説明

表示装置

【課題】簡素な構成で、均一な輝度で文字や記号等を表示する表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】白色のパッケージを有する表面実装型の第1LEDランプと、白色のパッケージを有する表面実装型の第2LEDランプと、線状の第1導光体であって、前記第1LEDランプに対向する第1端面入射部と、前記第2LEDランプに対向する第2端面入射部と、側面放射部とを有する第1導光体と、前記第1導光体に隣接して配置される板状の第2導光体であって、前記側面放射部に沿い、前記側面放射部から放出された光が入射する側面入射部と、該側面入射部と反対側に位置し白色層が形成された側面反射部と、上面発光部とを有する第2導光体と、前記第2導光体の下面上に形成された色変換層と、前記色変換層上に形成された白色層と、及び前記第2導光体の上面側に配置される文字板と、を備える、ことを特徴とする表示装置とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は表示装置の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
光を利用した表示装置として例えば、発光するスカッフプレートが車両に使用されている。特許文献1には、光源と導光体を使用して導光体の上面を発光表示するスカッフプレートが開示されている。このスカッフプレートでは、2種類の導光体(線状導光体と板状導光体)を使用する。そして、光源の光を線状導光体により線状光に変換した後、該線状光を板状導光体の側面入射部から入射して板状導光体の上面から光を取り出すことにより文字等を表示する。なお、板状導光体の側面からの光の漏洩を防止するため、該側面に到達した光を導光体内部へ反射するよう構成されている。
【0003】
【特許文献1】特開2007−145082号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のスカッフプレートでは、板状導光体の光入射領域(即ち側面)近傍へ到達する光量が多い。また、光入射領域と反対側に位置する領域(即ち反対側の側面)では、当該側面による反射作用のために光密度が高まる。これにより、上面発光部の両側面近傍領域の発光量が多く、中間領域の発光量が少ない。その結果、輝度ムラが生じ、均一な輝度で文字や記号等を表示することができない。
そこで本発明は、簡素な構成で、均一な輝度で文字や記号等を表示する表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の目的を解決するため本発明は次の構成からなる。即ち、
白色のパッケージを有する表面実装型の第1LEDランプと、
白色のパッケージを有する表面実装型の第2LEDランプと、
線状の第1導光体であって、前記第1LEDランプに対向する第1端面入射部と、前記第2LEDランプに対向する第2端面入射部と、側面放射部とを有する第1導光体と、
前記第1導光体に隣接して配置される板状の第2導光体であって、前記側面放射部に沿い、前記側面放射部から放出された光が入射する側面入射部と、該側面入射部と反対側に位置し白色層が形成された側面反射部と、上面発光部とを有する第2導光体と、
前記第2導光体の下面上に形成された色変換層と、
前記色変換層上に形成された白色層と、及び
前記第2導光体の上面側に配置される文字板と、
を備える、ことを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【0006】
以上の構成では、第1LEDランプの光は第1端面入射部から第1導光体に入射し、第2LEDランプの光は第2端面入射部から第1導光体に入射する。入射した光は第1導光体内を導光して側面放射部から放射される。放射光は、側面放射部に沿う第2導光体の側面入射部から第2導光体に入射する。入射光は第2導光体内を導光して下面の色変換層により色変換された後、白色層により反射拡散されて上面発光部から取り出される。これにより上面発光部が発光し、文字板を介して文字や記号等が表示される。白色層による光拡散作用によって、輝度ムラの発生が防止される。
