数字ディスプレイのハウジングの製造方法
【課題】数字ディスプレイのハウジングの製造方法を提供する。
【解決手段】
上下開口した複数の空間ユニットを有する反射蓋構造を成形する第１の射出成形工程であって、前記複数の空間ユニットが前記反射蓋構造上における複数の反射面からなる第１の射出成形工程と、透明プラスチックを前記複数の空間ユニットに成形し、成形後の前記透明プラスチックの外壁面と前記透明プラスチックの外壁面が接する反射面とを接合することで前記数字ディスプレイのハウジングを形成するようにする第２の射出成形工程と、を備える。
【解決手段】
上下開口した複数の空間ユニットを有する反射蓋構造を成形する第１の射出成形工程であって、前記複数の空間ユニットが前記反射蓋構造上における複数の反射面からなる第１の射出成形工程と、透明プラスチックを前記複数の空間ユニットに成形し、成形後の前記透明プラスチックの外壁面と前記透明プラスチックの外壁面が接する反射面とを接合することで前記数字ディスプレイのハウジングを形成するようにする第２の射出成形工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数字ディスプレイのハウジングの製造方法に関し、特に製造工程を簡素化させ、数字ディスプレイのハウジングを生産するための製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
数字ディスプレイは、文字、数字、符号又は図形等の情報表示に対して開発された数字表示モジュールであり、現在、様々な電子製品（例えば家電、音響、撮影機、機材設備等の指示ライト又は表示装置）に広汎に応用され、発光ダイオード又は電場発光物質（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）によって文字又は図形を表示する。
【０００３】
従来の数字ディスプレイの製造工程は、まず、数字ディスプレイの反射蓋構造を製造し、次に、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂をアンダーフィルによって反射蓋構造に注入することによりハウジングを形成し、ベーキングを行った後、発光ダイオードチップを有する回路板を接合し、上記のハウジングにリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）する。
【０００４】
しかしながら、従来の製造工程は下記の欠点を有している。
１．製造工程の時間が長すぎる：アンダーフィル製造工程は、ベーキング工程を行わないとエポキシ樹脂を固化成形できないため、全体の製造時間は、エポキシ樹脂をまず１１０℃で１．５時間熱処理（プリベーキングとも称する）し、さらに１２０℃で３時間固化処理（長ベーキングとも称する）する。よって従来の数字ディスプレイの製造工程は、時間が長すぎるという生産にとって不利となる欠点を有する。
【０００５】
２．製品の欠陥が多い：現在のアンダーフィル製造工程は、アンダーフィル漏れ又はアンダーフィルの量不足が発生しやすいため、ベーキング工程が行われた後、パッケージゲル体の発光面に凹みが生じることがあり、これにより数字ディスプレイの発光ダイオードの発光特性にライトスポット、気泡又は発光不均一等が生じてしまう。
【０００６】
３．製品の構造に変異が生じる：上述した１、２のように、エポキシ樹脂に対してベーキング固化工程を行う場合、エポキシ樹脂は、固化反応によって内応力が生じるため、反射蓋構造に彎曲変形が生じやすくなり、製品の構造に変異が起こり、製造工程の歩留まりが低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来のアンダーフィル製造工程の替わりに、透明プラスチックを射出成形によって反射蓋構造に固化成形することにより数字ディスプレイのハウジングを生成することができ、ベーキング／固化の時間を余計に必要としないため、数字ディスプレイのハウジングの製造時間を大幅に短縮することができる数字ディスプレイのハウジングの製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
本発明は、数字ディスプレイのハウジングを２回の射出成形工程により直接製造し、アンダーフィル製造工程を必要としないため、従来の高温ベーキングにより樹脂材料が熱応力によって変形するという問題を回避することができる。さらに、本発明は、従来のアンダーフィル製造工程が使用されていないため、アンダーフィル時のアンダーフィル漏れ又はアンダーフィルの量不足が生じることはなく、これにより高温ベーキング固化された後に生じる発光面のライトスポット、気泡又は発光不均一の問題を回避することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、上下開口した複数の空間ユニットを有する反射蓋構造を成形する第１の射出成形工程であって、前記複数の空間ユニットは、前記反射蓋構造上における複数の反射面からなる第１の射出成形工程と、前記複数の空間ユニットに透明プラスチックを成形し、成形後の前記透明プラスチックの外壁面は、前記透明プラスチックの外壁面に接する反射面と接合することで前記数字ディスプレイのハウジングを形成する第２の射出成形工程と、を備えることを特徴とする数字ディスプレイのハウジングの製造方法を提供する。
【００１０】
透明プラスチックは、熱塑性プラスチック又は熱固性プラスチックであってもよく、透明プラスチックが熱塑性プラスチックである場合、その主成分は、フェニレンジアミン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、ＰＰＡ）又はポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）であってもよい。主成分がＰＰＡである場合は、２２０℃以上である高温リフロー製造工程を通過する必要がある工程に適用できるため、ＳＭＴ形式の数字ディスプレイに適用することができる。主成分がＰＡである場合は、高温リフロー製造工程を通過する必要がない工程、例えばＤＩＰ形式の数字ディスプレイに適用することができる。また、透明プラスチックが熱固性プラスチックである場合は、シリコンゲル又は樹脂材料であってもよい。
【００１１】
第２の射出成形工程によって成形された透明プラスチックの表面上に、数字ディスプレイ製品の発光特性を高めるための異なる微構造（例えば横溝、Ｖ溝、等価凹レンズ構造等）、又はレンズ（ｌｅｎｓ）がさらに設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明に係る第１の実施形態の数字ディスプレイのハウジングの製造方法のフローである。
【図１Ｂ】本発明に係る第２の実施形態の数字ディスプレイのハウジングの製造方法のフローである。
【図２Ａ】本発明に係る数字ディスプレイの反射蓋構造の背面立体模式図である。
【図２Ｂ】本発明に係る数字ディスプレイの反射蓋構造の正面立体模式図である。
【図３】本発明に係る数字ディスプレイの反射蓋構造上の空間ユニットの断面模式図である。
【図４Ａ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の模式図である。
【図４Ｂ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の模式図である。
【図５Ａ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の変化実施例の模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の他の変化実施例の模式図である。
【図５Ｃ】図５Ｂにおける金型を除去した後の模式図である。
【図５Ｄ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の他の変化実施例の模式図である。
【図５Ｅ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の他の変化実施例の模式図であり、図５Ｅ（ａ）は透明プラスチックの内表面のパターン構造の上面図である。
【図６Ａ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｂ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｃ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｄ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｅ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図７Ａ】本発明に係るハウジングが適用されて組み付けられた数字ディスプレイの光学分布グラフであり、発光表面が滑面である。
