(57)【要約】【課題】十分に高輝度で均一な発光表示を実現すると共に薄型化、省電力化が可能な発光表示装置を提供する。【解決手段】表示板１は、透明部２とその周囲の不透明部３からなる。表示板１の裏面側には導光板４が設けられ、導光板４の一側端部であり、なおかつ不透明部３の裏側の領域に光源５が配置されている。光源５からの光Ｌ１は、導光板４の側端部に入射され、その内部に広がるように伝播しつつ上面へ射出される。射出された光Ｌ２は、表示板１の面全体にわたり均一に分布し、透明部２を選択的に透過する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示内容を画定する第１の領域およびこの第１の領域の周囲を構成する第２の領域を有し、前記第１の領域および第２の領域における可視光透過率の相違に基づき表示を行う表示板と、
前記表示板における表示のために光を供給する光源と、
前記表示板の背面側に設けられ、前記光源からの入射光を少なくとも前記第１の領域に対応する領域に伝播させると共に、伝播させた光を、前記表示板のうち少なくとも第１の領域における発光輝度が均一化するように射出する導光手段と
を備えたことを特徴とする発光表示装置。
【請求項２】
前記導光手段は前記表示板の背面に貼設され、側端面からの入射光を内部で伝播させつつ一面側から面状に射出する導光板であり、
前記導光板の側端面近傍に前記光源が配設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項３】
前記光源は、前記表示板の背面側であって前記表示板に対し可視光が透過する領域以外の領域に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項４】
前記第１の領域は可視光が透過可能な透光部、前記第２の領域は可視光が透過不能な非透光部であり、前記光源は前記表示板の背面の前記透光部以外の領域に対向する位置に配設されている
ことを特徴とする請求項３に記載の発光表示装置。
【請求項５】
前記表示板は、透光性の基板に塗膜を形成することにより非透光部および透光部が形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の発光表示装置。
【請求項６】
前記表示板は、透光性の基板と非透光性の基板とを組み合わせることにより非透光部および透光部が形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の発光表示装置。
【請求項７】
前記導光手段の前記表示板と対向する側とは反対側に、照射される光を反射する反射手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項８】
一面が開口されており、前記表示板が開口部分に配され、前記導光手段が内部に収容されると共に、少なくとも一部に反射能を有する筐体を備えた
ことを特徴とする請求項７に記載の発光表示装置。
【請求項９】
前記導光手段の前記表示板と対向する側とは反対側に、光の透過および吸収のうちの少なくとも一方を防止する透過吸収防止手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項１０】
一面が開口されており、前記表示板が開口部分に配され、前記導光手段が内部に収容されると共に、少なくとも一部に前記透過吸収防止手段としての機能を有する筐体を備えた
ことを特徴とする請求項９に記載の発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種機器ないし表示板等に組み込まれる発光エンブレムなどの用途に適用される発光表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光表示装置は、表示板の裏にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＣＦＬ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）等の光源を配置して、表示板上に透明に形成された文字や図形などの所望のデザインを発光表示するようになっている。従来の装置では、デザイン部分のうちでも光源の近傍部が極端に明るく見え、見栄えが低下するという問題があった。
【０００３】
そこで、この明るさの不均一性を改善するための手段として、一つには、表示板と光源との間に一定の距離をとったり、また特許文献１に開示されているように双方の間に拡散板等を挿入したりして、光源からの光を拡散させ、透明なデザイン部分を均一に発光させる方法が知られている。
【０００４】
