(57)【要約】【課題】どの方向から見ても色度と輝度が変わらない白色表示が可能な可変表示装置を提供する。【解決手段】第１の光源として青色ＬＥＤ３００及び第２の光源として波長の異なる赤色ＬＥＤ３１０と、可変表示されるマークが印刷された印刷部１３０と、青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０の少なくとも一部を拡散する拡散層１２０と、青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０の少なくとも一部により蛍光を発する蛍光体層１１０と、透過率の小さいスモークグレー層１００とを有して可変表示装置１０を構成する。拡散層１２０は、印刷部１３０に対して青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０と反対側に設けられ、また、蛍光体層１１０は、拡散層１２０に対して青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０と反対側に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源、及び、前記第１の光源と波長の異なる第２の光源と、
前記第１の光源からの光を透過し前記第２の光源からの光を透過しない第１の印刷部と、前記第２の光源からの光を透過し前記第１の光源からの光を透過しない第２の印刷部と、前記第１の光源からの光及び前記第２の光源からの光をそれぞれ所定の透過率で透過する第３の印刷部と、前記第１の光源からの光及び前記第２の光源からの光を透過しない第４の印刷部とから構成される印刷部と、
前記印刷部に対して前記第１の光源及び前記第２の光源と反対側に設けられ、前記第１の光源からの光または前記第２の光源からの光の少なくとも一部を拡散する拡散層と、
前記拡散部に対して前記第１の光源及び前記第２の光源と反対側に設けられ、前記第１の光源からの光または前記第２の光源からの光の少なくとも一部により蛍光を発する蛍光体層と、
を有することを特徴とする可変表示装置。
【請求項２】
前記第１の光源は、青色を発する光源であり、前記蛍光体層を透過して前記第１の光源により表示される表示は白色表示であることを特徴とする請求項１に記載の可変表示装置。
【請求項３】
前記第１の印刷部と前記第３の印刷部により第１の表示マークが形成され、前記第２の印刷部と前記第３の印刷部により第２の表示マークが形成され、前記第１の光源と前記第２の光源の切替え点灯により前記第１の表示マークと前記第２の表示マークが切替え表示されることを特徴とする請求項１又２に記載の可変表示装置。
【請求項４】
前記拡散層及び前記蛍光体層の合計した厚さは、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の可変表示装置。
【請求項５】
前記拡散層の光学特性は、全光線透過率が８０％以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の可変表示装置。
【請求項６】
前記拡散層の光学特性は、ヘーズ（曇り度）が６０％以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の可変表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる表示マークが印刷部に形成され、それぞれの表示マークを照明するための光源が配設され、この光源を切り替えて照明することにより、特定の表示マークを白色に表示する可変表示装置がある。例えば、第１光源として設けた色光源と、色光源の波長を透過させ、かつ色光源の波長を透過させない青色印刷部分と、色光源の波長を透過させ、かつ色光源の波長を透過させない赤色印刷部分と、それぞれの色光源の波長を透過させない背景印刷部分と、第１表示と第２表示の重複する部分で、それぞれの色光源の光を所定の透過率で透過させる調光印刷部分と、青色光を通過させる際に白色光に変換する蛍光体層と、を備えた可変表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この可変表示装置は、青色光を通過させる際に白色光に変換する蛍光体層を備えるため、１つの表示画面上で白色表示と赤色表示の２色表示切替えが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９３２５３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、特許文献１の可変表示装置によれば、白色表示において、正面からみれば白色に見えるが斜め方向から見ると黄色がかった白色に見えるという問題があった。