JP3068349U - ３次元エレクトロルミネセンス表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全ての表面（平面または曲面）が均一な明る
さを有する３次元エレクトロルミネセンス表示装置を提
供すること。 【構成】 透明シートと、その透明シート上に配設され
た透光層と、その透光層に隣接して配設された少なくと
も１つのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプと、一
体型の成形された３次元ＥＬ表示装置を形成するように
前記ＥＬランプおよび前記透明シートに対して成形され
た基板とを備えた、３次元エレクトロルミネセンス表示
装置およびその製造方法である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発光表示装置に関し、特に３次元エレクトロルミネセンス表示装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

表示装置、例えば、設計、記号、および英数字キャラクタ等の発光グラフィッ クスを生成する不透明マスクを有するパネルに、バックライトを設けることが知 られている。典型的には、その表示装置はフラット即ち平坦なものである。白熱 電球が、その表示装置の裏側に間隔を置いて配設され、電源に接続される。その 電源により、白熱電球が表示装置上のグラフィックスの照明を行うことになる。

【０００３】 白熱電球によるバックライトに関する問題点の１つとして、白熱電球の光強度 は等しく均一にグラフィックスの照明を行うものではない、ということがある。 白熱電球によるバックライトに関するもう１つの問題点として、白熱電球は切れ るものであり、交換しなければならない、ということがある。

【０００４】 表示装置のバックライト用にエレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプを設ける ことも知られている。ＥＬランプは、本質的には、２つの導電電極（一方の電極 は透明）間に誘電層を有するコンデンサである。その誘電層は、強電界が存在す る場合に少量の電流を用いて光を放射する蛍光体粉末を含むものである。前面の 電極は、一般には薄くて透明のインジウム−酸化スズ層または酸化インジウムの 層であり、背面の電極は、一般には銀または炭素等の導電粒子を含むポリマバイ ンダ（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエステル、ビニル、エ ポキシ等）の層である。ポリエステルまたはポリカーボネート等のポリマフィル ムに前面の電極が加えられて、他の層に関する機械的な保全性及び支持が提供さ れる。

【０００５】 エレクトロルミネセンスによるバックライト方法の欠点は、ＥＬランプがグラ フィックから短い距離（例えば、ＥＬランプの幅の数十分の一）だけ離れている 場合、またはＥＬランプが表示装置の外側表面から短い距離だけ隔置されている 場合に、均一の輝度を有する背景の達成が困難となる、という点である。表示装 置は、縁部よりも中央部の方が明るくなる。これは、部分的には、ＥＬランプと グラフィックとを隔てる空間内で散乱する光によるものである。ＥＬランプをグ ラフィックから更に引っ込めれば、その光軸が平行になり、即ち、均一性が改善 されるが、そのＥＬランプは一層暗いものとなる。散乱光を再捕捉するためには 、ＥＬランプとグラフィックとの間の空間を包囲する反射表面を構成する必要が ある。従って、ＥＬランプとグラフィックとを表示装置の外側表面で併合して最 大限の輝度および均一性を得ることが当業界で必要とされている。

【０００６】 ＥＬバックライト方式のもう１つの問題点は、ＥＬランプが典型的には平坦な 表面のための平坦なストリップであり、このため、曲線または等高線をなす発光 表面を作成するのが困難となる。ＥＬランプの中には、３次元形状に曲げること が可能なものもあるが、ランプの前面電極その他の層の破壊を防止するために、 その曲率半径は0.64cm(0.25inch)よりも大きくなければならない。ポリクロロト リフルオロエチレンから製造されたＥＬランプは、熱的または機械的ストレスを 受けた際に離層する傾向にある。0.64cm未満の曲率半径の形状を有する場合には 、可撓性基板により接続された２つ以上のＥＬランプを使用することが望ましい 。従って、全ての表面（平面または曲面）が均一な明るさを有するようにＥＬラ ンプを用いた３次元表示装置が当業界で必要とされている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従って、本考案の目的は、３次元エレクトロルミネセンス表示装置を提供する ことにある。

【０００８】 本考案のもう１つの目的は、成形された一体型のエレクトロルミネセンスラン プを有する発光式３次元表示装置を提供することにある。

【０００９】 本考案の別の目的は、曲面または等高線をなす表面が発光する３次元エレクト ロルミネセンス表示装置を提供することにある。

【００１０】 本考案の更に別の目的は、照明の最大限の輝度および均一性を得るためにエレ クトロルミネセンスランプとグラフィックとを表示装置の外側表面に有する、成 形された一体型の３次元表示装置を提供することにある。

