JP2013011795A - 切替機能付き表示盤 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造、低コストで、かつ高い機能性を有して、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる切替機能付き表示盤を提供する。
【解決手段】複数枚の偏光板と、位相差をパターン化した少なくとも1枚の光学素子とを有し、各偏光板の間にこの光学素子を挟んだ状態で光軸上に重ねて配置してなる表示部と、表示部の背面に配置されて該表示部へ光を出射する光源と、表示部における偏光板と光学素子の少なくともいずれか一方を光軸回りに回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える表示切替部とを備え、光学素子は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムであり、表示切替部は、表示部に対する外部操作と該表示部の回転を連動させて表示を切り替える。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数の位相差のパターンの表示を切り替える切替機能付き表示盤に関する。
従来から、計測器や自動車のメーター等の電子機器に使用される表示盤、スイッチ類では、偏光板を用いて背面光源からの出射により表示を行い、この表示を変化させるものが知られている。この表示装置として、偏光板間に複屈折を有する透明な板を挟んでなる表示部と、その表示部に光を投射する光源と、透明な板又は偏光板の少なくとも一方を回転させる駆動装置とを備えて、表示色が連続的に変化する装置が挙げられる(例えば、特許文献1)。
また、偏光板と情報表示部の間に、位相差をずらした複数の位相差板を入れて、表示を変化させる電子機器(例えば、特許文献2)も知られている。さらに、複数の偏光板切片を組み合わせた第1の偏光板を一様な第2の偏光板の上で回して、表示を変える装置(例えば、特許文献3)、その他、表示を切り替えるために、液晶パネルや有機ELパネルなどの部品を使用した表示盤も知られている。
特開平10−123463号公報 特開2003−108047号公報 特開2002−006259号公報
しかし、上記特許文献1、2の装置は、単に表示色を変化させるものであり、表示パターンを切り替えて、画像自体を動的に変化させるものでない。また、特許文献3も、複数の偏光板切片を組み合わせて、画像の明度およびを動的に変化させるものの、その組合せ作業が複雑になる。さらに、液晶パネルや有機ELパネルなどの部品を使用した表示盤では、これらの部品により高コストとなるという問題がある。
一方、偏光板間に透過部をパターン化したフィルムを挟んで、背面光源の前面に配置し、背面から照明し表示を行うことも従来から知られているが、その表示パターンは、単一のものにすぎず、機能性、意匠性が低いという問題がある。
本発明は、前記の問題に鑑みて、簡単な構造、低コスト、かつ高い機能性で、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能な切替機能付き表示盤を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明に係る切替機能付き表示盤は、複数枚の偏光板と、位相差をパターン化した少なくとも1枚の光学素子とを有し、各偏光板の間にこの光学素子を挟んだ状態で光軸上に重ねて配置してなる表示部と、前記表示部の背面に配置されて該表示部へ光を出射する光源と、前記表示部における偏光板と光学素子の少なくともいずれか一方を光軸回りに回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える表示切替部とを備えた表示盤であって、前記光学素子は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムであり、前記表示切替部は、前記表示部に対する外部操作と該表示部の回転を連動させて表示を切り替える。
この構成によれば、表示部を構成する、複数枚の偏光板と、各偏光板の間に配置されて、光配向材で複屈折をパターン化して複数の位相差のパターンが形成されたフィルムとの少なくともいずれか一方を、外部操作と連動させて回転させることにより、該複数の位相差のパターンの表示を切り替えることができるので、簡単な構造、低コストで、かつ高い機能性を有して、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。
好ましくは、前記光学素子は、2つ以上の位相差のパターンが形成された少なくとも1枚の二重偏光潜像フィルム、またはそれぞれ相異なる位相差のパターンを有する2枚以上のフィルムである。したがって、より簡単な構造で2つ以上の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。また、表示盤が液晶パネルや有機ELパネルを使用したものよりも低コストで得られる。
好ましくは、前記表示部に対する外部操作が、偏光板上に表示されたボタンへの押圧操作である。したがって、偏光板に表示されたボタンを押させるだけで、より容易に機能的に複数の位相差パターン表示を切り替えることができる。