また、それぞれの方向からみたときの輝度が異なって見えるという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、どの方向から見ても色度と輝度が変わらない白色表示が可能な可変表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、上記目的を達成するため、第１の光源、及び、前記第１の光源と波長の異なる第２の光源と、前記第１の光源からの光を透過し前記第２の光源からの光を透過しない第１の印刷部と、前記第２の光源からの光を透過し前記第１の光源からの光を透過しない第２の印刷部と、前記第１の光源からの光及び前記第２の光源からの光をそれぞれ所定の透過率で透過する第３の印刷部と、前記第１の光源からの光及び前記第２の光源からの光を透過しない第４の印刷部とから構成される印刷部と、前記印刷部に対して前記第１の光源及び前記第２の光源と反対側に設けられ、前記第１の光源からの光または前記第２の光源からの光の少なくとも一部を拡散する拡散層と、前記拡散部に対して前記第１の光源及び前記第２の光源と反対側に設けられ、前記第１の光源からの光または前記第２の光源からの光の少なくとも一部により蛍光を発する蛍光体層と、を有することを特徴とする可変表示装置を提供する。
【０００８】
［２］前記第１の光源は、青色を発する光源であり、前記蛍光体層を透過して前記第１の光源により表示される表示は白色表示であることを特徴とする上記［１］に記載の可変表示装置であってもよい。
【０００９】
［３］また、前記第１の印刷部と前記第３の印刷部により第１の表示マークが形成され、前記第２の印刷部と前記第３の印刷部により第２の表示マークが形成され、前記第１の光源と前記第２の光源の切替え点灯により前記第１の表示マークと前記第２の表示マークが切替え表示されることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の可変表示装置であってもよい。
【００１０】
［４］また、前記拡散層及び前記蛍光体層の合計した厚さは、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の可変表示装置であってもよい。
【００１１】
［５］また、前記拡散層の光学特性は、全光線透過率が８０％以下であることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の可変表示装置であってもよい。
【００１２】
［６］また、前記拡散層の光学特性は、ヘーズ（曇り度）が６０％以上であることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の可変表示装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、どの方向から見ても色度と輝度が変わらない白色表示が可能な可変表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る可変表示装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、図１においるＡ―Ａ断面図である。
【図３】図３（ａ）は、青色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤのいずれも点灯していないときの可変表示装置のマーク表示状態を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、青色ＬＥＤが点灯して文字「Ａ」を白色表示している表示状態を示す斜視図であり、図３（ｃ）は、赤色ＬＥＤが点灯して文字「Ｅ」を赤色表示している表示状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、青色ＬＥＤのスペクトル分布、赤色ＬＥＤのスペクトル分布、青印刷部の透過率、赤印刷部の透過率、調光印刷部の透過率を示す波長−透過率特性図である。
【図５】図５は、全光線透過率と輝度比、色度比の関係を示す図である。
【図６】図６は、ヘーズ（曇り度）と輝度比、色度比の関係を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の実施の形態に係る可変表示装置において、拡散層＋蛍光体層の厚さが０．１ｍｍ以下の場合のマーク表示のぼやけ量を説明する断面図、図７（ｂ）は、拡散層＋蛍光体層の厚さが０．１ｍｍ以上の場合のマーク表示のぼやけ量を説明する断面図である。
【００１５】
［可変表示装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る可変表示装置の構成を示す概略斜視図である。また、図２は、図１においるＡ―Ａ断面図である。
【００１６】
本発明の実施の形態に係る可変表示装置１０は、第１の光源として青色ＬＥＤ３００及び第２の光源として波長の異なる赤色ＬＥＤ３１０と、可変表示されるマークが印刷された印刷部１３０と、青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０の少なくとも一部を拡散する拡散層１２０と、青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０の少なくとも一部により蛍光を発する蛍光体層１１０と、透過率の小さいスモークグレー層１００とを有して構成されている。
