(57)【要約】【課題】簡単な構造、低コストで、かつ高い機能性を有して、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる切替機能付き表示盤を提供する。【解決手段】複数枚の偏光板と、位相差をパターン化した少なくとも１枚の光学素子とを有し、各偏光板の間にこの光学素子を挟んだ状態で光軸上に重ねて配置してなる表示部と、表示部の背面に配置されて該表示部へ光を出射する光源と、表示部における偏光板と光学素子の少なくともいずれか一方を光軸回りに回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える表示切替部とを備え、光学素子は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムであり、表示切替部は、表示部に対する外部操作と該表示部の回転を連動させて表示を切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の偏光板と、位相差をパターン化した少なくとも１枚の光学素子とを有し、各偏光板の間にこの光学素子を挟んだ状態で光軸上に重ねて配置してなる表示部と、前記表示部の背面に配置されて該表示部へ光を出射する光源と、前記表示部における偏光板と光学素子の少なくともいずれか一方を光軸回りに回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える表示切替部とを備えた表示盤であって、
前記光学素子は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムであり、
前記表示切替部は、前記表示部に対する外部操作と該表示部の回転を連動させて表示を切り替える、
切替機能付き表示盤。
【請求項２】
前記光学素子は、２つ以上の位相差のパターンが形成された少なくとも１枚の二重偏光潜像フィルム、またはそれぞれ相異なる位相差のパターンが形成された２枚以上のフィルムである、請求項１に記載の切替機能付き表示盤。
【請求項３】
前記表示部に対する外部操作が、偏光板上に表示されたボタンへの押圧操作である、請求項１または２に記載の切替機能付き表示盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の位相差のパターンの表示を切り替える切替機能付き表示盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、計測器や自動車のメーター等の電子機器に使用される表示盤、スイッチ類では、偏光板を用いて背面光源からの出射により表示を行い、この表示を変化させるものが知られている。この表示装置として、偏光板間に複屈折を有する透明な板を挟んでなる表示部と、その表示部に光を投射する光源と、透明な板又は偏光板の少なくとも一方を回転させる駆動装置とを備えて、表示色が連続的に変化する装置が挙げられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、偏光板と情報表示部の間に、位相差をずらした複数の位相差板を入れて、表示を変化させる電子機器（例えば、特許文献２）も知られている。さらに、複数の偏光板切片を組み合わせた第１の偏光板を一様な第２の偏光板の上で回して、表示を変える装置（例えば、特許文献３）、その他、表示を切り替えるために、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの部品を使用した表示盤も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２３４６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１０８０４７号公報
【特許文献３】特開２００２−００６２５９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、上記特許文献１、２の装置は、単に表示色を変化させるものであり、表示パターンを切り替えて、画像自体を動的に変化させるものでない。また、特許文献３も、複数の偏光板切片を組み合わせて、画像の明度およびを動的に変化させるものの、その組合せ作業が複雑になる。さらに、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの部品を使用した表示盤では、これらの部品により高コストとなるという問題がある。
【０００６】
一方、偏光板間に透過部をパターン化したフィルムを挟んで、背面光源の前面に配置し、背面から照明し表示を行うことも従来から知られているが、その表示パターンは、単一のものにすぎず、機能性、意匠性が低いという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記の問題に鑑みて、簡単な構造、低コスト、かつ高い機能性で、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能な切替機能付き表示盤を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る切替機能付き表示盤は、複数枚の偏光板と、位相差をパターン化した少なくとも１枚の光学素子とを有し、各偏光板の間にこの光学素子を挟んだ状態で光軸上に重ねて配置してなる表示部と、前記表示部の背面に配置されて該表示部へ光を出射する光源と、前記表示部における偏光板と光学素子の少なくともいずれか一方を光軸回りに回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える表示切替部とを備えた表示盤であって、前記光学素子は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムであり、前記表示切替部は、前記表示部に対する外部操作と該表示部の回転を連動させて表示を切り替える。
