JP2013003489A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラックアウト性能を確保したまま光の透過率を向上できる表示装置を提供する。
【解決手段】所定の色で発光する光源２００と、遮蔽部１２０ａと透過部１２０ｂにより表示されるマークが形成された意匠層１２０と、光源２００の所定の色の光の一部を透過させる透過帯域を有するフィルタ層１１０と、光源２００の所定の色を含む広い波長域の透過帯域特性を有して光量を減少させるスモーク層１００とを有し、フィルタ層１１０を、スモーク層１００より光源２００側に配置して表示装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

車両の運転席の中央部付近に配置されたセンタークラスタには、例えばカーナビゲーション、オーディオやエアコンディショナ等の各種の車載機器を操作するための操作入力装置が設けられている。この操作入力装置は、各種車載機器に対応したスイッチ操作面を有するタッチスイッチパネルをセンタークラスタの意匠パネルとして備えており、乗員（操作者）がタッチスイッチパネルをタッチ操作することで、各種車載機器の動作設定を行うようになっている。

この操作入力装置には、乗員によりタッチ操作された際にタッチスイッチパネルの背面側を照らしてスイッチ操作面の視認性を高める照明装置（バックライト）が設けられた表示装置が使用されている。乗員がタッチスイッチパネルを操作しない状態では、照明装置が消灯してスイッチ操作面が消えたブラックアウトのままの状態に維持されており、スイッチ操作面を見えにくくすることでセンタークラスタの意匠性を高めている。

この種の表示装置として、車両のインパネ（インストルメントパネル）の内部に組み込まれ、インパネに形成された開口部を通してインパネの内側から外側へ光を照射し光によるメータ画像を乗員に視認させる液晶表示器（光源）と、開口部を通して光によるメータ画像を乗員に視認させる発光素子（光源）と、開口部を覆うようにインパネの表面に貼付される透過性ウレタン合皮とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の表示装置によれば、透過性ウレタン合皮は、天然皮の外観を呈するように透過性のスモークウレタン樹脂を注型成形し、光が外側へ漏れ出すことを抑制するスモークアクリルと密着に張り合わされる。従って、液晶表示器および発光素子から光が照射された状態では、インパネの開口部を通して透過性ウレタン合皮の表示領域に表示されるメータ画像が乗員に視認されるが、液晶表示器および発光素子から光が照射されない状態では、透過性ウレタン合皮の皮模様が乗員に視認され、液晶表示器のバックライトおよび発光素子から光が照射されない状態でのブラックアウト効果を一層高めることができるとされている。

特開２００９−０９６３８０号公報

しかし、特許文献１の表示装置によれば、スモークウレタン樹脂やスモークアクリルであるスモーク層を備えると透過率が低下し、照明の輝度を確保するには光度の高い光源が必要になるという問題があった。

そこで本発明の目的は、ブラックアウト性能を確保したまま光の透過率を向上できる表示装置を提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するため、所定の色で発光する光源と、遮蔽部と透過部により表示されるマークが形成された意匠層と、前記光源の所定の色の光の一部を透過させる透過帯域を有するフィルタ層と、前記光源の所定の色を含む広い波長域の透過帯域特性を有して光量を減少させるスモーク層と、を有し、前記フィルタ層は、前記スモーク層より前記光源側に配置されていることを特徴とする表示装置を提供する。

［２］前記光源は、複数の色で発光する発光素子で構成され、前記フィルタ層は、前記光源の複数の色に対応した透過帯域を有することを特徴とする上記［１］に記載の表示装置であってもよい。

［３］また、前記フィルタ層は、前記光源の所定の色のドミナント波長のみを透過する狭帯域の光学フィルタであることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の表示装置であってもよい。

［４］また、前記スモーク層は、減光フィルタであることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれか１に記載の表示装置であってもよい。

本発明によれば、ブラックアウト性能を確保したまま光の透過率を向上できる表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す概略斜視図である。 図２は、図１においてＡから見た断面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る表示装置において、光源が点灯してマーク表示がされている状態を示す概略斜視図である。 図４（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ横軸が波長λ、縦軸が光強度の波長特性図であり、（ａ）は、光源の波長特性（発光スペクトル）、（ｂ）は、外光の波長特性、（ｃ）は、フィルタ層の透過波長特性、（ｄ）は、フィルタ層を透過した後の透過波長特性、（ｅ）は、フィルタ層を透過した後の外光の波長特性である。 図５（ａ）は、光源がオフ状態のときの外光の反射、透過状態を説明する断面図であり、（ｂ）は、光源がオン状態のときの光源の透過状態を説明する断面図である。 図６は、第２の実施の形態を示す断面図である。

