JP5425662B2 - 可変表示構造 - Google Patents

Description

本発明は、同一投光面に異なる表示を切り換えて表示する可変表示構造に関するものである。

従来、同一の投光領域に発光ピークの波長領域が異なる二つの光源の光を切り換えて投光し、第一の波長領域の光を透過し且つ第二の波長領域の光を減衰する第１表示領域と、第一の波長領域の光を減衰し且つ第二の波長領域の光を透過する第２表示領域を切り換えて表示する可変表示構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2008-257054号公報

ところで、従来の可変表示構造において、例えば、第一の光源の発光ピークを第一の波長領域に設定し、第二の光源の発光ピークを第二の波長領域に設定する。

この場合、第１表示領域は、発光ピークを第一の波長領域に有する第一の光源を投光した際に表示され、第２表示領域は、発光ピークを第二の波長領域に有する第二の光源を投光した際に表示される。

しかしながら、第二の光源の光には第一の波長領域の光も含まれているため、第１表示領域において第二の光源の光に含まれる第一の波長領域の光を減衰することができなかった。そのため、第二の光源を投光すると、第２表示領域が表示されると同時に、本来表示されるべきではない第１表示領域が僅かに見えてしまう、つまり透け見えが発生する、という問題があった。

さらに、この第二の光源の投光時に第１表示領域が透け見えすることを防止するために、投光する光の透過率を一律に下げる輝度調光層を設けた場合では、第一の光源を投光した場合に、表示されるべき第１表示領域の透過率が下がり、第１表示領域の視認性が低下する、という問題が生じる。

そこで、この発明は、一方の表示領域を表示する際に、この一方の表示領域の視認性を確保し、他方の表示領域を表示する際に、一方の表示領域が透け見えすることを防止できる可変表示構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明に係る可変表示構造は、同一の投光領域に発光ピークの波長領域が異なる第１,第２光源の光を切り換えて投光し、第一の波長領域の光を透過し且つ第二の波長領域の光を減衰する第１表示領域と、第一の波長領域の光を減衰し且つ第二の波長領域の光を透過する第２表示領域とを、切り換えて表示する可変表示構造において、
前記第１光源の光を投光したときに、前記第１表示領域を透過する光の透過率を、視認満足閾値以上の値に保持し、
前記第２光源の光を投光したときに、前記第１表示領域を透過する光の透過率を、視認不可閾値以下の値に減衰する調光層を設けることを特徴としている。

この発明によれば、第１光源の光を投光したときには、調光層があっても、表示すべき第１表示領域の透過率が視認性を満足する程度に確保され、第１表示領域の視認性の低下を防止することができる。また、第２光源の光を投光したときには、調光層によって、本来表示されるべきではない第１表示領域を透過する光の透過率が視認できない程度に減衰され、透け見えすることを防止できる。
この結果、一方の表示領域を表示する際にはこの一方の表示領域の視認性を確保し、他方の表示領域を表示する際には一方の表示領域が透け見えすることを防止できる。

実施例１の可変表示構造の正面図である。 実施例１の可変表示構造の層構造を示す説明図である。 実施例１の各波長光の波長特性と赤色インク層及び青色インク層の光透過特性を示すグラフである。 実施例１の調光層の光透過特性を示すグラフである。 実施例１の可変表示構造において、赤色ＬＥＤ点灯時の説明図である。 実施例１における蛍光フィルムを通過する赤色波長光を示す説明図である。 実施例１の可変表示構造において、青色ＬＥＤ点灯時の説明図である。 実施例１における蛍光フィルムを通過する青色波長光を示す説明図である。 調光印刷層の光透過特性の説明図である。

以下、本発明の可変表示構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の可変表示構造の正面図である。図２は、実施例１の可変表示構造の層構造を示す説明図である。図３は、実施例１の各波長光の波長特性と赤色インク層及び青色インク層の光透過特性を示すグラフである。図４は、実施例１の調光層の光透過特性を示すグラフである。

