JP2018013306A

JP2018013306A - 表示装置およびそれを備えた冷蔵庫

Info

Publication number: JP2018013306A
Application number: JP2016143895A
Authority: JP
Inventors: 光晴池田; Mitsuharu Ikeda; 康位山崎; Yasutaka Yamazaki; 芳輝菊地; Yoshiteru Kikuchi; 尚大松本; Shodai Matsumoto
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: TWI632405B; CN107642943A; TW201804185A; KR20180010986A; JP6742181B2

Abstract

【課題】光の利用効率を高めた表示装置およびそれを備えた冷蔵庫を提供する。【解決手段】表示板１６と、表示板１６の背後に位置する導光板１３と、導光板１３内に光を入射する発光手段１１と、表示板１６の後方で静電容量の変化を検出する検出部を搭載した基板１７と、を備えた表示装置において、導光板１３は、導光板１３内を導光した光を放出させる光取り出し部１２を有し、光取り出し部１２は、導光板１３の表示板１６側の方が、導光板１３の基板１７側よりも多く形成した。【選択図】図４

Description

本発明は、表示装置およびそれを備えた冷蔵庫に関する。

冷蔵庫や電子レンジなどの家電製品や携帯機器で導光板を利用した表示装置の採用が増えている。導光板とは、アクリルやポリスチレン等の透明板の側面から入射した光を、スネルの法則による全反射で導光させながら、表面に形成した光取り出し部で一部の光を散乱させ、発光させる板のことである。また、表示装置とは、導光板の表面側に、文字や記号を印刷もしくは遮光したフィルムを配置し、この文字等を光源からの光で照射する構成となっている。このような、導光板を用いた表示装置の従来技術として、例えば特許文献１がある。

特許文献１では、冷蔵庫本体の貯蔵室と、貯蔵室の前方開口を開閉する貯蔵室扉と、貯蔵室扉の前面の透光性の扉前面板と、扉前面板の背面の基板と、基板と扉前面板の間の表示部材と、表示部材を扉前面に向けて照射する照明手段と、表示部材の後方で静電容量の変化を検出する検出部と、表示部材と検出部との間の導光板と、検出部及び照明手段を制御する制御部とを備え、照明手段及び検出部を基板上に構成して、検出部は相互容量方式としている。

特開２０１５−５５３６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、導光板全体が発光し、導光板上に配置されたフィルムのうち、文字等に対応する表示部（透光部）だけでなく、文字等のない遮光部（非透光部）にまで多くの光が照射、吸収されるため、光の利用効率が低いという課題がある。また、導光板のたわみやがたつきにより、タッチパネルの感度が低下したり、接触部で光が基板側に漏光したりする課題があった。

そこで、本発明の目的は、タッチパネルの感度を保ちつつ、光の利用効率を高めた表示装置またはこの表示装置を備えた冷蔵庫を提供することにある。

表示板と、前記表示板の背後に位置する導光板と、前記導光板内に光を入射する発光手段と、前記表示板の後方で静電容量の変化を検出する検出部を搭載した基板と、を備えた表示装置において、前記導光板は、前記導光板内を導光した光を放出させる光取り出し部を有し、前記光取り出し部は、前記導光板の前記表示板側の方が、前記導光板の前記基板側よりも多く形成する。

本発明によれば、タッチパネルの感度を保ちつつ、光の利用効率を高めた表示装置またはこの表示装置を備えた冷蔵庫を提供できる。

本発明の実施例に係る冷蔵庫の正面図である。図１のＰ部に示す表示領域及び操作表示領域の表示状態を示す図である。本実施例に係る表示装置からフィルムを除いた状態の正面図である。図２における操作表示領域の箇所の断面図である。従来の表示部の照度分布を計算した結果を示す図である。本実施例を適用した表示部の照度分布を計算した結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

ここでは本発明による表示装置を、貯蔵室扉に内蔵した冷蔵庫を例として説明する。

図１は、本実施例に係る冷蔵庫の正面図であり、表示部及び操作部が非表示状態の図である。冷蔵庫本体１は、上から順に冷蔵室２ｄ，冷凍室４ｄ１，野菜室５ｄ等を有している。冷蔵室２ｄと冷凍室４ｄ１との間には、急速冷凍室４ｄ２が設けられて、急速冷凍室４ｄ２の隣に製氷室４ｄ３が設けられている。

