２は、複数のＬＥＤチップ３ａに係止され、平面方向の位置ずれが防止される。これにより、マスク部材の取付精度を向上させることができる。また、マスク部材の周縁部にはフレームと一体化された立下り部から成る外枠２ｃが設けられている。外枠２ｃはマスク部材の平面方向の位置ずれを防止するので、マスク部材の取付精度をさらに向上させることができる。これにより、複数の表示パネルを並べて配置するに際し、隣接する表示パネル同士をより近接させて配置することができるので、隣接する表示パネル間の目地を低減することが可能となる。
【００１４】
ここで、表示パネル３にマスク部材２を取付けると、ＬＥＤチップ３ａの上面の発光面が開口２ａから発光観測面側に露出する。ＬＥＤチップ３ａの実装位置に周辺部にはチップ周辺黒色部３ｃが形成されているので、開口２ａとＬＥＤチップ３ａの隙間から緑色のプリント基板の表面が直接露出するのを防止できる。これにより、開口２ａから実質的にＬＥＤチップ３ａの発光面のみを露出させることが可能となる。
【００１５】
本発明に用いるマスク部材は、黒色の板状体であれば良く、板状体には金属の薄板や樹脂成形体を用いることができるが、樹脂成形体が好ましい。軽量、安価であり、さらに、その電気絶縁性によりＬＥＤ間が電気的に導通するのを防止する効果も有する。なお、樹脂材料には、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂を黒色に着色させたものを用いることができる。
【００１６】
また、マスク部材の厚さは、ＬＥＤチップを保護するために少なくともＬＥＤチップの厚さ以上であることが好ましく、さらにその上限はＬＥＤチップからの光を遮らない程度の大きさであることが好ましい。
また、マスク部材の開口の大きさは、実装するＬＥＤチップの発光面の大きさにあわせて適宜調整することができる。
また、マスク部材の開口の形状を断面が発光観測面側に広がるテーパ状とすることが好ましい。これによりＬＥＤチップからの光を遮るのを防止することができるので、視認性をより高めることが可能となる。
【００１７】
また、マスク部材に樹脂成形体を用いる場合、少なくとも片面に艶消し処理を行い、その面を表示観測面側に配置することが好ましい。一般に、樹脂成形体の艶を決める要因は、成形体表面のμｍオーダーの微細な凹凸による表面反射であり、この微細な凹凸が多くなれば低艶化することが知られている。そこで、μｍオーダーレベルで成形体の表面に微細な凹凸を形成することにより、マスク部材の表面の反射を抑制することが可能となる。艶消しには、従来公知の艶消し方法を用いることができ、例えば、射出成形時に金型表面の凹凸を成形体の表面に転写して、成形体の表面を粗面化する方法、あるいはサンドブラスト法等を用いることができる。
【００１８】
また、本発明に用いる黒色部は、絶縁処理された黒色レジスト材料を用いて形成することができる。ここで、絶縁処理された黒色レジスト材料には、絶縁性樹脂により被覆された導電性の黒色顔料を含む黒色レジストのみならず、絶縁性の黒色顔料を含む黒色レジストも含まれる。例えば、絶縁性樹脂により被覆されたカーボンブラックから成る黒色顔料を含有する黒色レジストを用いることができる。
黒色部は、シルクスクリーン印刷法を用い、黒色レジスト材料のペーストを表示面に塗布し、加熱硬化し、ＬＥＤチップの実装位置のピッチ、概ね３〜２０ｍｍとなるように表示面上に黒色のドットを格子状に塗布することにより形成することができる。
ここで、黒色のドットの形状は、ＬＥＤチップの形状に合わせて形成することが好ましい。例えば、ＬＥＤチップが矩形であれば矩形が好ましく、ＬＥＤチップが円形であれば円形が好ましい。なお、黒色のドットの大きさは、配線基板の表面が見えないようにマスク部材の開口の大きさに合わせて調整することができる。
【００１９】
また、本発明の表示装置に用いる表面実装型ＬＥＤチップとしては、例えば、表面に開口部を有する絶縁性樹脂ケースに発光チップが固定され、絶縁性樹脂ケースの内部から外部には発光チップと金線などを利用して電気的に接続された外部電極を有し、凹部内には発光チップを保護するモールド樹脂を充填したものを用いることができる。
表面実装型ＬＥＤチップの表面パネルへの実装は、表面パネルの表示面の配線の所定箇所に半田ペーストを塗布した後、ＬＥＤチップをドット格子状に配置し、リフロー半田装置等を用いて一括して半田付けを行うことにより実装する。
【００２０】
１種類の発光チップを用いることも、あるいは複数の発光チップを近接配置したＬＥＤチップを用いることもできる。ＲＧＢの発光チップを近接配置することによりフルカラー表示の可能な表示装置とすることができる。緑色及び青色には窒化ガリウム系化合物半導体、そして赤色にはガリウム・アルミニウム・砒素系やアルミニウム・インジウム・ガリウム・リン系の半導体を用いることが好ましい。