第1LEDランプは白色パッケージを有するため、第1導光体への入射の際に第1端面入射部により反射された光を第1端面入射部側へ反射する。これにより、第1LEDランプの光の入射効率が向上する。また、第1LEDランプの白色パッケージは、第1端面入射部から漏洩する光を反射し、第1端面方向の光を生成するという作用も奏する。これにより光の利用率が向上する。第2LEDランプに関しても、第1LEDランプと同等の効果を発揮する。このように、第1LEDランプ及び第2LEDランプの白色パッケージによる反射作用によって光の入射効率及び利用率が向上し、高輝度で文字等を発光表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
本発明の表示装置では、光源として表面実装型の第1LEDランプと第2LEDランプを使用する。LEDランプは小型であること、低消費電力であること、長寿命であることという利点を有する。特に表面実装型のLEDランプはより小型とすることができる。LEDランプを光源とすることにより光源の発熱量が小さくなり周りの部材への熱的影響が小さいといった利点もある。LEDランプの発光色は特に限定されないが、白色又は色変換層と同系色であることが好ましい。
【0008】
第1LEDランプ及び第2LEDランプは白色のパッケージ(リフレクタ)を有する。第1LEDランプは後述の第1導光体の第1端面入射部に対向して配置される。第1LEDランプ及び第2LEDランプはそれぞれの光軸が、線状の第1導光体の長手軸と略平行となるように配置することが好ましい。第1導光体に効率的に光が入射するからである。
【0009】
本発明では2種類の導光体を使用する。即ち、線状の第1導光体と板状の第2導光体を使用する。第1導光体の材質は導光性を有する材質であれば特に限定されず、アクリル樹脂の他、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用することができる。第1導光体の形状は線状であれば特に限定されず、表示領域の形状や求められる輝度などを考慮して決定することができる。典型的には、直線状であって縦断面が正方形、矩形、台形、円形、楕円形等とすることができる。第1導光体は第1LEDランプが対向する第1端面入射部と、第2LEDランプが対向する第2端面入射部と、側面放射部を有する。第1端面入射部の形状は通常、平面であるが、第1導光体の内側に湾曲する凹曲面とすれば第1LEDランプの光の入射率が向上する。また、第1導光体の端部に第1LEDランプを内包させて第1端面入射部と第1LEDランプとの間隙を実質的になくしてもよい。これにより一層光の入射率が向上する。第1端面入射部の形状は第1LEDランプの光放出側の平面視形状と同一であることが好ましい。このようにすれば、第1LEDランプの光が第1端面入射部に効率的に入射するとともに、効率的に入射面反射光及び入射面放出光を第1LEDランプが反射して第1導光体に入射することができる。第2端面入射部も第1端面入射部と同様の構成とすることができる。
【0010】
第1導光体は第1導光体を導光する光を放射する側面放射部を有する。側面放射部と反対側の側面には光拡散処理が施される。これにより、第1導光体を導光する光が側面放射部側に積極的に進行して側面放射部から放射されるからである。第1導光体は線状であるため、側面放射部から放射された光は線状光となる。側面放射部と反対側の側面に施す光拡散処理は特に限定されず、ピットやスリット等の溝を形成すること、シボ加工やブラスト処理等の表面を加工すること、拡散反射性テープの貼付や拡散反射性塗料の塗布等の拡散反射層を形成することなどによって行うことができる。なお、光拡散処理は第1導光体の両端面から第1導光体の中央に向かって、次第に拡散作用が高まるように施すことが好ましい。例えば、第1導光体の両端面から第1導光体の中央に向かって、スリットが次第に深くなるように複数のスリットを設けることができる。
【0011】
第2導光体は第1導光体に隣接して配置される。第2導光体は板状である。第2導光体の材質は第1導光体と同様とすることができる。第2導光体の形状は、表示領域の形状に応じて決定することができる。第2導光体の厚さは設置スペースに応じて決定することができる。第2導光体は側面入射部、側面反射部及び上面発光部を有する。側面入射部は第1導光体の側面放射部に沿う。これにより第1導光体の側面放射部から放射された光が第2導光体の側面入射部に効率的に照射して第2導光体に入射する。側面反射部は側面入射部の反対側に位置する。側面反射部には白色層が形成されている。側面反射部の上に白色層を形成する方法は特に限定されないが、白色塗料のホットスタンプ印刷又はスクリーン印刷を採用することが好ましい。別途反射部材を使用することなく反射面を形成することができるため、部品点数の削減、組み付け作業性の向上が図られるからである。側面反射部に到達した光を白色層が透過せず、第2導光体の内側へ拡散反射できる限り、白色層の厚さは特に限定されない。