【０００９】
この構成によれば、表示部を構成する、複数枚の偏光板と、各偏光板の間に配置されて、光配向材で複屈折をパターン化して複数の位相差のパターンが形成されたフィルムとの少なくともいずれか一方を、外部操作と連動させて回転させることにより、該複数の位相差のパターンの表示を切り替えることができるので、簡単な構造、低コストで、かつ高い機能性を有して、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。
【００１０】
好ましくは、前記光学素子は、２つ以上の位相差のパターンが形成された少なくとも１枚の二重偏光潜像フィルム、またはそれぞれ相異なる位相差のパターンを有する２枚以上のフィルムである。したがって、より簡単な構造で２つ以上の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。また、表示盤が液晶パネルや有機ＥＬパネルを使用したものよりも低コストで得られる。
【００１１】
好ましくは、前記表示部に対する外部操作が、偏光板上に表示されたボタンへの押圧操作である。したがって、偏光板に表示されたボタンを押させるだけで、より容易に機能的に複数の位相差パターン表示を切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、表示部における、複数枚の偏光板と、各偏光板の間に配置されて、光配向材で複屈折をパターン化して複数の位相差のパターンが形成されたフィルムとの少なくともいずれか一方を、外部操作と連動させて回転させることにより、該複数の位相差のパターンの表示を切り替えることができるので、簡単な構造、低コスト、かつ高い機能性で、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る切替機能付き表示盤の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１の表示切替部の構成の他例を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は第２実施形態に係る切替機能付き表示盤の構成、（Ｂ）はその切替動作を示す分解斜視図である。
【図４】図２の構成を含む切替機能付き表示盤の構成を示す側面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は図４の位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。
【図６】図３の切替機能付き表示盤の表示状態を示す正面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は図６の位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は図６の位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る切替機能付き表示盤の側面図である。この切替機能付き表示盤１は、例えば、自動車のメーター等の電子機器に使用されるもので、表示部２、光源３、表示切替部５および枠体６を備えている。
【００１５】
前記表示部２は、２枚の第１、第２の偏光板１１、１２と、位相差をパターン化した１枚の光学素子１４とを有し、各偏光板１１、１２の間に光学素子１４を挟んだ状態で光軸O上に重ねて配置したものである。光学素子１４は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムである。この光学素子１４は、例えば２つの位相差のパターンが形成された１枚の二重偏光潜像フィルム、またはそれぞれ相異なる位相差のパターンが形成された２枚のフィルムである。これにより、液晶パネルや有機ＥＬパネルを使用したものよりも低コストの表示盤が得られる。
【００１６】
前記光源３は、表示部２の背面に配置されて表示部２へ光を出射する（バックライト）。この光源３には、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が使用される。前記枠体６は、表示部２の少なくとも前面の一部および側面を覆うように配置され、枠体６の前端には表示部２の前面を保護するための透明な保護シートＳが貼られている。
【００１７】
前記表示切替部５は、表示部２における第１の偏光板１１および第２の偏光板１２と、光学素子１４の少なくともいずれか一方を例えば４５°回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替えるものであり、表示部２に対する外部操作と、該表示部２の回転を連動させて表示を切り替える。
【００１８】
この表示切替部５は、外部操作と表示部２の回転を連動させるアクチュエータ（作動部材）７を有しており、このアクチュエータ７は、偏光板１１、１２が一体化されて固定された状態で、例えば枠体（ベゼル）６の保護シートＳの上から、光学素子１４の複数の位相差パターンにより偏光板１１または１２を介して表示されたボタン９を押圧するような外部操作により、光学素子１４を光軸Ｏ回りに回転させるラチェット（ノック）機構である。すなわち、指先でボタン９が押圧された力と、この力を伝達する内部のばねのばね力とを利用し、内部の爪と歯形状の部品を組み合わせて、押圧によるばね力によって光学素子１４を回転させる構造により、ボタン９が指先で押圧されるごとに、光学素子１４を光軸Ｏ回りに、順次所定角度ずつ回転させる。なお、偏光板１１、１２が固定された状態で光学素子１４を回転させるのに代えて、光学素子１４が固定された状態で偏光板１１、１２を回転させるようにしてもよい。
【００１９】
