(57)【要約】【課題】隣接する光源からの漏光を簡易な構成で抑制するための技術を提供する。【解決手段】表示装置は、基板３０と、基板３０の一面側に配置された光源６０と、基板３０に対して一面側に配置された表示板４０と、基板３０と表示板４０との間において光源６０を取り囲むように配置された遮光体５０とを備える。光源６０は、光を出射する光源体と、光源体を実装する実装面を有する光源基材と、光源基材の実装面上にて光源体の周囲を光を透過させる材料で覆うモールド部とを備える。基板３０に配置されている光源６０の実装面は、遮光体５０における基板３０側の端面よりも表示板４０側に位置するように構成されている。【選択図】図２
2015028435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（３０）と、
該基板の一面側に配置された光源（６０）と、
前記基板に対して前記一面側に配置された表示板（４０）と、
前記基板と前記表示板との間において前記光源を取り囲むように配置された遮光体（５０）と、
を備え、
前記光源は、
光を出射する光源体（６２）と、
該光源体が実装される実装面を備える光源基材（６１）と、
該光源基材の前記実装面上にて前記光源体の周囲を、光を透過させる材料で覆うモールド部（６３）と、を備え、
前記実装面が、前記遮光体における前記基板側の端面よりも前記表示板側に位置するように構成されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置であって、
前記モールド部の厚さは、前記光源体から出射された光が前記モールド部と空気との境界において全反射しない条件であるモールド厚設定条件を満たすように設定されていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記モールド厚設定条件は、前記モールド部の厚さをＨ２とし、空気の屈折率を１としたときの前記モールド部の屈折率をｎとし、前記光源体を点光源としたときに該点光源から前記モールド部と空気との境界に向かう光の軌跡のうち、前記実装面に平行な成分の最大値をｙｍａｘとして、下記式（１）で示されることを特徴とする表示装置。
【数１】
2015028435.tif 000007
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記光源体は発光ダイオードチップであり、前記光源は前記発光ダイオードチップを包含する発光ダイオードパッケージであり、該発光ダイオードパッケージがリフレクタを備えないことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置であって、
車両に搭載されることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を表示板にて認識させる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の一面側に光源が配置され、同じく基板の一面側に基板から離間して表示板が配置され、光源からの光を表示板にて認識させる表示装置が知られている。基板と表示板との間には、光源を囲むように遮光体が設けられており、光源の光が表示板へ導かれる。そして、表示板にて確認される光源の発光態様によって、ユーザに報知が行われる。
【０００３】
この種の表示装置としては、複数の光源が遮光体で区分された構成のものが知られている。このような構成においては、遮光体の基板側端面と基板との間に生じた隙間から光源の光が漏れると、漏光によって、実際は点灯していなくても、隣接する光源があたかも点灯しているかのように誤認識されるという問題があった。そこで、遮光体の基板側の端面と基板との隙間に導電ペーストを挟むことによって、漏光を防止しようとする装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、導電ペーストのような漏光を防止する部材（漏光防止部材）を用いるため、構成が複雑になるという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、隣接する光源からの漏光を簡易な構成で抑制するための技術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】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の表示装置は、基板と、該基板の一面側に配置された光源と、基板に対して一面側に配置された表示板と、基板と表示板との間において光源を取り囲むように配置された遮光体と、を備える。また、光源は、光を出射する光源体と、該光源体を実装する実装面を有する光源基材と、該光源基材の実装面上にて光源体の周囲を光を透過させる材料で覆うモールド部とを備える。ここで光源は、遮光体における基板側の端面よりも表示板側に実装面が位置するように構成されている。
