(57)【要約】【課題】光源からの光の照射方向に対して表示面が傾いて設けられる表示ユニットにおいて、その表示の明るさを均一化することにより視認性を確保する。【解決手段】液晶表示ユニットは、ＬＥＤ素子１２が固定された回路基板１０と、ＬＥＤ素子１２の前方に素子本体２２が位置するように回路基板１０に固定されるＬＣＤ素子２０と、光拡散板３０とを備える。ＬＣＤ素子２０は、表示面２２ａがＬＥＤ素子１２の投光方向に対して傾斜する状態で回路基板１０に実装されている。光拡散板３０は、ＬＥＤ素子１２の投光方向と直交する面からなる光入射面３０ａと、表示面２２ａと平行な光出射面３０ｂと、これらの間に位置する拡散部３２及び空気中よりも光減衰率の低い透明な導光部３４とを有しており、光出射面３０ｂが素子本体２２に近接するように配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に光を照射する光源と、前記特定方向における前記光源の前方に配置される表示器と、当該表示器と前記光源との間に介在する光拡散部材とを備え、前記光源からの光を拡散させながら前記表示器に投光することによりその表示面を裏側から照明する表示ユニットにおいて、
前記表示器は、その表示面が前記特定方向における一方側から他方側に向かって傾斜する状態で配置されており、
前記光拡散部材は、前記特定方向と直交する方向に沿った面からなる光入射面と、前記表示器の表示面と平行な面からなる光出射面とを有するとともに、これら光入射面と光出射面との間にそれぞれ位置し、光を拡散させるための前記特定方向に一定の厚みを有する拡散部と、当該拡散部に対して前記特定方向に連続し、前記光出射面側に光を導光するための透明な導光部とを有しており、かつ、前記光出射面が前記表示面の法線方向に並ぶように前記表示器に近接する位置に配置されていることを特徴とする表示ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の表示ユニットにおいて、
前記光入射面は、前記特定方向と直交していることを特徴とする表示ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表示ユニットにおいて、
前記光拡散部材は、前記導光部が樹脂又はガラスからなる透明体であり、前記拡散部がこの透明体に積層固定される拡散シートであることを特徴とする表示ユニット。
【請求項４】
特定方向に光を照射する光源と、前記特定方向における前記光源の前方に配置される表示器と、当該表示器と前記光源との間に介在する光拡散部材とを備え、前記光源からの光を拡散させながら前記表示器に投光することによりその表示面を裏側から照明する表示ユニットにおいて、
前記表示器は、その表示面が前記特定方向における一方側から他方側に向かって傾斜する状態で配置されており、
前記光拡散部材は、前記表示面と平行な光出射面を有し、この光出射面が前記表示面の法線方向に並ぶように前記表示器に近接する位置に配置されており、かつ、前記光出射面のうち前記光源に近い側と遠い側との光量が等しくなるように前記近い側から遠い側に向かって前記特定方向の厚みが小さくなる形状を有することを特徴とする表示ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の表示ユニットにおいて、
前記光拡散部材は、乳白色の単一部材からなることを特徴とする表示ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示器を備えた表示ユニットに関し、特に表示器に対してその背面側から照明を与えるようにしたバックライト方式の表示ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示ユニットとしていわゆるバックライト方式のユニットが多くの電気機器で実用されている。図４は、この種のバックライト方式の液晶表示ユニットの一例を断面図で概略的に示している。この図に示すように、液晶表示ユニットは、ＬＥＤ等のバックライト光源５１が実装された回路基板５０（以下、基板５０と略す）を有している。基板５０上には、ホルダ５２（ランプハウスとも呼ばれる）が固定されており、ＬＣＤ素子５４の素子本体５５がバックライト光源５１の前方に位置するように当該ホルダ５２により保持された上で前記基板５０上にＬＣＤ素子５４が実装されている。ＬＣＤ素子５４の前記素子本体５５の背面には、例えば特許文献１に記載されるような一定厚みを有する光透過性拡散板５６（以下、拡散板５６と略す）が重ねられ、これが前記素子本体５５と共にホルダ５２に保持されている。