【0012】
第2導光体の下面(上面発光部と反対側の面)上には色変換層が設けられる。色変換層により第2導光体の下面側で第2導光体を導光する光の色が変換される。色変換層は第1LEDランプ及び第2LEDランプの光(以下、「光源の光」ともいう)で励起する蛍光材を含む層とすることができる。または光源の光の一部の波長を吸収する材料を含むフィルター層とすることもできる。色変換層は光源の光を本来の色と異なる色の光へと変換する。
【0013】
色変換層の上には白色層が設けられる。白色層は、第2導光体の側面反射部に設けられる白色層と同様に形成することができる。なお、色変換層及び白色層は、第2導光体の下面全域に設けることは勿論、表示領域の形状を考慮して第2導光体の下面の一部にのみ設けてもよい。
【0014】
導光した光は第2導光体の上面発光部から放出される。第2導光体の上面発光部側には文字板が設けられる。文字板は、所望の文字、記号、又は幾何学図形を形成する文字領域と、それ以外の非文字領域とを有する。文字領域の光透過性と非文字領域の光透過性が異なる。これにより、第2導光体の上面発光部から放出された光により文字領域に形成された文字等が表示される。文字板は例えば、非透光性の材料により形成した板状体の一部を文字等の形状に打ち抜いて形成することができる。
【0015】
第1導光体及び第2導光体は無色透明の他、有色透明であってもよい。また、第1導光体及び第2導光体に光拡散剤を含有させて、第1導光体及び第2導光体内で積極的に光を拡散させても良い。
【0016】
第2導光体と文字板との間にハーフミラー層を設けることが好ましい。ハーフミラー層は、反射と透過といった、相反する二つの機能を併せ持つ層を指す。ハーフミラー層は例えば所定膜厚の金属層(Al(アルミ)、Ag(銀)、Au(金)又はこれらの合金などの層)によって形成される。また、金属層と光透過性の樹脂などからなる保護層とを順次積層することによりハーフミラー層を形成することもできる。このようなハーフミラー層の形成方法の一例を示す。まずAl薄膜からなる金属層を形成する。金属層はハーフミラー効果が得られるような厚さとする。例えば、金属層を光の透過率が約15〜20%となるような厚さとすることができる。続いて、エポキシ樹脂等の透明な樹脂を印刷、塗布等により金属層に重ねて形成し保護層とする。ハーフミラー層の構成、及び形成方法はこれに限られず公知のものをそれぞれ採用できる。また、保護層の表面、又は金属層と保護層との間などにインク層を設けることもできる。インク層は例えば黄色等の色のインクを印刷、塗布等することにより形成することができる。なお、第2導光体の上面発光部全域にハーフミラー層を設けることは勿論、表示領域の形状(文字等)を考慮して第2導光体の下面の一部にハーフミラー層をのみ設けてもよい。
以下に本発明の実施例について説明する。
【実施例1】
【0017】
図1は本発明の実施例であるスカッフプレート1を備える車両の乗車口付近の斜視図である。スカッフプレート1は乗車口のガーニッシュに設けられる。スカッフプレート1の上面透過図を図2に示し、図2のA−A線位置の断面図を図3に示す。スカッフプレート1は、意匠カバー2、ケース3、第1導光体10、第2導光体20、第1光源ユニット30、及び第2光源ユニット40を備える。第1導光体10はアクリル製の線状の導光体であって、長手方向の長さが約300mmである。第1導光体10の第1端面11(第1光源ユニット30に対する入射部)及び第2端面12(第2光源ユニット40に対する入射部)の形状は一辺約4mmの略正方形である。第1導光体10の側面13(図2において紙面上方の面)のうち、両端面近傍領域(両端面から約10mm以内)を除く領域にはシボ加工が施されている。このシボ加工は両端から中央に向かって次第に密度が高くなる(シボが濃くなる)ように形成されている。