【０００７】
これにより、光源から表示板側に向かって出射される光が、遮光体の基板側端面と基板との間に生じ得る隙間から漏光してしまうことを抑制することができる。結果として、隣接する光源からの漏光を簡易な構成で抑制し、漏光による誤認識を生じにくくすることができる。
【０００８】
さらに、本発明の表示装置では、モールド部の厚さは、光源体から出射された光がモールド部と空気との境界において全反射しない条件であるモールド厚設定条件を満たすように設定されていてもよい。モールド厚設定条件は、具体的には、例えば式（１）に示すように設定されている。
【０００９】
【数１】
2015028435.tif 000003
ここで、モールド部の厚さをＨ２とする。また、空気の屈折率を１としたときのモールド部の屈折率をｎとする。また、光源体を点光源としたときに該点光源からモールド部と空気との境界に向かう光の軌跡のうち、実装面に平行な成分の最大値をｙｍａｘとする。
【００１０】
一般に、光源体からの光は、表示板に向かって出射されるだけでなく、モールド部と空気との境界における部分反射または全反射によって、光源基材の実装面よりも基板側へ向けても出射され得る。全反射によって基板側へ出射される反射光は、部分反射により基板側へ出射される反射光と比べて強度が強く、遮光体の基板側端面と基板との間に生じ得る隙間から漏光した場合、上述のような誤認識を生じさせる要因となる。
【００１１】
この点、本発明では、モールド厚設定条件を満たすようにモールド部の厚さが設定されているため、光源体から出射された光がモールド部と空気との境界において全反射されることを抑制することができる。このため、光源から基板側（表示板側とは反対側）へ向かって出射される光が生じたとしても、その光は主に部分反射による強度の弱い光に制限される。つまり、隣接する光源からの漏光を簡易な構成で抑制し、漏光による誤認識をさらに生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コンビネーションメータの概略構成を表す図である。
【図２】図１のII−II線での概略断面を表す図である。
【図３】ＬＥＤパッケージの概略構成を表す斜視図である。
【図４】ＬＥＤチップから照射される光とＬＥＤパッケージとの関係を説明する図である。
【図５】ＬＥＤチップから照射された光について、樹脂モールド部と空気との境界面での軌跡を説明する図である。
【図６】図２の概略断面を模式的に表し、効果を説明する図である。
【図７】（ａ）はＬＥＤ実装面が遮光体の基板側の端面より基板側に位置するような、本実施形態とは異なるＬＥＤパッケージが基板に実装されている構成を説明する図であり、（ｂ）は漏光防止部材を用いて漏光を防止する例を説明する図である。
【図８】（ａ）モールド厚設定条件を満たさないＬＥＤパッケージにおいて、ＬＥＤチップからの光の軌跡をシミュレーションした結果を示す図であり、（ｂ）はモールド厚設定条件を満たすＬＥＤパッケージにおいて、ＬＥＤチップからの光の軌跡をシミュレーションした結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［全体構成］
図１に、本発明を適用した表示装置の一例として、車両のインストールメントパネルに設けられるコンビネーションメータ１の例を示す。コンビネーションメータ１は、スピードメータ１１及びタコメータ１２等の各種メータを備えるメータ部１０と、メータ部１０の下方に配置されている集中表示部２０とを備える。集中表示部２０は、列状に隣接して配置された複数個の表示部２１を備える。これらの表示部２１は、その発光態様によって、車両の各部位の状況を乗員に報知するものである。
【００１４】
