JP2009282101A - ホログラム表示部材 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の速度計などの表示計器類などに奥行き感を持たせ視認性を向上させることのできる表示部材を提供すること。
【解決手段】基材上に複数のイメージもしくは像が複数の光源それそれに対応して設けられたことを特徴とするホログラム表示部材。前記複数の光源は、それぞれ点滅を異ならせることが可能であっても良い。また前記複数のイメージもしくは像のうち少なくとも１つが、他のイメージもしくは像と異なる距離であっても良い。また複数のイメージもしくは像は同心円状に設けられていても良い。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＯＶＤシートに関するものであり、さらに詳しくは、携帯電話の筐体や電気・音響機器のハウジング、車の内装部材、さらには、文具、玩具等にＯＶＤ印刷物を射出成型時に一体として形成するために使用される表示部材に関するものである。

近年、光学効果を発現させる技術の例として、従来からある、光の干渉を用いて立体画像や特殊な装飾画像とかあるいは特殊な色の変化などを表現し得るホログラムや回折格子、また、光学特性の異なる薄膜を光学的に適当な多層に重ねることによって見る角度により色の変化（カラーシフト）を生じる多層薄膜、等々の技術を利用した、いわゆるＯＶＤが利用されている。ここでＯＶＤは、“Ｏｐｔｉｃａｌ（ｌｙ） Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ”の略である。尚、ＯＶＤの同義語にＤＯＶＩＤもあり、これは“Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ（ｌｙ） Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ”の略である。

尚、色の変化について云えば、ＯＶＤの材料や構造に起因して色を呈しまた色が変化する現象があり、光の波長によって光自体の性質が異なることに由来している。このような色を構造色とも称する。構造色の発現に関わる光学現象としては、多層膜干渉、薄膜干渉、屈折、分散、光散乱、Ｍｉｅ散乱、回折、回折格子、等がある。

このＯＶＤは高度な製造技術を要すること、独特な視覚効果を有し、一瞥で真偽が判定できることから有効な偽造防止手段としてクレジットカード、有価証券、証明書類等の一部にあるいは全面に形成され使用されている。

一方、速度計として用いられる自動車表示計器類は、最近ではプリントものが多く、その主流はスクリーン印刷である。視認性を重視するため、表面が反射しないマット調に仕上げられている。表示計を保護するため、ポリカーボネートによる窓などが用いられている。このとき、保護体の表面反射で視認性が低下することを防止するため、速度表示板とは並行にならないような配置がなされている。

ところで、自動車などの表示計器類などで奥行き感、視認性向上の要求があるが、表面反射の防止からＰＣ（ポリカーボネート）シートなどにマット状に印刷されるケースが多い。しかし、これでは輝度がやや低く、意匠性にやや劣る欠点があった。また、低輝度の赤色は視認性に劣るとの報告がなされている（非特許文献１参照）。

また従来、ホログラムを利用して、速度計の指針と目盛を各々ホログラムとして、同じ奥行きで設計することで、表示全体を見やすくするものが知られている（特許文献１参照）。しかし、あくまで目盛と指針をホログラムとしており、光源も単一で段階的な表示ではなく全面表示となっている。よって、意匠のみのためであり、速度のレベルを容易に認識できるものではない。また、段階的な奥行きを持った速度表示にならない。
特公平６−１２０４号公報 島田 謙、車載メーター色の変化による速度視認性への影響、平成１７年度学士学位論文、高知工科大学 情報システム工学科、２００６年３月１０日

本発明は斯かる背景技術に鑑みてなされたもので、自動車の速度計などの表示計器類などに奥行き感を持たせ視認性を向上させることのできる表示部材を提供することを課題とする。

本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１の発明では、
基材上に複数のイメージもしくは像が複数の光源それぞれに対応して設けられたことを特徴とするホログラム表示部材としたものである。

また請求項２の発明では、
前記複数の光源は、それぞれ点滅を異ならせることが可能であることを特徴とする請求項１記載のホログラム表示部材としたものである。

また請求項３の発明では、
前記複数のイメージもしくは像のうち少なくとも１つが、他のホログラムと異なる距離に像を結ぶことを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム表示部材としたものである。

また請求項４の発明では、
前記複数のイメージもしくは像は同心円状に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のホログラム表示部材としたものである。

まず請求項１の発明では、基材上に複数のイメージもしくは像が複数の光源それぞれに対応して設けられたので、発光している光源のみに対応するイメージもしくは像のみを輝かせることができる。そのため、速度などの測定値のレベルに応じて、何れかの光源を発光させることにより、この光源に対応するイメージもしくは像を輝かせることにより、このイメージもしくは像の輝きで、この速度などの測定値のレベルを表示することが可能となり、このレベルを一目で確認することができるようになる。