【００１７】
スモークグレー層１００は、光の波長によらず光量を低減するスモークグレーフィルターである。青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０が消灯しているときに、外光によって可変表示装置の内部のマークが見えないようにするために、可変表示装置の前面に設けられる。これにより、青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０の消灯時には、可変表示装置の全面がグレーに見える。
【００１８】
蛍光体層１１０は、例えば、イットリウムとアルミニウムの複合酸化物から成るガーネット構造の結晶、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Yttrium Aluminum Garnet））を有するシート状のものが使用される。一般に、白色発光ダイオードの蛍光体に多く用いられている。この蛍光体層１１０は、青色ＬＥＤ３００が発する光が照射されることにより黄色の蛍光を発し、この黄色の蛍光と青色ＬＥＤ３００の青色光により白色表示をすることができる。
【００１９】
拡散層１２０は、青色ＬＥＤ３００または赤色ＬＥＤ３１０の光源からの光の少なくとも一部を拡散するものである。拡散層１２０は、透過性のインクに微小なビーズを混入させたインクで印刷された層である。微小なビーズに光が散乱されることにより、青色ＬＥＤ３００または赤色ＬＥＤ３１０の光源からの光の少なくとも一部を拡散することができる。
【００２０】
印刷部１３０は、青色ＬＥＤ３００の発する光は透過し赤色ＬＥＤ３１０の発する光は透過しない第１の印刷部としての青印刷部１３０ａと、赤色ＬＥＤ３１０の発する光は透過し青色ＬＥＤ３００の発する光は透過しない第２の印刷部としての赤印刷部１３０ｂと、青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０の発する光をそれぞれ所定の透過率で透過する第３の印刷部としての調光印刷部１３０ｃと、青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０の発する光を透過しない第４の印刷部としての黒印刷部１３０ｄから構成される。図１及び図２を参照すれば、この実施の形態では、青印刷部１３０ａと調光印刷部１３０ｃにより第１の表示マークである文字「Ａ」が形成され、赤印刷部１３０ｂと調光印刷部１３０ｃにより第２の表示マークである文字「Ｅ」が形成される。
【００２１】
図３（ａ）は、青色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤのいずれも点灯していないときの可変表示装置のマーク表示状態を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、青色ＬＥＤが点灯して文字「Ａ」を白色表示している表示状態を示す斜視図であり、図３（ｃ）は、赤色ＬＥＤが点灯して文字「Ｅ」を赤色表示している表示状態を示す斜視図である。青色ＬＥＤの点灯時に、青印刷部１３０ａと調光印刷部１３０ｃにより文字「Ａ」が白色によりマーク表示される。また、赤色ＬＥＤの点灯時に、赤印刷部１３０ｂと調光印刷部１３０ｃにより文字「Ｅ」が赤色によりマーク表示される。
【００２２】
基材１４０は、透過性のフィルム、ガラス等である。図２に示すように、この基材１４０の上に、順次、印刷部１３０、拡散層１２０、蛍光体層１１０、スモークグレー層１００が重ねて形成されている。従って、拡散層１２０は、印刷部１３０に対して青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０と反対側に設けられている。また、蛍光体層１１０は、拡散層１２０に対して青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０と反対側に設けられている。
【００２３】
第１の光源としての青色ＬＥＤ３００及び第２の光源としての赤色ＬＥＤ３１０は、図２に示すように、基板２００上に実装され、基材１４０を通して印刷部１３０を照明できる位置に配置される。青色ＬＥＤ３００は、例えば、４５０ｎｍを中心としたスペクトル分布を有する青色光を発する。また、赤色ＬＥＤ３１０は、例えば、６５０ｎｍを中心としたスペクトル分布を有する赤色光を発する。
【００２４】
［透過特性］
図４は、青色ＬＥＤ３００のスペクトル分布３０、赤色ＬＥＤ３１０のスペクトル分布３１、青印刷部１３０ａの透過率１３ａ、赤印刷部１３０ｂの透過率１３ｂ、調光印刷部１３０ｃの透過率１３ｃを示す波長−透過率特性図である。
