JP2010134151A - 発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 導光板の一端から照射される光によって、数字や文字等からなる複数の表示部を導光板の内部から様々な発光色効果を有しながら均一な明るさで発光表示させることができる発光表示装置を提供することである。
【解決手段】 ＬＥＤ１４と、このＬＥＤ１４から発せられる光を一端に受けて面状に発光させる導光板１１とを備え、前記導光板１１の発光面１３に複数の表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成されてなる発光表示装置１０において、前記導光板１１には、内部に前記表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの形状に沿った発光層１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられ、この発光層が前記ＬＥＤ１４から離れるにしたがって順次深くなるように形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話機やナビゲーション等の表示部あるいは宣伝灯や警告灯などに使用される発光表示装置に関するものである。

従来、フラット型の表示装置としては、光源とこの光源から発せられる光を側面に受けて面状に発光させる薄型の導光板とを備えたものがある。このような表示装置は、特許文献１に開示されているように、携帯電話機等の薄型の電子機器におけるキースイッチ類を発光表示させる目的で使用されている。

前記導光板を直接表示面として使用する場合においては、数字や文字等からなる表示部を導光板の表面に直接印刷形成したり、導光板の表面や裏面に前記表示部を印刷したフィルム部材を配置するなどして形成される。また、前記各種の表示部の視認効果や装飾効果を得るために、数字や文字等に分けて発光表示色や輝度を変える場合がある。このためには、前記表示部を印刷するインクの色を変えたり、光源に発光色や発光波長の異なる発光素子を複数組み合わせるなどして構成されている。

特許文献２に開示されている電子機器のキーパッドは、基板上に複数配列されたキースイッチを覆うように導光板が設けられ、この導光板の一側面に光源である発光素子が配置された構成になっている。このキーパッドには、前記各キースイッチに対応するキーボタンが前記導光板の表面に配置されている。この発明では、前記キーボタンをそれぞれ異なった発光色で発光させるため、前記各キーボタンの下に種々のフィルタを配置して構成されている。

また、特許文献３には、複数の発光領域を有する導光シートが開示されている。この導光シートは、前記発光領域が特定の光成分の吸収を抑える補正材料を含む光反射材料によって構成され、発光色のバラツキを抑える効果を有したものとなっている。このため、光源の配置位置に関わらずに導光シート全面を均一な色で発光させることが可能となる。
特開２０００−１６５４９０号公報 特開２００８−０９８１６０号公報 特開２００８−１７７１０６号公報

しかしながら、導光板の表面に蛍光塗料を直接印刷し、又は塗布などによって表示部を形成する場合にあっては、この表示部の表面を指で押したり、キートップなどを介して押圧することで剥がれるおそれがある。特に、押圧の頻度が高く、また、長期間の使用により塗布した蛍光塗料による発色効果が徐々に低下するといった問題があった。

一方、導光板の表面に直接表示部を形成せずに蛍光塗料などで表示部が形成されたフィルタを装着する構成にあっては、各種の表示部が形成されたフィルタを別途形成しておき、それを導光板に装着しなければならないため、製造工数が多くなるといった問題があった。また、このようなフィルタを用いた場合であっても、蛍光塗料などを平面的に印刷あるいは塗布しているため、直接導光板の表面に形成する場合と同様に押圧の頻度が高く、長期間の使用によっては表示部の剥がれなどの問題が生じていた。さらに、表示部ごとに異なった発光色効果を得る場合は、各種のフィルタを重ねて使用しなければならず、表示装置全体の厚みが増すといった問題もあった。

さらに、特許文献３では導光シートに複数の発光領域が形成され、この発光領域が特定の光成分の吸収を抑える補正材料を含んだ光反射材料によって形成されたものとなっている。このため、導光シート全体における発光バラツキは低減されるものの、発光領域ごとに発光色を変えるなどのバリエーションのある表示ができなかった。

また、上記従来例では、導光板やフィルタの表面に蛍光塗料を印刷や塗布によって表示部を形成するため、表面に僅かな凹凸が生じてしまうといった問題があった。また、前記蛍光塗料の形成厚みによって発光色が変化する場合があり、深みのある発光色効果を得にくいといった欠点を有していた。

そこで、本発明の目的は、導光板の一端から照射される光によって、数字や文字等からなる複数の表示部を導光板の内部から様々な発光色効果を有しながら均一な明るさで発光表示させることができる発光表示装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の発光表示装置は、光源と、この光源から発せられる光を一端に受けて面状に発光させる導光板とを備え、前記導光板の表面に複数の表示部が形成されてなる発光表示装置において、前記導光板は、内部に前記表示部の形状に沿った発光層が所定厚みを有して形成されていることを特徴とする。

