JP6479552B2 - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、装飾形状の遮光層を光源により背面から照らす表示装置、およびこの表示装置を有する電子機器に関する。

このような表示装置の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されている表示装置を備えたキーボード装置は、透光性のタッチパネルと、任意の記号が印刷された記号印刷フィルムと、この記号印刷フィルムを照らすバックライトデバイスと、が上から順に積層された積層体を有している。タッチパネルの上面には、カバーパネルが重ねられている。このカバーパネルは、透光性パネルとハーフミラーとを積層して構成されている。

このキーボード装置によれば、バックライトデバイスの消灯時には、カバーパネルが光沢度の高い金属調の鏡面状態になり、バックライトデバイスの点灯時には、記号印刷フィルムに印刷された記号を透視できる。

特許第５３８２３５２号公報

上述した表示装置は、点灯時のみ記号が視認でき、消灯時には記号が視認できなくなるものであるが、消灯時にも記号を視認できるようにした構成として、図９に示す表示装置８２０を有する電子機器８０１が考えられる。この表示装置８２０は、プリント基板８２１上に設けられた光源８２２を覆うようにアクリル樹脂からなる導光部材８２３が配置され、導光部材８２３の上面８２３ａに無色のＰＥＴシート８２４が重ねて配置されている。そして、ＰＥＴシート８２４の上に白色インクが塗布されてなる着色層８２５、および、遮光性の黒色インクが記号の形状に型抜きして塗布されてなる遮光層８２６が順次重ねて設けられている。

このような表示装置８２０では、消灯時に着色層８２５を発色よく見せるために、白インクを厚塗りして着色層８２５を形成する必要があり、そのため、着色層８２５の厚さが大きくなって、点灯時に着色層８２５を透過する光源８２２の光の輝度が低下してしまう問題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、消灯時における発色の低下を抑制するとともに点灯時における輝度を向上できる表示装置、および、この表示装置を有する電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、装飾形状の遮光層と、前記遮光層の下に設けられた着色層と、前記着色層の下に設けられ、内部に複数の反射面を有して一部の光を反射するとともに透光性を有する多層反射構造体と、前記多層反射構造体を下から照らすように照射光が導かれる光源と、を有していることを特徴とする表示装置である。このような構成としたことから、遮光層側に着色層の一部が露出しており、この露出した着色層に光が入射すると、当該光の一部が着色層で反射され、光の他の一部が着色層を透過して多層反射構造体に入射する。そして、多層反射構造体に入射した光は、その一部が多層反射構造体の内部の複数の反射面で反射されて、着色層を逆方向に透過して外部に出る。そのため、例えば、着色層の下に無色の樹脂シートを設けた構成に比べて、着色層から出る光量を増やすことができ、着色層の厚さを小さくしても発色の低下を抑制できる。着色層の厚さを小さくすると、着色層を透過することによる光源の照射光の輝度低下を小さくできる。

上記表示装置は、前記多層反射構造体が、金属光沢調ナノ積層ＰＥＴフィルムからなることが好ましい。このようにすることで、金属光沢により反射率が高くなるので、着色層から出る光量をより増やすことができる。

上記表示装置は、前記着色層が、白色であることが好ましい。このようにすることで、着色層の厚さを小さくしても発色の低下をより抑制できる。

上記表示装置は、前記多層反射構造体の下に設けられた板状の導光部材と、前記導光部材の下に設けられ、前記導光部材内を進む光を前記多層反射構造体側に向けて反射させる反射部材と、をさらに有し、前記光源が、前記導光部材の端面を照らすように配置されていることが好ましい。このようにすることで、光源の照射光が導光部材の端面から導光部材内に進入して、導光部材内をその延在方向に進む。そして、導光部材内を進む光が反射部材によって多層反射構造体側に向けて反射され、多層反射構造体を下から照らす。そのため、少ない光源数で多層反射構造体の多くの箇所を下から照らすことができる。

本発明の別の一態様は、上記表示装置を有することを特徴とする電子機器である。

本発明によれば、消灯時における発色の低下を抑制するとともに点灯時における輝度を向上できる。

本発明の一実施形態にかかる電子機器の斜視図である。 図１の電子機器に設けられた表示装置の部分断面図である。 図２の表示装置の多層反射構造体の光の反射の一例を模式的に示す部分断面図である。 図２の表示装置の変形例の構成を示す部分断面図である。 本発明の適用例について示す模式図である。 樹脂シートおよび着色層を積層した積層構造体における光の反射および光の透過を模式的に示す断面図である。 樹脂シートおよび着色層を積層した積層構造体における上面の明度を示すプロット図である。 樹脂シートおよび着色層を積層した積層構造体における下面側からの全光線透過率を示すプロット図である。 光源の点灯時および消灯時に記号を視認できるようにした構成を有する表示装置の部分断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。また、「上下」を示す記載は各部材間の相対的な位置関係を説明するために便宜的に用いているものであり、絶対的な位置関係を示すものではない。

