JP6835465B2 - 発光表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、文字、図形または模様などを発光表示する発光表示装置に関する。

従来、車両のフロントグリルまたは電光掲示板などに設けられ、文字、図形または模様などを発光表示する発光表示装置が知られている。
特許文献１に記載の発光表示装置は、導光体の表示面とは反対側の面に、光源から照射された光を拡散する複数の光拡散部を備えている。複数の光拡散部は、光源部の近くから遠くに向かうに従い、直径の小さいものから大きいものとなるように配置されている。複数の光拡散部は、光源部の近くから遠くに向かうに従い導光体の表示面から放出される光量が減少することを抑制し、表示面の明るさを均一にしている。

特開２０１４−１６４９８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発光表示装置は、導光体の表示面側に、光の明るさを均一にする加工がされていない。そのため、仮に、経年変化により光拡散部の機能が低下した場合、導光体の表示面から放出される光の明るさが光源部から近い場所ほど強く、光源部から遠い場所ほど弱くなるおそれがある。

ところで、発光表示装置は、導光体の表示面側に文字、図形または模様などを複数のドットにより表示することがある。一般にドットは、光の一部を遮る遮光部として機能し、直径が大きいものほど光の透過を大きく遮り、直径が小さいものほど光の透過を小さく遮る。そのため、発光表示装置は、複数のドットを、光源部の近くから遠くに向かうに従い、直径が大きいものから小さいものとなるように配置することで、光源部の照射による導光体の表示面の明るさを均一に近づけることが可能である。

しかし、導光体の表示面側に配置する複数のドットの直径にばらつきがあると、光源部から照射される光を用いずに外光により表示面を視認する際、導光体の表示面に明るさのムラまたは色ムラが生じるという問題がある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、明るさのムラまたは色ムラを抑えることが可能な発光表示装置を提供することを目的とする。

本発明による発光表示装置は、導光体、光源部、複数の遮光部、および、透光性の薄膜または板材を備える。光を透過する導光体に対し、光源部は光を照射する。複数の遮光部は、導光体の表示面側に所定の範囲内の大きさで設けられている。透光性の薄膜または板材は、導光体の表示面側に設けられている。
光源部から照射される光は導光体の光源部とは反対側の端部（２１）で反射する構成である。光源部から照射された光が光源部から離れるに従い弱くなる領域を「光源側領域（δ）」とし、光源部から照射された光が導光体の途中から光源部とは反対側の端部に向かうに従い強くなる領域を「反対側領域（ε）」とし、光源側領域と反対側領域との境界を「領域境界」とする。
光源側領域に設けられた複数の遮光部は、光源部から領域境界に向かうに従い、光の透過率が小さいものから大きいものとなるように配置されている。反対側領域に設けられた複数の遮光部は、領域境界から光源部とは反対側の端部に向かうに従い光の透過率が大きいものから小さいものとなるように配置されている。
複数の遮光部は、薄膜または板材に印刷により設けられている。
光源側領域に設けられた複数の遮光部のうち少なくとも一つの遮光部の印刷面積は、光源部の近くから領域境界に向かうに従い小さくなっている。反対側領域に設けられた複数の遮光部のうち少なくとも一つの遮光部の印刷面積は、領域境界から光源部とは反対側の端部に向かうに従い大きくなっている。
これにより、光源部から導光体の表示面側へ放出される光は、光源部に近いほど遮光部により遮られる光量が大きく、光源部から遠いほど遮光部により遮られる光量が小さい。そのため、発光表示装置は、光源部に近い遮光部を通過する光量と、光源部から遠い遮光部を通過する光量とを近づけることが可能である。したがって、発光表示装置は、導光体の表示面の明るさのムラまたは色ムラを抑え、表示面をほぼ均一に光らせることが可能である。
さらに、発光表示装置は、複数の遮光部の光の透過率を変えることで、複数の遮光部を所定の範囲内の大きさにすることが可能である。そのため、発光表示装置は、導光体の表示面が外光により視認される際にも、その表示面の明るさのムラまたは色ムラを抑えることができる。