また、二つ目の手段として、ＬＥＤやＣＦＬ等の光源を複数用いることで、透明なデザイン部分における光量均一化を図ったり、面の全体から均一に発光するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を、デザイン部分の裏側に全体的に配置したりすることが考えられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２３４６５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法では薄型、高輝度化が困難であり、実用に供するには問題があった。また、後者においては、消費電力が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、十分に高輝度で均一な発光表示を実現すると共に薄型化、省電力化が可能な発光表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光表示装置は、表示内容を画定する第１の領域およびこの第１の領域の周囲を構成する第２の領域を有し、第１の領域および第２の領域における可視光透過率の相違に基づき表示を行う表示板と、表示板における表示のために光を供給する光源と、表示板の背面側に設けられ、光源から入射する光を少なくとも第１の領域に対応する領域に伝播させると共に、伝播させた光を、表示板のうち少なくとも第１の領域における発光輝度が均一化するように射出する導光手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明の発光表示装置では、導光手段に入射された光が、導光手段により伝播されると共に表示板側に均一化された光量で射出される。この射出光による発光は、明るさにむらのないものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の発光表示装置の一実施の形態に係る発光エンブレムの適用例を表している。この発光エンブレム１０は、例えば任意の機器や装置に表示板として組み込まれるものであり、ここでは、液晶リアプロジェクタのような映像表示装置の筐体１００に組み込まれている。
【００１２】
図２は、発光エンブレムの具体的な構成を表す平面図である。また、図３，図４のそれぞれは、そのＩ−Ｉ線における（水平方向の）断面図、およびＩＩ−ＩＩ線における（垂直方向の）断面図である。発光エンブレム１０は、表示板１と、導光板４ならびに光源５，実装基板６が収容されたエンブレムフォルダ（フォルダ）８から構成されている。このうち、表示板１は、映像表示装置の筐体１００に設けられている開口部分にはめ込まれており、その背面側にフォルダ８が配設されている。フォルダ８は、筐体１００に支持固定されている。なお、本実施の形態においては、このフォルダ８が本発明の「筐体」の一具体例に対応している。
【００１３】
表示板１は、例えば樹脂製またはガラス製の透明もしくは少し着色された薄板からなる。表示板１の表面もしくは裏面には印刷法等によって部分的に塗装が施され、この塗装が施されていない部分が透明部２，塗装による塗膜３Ａのある部分が不透明部３となっている。塗装に用いる塗料は特に限定されないが、例えば合成樹脂インキが用いられる。透明部２は、ここでは文字形状をなし、文字が表示板１の面上に一定の間隔で並べられているように形成されている。なお、透明部２の形状は、文字に限定されず、各種の記号，図形，図柄など所望の表示対象であってよい。また、不透明部３は、完全に光を遮断するものに限定されるわけではなく、透明部２に比べて光の透過率が低い領域としておいてもよい。
【００１４】
フォルダ８の内部（もしくは一部）には導光板４ならびに光源５，実装基板６が収容され、これらが表示板１を背面から照らすバックライトの機能を果たすようになっている。導光板４は、側端部から光を取り込み、層内に伝播させるものであり、表示板１の裏面と対向するように設けられている。ここでは、この導光板４の一側端部であり、なおかつ、不透明部３の裏側の領域に光源５が配置されている。光源５は、例えばチップＬＥＤであり、実装基板６に搭載され、配線７により外部電源に接続されるようになっている。なお、光源５は複数のチップＬＥＤからなるものとしたが、その個数は輝度や表示板１における光量分布に応じて調整されてよい。
【００１５】
図５は、この発光エンブレムの要部を拡大して表している。同図に示したように、導光板４は、光源５からの光Ｌ１が側端部に入射されると、この光Ｌ１を層内に伝播させると同時に、ほぼ均一に上面（表示板１の側の面）から射出するように構成されている。そのため、導光板４には、厚みに分布を持たせたり、上面もしくは下面、ないし両面に光学的な加工を施されたりしている。
【００１６】
