专利名称：发光二极管点阵显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用发光二极管(LED)为光源的点阵显示装置，且更具体地，涉及一种带有在单元内形成的可被配置成一阵列以允许屏幕的扩展的发光二极管的显示装置。
图2及3示出了作为一LED点阵显示装置的一个元件的一常规显示单元90的结构实例。一单个的显示单元90有一在图2中所示的外壳9内以预定的例如2.5毫米的间距5排列成16行乘16列的发光部分90a。该显示单元90自身具有16线乘16点的解折度。
图3示出了显示单元90的详细结构，在外壳91内，它包括有一印刷电路板93、一灯罩94、及一滤光器95。该印刷电路板93被提供带有各自安装在其表面上一预定位置的发光二极管基片92。该印刷电路板93还被提供带有在其表面上的一布线图形。灯罩94由例如白色的树脂材料制成以反射由各朝向屏幕或取景器的发光二极管基片92射出的光。滤光器95是透明及黑色的以防止例如日光照射导致的赝光。
在这种情况下，外壳91有灯罩94这样一组成部分，其周边尺寸被调整使得即使当屏幕尺寸因许多排列成一阵列的显示单元90被增大了时也可在相邻显示单元的发光部分91a之间得到上述的预定间距P(例如2.5毫米)。
为了通过使用上述显示单元90增大屏幕的尺寸，这些显示单元被固定在一由例如金属制成的安装板80上，并被校准成多于一列或校准成两或更多行及列。在这种情况中，如上所述，显示单元90被固定到带有相邻显示单元90的发光部分90a的板上。这些显示单元以预定的间距被彼此分开(见图3)。
在上述常规的显示单元90中，由于周围温度及自发光二极管基片92生成的热量的影响，外壳91(特别是灯罩94)被期望达到通常为80℃的温度的峰值。在大多数操作条件下考虑到形成灯罩94的树脂部分与形成安装板80的金属部分的热膨胀系数，在外壳91之间形成有一间隙S(见图3)以避免即使在最高温度下在相邻的灯罩94之间的任何干扰。
如上所述，灯罩94由白色树脂制成，因此通过间隙S白色是可见的，使用户看到在屏幕上有由这些白线所导致的差异。为克服这一问题，有一种例如通过印刷或油漆将灯罩94的侧边变成黑色的方法。然而，由于灯罩94在高温下工作时会使黑色颜料变软，该方法不是一个实质的解决办法。当灯罩94由于温度而扩展时，它们彼此接触且各上的颜料熔解。当温度冷却时，通常推拉收缩的灯罩94而导致颜料的剥落或灯罩的变形。
实际上，将显示单元90固定到安装板80上使它们之间在距离上没有误差是绝对不可能的。例如，如果相邻的显示单元以一比特定值要窄的间隙S被固定，它们彼此相邻在到达上述最高的温度之前就会引起包括灯罩94的变形等问题。根据这一点，需要考虑安装成实际间隙S的精度。而使间隙比特定值宽，也会引起如显示单元状态明显恶化的问题。
作为根据本发明的解决上述常规问题的特定装置，提供有一发光二极管点阵显示装置，包括有显示单元，各显示单元有一外壳并在该外壳内有一预定数目的以一预定间距排列成一点阵的发光二极管；及一安装板，显示单元在该板上被排列成两或更多行和列的一阵列以允许屏幕尺寸的增大而不消除该预定的间距，该显示单元的外壳有一最大尺寸，以在最高操作温度下由于热膨胀而使相邻的显示单元之间紧密接触，该外壳具有由一种注塑弹性材料覆盖的侧表面，该侧表面被提供有沿着其上预定两边由注塑弹性材料制成的封闭凸起部，以当显示单元到达最低操作温度时通过收缩来封闭相邻显示单元间生成的间隙。
图1为根据本发明的一个实施例的发光二极管点阵显示装置的显示单元部分的局部剖视图；图2为一常规的显示单元的前视图；及图3为图2沿线A-A的局部剖视图。
本发明结合附图中所例示的一实施例被详细描述。在图1中，参考数字1表示用于发光二极管点阵显示装置的一显示单元。该显示单元1的外壳2包括一其上安装有一发光二极管基片3的印刷电路板4，一由白色树脂制成的灯罩5，及一滤光器6，且具有如常规的显示单元中一样的以一预定的间距P与相邻发光部分隔开的发光部分1a。
显示单元1被配置成若干行和列的一阵列以根据需要增大总屏幕的尺寸。这样，显示单元1被固定到一安装板10上以便相邻的显示单元1的发光部分1a彼此以一预定的间距P隔开。如常规的显示装置一样，相邻的外壳2根据其与安装板10的热膨胀系数的差异而要求在其相互之间有一间隙S。
在本发明的显示单元1中，外壳2基本上以这样一尺寸形成以使当其达到最高操作温度时，由于外壳2的热膨胀使相邻的显示单元1彼此间紧密接触。为便于理解本发明，给出一具体的形状当发光部分1a以两两间2.5mm的间距P排列成16行乘16列时，外壳2的尺寸将为40×40mm。