また請求項２の発明では、複数の光源は、それぞれ点滅を異ならせることが可能であるので、この点滅に応じて、複数のイメージもしくは像による輝きのパターンを作ることができる。そのため、速度などの測定値のレベルに応じて、複数の光源を点滅させることにより、この点滅に応じた複数のイメージもしくは像による輝きのパターンを作り、このパターンで、この速度などの測定値のレベルを表示することが可能となり、このレベルを一目で確認することができるようになる。

また請求項３の発明では、複数のイメージもしくは像のうち少なくとも１つが、他のイメージもしくは像と異なる距離に結ばれるので、速度などの測定値のレベルの表示に奥行きを持たせることができる。

また請求項４の発明は、複数のイメージもしくは像は同心円状に設けられているので、周辺から中心に行くに従って、イメージもしくは像を遠い距離に結ぶようにすることで、その同心円が窪みに見え、逆に、周辺から中心に行くに従って、イメージもしくは像を近い距離に結ぶようにすることで、その同心円が隆起して見えるようにでき、速度などの測定値のレベルの表示に深い奥行きを持たせることができる。

以上、本発明は、自動車の速度計などの表示計器類などに奥行き感を持たせ視認性を向上させること、また、意匠性を向上させた表示部材を提供できるという効果がある。

以下に、本発明の最良の一実施形態を説明する。

本発明に係るＯＶＤ表示部材は、図１に示すように、基材（１）の上に、ＯＶＤ層（２）を設け、さらに、インモールド成形、粘着、転写の必要性に応じて、耐熱層、粘着層、転写層（３）を設けたものである。

基材（１）としては厚みが安定していることが望ましく、かつ耐熱性の高いものが望まれる。ガラスは最も平滑性が高いが、重量が重い。これに対し、プラスチックは軽量で成形も容易のため近年は主流となっている。中でもポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを用いるのが一般的であるが、これに限られるものではない。他のフィルム、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、耐熱塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレートなどの材料でも、加工適性を有していれば適宜使用可能である。

ＯＶＤ層（２）は、ホログラムや回折格子の場合、光の干渉縞を微細な凹凸パターンとして平面に記録するレリーフ型や体積方向に干渉縞を記録する体積型が挙げられる。尚、特に量産性や製造コストを考慮した場合には、これらＯＶＤ層（２）の中でも、その適性の高さゆえにレリーフ型のホログラム（又は回折格子）が好ましい。

レリーフ型のホログラム（又は回折格子）の場合には、ＯＶＤ層（２）は、ＯＶＤのパターンを形成するＯＶＤ形成層（２ａ）およびＯＶＤ効果をより効果的に発現させるべく設けられるＯＶＤ効果層（２ｂ）の２層が必要となる。

レリーフ型のホログラム（又は回折格子）は、従来からの光学的な撮影方式や電子線の描画、更には誘起表面レリーフ形成法等により、微細な凹凸パターンからなるレリーフ型のマスター版を作製し、電気メッキ法によりパターンを複製したニッケル製のプレス版にて量産を行う。すなわち、このプレス版を加熱しＯＶＤ形成層（２ａ）に押し当て、表面に凹凸パターンを複製する。

ここで、誘起表面レリーフ形成法について説明すると、アゾベンゼンを側鎖に持つポリマーのアモルファス薄膜に対して、数１０ｍＷ／ｃｍ²程度の比較的弱い光（青色〜緑色にわたる範囲の或る波長）を照射することによって、数μｍのスケールで分子の移動が起こり、その結果として薄膜表面にレリーフを形成するものである。

なお、ＯＶＤ形成層（２ａ）には、上述したＯＶＤ形成層を、お互いの機能を阻害しない限り、複数組み合わせて使用することも可能である。

ＯＶＤ形成層（２ａ）の材料は、プレス版にて成形可能であるという性能が要求され、その主となる材質は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線あるいは電子線硬化性樹脂のいずれであっても良い。

ＯＶＤ形成層（２ａ）に使用可能な材料は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオール等にポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋したウレタン樹脂や、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化樹脂、エポキシ（メタ）アクリル、ウレタン（メタ）アクリレート等の紫外線あるいは電子線硬化樹脂を、単独もしくはこれらを複合して使用できる。また、上記以外のものであっても、ＯＶＤ画像を形成可能であれば適宜使用してよい。