そして、バックライト光源５１からの光を上記拡散板５６で拡散させながらＬＣＤ素子５４に投光することにより、ＬＣＤ素子５４の表示面全体に均一な照明を与えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１２３８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４に示す従来の液晶表示ユニットでは、バックライト光源５１は基板５０の法線方向に光を照射するように当該基板５０に実装されており、ＬＣＤ素子５４の素子本体５５や拡散板５６はバックライト光源５１による光の照射方向と直交するように、すなわち回路基板５０と平行となるようにホルダ５２に保持される。この構成では、素子本体５５の表示面内におけるバックライト光源５１との遠近差は比較的小さく、上記のように拡散板５６で光を拡散させつつ素子本体５５に投光することにより、ＬＣＤ素子５４の表示面全体に均一な照明を与えることが可能となる。
【０００５】
ところで、液晶表示ユニットの具体的な構成としては、このように表示面がバックライト光源５１の光の照射方向と直交するように素子本体５５が配置される構成以外に、同図の二点鎖線に示すように、表示面がバックライト光源５１の光の照射方向に対して傾くように素子本体が配置されるものが考えられる。このように素子本体５５が傾いたものでは、その表示面内におけるバックライト光源５１との遠近差が顕著となるため（図示の例では、素子本体５５の下端部が特にバックライト光源５１から遠くなるため）、拡散板５６が設けられていても表示面の明るさにムラが生じて視認性が損なわれるおそれがある。
【０００６】
従って、素子本体５５等がバックライト光源５１の光の照射方向に対して傾いている液晶表示ユニットの実用化を図る上では、この点を改善することが求められる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたものであり、バックライト光源の光の照射方向に対して表示面（表示器）が傾いて設けられる表示ユニットに関し、その表示の明るさを均一化することにより視認性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、特定方向に光を照射する光源と、前記特定方向における前記光源の前方に配置される表示器と、当該表示器と前記光源との間に介在する光拡散部材とを備え、前記光源からの光を拡散させながら前記表示器に投光することによりその表示面を裏側から照明する表示ユニットにおいて、前記表示器は、その表示面が前記特定方向における一方側から他方側に向かって傾斜する状態で配置されており、前記光拡散部材は、前記特定方向と直交する方向に沿った面からなる光入射面と、前記表示器の表示面と平行な面からなる光出射面とを有するとともに、これら光入射面と光出射面との間にそれぞれ位置し、光を拡散させるための前記特定方向に一定の厚みを有する拡散部と、当該拡散部に対して前記特定方向に連続し、前記光出射面側に光を導光するための透明な導光部とを有しており、かつ、前記光出射面が前記表示面の法線方向に並ぶように前記表示器に近接する位置に配置されているものである。
【０００９】
この表示ユニットによれば、光源からの光は光拡散部材に照射され、当該光拡散部材の拡散部で拡散されつつ光出射面から表示器に投光される。この場合、光拡散部材の光入射面は光の照射方向（特定方向）と直交する方向に沿った面からなるため光入射面全域にある程度均等な光が入射する。光拡散部材に入った光は拡散部で拡散されて光出射面から出射されるが、透明な導光部は空気中に比べて光（光量）の減衰率が低いことから、この部分では光の減衰が緩和され、これにより光入射面から光出射面までの遠近差が是正される。そのため、光源からの光の照射方向（前記特定方向）に対して表示面が傾斜するように表示器が設けられながらも、表示面内における光源からの遠近差による影響を排除して、表示面の全体をほぼ均等な明るさで照明することが可能となる。
【００１０】
この構成において、光拡散部材の光入射面は、当該光入射面内において光源との遠近差がないことが理想であるが、光入射面が前記特定方向と直交しているものであれば、光入射面内における光源との遠近差が比較的小さく、上記のような作用を奏することができる。
【００１１】
この表示ユニットにおいて、前記光拡散部材は、前記透明部が樹脂又はガラスからなる透明体であり、前記拡散部がこの透明体に積層固定される拡散シートであるのが好適である。例えば上記光拡散部材は、拡散部と導光部とを二色成型により一体成型したものであってもよいが、前記の構成によれば、光拡散部材の製作が容易であり、表示ユニットの低廉化を図る上で有利となる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明は、特定方向に光を照射する光源と、前記特定方向における前記光源の前方に配置される表示器と、当該表示器と前記光源との間に介在する光拡散部材とを備え、前記光源からの光を拡散させながら前記表示器に投光することによりその表示面を裏側から照明する表示ユニットにおいて、前記表示器は、その表示面が前記特定方向における一方側から他方側に向かって傾斜する状態で配置されており、前記光拡散部材は、前記表示面と平行な光出射面を有し、この光出射面が前記表示面の法線方向に並ぶように前記表示器に近接する位置に配置されており、かつ、前記光出射面のうち前記光源に近い側と遠い側との光量が等しくなるように前記近い側から遠い側に向かって前記特定方向の厚みが小さくなる形状を有するものである。
