JP2012018218A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる色を発する複数のＬＥＤを使用した表示装置において、発光むらの生じない表示を行う。
【解決手段】異なる色を発する複数のＬＥＤ５の前方に導光板８が配置される。導光板８のＬＥＤ５と対向する裏面に拡散シート９が設けられる。拡散シート９に、表示むらをなくすために、ＬＥＤ５の発光色に応じて拡散効果の異なる拡散層２０が形成される。拡散層２０は、拡散シート９の裏面の各ＬＥＤ５に対向する領域に形成され、ＬＥＤ５の発光色に応じて、拡散効果の異なるインクを印刷することにより形成される。指向角が狭く光度が高いＬＥＤ５に対して、光線透過率の低いインクが使用され、拡散効果の大きい拡散層２０が形成される。指向角が広く光度が低いＬＥＤ５に対して、光線透過率の高いインクが使用され、拡散効果の小さい拡散層２０が形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気調節装置等の電気機器における機器の状態を表示するための表示装置に関する。

室内で使用される空気調和機、イオン発生機、空気清浄機といった空気調節装置では、ユーザに機器の状態を知らせるための表示装置を備えている。表示装置は、異なる色を発する複数のＬＥＤを有し、ＬＥＤから照射された光を導光板により面発光させる。異なる色の発光により、運転中などの各種の状態が表示される。

ここで、広範囲にむらなく面発光させるために、特許文献１では、２色発光ＬＥＤの脚がＬ字状に曲げ加工され、ＬＥＤが基板と平行に配置され、導光板が基板上に設けられ、導光板の基板に接する底面が微細凹形状とされ、ＬＥＤが導光板の端面に近接対向して配置されている。ＬＥＤの照射光は、導光板の底面や側面で乱反射して、前面側に発光され、広範囲な表示がなされる。

特開２００３−１０８０４５号公報

上記の表示装置において、広範囲にむらなく面発光させるために、長い導光板が必要となるとともに、この導光板の端面にＬＥＤを対向配置される。そのため、表示装置が長くならざるを得ず、電気機器の省スペース化を阻害する。しかも、ＬＥＤの脚の曲げ加工が行われるので、部品の信頼性の低下や位置決め精度の低下を招くおそれがある。

また、導光板の底面形状によりＬＥＤからの光を拡散させているが、この形状では、光度が強く指向角が狭い光に対して、均一な光の拡散が困難である。特に、上記の表示装置における表示内容を増やすためには、異なる発光色の複数のＬＥＤが用いられる。この場合、２色ＬＥＤと単色ＬＥＤが並んで配置される。各ＬＥＤの光度や指向角の相違により、導光板を通じての均一な発光が得られず、発光むらが生じて、表示が見苦しくなる。

本発明は、上記に鑑み、異なる色を発する複数のＬＥＤ等の発光素子を使用しても、省スペースで発光むらの生じない表示装置の提供を目的とする。

本発明は、異なる色を発する複数の発光素子の前方に導光板が配置され、導光板の発光素子と対向する裏面に拡散シートが設けられ、拡散シートに、表示むらをなくすために、発光素子の発光色に応じて拡散効果の異なる拡散層が形成されたものである。

発光色の異なる発光素子では、光の透過性や散乱性が異なる。このように特性の異なる発光素子に対して、拡散効果の異なる散乱層を設けることにより、発光素子から発せられて、拡散シートを通過し、導光板に入射する光は、導光板から均一に出射される。

すなわち、散乱しにくい光を発する発光素子に対しては、拡散効果の大きい拡散層が形成される。発光素子からの光が拡散層を通過すると、光は拡散され、拡散された光が導光板に入射する。一方、散乱しやすい光を発する発光素子に対しては、拡散効果の小さい拡散層が形成される。発光素子からの光が拡散層を通過すると、拡散効果が小さくても光は拡散され、拡散された光が導光板に入射する。

拡散層は、拡散シートの裏面の各発光素子に対向する領域に形成される。発光素子から発せられた光が拡散層に当たる。したがって、拡散層による効果が確実に得られる。

拡散層は、透光性を有するインクを印刷することにより形成され、発光素子の発光色に応じて、光線透過率の異なるインクが使用される。発光色に応じて発光素子の指向角および光度が異なり、指向角が狭く光度が高い発光素子の光は散乱しにくい。指向角が広く光度が低い発光素子の光は散乱しやすい。そこで、指向角が狭く光度が高い発光素子に対して、光線透過率の低いインク、すなわち拡散効果の大きいインクが使用され、指向角が広く光度が低い発光素子に対して、光線透過率の高いインク、すなわち拡散効果の小さいインクが使用される。

