JP5010639B2 - 積層着色層からなる透過領域を備えた発光表示装置 - Google Patents

Description

本発明は家電、音響機器、携帯電話などの小型電子機器、自動車などのインジケータ類に用いられるものであり、表示文字・表示目盛り・マークなどのパターン表示を行う発光表示装置に関するものである。

従来、一定のパターンに形成され、一定波長範囲の可視光である特定色を透過する特定色透過領域と遮光領域を備えた表示板と、表示板の背面側に配置され、点灯時に特定色を含む照射光を表示板に照射する光源からなる発光表示装置が知られている。このような発光表示装置は表示板の表面側に半透過層を備えているものもある。発光表示装置では、光源の点灯時に表示板上に一定パターンが表示され、光源の消灯時に表示板上に何も表示されない。（例えば特許文献１参照。）。

特開２００８−２６２００８号公報

従来の発光表示装置にあって、光源の消灯時に、太陽光など強い外光が表示層に入光すると、当該外光の反射光などにより、パターン状に配置した透過領域の色や形が観察者に視認されてしまう。つまり、パターンが露見する。

上記した半透過層の透過率を下げれば露見の程度を軽減できるが、光源点灯時に特定色透過領域を透過する光もまた半透過層で遮られることになり、表示輝度が落ちてしまう。

解決しようとする問題点は、表示輝度を保持しつつ特定色透過層の露見を避ける発光表示装置を得ることにある。

本発明のその他の課題は、本発明の説明により明らかになる。

課題を解決するための手段を説明する。理解を容易にするために、本発明の実施態様に対応する符号を付けて説明するが、本発明は当該実施態様に限定されるものではない。

本発明の一の態様にかかる発光表示装置は、
一定のパターンに形成され、一定波長範囲の可視光である特定色を透過する特定色透過領域（１１）と遮光領域（１２）を備えた表示板（１０）と、
前記表示板の背面側（８２）に配置され、点灯時に前記特定色を含む照射光を前記表示板に照射する光照射手段（２０）からなり、
前記光照射手段の点灯時に前記表示板上に前記一体パターンが表示される発光表示装置（１ａ、１ｂ）において、
前記特定色透過領域はＰ（Ｐは２以上の正の整数）個の色が異なる着色層（１１１、１１２）を積層して形成され、
前記遮光領域は遮光層（１２０）により形成され、
前記個々の着色層と前記遮光層の色差をΔＥ＊ａｂとし、
Ｐ個の着色層についてそれぞれ前記ΔＥ＊ａｂを算出し、
前記ΔＥ＊ａｂの値が最も小さい着色層を表面側（８１）に配置して前記Ｐ個の着色層を積層した表示板を備える。

本発明の好ましい実施態様において、発光表示装置は、前記表示板の表面側に半透過層を付加してもよい。本好ましい実施態様によれば、より一層特定色透過層の露見を避けることができる発光表示装置となる。

以上説明した本発明、本発明の好ましい実施態様、これらに含まれる構成要素は可能な限り組み合わせて実施することができる。

本発明にかかる発光表示装置は、その他の構成とともに、特定色透過領域をＰ個の色が異なる着色層で構成し、当該着色層のなかで遮光層との色差ΔＥ＊ａｂが最も小さい着色層を表面側（８１）に配置して積層した。このため、外光の反射による特定色透過層の露見を避けることができ、かつ、表示輝度を保持することができる発光表示装置となる。

図１は発光表示装置１ａの断面説明図である。 図２は発光表示装置１ａの平面図であり、図２（ａ）は光源点灯時の平面図であり、図２（ｂ）は光源消灯時の平面図である。 図３は発光表示装置１ｂの断面説明図である。 図４は特定色透過領域における光の透過と反射の説明図である。 図５は特定色透過領域モデルの透過スペクトルである。 図６は特定色透過領域モデルの反射スペクトルである。 図７は特定色透過領域モデルの色差ΔＥ＊ａｂ測定値を示すグラフである。 図８は二色の透過色透過領域と二色の光源を設けた発光表示装置（実施例２）にかかる表示板の平面説明図である。 図９は実施例２にかかる発光表示装置の平面図であり、図９（ａ）は赤色光源点灯時、図９（ｂ）は青色光源点灯時、図９（ｃ）は光源消灯時の平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例にかかる発光表示装置をさらに説明する。本発明の実施例に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

発光表示装置１ａは、表面側から順に配置された、半透過層３１、表示板１０と光照射手段２０からなる。図１と図３において、矢印８０は発光表示装置の表面と背面を示し、矢印８１が表面側を表し、矢印８２が背面側を示している。表面側８１は観察視点が存在する側である。