本発明は、表示部における、複数枚の偏光板と、各偏光板の間に配置されて、光配向材で複屈折をパターン化して複数の位相差のパターンが形成されたフィルムとの少なくともいずれか一方を、外部操作と連動させて回転させることにより、該複数の位相差のパターンの表示を切り替えることができるので、簡単な構造、低コスト、かつ高い機能性で、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。
本発明の一実施形態に係る切替機能付き表示盤の構成を示す分解斜視図である。 図1の表示切替部の構成の他例を示す斜視図である。 (A)は第2実施形態に係る切替機能付き表示盤の構成、(B)はその切替動作を示す分解斜視図である。 図2の構成を含む切替機能付き表示盤の構成を示す側面図である。 (A)、(B)は図4の位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。 図3の切替機能付き表示盤の表示状態を示す正面図である。 (A)、(B)は図6の位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。 (A)、(B)は図6の位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る切替機能付き表示盤の側面図である。この切替機能付き表示盤1は、例えば、自動車のメーター等の電子機器に使用されるもので、表示部2、光源3、表示切替部5および枠体6を備えている。
前記表示部2は、2枚の第1、第2の偏光板11、12と、位相差をパターン化した1枚の光学素子14とを有し、各偏光板11、12の間に光学素子14を挟んだ状態で光軸O上に重ねて配置したものである。光学素子14は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムである。この光学素子14は、例えば2つの位相差のパターンが形成された1枚の二重偏光潜像フィルム、またはそれぞれ相異なる位相差のパターンが形成された2枚のフィルムである。これにより、液晶パネルや有機ELパネルを使用したものよりも低コストの表示盤が得られる。
前記光源3は、表示部2の背面に配置されて表示部2へ光を出射する(バックライト)。この光源3には、例えば、LED(Light Emitting Diode)が使用される。前記枠体6は、表示部2の少なくとも前面の一部および側面を覆うように配置され、枠体6の前端には表示部2の前面を保護するための透明な保護シートSが貼られている。
前記表示切替部5は、表示部2における第1の偏光板11および第2の偏光板12と、光学素子14の少なくともいずれか一方を例えば45°回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替えるものであり、表示部2に対する外部操作と、該表示部2の回転を連動させて表示を切り替える。
この表示切替部5は、外部操作と表示部2の回転を連動させるアクチュエータ(作動部材)7を有しており、このアクチュエータ7は、偏光板11、12が一体化されて固定された状態で、例えば枠体(ベゼル)6の保護シートSの上から、光学素子14の複数の位相差パターンにより偏光板11または12を介して表示されたボタン9を押圧するような外部操作により、光学素子14を光軸O回りに回転させるラチェット(ノック)機構である。すなわち、指先でボタン9が押圧された力と、この力を伝達する内部のばねのばね力とを利用し、内部の爪と歯形状の部品を組み合わせて、押圧によるばね力によって光学素子14を回転させる構造により、ボタン9が指先で押圧されるごとに、光学素子14を光軸O回りに、順次所定角度ずつ回転させる。なお、偏光板11、12が固定された状態で光学素子14を回転させるのに代えて、光学素子14が固定された状態で偏光板11、12を回転させるようにしてもよい。
図2は、表示切替部5の構成の他例を示す斜視図である。この例では、枠体(ベゼル)6は光軸O回りに回動するものであり、アクチュエータ7は、偏光板11、12が一体化されて固定された状態で、支持枠(ベゼル)6を回動させる外部操作により、光学素子14を光軸O回りに回転させる機構である。すなわち、光学素子14の外周縁に周方向に延びる溝16が形成され、ベゼル6の周縁に直立して固定されたピン17がこの溝16に挿入されて、ベゼル6が回動することによって光学素子14が溝16に沿って光軸O回りに回転する。なお、偏光板11、12が固定された状態で光学素子14を回転させるのに代えて、光学素子14が固定された状態で偏光板11、12を回転させるようにしてもよい。
前記表示部2の光軸O回りの回転が、光学素子(フィルム)14に形成された各位相差のパターンの領域に応じて、フィルムの複屈折の遅相軸方向、つまり光の進む速度が遅く(位相が遅れ)て、屈折率が最大となる方向を変えるものである。複屈折は光学的に異方性を有し、この遅相軸と、光の進む速度が速い(位相が進む)進相軸の2方向をもつところ、遅相軸方向を変えることにより、簡単な構造で有効に複数の位相差パターン表示を切り替えることができる。
図3(A)は第2実施形態に係る切替機能付き表示盤の構成、(B)はその切替動作を示す分解斜視図である。表示部2は、3枚の第1〜3の偏光板11〜13と、複数の位相差をパターン化した二重偏光潜像フィルムである2枚の第1、2の光学素子14、15とを有している。第1の偏光板11と第3の偏光板13の間に、第1の光学素子14を挟み、第3の偏光板13と第2の偏光板12の間に、第2の光学素子15を挟んだ状態で光軸O上に重ねて配置されている。