図１は、本発明の一実施形態にかかる電子機器の斜視図である。図２は、図１の電子機器に設けられた表示装置の部分断面図である。図３は、図２の表示装置の多層反射構造体の光の反射の一例を模式的に示す部分断面図である。

図１に示す本実施形態の電子機器１は、ノートパソコンである。この電子機器１が備える筐体１０におけるディスプレイ部１１には、表示装置２０が設けられている。

図２に示すように、表示装置２０は、ディスプレイ部１１に収容された基板２１の上面２１ａに実装された発光ダイオードからなる光源２２と、平板状に形成され、基板２１に重ねられる下面２３ｂに光源２２を収容する収容空間２３ｃが形成されたアクリル樹脂製の導光部材２３と、を有している。導光部材２３を省略した構成でもよい。

さらに、表示装置２０は、導光部材２３の上面２３ａに重ねられた多層反射構造体２４と、多層反射構造体２４の上面２４ａに順次重ねられた着色層２５および遮光層２６と、を有している。

図３に示すように、多層反射構造体２４は、内部に複数の反射面２４ｒを有する。多層反射構造体２４に向かう光の一部は反射面２４ｒで反射し、他の一部は透過する。多層反射構造体２４は複数の層の積層構造体である。本実施形態では、第１層２４−１、第２層２４−２、…、第ｎ層２４−ｎ（ｎは自然数）を積層している。本実施形態において、多層反射構造体２４の第１層２４−１、第２層２４−２、…、第ｎ層２４−ｎの積層方向を第１方向Ｄ１、第１方向Ｄ１と直交する方向を第２方向Ｄ２と言うことにする。

多層反射構造体２４において、隣り合う層の光の屈折率は互いに異なっている。本実施形態における屈折率は、可視光領域の特定の波長の光についての屈折率のことである。また、本実施形態においては、可視光のことを単に「光」と言うことにする。

例えば、第１層２４−１の屈折率は、第２層２４−２の屈折率よりも低く、第２層２４−２の屈折率は第３層２４−３の屈折率よりも高い。第１層２４−１〜第ｎ層２４−ｎのそれぞれの屈折率は、例えば、相対的に低い、相対的に高い、を繰り返す構成になっている。

第１層２４−１〜第ｎ層２４−ｎのそれぞれの厚さは、数ｎｍ（ナノメートル）以上、数十μｍ（マイクロメートル）以下程度である。層数（ｎ）は、数百以上、数千以下程度である。具体的な屈折率、層厚および層数については、光の反射および透過の特性に合わせて適宜設定される。多層反射構造体２４として、例えば、樹脂シートである東レ社製「ＰＩＣＡＳＵＳ（登録商標）シリーズ」などの金属光沢調ナノ積層ＰＥＴフィルムを用いることもできる。

多層反射構造体２４は、図３に一例を示すように、上面２４ａに光Ｌが入射すると、光Ｌの一部が各反射面２４ｒで反射され、各反射面で反射された光ｃ１、ｃ２・・・が上面２４ａから出て、光Ｌの他の一部が多層反射構造体２４を透過する。

着色層２５は、例えば、バインダに顔料としての二酸化チタンを混合した白色インクで構成されている。着色層２５は、白色インクが多層反射構造体２４の上面２４ａに塗布されることにより形成されている。着色層２５は、例えば、赤色、青色、黄色などの白色以外の色であってもよい。また、着色層２５は、あらかじめ着色した合成樹脂をフィルム状に形成したものなどであってもよい。着色層２５は、多層反射構造体２４の上面２４ａ全体に設けられている。

図４に示すように、遮光層２６は、例えば、バインダにチタン系黒色顔料を混合した遮光性の黒色インクで構成されている。遮光層２６は、着色層２５の上に重ねて塗布されることにより形成されている。遮光層２６は、文字、図形、記号などの装飾形状に型抜きして塗布され、当該装飾形状の窓２６ａが設けられている。そのため、窓２６ａを通じて着色層２５が露出され、黒色の中に白色の装飾形状が視認されるように構成されている。遮光層２６は、遮光性を有するものであれば、例えば、赤色、青色、黄色などの黒色以外の色であってもよい。また、遮光層２６は、あらかじめ着色した合成樹脂をフィルム状に形成したものなどであってもよい。

