(57)【要約】      （修正有）【課題】アクリル板等による導光手段の端面よりＬＥＤ等の光源により光乱反射素材を光らせる表示装置において、光源の点灯時には前記光乱反射素材を明るく輝かせ、光源の消灯時にはその存在が判別できない程度に見えなくする表示装置を提供する。【解決手段】平板の導光手段１と光源２を有する装置において、導光手段表面１２にフィルム貼り付けまたは印刷等により光乱反射素材３を設置して文字または図形を成し、前記文字または図形の１個以上を線幅２ミリメートル程度以下の細い形状とし、なおかつ前記光乱反射素材を白色素材とし前記光源を白色光源とすることにより、光源の点灯時には前記文字または図形が白く輝き、光源の消灯時には線幅２ミリメートル以下の文字または図形が灰色の細線となって背景に溶け込みその存在がほぼ判別できなくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が平らで板状の透明素材よりなり光の全反射を利用する導光手段と、前記導光手段の端面より前記導光手段に光を入射する光源とを有する装置において、
前記導光手段の第一表面に扁平な光乱反射素材を密着配置しなおかつ前記光乱反射素材を前記導光手段の第二表面側から見たときの形状が意味ある文字または符号または図形であって、なおかつ前記文字または符号または図形のうち１個以上が線幅２ミリメートル程度以下、０．５ミリメートル程度以上の細い線で構成されることを第一の特徴とし、さらに前記光源が白色光源でありなおかつ前記光乱反射素材が白色素材であることを第二の特徴とした表示装置。
【請求項２】
前記光乱反射素材が白色顔料微粒子を含む光反射率９０％程度以上の白色素材である「請求項１」記載の表示装置。
【請求項３】
前記光源の入射する光束が前記導光手段の端面の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメン程度以上の強度を有することにより、前記光源の点灯時には明るい室内においても前記文字または符号または図形が明るく輝いて見える「請求項１」または「請求項２」記載の表示装置。
【請求項４】
前記導光手段の端面であって前記光源が光を入射することを妨げない部位に光反射素材を配置し前記光乱反射素材の発光強度を上昇させた「請求項１」または「請求項２」または「請求項３」記載の表示装置。
【請求項５】
前記導光手段が表面に薄い硬質層を有する耐擦傷性のアクリル樹脂板である「請求項１」ないし「請求項４」記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明広告看板に関連し、ＬＥＤ等の白色光源と導光板を利用したパネル型サイン装置の一種であって、文字または符号または図形を点灯時には明瞭に表示し、消灯時にはほぼ分からなくする従来にない視覚効果を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源の光を導光板の端面から入射させ、導光板に文字等の形状に切り出したマーキングフィルム等を貼り付けることで、導光板から光を取り出すとともにマーキングフィルム表面で乱反射させ、導光板の貼り付け面とは反対側から見ることで貼り付けた文字等が明るく輝いて見える表示手法が特許文献１に詳しく開示されている。また同文献の第１図および第２図にはその構成が図示されている。また特許文献２および３にも類似の手法の記載がある。
【０００３】
これらの手法の特徴は、導光板にマーキングフィルム等を貼り付けた部分で導光板内を全反射により伝搬してきた光線の全反射が破れ、光線がマーキングフルム表面に侵入し、そこで乱反射が起きることで、貼付け面とは逆側から見たときに明るく発光して見えることである。その様子は特許文献１の第７図に示されている。このとき貼付け面の側から見たのでは明るい発光には見えない。
【０００４】
また特許文献１では、導光板の光の屈折率とマーキングフィルム等の貼付け面における屈折率の関係についても論じており、両者が同程度かマーキングフィルム側の屈折率がより大きければ、導光板を全反射してきた光を効率よく取り出せることが開示されている。また特許文献１では、導光板の端面のうち光源からの光を入射させる箇所以外の部分に光反射手段を設置することで、導光板内に光を閉じ込め、マーキングフィルム等の貼付け箇所からより多くの光を取り出せることが開示されている。
【０００５】
本発明では、導光板から光を取り出し文字等を発光させることについては上記と同様の考え方を用いるが、点灯時と消灯時に著しく異なる見え方を実現するための新たな手法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平８−７３６２
【特許文献２】特開２０００−２１４７８１
【特許文献３】特開２００６−２２０６９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