指向角が狭く光度が高い発光素子からの光は散乱しにくいが、拡散効果が大きいインクによって形成された拡散層を通ることにより、光は拡散される。指向角が広く光度が低い発光素子からの光は散乱しやすいので、拡散効果が小さいインクによって形成された拡散層を通っても、光は拡散される。

他の拡散層として、透光性を有するインクを印刷することにより形成され、発光素子の発光色に応じて、印刷されるインクの厚みが異なる。指向角が狭く光度が高い発光素子に対して、印刷されるインクの厚みが厚くされ、指向角が広く光度が低い発光素子に対して、印刷されるインクの厚みが薄くされる。

すなわち、拡散層が厚いと、拡散効果は大きくなり、拡散層が薄いと、拡散効果は小さくなる。指向角が狭く光度が高い発光素子からの光は散乱しにくいが、拡散効果の大きい、厚みのある拡散層を通ることにより、光は拡散される。指向角が広く光度が低い発光素子からの光は散乱しやすいので、拡散効果の小さい、薄い拡散層を通っても、光は拡散される。

拡散シートの導光板に対向する表面に、拡散層が形成される。拡散層は、拡散シートの表面全体に形成される。発光素子から発せられて拡散シートを通過する光は拡散され、拡散された光はさらに表面側の拡散層により散乱されて、導光板に入射する。これにより、むらのない光が導光体に入射する。

複数の発光素子を内装した表示カバーに複数のスリットが形成され、外部から導光板が見えるように、スリットに導光板の一部が嵌め込まれ、各スリットに対向する位置に発光素子がそれぞれ配され、拡散層がスリットの幅よりも広く形成される。発光素子の光は、拡散シートを通って、導光板に入り、スリットに嵌め込まれた導光板から発光する。このとき、むらのない発光が得られる。

本発明によると、拡散効果の異なる拡散層を拡散シートに設けることにより、異なる色を発する複数の発光素子であっても、拡散シートおよび導光板を通じてむらなく発光させることができる。したがって、表示むらのない、見やすい表示装置を実現できる。また、発光素子に対向して設けられた拡散シートに拡散層が形成されているので、導光板を長くする必要がなく、省スペース化を図れる。

本発明の表示装置を備えたイオン発生機の正面図 表示部の正面図 図２のＡ−Ａ断面図 表示装置の部分拡大図 （ａ）図２のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）図２のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）図２のＤ−Ｄ断面図 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）の部分拡大図 （ａ）表示部の正面図、（ｂ）表示部の側面図、（ｃ）表示部の裏面図、（ｄ）Ｅ−Ｅ断面図 （ａ）拡散シートの裏面図、（ｂ）拡散シートの断面図、（ｃ）拡散シートの正面図 他の形態の拡散シートを示し、（ａ）１回のシルク印刷により形成された拡散層を有する拡散シートの断面図、（ｂ）２回のシルク印刷により形成された拡散層を有する拡散シートの断面図、（ｃ）３回のシルク印刷により形成された拡散層を有する拡散シートの断面図 表面に拡散層を形成した拡散シートの断面図

本実施形態の表示装置を備えた電気機器としてのイオン発生機を図１に示す。イオン発生機は、パネル１の上面および前面の吹出口２からイオンを含んだ風を吹き出す。パネル１の前面に開口が形成され、開口に表示装置が設けられる。

図２〜４に示すように、表示装置は、異なる色を発する複数の発光素子を有する。発光素子はＬＥＤ５であり、単色ＬＥＤ５と２色ＬＥＤ５とが用いられる。単色ＬＥＤ５は、橙色光を発するＬＥＤ５や青色光を発するＬＥＤ５である。２色ＬＥＤ５は、緑色／赤色／橙色の３色を発光する。表示装置は、各ＬＥＤ５から発せられた光により点灯する表示部６を備えている。表示装置は、運転状態やメンテナンス情報を点灯した色と点灯数とによって表示する。

ＬＥＤ５は、基板７に直立して実装される。ＬＥＤ５は、基板７に接続された制御装置によりオンオフが制御され、機器の状態に応じてＬＥＤ５が点灯あるいは消灯する。

表示部６は、パネル１の前面の開口に嵌め込まれ、吹出口２の近くに配置される。表示部６は、ＬＥＤ５の前方に配され、ＬＥＤ５からの光を前方に導く導光板８と、ＬＥＤ５からの光を拡散して導光板８に入射させる拡散シート９と、導光板８を保持する表示カバー１０とを備えている。表示カバー１０は、導光板８の前側に配される。