一方、ＯＶＤ効果層（２ｂ）は、ＯＶＤ形成層（２ａ）に設けられたＯＶＤ画像を効果的に認識させるための層である。用いる材料を例示すると、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、又は、Ａｕ、等の金属材料の単体か、若しくは、その化合物が挙げられる。さらには一見透明であるが光を反射する半透過タイプの薄膜も挙げられる。

このような半透過タイプの材料はＯＶＤ形成層（２ａ）のレリーフ形成面を構成する材料よりも屈折率が高いＺｎＳ，やＴｉＯ₂等の高屈折率材料である。その屈折率の差は、好ましくは、０．２以上あることが望まれ、これを満足する材料であれば適宜使用可能である。ここで、屈折率の差を０．２以上取ることによって、ＯＶＤ形成層（２ａ）との界面で屈折及び反射が起こり、透光性を有しつつ良好な光反射によってＯＶＤ効果を得ることができる。

これらの金属反射材料および高屈折率材料は、単独であるいは複数を積層して使用でき、例えば、公知の真空蒸着法、スパッタリング法、等の薄膜形成技術にて、５〜１０００ｎｍ程度の膜厚で設けられる。また、エッチング法により不要な部分を溶解する。あるいは、レーザーで不要な部分を溶融除去し、パターン状に加工することも可能である。

さらには、前述の金属材料や高屈折率材料の粒子（５００ｎｍ以下）をバインダー樹脂中に分散した高輝性インキを使用し、ＯＶＤ効果層（２ｂ）として、全面あるいはパターン上に設けることも可能である。

これらの手法は、上記に記した手法に限定されるものではなく、公知の手法を用いて所望の形態で形成することが可能である。

ところで、画像表現手法としては立体的画像を再現するホログラムである３Ｄホログラムや、回折格子を微小なドットで表現し、高い輝感を与えることが可能な特殊な回折格子（グレーティングイメージとも称する）、等の撮影技術が挙げられる。

最近では、回折格子の微小なドットをそれぞれ適当な形状（例えば、星型、等）で形成する手法や、回折格子の微小なドットで肉眼では見えない細かな文字（いわゆるマイクロ文字）を形成する手法、回折格子を使用していながらあたかも写真のように被写体の色彩を忠実に再現する手法、あるいは、回折格子を使用しており見る角度によって全く違う複数の画像を表現する手法（チェンジングとも称する）、等が開発されている。

本発明は、ＯＶＤ自体の画像表現の手法は必ずしも限定されず、以上の画像表現の手法はもちろんのこと、公知の画像表現が適宜利用可能である。

本発明において、最も重要なのはホログラム表示装置の設計である。光源として、例えばＬＥＤ光源がある。例えば波長をグリーンの５２５ｎｍとして、複数配置して例えばリング形状のホログラム（ホログラムリング又はリングホロとも称する）を各光源に対して設計し、光源を順次発光させることで、ホログラムの輝きを別々に表示させることができる。色を変えるには選定する波長を変えれば可能である。また、そのホログラム表示装置の設計では視認性を向上するための工夫もしている。

具体的には、速度計は表面反射防止が必要なため、マット調が基本となる。これに対し、ホロの部分は平滑性が求められるため、この部分のみ平滑化する。図２に示すホログラム表示部材のように、平滑基材（５）に、表示部分としてマット調の印刷を施してマット印刷部分（６）を設け、リングホロ層（７）は転写で後から形成するなどで適応できる。

以上、本発明の実施の一形態を説明してきたが、装飾性を向上すべく各層を着色するこ
とや層の間に印刷を施すことや、ＯＶＤの効果を増進させるため、黒色や青色の着色層を設けることも可能であり、使用の目的や装飾の効果から適宜、適用可能である。また、各層の接着性を鑑み、各層間に接着アンカー層を設けることや、射出成型樹脂との接着を向上すべく、別途、接着層を設けることも可能である。

本発明を、具体的な実施例をあげて詳細に説明する。

＜実施例１＞
本実施例においては、図３の構成のホログラム表示装置を代表例として説明する。

光源ＬＥＤ１〜３（１１〜１３）の３種を図３のような配置とし、ホログラム表示部材（９）に形成するホログラムリングについては同心円の６重のリングとし、この６重のリングを３分割して、内リング二個、中間リング二個、外周リング二個とした。ＬＥＤの光源の波長を例えばグリーンの５２５ｎｍなどに限定する。光源ＬＥＤ１（１１）が発光することで内リング二個が、光源ＬＥＤ２（１２）が発光することで中間リング二個が、光源ＬＥＤ３（１３）が発光することで外周リング二個が、それぞれ輝く。そのため、これらのリングは、光源ＬＥＤ１（１１）、ＬＥＤ２（１２）、ＬＥＤ３（１３）を様々なパターンで発光させることで、そのパターンに応じて輝くことになる。すなわち、ＬＥＤの光源の波長を例えばグリーンの５２５ｎｍなどに限定すると、見える角度をズラせるので、ＬＥＤの発光パターンに応じて各リングを点滅できる。さらに、同心円の６重のリングは、外周から中心に行くに従って奥に像を結ぶので、光源ＬＥＤ１〜３（１１〜１３）を全て発光させたとき、視点（１４）から見ると、窪みのように見える。表裏を返すと中心に行くに従って手前に像を結び凸状になる。