本発明に係る発光表示装置によれば、各種の表示部を発光させるための発光層が導光板の内部に所定の厚みを有して形成されていることで、表示部ごとに発光の濃淡や輝度等が変化するような発光効果を得ることができる。また、前記発光層の厚みを光源から遠いところは厚く、光源に近いところは薄くするといったように設定することで、導光板の表面の各所に形成される複数の表示部を前記光源によって均一な明るさで発光表示させることができる。

前記発光層は、発光部材を導光板の表面から所定の深さに凹設した凹部内に充填によって形成することができるので、凹設の形状やサイズあるいは深さを自由に設定することができる。また、複数の導光薄板に所定の形状や深さに設定した発光層を形成しておき、それらを複数積層させることで一つの導光板を形成することもできるので、表示部の構成に応じた導光板の製造が容易である。

さらに、前記導光板は、表面に前記表示部による凹凸を生じさせることなく平坦面に仕上げることができるので、携帯電話機等の薄型の電子機器に搭載可能である。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光表示装置の実施形態を詳細に説明する。図１乃至図３に示すように、本発明の発光表示装置１０は、導光板１１と、この導光板１１の一端に配置される光源（ＬＥＤ）１４とを備えて構成されている。前記導光板１１には、数字や文字等による表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃが直接形成される。前記ＬＥＤ１４は、透明な樹脂で封止された出射面１４ａを有する側面発光型の発光ダイオードであり、前記出射面１４ａが前記導光板１１の一側面に対向するようにして配置される。本実施形態では、２個のＬＥＤ１４を前記導光板１１の一側面に対して等間隔に配置することで、導光板１１全体を均一に面状発光させている。

前記導光板１１は、前記ＬＥＤ１４のピーク波長と略同程度の光透過率を有するアクリル樹脂やシリコーン樹脂などが使用され、前記表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成される表面が発光面１３であり、側面の一つが前記ＬＥＤ１４から発せられる光を受ける受光面１２となっている。この導光板１１は、前記表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの数や大きさ、配列によって発光面１３の広さや厚みが設定される。本実施形態では、図１及び図２に示したように、表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの一例として数字（１、２，３）が発光面１３に形成されている。これらの数字による表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、その形状に沿った所定厚みによる発光層１６ａ，１６ｂ，１６ｃとなっている。この発光層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、各種の蛍光剤が含有されている発光部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃからなっている。

図１乃至図３に示したように、本発明の第１実施形態の発光表示装置１０における発光層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、前記導光板１１の発光面１３からそれぞれ所定の深さの凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを形成し（図３（ａ））、このそれぞれの凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ内に前記発光部材１８を充填して形成されている（図３（ｂ））。前記凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、レーザ光を表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの形状に沿って発光面１３の上から照射することによって、所定の深さに形成される。凹部の深さは、図３に示したように、ＬＥＤ１４に近い凹部１７ｃが浅く、ＬＥＤ１４から離れた凹部１７ａが最も深く、凹部１７ｂがその中間の深さとなるように、ＬＥＤ１４に近い方から次第に深さを増して形成されている。

前記凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、その数字や文字等の表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの平面形状に合わせて打ち抜き形成されているが、前記表示部の輪郭に沿うような溝状に凹設したものであってもよい。なお、前記凹部は、表示する目的や用途に応じて、数字や文字の他に記号や図形あるいは模様などで構成される場合もあり、その形成位置も複数列及び複数行にわたる場合もある。

前記凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ内に充填される発光部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、無機系あるいは有機系の蛍光剤が使用される。発光表示効果を高めるためには、使用する導光板１１の光透過率やＬＥＤ１４、発光部材のピーク波長等の特性が考慮される。例えば、前記ＬＥＤ１４のピーク波長が４１０ｎｍ以下である場合は、導光板１１の材料の光透過率が４１０ｎｍ以下とし、ピーク波長が４５０〜６８０ｎｍ程度の蛍光剤を使用するのが最適である。