表示板１０は特定色透過領域１１と遮光領域１２を備えている。本発光表示装置１ａでは、特定色透過領域１１はアルファベットのＮ字のパターンに形成されている。遮光領域１２は特定色透過領域１１をとりまいている。

通常、パターンは平面形状の表示板に形成された平面形状である。しかし、表示板は必ずしも平面に限られず、凸でもよく、凹でもよく、曲面であってもよい。これらの曲面などの形状の表示板に形成されるパターンは、曲面などの形状の場合がある。

光照射手段２０は光源２１を有する。光源２１は、図示しない駆動手段により点灯、消灯がなされる。光照射手段２０は、光源２１から発光する光が直接表示板１０に出光するものでもよく、レンズや散乱手段などを備えて光の方向などが変化して出光するものでもよく、あるいは、導光体を使用するものであってもよい。光源２１は白色電球である。

図３に図示した発光表示装置１ｂは光照射手段２０が導光体を使用するものである。導光体２２の端面に配置された光源２１から出光した光は導光体２２に入光し、微細な凹凸形状２３である光出射手段で一部分が表示板１０に向けて出光し、残余は更に、導光体２２内を進んで、同様に、光出射手段で一部分が表示板１０に向けて出光する。

表示板１０の特定色透過領域１１は、色が異なるＰ層の着色層を積層して形成される。Ｐは２以上の正の整数である。Ｐの上限に制限はない。実用的な観点からＰの上限は、通常、５であり、好ましくは３である。

特定色透過領域１１は基材１３０の一方表面に、第一色着色層１１１を形成し、第一色着色層１１１に重ねて第二色着色層１１２を形成している。

第一色着色層１１１と第二色着色層１１２は、Ｐ＝２の場合のＰ層の着色層である。第一色着色層１１１と第二色着色層１１２は色が異なる。本実施例において、第一色着色層１１１の色はマゼンタである。第二色着色層１１２の色はオレンジである。

遮光領域１２は基材１３０の一方表面に、遮光層１２０を形成している。通常、遮光層１２０の色は黒であり、本実施例にかかる発光表示装置においても、遮光層１２０の色は黒である。

図４を参照して、特定色透過領域１１の透過光と反射光を説明する。光源から特定色透過領域１１へ向けて出光される透過光４１は、第二色着色層１１２と相互作用し、さらに、第一色着色層１１１と相互作用して表面側に至る。相互作用は光の吸収であり、主として個々の着色層の色により定まる。また、第一色着色層１１１と第二色着色層１１２の積層順序を逆にしても、透過光に差はない。

特定色透過領域１１に入光する外光４２は、第一色着色層１１１と第二色着色層１１２で反射されて、表面側から観察される。外光４２は太陽光などの可視光領域の白色光である。図４中に、第一色着色層１１１での第一反射光を矢印４３で示し、第二色着色層１１２での第二反射光を矢印４４で示している。

第一反射光４３は第一色着色層１１１のみを通過するので、第一反射光４２のスペクトルは第一色着色層１１１の光吸収を反映する。第二反射光４４は第二色着色層１１２を２回と第一色着色層１１１を４回通過するので、第二反射光のスペクトルは第二色着色層１１２だけでなく、第一色着色層１１１の光吸収を反映する。第一反射光４３と第二反射光４４の強度を比較すると、第一反射光４３が強く、第二反射光４４が弱い。

そこで、第一色着色層１１１を遮光層１２０に近い色の着色層にすれば、第一反射光４３が、遮光層１２０からの反射光に近づく。このため、特定色透過領域１１のパターンが露見しにくくなる。

色の類似はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色差ΔＥ＊ａｂで表すことができる。ここでは、第一色着色層１１１と遮光層の色差をΔＥ＊ａｂ［第一］とし、第二色着色層１１２と遮光層の色差ΔＥ＊ａｂ［第二］とする。第一色着色層１１１はマゼンタ色であり、第二色着色層１１２はオレンジ色であり、遮光層は黒である。このため、上述した２つの色差を比較すると、ΔＥ＊ａｂ［第一］が小さく、ΔＥ＊ａｂ［第二］が大きい。

この理由から、色差の小さいマゼンタ色を表面側である第一着色層にして、色差の大きいオレンジ色を第二着色層にしている。このため、表示板に外光が入光すると、特定色透過領域からの反射光の波長領域と、遮光領域からの反射光の波長領域が接近する。よって、透過色透過領域のパターンの露見が防止される。

