JP7356594B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関し、特に光源により照光される意匠形状が光源の非点灯時において視認されない表示装置に関する。
特許文献１には、操作パネルの意匠形状が光源の点灯時に視認され、光源の非点灯時において視認されない表示装置において、発光光源から出射された光を、発光光源と照光部との間に設けられているライトガイドおよび散乱部材を介して、照光部に照射する構成が開示されている。
国際公開第２０１４／１２９５７７号
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ライトガイドと散乱部材とが別部品であり、且つ、ライトガイドを所定の高さ位置で支持する他の部材が必要であるため、部品点数が比較的多く、組み立て性を向上させることが困難である。
一実施形態に係る表示装置は、光源と、所定の意匠形状を有する光透過部を有し、光源から発せられた光が底面側から照射されて光透過部を透過することにより、意匠形状が視認される表示部と、光源から発せられた光を光透過部に導く導光体とを備え、導光体は、表示部の底面側において光透過部と対向して設けられ、光源から発せられた光を光透過部に向けて照射する一体に成形された照射部と、導光体に一体に成形されて照射部を支持する支持部とを有する。
一実施形態によれば、光源の点灯時に所定の意匠形状が視認され、光源の非点灯時に所定の意匠形状が視認されない表示装置において、部品点数を削減し、組み立て性を向上させることができる。
一実施形態に係る表示装置の外観斜視図 一実施形態に係る表示装置の分解斜視図 一実施形態に係る表示装置の断面図 図３に示す表示装置のＡ部を拡大して示す一部拡大図 一実施形態に係る導光体の上面側から見た外観斜視図 一実施形態に係る導光体の底面側から見た外観斜視図
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
（表示装置１００の概要）
図１は、一実施形態に係る表示装置１００の外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る表示装置１００の分解斜視図である。図３は、一実施形態に係る表示装置１００の断面図である。図４は、図３に示す表示装置１００のＡ部を拡大して示す一部拡大図である。なお、以降の説明では、便宜上、表示装置１００の高さ方向（基部１２０が有する軸部１２２の延在する方向）をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する方向を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向とする。
図１に示す表示装置１００は、「表示装置」の一適用例である。表示装置１００は、例えば、自動車等の車両の車室内において、車両の運転者による操作可能な位置（例えば、センターコンソール等）に設置される、図示しないスイッチ装置に組み込まれる。スイッチ装置は、運転者によるプッシュ操作がなされることによって、スイッチ装置をオン状態とオフ状態との間で切り替えることができる。
図１から図３に示すように、表示装置１００は、概ね円筒状のノブ１１０を備える。ノブ１１０の上部には、平面視において円形状の上部開口１１０Ａが形成されている。上部開口１１０Ａは、円盤状の蓋１３０が嵌め込まれることによって閉塞されている。
ノブ１１０の底部には、平面視において円形状の下部開口１１０Ｂが形成されている。下部開口１１０Ｂからは、基部１２０が有する柱状の軸部１２２が、下方に延在して設けられている。また、ノブ１１０の底部からは、ＦＰＣ１４６が、基部１２０の軸部１２２に沿って下方に延在して設けられている。なお、ノブ１１０は、基部１２０に結合されている。例えば、ノブ１１０および基部１２０は、各種遮光性樹脂素材（例えば、ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate）等）を用いた射出成形によって形成される。
表示装置１００は、ノブ１１０の内部に設けられたＬＥＤ１４４が点灯しているとき、ＬＥＤ１４４から発せられた光が蓋１３０に形成されている光透過部１３２を透過することにより、蓋１３０の上面１３０Ａに所定の意匠形状（図１、図２では単なる丸で示しているが、例えば、スイッチ装置の機能を示す意匠形状）が視認される。一方、表示装置１００は、ＬＥＤ１４４が消灯しているときには、蓋１３０の上面１３０Ａに所定の意匠形状が視認されない（いわゆるブラックアウトされる）ようになっている。
（表示装置１００の構成）
図２に示すように、表示装置１００は、ノブ１１０、蓋１３０、粘着テープ１６０、導光体１５０、回路部１４０、および基部１２０を備える。
ノブ１１０は、上部開口１１０Ａおよび下部開口１１０Ｂを有する、概ね円筒状の部材である。ノブ１１０の内部空間１１０Ｃには、蓋１３０、粘着テープ１６０、導光体１５０、回路部１４０、および基部１２０と一体に設けられた保持部１２１が収容される。