また、各貯蔵室の前方開口には、前記前方開口を開閉する扉が設けられている。すなわち、冷蔵室２ｄの前方開口には、左冷蔵室扉２ａ及び右冷蔵室扉２ｂが設けられ、冷凍室４ｄ１，急速冷凍室４ｄ２，製氷室４ｄ３及び野菜室５ｄの夫々の前方開口には、冷凍室扉４ｂ，急速冷凍室扉４ｃ，製氷室扉４ａ及び野菜室扉５が夫々設けられている。

左冷蔵室扉２ａ及び右冷蔵室扉２ｂは、夫々冷蔵庫本体１の上部に設けられた上ヒンジ３（左ヒンジ３ａ，右ヒンジ３ｂ）等によって、回転自在に軸支されている。すなわち、観音開き式に構成された、いわゆるフレンチドアを構成している。

また、冷凍室扉４ｂ，急速冷凍室扉４ｃ，製氷室扉４ａ及び野菜室扉５は、夫々引き出し式の扉であって、夫々の貯蔵室の容器とともに引き出し自在である。

そして、左冷蔵室扉２ａ及び右冷蔵室扉２ｂ，冷凍室扉４ｂ，急速冷凍室扉４ｃ，製氷室扉４ａ並びに野菜室扉５は、その外表面に透明度のある扉前面板（ガラス板）６が設けられている。

次に、操作領域と表示領域を兼ねる操作表示領域９は、使用者が外部から操作することで、冷蔵室２ｄ及び冷凍室４ｄ１等の各貯蔵室の室温を設定したり、冷蔵室２ｄや冷凍室４ｄ１を急速に冷却したり、製氷装置の運転オン／オフや急速製氷を設定したりする。すなわち、操作表示領域９を使用者が操作することで、冷蔵庫の諸機能の設定ができる。

また、表示領域１０は、操作表示領域９からの入力結果を表示するものである。この表示領域１０によって、使用者が操作表示領域９で行った操作を確認したり、先に設定されている諸機能の状態を確認したりできる。

さらに、操作表示領域９及び表示領域１０を点灯させるための表示用タッチ部９ａを操作することで、操作表示領域９及び表示領域１０は図１の消灯状態から、図２の点灯状態に移行する。すなわち、使用者が表示用タッチ部９ａ（一例として「ＭＥＮＵ」の文字表示マーク）を押す、触れる、手指を近づける等の操作をすることで、常時視認可能な表示用タッチ部９ａ以外の操作表示領域９及び表示領域１０の文字や記号等が、消灯状態から点灯状態に切り替わり、ガラス板６上に表示され、操作表示領域９の操作が可能となる。これにより、通常時、常時視認可能な文字や図形透の表示は表示用タッチ部９ａのみとなり、操作表示領域９及び表示領域１０の非点灯時はシンプルな外観とすることができ、デザイン性が向上する。また、操作表示領域９及び表示領域１０を必要なときだけ点灯させるので、省エネルギー効果を得ることができる。

なお、表示タッチ部９ａを操作すると、操作表示領域９及び表示領域１０の全ての文字や図形等が点灯表示される。その一定時間経過後、表示領域１０は現在設定されている諸機能の設定状態を表す表示のみが点灯し、それ以外の表示は消灯される。更に、無操作状態が一定時間経過すると、操作表示領域９及び表示領域１０の文字や図形等は全て消灯し、表示用タッチ部９ａのみが視認可能となる。このように、常時視認可能な表示用タッチ部９ａを操作した後、一旦、全ての文字等を点灯させることで、使用者は、冷蔵庫の機能の確認及び何を設定変更できるのか等を確認できる。

また、ガラス板６の裏面は、有色塗料が塗布されている。これにより、発泡断熱材が正面側から見えないように処理されて、かつ操作表示領域９及び表示領域１０は表示用タッチ部９ａの操作によって明確に視認されるので、外観性の優れた扉が実現できる。

図３は、表示装置からフィルムを除いた状態の正面図でり、図４は、図２における操作表示領域９の箇所の断面図である。この操作表示領域９に対応する表示装置は、表示部（透光部）１４及び非透光部１５を有する表示板（フィルム）１６と、この表示板１６の背後に位置する導光板１３と、この導光板１３内に可視光を入射する発光手段であるＬＥＤ１１と、制御回路を設置する基板１７と、を備えている。また、導光板１３は、この導光板１３内を導光した光を放出させる光取り出し部１２を有している。

ここで、表示部１４は、透過性を有する文字や記号などで構成されるものであり、非透光部１５は、表示部１４の周辺に成膜されるものである。また、アクリル材で形成された導光板１３の左右の側方に配置されたＬＥＤ１１に電圧をかけることで、ＬＥＤ１１から出射された光が導光板１３の側面から入射され、全反射を繰り返すことにより導光板１３内部を導光する。そして、導光板１３の表面に形成された光取り出し部１２に光が到達すると、そこから光が放出される。また、ＬＥＤ１１と導光板１３とを、基板１７の前後方向ではなく、基板１７の左右方向に並設したことで、表示装置全体を薄型化でき、この表示装置の裏側に重点される発泡断熱材の厚みを増すことができ、断熱性能を確保できる。