導光板８は、透光性を有するアクリル樹脂により平板状に形成される。導光板８は、ＬＥＤ５の発光部１１に近接して配置され、基板７に対して平行とされ、ＬＥＤ５の光軸に対して垂直とされる。導光板８の裏面は、ＬＥＤ５に対向する面である。拡散シート９は、透光性を有するＰＥＴにより薄い平板状に形成される。導光板８の裏面に拡散シート９が接着剤により貼り付けられる。

導光板８の表面は、パネル１の前面側の面であり、この表面が表示カバー１０の裏面に密着している。表示カバー１０は、パネル１の開口に嵌め込まれて、パネル１にねじにより固定される。図５、６に示すように、表示カバー１０は、斜め上を向くように傾斜している。

表示カバー１０には、複数のスリット１２が縦長に形成されている。スリット１２は、複数のＬＥＤ５に対応して形成され、各スリット１２は、ＬＥＤ５の光軸の延長線上に位置する。

スリット１２に、導光板８の一部が嵌め込まれる。導光板８の前面に縦長の露出部１３が突出するように形成される。露出部１３がスリット１２に挿入される。露出部１３は、表示カバー１０よりも前方に突出している。導光板８の一部が表示カバー１０に嵌め込まれることにより、導光板８は表示カバー１０に固定される。

表示カバー１０の表面に、突起１４が複数形成される。表示カバー１０の突起１４は、導光板８の露出部１３の突出部分と同じになるように形成される。したがって、外部からは、複数の同じ突起１４が等間隔に並んで見える。また、スリット１２の上下の端縁は、表示カバー１０に対して傾斜している。すなわち、導光板８の露出部１３の上下の端縁は、水平方向に平行になっている。これにより、表示部６を正面から見たとき、導光板８の露出部１３が大きく見え、表示の視認性がよくなる。

導光板８と基板７との間に、ＬＥＤ５からの光が周囲に漏れないようにする仕切体１５が設けられる。仕切体１５は、各ＬＥＤ５を取り囲む仕切壁１６を有し、仕切壁１６が隣り合うＬＥＤ５を仕切る。仕切体１５は、導光体８に接着された拡散シート９および基板７に密接する。

この仕切体１５に、基板７が保持される。仕切体１５に爪１７が形成され、爪１７が基板７の端縁に引っ掛けられる。仕切体１５は、表示カバー１０に取り付けられる。したがって、基板７は、表示カバー１０によって保持されることになり、ＬＥＤ５と表示部６とは一体的にユニット化される。

ここで、図７、８に示すように、表示むらをなくすために、拡散シート９には、拡散効果を有する拡散層２０が形成される。拡散層２０は、拡散シート９の裏面において、各ＬＥＤ５に対向する位置に形成される。すなわち、拡散層２０は、ＬＥＤ５の照射範囲に対応して形成され、スリット１２の左右方向の横幅よりも広く、上下方向の縦幅よりも狭い矩形状に形成される。

拡散層２０は、拡散効果を有する透光性のインクを印刷することにより形成される。インクとして、光沢のないインクであるマットインクが使用され、スクリーン印刷などによってインクが印刷されて、拡散層２０が形成される。

拡散シート９の裏面において、拡散層２０以外の全面は、黒色のシルク印刷がされている。また、拡散シート９の導光板８側の表面には、何も印刷されていない。拡散シート９の表面では、拡散層２０に対応する領域を除き、図中斜線で示す全面に接着剤２１が塗布される。拡散シート９の表面が導光板８の裏面に貼り付けられる。

そして、各ＬＥＤ５に対向する拡散層２０は、それぞれ拡散効果が異なる。そのため、ＬＥＤ５の発光色に応じて拡散効果の異なるインクが使用される。青色光のＬＥＤ５に対応する拡散層２０ａには、光線透過率６６％のインクが使用され、２色ＬＥＤ５に対応する拡散層２０ｂには、光線透過率８７％のインクが使用され、橙色光のＬＥＤ５に対応する拡散層２０ｃには、光線透過率９９％のインクが使用される。