また、青色が発光可能な発光チップと、それによって励起され黄色が発光可能な蛍光物質を用いることにより１種類の発光チップを用いて白色光を発光させることもできる。上記の蛍光物質にはぺリレン系誘導体やセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウムガーネット系蛍光体が好適に用いることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る表示装置を構成する表示ユニット１′の構造を示す模式的な分解斜視図である。本実施の形態は、１個の表示パネルに対し、２個のマスク部材を用いる場合を示している。
表示パネル３′は長方形であり、１６×３２ドットのＬＥＤチップ３ａが実装配列され、マスク部は２個の正方形のマスク部材２から構成されている。表示パネル３′の表示面３ｂの中央付近には、表示パネル３の短辺方向のＬＥＤチップ３ａの列と列との間の隙間に、チップ列間黒色部３ｄが形成されている。チップ列間黒色部３ｄと、隣接する２個のマスク部材２間の隙間とを位置合わせして、２個のマスク部材２を表示パネル上に隣接して配置する。
【００２２】
チップ列間黒色部３ｄは、実施の形態１の場合と同様に、シルクスクリーン印刷法を用いて形成することができる。チップ列間黒色部３ｄの幅は、ＬＥＤチップ３ａの実装位置のピッチの範囲内で調整することができるが、隣接するマスク部材２,２の間の隙間の大きさ以上とすることが必要である。
【００２３】
表示装置を大型化する場合、大型の表示パネルを用いる場合が多い。その場合、表示パネルの大きさに合わせて大型のマスク部材を用いる必要が生じる。さらに、大型の表示パネルでは実装するＬＥＤチップのドット数も増加し、それに対応してマスク部材の開口数を増加させる必要がある。しかし、開口数を増加させることは、マスク部材に高い寸法精度を要求することとなり、マスク部材のコストの上昇をもたらす。
本実施の形態によれば、１個の表示パネルに対して２個のマスク部材を取付けるようにしたので、より小型化したマスク部材を用いることができる。これにより、マスク部材の寸法精度に対する許容度を大きくすることができ、マスク部材のコストをより低減することが可能となる。
また、チップ列間黒色部により、隣接する２個のマスク部材２間の隙間から配線基板の表面が露出することを防止できるので、マスク体から、実質的にＬＥＤチップの発光面のみを露出させることができ、コントラストを向上させることが可能となる。
【００２４】
なお、本実施の形態によれば、１個の表示パネルに対して２個のマスク部材を取付けた例について説明したが、１個の表示パネルを大型化する、あるいは１個のマスク部材を小型化することにより、１個の表示パネルに対し３個以上のマスク部材を取付ける場合にも同様の効果を有する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表示装置は、配線基板上のＬＥＤチップの実装位置の周辺部に黒色部を形成し、黒色板状のマスク部材を表示パネルに取付ける際、マスク部材の開口から配線基板の表面が直接露出することがないようにしたので、点灯時の輝度と非点灯時における輝度との差を大きくして、コントラストを向上させることが可能となる。また、表面パネルに、高コストの、絶縁処理した黒色レジスト材料層を有するプリント配線基板を用いる必要がないので、表示装置の生産コストの低減が可能となる。
【００２６】
また、配線基板上の表面実装型ＬＥＤチップの列と列との隙間に形成されたチップ列間黒色部と、隣接するマスク部材間の隙間とを位置合わせして複数の矩形のマスク部材を１個の表示パネル上に互いに隣接するように配置するにしたので、複数のマスク部材を用いた場合においても、コントラストを向上させることができる。また、より小型化したマスク部材を用いることができるので、マスク部材のコストをより低減することができる。
【００２７】
また、マスク部材の表示観測面側の主面を艶消し処理したものを用いるようにしたので、マスク部材の表面からの反射を抑制することができ、コントラストをより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る表示装置を構成する表示ユニットの構造を示す模式分解斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態２に係る表示装置を構成する表示ユニットの構造を示す模式分解斜視図である。
【符号の説明】
１，１′  表示ユニット、２  マスク部材、２ａ  開口、２ｂ  フレーム、２ｃ  外枠、３，３′  表示パネル、３ａ  ＬＥＤチップ、３ｂ  表示面、３ｃ  チップ周辺黒色部、３ｄ  チップ列間黒色部、４，４′  枠体。
【図１】
0003941487.tif 000002
【図２】
0003941487.tif 000003