【００１１】 本考案の更に別の目的は、発光するグラフィックを生成するよう選択的に堆積 されたＥＬ蛍光体を有する３次元エレクトロルミネセンス表示装置を提供するこ とにある。 本考案の他の目的は、使用する部品が一層少数であると共に占有空間が従来の 表示装置よりも一層小さな３次元エレクトロルミネセンス表示装置を提供するこ とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の３次元エレクトロルミネセンス表示装置 は、透明シートと、その透明シートの少なくとも一方の側上に配設された透光層 とを備えている。この３次元エレクトロルミネセンス表示装置はまた、一体型の ３次元ＥＬ表示装置を形成するように、前記透光層に隣接して配設された少なく とも１つのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプと、そのＥＬランプおよび前 記透明シートに対して成形された基板とを備えている。

【００１３】 また、本考案は、１枚の透明材料シートを設け、そのシートの少なくとも一方 の側上に透光層を配設するというステップを含む、３次元エレクトロルミネセン ス表示装置の作成方法に関するものである。この方法は更に、前記透光層に隣接 して少なくとも１つのＥＬランプを配設し、そのＥＬランプと前記シートに対し て基板を成形して、一体型の３次元ＥＬ表示装置を形成する、というステップを 含むものである。

【００１４】 本考案の特徴の１つは、発光式３次元表示装置が提供される、ということであ る。本考案のもう１つの特徴は、３次元エレクトロルミネセンス表示装置が、最 大限の輝度および均一な明るさを得るようにその表示装置の外側表面で併合され た、成形による一体型ＥＬランプを有していることである。本考案の別の特徴は 、３次元エレクトロルミネセンス表示装置が、曲面または等高線をなす表面が発 光する３次元形状でＥＬランプを支持する成形基板を有していることである。本 考案の更に別の特徴は、３次元エレクトロルミネセンス表示装置が、蛍光体が選 択的に堆積されたＥＬランプを用いていることである。このＥＬランプは、部品 の表面全体に蛍光体粉末が堆積または印刷されている従来のＥＬランプよりも安 価なものとなる。本考案の別の特徴は、３次元エレクトロルミネセンス表示装置 が、従来の白熱電球による構成よりも部品数が少なくて占有空間が小さなものと なり、即ち、回路基板に白熱電球を取り付ける必要がなく、またＥＬランプは白 熱電球よりもはるかに薄いものである。本考案の更に別の特徴は、３次元エレク トロルミネセンス表示装置が、熱を生成する従来の白熱電球と比較して一層冷た いものであり、また、白熱電球、または、別の基板あるいは部品に取り付けられ たフラット型ＥＬランプを交換するために多数の部品を分解するものと比較して 、消費者にとって一層良好な保守性を有している、ということである。本考案の 別の特徴は、３次元エレクトロルミネセンス表示装置が、その表示装置の輝度を 最大限にすることが可能なものであり、従って、小さなエネルギーでＥＬランプ を起動させる必要がなくなり、これは、ＥＬランプの寿命を延ばすことにもなる 。

【００１５】 本考案の他の目的、特徴、および利点は、図面に関連して以下の詳細な説明を 参照することにより容易に理解されよう。

【００１６】

【実施例】

図１は、本考案による３次元エレクトロルミネセンス表示装置10を、自動車の 搭乗者室14のインストルメントパネル12との操作上の関連で示したものである。 この３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は、搭乗者室14中のインストルメ ントパネル12に発光表示装置を与えるものである。

【００１７】 図２ないし図５を参照する。この３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は 、透明のアップリケまたはシート16を備えている。このシート16は、ポリカーボ ネート等のプラスチック材料からなる透明フィルムである。シート16は、丸い隅 17bを有する湾曲した外側表面17aと、スイッチ（図示せず）を受容するようその シート16を貫通して延びるアパーチャ17cとを有するように事前形成される。こ のシート16は、以下で説明するように、平坦なものとし、後で形成することが可 能なものである、ということが理解されよう。

