專利名稱：發(fā)光二極管顯示器的結構的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于發(fā)光二極管(LED)顯示器的結構，特別是關于發(fā)光二極管顯示器的碗狀反射面結構，以及發(fā)光二極管顯示器的發(fā)光二極管定位及碗狀反射面結構。
發(fā)光二極管本身是一種大小約0.3毫米的微小晶粒，必須用顯微鏡方能看得清楚。如圖6所示，其發(fā)光區(qū)是在四個側面的正負離子接合面(P－N接面)61以及朝上的一面62，其中向上一面以連接墊63加以覆蓋。因此，為使發(fā)光二極管發(fā)出的光反射至同一正面(即向上一面62)，必須于發(fā)光二極管四周用一個碗狀反射面加以圍繞，所以此反射面為發(fā)光二極管顯示器的必要結構。
目前市面可見的發(fā)光二極管顯示器(或稱發(fā)光二極管燈(LEDlamp)是以一金屬支架作為電路基座，如圖7所示，其上方?jīng)_壓成一碗狀反射面71，發(fā)光二極管即擺放在此碗狀反射面底部。圖8所示為該具有碗狀反射面金屬支架的剖面放大圖。箭頭72所指的位置即為發(fā)光二極管放置之處。以矩陣式發(fā)光二極管顯示器而言，其發(fā)光二極管放置之處即如圖9所示的先有技術矩陣顯示器剖面圖中箭頭92所指之位置。該位置處于碗狀反射面91的底部，此碗狀反射面的材料為光面的塑料，并以印刷電路板99作為其電路基座。
考察此類產(chǎn)品，因發(fā)光二極管皆設置在碗狀反射面的底部平面上，因而發(fā)光二極管所發(fā)出的光線都集中于反射面底部，由上部則只能見到點光源，僅有極少部分的反射面有亮度顯現(xiàn)。由此可見上述兩類產(chǎn)品的碗狀反射面并未真正發(fā)揮效能，將光線作最有效的反射。
通常也有人將發(fā)光二極管顯示器直接焊接在印刷電路板上排成矩陣式以取代傳統(tǒng)的矩陣式發(fā)光二極管顯示器(DOTMATRIXLEDDISPLAY)，取其發(fā)光二極管顯示器的金屬反射面的反射效果優(yōu)于傳統(tǒng)矩陣式使用的光面塑料材料的反射面之優(yōu)點，但其制過程顯得較為復雜，必須有適當?shù)闹Ъ芤允止し绞揭活w一顆地插，而且其印刷電路板的背面常有集成電路，若以過錫爐焊接則會受限制，以及常發(fā)生空焊的問題，而成品由于以手工方式一顆一顆插，擺放角度無法完全一致，點亮后畫面的顯示亮度無法均勻，且其封膠只形成在發(fā)光二極管顯示器的部位，而與印刷電路板的焊接處沒有封膠，成品在作防水處理時有問題。
因此，本實用新型的目的在于提供一種可解決上述結構缺點的、改進的發(fā)光二極管顯示器的碗狀反射面結構，以及發(fā)光二極管顯示器的發(fā)光二極管定位及碗狀反射面結構。
根據(jù)光學原理，一個點光源如果要利用碗狀反射面將光線反射到同一正面，最佳的設計是使此碗狀反射面呈拋物面，且點光源設于此拋物面的“焦點”位置。以
圖10為例，若發(fā)光二極管位于比較焦點F遠離曲面中心點L的平面AA′上，或位于焦點F與曲面中心點L之間的平面CC′上時，根據(jù)光學原理則不能得到最佳的反射效果。但若將發(fā)光二極管設在通過焦點F的平面BB′時，則依光學原理可得到最佳的反射效果。但在目前的發(fā)光二極管顯示器上，此平面即是電路基座，因此最接近點光源的曲面(如
圖10的KLM)已被電路基座削掉而無法予以有效利用，因此，要改良先有技術的缺點并非僅僅改良碗狀反射面的材料或發(fā)光二極管的位置而已，而應就整個發(fā)光二極管顯示器或是矩陣顯示器的結構予以改良。
針對上述缺點，本實用新型根據(jù)的設計原理是由曲面中心點的切面做一垂直支撐體到焦點上，如此使點光源既能設定在最佳位置上(即焦點上)，而碗狀反射面也有空間盡量向下延伸直至碗狀反射面的曲面中心點，以得到最佳的反射曲面。將此原理應用于實體上，此曲面中心點的切面即是電路基座，此垂直支撐體即是能將電極導引離開電路基座的平面又能支撐發(fā)光二極管的凸體結構。