上述した電子機器１は、光源２２の点灯状態において、光源２２の照射光が導光部材２３を通じて多層反射構造体２４の下面２４ｂに入射する。そして、照射光は、多層反射構造体２４を下面２４ｂ側から上面２４ａ側に向けて透過し、さらに着色層２５を透過して、遮光層２６の窓２６ａを通じて外部に出る。

また、電子機器１は、光源２２の消灯状態において、太陽光や蛍光灯などの外光が遮光層２６の窓２６ａを通じて着色層２５に入射し、外光の一部が着色層２５を透過し、外光の他の一部が着色層２５の表面で反射される。そして、着色層２５を透過した外光の一部は、多層反射構造体２４に入射するが、多層反射構造体２４によって多くが反射されて、着色層２５を反対向きに透過し、外部に出る。これにより、着色層２５に入射した外光の多くが着色層２５または多層反射構造体２４で反射される。

そのため、上記電子機器１によれば、消灯時に、着色層２５から出る光量を増やすことができ、着色層２５の厚さを小さくしても発色の低下を抑制できる。着色層２５の厚さが小さくなると、点灯時に、着色層２５を透過することによる光源の照射光の輝度低下を小さくできる。したがって、消灯時における発色の低下を抑制するとともに点灯時における輝度を向上できる。

上記電子機器１の表示装置２０は、遮光層２６の窓２６ａに対向して光源２２が配置された構成であったが、この構成に限定されるものではない。例えば、図４に示す電子機器１Ａのように、多層反射構造体２４の下に設けられた平板状の導光部材２３Ａを有し、導光部材２３Ａの端面２３ｄに対向して光源２２Ａが配置された表示装置２０Ａを有する構成であってもよい。表示装置２０Ａでは、導光部材２３Ａの端面から入射された光が遮光層２６の窓２６ａに向かうように、光を反射、散乱させるホットスタンプなどの反射部材２７が、導光部材２３Ａの下面２３ｂに当該窓２６ａに対向して設けられている。

すなわち、表示装置２０Ａでは、多層反射構造体２４の下に設けられた板状の導光部材２３Ａと、導光部材２３Ａの下に設けられ、導光部材２３Ａ内を進む光を多層反射構造体２４側に向けて反射させる反射部材２７と、をさらに有している。そして、光源２２Ａが、導光部材２３Ａの端面２３ｄを照らすように配置されている。このようにすることで、光源２２Ａの照射光が導光部材２３Ａの端面２３ｄから導光部材２３Ａ内に進入して、導光部材２３Ａ内をその延在方向に進む。そして、導光部材２３Ａ内を進む光が反射部材２７によって多層反射構造体２４側に向けて反射され、多層反射構造体２４を下から照らす。そのため、少ない光源数で多層反射構造体２４の多くの箇所を下から照らすことができる。

（適用例）
次に、本実施形態に係る表示装置２０、２０Ａの適用例について説明する。図５は適用例について示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は電源スイッチ近傍の拡大斜視図である。

図５（ａ）、（ｂ）には表示装置２０を備えた電子機器３００の例が表される。電子機器３００は、例えばテレビである。電子機器３００は、筐体３１０と表示部３２０とを備える。この表示部３２０の表面にタッチパネル３３０が設けられている。筐体３１０の、正面右下に電源スイッチ３４０が設けられる。この電源スイッチ３４０は、上述した表示装置２０を備えている。電源スイッチ３４０は、記号部分（丸の上をはずして縦線を入れた形状（ＩＥＣ５００９））が表示装置２０の窓２６ａとなっており、電源オフ時には光源２２が消灯して記号部分が白色に発色し、電源オン時には光源２２が点灯し背面から照らして記号部分が白色に点灯する。なお、電子機器３００はテレビに限定されず、スマートフォン、携帯電話、タブレット型端末など他の機器であってもよい。

このように電子機器に本実施形態の表示装置２０を適用することで、消灯時における発色の低下を抑制するとともに点灯時における輝度を向上できる。

なお、上記に本実施形態およびその適用例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の各実施形態またはその適用例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

（検証）
以下に示す、樹脂シートおよび着色層を積層した積層構造体の実施例１および比較例１〜３を作製するとともに、上面の明度測定および下面側からの全光線透過率測定を行い、本発明の効果を検証した。

図６は、樹脂シートおよび着色層を積層した積層構造体における上面の光の反射および下面側からの光の透過を模式的に示す断面図であり、（ａ）は実施例１および比較例１の構成を示し、（ｂ）は比較例２および比較例３の構成を示す。図７は、樹脂シートおよび着色層を積層した積層構造体における上面の明度を示すプロット図であり、図８は、下面側からの全光線透過率を示すプロット図である。