続いて、複数の着色層を積層した特定色透過領域モデルを作成し、その透過スペクトル、反射スペクトルと色差を測定した結果を説明する。

厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの片側表面にスクリーン印刷で単一層の着色層を形成した。インクの乾燥後、当該着色層の上に単一層の着色層を形成した。同様の操作を繰り返して、４層の着色層が積層されたモデルとした。使用したインクはマゼンタとオレンジの２色である。マゼンタ着色層をＭの文字で表し、オレンジ着色層をＯの文字で表し、表面側から積層順位の順に従い、４文字のアルファベットでモデルを表現する。

作成した特定色透過領域モデルは５種であり、(1)ＭＭＯＯ、(2)ＯＯＭＭ、(3)ＭＯＭＯ、(4)ＭＯＯＭ、(5)ＯＭＯＭである。(1)ＭＭＯＯは、第一色着色層１１１をマゼンタ着色層、第二色着色層１１２をオレンジ着色層として形成する特定色透過領域のモデルである。(2)ＯＯＭＭは、第一色着色層１１１をオレンジ着色層、第二色着色層１１２をマゼンタ着色層として形成する特定色透過領域のモデルである。(3)〜(5)は、マゼンタとオレンジ色のインクを混合し、均等な単一の着色層を形成する特定色透過領域のモデルであり、また、積層の効果などを実証するモデルである。

特定色透過領域モデルについて測定した透過スペクトルを図５に示している。

(1)ＭＭＯＯ、2)ＯＯＭＭと(4)ＭＯＯＭの３のモデルについて測定した透過スペクトルは、ほとんど単一のスペクトルに重なる。図５中で３の透過スペクトルは一本に重なっている。すなわち、Ｐ層の着色層を構成する各層が同一であれば、その積層順序を変えても（刷り順番が変わっても）透過スペクトルはほとんどかわらない。

特定色透過領域モデルについて測定した反射スペクトルを図６に示している。

(1)ＭＭＯＯ、(2)ＯＯＭＭ、(4)ＭＯＯＭと(5)ＯＭＯＭの４のモデルについて測定した反射スペクトルを示している。ここで、矢印ａは略４００ｎｍでの反射率を示し、矢印ｂは略６００ｎｍの反射率を示し、矢印ｃは略７５０ｎｍでの反射率を示している。矢印ａと矢印ｂで示した波長範囲で、(1)ＭＭＯＯ（実線）と(4)ＭＯＯＭ（短破線）のスペクトルは重なっているために、当該区間で(4)ＭＯＯＭ（短破線）の図示を省略している。矢印ｂと矢印ｃで示した波長範囲で、(4)ＭＯＯＭ（短破線）と(5)ＯＭＯＭ（長破線）のスペクトルは重なっているために、当該区間で(5)ＯＭＯＭ（長破線）の図示を省略している。

(1)ＭＭＯＯと(2)ＯＯＭＭは、特に、５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲で、反射スペクトルに相違があり、(2)ＯＯＭＭの反射率が大きくなっている。５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲は、人の視覚が敏感な波長領域である。また、(5)ＯＭＯＭが(4)ＭＯＯＭに比較して５４０ｎｍ−６００ｎｍの範囲で反射率が大きい。

特定色透過領域モデルについて黒との色差ΔＥ＊ａｂを図７に示している。図７に示す色差は、モデルの４層全体について測定したものである。黒との色差は、値の小さい順に(1)ＭＭＯＯ、(3)ＭＯＭＯ、(4)ＭＯＯＭ、(5)ＯＭＯＭ、(2)ＯＯＭＭとなる。すなわち、これら５のモデルは、透過スペクトル（図５を参照して説明した）は同じであるが、遮光層である黒との色差に違いがある。作成した５種のモデルの中では、ＭＭＯＯが黒との色差が最小になる。

以上から、マゼンタとオレンジを混合したインキで均質な混合着色層を作るよりも、マゼンタ着色層と、オレンジ着色層の２の着色層に分離し、マゼンタ着色層を表面側、オレンジ着色層を裏面側に配置されるように、マゼンタ着色層とオレンジ着色層とを積層することが好ましいことがみてとれる。

なお、本発明において、Ｐ個の着色層の積層順位を定める遮光層との色差は、単一の着色層について測定した色差である。

以上とマゼンタとオレンジの組み合わせを例として説明したが、その他の異なる色の着色層の組み合わせを例示する。
(1)透過色は深い赤であり、第一着色層をバイオレット、第二着色層をイエローとする。
(2)透過色は深緑であり、第一着色層をシアン、第二着色層をグリーンとする。