【００１８】 この３次元エレクトロルミネセンス表示装置はまた、「123」等のグラフィッ ク19を形成するためにシート16の一方の側に配設された第１の層、即ち透光層18 を備えている。この透光層18は、シルクスクリーニング、オフセットリソグラフ ィ、スクリーン印刷、凸版輪転印刷、グラビア印刷、またはフレキソ印刷等（こ れらは全て当業界で既知の従来技術である）の適当な手段により、シート16上に 印刷される。透光層18は、多色半透明アートワークとすることができる。実施例 では、透光層18は、「123」というグラフィック19を構成するようにシート16上 にシルクスクリーニングされた第１のインクを有している。不透明グラフィック 19を形成するようにシート16の他方の側に第２のインクをシルクスクリーニング してもよい。この透光層18は、グラフィック19を構成する窓を形成するように印 刷される、ということが理解されよう。また、透光層18は、シート16の何れか一 方の側またはその両側に配設可能なものである、ということも理解されよう。

【００１９】 ３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は、透光層18上に配設された第２の 層、即ち保護層20を備えている。この保護層20は、ポリウレタンまたはアクリル ポリウレタン等の透明な堅い樹脂からなるトップコートである。保護層20は、上 述のようなシルクスクリーニングまたはスプレ塗装等の適当な手段により透光層 18上に印刷される。この保護層20は、透光層18を摩耗から保護するものである、 ということが理解されよう。

【００２０】 この３次元エレクトロルミネセンス表示装置は、シート16の直ぐ裏側に、また はシート16に密接に接触して配設された、また代替的には、透光層18の裏側に配 設された、少なくとも１つのＥＬランプ22を備えている。このＥＬランプ22は、 グラフィック19の裏側に配置されて接着剤または積層体（例えば感圧的または化 学的に接合される接着増進剤(adhesion promoter)）等の適当な手段によりシー ト16に固定され、または、シート16に直接載置される。ＥＬランプ22は、シート 16への取り付けに先立って事前に形成される。ＥＬランプ22は、平坦なものとす ることができ、また後で形成可能なものである、ということが理解されよう。ま た、ＥＬランプ22は、電圧が印加された際に可視光の光子を放出する、というこ とも理解されよう。

【００２１】 また、３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は、ＥＬランプ22に接続され た複数の導電リード24を備えている。この導電リード24は、銅等の導電材料から なり、当業界で周知のように、鍛造型打プロセスで製造することができるもので ある。代替的には、導電リード24は、各ＥＬランプ22へと延びるコネクタの正／ 負リードから導かれる、スクリーニングされた導電インクトレースとすることが できる。複数のＥＬランプ22を使用し、上述のような導電リード24を用いて幾つ かのＥＬランプ22に選択的にアドレスすることが可能であり、これにより、ＥＬ ランプの隅を鋭くすることが可能となる、ということが理解されよう。

【００２２】 更に、この３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は、シート16に３次元形 状を与える基板26を備えている。好適には、この基板26はプラスチック材料から なるものである。ＥＬランプ22を備えたシート16は（事前に形成されない場合に は）従来の方法により形成可能なものであり、それを射出成形機（図示せず）中 の型内に挿入し、シート16の裏側の型内にプラスチック材料を射出して基板26を 形成して、その基板26にＥＬランプ22が接着される。代替的には、導電リード24 およびＥＬランプ22を備えたシート16を前記型内に挿入し、その型内にプラスチ ック材料を射出して基板26を形成して、導電リード24とＥＬランプ22とシート16 とを１つにまとめることができる。

【００２３】 成形された基板26は、バネ付勢式ピンを備えた標準コネクタ（図示せず）との 接続用の開口28を有している。前記ピンが前記開口28中に配設されて電流源（図 示せず）との接続が行われる。本実施例では、電流源は自動車内のインバータで ある。基板28はまた、インストルメントパネル12との連結用の突出部30a,30bを 有している。ＥＬランプ22および基板26は、１つに結合されて一体型ユニットと なり、そのＥＬランプ22が基板26の３次元形状に形成される、ということが理解 されよう。

【００２４】 動作時には、電流源が、導電リード24を介してＥＬランプ22に電圧を供給する 。その電界によりＥＬランプ22の蛍光物質が励起されて、可視光スペクトル範囲 内にある殆ど全ての放射エネルギーを有する光子が放射される。その可視光は、 グラフィック19を介して搭乗者室中に「123」の発光表示を生成する。