本発明の第１実施形態による発光表示装置の平面図である。 図１のＩＩ方向の模式図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面の模式図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線断面の模式図である。 図１のＶ−Ｖ線断面の模式図である。 本発明の第２実施形態による発光表示装置の模式図である。 図６のＶＩＩ方向の模式図である。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面の模式図である。 図６のＩＸ−ＩＸ線断面の模式図である。 図６のＸ−Ｘ線断面の模式図である。 本発明の第３実施形態による発光表示装置の模式図である。 本発明の第４実施形態による発光表示装置の平面図である。 本発明の第５実施形態による発光表示装置の平面図である。 本発明の第６実施形態による発光表示装置の平面図である。 図１４のＸＶ方向の模式図である。 比較例の発光表示装置の平面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、図面において、実質的に同一の構成が複数箇所に記載されている場合、その一部にのみ符号を付すものとする。また、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１から図５に示す。第１実施形態の発光表示装置１は、例えば車両のフロントグリルに設けられ、所定の模様を表示する装飾品として機能するものである。なお、以下の説明において、発光表示装置１が視認される側を表示面側といい、その反対側を裏面側というものとする。

図１および図２に示すように、発光表示装置１は、導光体２、光源部３および複数の遮光部４などを備えている。
導光体２は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など、光の透過量が大きい樹脂材料またはガラスなどから形成されている。導光体２の形状は、図に示した矩形の板状に限らず、任意の形状とすることが可能である。

光源部３は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）または白熱電球などから構成される。光源部３は、導光体２の板厚方向に交差する方向に設けられ、そこから導光体２に対し光を照射する。なお、光源部３は、導光体２に固定してもよく、または、導光体２とは異なる部材に固定してもよい。光源部３を導光体２とは異なる部材に固定する場合、光源部３と導光体２との位置関係が定まるようにすることが好ましい。

複数の遮光部４は、濃色または淡色の塗料またはインクによって形成され、そこを透過する光の少なくとも一部を遮ることが可能なものである。複数の遮光部４は、導光体２の表示面側に対し、ドット印刷を複数回行うことにより設けられる。
なお、全ての図において、遮光部４は、その直径および肉厚等を説明のために模式的に記載している。

複数の遮光部４の直径は、いずれも所定の範囲内の大きさであり、一定の間隔で配置されている。ここで、所定の範囲内の大きさとは、それぞれの遮光部４がほぼ同一の大きさと視認されうる範囲の大きさをいうものとする。遮光部４の直径は、導光体２の表示面が視認される環境又は距離に応じて実験などにより適宜設定される。

ここで、図１および図２に示すように、導光体２を、光源部３に近い領域から遠い領域に向かって順に、領域α、領域β、領域γと称する。
また、図３から図５では、導光体２に直接印刷された遮光部に符号４１を付し、その上に重ねて印刷された遮光部に符号４２を付し、さらにその上に重ねて印刷された遮光部に符号４３を付している。
図３に示すように領域αの遮光部４は３回重ねて印刷され、図４に示すように領域βの遮光部４は２回重ねて印刷され、図５に示すように領域γの遮光部４は１回印刷されている。

これにより、領域αの遮光部４の塗料またはインクの量＞領域βの遮光部４の塗料またはインクの量＞領域γの遮光部４の塗料またはインクの量 の関係となる。
また、領域αの遮光部４の肉厚＞領域βの遮光部４の肉厚＞領域γの遮光部４の肉厚 の関係となる。これにより、複数の遮光部４は、光源部３から遠くに向かうに従い、所定面積あたりの光の透過率が小さいものから大きいものとなるように配置されることになる。

ところで、上述した光源部３から照射される光は、光源部３に近いほど強く、光源部３から遠くに向かうに従い弱くなる。これに対し、光源部３に近い領域αの遮光部４は、光源部３から導光体２の表示面側へ放出される光を遮る光量が大きい。また、光源部３から遠い領域γの遮光部４は、光源部３から導光体２の表示面側へ放出される光を遮る光量が小さい。そのため、発光表示装置１は、光源部３に近い遮光部４を通過する光量と、光源部３から遠い遮光部４を通過する光量とを近づけ、導光体２の表示面側の明るさのムラまたは色ムラを抑えることが可能である。