前記凹部を深くするにしたがって前記発光部材１８の充填量が増えるため、発光色が濃くなるとともに、深みのある発色効果が得られる。この効果は、黄色や緑色等の淡色系の蛍光剤を用いたときにその効果が大きくなる。図３に示した実施形態では、それぞれの凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃに充填する発光部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃは異なる蛍光剤を含有させたものである。例えば、ＬＥＤ１４に近い方の凹部１７ｃには赤色系の蛍光剤を含有する発光部材１８ｃ、次の凹部１７ｂには青色系の蛍光剤を含有する発光部材１８ｂ、最も遠い凹部１７ａには緑色系の蛍光剤を含有する発光部材１８ａをそれぞれ充填する。この場合、凹部１７ｃでは前記赤色系の蛍光剤が濃色であるため、少ない量でも濃く発光させることができる。一方、緑色系の蛍光剤は淡色であるため、発光色をはっきり出させるには、前記凹部１７ａのように深く形成して発光部材１８ａの充填量を多くすることで効果が上がる。なお、発光部材に含有させるそれぞれの蛍光剤を多くすることによっても発光輝度を高めることができる。

前記表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対応する前記凹部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの深さを全て同じにすると、ＬＥＤ１４から離れた位置にある凹部１７ａがその前に位置している凹部１７ｂ，１７ｃの影となって遮られることから発光輝度が低下する。しかしながら、図３に示したように、ＬＥＤ１４に近い方の凹部１７ｃから遠い方の凹部１７ａに向かって順に深さを増していくことで、ＬＥＤ１４から発せられる光が完全に遮られることがないので、ＬＥＤ１４から離れた位置に設けられる表示部１５ａにあっても輝度を低下させずに発光表示させることができる。また、ＬＥＤ１４に近い位置に設けられ、受光量の多い表示部１５ｃについては、発光層１６ｃが薄く形成されているため、発光輝度が特に高くならないように抑えることができる。これによって、発光面１３に設けられている各表示部１５全体の発光輝度が均一となる。

図４は、第２実施形態における発光表示装置を示したものである。この発光表示装置２０は、導光板２１の内部に形成される複数の発光層２６a、２６ｂ、２６ｃに高低差を設けたものである。この導光板２１は、一例として、図５に示すように、ＬＥＤ１４から互いにずらせた位置に発光層２６a、２６ｂ、２６ｃが形成された３枚の導光薄板２１ａ，２１ｂ，２１ｃを積層させることで形成される。本実施形態では、ＬＥＤ１４から最も離れた位置に発光層２６ａを設けた第１の導光薄板２１ａをベースにして、この上に発光層２６ｂを設けた第２の導光薄板２１ｂを重ね、さらに、その上にＬＥＤ１４から最も近くに発光層２６ｃを設けた第３の導光薄板２１ｃを重ねて形成されている。前記各発光層２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、前記第１実施形態の発光表示装置１０と同様に蛍光剤が含有された発光部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃによって形成されており、層の厚みや蛍光剤の含有量などに応じて発光色が異なったり、濃淡や輝度が変化したりする。

このように、各導光薄板２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対してそれぞれ発光層２６ａ，２６ｂ，２６ｃが設けられているため、それぞれの発光層が導光板２１の厚み方向で重なることがない。これによって、図４に示したように、導光板２１の一側面から入射させた光が遮られることなくそれぞれの発光層２６ａ，２６ｂ，２６ｃを照射することができる。また、この実施形態では、ＬＥＤ１４に近い方の発光層２６ｃから発光層２６ｂ、発光層２６ａの順に発光層の厚みを僅かずつ増加してある。そのため、ＬＥＤ１４からの距離に応じて減衰する発光量を補うことができ、表示部の明るさを均一化させることができる。

上記実施形態では、所定の数字や文字等の表示部を各色で発光表示させることを目的としたものであるが、図６に示すように、携帯電話機等のキースイッチユニット３３に前記第１実施形態の発光表示装置１０を組み合わせた発光スイッチ３０を構成することができる。この実施形態では、複数のキースイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成されている基板３１の一端にＬＥＤ１４を配置し、このＬＥＤ１４の発光側に導光板１１の一側面が対向するようにして導光板１１を配置したものである。このとき、導光板１１の各発光層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは前記各キースイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ上に位置している。