【００１３】
この表示ユニットによれば、光源からの光は光拡散部材に照射されて拡散されつつ光出射面から表示器に投光されるが、上記のように、光拡散部材は光出射面のうち光源に近い側と遠い側との光量が等しくなるように前記近い側から遠い側に向かって前記特定方向の厚みが小さくなる形状を有するものであるため、表示面に投光される光が表示面内でほぼ均等なものとなる。そのため、光源からの光の照射方向（前記特定方向）に対して表示面が傾斜するように表示器が設けられながらも、表示面内における光源からの遠近差による影響を排除して、表示面の全体をほぼ均等な明るさで照明することが可能となる。この場合、光拡散部材は光源からの光を拡散させつつ透過させ得るものであればよいが、乳白色の単一部材からなるものであれば上記のような作用を良好に奏する。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の表示ユニットよれば、光源からの光の照射方向に対して表示面が傾斜するように表示器が設けられながらも、表示面内における光源からの遠近差による影響を排除して表示面の全体をほぼ均等な明るさで照明することができる。従って、表示の明るさを均一化してその視認性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る表示ユニットの第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】表示素子の断面図である。
【図３】本発明に係る表示ユニットの第２実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の表示ユニットの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について詳述する。
【００１７】
図１、図２は、本発明にかかる液晶表示ユニットの第１の実施形態を示しており、図１は分解斜視図で、図２は組立状態の断面図でそれぞれ液晶表示ユニットを示している。この液晶表示ユニットは、車両に搭載されるエアコン操作装置に組込まれるもので、当該エアコン操作装置の操作に応じてエアコンの運転モード、車室内外の温度、時刻などの表示を行うものである。
【００１８】
この液晶表示ユニットは、いわゆるバックライト方式のユニットであり、ＬＥＤ素子１２が実装された回路基板１０と、運転モード等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）素子２０と、ＬＣＤ素子２０に照射する光を拡散させる光拡散板３０（本発明の光拡散部材に相当する）と、ＬＣＤ素子２０および光拡散板３０を基板上に保持するための表示素子用ホルダ４０とを備える。
【００１９】
回路基板１０は、長方形状をなし、図示を省略しているが、その表面には前記エアコン操作装置の操作ボタンにそれぞれ連動して接点切換を行うスイッチ素子等が実装されている。回路基板１０の長手方向中央部は、ＬＣＤ素子２０の組付領域（図１中二点鎖線で示す部分）とされ、この部位にＬＤＣ素子２０及び光拡散板３０が表示素子用ホルダ４０に保持された状態で固定される。この領域には、バックライト光源となる複数の前記ＬＥＤ素子１２が実装されている。図示の例では、９個のＬＥＤ素子１２が基板の長手方向（同図では左右方向）に一定間隔で一列に配列された状態でそれぞれ回路基板１０に実装されており、各ＬＥＤ素子１２は回路基板１０の法線方向に光を照射する。
【００２０】
ＬＣＤ素子２０は、回路基板１０と同方向に細長い長方形状の表示面２２ａを有する板状の素子本体２２（本発明の表示器に相当する）と、この素子本体２２の長手方向中央部に設けられる複数の端子２４とを備える。各端子２４は、前記表示面２２ａとは反対側に向かって延び、かつ素子本体２２の一辺に沿って互いに平行に並んでいる。前記回路基板１０には、前記端子２４と同数の複数の端子孔１４（スルーホール）が長手方向に一列に並んだ状態で形成されており、これら端子孔１４に前記各端子２４がそれぞれ挿入されかつ基板上回路に半田付けされることにより前記ＬＣＤ素子２０が当該回路基板１０に実装される。
【００２１】