【図７Ｂ】本発明に係るハウジングが適用されて組み付けられた数字ディスプレイの光学分布グラフであり、発光表面が粗面である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る数字ディスプレイのハウジングの製造方法によれば、数字ディスプレイのハウジングを２つの階段の射出成形工程によって製造することにより、アンダーフィルやベーキング固化による数字ディスプレイの製造によって起こるエポキシ樹脂漏れ、アンダーフィル量の不均一、又はライトスポット、気泡又は発光不均一の製品問題が生じることを解決することができる。
【００１４】
図１Ａに示すように、本発明に係る製造方法は下記の工程を含む。
ステップＳ１０１：反射蓋構造を成形するための第１の射出成形工程を提供する。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、このステップにおいて、まず第１の段階の射出成形方法を用いて反射蓋構造１０を製造する。反射蓋構造１０は、数字ディスプレイのハウジングのメイン構造であり、後述の第２の段階の射出成形では、透明プラスチックを反射蓋構造１０に成形し、数字ディスプレイのハウジングとして組み合わせることができる。なお、本発明において透明プラスチックの「透明」とは、特定の波長範囲の光が透過可能であり、通常、可視光範囲の波長であることを指す。また、反射蓋構造１０には上下開口した複数の空間ユニット１０１が設けられる。図３は、図２Ａにおける該空間ユニット１０１のいずれか一つの断面模式図であり、即ち反射蓋構造１０に設けられる空間ユニット１０１の内の一つを示している。空間ユニット１０１は、反射蓋構造１０における複数の反射面１０２からなる。本実施例において、図２Ａ、図２Ｂに示す反射蓋構造１０は、数字“８”及びその近傍にある小数点（ｄｅｃｉｍａｌ ｐｏｉｎｔ，ＤＰ）“．”を表示するために構成されている。第１の段階の射出成形工程においては、横型射出成形機器により金型に合せながら反射蓋構造１０を成形する。図２Ｂに示すように、本実施例における反射蓋構造１０の正面は、上下開口した空間ユニット１０１を８つ有し、この８つの空間ユニット１０１に対して、後述する第２の段階の射出成形工程を行い、最終的に数字“８”を７つのセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）により、近傍にある小数点“．”を一つのセグメントにより構成する。
【００１５】
ステップＳ１０３：第２の射出成形工程を提供する。このステップにおいて、主に透明プラスチック１１を上述した反射蓋構造１０の空間ユニット１０１に成形させる。即ち第２の段階の射出成形である。図４Ａ及び図４Ｂは、図３に示す空間ユニット１０１に対して行なわれる第２の射出成形工程の断面模式図を示す。透明プラスチック１１を射出成形により該反射蓋構造１０における空間ユニット１０１に成形させ、固化成形された透明プラスチック１１の外壁面１１１が該反射面１０２と接合する。これにより反射蓋構造１０と固化成形された透明プラスチック１１とが数字ディスプレイのハウジングとして形成され、発光ダイオードを有する回路板と組み付けられることにより、数字ディスプレイが形成される。
【００１６】
一方、上述した数字ディスプレイのハウジングの製造方法には、さらに印刷工程（例えば図１ＡにおけるステップＳ１２０又は図１ＢにおけるステップＳ１０５）が含まれてもよい。図１Ａに示すように、具体的な製造工程において、この印刷工程（即ちステップＳ１０２）は、ステップＳ１０２の第１の段階の射出成形工程とステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程との間の工程であり、印刷機器設備を用いて反射蓋構造１０上に所定の色彩を塗布する（例えば反射蓋構造１０の正面にカラープレート番号に応じてインク印刷製造工程を行う）ことにより、上表面１００に色彩又はパターンである印刷面（図２Ｂに示す）を形成する。また、図１Ｂに示すように、この印刷工程（即ちステップＳ１０５）は、ステップＳ１０３における第２の段階の射出成形工程の後に実施されてもよい。なお、この印刷工程は、下記の製造方法により達成することができる。一つ目の製造方法は、上述したインク印刷製造工程であり、二つ目の製造方法は、まず、パターン接着ピースを反射蓋構造１０の正面に貼着し、レーザ選択により透明プラスチック１１の成形領域に必要とするパターンを形成する方法。３つ目の製造方法は、反射蓋構造１０の正面に対して全面の印刷を行った後、レーザ選択により透明プラスチック１１の成形領域に必要とするパターンを製造することにより、反射蓋構造１０の正面に色彩又はパターンを有する印刷面を形成する方法。
【００１７】
本実施例においては、金型２０を用いて第２の射出成形工程を行う。金型２０は、下金型２０Ａと上金型２０Ｂとの組み合わせであり、下金型２０Ａと突出構造２０１を有する上金型２０Ｂとは、反射蓋構造１０を上下から挟み込む。本実施例において、下金型２０Ａの数量は一つであり、一つの反射蓋構造１０が載置され、反射蓋構造１０の印刷面（即ち上表面１００）に接する。好ましくは、下金型２０Ａに反射蓋構造１０が完全に収容され、上金型２０Ｂの突出構造２０１の寸法は、反射蓋構造１０の空間ユニット１０１の中まで延伸して進入する長さである。また、上金型２０Ｂは、突出構造２０１上に形成されたゲート２０１１をさらに有し、埋め込み直立式成形機器を用いて透明プラスチック１１を上金型２０Ｂのゲート２０１１より射出させ、空間ユニット１０１における残留空間（図４Ａ及び図４Ｂにおける上金型２０Ｂの突出構造２０１によって充満されていない領域、即ち下金型２０Ａ、反射面１０２及び突出構造２０２によって定義された空間である）に充填させ、最後に固化成形された透明プラスチック１１の外壁面１１１を接触する反射面１０２と接合する。透明プラスチック１１は、ベーキング製造工程を行うことなく固化成形できるため、本発明によれば、従来の樹脂をベーキングする場合における熱応力によって反射蓋構造１０が容易に彎曲を起し、製品の欠陥が生じるという問題を解決することができる。
【００１８】
また、この第２の射出成形工程を行う場合は、通常、下金型２０Ａが固定的であり、上金型２０Ｂが可動的である。本実施例において一つの上金型２０Ｂは、一つの突出構造２０１及び一つのゲート２０１１のみを有し、透明プラスチック１１を単一の空間ユニット１０１に注入する。したがって、反射蓋構造１０に複数の空間ユニット１０１がある場合、各空間ユニット１０１にそれぞれ対応する数量分の上金型２０Ｂ、及び突出構造２０１とゲート２０１１が必要となる。つまり、一つの反射蓋構造１０を形成するために必要な金型２０の組み合わせは、一つの下金型２０Ａ及び複数の上金型２０Ｂとなる。また、その他の可能な実施例として、単一の反射蓋構造１０の形成に対応する金型２０Ｈが単一の下金型２０Ａ及び単一の上金型２０Ｂの組み合わせであってもよく、この場合、上金型２０Ｂは、空間ユニット１０１の数量に対応する突出構造２０１及びゲート２０１１を有している。その際、単一の下金型２０Ａには同時に複数の反射蓋構造１０（例えば６個又は８個の反射蓋構造１０）が収容され、それに対応する単一の上金型２０Ｂは、複数の反射蓋構造に含まれるすべての空間ユニットの個数分（反射蓋構造１０が６個であったとすると、４８個の空間ユニット１０１）の突出構造２０１及びゲート２０１１を有してもよい。即ち単一の下金型２０Ａと単一の上金型２０Ｂとからなる金型２０を用いて複数の反射蓋構造１０を同時に形成することができる。しかしながら、その他の可能な実施例において、金型２０は、一つの下金型２０Ａと一つの上金型２０Ｂ、又は一つの下金型２０Ａと複数の上金型２０Ｂとの組み合わせであるほか、単一である場合の上金型２０Ｂは、複数の突出構造２０１を有するが単一のゲート２０１１しか有さない、又は突出構造２０１の数量よりもゲートが少ない場合に一つのゲート２０１１から同時に複数の空間ユニット１０１に透明プラスチック１１を注入することができるように構成されてもよい。
【００１９】