具体的には、集中表示部２０は、表示部２１として、燃料タンク内の燃料残量の減少を報知する残燃料表示部２１ａ、エンジン系統の異常を報知するエンジン表示部２１ｂ、バッテリ系統の異常を報知するバッテリ表示部２１ｃを備える。また、集中表示部２０は、表示部２１として、ＡＢＳ系統の異常を報知する表示部２１ｄ、オイル系統の異常を報知する表示部２１ｅ、エアバック系統の異常を報知する表示部２１ｆを備える。なお、集中表示部２０は、この他に種々の車両の状況を報知する表示部を備えていてもよい。
【００１５】
図２は図１に示す集中表示部２０のII−II断面を矢印の方向からみた断面図である。集中表示部２０は、少なくとも、基板３０と、表示板４０と、遮光体５０と、光源６０とを備える。集中表示部２０の断面は、いずれの表示部２１ａ〜２１ｆについても同様の構成となっているため、以下では、II−II断面を例として集中表示部２０の構成を説明する。なお以下では、個々の表示部２１ａ〜２１ｆを区別しない場合、単に表示部２１と記載する。また、個々の表示部２１ａ〜２１ｆに対応する構成（遮光体５０、光源６０）については、例えば「光源６０ａ」のように、その構成を示す符号の後にａ〜ｆの符号を付して記載する。
【００１６】
基板３０は、プリント基板（Printed Circuit Board）であり、基板３０の一方の面（一面側）には、表示部２１（図２中の２１ａ、２１ｂ）に対応する位置に光源６０（図２中の６０ａ、６０ｂ）が少なくとも配置されている。つまり、光源６０は表示部２１の数だけ配置されており、これらの光源６０は、車両に搭載されている図示しない制御部からの制御信号に従って点灯する。
【００１７】
表示板４０は、光を透過させる樹脂からなり、光源６０が配置されている側の基板３０の面（実装面）３１から離間して配置されている。表示板４０には、各表示部２１が報知する情報を示す表示パタンが印刷されている。具体的には、例えば、残燃料表示部２１ａには燃料の減少を警告する表示パタンが印刷され、エンジン表示部２１ｂにはエンジン系統の異常を警告する表示パタンが印刷されている。
【００１８】
遮光体５０は、例えば白色ポリプロピレン（PP）等のように光源６０からの光を遮蔽する性質を有する材質からなり、基板３０と表示板４０との間に挟持されている。遮光体５０は、表示部２１毎に、対応する光源６０の周囲を囲む筒状に形成されている。具体的には、遮光体５０ａが光源６０ａの周囲を囲む筒状に形成され、遮光体５０ｂが光源６０ｂの周囲を囲む筒状に形成されている。
【００１９】
つまり、各表示部２１は、光源６０から発せられる光が表示板４０を通過すると、車両の乗員に、表示板４０に印刷された表示パタンを認識させることができるようになっている。
【００２０】
なお、上述のように遮光体５０は基板３０と表示板４０との間に挟持されているが、例えば基板３０の反りやねじれ等のため、基板３０の実装面３１と遮光体５０の基板３０側端面との間には、隙間が存在し得る。本実施形態では、想定される隙間の最大値をｄ１とする。
【００２１】
光源６０は、発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと記載する）を包含する発光ダイオードパッケージ（以下、ＬＥＤパッケージと記載する）である。一般に、ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップから照射される光を反射させて指向特性を限定するリフレクタを備えたＬＥＤパッケージ（以下、リフレクタ付きＬＥＤパッケージと記載する）と、該リフレクタを備えないＬＥＤパッケージ（以下、リフレクタ無しＬＥＤパッケージと記載する）とに大別される。本実施形態の光源６０は、リフレクタ無しＬＥＤパッケージであり、図３に示すように、ＬＥＤ基材６１とＬＥＤチップ６２と樹脂モールド部６３とを備える。以下では、光源６０を単にＬＥＤパッケージ６０と記載する。
【００２２】
ＬＥＤ基材６１は、ＢＴレジンからなり、図示するｘ軸方向を奥行き、ｙ軸方向を幅、ｚ軸方向を高さとして、それぞれをＤ１、Ｗ１、Ｈ１とする略直方体に形成されている。ＬＥＤ基材６１は、ＬＥＤチップ６２を保持する土台であり、幅方向の両端には、端子（パッケージ端子という）６１１、６１２が設けられている。端子６１２側には、エポキシ樹脂と顔料から形成された、ＬＥＤチップ６２の極性を示す極性表示マーク６１３が配置されている。高さ方向の一方の面６１０には、各パッケージ端子６１１、６１２からのびる配線パタンが形成されている。配線パタンの一方はＬＥＤ基材の略中央までのび、ＬＥＤチップを実装する実装座６１４を形成している。以下では、ＬＥＤ基材６１において、実装座６１４が形成されている面６１０をＬＥＤ実装面６１０という。