ここで、比較例の発光表示装置１００について説明する。
図１６に示すように、比較例の発光表示装置１００が備える複数の遮光部４００は、所定面積あたりの光の透過率が略同一のものである。この複数の遮光部４００は、光源部３００の近くから遠くに向かうに従い、直径が大きいものから小さいものとなるように配置されている。そのため、比較例の発光表示装置１００も、光源部３００の照射による導光体２００の表示面の明るさを均一に近づけることが可能である。
しかし、比較例の発光表示装置１００は、光源部３００から照射される光を用いずに外光により表示面を視認する際、遮光部４００の直径のばらつきに起因して、導光体２００の表示面に明るさのムラまたは色ムラが生じている。

これに対し、上述した第１実施形態は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態の発光表示装置１は、導光体２の表示面側に所定の範囲内の大きさで設けられた複数の遮光部４が、光源部３の近くから遠くに向かうに従い光の透過率が小さいものから大きいものとなるように配置される。
これにより、発光表示装置１は、光源部３から照射された光が光源部３に近い遮光部４を通過する光量と、光源部３から遠い遮光部４を通過する光量とを近づけることが可能である。したがって、発光表示装置１は、導光体２の表示面の明るさのムラまたは色ムラを抑え、表示面をほぼ均一に光らせることが可能である。
さらに、発光表示装置１は、複数の遮光部４を所定の範囲内の大きさに揃えている。そのため、発光表示装置１は、導光体２の表示面が外光により視認される際にも、その表示面の明るさのムラまたは色ムラを抑えることができる。

（２）第１実施形態では、複数の遮光部４は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い、塗料またはインクの量が多いものから少ないものとなるように配置されている。
これにより、複数の遮光部４は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い、光の透過率が小さいものから大きいものとなるように配置される。

（３）第１実施形態では、複数の遮光部４は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い、肉厚が厚いものから薄いものとなるように配置されている。
これにより、複数の遮光部４は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い、光の透過率が小さいものから大きいものとなるように配置される。

（４）第１実施形態では、複数の遮光部４は、導光体２の表示面側に一定の間隔で配置されている。
これにより、発光表示装置１は、光源部３の光によって表示する際、及び、外光により視認される際にも、導光体２の表示面側の明るさのムラまたは色ムラを抑えることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図６から図１０に示す。なお、図６では、説明のために、複数回の印刷で設けられた遮光部４１，４２，４３の外周のみを記載し、内側の黒塗りを省略している。
第２実施形態では、発光表示装置１は、導光体２の表示面側に透光性の薄膜または板材５を備えている（図７から図１０参照）。この薄膜または板材５は、光を透過するものであり、導光体２の表示面側に固定されている。

第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、複数の遮光部４は、濃色または淡色の塗料またはインクによって形成され、そこを透過する光の少なくとも一部を遮ることが可能なものである。
複数の遮光部４は、その薄膜または板材５の導光体２とは反対側の面に対し、ドット印刷により設けられている。なお、複数の遮光部４は、薄膜または板材５の導光体２側の面に設けることも可能である。

図６から図１０では、１回目の印刷で設けられた遮光部に符号４１を付し、２回目の印刷で設けられた遮光部に符号４２を付し、３回目の印刷で設けられた遮光部に符号４３を付している。
第２実施形態では、１回目に印刷された遮光部４１の外径と、２回目に印刷された遮光部４２の外径と、３回目に印刷された遮光部４３の外径とが異なっている。１回目に印刷された遮光部４１の外周と、２回目に印刷された遮光部４２の外周と、３回目に印刷された遮光部４３の外周とは、それぞれ同心円状に印刷されている。なお、複数の遮光部４１，４２，４３は、各回の印刷で設けられた範囲が同心円状に限らず、例えば偏芯したものでもよく、或いは円以外の形状でもよい。