ここで注意すべき点は、本発明は、金型２０の形態及び使用態様には制限がなく、例えば、本実施例のように上金型２０Ｂに反射蓋構造１０における空間ユニット１０１まで延伸して進入する突出構造２０１が設けられることに限定されず、突出構造２０１上に設けられたゲート２０１１の位置にも制限はない点である。本発明にかかるその他の可能な実施例として、上金型２０Ｂには突出構造２０１を設けず、上金型２０Ｂ上にゲート２０１１のみを設け、空間ユニット１０１の開口外に向けることで、透明プラスチック１１を容易に注入するように構成してもよい。また、ゲート２０１１は、本実施例のように突出構造２０１の中央に設けることに限定されず、その他の可能な実施例において、ゲート２０１１を突出構造２０１の真中央より一側寄（後述する）に設けるように構成してもよい。また、透明プラスチック１１は、空間ユニット１０１に注入される態様に限定されず、例えば、本実施例における突出構造２０１は、空間ユニット１０１まで延伸して進入し、透明プラスチック１１が残留空間全体に充填されるが、その他の可能な実施例において、一部の残留空間のみに充填されるように構成してもよい。また、突出構造２０１を空間ユニット１０１の外にのみ設け、透明プラスチック１１が空間ユニット１０１の全体又は空間ユニット１０１の一部分に充填されるようにしてもよい。言い換えれば、透明プラスチック１１の空間ユニット１０１への固化成形、及び透明プラスチック１１の空間ユニット１０１への充填については、如何なる方法又は金型を用いた場合においても本発明の実施態様に属する。
【００２０】
具体的な実施例において、透明プラスチック１１が熱塑性プラスチックである場合、その主成分は、フェニレンジアミン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、ＰＰＡ）であり、操作温度が２２０℃以上の高温リフロー製造工程を通過する。好ましくは該高温リフロー製造工程の操作温度は、２４０℃〜２６０℃であり、操作時間は、４〜５分間である。この実施例において、ＰＰＡを主成分とする透明材（即ち透明プラスチック１１に相当する）は、スズ炉（ＩＲ−ｒｅｆｌｏｗ，２６０℃，４．５分間）のリフロー製造工程を通過しても軟化しないものである。言い換えれば、上述したＰＰＡを主成分とする透明材は、高温リフロー製造工程を通過する数字ディスプレイのハウジングの製造において本発明に係る製造方法が適用可能であり、ＳＭＴ形式の数字ディスプレイ製品に適用することができる。
【００２１】
他の具体的な実施例の熱塑性の透明プラスチック１１は、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）を主成分とする透明材であり、その特性は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃であるため、ＰＡを主成分とする透明材は、高温リフロー製造工程を通過する必要がない数字ディスプレイのハウジングの製造において本発明に係る製造方法が適用可能であり、例えばＤＩＰ形式の数字ディスプレイ製品に適用することができる。また、熱塑性の透明プラスチック１１は、少なくともポリアミド（ＰＡ）又はフェニレンジアミン（ＰＰＡ）を含むが、これに限定されるものではない。
【００２２】
一方、本発明に用いられる透明プラスチック１１は、熱固性プラスチックであってもよく、例えば成分に少なくともシリカゲル又は樹脂材料を含む。熱固性の透明プラスチック１１の製造工程は、上述した熱塑性の透明プラスチック１１の製造工程と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。また、透明プラスチック１１は、上述したものに限定されず、例えば、異なる温度において異なる熱塑性又は熱固性の性質を有する複合性プラスチックであってもよい。
【００２３】
本発明に係る具体的な実施例において、上述した成分の異なる透明プラスチック１１のいずれにおいても、製品の発光特性を変更するために、少なくとも１種の添加剤、例えば拡散剤（その主成分は炭酸カルシウムである）、蛍光粉等が添加されてもよい。
【００２４】
さらに、ステップＳ１０１の第１の段階の射出成形及びステップＳ１０３の第２の段階の射出成形の工程において、図５Ａないし図５Ｅに示すように、下記の変形実施態様がある。
【００２５】
図５Ａを参照して、透明プラスチック１１と反射蓋構造１０との固着性及び結合性を強化するために、ステップＳ１０１における金型は、機械加工、放電加工又はその他の類似した製造工程を行うことにより、反射蓋構造１０における空間ユニット１０１の少なくとも一つの反射面１０２上に第１の係合微構造１０２１、例えば空間ユニット１０１において下金型２０Ａと上金型２０Ｂの突出構造２０１とによって定義される残留空間における複数の側辺反射面１０２上に第１の係合微構造１０２１を設けることができる。従って、第２の段階の射出成形の工程において、透明プラスチック１１が空間ユニット１０１に注入された場合、固化成形された透明プラスチック１１の外壁面１１１上に第１の係合微構造１０２１に対応する第２の係合微構造１１１０が成形される。互いに嵌合された第１の係合微構造１０２１及び第２の係合微構造１１１０により、固化された透明プラスチック１１と反射蓋構造１０との結合性を強化することができる。再び図５Ａを参照して、図５Ａは断面図であるため、該残留空間における両側辺の反射面１０２が第１の係合微構造１０２１を有することを示しているが、実際に該残留空間周囲の全体の反射面１０２（図２Ｂに示す数字８の一側の空間ユニット１０１が６つの側辺を有する）のいずれもが第１の係合微構造１０２１を有してよく、又は一側のみに第１の係合微構造１０２１が設けられてもよい。
【００２６】
また、本発明に係る数字ディスプレイのハウジングと発光ダイオードとが組み付けられた後の発光特性を高めるために、固化成形された透明プラスチック１１の発光表面１１２及び内表面１１３上に異なる構造を成形してもよい。以下にその構造にかかる製造方法を記す。
【００２７】
ステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程において、上金型２０Ｂの突出構造２０１には予め所定構造、例えば円弧状構造（図６Ａに示す）、横溝構造（図６Ｂに示す）、Ｖ形溝構造（図６Ｃに示す）又は等価凹レンズに対応する凸状構造（図６Ｅに示す）等が設けられるが、これらに限定されない。透明プラスチック１１は、第２の段階の射出成形工程の後、該透明プラスチック１１の内表面１１３が上述円弧状構造、横溝構造、Ｖ形溝構造又は等価凹レンズに対応する凸状構造に対応してレンズ状（図４Ｂに示す）、横溝（図５Ｂ、図５Ｃに示す）、Ｖ形溝又は等価凹レンズ（図５Ｅの（ａ）、（ｂ）に示す）のパターン構造１１３１に形成され、これにより、異なる内表面１１３の形態を製造することができ、異なる応用領域又は需要を満たすことができる。
【００２８】
さらに、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、ステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程において、下金型２０Ａには、例えば放電加工により微構造２０３を形成することができる。透明プラスチック１１の射出成形工程の後、微構造２０３は、透明プラスチック１１の発光表面１１２に転写され、光学微構造１１２１が形成される。これにより拡散光線機能を有する発光表面１１２の形態を製造することができ、スポット光源が面光源に近似するように拡散することができる。本実施例において、発光表面１１２の表面粗度（Ｒａ：中心線平均粗度）は、１．６ｍｍ〜３．２ｍｍであり、良好な光線霧化効果を有する。
【００２９】
また、前述のように、本発明に係るその他の変化実施例において、上金型２０Ｂは、以下の態様を有してもよい。図５Ｄと図６Ｄを併せて参照して、ゲート２０１１の位置を突出構造２０１の中央位置から突出構造２０１の一側に移すことにより、固化成形された透明プラスチック１１が平滑の内表面１１３を有する。これにより光学性を高めることができる。また、図５Ｅ及び図６Ｅに示すように、光線が成形された後の透明プラスチック１１における光混合効果をより好ましく、より均一にするように、一つの実施例においてゲート２０１１を突出構造２０１の一側に移すと共に、突出構造２０１上にフレスネルレンズ（Ｆｒｅｓｎｅｌ Ｌｅｎｓ）と等価の凹レンズに転写可能な凸状所定構造２０２を形成する。この凸状所定構造２０２は、同心リングに配置された複数の溝を有し、同心リングのサークル毎の溝断面形状が凸レンズの一部に近似している。フレスネルレンズと異なっているのは、同心リングがそれぞれ等ピッチで配置され、中心の最内サークルの同心リングの半径が２倍のピッチであり、異なる同心リングの溝が異なる高さ（最外サークルほど高くなる）を有している点である。このように構成された凸状の突出構造２０２に対して射出成形を行なうと、凸状の突出構造２０２に対応するフレスネルレンズと等価の凹レンズ形状のパターン構造１１３１を形成することができる。図５Ｅ（ａ）に示すように、パターン構造１１３１は、等ピッチＨの同心リングを有し、最内サークルの同心リングが２倍のピッチＨであり、図５Ｅ（ｂ）に示すように、パターン構造１１３１の最外サークルの同心リングは、断面が凹レンズの一部に近似した最も深い溝を有し、内側の同心リングほど溝の深さが浅くなる。また、該パターン構造１１３１における各同心リングの溝の最頂端は略平行である。このように球面凹レンズを形成することができ、大きい発光角度を提供することができるとともに、同一の厚さに近似した光混合距離を提供することができる。これにより、均一性の優れた光線の生成が可能となる。その他の可能な実施例において、パターン構造１１３１を一般のフレスネルレンズ（図示せず）に成形してもよい。各同心リング毎は、溝の深さが同一であるが、異なるピッチを有し、各同心円上の溝の最頂端は、ほぼ平行とする。つまり一般の平凹レンズと等価の発散光線特性を提供することができる。この際、対応する所定構造２０２は、フレスネルレンズに対応する凸状構造である。