青色のように波長の短い色を発するＬＥＤ５の指向角は狭く、光度が高い。このような指向角が狭く光度が高いＬＥＤ５に対して、拡散効果の大きい、すなわち光線透過率の低いインクが使用される。橙色のように波長の長い色を発するＬＥＤ５の指向角は広く、光度が低い。このような指向角が広く光度が低いＬＥＤ５に対して、拡散効果の小さい、すなわち光線透過率の高いインクが使用される。２色ＬＥＤ５に対して、拡散効果が中となるように、光線透過率が両者のインクの中間となるインクが使用される。

ここで、インクの光線透過率は、インク粒子の粒径に応じて異なる。インク粒子が大きいと、粒子間の隙間が大きくなり、光線透過率が高くなる。インク粒子が小さいと、粒子間の隙間が小さくなり、光線透過率が低くなる。また、インク粒子が大きいと、印刷したときの単位面積当たりの粒子数が少なくなり、光線透過率が高くなり、インク粒子による光の拡散効果が小さくなる。インク粒子が小さいと、印刷したときの単位面積当たりの粒子数が多くなり、光線透過率が低くなり、インク粒子による光の拡散効果が大きくなる。

したがって、インクを１回印刷することによって拡散層２０を形成する場合、指向角が狭く光度が高いＬＥＤ５に対して、インク粒子の小さいインクが使用される。指向角が広く光度が低いＬＥＤ５に対して、インク粒子の大きいインクが使用される。２色ＬＥＤ５に対して、小さいインク粒子と大きいインク粒子を混合したインク、あるいは中間の粒径を有するインクが使用される。このようにインク粒子の粒径の異なるインクを使用する場合、１回の印刷ですむので、作業時間が短くなる。

青色のように指向角が狭く光度が高いＬＥＤ５から発せられた光は散乱しにくく、橙色のように指向角が広く光度が低いＬＥＤ５から発せられた光は散乱しやすい。そこで、発光色が青色のＬＥＤ５に対して、光線透過率が低い拡散層２０とすることにより、拡散層２０に入射した光は拡散され、拡散された光が拡散シート９を通過し、導光板８に入射する。このように拡散された光は導光板８の露出部１３に到達する。その結果、ＬＥＤ５から発せられ拡散された光は、導光板８の露出部１３から出射される。したがって、発光むらのない表示となる。

発光色が橙色のＬＥＤ５から発せられた光は、光線透過率が高い拡散層２０に入射しても十分に拡散される。拡散された光が拡散シート９を通過し、導光板８に入射し、拡散された光が導光板８の露出部１３に到達する。その結果、ＬＥＤ５から発せられ拡散された光は、導光板８の露出部１３から出射される。したがって、発光むらのない表示となる。
２色ＬＥＤ５から発せられた光も同様に、拡散層２０において拡散され、拡散された光が導光板８の露出部１３から出射される。発光むらのない表示を実現できる。

他の形態の拡散層２０として、図９に示すように、透光性を有するインクを印刷することにより形成された厚さの異なる拡散層２０とされる。ＬＥＤ５の発光色に応じて、印刷されるインクの厚みが異なる。発光色が青色のように、指向角が狭く光度が高いＬＥＤ５に対して、印刷されるインクの厚みが厚くされる。発光色が橙色のように、指向角が広く光度が低いＬＥＤ５に対して、印刷されるインクの厚みが薄くされる。

ここでは、白色のインクによるシルク印刷が行われる。青色光のＬＥＤ５に対応する拡散層２０ａには、３回シルク印刷が行われ、厚い拡散層２０ａとされる。２色ＬＥＤ５に対応する拡散層２０ｂには、２回シルク印刷が行われ、橙色光のＬＥＤ５に対応する拡散層２０ｃには、１回シルク印刷が行われる。指向角が狭く光度が高くなるほど、拡散層２０の厚みが増していく。なお、拡散シート９の表面に対しては、上記と同じである。

そして、それぞれ厚さの異なる拡散層２０の形成に際して、同じ粒径のインクが使用される。インク粒子の粒径が同じであるとき、印刷回数が少ないと、インク粒子間の隙間が大きく、単位面積当たりの粒子数が少なくなるので、光線透過率が高くなり、拡散効果は小さくなる。印刷回数が多いと、インク粒子間の隙間が小さく、単位面積当たりの粒子数が多くなるので、光線透過率が低くなり、大きな拡散効果が得られる。印刷回数を変える場合、使用するインクは１種類ですむ。