実施例１の可変表示構造は、投光領域１に、文字「Ｎ」を表す第１の形状部１０と、文字「Ｆ」を表す第２の形状部２０と、第１の形状部１０と第２形状部２０の背景となる背景部３０と、を備えている。第１の形状部１０は、第２の形状部２０と重なる部分である重複部４０と、第２の形状部２０と重ならない部分である第１単色部（第１表示領域）５０と、を有している。第２の形状部２０は、第１の形状部１０と重なる部分である重複部４０と、第１の形状部１０と重ならない部分である第２単色部（第２表示領域）６０と、を有している。

そして、可変表示構造の背面側には、第１の色として赤色に対応する波長光７０（以下「赤色波長光７０」という）を照射する赤色ＬＥＤ（第１光源）７１と、第２の色として青色に対応する波長光８０（以下「青色波長光８０」という）を照射する青色ＬＥＤ（第２光源）８１と、を設ける。ここで、赤色波長光７０は、発光ピークを長波長領域（ここでは６０６nm）に有しているが、短波長領域の光を僅かに含んでいる。また、青色波長光８０は、発光ピークを短波長領域（ここでは４７０nm）に有しているが、長波長領域の光を僅かに含んでいる（図３参照）。

そして、重複部４０は、赤色ＬＥＤ７１の発光ピークがある長波長領域の光、及び、青色ＬＥＤ８１の発光ピークがある短波長領域の光を共に透過する重複調光層１１０を有している。

第１単色部５０は、図３に示すように、赤色ＬＥＤ７１の発光ピークがある長波長領域の光を透過し、青色ＬＥＤ８１の発光ピークがある短波長領域の光を減衰する赤色インク層１２０を有している。なお、この赤色インク層１２０は、背景部３０にも設けられる。

第２単色部６０は、図３に示すように、青色ＬＥＤ８１の発光ピークがある短波長領域の光を透過し、赤色ＬＥＤ７１の発光ピークがある長波長領域の光を減衰する青色インク層１３０を有している。なお、この青色インク層１３０は、背景部３０にも設けられる。

背景部３０は、赤色ＬＥＤ７１の発光ピークがある長波長領域の光、及び、青色ＬＥＤ８１の発光ピークがある短波長領域の光を共に減衰してほとんど透過させないシャドー層１４０を有している。このシャドー層１４０は、例えば黒色インクから構成される。

さらに、投光領域１の全面、すなわち第１の形状部１０と第２の形状部２０と背景部３０とには、一様に調光層１５０を設けている。この調光層１５０は、赤色ＬＥＤ７１からの赤色波長光７０を投光したときに、第１単色部５０を透過する光の透過率を、視認満足閾値以上の値に保持し、青色ＬＥＤ８１からの青色波長光８０を投光したときに、第１単色部５０を透過する光の透過率を、視認不可閾値以下の値に減衰する特性を有している。
ここで、「視認満足閾値」とは、目視した際に、車載用の表示装置としての表示機能を満足する程度の視認性を確保できる限界値をいう。また、「視認不可閾値」とは、目視した際に、車載用の表示装置として視認できない程度の限界値をいう。なお、これらの値は任意に設定できる。
図４に調光層１５０の光透過特性を示す。ここでは、調光層１５０の光透過特性は、赤色ＬＥＤ７１の発光ピークである６０６nmの波長の透過率を約４０％に設定し、青色ＬＥＤ８１の発光ピークである４７０nmの波長の透過率を約９５％に設定している。

そして、各層１１０〜１５０は、ＰＥＴフィルム１０１へ重ねて印刷した上で、ＰＣシート１００に転写されることで、ＰＣシート１００上に積層される（図２参照）。このときの積層順は、ＰＣシート１００からＰＥＴフィルム１０１に向かって、シャドー層１４０→シャドー層１４０→赤色インク層１２０→青色インク層１３０→赤色インク層１２０→青色インク層１３０→調光層１５０→重複調光層１１０となっている。なお、ここでは、シャドー層１４０が２層重ねて設けられている。また、赤色ＬＥＤ７１及び青色ＬＥＤ８１は、ＰＣシート１００の裏側（図２では下方）から各波長光を投光する。