【００３０】
また、図７Ａ、図７Ｂは、本発明に係る製造方法を適用して製造された数字ディスプレイの光学分布グラフであり、透明プラスチック１１を本発明に係る方法によって反射蓋構造１０の空間ユニット１０１に固化成形させることにより数字ディスプレイのハウジングを形成するとともに、発光ダイオードを該ハウジングに入れることにより図２Ｂに示す数字“８”における底辺の空間ユニット１０１からなるセグメントＡの光学分布特性を測定する。ここで、発光表面１１２は、平坦な平滑面であり、図７Ａから分かるように、数字ディスプレイのハーフピークの幅比率は２７．６％であり、ハーフピークの幅が４０画素距離（ｐｉｘｅｌ）であり、セグメントＡの画素距離が約１４５画素距離である。また、図７Ｂを参照して、同様に本発明に係る方法を用いて数字ディスプレイを製造する。ここでは、発光表面１１２の粗度を１．６ｍｍとし、図２Ｂに示す数字“８”の底辺空間ユニット１０１に基づいて構成されたセグメントＡに対して光学測定を行う。図７Ｂから分かるように、粗度化された数字ディスプレイのハーフピーク幅比率は８６．２％であり、セグメントＡのハーフピークが約１２４画素距離の間であり、該セグメントＡの画素距離が約１４５画素距離である。従って、本発明は、発光表面１１２の粗度により数字ディスプレイからの光線の霧化程度を変更することができ、均一の光学拡散効果を生成することがでる。つまり、ライトスポットの発生を効果的に回避することができる。
【００３１】
上述のように、ステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程を用いて透明プラスチック１１を成形し、固化成形された透明プラスチック１１を反射蓋構造１０と接合することができ、これにより数字ディスプレイのハウジングを製造することができる。さらに金型２０上に異なる光学構造／微構造（例えば、上述した所定構造２０２又は微構造２０３）を設け、固化成形された透明プラスチック１１上に所定構造２０２又は微構造２０３に対応するパターン構造１１３１又は光学微構造１１２１を転写することができる。また、ステップＳ１０３の後、金型２０を取り外し、熱溶融接合等の技術を利用することにより発光ダイオードが設けられた回路板を成形されたハウジング上に組み付けることができ、発光ダイオードからの光線が反射蓋構造１０の反射面１０２により集光され、透明プラスチック１１の内表面１１３及び発光表面１１２を通じて出射される。さらに、上述の実施例における内表面１１３上のパターン構造１１３１又は発光表面１１２上の光学微構造１１２１を含む光学構造／光学微構造により、全体の拡散特性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
上述のように、本発明は下記の利点を有している。
１．本発明は、第２の段階の射出成形工程を用いて透明プラスチックを反射蓋構造に固化成形しているため、従来のアンダーフィルの固化時間を節約することができる。本発明の具体的な実験データによれば、約４．５時間の節約が可能となった。つまり、本発明によれば、数字ディスプレイのハウジングの製造時間を大幅に短縮することができる。
【００３３】
２．本発明は、従来の樹脂アンダーフィルの製造工程の替わりに、第２の段階の射出成形工程によって透明プラスチックを固化成形させているため、オーブンによるベーキング固化を行う必要がなく、従来の樹脂材料において起こるオーブンの高温環境を通過することによって生じる熱応力により反射蓋構造が変形するという問題を解決することができる。
【００３４】
３．本発明は、従来の樹脂アンダーフィルの製造工程が使用されていないため、アンダーフィル漏れ又はアンダーフィルの量不足や、高温ベーキング固化によって発光面が凹むことによるライトスポット、気泡又は発光不均一という問題が発生しない。
【００３５】
上述したものは、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。また、本発明の明細書及び図面に開示された内容に基づいてなされた修正・変更および置換え等は、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 反射蓋構造
１０１ 空間ユニット
１０２ 反射面
１０２１ 第１の係合微構造
１００ 上表面
１１ 透明プラスチック
１１１ 外壁面
１１１０ 第１の係合微構造
１１２ 発光表面
１１２１ 光学微構造
１１３ 内表面
１１３１ パターン構造
２０ 金型
２０Ａ 下金型
２０Ｂ 上金型
２０１ 突出構造
２０１１ ゲート
２０２ 所定構造
２０３ 微構造
Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０５ フロー工程
Ａ セグメント
Ｈ ピッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数字ディスプレイのハウジングの製造方法に関し、特に製造工程を簡素化させ、数字ディスプレイのハウジングを生産するための製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
数字ディスプレイは、文字、数字、符号又は図形等の情報表示に対して開発された数字表示モジュールであり、現在、様々な電子製品（例えば家電、音響、撮影機、機材設備等の指示ライト又は表示装置）に広汎に応用され、発光ダイオード又は電場発光物質（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）によって文字又は図形を表示する。
【０００３】
従来の数字ディスプレイの製造工程は、まず、数字ディスプレイの反射蓋構造を製造し、次に、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂をアンダーフィルによって反射蓋構造に注入することによりハウジングを形成し、ベーキングを行った後、発光ダイオードチップを有する回路板を接合し、上記のハウジングにリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）する。
【０００４】
しかしながら、従来の製造工程は下記の欠点を有している。
１．製造工程の時間が長すぎる：アンダーフィル製造工程は、ベーキング工程を行わないとエポキシ樹脂を固化成形できないため、全体の製造時間は、エポキシ樹脂をまず１１０℃で１．５時間熱処理（プリベーキングとも称する）し、さらに１２０℃で３時間固化処理（長ベーキングとも称する）する。よって従来の数字ディスプレイの製造工程は、時間が長すぎるという生産にとって不利となる欠点を有する。
【０００５】
２．製品の欠陥が多い：現在のアンダーフィル製造工程は、アンダーフィル漏れ又はアンダーフィルの量不足が発生しやすいため、ベーキング工程が行われた後、パッケージゲル体の発光面に凹みが生じることがあり、これにより数字ディスプレイの発光ダイオードの発光特性にライトスポット、気泡又は発光不均一等が生じてしまう。
【０００６】
３．製品の構造に変異が生じる：上述した１、２のように、エポキシ樹脂に対してベーキング固化工程を行う場合、エポキシ樹脂は、固化反応によって内応力が生じるため、反射蓋構造に彎曲変形が生じやすくなり、製品の構造に変異が起こり、製造工程の歩留まりが低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来のアンダーフィル製造工程の替わりに、透明プラスチックを射出成形によって反射蓋構造に固化成形することにより数字ディスプレイのハウジングを生成することができ、ベーキング／固化の時間を余計に必要としないため、数字ディスプレイのハウジングの製造時間を大幅に短縮することができる数字ディスプレイのハウジングの製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