この光取り出し部１２は、図４に示したように表示部１４の背後もしくはその近辺に、他の領域（非透光部１５）よりも多く設けることにより、非透光部１５に照射、吸収される光を抑制し、導光板１３内を導光した光を効率よく表示部１４に照射でき、文字や記号等の視認性を向上できる。

また、図４の光取り出し部１２は、導光板１３背面（基板側）よりも、導光板１３前面（表示板側）で多く設けられているほうが有効である。これは導光板１３背面の光取り出し部１２から放出された光が、基板１７に吸収されることや、基板１７で様々な方向に反射された光が、表示板１６の非透光部１５に吸収されることを抑制できるためである。

さらに、左右方向に長く形成される導光板１３のうち、中央側における光取り出し部１２の密度は、左右両端側における光取り出し部１２の密度よりも高くなっている。ここでの中央とは、左右両側のＬＥＤ１１から最も距離が離れた導光板１３上の線である。このため、ＬＥＤ１１から遠く光が届き難い中央付近においても、十分な光量の光を放出でき、左右方向の明るさのムラを適宜調整することが可能である。

また、図４の光取り出し部１２は、導光板１３の前面、背面ともに凸形状としたが、必ずしも凸形状に限るものではなく、凹形状であってもよい。但し、導光板１３の背面側の光取り出し部１２は、凹形状よりも凸形状が多いほうが有効である。また、導光板１３の背面中央の凸形状の光取出し領域１２ｂの高さは、周辺の光取出し領域の高さよりも高いほうが有効である。さらに、凸形状の光取り出し部１２は、多角柱よりも六角錐などの多角錐や円錐が望ましい。導光板１３の背面の凸形状の光取り出し部１２が、導光板１３の中央付近で基板１７と点接触することにより、導光板１３のたわみやがたつきによるタッチセンサ１８の感度低下を抑止しつつ、基板１７側への漏光を抑制できるためである。

また、背面側の光取り出し部１２は、導光板１３の中央からＬＥＤ１１に至るまでの２／３の範囲内に形成されていることが望ましい。より望ましくは、導光板１３の中央からＬＥＤ１１に至るまでの１／２の範囲内に光取出し領域１２が形成されている事が有効である。導光板１３の背面の凸形状の光取り出し部１２が、導光板１３の中央付近に形成されることにより、導光板１３のたわみやがたつきによるタッチセンサ１８の感度低下を抑止しつつ、基板１７側への漏光を抑制できるためである。

また、基板１７側であって左右中央の２つの光取り出し部１２は、それぞれ更に中央側の光取出し領域１２ｂの密度および高さのいずれかもしくは両方が、その両脇の光取出し領域１２ａより高く形成されていることが有効である。これにより、表示部の中央の光取出し効率が向上し、文字の視認性が改善されるためである。

また、この光取り出し部１２は、レーザ加工や、金型形成、サンドブラスト法など、凹凸加工が出来るその他製造方法でもよい。なお、図４の光取り出し部１２は、可視光の散乱材を含有した樹脂を印刷してもよい。導光板１３内を全反射により導光した光がこの散乱材に到達すると、光が散乱され効率よく文字や記号等に照射できる。

そして、導光板１３の側面は、平坦状となっている。これにより、ＬＥＤ１１から入射した光は、導光板１３の端面で全反射され、漏光を抑制すると共に、導光板１３内を導光した光を効率よく表示部１４に照射でき、文字等の視認性が向上する。なお、この導光板側面（端面）は、アクリル板を所望の形状に切出し加工した後、仕上げ研磨として鏡面研磨を施して形成するが、側面が透明であればよく、特に製造法を限定するものではない。

また、導光板１３の背面側の基板１７表面にはシルク色のインクを印刷した。これにより、基板側に放出された光の多くが、基板で反射された後、表示板の光取り出し部で放出されるため、光を効率よく表示部１４に照射でき、文字等の視認性が向上する。

図５は、従来構造の導光板における、表示部１４の照度分布を示すものであり、図６は、本実施例の光取り出し部１２を設けた導光板１３を適用した場合における、表示部１４の照度分布を示すものである。計算法としては、光学シミュレーションを採用した。即ち、ＬＥＤメーカが作製したＬＥＤの光学特性と、光取り出し部と導光板の構造、材料特性をシミュレーションで設定し、そのＬＥＤから入射された光の軌跡を、従来構造と本実施例の構造の導光板で計算し、表示面側に放出される光の分布を評価した。