図２は、表示切替部５の構成の他例を示す斜視図である。この例では、枠体（ベゼル）６は光軸Ｏ回りに回動するものであり、アクチュエータ７は、偏光板１１、１２が一体化されて固定された状態で、支持枠（ベゼル）６を回動させる外部操作により、光学素子１４を光軸Ｏ回りに回転させる機構である。すなわち、光学素子１４の外周縁に周方向に延びる溝１６が形成され、ベゼル６の周縁に直立して固定されたピン１７がこの溝１６に挿入されて、ベゼル６が回動することによって光学素子１４が溝１６に沿って光軸Ｏ回りに回転する。なお、偏光板１１、１２が固定された状態で光学素子１４を回転させるのに代えて、光学素子１４が固定された状態で偏光板１１、１２を回転させるようにしてもよい。
【００２０】
前記表示部２の光軸Ｏ回りの回転が、光学素子（フィルム）１４に形成された各位相差のパターンの領域に応じて、フィルムの複屈折の遅相軸方向、つまり光の進む速度が遅く（位相が遅れ）て、屈折率が最大となる方向を変えるものである。複屈折は光学的に異方性を有し、この遅相軸と、光の進む速度が速い（位相が進む）進相軸の２方向をもつところ、遅相軸方向を変えることにより、簡単な構造で有効に複数の位相差パターン表示を切り替えることができる。
【００２１】
図３（Ａ）は第２実施形態に係る切替機能付き表示盤の構成、（Ｂ）はその切替動作を示す分解斜視図である。表示部２は、３枚の第１〜３の偏光板１１〜１３と、複数の位相差をパターン化した二重偏光潜像フィルムである２枚の第１、２の光学素子１４、１５とを有している。第１の偏光板１１と第３の偏光板１３の間に、第１の光学素子１４を挟み、第３の偏光板１３と第２の偏光板１２の間に、第２の光学素子１５を挟んだ状態で光軸Ｏ上に重ねて配置されている。
【００２２】
表示切替部５は、第１の偏光板１１と第３の偏光板１３を固定して、２枚の第１、２の光学素子１４、１５、および第３の偏光板１３を回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明による切替機能付き表示盤の実施例について説明する。まず、位相差をパターン化したフィルムの作製法について例示する。
【００２４】
（位相差をパターン化したフィルムの作製例１）
本発明者が特開２００２−２０２４０９号公報、特開２００４−１７０５９５号公報などに提案している複屈折誘起材料を、ｏ−ジクロロべンゼンに１０重量％の濃度で溶解し、ガラス基板上にスピンコーターを用いて、約１μｍの厚みとなるよう塗布した。このフィルム上にパターン１の遮光性メタルマスクを配置し、高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介して直線偏光に変換し、４０秒間照射した。続いて、１００℃まで加熱後徐冷することにより配向を誘起した。最後に高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介さず１００秒間照射して配向を固定し、偏光板を介して位相差をパターン化したフィルムＡを得た。
【００２５】
次に、遮光性のメタルマスクにパターン１とは異なるパターン２のメタルマスクを用いること以外は同様の操作により、位相差をパターン化したフィルムＢを得た。
【００２６】
（位相差をパターン化した二重潜像フィルムの作製例２）
複屈折誘起材料をｏ−ジクロロべンゼンに１４重量％の濃度で溶解し、ガラス基板上にスピンコーターを用いて、約１．４μｍの厚みとなるよう塗布した。必要に応じてこのフィルムを１２０℃まで加熱後、５０℃まで冷却する前処理を実施した。このフィルム上にパターン３の遮光性メタルマスクを配置し、高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介して直線偏光に変換し、５５秒間照射した。
【００２７】
次に、フィルム上にパターン４の遮光性メタルマスクを配置し、パターン３の照射光の電界振動方向に対して電界振動方向を３０°回転させて、５５秒間照射した。続いて、１００℃まで加熱後徐冷することにより配向を誘起した。最後に高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介さず１００秒間照射して配向を固定し、偏光板を介して偏光性二重潜像を付与したフィルムＣを得た。
【００２８】
次に、遮光性のメタルマスクにパターン３、４とは異なるパターン５、６のメタルマスクを用いること以外は同様の操作により、偏光性二重潜像を付与したフィルムＤを得た。
【００２９】
（実施例１）
図４に示すように、２枚の偏光板１１、１２をクロスニコルとした状態、つまり光軸Ｏ上に２枚の偏光板１１、１２を９０°回して（直交させて）直列に配置した状態で、２枚の偏光板１１、１２の間に、前記作製した位相差をパターン化した偏光性二重潜像のフィルムＣ（光学素子１４）を配置した。この例では、表示切替部５は図２のベゼル６を回動させる構成とした。フィルムＣを配置する角度は、偏光板１１、１２の吸収軸または透過軸に、パターン３を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。背面に光源（ＬＥＤ）３および光源の光を拡散する拡散板８からなる光源装置を配置している。図５（Ａ）、（Ｂ）は位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。この例では、表示盤は自動車のメーターに適用されている。光源装置により表示部２を背面から照明すると、図５（Ａ）に示すようにパターン４に一致する例えばエアーコンディショナー（Ａ／Ｃ）ＯＮ表示が透過光として得られた。
【００３０】
次に、フィルムＣを固定し、２枚の偏光板１１、１２をクロスニコルとしたまま光軸Ｏ回りに３０°回転させ、バターン４を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、図５（Ｂ）に示すようなパターン３に一致するエアーコンディショナー（Ａ／Ｃ）ＯＦＦ表示が透過光として得られた。なお、クロスニコルとした２枚の偏光板１１、１２を固定したまま、フィルムＣを３０°回転するようにしても、２つのパターンに一致する表示が切り替わり透過光として得られた。