なお、ＬＣＤ素子２０は、ＬＥＤ素子１２の投光方向の一方側から他方側に向かって表示面２２ａ（素子本体２２）が傾斜した状態、図示の例では、液晶表示ユニットの後側（図２では右側）から前側に向かって先下がりに傾斜することにより表示面２２ａが斜め上に向く状態で回路基板１０に実装される。従って、各端子２４は、素子本体２２が回路基板１０に対して傾いた状態で回路基板１０の法線方向に延びる形状を有しており、これにより各端子孔１４への各端子２４の挿入が可能となっている。
【００２２】
光拡散板３０は、上記ＬＥＤ素子１２から投光される光を拡散させつつＬＣＤ素子２０の素子本体２２側に透過させるもので、当該素子本体２２に近接する状態で当該素子本体２２と前記ＬＥＤ素子１２との間に介在している。
【００２３】
この光拡散板３０は、回路基板側に当該回路基板１０と平行な面（ＬＥＤ素子１２の投光方向と直交する面）からなる光入射面３０ａを有する一方、これとは反対側に前記ＬＣＤ素子２０の表示面２２ａと平行な光出射面３０ｂを有した断面台形状をなしており、後述するようにＬＣＤ素子２０の素子本体２２に重ねられることにより当該素子本体２２に対してその表示面２２ａの法線方向に光出射面３０ｂが並ぶように配置される。
【００２４】
光拡散板３０は、同図に示すように、光入射面３０ａと光出射面３０ｂとの間に回路基板１０側から順に拡散部３２と導光部３４とが並んだ構造を有している。導光部３４は、アクリル系樹脂又はポリカーボネート樹脂などの樹脂材料から形成された空気中よりも光減衰率が低い透明体からなり、回路基板側に当該回路基板１０と平行な平滑面を有する一方、この面と反対側に前記ＬＣＤ素子２０の表示面２２ａと平行な傾斜面を有している。他方、拡散部３２は、アクリル系樹脂又は塩化ビニル系樹脂などからなる透明な基材中に当該基材とは異なる屈折率を有する微粒子を光拡散剤として混合分散させた一定厚みを有する拡散シートからなり、当該拡散シートが前記導光部３４の回路基板側の面に密接する状態で貼着されることにより構成されている。そして、この光拡散板３０では、拡散部３２（拡散シート）によって前記光入射面３０ａが形成され、導光部３４（透明体）の前記傾斜面により前記光出射面３０ｂが形成されている。
【００２５】
表示素子用ホルダ４０（以下、ホルダ４０と略す）は、ＬＣＤ素子２０の前記素子本体２２及び光拡散板３０を、これらと回路基板１０との間に一定間隔を隔てた状態で当該回路基板１０上に保持するものである。
【００２６】
このホルダ４０は、全体が樹脂材料により形成されており、回路基板１０と同方向に細長い直方体状をなし、その内側には前側に向かって開口しかつ長手方向に延びる細長い凹部４２を有する。
【００２７】
ホルダ４０のうちその後側の端面は回路基板１０への固定部とされ、当該端面の四隅には係止爪４４が形成されている。他方、前記回路基板１０には、これら係止爪４４に対応する係止孔１６が形成されており、前記各係止爪４４がそれぞれ係止孔１６に挿入されて前記回路基板１０に裏側から係合することによりホルダ４０が当該回路基板１０に固定される。
【００２８】
ホルダ４０の前記凹部４２の内底部には、その長手方向に一定の間隔で前後方向に貫通する複数の開口４２ａが形成されている。これらの開口４２ａは回路基板１０の前記ＬＥＤ素子１２の配置に対応して形成されており、従って、上記のようにホルダ４０が回路基板１０に固定された状態では、各ＬＥＤ素子１２がそれぞれ開口４２ａに挿入されて前記凹部４２の内側に臨む。
【００２９】
ホルダ４０の前端部は、ＬＣＤ素子２０の素子本体２２を光拡散板３０とともに保持する素子保持部とされ、ここには、光拡散板３０の外周面に嵌合する周壁部４６およびＬＣＤ素子２０の素子本体２２を係止するための係止部（図示省略）が形成されている。そして、光拡散板３０が前記拡散部３２の側から周壁部４６の内側に嵌入され、かつこの光拡散板３０の光出射面３０ｂに素子本体２２が重ねられた状態で当該素子本体２２が前記係止部により当該ホルダ４０に係止されることにより、上記傾きを保った状態でＬＣＤ素子２０の素子本体２２と光拡散板３０とが一体に当該ホルダ４０により保持されている。
【００３０】
この液晶表示ユニットによると、各ＬＥＤ素子１２からの光は光拡散板３０に照射され、当該光拡散板３０の拡散部３２で拡散されつつ導光部３４により光出射面３０ｂに導光され、当該光出射面３０ｂから素子本体２２に照射される。この場合、光拡散板３０はその光入射面３０ａがＬＥＤ素子１２の投光方向と直交しているため、当該光入射面３０ａ内におけるＬＥＤ素子１２との遠近差は比較的小さく、従って、光入射面３０ａに光が照射され、これが拡散部３２により拡散されることにより光拡散板３０の断面内の光量が均等化される。拡散された光は、導光部３４により光出射面３０ｂに導光されるが、導光部３４は空気中に比べて光（光量）の減衰率が低いことからこの部分では光の減衰が緩和され、拡散された光は、その光量をある程度保ちつつ光出射面３０ｂに導光される。つまり、これによって光入射面３０ａから光出射面３０ｂまでの遠近差が是正され、光出射面３０ｂから表示面２２ａに対し、その全域に亘ってほぼ均等な明るさで光が照射される。
