JP2006119357A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 強い外光が照射されても点灯箇所と消灯箇所のコントラストを上げることができる表示装置を提供する。
【解決手段】 ７セグメントにより１桁の数字、文字等を表示するセグメント表示装置１は、７セグメントの形状に近似した形状の開口部２５を有するリフレクトケース１０を主体に構成されており、その下面には、開口部２５に対向する部位にＬＥＤ３１が実装された基板アセンブリ３０が取り付けられている。また、リフレクトケース１０の上面には、点灯箇所と消灯箇所のコントラストを上げるための拡散シート部４０が取り付けられ、更に、拡散シート部４０上にはフィルタ５０が装着されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、セグメントにより表示を行う表示装置に関し、特に、強い外光が照射されても点灯箇所と消灯箇所のコントラストを上げることができる表示装置に関する。

数字、アルファベット、記号等を表示するセグメント表示装置の１つに、７セグメントからなるセグメント表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このセグメント表示装置は、セグメントに合わせて配置した複数のＬＥＤ（発光ダイオイード）チップを搭載した絶縁基板と、セグメント形状による光導出穴を備えた反射板と、光導出穴に合致させたセグメントを有する拡散シートとを積層し、更に、反射板は、複数のセグメントを結合した状態の複数の光導出穴が配置されており、これにより、拡散シートおよび絶縁基板が１または２桁の表示を行う構成であっても、反射板を共用できるように構成されている。
特開平９−２２２５９号公報（［００１０］〜［００１２］、図１、図２）

しかし、従来のセグメント表示装置によると、周囲が明るい場所、特に、太陽光が当たるような場所で使用した場合、太陽光が拡散シートで反射して白く光り、ＬＥＤチップの点灯が見づらくなることがある。すなわち、点灯箇所と消灯箇所のコントラストが低くなることがある。

また、市場に流通しているパッケージングされている７セグメント表示装置は、文字サイズやデザイン等が規格化されているため、セグメント表示装置のサイズに見合った大きさの文字サイズにしたり、書体を自由に変更するなどが簡単ではなく、設計上および使用上の制約が多かった。

更に、近年、地球資源の再利用が要求されており、セグメント表示装置等においても、再利用が可能な設計が求められている。しかし、従来、各セグメントをエポキシ等で埋めているために分解ができず、部品のリサイクルは不可能であった。

従って、本発明の目的は、強い外光が照射されても点灯箇所と消灯箇所のコントラストを上げることができる表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、拡散シートや反射板等を交換することにより、セグメント表示装置のサイズに見合った大きさの文字サイズにしたり、書体を自由に変更することが容易に行え、設計上および使用上の制約を低減することができる表示装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、所定の波長の発光光を出射する光源と、所定の光透過率を有するとともに、前記光源からの前記発光光を拡散させる拡散シートと、前記拡散シートの表側に設けられ、前記所定の波長を含む領域の光を透過させる光透過特性を有するフィルタとを備えたことを特徴とする表示装置を提供する。

光源からの発光光は、拡散シートで拡散されて光ムラがなくなり、ほとんど減衰せずにフィルタを通して外部に出射される。太陽光等の外光は、フィルタを通して拡散シートに入射したとき、拡散されてそれが戻り光としてフィルタを通して外部に出射されるが、フィルタが有する光透過特性により外光およびその戻り光の光量を減衰させる。従って、光源の外部への出射光量に対して外光の戻り光の光量を抑えることができるので、点灯箇所と消灯箇所のコントラストが高くなる。光源には、ＬＥＤ、ＬＤ（レーザダイオード）等を用いることができる、

本発明は、上記目的を達成するため、複数のセグメントにより１桁の数字、文字等を表示する表示装置において、前記複数のセグメントに対応した複数の開口部を有するリフレクトケースと、前記リフレクトケースの裏面側に設けられ、前記リフレクトケースの前記開口部のそれぞれに対向する部位に所定の波長の発光光を出射するＬＥＤを実装した基板と、前記リフレクトケースの表面側に設けられ、所定の光透過率を有するとともに、前記ＬＥＤからの前記発光光を拡散させる拡散シートと、前記拡散シートの表側に設けられ、前記所定の波長を含む領域の光を透過させる光透過特性を有するフィルタとを備えたことを特徴とする表示装置を提供する。