本発明は、数字ディスプレイのハウジングを２回の射出成形工程により直接製造し、アンダーフィル製造工程を必要としないため、従来の高温ベーキングにより樹脂材料が熱応力によって変形するという問題を回避することができる。さらに、本発明は、従来のアンダーフィル製造工程が使用されていないため、アンダーフィル時のアンダーフィル漏れ又はアンダーフィルの量不足が生じることはなく、これにより高温ベーキング固化された後に生じる発光面のライトスポット、気泡又は発光不均一の問題を回避することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、上下開口した複数の空間ユニットを有する反射蓋構造を成形する第１の射出成形工程であって、前記複数の空間ユニットは、前記反射蓋構造上における複数の反射面からなる第１の射出成形工程と、前記複数の空間ユニットに透明プラスチックを成形し、成形後の前記透明プラスチックの外壁面は、前記透明プラスチックの外壁面に接する反射面と接合することで前記数字ディスプレイのハウジングを形成する第２の射出成形工程と、を備えることを特徴とする数字ディスプレイのハウジングの製造方法を提供する。
【００１０】
透明プラスチックは、熱塑性プラスチック又は熱固性プラスチックであってもよく、透明プラスチックが熱塑性プラスチックである場合、その主成分は、フェニレンジアミン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、ＰＰＡ）又はポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）であってもよい。主成分がＰＰＡである場合は、２２０℃以上である高温リフロー製造工程を通過する必要がある工程に適用できるため、ＳＭＴ形式の数字ディスプレイに適用することができる。主成分がＰＡである場合は、高温リフロー製造工程を通過する必要がない工程、例えばＤＩＰ形式の数字ディスプレイに適用することができる。また、透明プラスチックが熱固性プラスチックである場合は、シリコンゲル又は樹脂材料であってもよい。
【００１１】
第２の射出成形工程によって成形された透明プラスチックの表面上に、数字ディスプレイ製品の発光特性を高めるための異なる微構造（例えば横溝、Ｖ溝、等価凹レンズ構造等）、又はレンズ（ｌｅｎｓ）がさらに設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明に係る第１の実施形態の数字ディスプレイのハウジングの製造方法のフローである。
【図１Ｂ】本発明に係る第２の実施形態の数字ディスプレイのハウジングの製造方法のフローである。
【図２Ａ】本発明に係る数字ディスプレイの反射蓋構造の背面立体模式図である。
【図２Ｂ】本発明に係る数字ディスプレイの反射蓋構造の正面立体模式図である。
【図３】本発明に係る数字ディスプレイの反射蓋構造上の空間ユニットの断面模式図である。
【図４Ａ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の模式図である。
【図４Ｂ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の模式図である。
【図５Ａ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の変化実施例の模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の他の変化実施例の模式図である。
【図５Ｃ】図５Ｂにおける金型を除去した後の模式図である。
【図５Ｄ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の他の変化実施例の模式図である。
【図５Ｅ】本発明に係る第２の段階の射出成形工程の他の変化実施例の模式図であり、図５Ｅ（ａ）は透明プラスチックの内表面のパターン構造の上面図である。
【図６Ａ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｂ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｃ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｄ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図６Ｅ】本発明に係る異なる態様の上金型の模式図である。
【図７Ａ】本発明に係るハウジングが適用されて組み付けられた数字ディスプレイの光学分布グラフであり、発光表面が滑面である。
【図７Ｂ】本発明に係るハウジングが適用されて組み付けられた数字ディスプレイの光学分布グラフであり、発光表面が粗面である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る数字ディスプレイのハウジングの製造方法によれば、数字ディスプレイのハウジングを２つの階段の射出成形工程によって製造することにより、アンダーフィルやベーキング固化による数字ディスプレイの製造によって起こるエポキシ樹脂漏れ、アンダーフィル量の不均一、又はライトスポット、気泡又は発光不均一の製品問題が生じることを解決することができる。
【００１４】
図１Ａに示すように、本発明に係る製造方法は下記の工程を含む。
ステップＳ１０１：反射蓋構造を成形するための第１の射出成形工程を提供する。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、このステップにおいて、まず第１の段階の射出成形方法を用いて反射蓋構造１０を製造する。反射蓋構造１０は、数字ディスプレイのハウジングのメイン構造であり、後述の第２の段階の射出成形では、透明プラスチックを反射蓋構造１０に成形し、数字ディスプレイのハウジングとして組み合わせることができる。なお、本発明において透明プラスチックの「透明」とは、特定の波長範囲の光が透過可能であり、通常、可視光範囲の波長であることを指す。また、反射蓋構造１０には上下開口した複数の空間ユニット１０１が設けられる。図３は、図２Ａにおける該空間ユニット１０１のいずれか一つの断面模式図であり、即ち反射蓋構造１０に設けられる空間ユニット１０１の内の一つを示している。空間ユニット１０１は、反射蓋構造１０における複数の反射面１０２からなる。本実施例において、図２Ａ、図２Ｂに示す反射蓋構造１０は、数字“８”及びその近傍にある小数点（ｄｅｃｉｍａｌ ｐｏｉｎｔ，ＤＰ）“．”を表示するために構成されている。第１の段階の射出成形工程においては、横型射出成形機器により金型に合せながら反射蓋構造１０を成形する。図２Ｂに示すように、本実施例における反射蓋構造１０の正面は、上下開口した空間ユニット１０１を８つ有し、この８つの空間ユニット１０１に対して、後述する第２の段階の射出成形工程を行い、最終的に数字“８”を７つのセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）により、近傍にある小数点“．”を一つのセグメントにより構成する。
【００１５】
ステップＳ１０３：第２の射出成形工程を提供する。このステップにおいて、主に透明プラスチック１１を上述した反射蓋構造１０の空間ユニット１０１に成形させる。即ち第２の段階の射出成形である。図４Ａ及び図４Ｂは、図３に示す空間ユニット１０１に対して行なわれる第２の射出成形工程の断面模式図を示す。透明プラスチック１１を射出成形により該反射蓋構造１０における空間ユニット１０１に成形させ、固化成形された透明プラスチック１１の外壁面１１１が該反射面１０２と接合する。これにより反射蓋構造１０と固化成形された透明プラスチック１１とが数字ディスプレイのハウジングとして形成され、発光ダイオードを有する回路板と組み付けられることにより、数字ディスプレイが形成される。
【００１６】
一方、上述した数字ディスプレイのハウジングの製造方法には、さらに印刷工程（例えば図１ＡにおけるステップＳ１２０又は図１ＢにおけるステップＳ１０５）が含まれてもよい。図１Ａに示すように、具体的な製造工程において、この印刷工程（即ちステップＳ１０２）は、ステップＳ１０２の第１の段階の射出成形工程とステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程との間の工程であり、印刷機器設備を用いて反射蓋構造１０上に所定の色彩を塗布する（例えば反射蓋構造１０の正面にカラープレート番号に応じてインク印刷製造工程を行う）ことにより、上表面１００に色彩又はパターンである印刷面（図２Ｂに示す）を形成する。また、図１Ｂに示すように、この印刷工程（即ちステップＳ１０５）は、ステップＳ１０３における第２の段階の射出成形工程の後に実施されてもよい。なお、この印刷工程は、下記の製造方法により達成することができる。一つ目の製造方法は、上述したインク印刷製造工程であり、二つ目の製造方法は、まず、パターン接着ピースを反射蓋構造１０の正面に貼着し、レーザ選択により透明プラスチック１１の成形領域に必要とするパターンを形成する方法。３つ目の製造方法は、反射蓋構造１０の正面に対して全面の印刷を行った後、レーザ選択により透明プラスチック１１の成形領域に必要とするパターンを製造することにより、反射蓋構造１０の正面に色彩又はパターンを有する印刷面を形成する方法。