第1導光体10の第1端面11に対向する位置には第1光源ユニット30が配置され、第2端面12に対向する位置には第2光源ユニット40が配置される。第1光源ユニット30はLEDランプ31を備え、第2光源ユニット40はLEDランプ41を備える。第1光源ユニット30及び第2光源ユニット40は第1端面11及び第2端面12にそれぞれ近接するように配置することが好ましい。入射光のロスが軽減されるからである。図4にLEDランプ31の構成を表わす斜視図を示す。LEDランプ31は表面実装型(SMD型)の白色LEDランプである。LEDランプ31はLEDチップ311と、白色パッケージ(リフレクタ)312、及び封止部材313から概略構成される。白色パッケージ312はカップ状部を有し、該カップ状部の底部にLEDチップ311が配置される。カップ状部はLEDチップ311とともに封止部材313で封止されている。LEDランプ41もLEDランプ31と同様の構成を有する。LEDランプ31及びLED41の光放出側の平面視形状は一辺約4mmの略正方形であって第1端面11及び第2端面12とそれぞれ略同一である。第1光源ユニット30はワイヤーハーネス32を介して電力の供給を受け、第2光源ユニット40はワイヤーハーネス42を介して電力の供給を受ける。ケース2には後述の第2導光板20の側面23に沿って溝が形成されており、ワイヤーハーネス42はこの溝に配設されて第1光源ユニット30近傍までとり回されている。
【0018】
図2に示すように、第2導光体20は板状の導光体であって、長さ約250mm、幅約25mm、厚さ約4mmである。第2導光体20は平面視で概ね長方形であって、第1側面21、第2側面22、第3側面23を有する。第2導光体20は第1側面21(第2導光体20においる側面入射部)の略全面が第1導光体10の側面14に接するように配置される。なお、第2導光体20は第1導光体10よりも長手方向の長さが短く、第1導光体10の両端面近傍領域は第2導光体20に接していない。図3に示すように、第3側面23は第2導光体20の上面24から下面25に向かって内側に約7°傾斜している。同様に第2側面22も上面24から下面25に向かって内側に約7°傾斜している。一方、第1側面21は上面24から下面25に向かって内側に約1°傾斜している。第2導光体20の第3側面23の略全面には白色インクをスクリーン印刷した白色層が形成されている。
第2導光体20を抜き出し、その上面図を図5Aに、その下面図を図5Bに示す。図5A及びBに示すように上面24の外縁よりも約3mm内側の矩形領域24aにはホットスタンプ印刷によりAl製のハーフミラー層が形成されている。一方、下面25の外縁よりも約3mm内側の矩形領域25aには光透過性青色インクをスクリーン印刷した色変換層が形成され、その上には白色インクをスクリーン印刷した白色層が形成されている。なお、破線61は後述の文字領域62を投影した形状を示す。
【0019】
図3に示すように、第2導光板20の上面24側には文字板60が配置される。文字板60はアルミ製であって、厚さ約0.5mmの矩形の薄板である。文字板60は第1導光体10及び第2導光体20の上面を覆う。文字板60は、エッチングにより所定の文字(本実施例ではアルファベットの「ABCDEF」)形状にくり抜いて形成された文字領域62を備える。文字領域62は、図5Aに破線61で示すように、文字が上面24の中間領域に長手方向に直線状に並ぶように位置決めされている。文字板60の上には無色透明のPCシート70が設けられている。
【0020】
次に、夜間や暗所におけるスカッフプレート1の発光態様を説明する。まず車両本体からワイヤーハーネス32、42を介して第1光源ユニット30及び第2光源ユニット40に電力が供給され、LEDランプ31及びLEDランプ41が点灯する。LEDランプ31の光は第1導光体10の第1端面11から第1導光体10に入射し、LEDランプ41の光は第1導光体10の第2端面12から第1導光体10に入射する。入射光は第1導光体10を導光しながら側面13により拡散反射されて側面14から放出される。放出された光は隣接する第2導光体20の第1側面21から第2導光体20に入射する。第2導光体20に入射した光は、第2導光体20内を導光し、第2導光体20の下面25の色変換層により青色の光に変換される。その後、下面25の白色層及び第3側面23の白色層によって拡散反射され上面24から放射する。上面24から放射した光により文字板60の文字領域62が発光して文字が表示されることとなる。
【0021】