ＬＥＤからの発光光は、拡散シートで拡散されて光ムラがなくなり、ほとんど減衰せずにフィルタを通して外部に出射される。太陽光等の外光は、フィルタを通して拡散シートに入射したとき、拡散されてそれが戻り光としてフィルタを通して外部に出射されるが、フィルタが有する光透過特性により外光およびその戻り光の光量を減衰させる。従って、ＬＥＤの外部への出射光量に対して外光の戻り光の光量を抑えることができるので、点灯箇所と消灯箇所のコントラストが高くなる。

上記拡散シートは、開口部からの光を拡散させる拡散面を有する拡散シート基材と、複数のセグメントに対応するデザインを有して拡散シート基材の表面に設けられ、所定の濃度の半透明層とを備えた構成としてもよい。

上記基板は、ＬＥＤの周囲に白色の反射面を有する構成としてもよい。これにより、ＬＥＤの発光光を反射面により反射させることにより、コントラストをより高めることができる。

上記リフレクトケースは、開口部の長手方向の両側にＬＥＤからの発光光をリフレクトケースの表面側に反射する傾斜面を有することが好ましい。細長形状の開口部の中心にＬＥＤを配置したとき、開口部の長手方向の両端部におけるＬＥＤの出射光量が少なくなるのを防止でき、光ムラを無くすことができる。

上記リフレクトケースは、基板を複数箇所で係止する嵌合部を有し、基板は、嵌合部に嵌合する係止部を有する構成としてもよい。リフレクトケースと基板との嵌合を解除することにより、リフレクトケースと基板とを取り外すことが可能となり、さらに、リフレクトケースに取り付けられた拡散シートやフィルタを取り外すことを可能とすることにより、それら各部品のリサイクルが可能になる。

本発明の表示装置によれば、点灯箇所と消灯箇所のコントラストを上げられるため、強い外光が発光面に照射されても視認性を向上させることができる。

また、本発明の表示装置によれば、セグメント表示装置のサイズに見合った大きさの文字サイズにしたり、書体を自由に変更することが容易に行えるため、設計上および使用上の制約を低減することができる

（セグメント表示装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るセグメント表示装置を示す。また、図２は、図１の側面を示す。

このセグメント表示装置１は、例えば、自動販売機の金額表示器として用いられるものであり、図２に示すように、本体となる樹脂製のリフレクトケース１０と、このリフレクトケース１０の下面に着脱自在に取り付けられた基板部としての基板アセンブリ３０と、リフレクトケース１０の上面の所定部分に設けられた拡散シート部４０と、この拡散シート部４０上に設けられたフィルタ５０とを備える。

リフレクトケース１０は、５つのセグメント表示部により５桁の数字で商品価格等を表示する７セグメントＬＥＤ発光部１１と、℃，円等の記号を表示する第１の表示部１２と、「販売中」の語句を表示する第２の表示部１３と、「お札中止」の語句を表示する第３の表示部１４と、図示せぬ札挿入口に千円札が挿入されたときに点灯する第４の表示部１５と、自動販売機に釣り銭切れが生じたときに点灯する第５の表示部１６と、釣銭としての１００円硬貨がなくなったときに点灯する第６の表示部１７と、釣銭としての１０円硬貨がなくなったときに点灯する第７の表示部１８と、順番に点灯を繰り返すイルミネーション部１９と、周囲が暗くなったことを検知するセンサ部２０と、図示せぬリモートコントローラ等と通信を行って外部からデータを取得する通信機能部２１とを備える。

また、リフレクトケース１０は、基板アセンブリ３０の両側を係着するための嵌合部２２ａ，２２ｂを長手方向の両側に有するほか、基板アセンブリ３０を定位置に位置決めするガイドピン２３を幅方向の両側に有する。

拡散シート部４０は、その詳細については図５で説明するが、７セグメントＬＥＤ発光部１１の上面に貼着し、または７セグメントＬＥＤ発光部１１に嵌着する。

フィルタ５０は、特定の波長、例えば、７セグメントＬＥＤ発光部１１に対向配置したＬＥＤが赤色発光ＬＥＤである場合、赤色発光ＬＥＤの発光波長（例えば、６３０ｎｍ）を含む領域の光を透過し、その他の波長の光を透過しない特性を有するものを用いる。本実施の形態では、厚さ２．８ｍｍ、６００ｎｍ以下の波長の透過率が３０％以下のものを用いる。なお、フィルタとして、ＬＥＤの発光波長およびその近傍の波長域のみを透過させる光透過特性を有するものを用いてもよく、ＬＥＤの発光波長を含みその波長以下を透過させる光透過特性を有するものを用いてもよい。