【００３１】
従って、この液晶表示ユニットによれば、上記のようにＬＥＤ素子１２の投光方向に対して表示面２２ａが傾斜するようにＬＣＤ素子２０が設けられながらも、表示面２２ａ内におけるＬＥＤ素子１２からの遠近差による影響を排除して、当該表示面２２ａの全体をほぼ均等な明るさで照明することが可能であり、これによって良好な視認性を確保することができる。
【００３２】
なお、この実施形態では、光拡散板３０は、回路基板側に拡散部３２を備えた構造であるが、これとは反対側に拡散部３２を備えた構造、あるいは導光部３４を挟んでその両側に拡散部３２を備えた構造であってもよく、このような構造によっても上記実施形態のものと同様の作用効果を得ることが可能である。なお、この場合、前者の例では、導光部３４により光入射面３０ａが形成され、拡散部３２により光出射面３０ｂが形成される。また、後者の例では、各拡散部３２により光入射面３０ａ及び光出射面３０ｂがそれぞれ形成される。
【００３３】
また、上記実施形態では、光拡散板３０は、アクリル系樹脂等からなる透明体にこれと別体の拡散シートが貼着された構造であるが、光拡散板３０は、例えば二色成型等により拡散部３２と導光部３４とが一体成型されたものであってもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、光拡散板３０の光入射面３０ａは、ＬＣＤ素子２０の投光方向と直交する面とされているが、当該光入射面３０ａは、ＬＥＤ素子１２の投光方向と直交する方向に沿った面であればよく、例えば、光入射面３０ａは、その面内におけるＬＣＤ素子２０との遠近差がより小さくなるようにＬＥＤ素子１２の投光方向に対して多少傾斜してもよい。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示ユニットについて説明する。
【００３６】
図３は、第２の実施形態にかかる液晶表示ユニットを断面図で概略的に示している。この液晶表示ユニットの構成も基本的には第１の実施形態のものと共通であるが、光拡散板３０の構成が以下の点で第１の実施形態のものと相違している。
【００３７】
この液晶表示ユニットの光拡散板３０は、アクリル系樹脂やポリカーボネート樹脂などの基材中に当該基材とは異なる屈折率を有する酸化チタン等の微粒子を光拡散剤として混合分散させた乳白色の単一部材であり、第１実施形態のような透明な導光部３４は備えていない。
【００３８】
この光拡散板３０は、ＬＣＤ素子２０の表示面２２ａと平行な光出射面３０ｂを有し、かつ光出射面３０ｂのうちＬＥＤ素子１２に近い側と遠い側との光量が等しくなるように前記近い側から遠い側に向かってその厚み（ＬＥＤ素子１２の投光方向の厚み）が小さくなる形状を有する。つまり、ＬＥＤ素子１２に近い側では光拡散板３０を透過する光の減衰率が高く、ＬＥＤ素子１２から遠い側では同減衰率が低くなる形状を有している。図示の例では、光拡散板３０は、ＬＥＤ素子１２に近い側である上端部から遠い側である下端部に向かって厚みが小さくなる形状を有している。
【００３９】
このような第２実施形態の液晶表示ユニットでは、ＬＥＤ素子１２からの光が光拡散板３０で拡散されつつＬＣＤ素子２０の表示面２２ａに投光されるが、光拡散板３０が上記のような形状を有していることにより、光出射面３０ｂから表示面２２ａに投光される光が表示面２２ａ内でほぼ均等となる。
【００４０】
従って、この液晶表示ユニットの場合も、ＬＥＤ素子１２からの遠近差による影響を排除して表示面２２ａの全体を均等な明るさで照明することが可能であり、これによって良好な視認性を確保することができる。
【００４１】
なお、上述した各実施形態にかかる液晶表示ユニットは、本発明にかかる表示ユニットの実施形態の例示であって、表示ユニットの具体的な構成や液晶表示ユニットの具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  回路基板
１２  ＬＥＤ素子（光源）
１４  端子孔
２０  ＬＣＤ素子
２２  素子本体
２４  端子
３０  光拡散板（光拡散部材）
３２  拡散部
３４  導光部
４０  表示素子用ホルダ
【図１】
2011198541.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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