【００２５】 代替的には、ＥＬランプ22の層は、透光層18またはシート16の第２の表面上に スクリーン印刷することができる。また、透光層18は、シルクスクリーニング等 によりＥＬランプ22の前面電極上に印刷することができる。また、導電リード24 は、シルクスクリーニング等によりＥＬランプ２２上に印刷することができる。 グラフィック19は、成形プロセスの前に、ＥＬランプ22のパターン形成により、 または、ＥＬランプ22の前面または第１の表面上へのスクリーン印刷により、ま たは、別個のシート16上へのスクリーン印刷により形成されるものである、とい うことが理解されよう。

【００２６】 更に、この３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は、本考案に従った方法 によって作成することができる。この方法は、透明材料からなるシート16を設け 、そのシート16の少なくとも一方の側上に透光層18を配設する、というステップ を含むものである。本方法は更に、前記透光層18に隣接して少なくとも１つのＥ Ｌランプ22を配設し、そのＥＬランプ22および前記シート16に対して基板26を成 形して、一体型の３次元表示装置10を形成する、というステップを含む。

【００２７】 ここで図６を参照する。同図には、本３次元エレクトロルミネセンス表示装置 10を作成するための特定の方法が示されている。その第１の方法は、シート16を 設け、ステップ40で、グラフィック19を有する透光層18を前記シート16上に印刷 し、ステップ42で、前記シート16の事前形成を行う。この第１の方法はまた、前 記シート16に少なくとも１つのＥＬランプを取り付けまたは固定するステップ44 を含む。ステップ46に示すように、ＥＬランプ22は、シート16への取り付けに先 立って事前形成することが可能なものである。また、ステップ42は随意選択のも のであり、シート16およびＥＬランプ22をステップ44の後で形成することもでき る、ということが理解されよう。

【００２８】 ステップ44の後、この第１の方法は、ＥＬランプ22を備えたシート16を型中に 載置または配置するステップ48と、そのＥＬランプ22およびシート16に基板を成 形するステップ50と、その型内から３次元エレクトロルミネセンス表示装置を取 り外すステップ52とを含む。

【００２９】 代替的に、第２の方法としては、シート16を設け、グラフィック19を有する透 光層18をシート16上に印刷する、というステップ54を含む方法がある。そのステ ップ54の後、この第２の方法は、少なくとも１つのＥＬランプ22の透明電極（パ ターン形成されたもの）をシート16上に堆積させるステップ56と、ＥＬランプ22 の蛍光体の層（パターン形成されたもの）をシート16上に堆積させるステップ58 と、ＥＬランプ22の裏側電極（パターン形成されたもの）をシート16上に堆積さ せるステップ60とを含んでいる。そのステップ60の後に、この第２の方法は、少 なくとも１つのＥＬランプ22を備えたシート16の事前形成を行うステップ62を含 み、次いで上述のステップ48,50,52を実行する。

【００３０】 従って、本考案により、最大限の輝度および均一性を備えた発光式３次元表示 装置10が提供される。この３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は、シート 16に対するＥＬランプ22の接触さえも提供するものである。この３次元エレクト ロルミネセンス表示装置10はまた、ＥＬランプ22およびシート16に成形されてそ のＥＬランプ22を機械的損傷から保護すると共にそのアセンブリを簡素化する基 板26を提供する。この３次元エレクトロルミネセンス表示装置10は、異なるレベ ルでグラフィック19を提供することができ、ＥＬランプ22とグラフィック19との 間の緊密な接触により、均一な明るさが提供される。この３次元エレクトロルミ ネセンス表示装置10は、装飾用の照明として、また、有用なまたは必要な情報を 観察者に提供するためのグラフィックと共に使用することができる。単一の表示 装置に幾つかの色を組み合わせ、また、表示装置の一部を選択的に起動させるこ とにより、本表示装置の有効性を一層向上させることができる。この３次元エレ クトロルミネセンス表示装置10は、自動車のインストルメントパネル12に使用し て、従来の白熱電球よりも優れた耐衝撃性および長寿命性を提供することができ る。

【００３１】 本考案を例示的な態様で説明してきたが、これまで使用してきた専門用語は、 本考案を制限するものではなく、単に本考案の説明を意図したものである、とい うことが理解されよう。

【００３２】 上記教示に基づいて、本考案の様々な修正例や変形例を実施することが可能で ある。従って、特許請求の範囲内で、上述の特定実施例以外に本考案を実施する ことが可能である。