図３は、基板アセンブリ３０の詳細を示す。この基板アセンブリ３０は、７セグメントＬＥＤ発光部１１の各セグメント、第１〜第７の表示部１２〜１８、およびイルミネーション部１９に対向する部位に配設した複数のＬＥＤ３１と、センサ部２０に対向配置したセンサ３２と、リフレクトケース１０の嵌合部２２ａ，２２ｂに嵌合する係止部としての凹部３３ａ，３３ｂとを備える。基板アセンブリ３０上には、更に、ＩＣ等の電子部品が搭載され、また、部品相互間を接続する配線パターンが形成されているが、ここでは図示を省略している。

複数のＬＥＤ３１は、７セグメントＬＥＤ発光部１１に対応するものには、例えば、波長約６３０ｎｍの赤色発光ＬＥＤを用い、その他は、表示内容に応じた発光色のＬＥＤを用いる。なお、発光色はこの組み合わせに限定されるものではない。ＬＥＤ３１は、面実装型、横発光型、ボンディングワイヤにより接続する型等のいずれであってもよい。

（７セグメントＬＥＤ発光部の構成）
図４は、７セグメントＬＥＤ発光部１１の１つのセグメント表示部の構成を示す。図５は、図４のセグメント表示部２４のＡ−Ａ線の断面を示す。セグメント表示部２４は、「８」の字形に配置した７つの透光部２４ａと、右下のコーナ部に設けられて点を示す透光部２４ｂ、その他の部分である遮光部２４ｃとを有する。遮光部２４ｃは、拡散シート部４０の黒色インクによって形成される。

リフレクトケース１０は、ＬＥＤ３１に面する部位に、縦方向に貫通する開口部２５が形成されており、その内壁面は反射面として機能する。開口部２５は、セグメント（透光部２４ａ）の書体に近似した形状を有し、更に、長手方向の両端は傾斜面を有している。セグメント表示装置１の完成後、リフレクトケース１０と基板アセンブリ３０を分解できるようにするため、開口部２５内は中空とし、透明樹脂等の充填は行わない。なお、開口部２５の短手方向の両側面は、基本的に垂直面でよいが、拡散シート部４０の発光面に輝度ムラを改善したい場合には、開口部２５の短手方向の両側面に若干の角度を設けてもよい。

基板アセンブリ３０は、開口部２５の底部になる部分にＬＥＤ３１を実装しており、その周囲には、白色の印刷、塗装、またはシートの貼着による反射面としての白色層３４が設けられている。

拡散シート部４０は、ＬＥＤ３１からの光を拡散する半透明な拡散シート基材４１と、セグメントの書体を決定する黒色インク４２と、拡散シート基材４１での反射による白色の目立ちを防止するための半透明層としての薄黒色インク４３とを積層したものである。

拡散シート基材４１は、凹凸からなる拡散面４１ａを有し、この拡散面４１ａ側がリフレクトケース１０に取り付けられる。仮に、拡散面４１ａをフィルタ５０側にすると、外光が拡散シート基材４１の表面で乱反射してしまい、セグメント表示を認識しにくくなる。拡散シート基材４１には、例えば、キモト製のライトアップ７５ＰＢＡを用いることができる。なお、薄黒色インク４３による減衰効果が大きい場合には、拡散面４１ａを拡散シート基材４１の表面に形成してもよい。

黒色インク４２および薄黒色インク４３は、拡散シート基材４１上に黒色や薄黒色の印刷等により形成する。なお、黒色インク４２の透光領域は、開口部２５の出射光側の開口サイズよりも小さくし、印刷や貼りズレをカバーしている。更に、薄黒色インク４３の表面には、フィルタ５０が貼着される。黒色インク４２には、例えば、十条インキ製の型番９０９２黒を用いることができ、薄黒色インク４３には、例えば、十条インキ製の型番９０９２黒と十条インキ製の型番９１００メジウムを所定の割合で混合したものを用いることができる。型番９１００メジウムは、ほぼ透明であるので、型番９０９２黒と混ぜることにより薄黒としている。混合する割合は、外光６１とＬＥＤ３１の輝度の関係に応じてコントラストの高い表示が得られるように定める。なお、黒色インク４２の代わりに、透光部に対応する開口を有する黒色フィルムも用いてもよい。

第１乃至第７の表示部１２〜１８は、それぞれ所定の大きさの単一の開口部５、拡散シート部４０、およびフィルタ５０を備える。但し、拡散シート部４０は、文字、記号、図形等の所定のパターンの透光部２４ａを有している。