本実施例のホログラム表示装置は、自動車の速度計であって、通常の運転席にあわせて、ホログラム表示部材（９）と人間の視点（１４）との間の観察距離が固定される。ホログラム表示部材（９）は、図２に示すような構造をしている。すなわちホログラム表示部材（９）の速度表示部分は、スクリーン印刷でマット面に加工したマット印刷部分（６）であるので、表面反射がない。これに、リングホロ層（７）のホログラムリング部分には、平滑面としてホログラムを敷設する。ホログラムは表面正反射はしないため、表示における視認性には問題ない。

図４に、本実施例のホログラム表示装置において、光源ＬＥＤ１〜３（１１〜１３）を全て発光させたときに視点（１４）から見えるスピードメーター表示の例を示す。

＜実施例２＞
基本的には、実施例１と同様であり、これに付加して、速度が７０ｋｍ／Ｈ以下はＬＥＤ１（グリーン）のみを発光させて内リング２個をグリーンで表示し、７０〜１００ｋｍ／ＨでＬＥＤ１（グリーン）とＬＥＤ２（イエロー）を発光させて内リング２個をグリーンで中間リング２個をイエローで表示し、１００ｋｍ／Ｈ以上でＬＥＤ１（グリーン）とＬＥＤ２（イエロー）とＬＥＤ３（レッド）を発光させて内リング２個をグリーンで中間リング２個をイエローで外周リング２個をレッドで表示する回路を設けたものである。このため、速度に対して大まかにどの程度出ているのか確認することが容易となる。

これら実施例１，２を実際に、加工するには様々な手法が可能である。例えば、プラスチック部材として、転写、インモールド成形などして部品化される。

＜比較例１＞
通常の自動車の速度計であって、正反射防止のためマット状の基材にスクリーン印刷な
どで速度表示板を作製しているのみである。この場合は速度超過など赤字で表現するなどのみとなる。

＜比較例２＞
ホログラムを自動車の内装などで装飾する一例であって、背面より光源設定して、目盛と指針を独立でホログラム形成し、同一面で見えるように奥行きを設計して、立体感より視認性を重視した自動車の速度計である。

以上の各実施例および各比較例の速度計に用いたＯＶＤシート（実施例１及び２ではホログラム表示部材（９））を、金型の底面（ゲートのある金型に対して下側の金型）に、基材が金型に対面し、耐熱層側に射出成型樹脂が流れるようにインサートし、３００℃に熱したポリカーボネートを射出成型した。こうして得られた射出成型物の外観と射出前のＯＶＤシートの外観を評価し、表１に示した。

以上のように、実施例のように、速度認識と意匠性に優れた、立体感のあるＯＶＤシートを作製できた。

本発明に係るＯＶＤ表示部材の概念の断面図である。 本発明のホログラム表示部材の断面図である。 本発明の実施例のホログラム表示装置の概要図である。 本発明の実施例のホログラム表示装置によるスピードメーター表示の例を示す図である。

符号の説明

１…基材
２…ＯＶＤ層
２ａ…ＯＶＤ形成層
２ｂ…ＯＶＤ効果層
３…耐熱層（インモールド成形の場合必要）又は粘着或いは転写層(転写或いは粘着の場合必要)
５…基材
６…マット印刷部分
７…リングホロ層
９…ホログラム表示部材
１０…メーターパネル
１１…ＬＥＤ１
１２…ＬＥＤ２
１３…ＬＥＤ３
１４…視点
１５…ホログラムリングの像

Claims (4)

1. 基材上に複数のイメージもしくは像が複数の光源それぞれに対応して設けられたことを特徴とするホログラム表示部材。
2. 前記複数の光源は、それぞれ点滅を異ならせることが可能であることを特徴とする請求項１記載のホログラム表示部材。
3. 前記複数のイメージもしくは像のうち少なくとも１つが、他のホログラムと異なる距離に像を結ぶことを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム表示部材。
4. 前記複数のイメージもしくは像は同心円状に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のホログラム表示部材。