透明な導光板の端面から光を入射させ、文字等の形状に切り抜いたマーキングフィルムを導光板表面に貼り付けることで、文字等を発光させる手法が特許文献１に記載されている。この手法は、本発明の出願時点で普及しているとは言えない状況にあるが、この手法を広告サインに適用する場合には、文字等を目立たせる目的ではゴシック体等を使用するのが適当である。その場合には、光源の消灯時にも周囲が明るければ貼り付けている文字等がはっきり読み取れるため、例えば店舗のＯＰＥＮ表示など、消灯時に読み取れないようにしたい用途では不都合があった。
【０００８】
本発明は、特許文献１に開示されている手法と類似のものに新たな限定を加えることで、表示装置の点灯時には文字または符号または図形を明るく鮮明に表示し、消灯時にはたとえ周囲が明るくても文字または符号または図形の全部または一部をほとんど判別できなくする全く新しい機能を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
表面が平らで板状の透明素材よりなり光の全反射を利用する導光手段と、前記導光手段の端面より前記導光手段に光を入射する光源とを有する装置を前提とする。前記導光手段の第一表面に扁平な光乱反射素材を密着配置する。このとき前記光乱反射素材を前記導光手段の第二表面側から見たときの形状が文字または符号または図形であるものとする。さらに前記文字または符号または図形のうち１個以上を線幅２ミリメートル程度以下で０．５ミリメートル程度以上の細い線で構成する。さらに前記光源を白色光源としなおかつ前記光乱反射素材を白色素材とする。
【００１０】
以上の手段によれば、光源の点灯時には、文字または符号または図形が第二表面側から見たときに白く輝いて見える。一方光源の消灯時には、文字または符号または図形のうち線幅２ミリメートル程度以下で構成されたものは、周囲の明るさと同程度の明るさの灰色の細線となって背景に埋もれほとんどその存在が感じられなくなる。ここで文字または符号または図形が白色であることは重要であり、白色の見え方は無彩色の灰色の明るさが周囲の照度に応じて変化するものとして見えるために、背景がどのような色あいの有彩色であっても、明るさが同程度の灰色であれば、背景に溶け込んで判別しにくい性質を有するものである。
【００１１】
ここで線幅２ミリメートルは厳密な意味での限界数値ではなく、例えば５ミリメートルの線幅の文字であっても、周囲の照明と背景の状況によって、表示装置の光源の消灯時に文字の判別の難しい場合が生じる。しかしながらここで線幅２ミリメートル程度以下と特定した理由は、通常の目立たせる目的で表示装置を利用する場合には、２ミリメートル程度以下といった細い線幅は目立ちにくさから使用されないこと、さらに２ミリメートル程度以下の細さならば、光源の消灯時にはほぼ完全に背景に埋もれて存在が判別できないことによっている。
【００１２】
本発明で課題を解決する手段としては、さらに前記光乱反射素材が白色顔料微粒子を含む光反射率９０％程度以上の白色素材であること、さらに前記光源の入射する光束が前記導光手段の端面の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメン程度以上の強度を有すること、さらに前記導光手段の端面であって前記光源が光を入射することを妨げない部位に光反射素材を配置することである。
【００１３】
これらの中で、光反射率９０％以上の白色素材を用いることと導光手段の端面に光反射素材を配置することは、いずれも光乱反射素材の発光強度を高めるための手段であり、また光源の入射する光束を前記導光手段の端面の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメン程度以上の強度とすることは、線幅２ミリメートル程度以下の細い文字または符号または図形を明るい室内においても十分目立つ程度に明るく輝かせるための手段である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光源の点灯時には文字または符号または図形を明るく輝かせて表示し、光源の消灯時には文字または符号または図形の全部または一部についてその存在がほとんど判別できない程度に見えなくする新しい視覚効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表示装置の実施の形態及び実施例を示す説明図である。（実施例２）
【図２】表示装置の実施の形態及び実施例を示す説明図である。（実施例２）
【図３】表示装置の実施例を示す説明図である。(実施例１)
【図４】表示装置の実施例を示す説明図である。(実施例３)
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明を実施するための形態の説明図であり、図１の下側は平面図であり上側はＡ−Ｂ線での断面図である。