１回目に印刷された遮光部４１は、全て所定の範囲内の大きさである。ここでも、所定の範囲内の大きさとは、それぞれの遮光部４１がほぼ同一の大きさと視認されうる範囲の大きさをいうものとする。
２回目に印刷された遮光部４２は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い、遮光部４２の面積が徐々に小さくなっている。
３回目に印刷された遮光部４３は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い、遮光部４３の面積が徐々に小さくなっている。但し、３回目に印刷された遮光部４３は、２回目に印刷された遮光部４２と比べて、遮光部４３の面積が光源部３の近くから遠くに向かうに従い急激に小さくなっている。

これにより、複数の遮光部４は、光源部３に近い位置から遠い位置に向かうに従い、塗料またはインクの量が多いものから徐々に少ないものとなる。そのため、複数の遮光部４は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い光の透過率が小さいものから徐々に大きいものとなる。したがって、光源部３から導光体２の表示面側へ放出される光は、光源部３に近いほど遮光部４により遮られる光量が大きく、光源部３から遠いほど遮光部４により遮られる光量が小さくなる。
なお、図６から図１０では、説明のために１回目から３回目に印刷された遮光部４１，４２，４３の外周、高さおよび境界を明確に記載しているが、実際には１回目から３回目に印刷された遮光部４１，４２，４３は互いに密着するので、それらの外周、高さおよび境界は不明瞭なものになる。

第２実施形態の発光表示装置１は、第１実施形態の発光表示装置１と同様の作用効果を奏する。
また、第２実施形態の発光表示装置１は、導光体２とは別部材の薄膜または板材５に複数の遮光部４を印刷することで、遮光部４を容易に設けることが可能である。
さらに、第２実施形態の発光表示装置１は、光源部３の近くから遠くに向かうに従い、複数回の印刷のうちのいずれかの回の印刷面積を大きいものから徐々に小さいものとする。これにより、少ない印刷回数で、複数の遮光部４の透過率を細かく変えることが可能である。

（第３、第４、第５実施形態）
本発明の第３、第４、第５実施形態を図１１から図１３に示す。
図１１に示すように、第３実施形態では、遮光部４を正方形として交互に配置することにより、チェッカー模様（市松模様）を構成している。
図１２に示すように、第４実施形態では、遮光部４を菱形として交互に配置することにより、菱形のチェッカー模様を構成している。
図１３に示すように、第５実施形態では、遮光部４を所定の幅を有する線として、それらを所定の間隔を有して配置することにより、ストライプ模様（縞模様）を構成している。
このように、発光表示装置１は、遮光部４の形状および配置を種々のものにすることが可能である。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図１４および図１５に示す。なお、図１４でも、説明のために、複数回の印刷で設けられた遮光部４１，４２，４３の外周のみを記載し、内側の黒塗りを省略している。
第６実施形態は、光源部３から照射される光が導光体２の光源部３とは反対側の端部２１で反射する構成である。第６実施形態では、光源部３から照射された光が光源部３から離れるに従い徐々に弱くなる領域を、領域δと称する。光源部３から照射された光が導光体２の途中から光源部３とは反対側の導光体２の端部２１に向かうに従い徐々に強くなる領域を、領域εと称する。

領域δに設けられる複数の遮光部４は、第２実施形態と同様、光源部３に近い位置から領域δと領域εとの境界に向かうに従い、光の透過率が小さいものから徐々に大きいものとなるように配置されている。
また、領域εに設けられる複数の遮光部４は、領域δと領域εとの境界から光源部３とは反対側の導光体２の端部２１に向かうに従い、光の透過率が大きいものから徐々に小さいものとなるように配置されている。

第６実施形態の発光表示装置１は、導光体２を通過する光の強さに応じて複数の遮光部４の光の透過率を変えることで、第１から第５実施形態の発光表示装置１と同様、導光体２の表示面側の明るさを均一に近づけることが可能である。

（他の実施形態）
（１）上述した実施形態では、車両のフロントグリルに設けられる発光表示装置１について説明した。これに対し、他の実施形態では、発光表示装置１は、例えば電光掲示板など、種々の用途に使用することが可能である。