半透過層３１は黒チントや白チント（チントと総称する）である。例えば、透明フィルムの片面に、印刷でチントを形成して製作する。そして、これを表示板１０の表面側に配置すればよい。あるいは、基材１３０の表面側に、直接チントを印刷してもよい。

以上説明した発光表示装置１ａは、光源２１を点灯すると、赤色波長範囲の光が表示板上の特定色透過領域を透過し、表示板上にＮ字のパターンが表示される。光源２１が消灯されれば、表示板上には何も表示されない。そして、外光が入光してもＮ字パターンの露見がない。

基材１３０は、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートやアクリルなどの樹脂フィルムや樹脂板あるいはガラス板などを使用できる。

Ｐ層の着色層を構成する材料は、樹脂バインダー中に顔料や染料などの着色剤を含有したもの、例えば、インキを使用できる。Ｐ層の着色層は、基材１３０の表面に印刷や塗装などの方法で設けることができる。印刷は、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷などにより行うことができる。

(変形実施例)
本発明にかかる発光表示装置は、特定色透過領域を透過色の異なる２以上の特定色透過領域とし、当該透過色に対応した色の異なる２以上の光源を備え、表示板に形成する特定色透過領域の少なくとも一の特定色透過領域を、前記積層構成としてもよい。

例えば、図８に平面図を図示したように、表示板は、数字パターンである赤色透過領域と画面移動キーパターンである青色透過領域を備えている。図示していない光源は、独立駆動可能な赤色光源と青色光源を備えている。

赤色透過領域を第一着色層マゼンタ色、第二着色層オレンジ色の二層構成にした。青色透過領域は青色着色層の単一層で構成した。

実施例２にかかる発光表示装置の平面図を図９に示している。図９（ａ）は赤色光源点灯時の発光表示装置の平面図である。図９（ｂ）は青色光源点灯時の発光表示装置の平面図である。図９（ｃ）は光源消灯時の発光表示装置の平面図である。

赤色光源点灯時は表示板に数字パターンが表示される。青色光源点灯時は表示板に画面移動パターンが表示される。光源消灯時には、表示板に何も表示されない。また、外光に由来する数字パターンの露見が防止される。

したがって、本発明は、以下に述べる実施態様であってもよい。
１．各々透過波長域が異なるＭ（Ｍは１以上の正の整数）群の特定色透過領域と遮光領域を備えた表示板と、
前記表示板の背面側に配置され、前記表示板に光を照射する光源であって、前記Ｍ群の各特定色透過領域に対応して、各々照射光波長域が異なるＭ個の特定色光源を備えた光照射手段からなり、Ｍ個の特定色光源を駆動して、単一群の特定色透過領域を選択的に表示する発光表示装置において、
少なくとも一群の特定色透過領域は色が異なるＰ（Ｐは２以上の正の整数）層の着色層を積層して形成され、
前記遮光領域は遮光層により形成され、
前記個々の着色層と前記遮光層の色差をΔＥ＊ａｂとし、
Ｐ個の着色層についてそれぞれ前記ΔＥ＊ａｂを算出し、
前記ΔＥ＊ａｂの値が最も小さい着色層を表面側に配置して前記Ｐ個の着色層を積層した表示板を備える発光表示装置。

１ａ、１ｂ 発光表示装置
１０ 表示板
１１ 特定色透過領域
１２ 遮光領域
１６ パターンであるＮの文字
２０ 光照射手段
２１ 光源
３１ 半透過層
１１１ 第一色着色層
１１２ 第二色着色層
１２０ 遮光層
１３０ 基材

Claims (2)

1. 一定のパターンに形成され、一定波長範囲の可視光である特定色を透過する特定色透過領域と遮光領域を備えた表示板と、
   前記表示板の背面側に配置され、点灯時に前記特定色を含む照射光を前記表示板に照射する光照射手段からなり、
   前記光照射手段の点灯時に前記表示板上に前記一定のパターンが表示される発光表示装置において、
   前記特定色透過領域はＰ（Ｐは２以上の正の整数）個の色が異なる有彩色の着色層を積層して形成され、
   前記遮光領域は遮光層により形成され、
   前記個々の着色層と前記遮光層の色差をΔＥ＊ａｂとした場合に、
   前記Ｐ個の着色層のうち前記ΔＥ＊ａｂの値が最も小さい着色層を表面側に配置して前記Ｐ個の着色層を積層した表示板を備える発光表示装置。
   
2. 前記表示板の表面側に、半透過層を付加した請求項１に記載した発光表示装置。

Images