表面が平らで板状の透明素材よりなり光の全反射を利用する導光手段１と、導光手段１に光を入射する光源２とを有する装置において、導光手段１の第一表面１２に扁平な光乱反射素材３を密着配置しなおかつ光乱反射素材３の形状が導光手段１の第二表面１１側から視線１３により見たときに意味ある文字または符号または図形であって、前記文字または符号または図形のうち１個以上の線幅Ｗが２ミリメートル程度以下、０．５ミリメートル程度以上の細い線であることを第一の特徴とし、さらに光源２が白色光源でありなおかつ光乱反射素材３が白色素材であることを第二の特徴とする。
【００１７】
ここで導光手段１は、例えばアクリル樹脂板やガラス板であってそれらに限定しないが、コストや加工の容易さや取扱いの容易さからもっとも好ましいものはアクリル樹脂板である。また光源２の発光素子２０は、例えばＬＥＤや冷陰極放電管であってそれらに限定しないが、実装寸法の小ささや電源供給の容易さからもっとも好ましいものは白色ＬＥＤである。また光乱反射素材３を導光手段１に密着配置するとは分子レベルで密着配置するかあるいは可視光の波長程度より短い距離で近接配置することであり、このような場合には導光手段１の内部を全反射にて伝搬してきた光線のうち光乱反射素材３の密着配置部分に到達したものの一部は光乱反射素材３の内部に屈折侵入し、その表面付近で乱反射されて導光手段１の第二表面１１側に出てくる。これを視点１３より見れば明るく輝いて見える。ここで導光手段１の光の屈折率に対して光乱反射素材３の光の屈折率が同等かまたはより大きければ、到達した光線はほぼすべて光乱反射素材３に屈折侵入する。
【００１８】
また光乱反射素材３は、上記のとおりに導光手段１に密着配置可能であって光を乱反射する性質のものであり、好ましくは高い光反射率を有するものである。例えば白色合成樹脂シートの片面に透明の粘着剤を塗布してあるマーキングフィルムをカット貼付けにより導光手段１の表面に密着配置する、または例えばアクリル塗料等の合成樹脂系の白色塗料をシルク印刷等により密着配置する、または例えば白色の紫外線硬化インクをインクジェット手法により噴射、硬化させて密着配置する、などを想定するがこれらに限定するものではない。
【００１９】
またここで、光乱反射素材３の形状が導光手段１の第二表面１１側から視線１３により見たときに意味ある文字または符号または図形であるとは、光乱反射素材３を第一表面１２側に密着配置するときには第一表面１２側から見て、正しい見え方と左右逆のミラー反転にて配置する必要があることを言っている。以上によれば、光源２の点灯時においては、前記文字または符号または図形が視線１３の向きから見たときに白く輝いて見える。
【００２０】
つぎに、前記文字または符号または図形のうち１個以上を線幅Ｗが２ミリメートル程度以下、０．５ミリメートル程度以上の細い線とすることにより、光源２の消灯時においては、前記細い線の部分は背景に溶け込んで判別できなくなる。すなわち、光源２の消灯時には、文字または符号または図形のうち線幅２ミリメートル程度以下で構成されたものは、周囲の明るさと同程度の明るさの灰色の細線となって背景に埋もれほとんどその存在が感じられなくなる。ここで文字または符号または図形が白色であることは重要であり、白色の見え方は無彩色の灰色の明るさが周囲の照度に応じて変化するものとして見えるために、背景がどのような色あいの有彩色であっても、明るさが同程度の灰色であれば、背景に溶け込んで判別しにくい性質を有するものである。
【００２１】
ここで線幅２ミリメートル程度以下は厳密な意味での限界数値ではなく、例えば５ミリメートルの線幅の文字であっても、周囲の照明と背景の状況によって、表示装置の光源の消灯時に文字の判別の難しい場合が生じる。しかしながらここで線幅２ミリメートル程度以下と特定した理由は、通常の目立たせる目的で表示装置を利用する場合には、２ミリメートル程度以下の細い線幅は目立ちにくさから使用されないこと、さらに２ミリメートル程度以下の細さならば、光源の消灯時にはほぼ完全に背景に埋もれて存在がほとんど判別できないことが実験的に確かめられたことによっている。
一方線幅Ｗを０．５ミリメートル程度以上に特定した理由は以下の通りである。光乱反射素材３をマーキングフィルムのカット貼付で実現する場合には、線幅０．５ミリメートルはカット貼付のほぼ限界でありそれより細くすることは極めて困難である。他方、光乱反射素材をシルク印刷またはインクジェット印刷により実現する場合は、線幅Ｗが０．３ミリメートル程度は実現可能であるが、それを下回ると発光量が小さいために視認性が低下して実用的ではなくなるものである。
【００２２】
本発明を実施する形態についてさらに説明を加えるならば、光乱反射素材３が白色顔料微粒子を含む光反射率９０％程度以上の白色素材であることにより、光源２の点灯時に光乱反射素材３が白く輝くときの発光強度を確保することができる。ここで白色顔料微粒子とは、例えばチタンまたは亜鉛またはマグネシウムまたはアルミニウムまたはバリウムまたはカルシウムの酸化物や酸性塩が上げられそれらに限定するものではないが、とくにチタンの酸化物を含むものは高い光反射率を備えるものとして好ましい。