【００２３】
ここで特に本実施形態では、ＬＥＤパッケージ６０は、ＬＥＤ基材６１の高さＨ１が上述の隙間について想定される最大値ｄ１以上の値となるように、形成されている（Ｈ１≧ｄ１）。つまり、ＬＥＤパッケージ６０は、遮光体５０における基板側３０の端面よりも表示板４０側に、ＬＥＤ実装面６１０が位置するように構成されている。
【００２４】
ＬＥＤチップ６２は、二つの端子を備え、そのうちの一方が実装座６１４に銀（Ag）ペースト６２１により電気的に接着され、他方が金（Au）線６２２によってもう一方の配線パタン（実装座６１４を備えない配線パタン）と接続されている。このようにしてＬＥＤチップ６２は、ＬＥＤ基材６１の略中央に実装されている。またＬＥＤチップ６２は、保護のため、ＬＥＤ実装面６１０上にて光を透過させる材料であるエポキシ樹脂によって周囲をモールドされている。
【００２５】
このモールド部分（樹脂モールド部）６３は、略直方体に形成されており、ＬＥＤ実装面６１０からの高さがＨ２となるように形成されている。ＬＥＤパッケージ６０では、パッケージ端子６１１、６１２間が導通すると、ＬＥＤチップ６２からの光が、樹脂モールド部６３を介して外部（空気層）に取り出される。
【００２６】
図４に示すように、ＬＥＤチップ６２を点光源と仮定し、樹脂モールド部６３と空気との境界を境界面Ｐとし、ＬＥＤチップ６２から出射された光の境界面Ｐへの入射角をθとし、光が境界面Ｐで反射するときに取り得る、点光源（ＬＥＤチップ６２）から境界面Ｐまでの光の軌跡のうちＬＥＤ実装面６１０に平行な成分（図４ではｙ方向成分）の最大値をｙｍａｘとする。また、空気の屈折率を１とし、このときのエポキシ樹脂（樹脂モールド部６３）の屈折率をｎ（１＜ｎ）とする。ここで本実施形態では特に、ＬＥＤパッケージ６０は、次に示す（１）式を満たすように、樹脂モールド部６３の厚さＨ２が設定されている。
【００２７】
【数１】
2015028435.tif 000004
上記（１）式について説明する。ＬＥＤチップ６２から出射された光は、図５に入射角θ１、θ２として示される軌跡のように、エポキシ樹脂と空気との境界面Ｐで反射（部分反射）される（入射角θ＞０の場合）。空気側へ透過した光は、屈折して図５でいう上方に進行していく。但し、境界面Ｐへの入射角θが（２）式に示す全反射条件を満たす場合、ＬＥＤチップ６２から出射されエポキシ樹脂を進行した光は、図５に入射角θａとして示す軌跡のように境界面Ｐにて全反射され、ＬＥＤ実装面６１０よりも下方に出射される。
【００２８】
【数２】
2015028435.tif 000005
ＬＥＤパッケージ６０が基板３０に実装された場合、このようなＬＥＤ実装面６１０よりも下方に出射される光は、隙間からの漏光となる可能性があり、これにより、隣接する表示部があたかも点灯しているかのようにユーザに誤認識させてしまうおそれがある。特に境界面Ｐで全反射される光についてはその強度が強いため、漏光による誤認識を抑制するためには、境界面Ｐでの全反射を抑制することが望ましい。境界面Ｐにて全反射をさせない条件を（３）式に示す。
【００２９】
【数３】
2015028435.tif 000006
ここで、（３）式に、図４よりｔａｎθ＝ｙｍａｘ／Ｈ２を代入して、樹脂モールド部６３の厚さＨ２について得た条件式が、上述の（１）式である。以下では、（１）式に示す条件をモールド厚設定条件という。
【００３０】
［効果］
以上、説明したように、本実施形態のコンビネーションメータ１では、図６に示すように、ＬＥＤ実装面６１０が、隙間（最大値ｄ１）と比べて、より基板３０から離れて位置するように、ＬＥＤパッケージ６０が構成されている（ＬＥＤ基材の厚さＨ１≧ｄ１）。このため、ＬＥＤパッケージ６０から表示板４０側に向かって出射される光が、隙間から漏光してしまうことを抑制することができる。しかも、モールド厚設定条件（（１）式）を満たすように樹脂モールド部６３の厚さＨ２が設定されているため、ＬＥＤパッケージ６０から出射された光が境界面Ｐで全反射されることを抑制することができる。このため、ＬＥＤパッケージ６０から基板３０側に向かって出射される光が生じたとしても、その光は主に部分反射による強度の弱い光に制限される。
【００３１】