さらに、ＰＥＴフィルム１０１には、各層１１０〜１５０が印刷された面の反対側、つまり、赤色ＬＥＤ７１及び青色ＬＥＤ８１からみて最外層に、投光領域１の全面にわたる蛍光フィルタ層（白色変換層）１６０が３層重ねて設けられている。この蛍光フィルタ層１６０は、ＹＡＧシートとも呼ばれるものであり、赤色ＬＥＤ７１からの赤色波長光７０を赤色のまま減衰すると共に、青色ＬＥＤ８１からの青色波長光８０を透過させる際に白色に変換する。

さらに、この蛍光フィルタ層１６０の上面は、消灯時に外光によって印刷パターンが見えてしまうことを防ぐために全体的に透光性が低くされた図示しないスモークレンズにより覆われている。

次に、作用を説明する。
[表示作用]
(ａ)非表示状態
赤色ＬＥＤ７１及び青色ＬＥＤ８１のどちらも点灯しない場合では、図示しないスモークレンズにより外から内側への入光も、反射光も輝度と紫外線を抑制されるため、可変表示構造が外部から見えることも、第１,第２の形状部１０,２０が見えることもない。

(ｂ)第１の形状部表示状態
図５は、実施例１の可変表示構造において、赤色ＬＥＤ点灯時の説明図である。図６は、実施例１における蛍光フィルムを通過する赤色波長光を示す説明図である。

実施例１において、第１の形状部１０を表示するには、赤色ＬＥＤ７１を点灯し、青色ＬＥＤ８１を消灯する。
このとき、第１単色部５０では、赤色波長光７０は赤色インク層１２０を透過した後、調光層１５０を透過するため、赤色に発光する。このとき、調光層１５０における透過率は、視認満足閾値以上の値に保持される。
第２単色部６０では、赤色波長光７０の発光ピークがある長波長領域の光は青色インク層１３０によって減衰されるため、青色インク層１３０を透過せず、表示に寄与しない。但し、赤色波長光７０に含まれる僅かな短波長領域の光は青色インク層１３０を透過してしまう。しかも、調光層１５０における短波長領域の光の透過率が約９５％であるので、この短波長領域の光は、調光層１５０によってほとんど減衰されずに透過する。すなわち、赤色波長光７０に含まれる僅かな短波長領域の光は、第２単色部６０を発光させる。しかし、短波長領域の光は比視感度が低いため、視認することはできず、表示に寄与することはない。
重複部４０では、赤色波長光７０は調光層１５０を透過した後、重複調光層１１０を透過することで輝度が調節され、第１単色部５０とほぼ同じ輝度で赤色に発光する。
背景部３０では、赤色波長光７０は透過しないため、表示に寄与しない。

さらに、第１単色部５０及び重複部４０を透過した赤色波長光７０は、第１の形状部１０を表示させつつ、蛍光フィルタ層１６０を透過する。このとき、蛍光フィルタ層１６０の内部では、図６に示すように、内部に有する蛍光体１６１に赤色波長光７０が当たっても、蛍光体１６１は赤色波長光７０に励起されない。そのため変換されず、赤色波長光７０のまま透過して、表示側外部へ光が向かう（図６中の蛍光体前後の符号ａ）。また、蛍光フィルタ層１６０の内部で、内部に有する蛍光体１６１に当たらなかった赤色波長光７０は、そのまま赤色波長光７０として透過して表示側外部へ向かう（図６中蛍光体に当たらない符号ａ）。

これにより、第１の形状部１０、つまり図５に示す「Ｎ」が赤く表示されることとなる。なお、蛍光フィルタ層１６０を透過する際、赤色波長光７０の光量は、赤色ＬＥＤ７０から投光された光量と比べて３分の１程度に低減する。すなわち、第１の形状部１０の光量は、赤色ＬＥＤ７０から投光された光量と比べて３分の１程度に低減する。しかし、長波長領域の光は比視感度が高いため、視認性を確保することができる。