假定考虑到安装板10的热膨胀而将外壳2延伸0.2mm，这在最低操作温度(25℃)和最高操作温度(80℃)之间是不同，外壳2具有39.8乘39.8mm的尺寸。换句话说，在最低操作温度下在显示单元1之间生成通常为0.2mm的间隙S，且在最高操作温度下相邻的显示单元1之间发生紧密接触。
在本发明中，根据上述结构，灯罩的外周边，即灯罩5的侧表面覆盖有例如人造橡胶的注塑的弹性体。关于这方面，灯罩5由白色树脂制成并具有39.6乘39.6mm的尺寸。然后通过采用例如双重注塑的一适当方法在四个侧表面上覆盖以0.1mm厚的人造橡胶以形成垫层部分7，以具有39.8×39.8mm的最终尺寸。在该情况中，上述人造橡胶被调色成象黑色的微暗色。
而且，沿着外壳2的四侧上的垫层7的相互垂直的两边，封闭凸起部8被形成为人造橡胶的整体凸形的部分。该封闭凸起部8沿着这两边的整体长度延伸，并且，该凸起部具有一在最低操作温度下足以接触到相邻的显示单元的高度。更具体地，在该实施中，该凸起部的高度至少为0.2mm。人造橡胶的双重注塑是一种在触摸例如照相机或望远镜时改善手感的普通方法。
以下描述本发明的显示单元1的功能及效果。首先，当在室温下(25℃)将显示单元1固定到安装板10上时，如上所说明的那样生成间隙S(0.2mm)。然而，由于微暗色的垫层部分7及从垫层7上凸起的封闭凸起部8与相邻显示单元1的邻接，使从外侧看灯罩5和安装板10是不清晰，因而差异感并不显著。
当发光二极管基片3被点亮且环境温度上升时，显示单元1的外壳2逐渐扩张且随后由于形成凸起部的人造橡胶是可变形和有弹性的，该封闭凸起部8象被压平一样地进行变形。这样在相邻的显示单元1之间不会生成过分的压力而维持该封闭间隙S的功能。垫层部分7在最高操作温度下相互接触，如最初设计的那样未生成有间隙S。
以上是对本发明的基本功能及效果的描述。然而，在实际中，不是所有的显示单元1都以两两间预定的间隙S固定到安装板10上，由于当前可能的安装精度的限制，不可能避免间隙S的距离在例如0.05mm范围内的轻微变化。
当间隙S比基准值窄时，相邻的显示单元1的垫层部分7在低于最高操作温度的温度下相互接触。在最高操作温度时，该垫层部分扩张过大于间隙S的距离，但由于该垫层部分7是由人造橡胶制成的，通过挤压变形可消除其超过的高度。因此，本发明可以解决由于当前可能的安装的有限精度所导致的间隙S的变化。
如上所述，根据本发明，显示单元具有外壳，该外壳形成具有当其达到最高操作温度时由于热膨胀的结果使相邻的单元之间紧密接触的尺寸，并带有在安装板上配置成一阵列的显示单元。并且，该外壳的侧表面覆盖有带有封闭凸起部的弹性体，该弹性体沿着侧表面的两边整体形成，以当显示单元到达最低操作温度时通过接触来封闭在相邻显示元件间形成的间隙。本发明通过对操作温度范围的考虑，借助于覆盖灯罩侧面的弹性体及封闭凸起部来封闭对于带有一显示单元阵列的点阵显示装置来说是必不可少的单元间的间隙，以防止通过该间隙清晰地看到白色树脂的灯罩及安装板，从而有助于质量的改善。
权利要求
1.一种发光二极管点阵显示装置，包括各自带有一外壳及在该外壳中的以预定的间距配置成一点阵的预定数量的发光二极管的显示单元；及一安装板，所述显示单元在其上被配置成两或更多行及列的一阵列，以允许不用去除预定的间隙而增大屏幕的尺寸。所述显示单元的外壳有这样一最大的尺寸，以使在最高操作温度下由于热膨胀的结果使相邻的显示单元之间紧密接触，该外壳具有覆盖有注塑弹性体的侧表面，这些侧表面被提供有沿着其预定的两边由该注塑弹性体制成的封闭凸起部，以当所述显示单元接近于最低操作温度时通过接触来封闭相邻的显示单元间生成的一间隙。
全文摘要
根据本发明，一外壳2形成有这样的尺寸，以当显示单元1达到最高操作温度时由于热膨胀而使相邻的显示单元1之间紧密接触。该外壳2的侧表面覆盖有带有封闭或接触凸起部8的弹性体的垫层部分7。该封闭或接触凸起部8沿侧表面的两边整体形成以当显示单元1达到最低操作温度时通过接触来封闭相邻的显示单元1之间生成的间隙S。本发明通过以垫层部分7及封闭凸起8的封闭而解决了屏幕外表破坏问题。
文档编号G09F9/40GK1132891SQ9511822
公开日1996年10月9日 申请日期1995年10月24日 优先权日1994年10月24日
发明者安武正广 申请人:斯坦雷电气公司