（本発明の第１の実施の形態）
［表示装置の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す概略斜視図である。図２は、図１においてＡから見た断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る表示装置において、光源が点灯してマーク表示がされている状態を示す概略斜視図である。以下、図１〜３に基づいて表示装置１０の構成を説明する。

本発明の実施の形態に係る表示装置１０は、所定の色で発光する光源２００と、遮蔽部１２０ａと透過部１２０ｂにより表示されるマークが形成された意匠層１２０と、光源２００の所定の色の光の一部を透過させる透過帯域を有するフィルタ層１１０と、光源２００の所定の色を含む広い波長域の透過帯域特性を有して光量を減少させるスモーク層１００とを有し、フィルタ層１１０は、スモーク層１００より光源２００側に配置されて概略構成されている。

光源２００は、本実施の形態では、Ｒ（レッド）Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）のドミナント波長をそれぞれ持つＬＥＤ素子を１パッケージに収容した３色のＬＥＤ光源を使用する。図４（ａ）に示すように、光源の発光スペクトルは、例えば、ピーク発振波長４３５ｎｍのＢ（ブルー）、ピーク発振波長５４６ｎｍのＧ（グリーン）、ピーク発振波長７００ｎｍのＲ（レッド）である。なお、ＲＧＢの各ＬＥＤは、単独の素子が並置された状態で実装されてもよい。

スモーク層１００は、光源２００の所定の色を含む広い波長域の透過帯域特性を有して光量を減少させるフィルターであって、減光（Neutral Density ）フィルターである。その波長特性は、少なくとも可視域において略フラットな特性である。この場合、スモーク層１００は全体としてグレーに見える。なお、グレー以外でも特定の色として視認できる場合でも使用可能である。

フィルタ層１１０は、図４（ｃ）に示すような透過波長特性を有する。このフィルタ層１１０は、図４（ａ）に示す光源２００の所定の色の光の一部を透過させる透過帯域を有する。すなわち、光源のスペクトルの一部を透過させる狭帯域のバンドパスフィルターである。または、光源のドミナント波長のみを透過させる狭帯域のバンドパスフィルターである。バンドパスフィルターは、誘電体多層膜により、空気と誘電体、誘電体と基板、及び異なる誘電体どうしの界面で発生する反射光の干渉現象を利用し、特定の光の波長を透過するよう形成される。透過する帯域を狭く限定でき、コントラストの極めて明瞭なフィルターが得られる。本実施の形態では、ＲＧＢの３波長を有する光源を使用するため、３つの狭帯域特性を有するものとし、それぞれの波長に対応する狭帯域バンドパスフィルターを組み合せることにより、図４（ｃ）に示すような透過波長特性を有するフィルタ層１１０とすることができる。

意匠層１２０は、遮蔽部１２０ａと透過部である意匠部１２０ｂから構成されている。遮蔽部１２０ａは光（可視光）の透過率が小さい領域であり黒色、濃グレー色、または不透明色である。意匠部１２０ｂは、遮蔽部１２０ａに対して透過率が大きく設定され、この意匠部１２０ｂの図柄により表示するマーク、文字、図形等が形成されている。なお、遮蔽部１２０ａと意匠部１２０ｂの関係は、相対的に意匠部１２０ｂの透過率が遮蔽部１２０ａよりも大きければ後述する光源２００によりマーク等の意匠表示が可能であるが、例えば、図柄を黒色の顔料インク等で白抜き印刷等により形成できる。なお、黒色以外の色を用いて印刷することもでき、また、耐光性をあまり必要としない場合には染料系のインク等で印刷することもできる。

表示装置１０は、筐体１３０で周囲を囲まれた内部に光源２００が配置され、図２に示すように、筐体１３０の外側から順に、スモーク層１００、フィルタ層１１０、意匠層１２０が配置され、光源２００の裏面側には基板１４０が配置されている。従って、表示装置１０の内部には外光は入射されず、光源２００からの光は、意匠層１２０、フィルタ層１１０、スモーク層１００を順次透過して出射し、マーク等の表示、照明がされる。

（表示装置１０の動作）
図５（ａ）は、光源がオフ状態のときの外光の反射、透過状態を説明する断面図であり、（ｂ）は、光源がオン状態のときの光源の透過状態を説明する断面図である。光源２００が点灯していない場合は、図１に示すように、マーク等の意匠表示はされず、スモーク層１００を通して意匠層１２０のマーク、文字、図形等はほとんど見えない。すなわち、ブラックアウト状態である。