(ｃ) 第２の形状部表示状態
図７は、実施例１の可変表示構造において、青色ＬＥＤ点灯時の説明図である。図８は、実施例１における蛍光フィルムを通過する青色波長光を示す説明図である。

実施例１において、第２の形状部２０を表示するには、赤色ＬＥＤ７１を消灯し、青色ＬＥＤ８１を点灯する。
このとき、第１単色部５０では、青色波長光８０の発光ピークがある短波長領域の光は赤色インク層１２０によって減衰されるため、赤色インク層１３０を透過せず、表示に寄与しない。但し、青色波長光８０に含まれる僅かな長波長領域の光は赤色インク層１２０を透過してしまう。しかし、調光層１５０は、長波長領域の光を半減程度減衰するため、青色波長光８０に含まれる僅かな長波長領域の光は調光層１５０に寄って減衰されて透過できず、表示に寄与しない。
第２単色部６０では、青色波長光８０は青色インク層１３０を透過した後、調光層１５０を透過するため、青色に発光する。このとき、調光層１５０における透過率が約９５％であるので、青色波長光８０はほとんど減衰しないで透過する。
重複部４０では、青色波長光８０は調光層１５０を透過した後、重複調光層１１０を透過することで輝度が調節され、第２単色部６０とほぼ同じ輝度で青色に発光する。
背景部３０では、青色波長光８０は透過しないため、表示に寄与しない。

さらに、第２単色部６０及び重複部４０を透過した青色波長光８０は、第２の形状部１０を表示させつつ、蛍光フィルタ層１６０を透過する。このとき、蛍光フィルタ層１６０の内部では、図６に示すように、内部に有する蛍光体１６１に青色波長光８０が当たると、蛍光体１６１は青色波長光８０に励起されて黄色に発光して、表示側外部へ向かう（図８中蛍光体前後で符号ｂから符号ｃに変化）。また、蛍光フィルタ層１６０の内部で、内部に有する蛍光体１６１に当たらなかった青色波長光８０は、そのまま青色波長光８０として透過して表示側外部へ向かう（図８中蛍光体に当たらない符号ｂ）。

そのため、表示色としては、青色光（図８中符号ｂ）と黄色光（図８中符号ｃ）の混在したものとなる（図８中符号ｄ）。ここで、光の３原色では、それぞれ加色された場合に何色に見えるかが分かっており、緑（グリーン）と赤（レッド）の加色により黄（イエロー）となり、黄（イエロー）と青（ブルー）の加色は、白（ホワイト）となり白色光となる。すなわち、蛍光フィルタ層１６０を透過した光は白色光となる。

これにより、第２の形状部２０、つまり図７に示す「Ｆ」が白く表示されることとなる。なお、蛍光フィルタ層１６０を透過する際、青色波長光８０の光量は、青色ＬＥＤ８０から投光された光量とほぼ同じである。このため、第２の形状部２０の光量は、青色ＬＥＤ８０から投光された光量とほぼ同じになる。

[透け見え防止作用]
一般的に、可変表示技術に用いる調光印刷層（いわゆるカラーフィルタ）において、特定の波長領域に限定して透過させるフィル多機能を持たせることは非常に困難になっている。すなわち、図９に示すように、透過させたい波長周波数をλとすると、実線で示すような光透過特性を持つことが好ましいが、実際には破線で示すように波長周波数λの前後の領域の周波数の波長も透過してしまう。

そこで、調光印刷層（カラーフィルタ）を複数層構造にして投光する光の発光ピークに合せた透過領域／吸収領域を設けている。しかしながら、投光する光は、発光ピークの波長領域以外の領域の光を含んでいる。その結果、光源を切り換えると、本来透過すべきでない位置において光の透過が生じてしまい、透け見えが発生していた。