その結果、本実施例では従来構造に比べ、導光板１３の両側の輝度はあまり変化が無い一方で導光板１３中央の輝度が向上し、輝度むらが改善された。以下、この理由を説明する。従来構造で、最も暗いのは導光板１３の中央付近であるが、本実施例では、導光板１３の基板側の左右中央付近に光取り出し部１２の数を他の領域よりも多くしているため、基板側に放出された光の多くが基板１７で反射され、その後表示板１６側の光取り出し部１２で光が放出されたためと推定される。また、基板１７側であって左右中央の２つの光取り出し部１２は、それぞれ更に中央側の光取出し領域１２ｂの密度及び高さを、その両脇の光取出し領域１２ａより高く形成したため、表示板１６側の中央の光取り出し部１２の効率が向上したためと、推定される。

また、本実施例により作製した表示部においても、各表示部の輝度が均一化しつつ、導光板のたわみやがたつきによるタッチパネル感度の低下も抑止が出来た。

以上により、本実施例によれば、タッチパネルの感度を保ちつつ、光の利用効率を高め、中央の表示部１４の輝度を向上した表示装置を提供できる事が実証された。

なお、本発明は、表示装置を貯蔵室扉に内蔵した冷蔵庫に限るものではなく、空気清浄機や洗濯機、ＩＨクッキングヒータなど、表示装置を伴うその他家電や産業製品にも有効である。また、光源はＬＥＤだけでなく、冷陰極蛍光管や有機ＥＬ、無機ＥＬ、蛍光体、その他発光体でもよい。また、導光板としては、アクリル樹脂や、ポリカーボネート、ポリスチレンなど、可視光に対して透過率の高いものを用いるのが有効である。

１…冷蔵庫本体、２ａ…左冷蔵室扉、２ｂ…右冷蔵室扉、２ｄ…冷蔵室、３…上ヒンジ、３ａ…左ヒンジ３ａ、３ｂ…右ヒンジ３ｂ、４ａ…製氷室扉、４ｂ…冷凍室扉４ｂ、４ｃ…急速冷凍室扉、４ｄ１…冷凍室、４ｄ２…急速冷凍室、
４ｄ３…製氷室、５…野菜室扉、５ｄ…野菜室、６…扉前面板（ガラス板）、
９…操作表示領域、９ａ…表示用タッチ部、１０…表示領域、
１１…ＬＥＤ、１２…光取り出し部、１３…導光板、１４…表示部（透光部）、１５…非透光部、１６…表示板（フィルム）、１７…基板、１８…タッチセンサ

Claims

表示板と、前記表示板の背後に位置する導光板と、前記導光板内に光を入射する発光手段と、前記表示板の後方で静電容量の変化を検出する検出部を搭載した基板と、を備えた表示装置において、
前記導光板は、前記導光板内を導光した光を放出させる光取り出し部を有し、
前記光取り出し部は、前記導光板の前記表示板側の方が、前記導光板の前記基板側よりも多く形成されていることを特徴とする表示装置。
請求項１の表示装置において、
前記発光手段は、前記導光板の側方に位置し、
中央側の前記光取り出し部の密度は、両端側の前記光取り出し部の密度よりも高いことを特徴とする表示装置。
請求項１または２の表示装置において、
前記基板側の前記光取り出し部は、凸形状であり、中央の高さは、周辺の高さよりも高いことを特徴とする表示装置。
請求項１または２の表示装置において、
前記導光板の基板側には、前記導光板の中央から前記発光手段に至るまでの２／３の範囲内に、凸形状の前記光取り出し部が形成されていることを特徴とする表示装置。
請求項３または４の表示装置において、
前記凸形状の光取り出し部は、その中央側の光取出し領域の密度および高さのいずれかもしくは両方が、高く形成されていることを特徴とする表示装置。
請求項１乃至５のいずれかの表示装置において、
前記表示板は、透光部および非透光部を有し、
前記光取り出し部は、前記非透光部の背後と比べて、前記透光部の背後に多く形成されていることを特徴とする表示装置。
請求項１乃至６のいずれかの表示装置において、
前記導光板は、側面が平坦状であることを特徴とする表示装置。
貯蔵室の前方開口を開閉する貯蔵室扉と、前記貯蔵室扉内の断熱材と、を備えた冷蔵庫において、
請求項１乃至７のいずれかに記載された表示装置を有することを特徴とする冷蔵庫。