（光源がオフ状態の場合）
図５（ａ）に示すように、図４（ｂ）の波長特性を有する外光Ｌ１、Ｌ２がスモーク層１００の表面１００ａから表示装置１０に入射する。外光は太陽光である。外光Ｌ１は、表面１００ａでその一部が反射されてＬ１ａとして外へ反射される。表面１００ａからスモーク層１００に入射し、スモーク層１００とフィルタ層１１０の境界でその一部が反射されてＬ１ｂとして外へ反射される。フィルタ層１１０へ入射した外光Ｌ１は、図４（ｃ）に示したフィルタ層１１０の透過波長特性によりＲＧＢのピーク波長付近を除いてほとんどが吸収される。意匠層１２０の遮蔽部１２０ａではＲＧＢのピーク波長付近の光が反射されてＬ１ｃとして外へ反射される。したがって、フィルタ層１１０によってＲＧＢのピーク波長付近の光を除いて可視領域の大部分の光が吸収される。

また、外光Ｌ２は、表面１００ａでその一部が反射されてＬ２ａとして外へ反射される。表面１００ａからスモーク層１００に入射し、スモーク層１００とフィルタ層１１０の境界でその一部が反射されてＬ２ｂとして外へ反射される。フィルタ層１１０へ入射した外光Ｌ２は、図４（ｃ）に示したフィルタ層１１０の透過波長特性によりＲＧＢのピーク波長付近を除いてほとんどが吸収される。フィルタ層１１０を透過したＲＧＢのピーク波長付近の光は、意匠層１２０の意匠部１２０ｂを透過光Ｌ２ｃとして透過する。

以上から、表示装置１０に入射した外光Ｌ１と外光Ｌ２の反射における差は、意匠層１２０の遮蔽部１２０ａにおける反射光Ｌ１ｃと意匠部１２０ｂを透過する透過光Ｌ２ｃである。しかし、反射光Ｌ１ｃと透過光Ｌ２ｃは共にフィルタ層１１０を透過してきた光であり、図４（ｄ）で示すように、ＲＧＢのピーク波長付近の光を除いては大部分が吸収されている。したがって、外光によりスモーク層１００を通して意匠層１２０のマーク、文字、図形等はほとんど見えない、すなわち、ブラックアウト状態である。

（光源がオン状態の場合）
図５（ｂ）に示すように、図４（ａ）の波長特性（発光スペクトル）を有する光源２００から、Ｒ（レッド）又はＧ（グリーン）又はＢ（ブルー）のＬＥＤ光が発光される。意匠層１２０の遮蔽部１２０ａを透過しない遮蔽光Ｌ３ｂを除いて、意匠層１２０の意匠部１２０ｂを透過する透過光Ｌ３ａが、フィルタ層１１０、スモーク層１００を順次透過して、意匠層１２０のマーク、文字、図形等によりマーク表示１２０ｃを外に向って表示、照明する。

この透過光Ｌ３ａは、図４（ａ）の波長特性（発光スペクトル）を有するが、フィルタ層１１０の透過波長特性は図４（ｃ）に示したように、光源２００の発光スペクトルに対応して透過波長特性が形成されているので、光源２００のスペクトルの一部または光源のドミナント波長のみを透過させる。フィルタ層１１０は、前述のように狭帯域のバンドパスフィルターであるが、透過領域の透過率は高く設定されるので、光源２００の光強度の大部分は外に向って透過する。

光源２００は、Ｒ（レッド）又はＧ（グリーン）又はＢ（ブルー）をそれぞれ独立に発光させてもよく、また、所定の光強度で３色の割合を変化させて発光させることにより、任意の表示色を設定できる。

（本発明の第１の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）フィルタ層１１０は、光源のスペクトルの一部、あるいは、光源のドミナント波長のみを透過させると共に、表示装置１０の外から入射する外光をＲＧＢのピーク波長付近の光を除いて大部分を透過させず吸収するので、外光によりスモーク層１００を通して意匠層１２０のマーク、文字、図形等はほとんど見えない、すなわち、ブラックアウト状態が維持できる。これにより、ブラックアウト性能を確保したまま光の透過率を向上できる表示装置を提供することが可能となる。
（２）また、上記により、スモーク層１００の透過率を高く設定してもブラックアウト状態を維持できるので、光源の発光強度を小さく設定しても意匠層１２０のマーク、文字、図形等を表示できるので、ブラックアウト性能を確保したままで照明効率を向上させることが可能となる。
（３）３色ＬＥＤを使用することにより、任意の表示色でマーク、文字、図形等を表示できる。フィルタ層１１０は狭帯域バンドパスフィルターを使用するので、ブラックアウト性能を確保したままで任意の色の表示が可能となる。