拡散層２０の厚みが増していくほど、光線透過率が低くなっていく。光の指向角が狭く光度が高いＬＥＤ５においては、厚い拡散層２０に入射した光は拡散され、拡散された光が拡散シート９を通過し、導光板８に入射する。このように拡散された光は導光板８の露出部１３に到達する。その結果、ＬＥＤ５から発せられ拡散された光は、導光板８の露出部１３から出射される。したがって、発光むらのない表示となる。

光の指向角が広く光度が低いＬＥＤ５においては、拡散層２０の厚みが薄くても、拡散層２０に入射した光は十分に拡散される。拡散された光が、拡散シート９を通過し導光板８の露出部１３から出射される。したがって、発光むらのない表示となる。

２色ＬＥＤ５から発せられた光も同様に、中間の厚みを有する拡散層２０において拡散され、拡散された光が導光板８の露出部１３から出射される。発光むらのない表示を実現できる。

また、他の形態の拡散シート９として、図１０に示すように、拡散シート９の裏面だけでなく表面にも拡散層２２が形成される。拡散層２２は、拡散効果を有する透光性のインクを印刷することにより形成される。すなわち、拡散シート９の表面全体に、光線透過率６６％のマットインクがスクリーン印刷などによって印刷される。さらに、拡散シート９の表面では、裏面側の拡散層２０に対応する領域を除く全面に接着剤２１が塗布される。拡散シート９の表面が導光板８の裏面に貼り付けられる。なお、拡散シート９の裏面には、上記と同様な拡散層２０が形成される。すなわち、拡散層２０は、光線透過率の異なるインクの印刷により形成される、あるいは印刷回数を変えて形成される。

このように、拡散シート９の表面にも拡散層２２を形成することにより、拡散シート９から出る拡散された光は、表面側の拡散層２２によりさらに拡散される。これによって、均一になった光が導光板８に入射し、露出部１３がむらなく発光する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。イオン発生機以外に、空気調和機、空気清浄機などの空気調節装置や電子レンジ、冷蔵庫などのキッチン家電といった電気機器に本表示装置を搭載してもよい。表示装置における発光素子として、レーザダイオード、有機ＥＬ素子を用いてもよい。

また、拡散シートの表面に、各ＬＥＤに対応するように拡散層を形成してもよい。拡散シートに裏面には、何も印刷しない、あるいは全面を印刷した拡散層を形成する。拡散層として、インクの印刷により形成する代わりに、各ＬＥＤに応じて、光線透過率の異なるフィルムを貼り付けて形成する。あるいは、各ＬＥＤに応じて、同じ光線透過率のフィルムを１枚〜複数枚重ねて貼り付けてもよい。

５ ＬＥＤ
６ 表示部
７ 基板
８ 導光板
９ 拡散シート
１０ 表示カバー
１２ スリット
１３ 露出部
２０ 拡散層
２２ 拡散層

Claims (9)

1. 異なる色を発する複数の発光素子の前方に導光板が配置され、導光板の発光素子と対向する裏面に拡散シートが設けられ、拡散シートに、表示むらをなくすために、発光素子の発光色に応じて拡散効果の異なる拡散層が形成されたことを特徴とする表示装置。
2. 拡散層は、拡散シートの裏面の各発光素子に対向する領域に形成されたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 拡散層は、透光性を有するインクを印刷することにより形成され、発光素子の発光色に応じて、光線透過率の異なるインクが使用されたことを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 発光色に応じて発光素子の指向角および光度が異なり、指向角が狭く光度が高い発光素子に対して、光線透過率の低いインクが使用され、指向角が広く光度が低い発光素子に対して、光線透過率の高いインクが使用されたことを特徴とする請求項３記載の表示装置。
5. 拡散層は、透光性を有するインクを印刷することにより形成され、発光素子の発光色に応じて、印刷されるインクの厚みが異なることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
6. 発光色に応じて発光素子の指向角および光度が異なり、指向角が狭く光度が高い発光素子に対して、印刷されるインクの厚みが厚くされ、指向角が広く光度が低い発光素子に対して、印刷されるインクの厚みが薄くされたことを特徴とする請求項５記載の表示装置。
7. 拡散シートの導光板に対向する表面に、拡散層が形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
8. 拡散層は、拡散シートの表面全体に形成されたことを特徴とする請求項７記載の表示装置。
9. 複数の発光素子を内装した表示カバーに複数のスリットが形成され、外部から導光板が見えるように、スリットに導光板の一部が嵌め込まれ、各スリットに対向する位置に発光素子がそれぞれ配され、拡散層がスリットの幅よりも広く形成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の表示装置。

Images