【００２３】
さらに本発明を実施する形態について図２を用いて説明を加える。図２の下側は平面図であり上側はＡ−Ｂ線での断面図である。
光源２の入射する光束が導光手段１の端面６の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメン程度以上の強度を有することにより、光乱反射素材３の構成する文字または符号または図形の線幅Ｗが２ミリメートル程度以下の細さであっても、光源２の点灯時に前記文字または符号または図形を明るい室内において十分目立つ程度に明るく輝かせることができる。
ここで光源２の入射する光束が端面６の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメン程度以上の強度について、明るさの客観的な数値を測定した実験結果を示す。導光手段１を厚さ５ミリメートルのアクリル板とし、端面６の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメンの光束を入射させたときに、光源２よりＡ−Ｂ方向に１００ミリメートル離れた位置に、光反射率９０％から９５％の白色素材による光乱反射素材３であって縦３０ミリメートル横２０ミリメートルのマーキングフィルムを試験片として導光手段１の第一表面１２に貼りつけ、そのとき前記試験片中央付近の照度を第二表面上にて照度計により測定したときの値が約１００００ルックスであった。測定誤差は１０％以下である。照度１００００ルックスは、明るい室内の壁面照度５００ルックスから１５００ルックスに比べて有意に高い値であり、線幅Ｗがたとえ２ミリメートル程度以下の文字または符号または図形であっても１００００ルックス程度以上の照度で発光すれば明るい室内において十分目立つことを実験的に確認したものである。
【００２４】
ここで光源２の入射する光束が端面６の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメン程度以上という値は、明瞭な限界数値というわけではないが、上記壁面照度の中央値が１０００ルックスであって１００００ルックスはその１０倍であり、明るさの違いを明瞭に感じる照度比が３倍、目立つための照度比がさらに３倍確保されている、と説明することができる。実際に、光源２の光束を上記の３分の１程度まで絞った場合には、線幅Ｗが２ミリメートル程度以下の細い文字等はもはや目立つ程度に明るく輝くとは感じにくいことが実験により観測されている。
一方、光源２の入射する光束の上限値はあるかというと、これも明瞭な限界数値ではないが、端面６の長さ１００ミリメートル当りに１１０ルーメン程度の強度になると、線幅Ｗが１ミリメートル前後の細い文字等でも肉眼で見て眩しく感じられ、さらに強度を上げても人間の目の感度が飽和するためか明るさが大きく増すようには感じられなくなり、実験上端面６の長さ１００ミリメートル当りに１７５ルーメン程度を超えて光束を強くすることは実用上ほぼ無駄と考えられる。
【００２５】
本発明を実施する形態について、図２を用いてさらに説明を加えるならば、導光手段１の端面であって光源２が光を入射することを妨げない部位に光反射素材７を配置する。これにより光源２の発する光線のうち導光手段１の端面から外部にもれていた光線を導光手段１の内部に戻すことができ、光乱反射素材３に取り込まれその表面付近で乱反射する光量を増大させその結果前記文字または符合または図形の輝く明るさを増大することができる。図２では細線に矢印を付して光線の経路の例を示しており、光反射素材７により光線が反射して導光手段１内部に戻る様子も示している。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例を図３を用いて詳しく説明する。図３は、本発明を実施した表示装置の写真であり、図３の上半分は光源２の消灯時のものであり、図３の下半分は光源２の点灯時のものである。消灯時には文字がほとんど判別できず、点灯時には文字が明瞭に白く輝いている様子が見て取れる。なお点灯時の写真はハレーションぎみであるために、文字周囲のアクリル板面が白く見えるが、実物では文字は写真に比べてはるかにくっきりと白く眩しく輝いて見える。
【００２７】