図６および図７は、ともに導光板の具体例を示している。なお、（Ａ）は側断面、（Ｂ）は平面を表している。図６の場合、導光板４の一面には、光を反射もしくは拡散させるために鋸波状の溝４Ａが形成されている。反射・拡散させる光の量を全面で均一とするように、溝４Ａの深さ，角度などの形状等は、光源５から距離に応じて段階的に（連続的に）変化している。また、すべての溝４Ａに均等に光があたるように、溝４Ａが形成されている面は傾斜しており、ここでは、導光板４の厚みは光源５から離れるに従って薄くなっている。図７では、導光板４の一面には、半球状のくぼみ４Ｂが形成されている。このくぼみ４Ｂの形状もまた光源５から距離に応じて段階的に（連続的に）変化している。
【００１７】
なお、以上は、導光板４の面に凹形状の加工を施した場合の例であるが、こうした鋸波形状もしくはドーム状の突起を面上に設けるようにしてもよい。なお、くぼみ４Ｂ，ドーム状突起などは、必ずしも完全な半球でなくともよい。このように、導光板４の面形状は、所定方向に光を反射・拡散させるように作用するものであればよく、そのほか円錐形状、俵型形状などの凹面または凸面であってもよい。
【００１８】
導光板４の材料としては、アクリル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネイト（ＰＣ），ポリスチレン（ＰＳ），スチレン・アクリロニトリル（ＳＡＮ），ポリエステル（ＰＥ），シクロオレフィン（具体的には日本ゼノン製のゼオネックス、ゼオノアなど）、および、脂環式ポリオレフィン（具体的にはＪＳＲ製アートンなど）等を用いることができる。
【００１９】
次に、この発光エンブレム１０の動作ないし作用について、図５を参照しつつ説明する。
【００２０】
発光エンブレム１０では、配線７からの電源供給を受け、光源５が発光する。このとき、光源５からの光Ｌ１は、導光板４の内部を伝播しつつ、ほぼ均一に上面へ射出光Ｌ２として射出される。射出光Ｌ２は、表示板１において透明部２は透過するが、不透明部３では透過しないため、視認者１１には透明部２の形状の発光が視認される。このように、光源５からの光Ｌ１を、表示板１の表示面全体に均一に広がる光Ｌ２に変換することで、表示面全体における透明部２の表示輝度分布が均一化される。
【００２１】
なお、光源５は不透明部３の裏側に配置されているため、矢印αで示したように、光Ｌ１がほぼ直線的に透明部２を通って視認者１１の目に到達することは不透明部３によって防止されている。このように、点光源とみなされる光源５から直接光を表示板１に入射させず、導光板４を介して表示面に対して均一に分布する光Ｌ２のみを間接的に入射させることで、透明部２の全体における明るさがほぼ均一となり、その一部が極端に明るくなることが防止される。
【００２２】
このように本実施の形態の発光エンブレム１０は、光源５からの光Ｌ１を、導光板４を介することで表示面全体にほぼ均一に射出される光Ｌ２に変換するように構成されているので、透明部２における表示輝度を均一化することができる。また、光源５を、導光板４の側端部であって不透明部３の裏面側の領域に配していることから、光Ｌ１が直接表示されることがなくなる。以上により、光源５が導光板４に対し局所的に配置されていたとしても、表示板１に光Ｌ２だけを入射させることで、透明部２における表示の一部が極端に明るくなる見えることが防止され、見栄えをよくすることができる。
【００２３】
また、このように導光板４を用いて表示板１に光を与えるようにしたので、少数の光源でもって大きな表示面を均一に表示することができ、表示効率がよく、消費電力を非常に小さくすることができる。
【００２４】
さらに、この発光エンブレム１０では、バックライトを、光源５を導光板４の側端部に設けるエッジライト方式としたので、従来のように光源と表示板との距離をとらずに済み、薄型化することができる。
【００２５】
［変形例］
次に、上記実施の形態の変形例について説明する。なお、以下の変形例では、実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略するものとする。
【００２６】
（変形例１）
図８は、実施の形態の変形例１に係る発光エンブレムの要部の拡大した構成図である。この場合におけるエンブレムフォルダ（フォルダ）１８は、底面すなわち導光板４に接する面に光学的効果を付与したものとなっている。具体的には、フォルダ１８の底面部分に、導光板４からの光に対する反射率を高めるための反射層１８Ａが形成されている。反射層１８Ａは、めっきや蒸着等による、いわゆる銀色処理などによって形成される。なお、反射層１８Ａは、このように表面加工等を用いて筐体１８の底面上に形成する以外に、フォルダ１８とは別体として形成したり、フィルムの状態で用意したりしたものであって、フォルダ１８に貼設されるものであってもよい。また、フォルダ１８と一体的に形成加工されるものであってもよい。