【００１７】
本実施例においては、金型２０を用いて第２の射出成形工程を行う。金型２０は、下金型２０Ａと上金型２０Ｂとの組み合わせであり、下金型２０Ａと突出構造２０１を有する上金型２０Ｂとは、反射蓋構造１０を上下から挟み込む。本実施例において、下金型２０Ａの数量は一つであり、一つの反射蓋構造１０が載置され、反射蓋構造１０の印刷面（即ち上表面１００）に接する。好ましくは、下金型２０Ａに反射蓋構造１０が完全に収容され、上金型２０Ｂの突出構造２０１の寸法は、反射蓋構造１０の空間ユニット１０１の中まで延伸して進入する長さである。また、上金型２０Ｂは、突出構造２０１上に形成されたゲート２０１１をさらに有し、埋め込み直立式成形機器を用いて透明プラスチック１１を上金型２０Ｂのゲート２０１１より射出させ、空間ユニット１０１における残留空間（図４Ａ及び図４Ｂにおける上金型２０Ｂの突出構造２０１によって充満されていない領域、即ち下金型２０Ａ、反射面１０２及び突出構造２０２によって定義された空間である）に充填させ、最後に固化成形された透明プラスチック１１の外壁面１１１を接触する反射面１０２と接合する。透明プラスチック１１は、ベーキング製造工程を行うことなく固化成形できるため、本発明によれば、従来の樹脂をベーキングする場合における熱応力によって反射蓋構造１０が容易に彎曲を起し、製品の欠陥が生じるという問題を解決することができる。
【００１８】
また、この第２の射出成形工程を行う場合は、通常、下金型２０Ａが固定的であり、上金型２０Ｂが可動的である。本実施例において一つの上金型２０Ｂは、一つの突出構造２０１及び一つのゲート２０１１のみを有し、透明プラスチック１１を単一の空間ユニット１０１に注入する。したがって、反射蓋構造１０に複数の空間ユニット１０１がある場合、各空間ユニット１０１にそれぞれ対応する数量分の上金型２０Ｂ、及び突出構造２０１とゲート２０１１が必要となる。つまり、一つの反射蓋構造１０を形成するために必要な金型２０の組み合わせは、一つの下金型２０Ａ及び複数の上金型２０Ｂとなる。また、その他の可能な実施例として、単一の反射蓋構造１０の形成に対応する金型２０Ｈが単一の下金型２０Ａ及び単一の上金型２０Ｂの組み合わせであってもよく、この場合、上金型２０Ｂは、空間ユニット１０１の数量に対応する突出構造２０１及びゲート２０１１を有している。その際、単一の下金型２０Ａには同時に複数の反射蓋構造１０（例えば６個又は８個の反射蓋構造１０）が収容され、それに対応する単一の上金型２０Ｂは、複数の反射蓋構造に含まれるすべての空間ユニットの個数分（反射蓋構造１０が６個であったとすると、４８個の空間ユニット１０１）の突出構造２０１及びゲート２０１１を有してもよい。即ち単一の下金型２０Ａと単一の上金型２０Ｂとからなる金型２０を用いて複数の反射蓋構造１０を同時に形成することができる。しかしながら、その他の可能な実施例において、金型２０は、一つの下金型２０Ａと一つの上金型２０Ｂ、又は一つの下金型２０Ａと複数の上金型２０Ｂとの組み合わせであるほか、単一である場合の上金型２０Ｂは、複数の突出構造２０１を有するが単一のゲート２０１１しか有さない、又は突出構造２０１の数量よりもゲートが少ない場合に一つのゲート２０１１から同時に複数の空間ユニット１０１に透明プラスチック１１を注入することができるように構成されてもよい。
【００１９】
ここで注意すべき点は、本発明は、金型２０の形態及び使用態様には制限がなく、例えば、本実施例のように上金型２０Ｂに反射蓋構造１０における空間ユニット１０１まで延伸して進入する突出構造２０１が設けられることに限定されず、突出構造２０１上に設けられたゲート２０１１の位置にも制限はない点である。本発明にかかるその他の可能な実施例として、上金型２０Ｂには突出構造２０１を設けず、上金型２０Ｂ上にゲート２０１１のみを設け、空間ユニット１０１の開口外に向けることで、透明プラスチック１１を容易に注入するように構成してもよい。また、ゲート２０１１は、本実施例のように突出構造２０１の中央に設けることに限定されず、その他の可能な実施例において、ゲート２０１１を突出構造２０１の真中央より一側寄（後述する）に設けるように構成してもよい。また、透明プラスチック１１は、空間ユニット１０１に注入される態様に限定されず、例えば、本実施例における突出構造２０１は、空間ユニット１０１まで延伸して進入し、透明プラスチック１１が残留空間全体に充填されるが、その他の可能な実施例において、一部の残留空間のみに充填されるように構成してもよい。また、突出構造２０１を空間ユニット１０１の外にのみ設け、透明プラスチック１１が空間ユニット１０１の全体又は空間ユニット１０１の一部分に充填されるようにしてもよい。言い換えれば、透明プラスチック１１の空間ユニット１０１への固化成形、及び透明プラスチック１１の空間ユニット１０１への充填については、如何なる方法又は金型を用いた場合においても本発明の実施態様に属する。
【００２０】
具体的な実施例において、透明プラスチック１１が熱塑性プラスチックである場合、その主成分は、フェニレンジアミン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、ＰＰＡ）であり、操作温度が２２０℃以上の高温リフロー製造工程を通過する。好ましくは該高温リフロー製造工程の操作温度は、２４０℃〜２６０℃であり、操作時間は、４〜５分間である。この実施例において、ＰＰＡを主成分とする透明材（即ち透明プラスチック１１に相当する）は、スズ炉（ＩＲ−ｒｅｆｌｏｗ，２６０℃，４．５分間）のリフロー製造工程を通過しても軟化しないものである。言い換えれば、上述したＰＰＡを主成分とする透明材は、高温リフロー製造工程を通過する数字ディスプレイのハウジングの製造において本発明に係る製造方法が適用可能であり、ＳＭＴ形式の数字ディスプレイ製品に適用することができる。
【００２１】
他の具体的な実施例の熱塑性の透明プラスチック１１は、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）を主成分とする透明材であり、その特性は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃であるため、ＰＡを主成分とする透明材は、高温リフロー製造工程を通過する必要がない数字ディスプレイのハウジングの製造において本発明に係る製造方法が適用可能であり、例えばＤＩＰ形式の数字ディスプレイ製品に適用することができる。また、熱塑性の透明プラスチック１１は、少なくともポリアミド（ＰＡ）又はフェニレンジアミン（ＰＰＡ）を含むが、これに限定されるものではない。
【００２２】
一方、本発明に用いられる透明プラスチック１１は、熱固性プラスチックであってもよく、例えば成分に少なくともシリカゲル又は樹脂材料を含む。熱固性の透明プラスチック１１の製造工程は、上述した熱塑性の透明プラスチック１１の製造工程と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。また、透明プラスチック１１は、上述したものに限定されず、例えば、異なる温度において異なる熱塑性又は熱固性の性質を有する複合性プラスチックであってもよい。
【００２３】
本発明に係る具体的な実施例において、上述した成分の異なる透明プラスチック１１のいずれにおいても、製品の発光特性を変更するために、少なくとも１種の添加剤、例えば拡散剤（その主成分は炭酸カルシウムである）、蛍光粉等が添加されてもよい。
【００２４】
さらに、ステップＳ１０１の第１の段階の射出成形及びステップＳ１０３の第２の段階の射出成形の工程において、図５Ａないし図５Ｅに示すように、下記の変形実施態様がある。
【００２５】