（セグメント表示装置の組み立て）
次に、セグメント表示装置１の組み立てについて説明する。まず、リフレクトケース１０、基板アセンブリ３０、拡散シート部４０、フィルタ５０のそれぞれを予め個別に作製する。次に、拡散シート部４０をフィルタ５０に貼着し、リフレクトケース１０の上面に、フィルタ５０を貼着済みの拡散シート部４０を糊印刷等により貼着する。

次に、リフレクトケース１０の下面に基板アセンブリ３０を取り付ける。この取り付けは、基板アセンブリ３０をリフレクトケース１０に対して傾斜させたまま、図２に示すＢ方向から基板アセンブリ３０の凹部３３ｂをリフレクトケース１０の嵌合部２２ｂに嵌合させ、図２の点線で示す状態にする。この状態のまま、基板アセンブリ３０の自由端を矢印Ｃ方向に回動させると、凹部３３ａが嵌合部２２ａに嵌合し、図２の実線で示す状態になり、基板アセンブリ３０はリフレクトケース１０の底部に嵌合して固定される。

（セグメント表示装置の動作）
次に、セグメント表示装置１の動作について説明する。図示しない外部の電源部から所定の電圧がＬＥＤ３１に印加されると、ＬＥＤ３１が点灯する。ＬＥＤ３１による光は、その一部が開口部２５内を通過して拡散シート部４０に入射し、また、一部は開口部２５の内壁面で反射した後に拡散シート部４０に入射し、更に、一部は白色層３４で反射した後に拡散シート部４０に入射する。

拡散シート部４０に入射した光は、拡散シート部４０の拡散シート基材４１に入射して拡散され、光ムラが生じなくなる。拡散シート基材４１からの光は、一部が黒色インク４２で遮られ、残りが薄黒色インク４３の透光部２４ａ，２４ｂを透過した後、フィルタ５０に入射する。

フィルタ５０に入射したＬＥＤ３１からの光は、フィルタ５０が７セグメントＬＥＤ発光部１１に対応するＬＥＤ３１の発光波長に合わせた光透過特性を有しているため、効率的に外部へ表示光６２として出光する。薄黒色インク４３の透光部２４ａは、黒色インク４２で規制されることによりセグメント形状を形成しているため、外部からは７セグメントの数字が点灯している状態に見える。

一方、太陽光等の外光６１は、フィルタ５０がＬＥＤ３１が有する光透過特性により、リフレクトケース１０側に侵入する光量が大幅に減った状態で拡散シート部４０の薄黒色インク４３に入射する。薄黒色インク４３では、外光６１を一部吸収するとともに外光６１に起因する内部からの反射光を抑制する。

（実施の形態の効果）
この実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）薄黒色インク４３を設けなかった場合、外光６１が拡散シート基材４１で反射し、また白色層３４で反射するために、白色が目立つようになり、内部からの発光が認識し難くなるが、薄黒色インク４３を設けたことにより、太陽光のような強い光が照射されても、点灯箇所と消灯箇所のコントラストを強調することができ、視認性を向上させることができる。
（ロ）ＬＥＤ３１の波長に合致した透過光特性を有するフィルタ５０を設けたことにより、点灯箇所と消灯箇所のコントラストを強調することができる。また、フィルタ５０から内側への外光６１の侵入を抑えることができるため、拡散シート部４０の表面およびリフレクトケース１０の反射面における外光６１の反射を減少させることができ、点灯箇所と消灯箇所のコントラストを強調できる。
（ハ）また、従来は点発光であったのに対し、拡散シート基材４１を設けることにより、面発光が可能になる。
（ニ）従来のように、セグメントを有する市販の反射板等を用いるのではなく、セグメントを形成している部分をリフレクトケース１０に持たせたことで、設計段階でセグメントの大きさを自由に決めることができる。
（ホ）黒色インク４２によってセグメントの透光部を形成しているので、セグメント部の薄型化および大型化を図ることができ、文字デザインを容易に変更することができる。
（ヘ）セグメントの透過部が開口部２５の範囲に収まる程度であれば、文字デザインの変更が可能である。
（ト）７セグメントＬＥＤ発光部１１とその他の表示部とを一体化したことにより、部品点数を減らすことができるため、セグメント表示装置１のローコスト化を図ることができる。
（チ）リフレクトケース１０にガイドピン２３を設け、基板アセンブリ３０を正確に位置合わせできるようにしたため、組み立ての際、基板アセンブリ３０に搭載の部品がリフレクトケース１０に干渉してダメージを受けるのを防止することができる。
（リ）リフレクトケース１０、基板アセンブリ３０、拡散シート部４０、およびフィルタ５０は、分解が容易であるため、部品の破損等が発生した場合に部品交換を行うことができ、また、リサイクルを行うことができる。このように、それぞれが独立した構造であるため、温度によるストレスも受けにくくすることができる。
（ヌ）ＬＥＤ３１の発光色に合わせて拡散シート部４０の色およびフィルタ５０の特性を変更するのみで、全ての発光色のＬＥＤに対して、コントラスト等を改善することができる。