表示切替部5は、第1の偏光板11と第3の偏光板13を固定して、2枚の第1、2の光学素子14、15、および第3の偏光板13を回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える。その他の構成は第1実施形態と同様である。
以下、本発明による切替機能付き表示盤の実施例について説明する。まず、位相差をパターン化したフィルムの作製法について例示する。
(位相差をパターン化したフィルムの作製例1)
本発明者が特開2002−202409号公報、特開2004−170595号公報などに提案している複屈折誘起材料を、o−ジクロロべンゼンに10重量%の濃度で溶解し、ガラス基板上にスピンコーターを用いて、約1μmの厚みとなるよう塗布した。このフィルム上にパターン1の遮光性メタルマスクを配置し、高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介して直線偏光に変換し、40秒間照射した。続いて、100℃まで加熱後徐冷することにより配向を誘起した。最後に高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介さず100秒間照射して配向を固定し、偏光板を介して位相差をパターン化したフィルムAを得た。
次に、遮光性のメタルマスクにパターン1とは異なるパターン2のメタルマスクを用いること以外は同様の操作により、位相差をパターン化したフィルムBを得た。
(位相差をパターン化した二重潜像フィルムの作製例2)
複屈折誘起材料をo−ジクロロべンゼンに14重量%の濃度で溶解し、ガラス基板上にスピンコーターを用いて、約1.4μmの厚みとなるよう塗布した。必要に応じてこのフィルムを120℃まで加熱後、50℃まで冷却する前処理を実施した。このフィルム上にパターン3の遮光性メタルマスクを配置し、高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介して直線偏光に変換し、55秒間照射した。
次に、フィルム上にパターン4の遮光性メタルマスクを配置し、パターン3の照射光の電界振動方向に対して電界振動方向を30°回転させて、55秒間照射した。続いて、100℃まで加熱後徐冷することにより配向を誘起した。最後に高圧水銀灯からの紫外光を、グランテーラープリズムを介さず100秒間照射して配向を固定し、偏光板を介して偏光性二重潜像を付与したフィルムCを得た。
次に、遮光性のメタルマスクにパターン3、4とは異なるパターン5、6のメタルマスクを用いること以外は同様の操作により、偏光性二重潜像を付与したフィルムDを得た。
(実施例1)
図4に示すように、2枚の偏光板11、12をクロスニコルとした状態、つまり光軸O上に2枚の偏光板11、12を90°回して(直交させて)直列に配置した状態で、2枚の偏光板11、12の間に、前記作製した位相差をパターン化した偏光性二重潜像のフィルムC(光学素子14)を配置した。この例では、表示切替部5は図2のベゼル6を回動させる構成とした。フィルムCを配置する角度は、偏光板11、12の吸収軸または透過軸に、パターン3を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。背面に光源(LED)3および光源の光を拡散する拡散板8からなる光源装置を配置している。図5(A)、(B)は位相差パターン表示の切り替え動作を示す正面図である。この例では、表示盤は自動車のメーターに適用されている。光源装置により表示部2を背面から照明すると、図5(A)に示すようにパターン4に一致する例えばエアーコンディショナー(A/C)ON表示が透過光として得られた。
次に、フィルムCを固定し、2枚の偏光板11、12をクロスニコルとしたまま光軸O回りに30°回転させ、バターン4を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、図5(B)に示すようなパターン3に一致するエアーコンディショナー(A/C)OFF表示が透過光として得られた。なお、クロスニコルとした2枚の偏光板11、12を固定したまま、フィルムCを30°回転するようにしても、2つのパターンに一致する表示が切り替わり透過光として得られた。
(実施例2)
クロスニコルとした2枚の偏光板11、12の間に前記作製した位相差をパターン化したフィルムAおよびフィルムB(光学素子14)を光軸O上に重ねて配置した。この例では、表示切替部5は図1のボタン9を押圧操作させる構成とした。フィルムA、Bを配置する角度は、フィルムA、Bのそれぞれパターン1、パターン2を照射時に使用した紫外光の電界振動方向が互いに45°となるように配置し、更に、偏光板11、12の吸収軸または透過軸に、パターン1を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。背面に前記した光源装置を配置し照明すると、パターン2に一致する表示が透過光として得られた。