ここで本実施例のデータを示しておく。導光手段１として５ミリメートル厚のアクリル板を使用している。光源２として白色ＬＥＤ光源を内蔵したアルミケースがアクリル板の上端に横方向に長く濃い灰色で写っている。アクリル板の大きさは横方向600ミリメートル、縦方向150ミリメートルである。光乱反射素材３は、光反射率９０％から９５％程度の白色マーキングフィルムを貼り付けたものであり、文字の線幅Ｗは約１．２ミリメートルの細さである。また光源２の存在しないアクリル板の端面には光反射素材７を配置している。点灯時の光源２の入射光束は、写真の場合には導光手段１の端面６の長さ１００ミリメートル当りに約１１０ルーメンであり、この強度では、明るい室内で目立つという程度を超えて、肉眼で注視するには眩しい程度に文字が白く輝いて見える。点灯時の写真でアクリル板の端面付近が輝いて見えるのは、光反射素材７による反射のためである。なお写真撮影時の背景の壁面照度は、表示装置のアクリルパネルの右横付近において約６００ルックスであった。
【実施例２】
【００２８】
本発明の実施例について説明する。
本発明を実施するための形態の項で説明した表示装置、ならびに実施例１で説明した表示装置において、導光手段１として表面に薄い硬質層を有する耐擦傷性のアクリル樹脂板を用いる。ここで導光手段１の表面とは、図１または図２における第一表面１２および第二表面１１のことである。これらの表面に厚さ数マイクロメートルから１０数マイクロメートルの、硬度表記では６Ｈから４Ｈ程度の硬質層を有するアクリル樹脂板であって耐擦傷板あるいはハードコート板と呼ばれるものを使用する。硬度は望ましくは６Ｈ程度の固いものがよい。耐擦傷性のアクリル板を用いることの効果は、本発明による表示装置の主たる効果とは異なるが、表示装置の商品価値を高めるには重要なものである。
【００２９】
耐擦傷性ではない普通のアクリル板の表面は、やわらかいために傷がつきやすいことは周知の事実であるが、本発明による表示装置においては、導光手段１内部を伝搬してきた光が傷の部分で導光手段１の外部に漏れ出し傷が発光する。通常照明のもとでは目立たない浅い傷であっても、本発明による表示装置において、とくに請求項３に記載した強度の光束を入射した場合には、小さい傷、浅い傷であっても明るく輝いてしまうために、光乱反射素材３を導光手段１に配置する作業時には、傷をつけないよう細心の注意が必要となる。とくに光乱反射素材３としてマーキングフィルムを使用する場合には、貼りつけ時にスキージでこする作業を伴うため、アクリル板の傷には特に神経を使うことになる。また本発明による表示装置が完成した後でも、利用者の取扱いの荒さにより傷がつくこともある。したがって耐擦傷性のアクリル板を使うことで小さい傷および浅い傷が格段につきにくくなるため、上記の傷が発光する問題は大きく軽減され、本発明による表示装置が表面の傷の発光により商品価値の下がることを大幅に軽減することができる。
【実施例３】
【００３０】
本発明の実施例について、図４を用いて説明する。図４の左側は平面図であり、右側はＡ−Ｂにおける断面図である。
表面が平らで板状の透明素材よりなり光の全反射を利用する導光手段１と、導光手段１の端面より導光手段１に光を入射する光源２とを有する装置において、
導光手段１の第一表面１２に扁平な光乱反射素材３を密着配置しなおかつ光乱反射素材３を導光手段１の第二表面１１側から見たときの形状が意味ある文字または符号または図形であって、なおかつ前記文字または符号または図形のうち１個以上が線幅２ミリメートル程度以下、０．５ミリメートル程度以上の細い線で構成され、さらに光源２が白色光源であってなおかつ光乱反射素材３が白色素材である。さらに光乱反射素材３が白色顔料微粒子を含む光反射率９０％程度以上の白色素材である。さらに光源２の入射する光束が導光手段の端面６の長さ１００ミリメートル当りに５０ルーメン程度以上の強度を有するものである。さらに導光手段１の端面であって光源２が光を入射することを妨げない部位に光反射素材７を配置する。さらに導光手段１が第一表面１２および第二表面１１に薄い硬質層を有する耐擦傷性のアクリル樹脂板である。
【００３１】
ここで文字ＯＰＥＮのみが線幅２ミリメートル程度であり、それ以外の文字及び図形は線幅５ミリメートルから１５ミリメートルを想定している。導光手段１の厚さは５ミリメートル、横幅は６００ミリメートル、縦方向の長さＬも６００ミリメートルを各々想定している。以上によれば、光源２の点灯時には、光乱反射素材３による全ての文字または図形が白く輝いて見え、光源２の消灯時には、文字ＯＰＥＮのみが背景に溶け込んでほぼ読み取れなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明による表示装置は、店舗のＯＰＥＮ表示など、点灯時には文字等を明瞭に表示し、消灯時には文字等を読めなくする、または気付かなくさせる案内表示に利用することが出来る。
【符号の説明】
【００３３】
１  導光手段
２  光源
３  光乱反射素材
６  導光手段端面
７  光反射素材
１１  第二表面
１２  第一表面
１３  視線
２０  発光素子
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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