なお、上記実施の形態において、７セグメントＬＥＤ発光部１１に対応するＬＥＤ３１の光度がある程度高い場合には、白色層３４を黒色にすることで、点灯箇所と消灯箇所のコントラストをさらに強調することができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、本発明の拡散シート、フィルタ等を第１乃至第７の表示部１２〜１８に適用してもよい。強い外光が照射されても、数字以外の各種の表示のコントラストを高くすることができる。

本発明の実施の形態に係るセグメント表示装置を示す平面図である。 図１のセグメント表示装置の側面図である。 図２のセグメント表示装置の基板アセンブリの詳細を示す平面図である。 ７セグメントＬＥＤ発光部の１つのセグメントの構成を示す平面図である。 図４のセグメント表示部のＡ−Ａ線の断面を示す断面図である。

符号の説明

１ セグメント表示装置
１０ リフレクトケース
１１ ７セグメントＬＥＤ発光部
１２ 第１の表示部
１３ 第２の表示部
１４ 第３の表示部
１５ 第４の表示部
１６ 第５の表示部
１７ 第６の表示部
１８ 第７の表示部
１９ イルミネーション部
２０ センサ部
２１ 通信機能部
２２ａ，２２ｂ 嵌合部
２３ ガイドピン
２４ セグメント表示部
２４ａ，２４ｂ 透光部
２４ｃ 遮光部
２５ 開口部
３０ 基板アセンブリ
３１ ＬＥＤ
３２ センサ
３３ａ，３３ｂ 凹部
３４ 白色層
４０ 拡散シート部
４１ 拡散シート基材
４１ａ 拡散面
４２ 黒色インク
４３ 薄黒色インク
５０ フィルタ
６１ 外光
６２ 表示光

Claims (7)

1. 所定の波長の発光光を出射する光源と、
   所定の光透過率を有するとともに、前記光源からの前記発光光を拡散させる拡散シートと、
   前記拡散シートの表側に設けられ、前記所定の波長を含む領域の光を透過させる光透過特性を有するフィルタとを備えたことを特徴とする表示装置。
2. 複数のセグメントにより１桁の数字、文字等を表示する表示装置において、
   前記複数のセグメントに対応した複数の開口部を有するリフレクトケースと、
   前記リフレクトケースの裏面側に設けられ、前記リフレクトケースの前記開口部のそれぞれに対向する部位に所定の波長の発光光を出射するＬＥＤを実装した基板と、
   前記リフレクトケースの表面側に設けられ、所定の光透過率を有するとともに、前記ＬＥＤからの前記発光光を拡散させる拡散シートと、
   前記拡散シートの表側に設けられ、前記所定の波長を含む領域の光を透過させる光透過特性を有するフィルタとを備えたことを特徴とする表示装置。
3. 前記拡散シートは、前記開口部からの光を拡散させる拡散面を有する拡散シート基材と、前記複数のセグメントに対応するデザインを有して前記拡散シート基材の表面に設けられ、所定の濃度の半透明層とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記基板は、前記ＬＥＤの周囲に白色の反射面を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記リフレクトケースは、前記開口部の長手方向の両側に前記ＬＥＤからの前記発光光を前記リフレクトケースの表面側に反射する傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
6. 前記リフレクトケースは、前記基板を複数箇所で係止する嵌合部を有し、
   前記基板は、前記嵌合部に嵌合する係止部を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
7. 複数のセグメントにより１桁の数字、文字等を表示するとともに、所定のパターンの透光部により文字等を表示する表示装置において、
   前記複数のセグメントおよび前記透光部に対応した複数の開口部を有するリフレクトケースと、
   前記リフレクトケースの裏面側に設けられ、前記リフレクトケースの前記開口部のそれぞれに対向する部位に所定の波長の発光光を出射するＬＥＤを実装した基板と、
   前記リフレクトケースの表面側に設けられ、所定の光透過率を有するとともに、前記ＬＥＤからの前記発光光を拡散させる拡散シートと、
   前記拡散シートの表側に設けられ、前記所定の波長を含む領域の光を透過させる光透過特性を有するフィルタとを備えたことを特徴とする表示装置。