第2導光体20の第3側面23には白色層が形成されているため、受光した光を第2導光体20の内側へ反射するとともに拡散させる。これにより、第3側面23近傍における光密度の上昇が抑えられ、上面24の発光輝度が均一化される。その結果、均一な輝度で文字が発光表示される。
【0022】
LEDランプ31及びLEDランプ41は白色パッケージを有するため、入射の際に第1端面11及び第2端面12により反射された光を、第1端面11側及び第2端面12側へ反射して第1導光体10に入射させる。これによりにLEDランプ31及びLEDランプ41の光の入射効率が向上する。また、LEDランプ31及びLEDランプ41の白色パッケージは第1端面11及び第2端面12から漏洩する光を反射して再度第1端面11及び第2端面12から第1導光体10へ入射させる。これにより光の利用率が向上する。
【0023】
第1導光体10の側面13には両端から中央に向かって次第に密度が高くなるようにシボ加工が施されている。通常、第1導光体10の両端から中央に向かうほど、両端面11、12からの入射光の光量は減少するが、上述の如きシボ加工により、第1導光体10の側面14から放射する光量は全域に渡って均一化される。即ち、第1導光体10の側面14から均一化された線状光が放射される。これにより、第2導光体20の上面24における放射光の輝度が均一化する。ところで、第1導光体10の両端面近傍領域は第1光源ユニット30又は第2光源ユニット40に近いため、そこに到達する光量が他の領域に比べて多い。そのため、この光を積極的に利用することとすれば、両端面近傍領域の輝度が過剰に高くなり上面24の輝度の均一化が妨げられる。しかし、第1導光体10の両端面近傍領域は第2導光体20に接していないため、第1導光体10の両端面近傍の側面14から放出される光は上面24の発光に利用されない。その結果、上面24における放射光の輝度の均一化がさらに図られる。
【0024】
第2導光体20の第2側面22及び第3側面23は内側に傾斜している。これにより、第2側面22及び第3側面23の近傍において、下面25側へ進行する光の生成が抑えられる。この結果、第2側面22及び第3側面23の近傍が高輝度で発光することが防止される。第1側面21も内側に1°傾斜している。これにより、高い入射効率を維持しつつ、下面25側へ進行する光の生成が抑えられて第1側面21近傍が高輝度で発光することが防止される。これらにより、上面24における放射光の輝度の均一化が一層図られる。
【0025】
下面25上の色変換層は光透過性青色インクによって形成したが、これに限定されず、所望の光透過性の有色インクや蛍光インクを使用することにより色変換層を形成してよい。これによりLEDランプの光を所望の色に変換することができる。このように、色変換層の構成を変更することでLEDランプを変更することなく所望の発光色を得ることができるため、LEDランプの共通化が図れ、製造コストを削減することができる。
【0026】
一方、昼間や明所において、スカッフプレート1は以下のように観察される。外光はPCシートを透過して文字板60を照射する。Al製の文字板60は外光を反射する。これによりに文字板60の文字領域62以外の領域は金属調で観察される。一方、文字領域62は文字板60がくり抜かれて形成されているため、外光は文字領域62を介して第2導光体20の上面24を照射する。上面24にはハーフミラー層が形成されており外光を反射する。これにより、文字領域62もハーフミラー層によってハーフミラー特有の金属調で観察されることとなる。以上のように、スカッフプレート1の上面24側全体が金属調で観察されるため統一感が奏されるとともに、文字領域62はハーフミラー特有の金属調で観察されることとなる。これにより高い意匠性が奏される。ハーフミラー層は上面24にホットスタンプ印刷により形成した。これにより、簡便に均一な厚さのハーフミラー層を形成することができる。なお、ハーフミラー層は上面24の矩形領域24aに形成したがこれに限定されず、図5Aに破線61で示した文字領域を投影した領域にハーフミラー層を形成しても良い。これによっても矩形領域24a全体に形成した場合と同等の効果を奏する。
本実施例では、一部を文字形状にくり抜いた文字領域62を備える文字板60を使用したが、これに限定されず、文字領域以外の部分をくり抜いた文字板を使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【0027】