【００２５】
青色ＬＥＤ３００は、４５０ｎｍの波長ピークを有する略ガウシアン分布の青色光を発する。また、赤色ＬＥＤ３１０は、６５０ｎｍの波長ピークを有する略ガウシアン分布の赤色光を発する。
【００２６】
青印刷部１３０ａは、上記の青色ＬＥＤ３００の青色光を透過する透過率１３ａの分布を有する。尚、青色光を透過するとは、青色ＬＥＤ３００の青色光の全てを透過する場合に限られず、波長ピークを中心に一定幅の波長領域を透過する場合を含む。
【００２７】
赤印刷部１３０ｂは、上記の赤色ＬＥＤ３１０の赤色光を透過する透過率１３ｂの分布を有する。尚、赤色光を透過するとは、赤色ＬＥＤ３１０の赤色光の全てを透過する場合に限られず、波長ピークを中心に一定幅の波長領域を透過する場合を含む。
【００２８】
調光印刷部１３０ｃは、上記の青色ＬＥＤ３００の青色光、及び、赤色ＬＥＤ３１０の赤色光を透過する透過率１３ｃの分布を有する。青色ＬＥＤ３００の青色光が調光印刷部１３０ｃを透過した光の強度と、青色ＬＥＤ３００の青色光が青印刷部１３０ａを透過した光の強度とは略同じ強度となるように透過率特性が調整されている。これにより、調光印刷部１３０ｃ及び青印刷部１３０ａを透過した青色光の強度が略同じ強度となるように調光され、後述するように、文字「Ａ」が白色によりマーク表示（マーク照明）される。
【００２９】
また、赤色ＬＥＤ３１０の赤色光が調光印刷部１３０ｃを透過した光の強度と、赤色ＬＥＤ３１０の赤色光が赤印刷部１３０ｂを透過した光の強度とは略同じ強度となるように透過率特性が調整されている。これにより、調光印刷部１３０ｃ及び赤印刷部１３０ｂを透過した赤色光の強度が略同じ強度となるように調光され、後述するように、文字「Ｅ」が赤色によりマーク表示（マーク照明）される。
【００３０】
［本発明の実施の形態の動作］
（白色表示）
青色ＬＥＤ３００を点灯して白色表示（白色照明）する場合について説明する。青色ＬＥＤ３００を点灯し、赤色ＬＥＤ３１０を消灯した状態では、青色光が基材１４０を通して印刷部１３０に照射される。青色光は青印刷部１３０ａを透過し、文字「Ａ」の青印刷部１３０ａに対応した文字部分を照明する。一方、青色光は調光印刷部１３０ｃを透過し、文字「Ａ」の調光印刷部１３０ｃに対応した文字部分を照明する。ここで、前述したように、調光印刷部１３０ｃの透過率特性は、調光印刷部１３０ｃ及び青印刷部１３０ａを透過した光の強度が略同じ強度となるように調光されているので、略均一な輝度の文字「Ａ」として青色光で照明される。印刷部１３０を透過した青色光は、拡散層１２０で拡散されて蛍光体層１１０に入射する。蛍光体層１１０では、入射した青色光により黄色の蛍光を発し、この黄色の蛍光と青色ＬＥＤ３００の青色光が混合されることにより白色で文字「Ａ」が表示（照明）される。
【００３１】
（赤色表示）
次に、赤色ＬＥＤ３１０を点灯して赤色表示（赤色照明）する場合について説明する。赤色ＬＥＤ３１０を点灯し、青色ＬＥＤ３００を消灯した状態では、赤色光が基材１４０を通して印刷部１３０に照射される。赤色光は赤印刷部１３０ｂを透過し、文字「Ｅ」の赤印刷部１３０ｂに対応した文字部分を照明する。一方、赤色光は調光印刷部１３０ｃを透過し、文字「Ｅ」の調光印刷部１３０ｃに対応した文字部分を照明する。ここで、前述したように、調光印刷部１３０ｃの透過率特性は、調光印刷部１３０ｃ及び赤印刷部１３０ｂを透過した光の強度が略同じ強度となるように調光されているので、略均一な輝度の文字「Ｅ」として赤色光で照明される。印刷部１３０を透過した赤色光は、拡散層１２０で拡散されて蛍光体層１１０に入射する。蛍光体層１１０では、入射した赤色光によっては蛍光は発せられず、赤色ＬＥＤ３１０の赤色光により赤色で文字「Ｅ」が表示（照明）される。
【００３２】
（無表示）
青色ＬＥＤ３００及び赤色ＬＥＤ３１０を消灯した状態では文字表示（照明）はされない。この状態では、スモークグレー層１００により、外光によって可変表示装置の内部のマーク、すなわち、文字「Ａ」、「Ｅ」は見えず、ブラックアウトの状態となっている。
【００３３】
（拡散層１２０の光学特性）
図５は、全光線透過率と輝度比、色度比の関係を示す図である。図６は、ヘーズ（曇り度）と輝度比、色度比の関係を示す図である。全光線透過率は、その値が大きければ採光材としての性能が高く、ヘーズ（曇り度）とは、透明材料の濁り（曇り）具合を判断するのに一般的な数値である。これらの試験規格は、JIS K 7105，JIS K 7136，JIS K 7361-1，ISO14782，ISO13468-1によって規定されている。また、ここでは、説明の都合上、輝度比、色度比というものを定義し、輝度比は、斜め視（４５°方向）の輝度／正面視の輝度により定義し、色度比は、斜め視（４５°方向）の色度／正面視の色度により定義する。
【００３４】