（２）上述した実施形態では、導光体２を板状とした。これに対し、他の実施形態では、導光体２を例えば曲面状、円柱状または直方体状など、種々の形状にしてもよい。

（３）上述した実施形態では、導光体２の表示面側に設けた複数の遮光部４により所定の模様を表示するものとした。これに対し、他の実施形態では、導光体２の表示面側に設けた複数の遮光部４の表示面側に、さらに文字、図形または模様を印刷したフィルムなどを設けてもよい。

（４）上述した第２実施形態では、複数の遮光部４１，４２，４３の面積を変える構成とした。これに対し、他の実施形態では、その遮光部４の上にさらに溶剤を印刷するなどにより、遮光部４の表面がなだらかな平坦状になるようにしてもよい。

（５）上述した実施形態では、複数の遮光部４を３回の印刷により設けた。これに対し、他の実施形態では、複数の遮光部４は、２回または４回以上の印刷により設けてもよい。

（６）上述した実施形態では、導光体２の表示面側に複数の遮光部４を印刷により設けた。これに対し、他の実施形態では、発光表示装置１は、複数の遮光部４を例えばディスペンサなどにより設けてもよい。

（７）他の実施形態では、発光表示装置１は、導光体２の裏面側に、光源から照射された光を拡散する複数の光拡散部をさらに備えてもよい。これにより、発光表示装置１は、複数の遮光部４と複数の複数の光拡散部とを併用することで、表示面の明るさを均一に近づけることが可能である。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・発光表示装置
２・・・導光体
３・・・光源部
４，４１，４２，４３・・・遮光部

Claims (4)

1. 光を透過する導光体（２）と、
   前記導光体に対し光を照射する光源部（３）と、
   前記導光体の表示面側に所定の範囲内の大きさで設けられた複数の遮光部（４，４１，４２，４３）と、
   前記導光体の前記表示面側に設けられた透光性の薄膜または板材（５）と、を備え、
   前記光源部から照射される光は前記導光体の前記光源部とは反対側の端部（２１）で反射する構成であり、前記光源部から照射された光が前記光源部から離れるに従い弱くなる領域を光源側領域（δ）とし、前記光源部から照射された光が前記導光体の途中から前記光源部とは反対側の端部に向かうに従い強くなる領域を反対側領域（ε）とし、前記光源側領域と前記反対側領域との境界を領域境界とすると、
   前記光源側領域に設けられた複数の前記遮光部は、前記光源部から前記領域境界に向かうに従い、光の透過率が小さいものから大きいものとなるように配置されており、
   前記反対側領域に設けられた複数の前記遮光部は、前記領域境界から前記光源部とは反対側の端部に向かうに従い光の透過率が大きいものから小さいものとなるように配置されており、
   複数の前記遮光部は、前記薄膜または前記板材に印刷により設けられたものであり、
   前記光源側領域に設けられた複数の前記遮光部のうち少なくとも一つの前記遮光部の印刷面積は、前記光源部の近くから前記領域境界に向かうに従い小さくなっており、
   前記反対側領域に設けられた複数の前記遮光部のうち少なくとも一つの前記遮光部の印刷面積は、前記領域境界から前記光源部とは反対側の端部に向かうに従い大きくなっている発光表示装置。
2. 複数の前記遮光部は、塗料またはインクから構成されたものであり、
   前記光源側領域に設けられた複数の前記遮光部は、前記光源部の近くから前記領域境界に向かうに従い、前記塗料または前記インクの量が多いものから少ないものとなるように配置されたものである請求項１に記載の発光表示装置。
3. 前記光源側領域に設けられた複数の前記遮光部は、前記光源部の近くから前記領域境界に向かうに従い、肉厚が厚いものから薄いものとなるように配置されたものである請求項１または２に記載の発光表示装置。
4. 複数の前記遮光部は、前記導光体の前記表示面側に一定の間隔で配置されたものである請求項１から３のいずれか一項に記載の発光表示装置。

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