（実施例１）
図６（ａ）に示すように、樹脂シートとして、多層反射構造体である「ＰＩＣＡＳＵＳ（ピカサス）」（商品名。東レ社製）を採用し、この多層反射構造体の上面に白色インク（例：ゼネラル社製「白インク０２０５Ｔ」）を１回塗布して厚さ３μｍの着色層を形成した。

（比較例１）
図６（ａ）に示すように、樹脂シートとして、無色のＰＥＴシート（東レ社製「ルミラーＴ６０」）を採用し、この樹脂シートの上面に実施例１と同じ白色インクを２回塗布して厚さ６μｍの着色層を形成した。比較例１は、実施例１より着色層の厚さが大きく形成されている。

（比較例２）
図６（ｂ）に示すように、比較例２は、比較例１の構成を上下反対にした構成を有する。

（比較例３）
図６（ｂ）に示すように、比較例３は、実施例１の構成を上下反対にした構成を有する。

（明度測定）
上述した実施例１および比較例１〜３について、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上面に光Ｌ１を照射して、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間の色座標を測定した。測定には、分光測色計・色彩色差計（コニカミノルタ社製「ＣＭ−２６００ｄ」）を用いた。そして、測定したＬ^＊（明度）について測定値を表１に示し、測定値をプロットしたものを図７に示す。

（光透過率）
上述した実施例１および比較例１〜３について、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、下面に光Ｌ２を照射して、全光線透過率を測定した。測定には、ヘーズメーター（スガ試験機社製「ＨＺ−２」）を用いた。そして、測定した全光線透過率について測定値を表１に示し、測定値をプロットしたものを図８に示す。

図７から明らかなように、実施例１は、比較例１よりも着色層の厚さが小さいにもかかわらず、着色層側の面の明度が比較例１と同等の値となり、そして、図８から明らかなように、実施例１は、比較例１よりも多層反射構造体側の面からの全光線透過率が高いことがわかる。

実施例１の構成を上下反対にした比較例３の構成では、明度および全光線透過率共に実施例１および比較例１、２より低く、そのため、最も適していない。また、比較例１の構成を上下反対にした比較例２の構成では、明度および全光線透過率共に比較例１と同等であり、比較例１からの改善が見られない。

このことから、実施例１の構成が明度および全光線透過率について最も良好であるので、本発明によれば、消灯時における発色の低下を抑制するとともに点灯時における輝度を向上できることが明らかとなった。

１、１Ａ 電子機器
１０ 筐体
１１ ディスプレイ部
２０、２０Ａ 表示装置
２１ 基板
２１ａ （基板の）上面
２２、２２Ａ 光源
２３、２３Ａ 導光部材
２３ａ （導光部材の）上面
２３ｂ （導光部材の）下面
２３ｃ （導光部材に設けられた）収容空間
２３ｄ （導光部材の）端面
２４ 多層反射構造体
２４ａ （多層反射構造体の）上面
２４ｂ （多層反射構造体の）下面
２４−１〜ｎ （多層反射構造体の）層
２４ｒ （多層反射構造体の）反射面
２５ 着色層
２６ 遮光層
２６ａ （遮光層の）窓
２７ 反射部材
３００ 電子機器
３１０ 筐体
３２０ 表示部
３３０ タッチパネル
３４０ 電源スイッチ
８０１ 電子機器
８２０ 表示装置
８２１ プリント基板
８２２ 光源
８２３ 導光部材
８２３ａ （導光部材の）上面
８２４ ＰＥＴシート
８２５ 着色層
８２６ 遮光層
Ｄ１ 第１方向（多層反射構造体の積層方向）
Ｄ２ 第２方向（多層反射構造体の積層方向に直交する方向）

Claims (5)

1. 装飾形状の遮光層と、
   前記遮光層の下に設けられた着色層と、
   前記着色層の下に設けられ、内部に複数の反射面を有して一部の光を反射するとともに透光性を有する多層反射構造体と、
   前記多層反射構造体を下から照らすように照射光が導かれる光源と、を有し、
   前記着色層が白色であることを特徴とする表示装置。
2. 前記多層反射構造体が、金属光沢調ナノ積層ＰＥＴフィルムからなる請求項１に記載の表示装置。
3. 前記着色層は、バインダに顔料が混合して白色である請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記多層反射構造体の下に設けられた板状の導光部材と、
   前記導光部材の下に設けられ、前記導光部材内を進む光を前記多層反射構造体側に向けて反射させる反射部材と、をさらに有し、
   前記光源が、前記導光部材の端面を照らすように配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置を有することを特徴とする電子機器。

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