比較のため、ＬＥＤ実装面が遮光体５０の基板３０側の端面５０１よりも基板３０側に位置するような、本実施形態のＬＥＤパッケージ６０とは異なるＬＥＤパッケージ８０（ＬＥＤ基材の厚さＨ３＜ｄ１）が、基板３０に実装されている構成を図７（ａ）に示す。この場合、ＬＥＤパッケージ８０からの光は、表示部２１ａを透過すると共に、隙間からの漏光が軌跡Ｑをたどって隣接する表示部２１ｂを透過する。このため、表示部２１ａと共に表示部２１ｂも点灯しているかのように見えるという誤認識の問題が生じる。図７（ａ）に示す構成では、漏光による誤認識を低減するためには、図７（ｂ）に示すように、遮光体５０の端面５０１と基板３０との間に、漏光防止部材８２を挿入する必要がある。
【００３２】
これに対し、本実施形態では、上記のような簡易な構成で、隙間からの漏光を抑制することができる。結果として、漏光による誤認識を生じにくくすることができる。
また、本実施形態では、ＬＥＤパッケージ６０として、リフレクタ無しＬＥＤを用いている。一般に、リフレクタ無しＬＥＤは、リフレクタ付きＬＥＤと比べると、パッケージを小型化（薄型化）でき、安価に製造できるという利点があるが、リフレクタ付きＬＥＤと比べると指向角が大きいという特徴がある。
【００３３】
つまり、一般的なリフレクタ無しＬＥＤからの光は、表示部２１と共に基板３０へも拡散して出射されるため、基板３０側に拡散して出射された光が隙間から漏れることが懸念される。これに対し本実施形態では、上記構成とすることで、リフレクタ無しＬＥＤを用いても漏光が抑制されるため、結果として、コンビネーションメータ１の小型軽量化、及びコストダウンを図ることができる。
【００３４】
なお、ＬＥＤパッケージ６０は、ＬＥＤチップ６２から出射される光がＬＥＤ実装面６１０を越えて基板３０側へ出射されることが抑制されるように、樹脂モールド部６３の厚さがモールド厚設定条件（式（１）参照）を満たすように設定されている。
【００３５】
参考として示す図８は、共通のＬＥＤ基材を用いて、樹脂モールド部の厚さを変えた場合のシミュレーション結果である。ここで、図８（ａ）に示すように、モールド厚設定条件を満たさないＬＥＤパッケージでは、ＬＥＤ基材の実装面よりも下方に光が出射されることが確認される。一方、同図（ｂ）に示すように、モールド厚設定条件を満たすＬＥＤパッケージでは、ＬＥＤ基材の実装面よりも下方への光の出射が抑制されていることが確認される。
【００３６】
［請求項との対応］
ＬＥＤパッケージ６０が「光源」の一例に相当し、ＬＥＤチップ６２が「光源体」の一例に相当し、ＬＥＤ基材６１が「光源基材」の一例に相当し、樹脂モールド部６３が「モールド部」の一例に相当する。
【００３７】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて様々な態様で実施することが可能である。
【００３８】
（ａ）上記実施形態では、車両のコンビネーションメータに本発明を適用したが、本発明の適用範囲はこれに限るものではない。隣接する表示部を備える同様の構成であれば、例えば各種制御を行う制御装置や家電装置等のように、車両以外に適用される表示装置であってもよい。また表示部は、表示パタンを表示するだけではなく、表示パタンを表示すると共に、スイッチとしても機能するように構成されていてもよい。
【００３９】
（ｂ）上記実施形態では、光源としてリフレクタ無しＬＥＤパッケージを用いていたが、適用される光源はこれに限るわけではない。リフレクタ有りＬＥＤパッケージを用いても良いし、ＬＥＤパッケージ以外の光源を用いても良い。
【００４０】
（ｃ）上記実施形態は、遮光体５０の基板３０側の端面５０１と基板３０との隙間に、光を透過させない部材（漏光防止部材）を埋め込まない構成としているが、これに限るわけではない。隙間に漏光防止部材が埋め込まれていてもよい。
【００４１】
（ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・コンビネーションメータ  ３０・・・基板  ４０・・・表示板  ５０・・・遮光体  ６０・・・ＬＥＤパッケージ  ６２・・・ＬＥＤチップ  ６３・・・樹脂モールド部  ６１０・・・ＬＥＤ実装面
【図１】
2015028435.tif 000008
【図２】
2015028435.tif 000009
【図３】
2015028435.tif 000010
【図４】
2015028435.tif 000011
【図５】
2015028435.tif 000012
【図６】
2015028435.tif 000013
【図７】
2015028435.tif 000014
【図８】
2015028435.tif 000015