（本発明の第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態を示す断面図である。第２の実施の形態は、光源としてそれぞれ１色で発光するＬＥＤを使用し、それぞれの光源を各マークに対応して配置した構成としている。例えば、図６において、光源２１０Ｒは、Ｒ（レッド）色を発光するＬＥＤである。このＲ（レッド）色で表示するマーク等を意匠層１２１の意匠部１２１ｒに形成しておく。光源２１０Ｇは、Ｇ（グリーン）色を発光するＬＥＤである。このＧ（グリーン）色で表示するマーク等を意匠層１２１の意匠部１２１ｇに形成しておく。同様に、光源２１０Ｂは、Ｂ（ブルー）色を発光するＬＥＤである。このＢ（ブルー）色で表示するマーク等を意匠層１２１の意匠部１２１ｂに形成しておく。上記の色は一例であり、任意の色を発光する光源とすることができる。

意匠層１２１は、第１の実施の形態と同様に、遮蔽部１２１ａと意匠部１２１ｒ、１２１ｇ、１２１ｂ等から構成されている。これらの意匠部は、白抜き印刷等によりそれぞれの色で表示するマーク、文字、図形等が形成されている。例えば、図柄を黒色の顔料インク等で白抜き印刷等により形成できる。なお、黒色以外の色を用いて印刷することもでき、また、耐光性をあまり必要としない場合には染料系のインク等で印刷することもできる。

図６に示すように、各光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂにより表示する領域は、筐体１３０によりそれぞれ仕切られている。これにより、各色で発光する光源の光が混合せず、独立に色表示をすることができる。

フィルタ層１１０は、第１の実施の形態と同様に、図４（ｃ）に示すような透過波長特性を有する。第２の実施の形態では、各光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂを使用するので、少なくとも各光源の色の光の一部を透過させる透過帯域または各光源のドミナント波長のみを透過させる狭帯域のバンドパスフィルターであればよい。すなわち、１色に対応した狭帯域を透過させるバンドパスフィルターであればよい。しかし、第２の実施の形態で使用する各光源の色に対応した狭帯域の透過帯域を全て有するバンドパスフィルターを使用する。すなわち、第２の実施の形態では、各光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂを使用するので、第１の実施の形態と同様に、これら３色の波長を透過させる狭帯域のバンドパスフィルターを使用する。これにより、図６に示すように、フィルタ層１１０を１枚貼ればよく、各光源の色に対応して複数のフィルタ層を区切って貼る必要がない。

その他、スモーク層１００等の構成は第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。

（本発明の第２の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて次のような効果を有する。１色の光源によりマーク表示、照明する場合に、隣り合う表示色、照明色を簡易に変えることができ、各光源の色に対応した狭帯域の透過帯域を全て有するバンドパスフィルターを使用することで、共通のフィルタ層を形成する。これにより、各色ごとにフィルタ層を形成する必要がない。

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。上記の実施の形態は車両に実装される表示装置に適用できるが、これに限られず、室内、屋外、携帯用としてのあらゆる表示装置に適用が可能である。

１０…表示装置
１００…スモーク層
１００ａ…表面
１１０…フィルタ層
１２０…意匠層
１２０ａ…遮蔽部
１２０ｂ…意匠部
１２１ａ…遮蔽部
１２１ｒ、１２１ｇ、１２１ｂ…意匠部
１３０…筐体
１４０…基板
２００…光源
２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ…光源

Claims (4)

1. 所定の色で発光する光源と、
   遮蔽部と透過部により表示されるマークが形成された意匠層と、
   前記光源の所定の色の光の一部を透過させる透過帯域を有するフィルタ層と、
   前記光源の所定の色を含む広い波長域の透過帯域特性を有して光量を減少させるスモーク層と、を有し、
   前記フィルタ層は、前記スモーク層より前記光源側に配置されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記光源は、複数の色で発光する発光素子で構成され、
   前記フィルタ層は、前記光源の複数の色に対応した透過帯域を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記フィルタ層は、前記光源の所定の色のドミナント波長のみを透過する狭帯域の光学フィルタであることを特徴とする請求項１又２に記載の表示装置。
4. 前記スモーク層は、減光フィルタであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。

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