そこで、実施例１の可変表示構造では、青色ＬＥＤ８１点灯時に、第１単色部５０を透過する光の透過率を視認不可閾値以下の値に減衰する調光層１５０を設けた。これにより、青色ＬＥＤ８１を点灯した際に、第１単色部５０において、青色波長光８０の発光ピークがある短波長領域の光は、赤色インク層１２０によって減衰される。一方、青色波長光８０に含まれる僅かな長波長領域の光は、この赤色インク層１２０によって減衰されず、赤色インク層１２０を透過する。しかし、この赤色インク層１２０で減衰できなかった光、すなわち青色波長光８０に含まれる僅かな長波長領域の光は、調光層１５０によって減衰される。このとき、調光層１５０は、第１単色部５０を透過する光の透過率を視認不可閾値以下の値に減衰するため、第１単色部５０を透過する光は視認できない程度に十分減衰される。

この結果、青色ＬＥＤ８１を点灯して第２の形状部２０を表示する際に、第１単色部５０の透け見えが発生することを防止できる。

また、実施例１の可変表示構造では、調光層１５０は、青色波長光８０の発光ピークである短波長領域の光は、ほとんど減衰しない。このため、青色ＬＥＤ８１の点灯時に、第２単色部６０や重複部４０を透過した光が減衰されることはなく、視認性の低下を防止することができる。

さらに、実施例１の可変表示装置では、調光層１５０が、発光ピークを長波長領域に有する赤色ＬＥＤ７１を投光したときに、第１単色部５０を透過する光の透過率を、視認満足閾値以上の値に保持に保持し、発光ピークを短波長領域に有する青色ＬＥＤ８１を投光したときに、第１単色部５０を透過する光の透過率を、視認不可閾値以下の値に減衰する。

そのため、調光層１５０により、比視感度の高い長波長領域の光の透け見を防止でき、より透け見えしやすい条件の場合に適している。

さらに、実施例１の可変表示構造では、投光領域１が、赤色ＬＥＤ７１からの赤色波長光７０を減衰すると共に、青色ＬＥＤ８１からの青色波長光８０を透過させる際に白色光に変換する蛍光フィルタ層１６０を、赤色ＬＥＤ７１及び青色ＬＥＤ８１からみて最外層に有している。

そのため、青色ＬＥＤ８１の点灯時に第１単色部５０が透け見えることをさらに防止でき、透け見え防止効果を高めることができる。

[視認性確保作用]
実施例１の可変表示構造では、赤色ＬＥＤ７１点灯時に、第１単色部５０を透過する光の透過率を減衰する調光層１５０を設けた。この調光層１５０は、第１単色部５０を発光すべき赤色ＬＥＤ７１を点灯したときには、第１単色部５０を透過する光の透過率を、視認満足閾値以上の値に保持する。つまり、赤色ＬＥＤ７１点灯時において第１単色部５０の透過率を低下しすぎない。

そのため、赤色ＬＥＤ７１点灯時の第１単色部５０の視認性を確保することができ、可変表示機能として成立する。

さらに、実施例１の可変表示構造では、調光層１５０を投光領域１の全面に一様に設けている。そのため、第１単色部５０、第２単色部６０、重複部４０の全体の発光状態の調和を保つことができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の可変表示構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 同一の投光領域１に発光ピークの波長領域が異なる第１光源（赤色ＬＥＤ）７１の光（赤色波長光）７０と第２光源（青色ＬＥＤ）８１の光（青色波長光）８０を切り換えて投光し、第一の波長領域の光を透過し且つ第二の波長領域の光を減衰する第１表示領域（第１単色部）５０と、第一の波長領域の光を減衰し且つ第二の波長領域の光を透過する第２表示領域（第２単色部）６０とを、切り換えて表示する可変表示構造において、前記第１光源７１の光７０を投光したときに、前記第１表示領域５０を透過する光の透過率を、視認満足閾値以上の値に保持し、前記第２光源８１の光８０を投光したときに、前記第１表示領域５０を透過する光の透過率を、視認不可閾値以下の値に減衰する調光層１５０を設ける構成とした。
これにより、一方の表示領域（第１表示領域５０）を表示する際に、この一方の表示領域（第１表示領域５０）の視認性を確保し、他方の表示領域（第２表示領域６０）を表示する際に、一方の表示領域（第１表示領域５０）が透け見えすることを防止できる。