【００２７】
光Ｌ１は、導光板４の内部を伝播する際に、フォルダ１８の側への透過成分βを生じる。フォルダ１８の底面では、矢印γで示したように、反射層１８Ａが透過成分βを反射し、伝播による光学損失を減少させるように作用する。よって、本変形例によれば、さらに効率のよい発光表示を行うことができる。
【００２８】
また、この場合に、表示板１の外部から外光Ｌ３が照射された場合には、矢印δで示すように、この外光Ｌ３のうち透明部２を透過したものは反射層１８Ａによって反射される。一方、外光Ｌ３のうち不透明部３に照射されたものは、塗膜３Ａに吸収される。このため、視認者１１には透明部２それ自体が発光しているように見えることから、仮に光源５が発光していなくても、表示板１は外光Ｌ３を利用して表示を行うことが可能である。
【００２９】
（変形例２）
変形例１ではフォルダ１８の底面上に反射層１８Ａを設けるようにしたが、このように反射機能を積極的に付加する以外に、光の透過・吸収を防止するような光学的効果を付与することによっても、上記変形例１のような効果を得ることができる。すなわち本変形例においては、図９のように、エンブレムフォルダ（フォルダ）２８が、底面２８Ａ（導光板４に接する面）における光の透過吸収を抑えるために、白色材料、例えば白色の顔料や塗料を混合した合成樹脂等で形成されている。なお、フォルダ２８は、底面２８Ａに白色の塗料を塗布したものであってもよい。すなわち、ここでは、フォルダ２８が本発明における「透過吸収防止手段」の一具体例に対応している。
【００３０】
光Ｌ１は、導光板４の内部を伝播する際に、筐体２８の側への透過成分βを生じるが、ここでは、底面２８Ａの透過吸収率が低いことから、この透過成分βは、底面２８Ａにおいて透過吸収されるよりもむしろ反射される率が高くなる。これにより、導光板４の伝播中に生じる光学損失が減少し、上記実施の形態に比べて効率よく発光表示を行うことができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施の形態および変形例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、光源には、チップ型以外に砲弾型ＬＥＤや薄型のＬＥＤを用いてもよい。後者の場合には、導光板を薄くすることができ、発光表示装置としての厚さを薄くできる。また、ＬＥＤの個数は特に限定されず、複数個を導光板の側端部に一方向もしくは２以上の各方向に対して配列することで、輝度を上昇させたり、光量を一様に分布させるように調整するようにしてもよい。また、ＬＥＤに印加する電圧を調整可能とし、この電圧の昇降により、ＬＥＤの輝度を変化させるようにしてもよい。また、ＬＥＤを定期的に点滅させるようにしてもよい。さらに、光源には、ＣＦＬなどのＬＥＤ以外の発光素子を用いてもよく、任意の色のものや多色発光のものを選択することができる。
【００３２】
また、上記実施の形態では、表示板１に塗膜３Ａを塗布形成することにより、透明部２および不透明部３を形成するようにしたが、本発明においては、表示板が、そのほかの方法により非透光部，透光部を備えても構わない。例えば、互いに別体の樹脂製シートまたは成形品である透光性基板、非透光性基板を組み合わせるようにしてもよい。また、非透光部および透光部が２色成形法によって形成されたものであってもよい。
【００３３】
また、変形例１では、反射層１８Ａを底面上に付設することにより、フォルダ１８が反射能を有するものとしたが、こうしたフォルダ自身が反射材料で形成されていてもよい。また、本発明における反射手段は、導光手段に対し、表示板と対向する側とは反対側に配置されるものであればよく、必ずしもフォルダと一体的に設けられる必要はない。なお、銀色処理による反射層形成には、可視域の光を広く反射させる反射層（反射手段）を簡便に形成できるという実用上の大きな利点があるが、反射層をいわゆる光学多層膜として、例えば導光板の光学的性質も考慮しつつ設計することも可能である。
【００３４】
変形例２では、フォルダ２８を透過吸収防止材料で形成するようにしたが、例えば透過吸収防止層を底面上に付設することなどによって筐体に機能を付加するようにしてもよい。また、本発明における透過吸収防止手段は、導光手段に対して表示板と対向する側とは反対側に配置され、導光手段からの光に対する透過率または吸収率が低いものであればよい。よって、フォルダ（筐体）と一体的に設けるように構成を限定することもない。なお、この透過吸収防止手段もいわゆる光学多層膜として、例えば導光板の光学的性質も考慮しつつ設計することができる。さらに、変形例１，２では、それぞれ反射手段と透過吸収防止手段の一具体例について説明したが、例えば光学多層膜を用いるなどして、発光表示装置が両方の機能を具備するようにしてもよい。