因此，為了實現(xiàn)上述的本實用新型的目的，本實用新型具體體現(xiàn)為一種發(fā)光二極管顯示器的碗狀反射面結構，所述發(fā)光二極管顯示器包括一塊作為基座的印刷電路板和至少一顆發(fā)光二極管，其特征在于，所述印刷電路板上設有多個導電構件，該導電構件頂端各有一碗狀反射面；所述至少一顆發(fā)光二極管固定在碗狀反射面的底部。
一種發(fā)光二極管顯示器的發(fā)光二極管定位及碗狀反射面結構，所述發(fā)光二極管顯示器包括至少一顆發(fā)光二極管和一塊作為基座的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板上設有多個導電構件，每一導電構件頂端有一碗狀反射面，該碗狀反射面的底部有一凸伸于該碗狀反射面內的凸體結構，所述至少一顆發(fā)光二極管固著在該凸體結構的頂平面。
為說明本實用新型的上述和其他目的和特征，現(xiàn)通過優(yōu)選實施例并配合附圖敘述如下
圖1所示為根據(jù)本實用新型的發(fā)光二極管顯示器的結構外觀圖；圖2所示為
圖1的發(fā)光二極管顯示器的部分剖面放大圖；圖3所示為根據(jù)本實用新型的矩陣式發(fā)光二極管顯示器的立體剖面圖；圖4所示為根據(jù)本實用新型的矩陣式發(fā)光二極管顯示器的另一實施例的立體剖面圖5所示為根據(jù)本實用新型的矩陣式發(fā)光二極管顯示器的又一實施例的立體剖面圖；圖6所示為一般發(fā)光二極管的結構圖；圖7所示為先有技術發(fā)光二極管顯示器的結構外觀圖；圖8所示為先有技術發(fā)光二極管顯示器的部分剖面放大圖；圖9所示為先有技術矩陣式發(fā)光二極管顯示器的立體剖面圖；和
圖10所示為碗狀反射面的曲率平面的光學原理示意圖。
圖1所示為根據(jù)本實用新型的發(fā)光二極管顯示器的外觀圖。如圖2的部分剖面圖所示，利用該顯示器的二金屬支腳之一(即支腳10)而在其頂部沖壓一碗狀反射面12和一自碗狀反射面曲率中心向上延伸的凸體結構13，發(fā)光二極體14即粘著于此凸體結構13的頂端面上，再由發(fā)光二極管14的連接墊將一焊接導線15焊接到另一支腳11上，然后包以樹脂16即成。此結構的特點在于該凸體結構13系使粘著于上之發(fā)光二極管晶粒所在的平面位于碗狀反射面之焦點上，而又能高于周邊平面，使得碗狀反射面12有空間盡量向下延伸直至碗狀反射面的曲面中心點，以得到最佳的碗狀反射面，明顯地提高發(fā)光二極管顯示器的顯示亮度。
同樣方案可應用于以印刷電路板為電路基座的矩陣式發(fā)光二極管顯示器的結構上，由于一般矩陣式發(fā)光二極管顯示器必須以鉚釘拉出腳位，用以和主系統(tǒng)的印刷電路板連接，此類鉚釘在作用上僅作連接目的，并無其他用途，有鑒于此，本實用新型的發(fā)明創(chuàng)造人考慮到將此鉚釘設計為支持發(fā)光二極管晶粒的凸體結構，而用以達到上述效果，增加發(fā)光二極管的發(fā)光的反射效果。
如圖3所示即為上述矩陣顯示器的立體外觀圖，其制作方式系先于印刷電路板30上相對于發(fā)光二極管粘著區(qū)的位置處開設若干通孔，然后于每一通孔上鉚上一金屬鉚釘(以下，稱為金屬凸體)31，發(fā)光二極管晶粒即粘著于此金屬凸體31上方平面，接著以傳統(tǒng)方式，以一焊接導線33來連接二極管的連接墊與一相對極區(qū)34，再罩上已含有多個碗狀平面35的反射蓋36即成。在此結構中，金屬凸體31的高度應能使每一發(fā)光二極管晶粒的位置平面高于周邊平面，約至焦點位置，以使反射面有空間盡量向下延伸至碗狀反射面的曲率中心點，以發(fā)揮最大的反射功效。
有鑒于凸體結構是由具有可沖壓性的金屬導體材料構成，故可直接于金屬凸體上沖壓出一碗狀反射面，如圖4和5的實施例所示。圖4所示的實施例是直接在鉚入印刷電路板40的通孔的金屬凸體41上沖壓成一碗狀反射面42，藉此以減省外加具有多個碗狀反射面的反射蓋的額外手續(xù)及成本。發(fā)光二極管43被設置于此碗狀反射面上，然后依傳統(tǒng)方法以一焊接導線44來連接該二極管43的連接墊和一相對極區(qū)45，再加封樹脂即成。