図５Ａを参照して、透明プラスチック１１と反射蓋構造１０との固着性及び結合性を強化するために、ステップＳ１０１における金型は、機械加工、放電加工又はその他の類似した製造工程を行うことにより、反射蓋構造１０における空間ユニット１０１の少なくとも一つの反射面１０２上に第１の係合微構造１０２１、例えば空間ユニット１０１において下金型２０Ａと上金型２０Ｂの突出構造２０１とによって定義される残留空間における複数の側辺反射面１０２上に第１の係合微構造１０２１を設けることができる。従って、第２の段階の射出成形の工程において、透明プラスチック１１が空間ユニット１０１に注入された場合、固化成形された透明プラスチック１１の外壁面１１１上に第１の係合微構造１０２１に対応する第２の係合微構造１１１０が成形される。互いに嵌合された第１の係合微構造１０２１及び第２の係合微構造１１１０により、固化された透明プラスチック１１と反射蓋構造１０との結合性を強化することができる。再び図５Ａを参照して、図５Ａは断面図であるため、該残留空間における両側辺の反射面１０２が第１の係合微構造１０２１を有することを示しているが、実際に該残留空間周囲の全体の反射面１０２（図２Ｂに示す数字８の一側の空間ユニット１０１が６つの側辺を有する）のいずれもが第１の係合微構造１０２１を有してよく、又は一側のみに第１の係合微構造１０２１が設けられてもよい。
【００２６】
また、本発明に係る数字ディスプレイのハウジングと発光ダイオードとが組み付けられた後の発光特性を高めるために、固化成形された透明プラスチック１１の発光表面１１２及び内表面１１３上に異なる構造を成形してもよい。以下にその構造にかかる製造方法を記す。
【００２７】
ステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程において、上金型２０Ｂの突出構造２０１には予め所定構造、例えば円弧状構造（図６Ａに示す）、横溝構造（図６Ｂに示す）、Ｖ形溝構造（図６Ｃに示す）又は等価凹レンズに対応する凸状構造（図６Ｅに示す）等が設けられるが、これらに限定されない。透明プラスチック１１は、第２の段階の射出成形工程の後、該透明プラスチック１１の内表面１１３が上述円弧状構造、横溝構造、Ｖ形溝構造又は等価凹レンズに対応する凸状構造に対応してレンズ状（図４Ｂに示す）、横溝（図５Ｂ、図５Ｃに示す）、Ｖ形溝又は等価凹レンズ（図５Ｅの（ａ）、（ｂ）に示す）のパターン構造１１３１に形成され、これにより、異なる内表面１１３の形態を製造することができ、異なる応用領域又は需要を満たすことができる。
【００２８】
さらに、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、ステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程において、下金型２０Ａには、例えば放電加工により微構造２０３を形成することができる。透明プラスチック１１の射出成形工程の後、微構造２０３は、透明プラスチック１１の発光表面１１２に転写され、光学微構造１１２１が形成される。これにより拡散光線機能を有する発光表面１１２の形態を製造することができ、スポット光源が面光源に近似するように拡散することができる。本実施例において、発光表面１１２の表面粗度（Ｒａ：中心線平均粗度）は、１．６ｍｍ〜３．２ｍｍであり、良好な光線霧化効果を有する。
【００２９】
また、前述のように、本発明に係るその他の変化実施例において、上金型２０Ｂは、以下の態様を有してもよい。図５Ｄと図６Ｄを併せて参照して、ゲート２０１１の位置を突出構造２０１の中央位置から突出構造２０１の一側に移すことにより、固化成形された透明プラスチック１１が平滑の内表面１１３を有する。これにより光学性を高めることができる。また、図５Ｅ及び図６Ｅに示すように、光線が成形された後の透明プラスチック１１における光混合効果をより好ましく、より均一にするように、一つの実施例においてゲート２０１１を突出構造２０１の一側に移すと共に、突出構造２０１上にフレスネルレンズ（Ｆｒｅｓｎｅｌ Ｌｅｎｓ）と等価の凹レンズに転写可能な凸状所定構造２０２を形成する。この凸状所定構造２０２は、同心リングに配置された複数の溝を有し、同心リングのサークル毎の溝断面形状が凸レンズの一部に近似している。フレスネルレンズと異なっているのは、同心リングがそれぞれ等ピッチで配置され、中心の最内サークルの同心リングの半径が２倍のピッチであり、異なる同心リングの溝が異なる高さ（最外サークルほど高くなる）を有している点である。このように構成された凸状の突出構造２０２に対して射出成形を行なうと、凸状の突出構造２０２に対応するフレスネルレンズと等価の凹レンズ形状のパターン構造１１３１を形成することができる。図５Ｅ（ａ）に示すように、パターン構造１１３１は、等ピッチＨの同心リングを有し、最内サークルの同心リングが２倍のピッチＨであり、図５Ｅ（ｂ）に示すように、パターン構造１１３１の最外サークルの同心リングは、断面が凹レンズの一部に近似した最も深い溝を有し、内側の同心リングほど溝の深さが浅くなる。また、該パターン構造１１３１における各同心リングの溝の最頂端は略平行である。このように球面凹レンズを形成することができ、大きい発光角度を提供することができるとともに、同一の厚さに近似した光混合距離を提供することができる。これにより、均一性の優れた光線の生成が可能となる。その他の可能な実施例において、パターン構造１１３１を一般のフレスネルレンズ（図示せず）に成形してもよい。各同心リング毎は、溝の深さが同一であるが、異なるピッチを有し、各同心円上の溝の最頂端は、ほぼ平行とする。つまり一般の平凹レンズと等価の発散光線特性を提供することができる。この際、対応する所定構造２０２は、フレスネルレンズに対応する凸状構造である。
【００３０】
また、図７Ａ、図７Ｂは、本発明に係る製造方法を適用して製造された数字ディスプレイの光学分布グラフであり、透明プラスチック１１を本発明に係る方法によって反射蓋構造１０の空間ユニット１０１に固化成形させることにより数字ディスプレイのハウジングを形成するとともに、発光ダイオードを該ハウジングに入れることにより図２Ｂに示す数字“８”における底辺の空間ユニット１０１からなるセグメントＡの光学分布特性を測定する。ここで、発光表面１１２は、平坦な平滑面であり、図７Ａから分かるように、数字ディスプレイのハーフピークの幅比率は２７．６％であり、ハーフピークの幅が４０画素距離（ｐｉｘｅｌ）であり、セグメントＡの画素距離が約１４５画素距離である。また、図７Ｂを参照して、同様に本発明に係る方法を用いて数字ディスプレイを製造する。ここでは、発光表面１１２の粗度を１．６ｍｍとし、図２Ｂに示す数字“８”の底辺空間ユニット１０１に基づいて構成されたセグメントＡに対して光学測定を行う。図７Ｂから分かるように、粗度化された数字ディスプレイのハーフピーク幅比率は８６．２％であり、セグメントＡのハーフピークが約１２４画素距離の間であり、該セグメントＡの画素距離が約１４５画素距離である。従って、本発明は、発光表面１１２の粗度により数字ディスプレイからの光線の霧化程度を変更することができ、均一の光学拡散効果を生成することがでる。つまり、ライトスポットの発生を効果的に回避することができる。
【００３１】
上述のように、ステップＳ１０３の第２の段階の射出成形工程を用いて透明プラスチック１１を成形し、固化成形された透明プラスチック１１を反射蓋構造１０と接合することができ、これにより数字ディスプレイのハウジングを製造することができる。さらに金型２０上に異なる光学構造／微構造（例えば、上述した所定構造２０２又は微構造２０３）を設け、固化成形された透明プラスチック１１上に所定構造２０２又は微構造２０３に対応するパターン構造１１３１又は光学微構造１１２１を転写することができる。また、ステップＳ１０３の後、金型２０を取り外し、熱溶融接合等の技術を利用することにより発光ダイオードが設けられた回路板を成形されたハウジング上に組み付けることができ、発光ダイオードからの光線が反射蓋構造１０の反射面１０２により集光され、透明プラスチック１１の内表面１１３及び発光表面１１２を通じて出射される。さらに、上述の実施例における内表面１１３上のパターン構造１１３１又は発光表面１１２上の光学微構造１１２１を含む光学構造／光学微構造により、全体の拡散特性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
上述のように、本発明は下記の利点を有している。
１．本発明は、第２の段階の射出成形工程を用いて透明プラスチックを反射蓋構造に固化成形しているため、従来のアンダーフィルの固化時間を節約することができる。本発明の具体的な実験データによれば、約４．５時間の節約が可能となった。つまり、本発明によれば、数字ディスプレイのハウジングの製造時間を大幅に短縮することができる。
【００３３】
２．本発明は、従来の樹脂アンダーフィルの製造工程の替わりに、第２の段階の射出成形工程によって透明プラスチックを固化成形させているため、オーブンによるベーキング固化を行う必要がなく、従来の樹脂材料において起こるオーブンの高温環境を通過することによって生じる熱応力により反射蓋構造が変形するという問題を解決することができる。
【００３４】