【００３１】
（実施例２）
クロスニコルとした２枚の偏光板１１、１２の間に前記作製した位相差をパターン化したフィルムＡおよびフィルムＢ（光学素子１４）を光軸Ｏ上に重ねて配置した。この例では、表示切替部５は図１のボタン９を押圧操作させる構成とした。フィルムＡ、Ｂを配置する角度は、フィルムＡ、Ｂのそれぞれパターン１、パターン２を照射時に使用した紫外光の電界振動方向が互いに４５°となるように配置し、更に、偏光板１１、１２の吸収軸または透過軸に、パターン１を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。背面に前記した光源装置を配置し照明すると、パターン２に一致する表示が透過光として得られた。
【００３２】
次に、フィルムＡ、フィルムＢを固定し、２枚の偏光板１１、１２をクロスニコルとしたまま光軸Ｏ回りに４５°回転させ、バターン２を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、パターン1 に一致する表示が透過光として得られた。なお、クロスニコルとした２枚の偏光板１１、１２を固定し、フィルムＡおよびフィルムＢをその角度を保ったまま４５°回転するようにしても、２つのパターンに一致する表示が切り替わり透過光として得られた。
【００３３】
（実施例３）
図３に示すように、第１、第２の偏光板１１、１２をクロスニコルとし、第１の偏光板１１と第３の偏光板１３の間に、前記作製した偏光性二重潜像のフィルムＣ（光学素子１４）を挟み、第３の偏光板１３と第２の偏光板１２の間に、偏光性二重潜像のフィルムＤ（光学素子１５）を挟んだ状態で光軸Ｏ上に重ねて配置した。この例では、表示切替部５は図１と同様にボタン９を押圧操作させる構成とした。フィルムＣは、パターン３、４を有し、フィルムＤはパターン５、６を有して、合計で４パターンを有する。
【００３４】
図６は、図３の表示盤（第２実施形態）の表示状態を示し、図７、８は、その切り替え動作を示す。この例では、表示盤は自動車のメーターに適用されている。図６（Ａ）は表示盤の正面図、（Ｂ）はその斜視図を示す。図７はフィルムＣのエアーコンディショナー(AIRCON)の表示パターンであり、図７（Ａ）のパターン３が手動(MANUAL)表示、図７（Ｂ）のパターン４が自動(AUTO)表示である。図８はフィルムＤの運転モード（D-MODE）／ナビモード(NAVI)の表示パターンであり、図８（Ａ）のパターン５がナビモード(NAVIGATION)表示、図８（Ｂ）のパターン６が運転モード(DRIVING MODE)表示である。
【００３５】
第１、第２の偏光板１１、１２がクロスニコルで固定された状態で、フィルムＣ（光学素子１４）を配置する角度は、偏光板の吸収軸または透過軸に、パターン３を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。第３の偏光板１３を光軸Ｏ回りに回転させることによって、第３の偏光板１３と第２の偏光板１２を平行にすると、図７（Ｂ）に示すパターン４に一致する自動(AUTO)表示が透過光として得られた。つぎに、エアーコンディショナー(AIRCON)のボタン９が押圧されることにより、フィルムＣを３０°回転させ、バターン４を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、図７（Ａ）に示すパターン３に一致する手動(MANUAL)表示が透過光として得られた。
【００３６】
つぎに、第１、第２の偏光板１１、１２がクロスニコルで固定された状態で、フィルムＤ（光学素子１５）を配置する角度は、偏光板１１、１２の吸収軸または透過軸に、パターン５を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。第３の偏光板１３を光軸Ｏ回りに回転させることによって、第３の偏光板１３と第２の偏光板１２を直交にすると、図８（Ｂ）に示すパターン６に一致する運転モード(DRIVING MODE)表示が透過光として得られた。つぎに、運転モード（D-MODE）／ナビモード(NAVI)のボタン９が押圧されることにより、フィルムＤを３０°回転させ、バターン６を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、図８（Ａ）に示すパターン５に一致するナビモード(NAVIGATION)表示が透過光として得られた。
【００３７】
このように、本発明は、表示部を構成する、複数枚の偏光板と、各偏光板の間に配置されて、光配向材で複屈折をパターン化して複数の位相差のパターンが形成されたフィルムとの少なくともいずれか一方を、外部操作と連動させて回転させることにより、該複数の位相差のパターンの表示を切り替えることができるので、簡単な構造、機能的かつ低コストで、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。
【００３８】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１：切替機能付き表示盤
２：表示部
３：光源（ＬＥＤ）
５：表示切替部
６：枠体
７：アクチュエータ
９：ボタン
１１：第１の偏光板
１２：第２の偏光板
１３：第３の偏光板
１４：光学素子（フィルム）
Ｏ：光軸
【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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【図８】
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