上述實施例使用金屬凸體直接沖壓碗狀反射面，不僅可節(jié)省外加反射蓋的成本，而且其金屬反射面的反射效果及散熱性亦較傳統(tǒng)的合成塑料類反射蓋更為優(yōu)越良，更能增加發(fā)光二極管顯示器的亮度及其壽命，并可避免以手工將發(fā)光二極管顯示器直接焊到印刷線路板上并排成矩陣形的復雜制造過程及所形成的成品的缺點。
圖4的實施例還可配合圖2之方式，在沖壓金屬凸體成一碗狀反射面時，亦一并進行形成凸體結構的沖壓工序，如圖5所示，將該凸體沖壓成具有碗狀反射面及凸體的結構，亦應隸屬本實用新型的范圍。將金屬凸體51表面沖壓成一碗狀反射面52和一凸體結構53，其好處不僅是節(jié)省了外加反射蓋的成本，而且金屬反射面的散熱性也優(yōu)于傳統(tǒng)使用的合成塑料反射蓋，能增加發(fā)光二極管顯示器的亮度及壽命，并由于凸體結構的設計而使碗狀反射面的反射功能更趨于完善。
綜上所述，本實用新型所公開之特征在于對金屬結構材料直接進行沖壓而形成具有反射面和粘著發(fā)光二極管晶粒的凸體結構，從而節(jié)省外加反射蓋的成本而能一體成形及改善產(chǎn)品質量。此外，該凸體結構的高度應能使二極管晶粒所在的位置平面高于周邊平面，并約處在焦點位置，使該碗狀反射面能充分發(fā)揮反射面的功能，使二極管的發(fā)光亮度達到最佳狀態(tài)。
權利要求1.一種發(fā)光二極管顯示器的碗狀反射面結構，所述發(fā)光二極管顯示器包括一塊作為基座的印刷電路板和至少一顆發(fā)光二極管，其特征在于，所述印刷電路板上設有多個導電構件，該導電構件頂端各有一碗狀反射面；所述至少一顆發(fā)光二極管固定在碗狀反射面的底部。
2.根據(jù)權利要求1的發(fā)光二極管顯示器的碗狀反射面結構，其特征在于，其中該導電構件是由印刷電路板上開設多個電路通孔，再各鉚上一導電金屬體所構成。
3.根據(jù)權利要求1的發(fā)光二極管顯示器的碗狀反射面結構，其特征在于，其中該碗狀反射面的底部平面可容納至少一顆發(fā)光二極管。
4.一種發(fā)光二極管顯示器的發(fā)光二極管定位及碗狀反射面結構，所述發(fā)光二極管顯示器包括至少一顆發(fā)光二極管和一塊作為基座的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板上設有多個導電構件，每一導電構件頂端有一碗狀反射面，該碗狀反射面的底部有一凸伸于該碗狀反射面內的凸體結構，所述至少一顆發(fā)光二極管固著在該凸體結構的頂平面。
5.根據(jù)權利要求4的結構，其特征在于，其中該導電構件是在所述印刷電路板上開設多個電路通孔后再各鉚上一導電金屬體所構成。
6.根據(jù)權利要求4的結構，其特征在于，其中該碗狀反射面是由導電構件前端沖壓而成型。
7.根據(jù)權利要求4的結構，其特征在于，其中該凸體結構是由導電構件沖壓碗狀反射面時一并成型于碗狀反射面內。
8.根據(jù)權利要求4的結構，其特征在于，其中該凸體結構的高度是碗狀反射面的底部到焦點的距離。
9.根據(jù)權利要求4的結構，其特征在于，其中該凸體結構的頂端平面可容納至少一顆發(fā)光二極管。
專利摘要本實用新型是關于發(fā)光二極管顯示器的碗狀反射面結構，該發(fā)光二極管顯示器包括一塊作為基座的印刷電路板和至少一顆發(fā)光二極管，印刷電路板上有多個導電構件，其頂端各有一碗狀反射面；發(fā)光二極管固定在碗狀反射面的底部。本實用新型還關于發(fā)光二極管顯示器的發(fā)光二極管定位及碗狀反射面結構，該顯示器包括至少一顆發(fā)光二極管和一塊作為基座的印刷電路板，印刷電路板上有多個導電構件，其頂端各有一碗狀反射面。
文檔編號G09F9/33GK2212812SQ9322157
公開日1995年11月15日 申請日期1993年1月27日 優(yōu)先權日1993年1月27日
發(fā)明者張發(fā)勝 申請人:林錫煌