前記キースイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、基板３１上に形成されている固定接点（図示せず）と、この固定接点に対して押圧によって接触可能なタクトバネからなる可動接点とを備えて構成されている。一方の導光板１１には、前記各キースイッチに対応する部分に表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成されている。この表示部は、前述の第１実施形態と同様、導光板１１に凹設した所定深さの凹部に発光部材を充填することによって形成されている。その結果、前記ＬＥＤ１４から出射した光によって、所定のキースイッチの上方をこのキースイッチに対応した数字や文字等を所定の色で発光表示させることができる。スイッチ操作は、前記導光板１１の発光面１３上で発光している表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを押圧することによって行なわれる。なお、前記導光板１１は、透光性を有する薄い樹脂材で形成されているので押圧による撓み変形が可能である。そのため、表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを押圧することでその下方に位置するキースイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを導通させることができる。前記ＬＥＤ１４から発せられる光は、次第に深くなるように形成されているそれぞれの発光層１６ａ，１６ｂ，１６ｃの下部に照射されるため、ＬＥＤ１４から離れた位置に設けられる表示部１５ａでも発光輝度が低下することがない。また、発光層ごとに発光色度や発光濃度が異なる発光部材が用いられている場合であっても、混色せずに所定の色で発光させることができる。

図７は、前記キースイッチユニット３３を導光板４１内に組み込んで一体化した発光スイッチ４０の構成例を示したものである。前記導光板４１には、基板３１上に形成されているキースイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを収容するドーム状の凹部４３ａ，４３ｂ，４３ｃがそれぞれ形成されている。また、前記それぞれの凹部内には各キースイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの頂上部を押圧するための押圧突起４２が設けられる。発光層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、それぞれ前記各キースイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの上方に位置するように形成される。ＬＥＤ１４から発せられる光は、表示部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを直接照射する他、各凹部の頂上部で反射されることによって、各キースイッチに対応した表示部を明るく発光させることができる。なお、前記図６及び図７に示した導光板１１，４１を上記第２実施形態の導光板２１のように、それぞれ発光層が形成された導光薄板の積層体によって形成することもできる。

以上、説明したように、本発明の発光表示装置によれば、数字や文字等からなる表示部が導光板内に所定の厚みを有して設けられる発光層によって形成されているため、この発光層の厚みを変えることで発光色の濃淡や輝度を適宜調整することができる。これによって、上記実施形態で示したように、前記発光層をＬＥＤからの距離に比例して厚みが順次増すように形成することで、各表示部を均一な明るさで発光表示させることができるとともに、表示部ごとに発光色の濃淡に変化を持たせるようなバリエーションに富んだ発光効果を得ることができる。また、前記表示部が導光板の内部に形成される発光層で構成されているため、導光板の表面を凹凸のない平坦面に仕上げることができ、携帯電話機などの薄型でフラットな電子機器の表示パネルやスイッチパネルに搭載可能である。

本発明に係る発光表示装置の斜視図である。 上記発光表示装置の平面図である。 第１実施形態の導光板の断面図である。 第２実施形態の導光板の断面図である。 上記第２実施形態の導光板の分解断面図である。 上記発光表示装置の第１の応用例を示す断面図である。 上記発光表示装置の第２の応用例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 発光表示装置
１１ 導光板
１２ 受光面
１３ 発光面
１４ ＬＥＤ（光源）
１４ａ 出射面
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 表示部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 発光層
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 凹部
１８ 発光部材
２０ 発光表示装置
２１ 導光板
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 導光薄板
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 発光層
３０ 発光スイッチ
３１ 基板
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ キースイッチ
３３ キースイッチユニット
４０ 発光スイッチ
４１ 導光板
４２ 押圧突起
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 凹部

Claims (7)

1. 光源と、この光源から発せられる光を一端に受けて面状に発光させる導光板とを備え、前記導光板の表面に複数の表示部が形成されてなる発光表示装置において、
   前記導光板は、内部に前記表示部の形状に沿った発光層が所定厚みを有して形成されていることを特徴とする発光表示装置。
2. 前記発光層は、酸化物系若しくは窒化物系の微粒子状の蛍光剤をシリコーン樹脂に含有した発光部材によって形成されている請求項１記載の発光表示装置。
3. 前記発光層は、前記光源からの距離に応じて前記導光板の厚み方向に対する形成厚み又は形成位置が設定される請求項１又は２記載の発光表示装置。
4. 前記発光層は、前記導光板の表面を凹設した凹部内に前記発光部材を充填して形成され、前記凹部の深さが光源から離れるにしたがって順次深くなるように形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の発光表示装置。
5. 前記導光板は、複数の導光薄板を積層して形成され、それぞれの導光薄板に前記発光層が形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の発光表示装置。
6. 前記発光層は、光源の近くは薄く、光源から離れるにしたがって順次厚くなるように形成されている請求項５記載の発光表示装置。
7. 前記光源は、側面発光型の発光ダイオードである請求項１記載の発光表示装置。

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