(2) 前記調光層１５０は、前記投光領域１の全面に一様に設けた構成とした。
これにより、投光領域１内での全体の発光状態の調和を保つことができる。

(3) 前記第１光源７１は、発光ピークを長波長領域に有し、前記第２光源８１は、発光ピークを短波長領域に有する構成とした。
これにより、調光層１５０により、比視感度の高い長波長領域の光の透け見を防止でき、より透け見えしやすい条件の場合に適している。

(4) 前記投光領域１は、前記第１光源７１の光７０を減衰すると共に、前記第２光源８１の光８０を透過させる際に白色光に変換する白色変換層（蛍光フィルタ層）１６０を、前記第１,第２の光源７１,８１からみて最外層に有する構成とした。
これにより、第２の光源８１の点灯時に第１表示領域５０が透け見えることをさらに防止でき、透け見え防止効果を高めることができる。

以上、本発明の可変表示構造を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１の可変表示構造では、第１の光源として発光ピークを長波長領域に有する赤色ＬＥＤ７１とし、第２の光源として発光ピークを短波長領域に有する青色ＬＥＤ８１とした。しかしながら、これに限らず、第１の光源が発光ピークを短波長領域に有し、第２の光源が発光ピークを長波長領域に有しても良い。

この場合、調光層は、発光ピークを短波長領域に有する光源に光を投光したときに、この発光ピークを短波長領域に有する光で表示される表示領域を透過する光の透過率を、視認満足閾値以上の値に保持し、発光ピークを長波長領域に有する光源の光を投光したときに、発光ピークを短波長領域に有する光で表示される表示領域を透過する光の透過率を、視認不可閾値以下の値に減衰する。

これにより、発光ピークを短波長領域に有する光で表示される表示領域を表示する際に、この表示領域の視認性を確保し、発光ピークを長波長領域に有する光で表示される表示領域を表示する際に、発光ピークを短波長領域に有する光で表示される表示領域が透け見えすることを防止できる。

なお、長波長領域と短波長領域は厳密に区分けされるものではなく、相対的に長波長側であれば長波長領域となり、相対的に短波長側であれば短波長領域となる。

１ 投光領域
５０ 第１単色部（第１表示領域）
６０ 第２単色部（第２表示領域）
７０ 赤色波長光
７１ 赤色ＬＥＤ（第１の光源）
８０ 青色波長光
８１ 青色ＬＥＤ（第２の光源）
１２０ 赤色インク層
１３０ 青色インク層
１５０ 調光層
１６０ 蛍光フィルタ層（白色変換層）

Claims (4)

1. 所定の波長領域に発光ピークを有する第１光源の光を透過し、且つ、前記第１光源の発光ピークよりも短い波長領域に発光ピークを有する第２光源の光を減衰する第１インク層を有する第１表示領域と、
   前記第１光源の光を減衰し、且つ、前記第２光源の光を透過する第２インク層を有する第２表示領域と、を有する投光領域に、前記第１,第２光源の光を切り換えて投光し、前記第１,第２表示領域を切り換えて表示する可変表示構造において、
   前記第２光源は、第１インク層で減衰しきれない波長領域の光を含み、
   前記第１光源の光を投光したときには、前記第１表示領域を表示させ、
   前記第２光源の光を投光したときには、前記第１表示領域を表示させない調光層を設ける
   ことを特徴とする可変表示構造。
2. 請求項１に記載された可変表示構造において、
   前記調光層は、前記投光領域全面に一様に設けたことを特徴とする可変表示構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載された可変表示構造において、
   前記第１光源は、発光ピークを長波長領域に有し、前記第２光源は、発光ピークを短波長領域に有することを特徴とする可変表示構造。
4. 請求項３に記載された可変表示構造において、
   前記投光領域は、前記第１光源の光を減衰すると共に、前記第２光源の光を透過させる際に白色光に変換する白色変換層を、前記第１,第２の光源からみて最外層に有することを特徴とする可変表示構造。

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