本発明は様々な表示部を備える装置に利用される。例えば、スカッフプレート、各種ロゴの表示板などに対して本発明を適用することができる。
【0028】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】図1は本発明の実施例であるスカッフプレート1を備える車両の斜視図である。
【図2】図2はスカッフプレート1の上面透過図である。
【図3】図3は図2のAーA線位置における縦断面図である。
【図4】図4はLEDランプ31の構成を表わす斜視図である。
【図5】図5Aは第2導光体20の上面図であり、図5Bは第2導光体20の下面図である。
【符号の説明】
【0030】
1 スカッフプレート
2 意匠カバー
3 ケース
10 第1導光体
11 第1端面
12 第2端面
14 側面
20 第2導光体
21 第1側面
22 第2側面
23 第3側面
24 上面
24a 矩形領域
25 下面
30 第1光源ユニット
40 第2光源ユニット
31、41 LEDランプ
60 文字板
62 文字領域
70 PCシート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
白色のパッケージを有する表面実装型の第1LEDランプと、
白色のパッケージを有する表面実装型の第2LEDランプと、
線状の第1導光体であって、前記第1LEDランプに対向する第1端面入射部と、前記第2LEDランプに対向する第2端面入射部と、側面放射部とを有する第1導光体と、
前記第1導光体に隣接して配置される板状の第2導光体であって、前記側面放射部に沿い、前記側面放射部から放出された光が入射する側面入射部と、該側面入射部と反対側に位置し白色層が形成された側面反射部と、上面発光部とを有する第2導光体と、
前記第2導光体の下面上に形成された色変換層と、
前記色変換層上に形成された白色層と、及び
前記第2導光体の上面側に配置される文字板と、
を備える、ことを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記第1端面入射部の形状は前記第1LEDランプの光放出側の平面視形状と同一であり、前記第2端面入射部の形状は前記第2LEDランプの光放出側の平面視形状と同一である、ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第2導光体と前記文字板との間にハーフミラー層が設けられる、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記ハーフミラー層は、前記第2導光体の前記上面発光部にホットスタンプ印刷することにより形成される、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第2導光体の前記側面入射部には、前記第1導光体の前記側面放射部の両端部近傍領域以外の領域から放出された光が入射する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第2導光体の前記側面反射部は、前記第2導光体の上面から下面に向かって内側に傾斜している、ことを特徴する請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項7】
前記第2導光体の前記側面入射部は、前記第2導光体の上面から下面に向かって内側に傾斜している、ことを特徴する請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項8】
前記第2導光体の側面の内、前記側面反射部と前記側面入射部とを除く側面は、前記第2導光体の上面から下面に向かって内側に傾斜している、ことを特徴する請求項1〜7のいずれか一項に記載の表示装置。

【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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【公開番号】特開2009−42420(P2009−42420A)
【公開日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−206191(P2007−206191)
【出願日】平成19年8月8日(2007.8.8)
【出願人】(000241463)豊田合成株式会社 (3,467)
【Fターム(参考)】