【００３５】
また、本発明の発光表示装置は、エンブレムなどの比較的小さなものに限定されず、所望の大きさとすることができる。表示面を大型化する場合には、例えば、光源の個数を増やしたり、複数の光源を導光板の両側端部など複数箇所に配置させたり、またＣＦＬ等の発光面積の大きい光源を用いたりして対処すれば、十分な輝度を確保することができる。さらに、透光部における発光輝度や発光均一性を向上させるには、表示板と導光層の間に、光拡散シートやプリズムシート等を配置してもよい。このように、本発明の発光表示装置は、実施の形態にて説明したように導光板４からの光が直接、表示板１の裏面に照射される構成でなくともよい。
【００３６】
なお、本発明における発光表示装置は、筐体に収容され、専ら表示機能を果たす独立した一装置とする構成のほか、他の機能を有する部品を内蔵する構成や、逆に電子機器や車部品などに一体的に組み込まれる構成となっていてもよい。
【００３７】
さらに、本発明における導光手段は、上記実施の形態における導光板４のように、表示板１の背面に対向配置される板状の形態をとるものに限定されず、（１）入射光を伝播し、（２）少なくとも発光表示領域において、均等な光量分布で発光させるために作用するものであればよい。実施の形態に説明した発光エンブレムは比較的小さいため、導光板４は表示面全域に対し光を射出するものとしたほうが構成上も製造工程も簡易であるために利点が多いと考えられるが、画面が大きい場合、あるいは小さな表示画面でも電力損失を極力削減したい場合などには、表示面において表示内容を確定する第１の領域に対応する領域に、導光板を選択的に配置してもよいし、光ファイバ等を導光手段として適宜に用いる構成としてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の発光表示装置によれば、表示板の背面側に設けられ、光源から入射する光を少なくとも第１の領域に対応する領域に伝播させると共に、伝播させた光を、表示板のうち少なくとも第１の領域における発光輝度が均一化するように射出する導光手段を備えるようにしたので、光源からの光は導光手段の内部を伝播すると共に、少なくとも第１の領域における光量分布が均一化するように射出される。したがって、光源の数や配置などに関わらず表示輝度が均一化され、見栄えをよくすることが可能となる。また、光源の光を導光手段を伝播させることから、少数の光源でもって大きな表示面を均一に表示することができるようになり、表示効率を高め、消費電力を低減させることが可能となる。さらに、光源を導光手段の側端部に設けるエッジライト方式としたことから、従来のように光源と表示板との距離をとらずに済み、薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発光表示装置の適用形態を表した図である。
【図２】図１に示した発光表示装置の構成を示す平面図である。
【図３】図１に示した発光表示装置のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】図１に示した発光表示装置のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図５】図２に示した発光表示装置のうち要部の構成を表す断面図である。
【図６】図２に示した導光板の一具体例を表す断面図である。
【図７】図２に示した導光板のほかの具体例を表す断面図である。
【図８】図２に示した発光表示装置の変形例に係る発光表示装置の要部構成を示す図である。
【図９】図２に示した発光表示装置の変形例に係る発光表示装置の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
１…表示板、２…透明部、３…不透明部、３Ａ…塗膜、４…導光板、５…光源、６…実装基板、７…配線、８，１８，２８…エンブレムフォルダ（フォルダ）、１０…発光エンブレム、１１…視認者、１８Ａ…反射層、２８Ａ…フォルダ表面、１００…映像表示装置の筐体、Ｌ１…（光源からの）光、Ｌ２…（導光板から射出される）光、Ｌ３…外光。
【図１】
2004341099.tif 000003
【図２】
2004341099.tif 000004
【図３】
2004341099.tif 000005
【図４】
2004341099.tif 000006
【図５】
2004341099.tif 000007
【図６】
2004341099.tif 000008
【図７】
2004341099.tif 000009
【図８】
2004341099.tif 000010
【図９】
2004341099.tif 000011