【００３３】

【考案の効果】

本考案は上述のように構成したので、全ての表面(平面または曲面)が均一な明 るさを有する３次元エレクトロルミネセンス表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による３次元エレクトロルミネセンス表
示装置を自動車の搭乗者室との操作上の関連で示す斜視
図である。

【図２】図１の３次元エレクトロルミネセンス表示装置
を示す斜視図である。

【図３】図１および図２の３次元エレクトロルミネセン
ス表示装置を示す分解斜視図である。

【図４】図２のライン4-4に沿った断面図である。

【図５】図２のライン5-5に沿った断面図である。

【図６】図１の３次元エレクトロルミネセンス表示装置
を作成するための本考案による方法を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

10 ３次元エレクトロルミネセンス表示装置 16 シート 18 透光層 19 グラフィック 20 保護層 22 ＥＬランプ 24 導電リード 26 基板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月２６日（１９９９．３．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｚ (72)考案者 ロバート・ジェイ・クラフシック アメリカ合衆国アリゾナ州85044フェニッ クス，サウス・トナレア・ドライヴ・ 11808 (72)考案者 ウォルター・ジェイ・パシオレック アメリカ合衆国アリゾナ州85044フェニッ クス，サウス・トナレア・ドライヴ・ 11801 (72)考案者 ラモウナ・アール・フェッチター アメリカ合衆国ウィスコンシン州53095ウ エスト・ベンド，ハッカー・ドライヴ・ 5841

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元エレクトロルミネセンス表示装置で
   あって、この表示装置が透明シートと、その透明シート
   の少なくとも一方の側に配設された透光層と、その透光
   層裏側に隣接して配設された少なくとも１つのエレクト
   ロルミネセンス（ＥＬ）ランプと、 外側表面が曲面又は等高線をなす一体型の３次元ＥＬ表
   示装置を形成するよう前記ＥＬランプおよび前記シート
   に対して成形された基板とを備え、 前記基板が、前記シートに対して成形されたプラスチッ
   ク材料であることを特徴とする、３次元エレクトロルミ
   ネセンス表示装置。
2. 【請求項２】前記少なくとも１つのＥＬランプおよび前
   記シートが事前形成される、請求項１記載の３次元エレ
   クトロルミネセンス表示装置。
3. 【請求項３】前記透光層が、前記シート上に印刷された
   インク材料である、請求項１記載の３次元エレクトロル
   ミネセンス表示装置。
4. 【請求項４】前記少なくとも１つのＥＬランプに接続さ
   れた複数の導電リードを備えている、請求項１記載の３
   次元エレクトロルミネセンス表示装置。
5. 【請求項５】前記透光層上に配設されてその透光層を摩
   耗から保護する保護層を備えている、請求項１記載の３
   次元エレクトロルミネセンス表示装置。
6. 【請求項６】３次元エレクトロルミネセンス表示装置で
   あって、この表示装置が、 透明シートと、 その透明シートの少なくとも一方の側に配設された、グ
   ラフィックを有する透光層と、 前記グラフィックの裏側に配設された少なくとも１つの
   エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプと、 その少なくとも１つのＥＬランプに接続された複数の導
   電リードと、 一体型の３次元ＥＬ表示装置を形成するよう前記少なく
   とも１つのＥＬランプと前記導電リードと前記シートと
   に対して成形された基板とを備え、 前記基板が、前記シートに対して成形されたプラスチッ
   ク材料であることを特徴とする、３次元エレクトロルミ
   ネセンス表示装置。
7. 【請求項７】前記透光層が、前記シート上に印刷された
   インク材料である、請求項７記載の３次元エレクトロル
   ミネセンス表示装置。
8. 【請求項８】３次元エレクトロルミネセンス表示装置で
   あって、この表示装置が、 透明シートと、 その透明シートの少なくとも一方の側に印刷されたイン
   ク材料からなる透光層であって、グラフィックを有す
   る、前記透光層と、 前記グラフィックの裏側に配設された少なくとも１つの
   エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプと、 その少なくとも１つのＥＬランプに接続された複数の導
   電リードと、 前記透光層上に配設されてその透光層を摩耗から保護す
   る保護層と、 前記少なくとも１つのＥＬランプと前記導電リードと前
   記シートとに対して成形されたプラスチック材料製基板
   であって、３次元形状を有する、前記基板とを備えるこ
   とを特徴とする、３次元エレクトロルミネセンス表示装
   置。