３．本発明は、従来の樹脂アンダーフィルの製造工程が使用されていないため、アンダーフィル漏れ又はアンダーフィルの量不足や、高温ベーキング固化によって発光面が凹むことによるライトスポット、気泡又は発光不均一という問題が発生しない。
【００３５】
上述したものは、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。また、本発明の明細書及び図面に開示された内容に基づいてなされた修正・変更および置換え等は、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 反射蓋構造
１０１ 空間ユニット
１０２ 反射面
１０２１ 第１の係合微構造
１００ 上表面
１１ 透明プラスチック
１１１ 外壁面
１１１０ 第１の係合微構造
１１２ 発光表面
１１２１ 光学微構造
１１３ 内表面
１１３１ パターン構造
２０ 金型
２０Ａ 下金型
２０Ｂ 上金型
２０１ 突出構造
２０１１ ゲート
２０２ 所定構造
２０３ 微構造
Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０５ フロー工程
Ａ セグメント
Ｈ ピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
数字ディスプレイのハウジングの製造方法であって、
上下開口した複数の空間ユニットを有する反射蓋構造を成形する第１の射出成形工程であって、前記複数の空間ユニットが前記反射蓋構造上における複数の反射面からなる第１の射出成形工程と、
透明プラスチックを前記複数の空間ユニットに成形し、成形後の前記透明プラスチックの外壁面と、前記透明プラスチックの外壁面に接する反射面とを接合することで前記数字ディスプレイのハウジングを形成する第２の射出成形工程と、
を備えることを特徴とする数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項２】
前記透明プラスチックは、操作温度が２２０℃以上、好ましくは２４０℃から２６０℃の高温リフロー製造工程を通過することを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項３】
前記透明プラスチックには拡散剤又は蛍光粉である添加剤が添加され、及び／又は前記透明プラスチックは、少なくともポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）又はフェニレンジアミン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、ＰＰＡ）を含む熱塑性プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項４】
前記第２の射出成形工程は、少なくとも一つの上金型及び一つの下金型を前記反射蓋構造に挟持させて実施され、前記上金型は、突出構造及びゲートを有し、前記突出構造が前記複数の空間ユニットのいずれか一つに延伸して進入し、前記透明プラスチックを前記ゲートを介して前記空間ユニットにおける前記下金型と前記複数の反射面と前記突出構造とによって定義される残留空間に充填させ、且つ前記突出構造が所定の構造を有することで、成形後の前記透明プラスチックの内表面に前記所定構造に対応するパターン構造が設けられ、及び／又は前記第１の射出成形工程において、前記複数の空間ユニットにおける少なくとも一つの反射面上に第１の係合微構造が設けられ、前記第２の射出成形工程において、成形後の前記透明プラスチックの外壁面上に、前記第１の係合微構造に対応する第２の係合微構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項５】
前記所定構造が円弧状構造、横溝構造、Ｖ形溝構造又は等価凹レンズに対応する凸状構造となるように形成することにより、成形後の前記透明プラスチックの内表面はレンズ状、横溝、Ｖ形溝又は前記等価凹レンズのパターン構造を有し、及び／又は前記下金型には、成形後の前記透明プラスチックの発光表面に前記微構造に対応する光学微構造を有するようにするための微構造がさらに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項６】
前記反射蓋構造上に所定の色彩が塗布される印刷工程を更に含み、前記印刷工程は、前記第１の射出成形工程と前記第２の射出成形工程との間に実施される、又は前記第２の射出成形工程の後に実施されることを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項１】
数字ディスプレイのハウジングの製造方法であって、
上下開口した複数の空間ユニットを有する反射蓋構造を成形する第１の射出成形工程であって、前記複数の空間ユニットが前記反射蓋構造上における複数の反射面からなる第１の射出成形工程と、
透明プラスチックを前記複数の空間ユニットに成形し、成形後の前記透明プラスチックの外壁面と、前記透明プラスチックの外壁面に接する反射面とを接合することで前記数字ディスプレイのハウジングを形成する第２の射出成形工程と、
を備えることを特徴とする数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項２】
前記透明プラスチックは、操作温度が２２０℃以上、好ましくは２４０℃から２６０℃の高温リフロー製造工程を通過することを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項３】
前記透明プラスチックには拡散剤又は蛍光粉である添加剤が添加され、及び／又は前記透明プラスチックは、少なくともポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）又はフェニレンジアミン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ、ＰＰＡ）を含む熱塑性プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項４】
前記第２の射出成形工程は、少なくとも一つの上金型及び一つの下金型を前記反射蓋構造に挟持させて実施され、前記上金型は、突出構造及びゲートを有し、前記突出構造が前記複数の空間ユニットのいずれか一つに延伸して進入し、前記透明プラスチックを前記ゲートを介して前記空間ユニットにおける前記下金型と前記複数の反射面と前記突出構造とによって定義される残留空間に充填させ、且つ前記突出構造が所定の構造を有することで、成形後の前記透明プラスチックの内表面に前記所定構造に対応するパターン構造が設けられ、及び／又は前記第１の射出成形工程において、前記複数の空間ユニットにおける少なくとも一つの反射面上に第１の係合微構造が設けられ、前記第２の射出成形工程において、成形後の前記透明プラスチックの外壁面上に、前記第１の係合微構造に対応する第２の係合微構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項５】
前記所定構造が円弧状構造、横溝構造、Ｖ形溝構造又は等価凹レンズに対応する凸状構造となるように形成することにより、成形後の前記透明プラスチックの内表面はレンズ状、横溝、Ｖ形溝又は前記等価凹レンズのパターン構造を有し、及び／又は前記下金型には、成形後の前記透明プラスチックの発光表面に前記微構造に対応する光学微構造を有するようにするための微構造がさらに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【請求項６】
前記反射蓋構造上に所定の色彩が塗布される印刷工程を更に含み、前記印刷工程は、前記第１の射出成形工程と前記第２の射出成形工程との間に実施される、又は前記第２の射出成形工程の後に実施されることを特徴とする請求項１に記載の数字ディスプレイのハウジングの製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−２３５６２７（Ｐ２０１１−２３５６２７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０８２４（Ｐ２０１０−２８０８２４）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０８１０７７８８）旭麗電子（廣州）有限公司 (21)
【出願人】（５０３４１９６９７）光寶科技股▲分▼有限公司 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０８１０７７８８）旭麗電子（廣州）有限公司 (21)
【出願人】（５０３４１９６９７）光寶科技股▲分▼有限公司 (42)
【Ｆターム（参考）】
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