図５に示すように、全光線透過率に対する色度比Ｘ、色度比Ｙ、及び、輝度比の特性において、正面視と斜め視（４５°方向）の見栄え変化の許容範囲は、概ね±５０％である。図５に示す実測に基づく特性カーブにより、色度比Ｘ、色度比Ｙ、及び、輝度比が概ね±５０％の許容範囲に入る全光線透過率としては、８０％以下であることが好ましい。特に、本発明の白色表示（文字「Ａ」の表示）において、上記の全光線透過率を８０％以下に設定することにより、高品質な白色照明を満足する拡散層１２０の光学特性となる。
【００３５】
また、図６に示すように、ヘーズ（曇り度）に対する色度比Ｘ、色度比Ｙ、及び、輝度比の特性において、正面視と斜め視（４５°方向）の見栄え変化の許容範囲は、概ね±５０％である。図６に示す実測に基づく特性カーブにより、色度比Ｘ、色度比Ｙ、及び、輝度比が概ね±５０％の許容範囲に入るヘーズとしては、６０％以上であることが好ましい。特に、本発明の白色表示（文字「Ａ」の表示）において、上記のヘーズを６０％以上に設定することにより、高品質な白色照明を満足する拡散層１２０の光学特性となる。
【００３６】
（拡散層＋蛍光体層の厚さによるぼやけ量の特性）
図７（ａ）は、本発明の実施の形態に係る可変表示装置において、拡散層１２０＋蛍光体層１１０の厚さが０．１ｍｍ以下の場合のマーク表示のぼやけ量を説明する断面図、図７（ｂ）は、拡散層１２０＋蛍光体層１１０の厚さが０．１ｍｍ以上の場合のマーク表示のぼやけ量を説明する断面図である。
【００３７】
白色表示（照明）において、青色ＬＥＤ３００から出射する青色光は、図に示すように、マーク（文字「Ａ」部分）に照射された後、拡散層１２０により拡散されて蛍光体層１１０に入射する。蛍光体層１１０において青色光により発する黄色の蛍光、及び、透過する青色光は、共に拡散しながらスモークグレー層１００上でマーク表示される。ここで、図７（ａ）に示すように、拡散層１２０＋蛍光体層１１０の厚さが０．１ｍｍ以下の場合には、ぼやけ量が小さいが、図７（ｂ）に示すように、拡散層１２０＋蛍光体層１１０の厚さが０．１ｍｍ以上の場合には、ぼやけ量が大きい。この拡散層１２０＋蛍光体層１１０の厚さが０．１ｍｍ以上か以下かによるぼやけ量の評価は官能試験により得られたものである。
【００３８】
［本発明の実施の形態による効果］
（１）蛍光体層１１０において青色光により発する黄色の蛍光は、蛍光体層１１０から外部に照射されるので、照射角度が大きい。これに対して、青色ＬＥＤ３００から照射され蛍光体層１１０を透過する青色光は直進性が強い。従って、黄色の蛍光と青色光の混合による白色表示は、外部からの見る角度により輝度及び色度が大きく変化する。しかし、本発明は、印刷部１３０に対して光源と反対側に拡散層１２０を設ける構成としているので、青色ＬＥＤ３００から照射される青色光も拡散層１２０で拡散されて外部に照射される。従って、黄色の蛍光と青色光のいずれもが拡散層１２０、蛍光体層１１０から外部に照射されることになるので、正面視と斜め視で色度差が少ない。また、同様の理由により、正面視と斜め視で輝度差が少ない。これにより、どの方向から見ても色度と輝度が変わらない白色表示が可能な可変表示装置を提供することができる。
（２）拡散層１２０の光学特性として、全光線透過率を８０％以下に設定することにより、正面視と斜め視（４５°方向）の見栄え変化を許容範囲である±５０％以内にすることが可能となる。
（３）拡散層１２０の光学特性として、ヘーズ（曇り度）を６０％以上に設定することにより、正面視と斜め視（４５°方向）の見栄え変化を許容範囲である±５０％以内にすることが可能となる。
（４）拡散層１２０＋蛍光体層１１０の厚さを０．１ｍｍ以下に設定することにより、ぼやけ量が小さい可変表示装置を提供することができる。
【００３９】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、青色光源と赤色光源による白色と赤色の２色可変表示としたが、他の色表示も可能であり、また、３色以上の可変表示にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…可変表示装置
１３ａ…青印刷部の透過率
１３ｂ…赤印刷部の透過率
１３ｃ…調光印刷部の透過率
３０…青色ＬＥＤのスペクトル分布
３１…赤色ＬＥＤのスペクトル分布
１００…スモークグレー層
１１０…蛍光体層
１２０…拡散層
１３０…印刷部１３０
１３０ａ…青印刷部
１３０ｂ…赤印刷部
１３０ｃ…調光印刷部
１３０ｄ…黒印刷部
１４０…基材
２００…基板
３００…青色ＬＥＤ
３１０…赤色ＬＥＤ
【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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【図６】
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【図７】
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