次に、フィルムA、フィルムBを固定し、2枚の偏光板11、12をクロスニコルとしたまま光軸O回りに45°回転させ、バターン2を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、パターン1 に一致する表示が透過光として得られた。なお、クロスニコルとした2枚の偏光板11、12を固定し、フィルムAおよびフィルムBをその角度を保ったまま45°回転するようにしても、2つのパターンに一致する表示が切り替わり透過光として得られた。
(実施例3)
図3に示すように、第1、第2の偏光板11、12をクロスニコルとし、第1の偏光板11と第3の偏光板13の間に、前記作製した偏光性二重潜像のフィルムC(光学素子14)を挟み、第3の偏光板13と第2の偏光板12の間に、偏光性二重潜像のフィルムD(光学素子15)を挟んだ状態で光軸O上に重ねて配置した。この例では、表示切替部5は図1と同様にボタン9を押圧操作させる構成とした。フィルムCは、パターン3、4を有し、フィルムDはパターン5、6を有して、合計で4パターンを有する。
図6は、図3の表示盤(第2実施形態)の表示状態を示し、図7、8は、その切り替え動作を示す。この例では、表示盤は自動車のメーターに適用されている。図6(A)は表示盤の正面図、(B)はその斜視図を示す。図7はフィルムCのエアーコンディショナー(AIRCON)の表示パターンであり、図7(A)のパターン3が手動(MANUAL)表示、図7(B)のパターン4が自動(AUTO)表示である。図8はフィルムDの運転モード(D-MODE)/ナビモード(NAVI)の表示パターンであり、図8(A)のパターン5がナビモード(NAVIGATION)表示、図8(B)のパターン6が運転モード(DRIVING MODE)表示である。
第1、第2の偏光板11、12がクロスニコルで固定された状態で、フィルムC(光学素子14)を配置する角度は、偏光板の吸収軸または透過軸に、パターン3を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。第3の偏光板13を光軸O回りに回転させることによって、第3の偏光板13と第2の偏光板12を平行にすると、図7(B)に示すパターン4に一致する自動(AUTO)表示が透過光として得られた。つぎに、エアーコンディショナー(AIRCON)のボタン9が押圧されることにより、フィルムCを30°回転させ、バターン4を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、図7(A)に示すパターン3に一致する手動(MANUAL)表示が透過光として得られた。
つぎに、第1、第2の偏光板11、12がクロスニコルで固定された状態で、フィルムD(光学素子15)を配置する角度は、偏光板11、12の吸収軸または透過軸に、パターン5を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにした。第3の偏光板13を光軸O回りに回転させることによって、第3の偏光板13と第2の偏光板12を直交にすると、図8(B)に示すパターン6に一致する運転モード(DRIVING MODE)表示が透過光として得られた。つぎに、運転モード(D-MODE)/ナビモード(NAVI)のボタン9が押圧されることにより、フィルムDを30°回転させ、バターン6を照射時に使用した紫外光の電界振動方向と一致するようにすると、図8(A)に示すパターン5に一致するナビモード(NAVIGATION)表示が透過光として得られた。
このように、本発明は、表示部を構成する、複数枚の偏光板と、各偏光板の間に配置されて、光配向材で複屈折をパターン化して複数の位相差のパターンが形成されたフィルムとの少なくともいずれか一方を、外部操作と連動させて回転させることにより、該複数の位相差のパターンの表示を切り替えることができるので、簡単な構造、機能的かつ低コストで、複数の位相差パターン表示の切り替えが可能となる。
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
1:切替機能付き表示盤
2:表示部
3:光源(LED)
5:表示切替部
6:枠体
7:アクチュエータ
9:ボタン
11:第1の偏光板
12:第2の偏光板
13:第3の偏光板
14:光学素子(フィルム)
O:光軸

Claims (3)

  1. 複数枚の偏光板と、位相差をパターン化した少なくとも1枚の光学素子とを有し、各偏光板の間にこの光学素子を挟んだ状態で光軸上に重ねて配置してなる表示部と、前記表示部の背面に配置されて該表示部へ光を出射する光源と、前記表示部における偏光板と光学素子の少なくともいずれか一方を光軸回りに回転させて、複数の位相差のパターンの表示を切り替える表示切替部とを備えた表示盤であって、
    前記光学素子は、光配向材で複屈折をパターン化して、複数の位相差のパターンが形成されたフィルムであり、
    前記表示切替部は、前記表示部に対する外部操作と該表示部の回転を連動させて表示を切り替える、
    切替機能付き表示盤。
  2. 前記光学素子は、2つ以上の位相差のパターンが形成された少なくとも1枚の二重偏光潜像フィルム、またはそれぞれ相異なる位相差のパターンが形成された2枚以上のフィルムである、請求項1に記載の切替機能付き表示盤。
  3. 前記表示部に対する外部操作が、偏光板上に表示されたボタンへの押圧操作である、請求項1または2に記載の切替機能付き表示盤。
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