蓋１３０は、保持部１２１の上面１２１Ｃおよび導光体１５０の上面１５２Ａに重ねて設けられるフランジ付き円盤状の部材である。蓋１３０は、保持部１２１の上部開口１２１Ｂを上側から閉塞する。また、蓋１３０は、ノブ１１０の上部開口１１０Ａにフランジ１３０Ｃが下側から嵌め合わされることにより、上部開口１１０Ａを閉塞する。蓋１３０は、光透過性樹脂素材（例えば、ポリカ樹脂、アクリル樹脂等）が射出成形されることによって形成される。蓋１３０は、「表示部」の一例である。図４に示すように、蓋１３０は、底面１３０Ｂ側全面に、塗装または印刷によって設けられた遮光層１３０ｂを有する。ただし、遮光層１３０ｂの中央部には、平面視において所定の意匠形状を有する光透過部１３２が形成されており、所定の意匠形状に合わせて遮光層１３０ｂが存在しないように設けられている。蓋１３０は、ＬＥＤ１４４から発せられた光が底面１３０Ｂ側から照射されて光透過部１３２を透過することにより、所定の意匠形状を視認可能とする。図４に示すように、蓋１３０は、光透過部１３２が形成されている遮光層１３０ｂよりも上層に、光透過部１３２及び遮光層１３０ｂの全体を覆う塗装または印刷によって設けられたスモーク層１３０ａを有する。スモーク層１３０ａは、スモーク色に着色されていることによって、光透過率が低められている。これにより、蓋１３０は、ＬＥＤ１４４が点灯していないとき、光透過部１３２から内部に入る外乱光の量を減らすとともに、上方から光透過部１３２の存在が視認され難くする。蓋１３０の底面１３０Ｂは、粘着テープ１６０によって、保持部１２１の上面１２１Ｃおよび導光体１５０の上面１５２Ａに接着される。粘着テープ１６０は、粘着性および光透過性を有する素材が用いられて形成される。
導光体１５０は、ＬＥＤ１４４から発せられた光を、蓋１３０の光透過部１３２に導く。導光体１５０の構成は、さらに図５および図６に示される。図５は、一実施形態に係る導光体１５０の上面側から見た外観斜視図である。図６は、一実施形態に係る導光体１５０の底面側から見た外観斜視図である。導光体１５０は、概ね円柱状の外形状を有する。具体的には、図５および図６に示すように、導光体１５０は、円筒状を有する外周壁部１５１と、外周壁部１５１の上部開口を閉塞する円盤状の上壁部１５２とを有する。なお、導光体１５０は、光透過性を有する樹脂素材（例えば、ポリカ樹脂、アクリル樹脂等）が用いられて形成される。特に、本実施形態では、導光体１５０は、光拡散剤を含む素材が用いられて形成される。
導光体１５０は、後述する第１の空間部１５６を取り囲む第１の周壁部１５７を有する。また、上壁部１５２における中央部（すなわち、平面視において、蓋１３０の光透過部１３２と重なる位置）に、第２の空間部１５３を有する。第２の空間部１５３は、上壁部１５２の上面１５２Ａに対して下方に凹んだ、平面視において、光透過部１３２の最大外形を包含する矩形状の空間である。
また、導光体１５０は、第２の空間部１５３の底部に一体に成形された、水平な平板状の照射部１５４を有する。照射部１５４の上面１５４Ａは、平面視において矩形状を有する水平な平面である。上面１５４Ａは、第２の空間部１５３に面しており、第２の空間部１５３を間に挟んで、蓋１３０の光透過部１３２と対向する。上面１５４Ａは、「照射面」の一例である。上面１５４Ａは、ＬＥＤ１４４から発せられて、導光体１５０によって照射部１５４に導かれた光を、光透過部１３２に向けて照射する。なお、図示を省略するが、本実施形態では、上面１５４Ａは、シボ加工が施されている。これにより、照射部１５４は、上面１５４Ａから光を拡散して照射することができる。なお、照射部１５４は、回路基板１４２の上面１４２Ａに対して離間しているが、当該照射部１５４と一体的に形成されている、導光体１５０の第１の周壁部１５７、第２の周壁部１５５、上壁部１５２、および外周壁部１５１を介して、回路基板１４２の上面１４２Ａに着地している。したがって、本実施形態では、導光体１５０に一体に成形された第１の周壁部１５７、第２の周壁部１５５、上壁部１５２、および外周壁部１５１のそれぞれ、または全てが、「照射部を支持する支持部」の一例に相当する。なお、本実施形態の表示装置１００は、支持された照射部１５４の高さ方向の位置や厚さ等を変化させることによって、照射部１５４と光透過部１３２との間隔を調整することにより、導光体１５０の点灯時に蓋１３０に視認される所定の意匠形状の輝度を調整するとともに、非点灯時の外乱光の内部反射の影響とのバランスをとることができる。
また、導光体１５０は、第２の空間部１５３を取り囲む第２の周壁部１５５を有する。第２の周壁部１５５は、照射部１５４の上面１５４Ａに対して上方に略垂直に設けられた、四角筒状の壁部である。これにより、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光が、第２の周壁部１５５からも光透過部１３２に向かって照射されるようになっている。
また、導光体１５０は、照射部１５４の下側に、第１の空間部１５６を有する。第１の空間部１５６は、照射部１５４の底面１５４Ｂと回路基板１４２の上面１４２Ａ（ＬＥＤ１４４が中央に配置された矩形状の領域１４２Ｃ）とに挟まれた空間である。
また、導光体１５０は、第１の空間部１５６を取り囲む第１の周壁部１５７を有する。第１の周壁部１５７は、照射部１５４の底面１５４Ｂに対して下方に垂直に設けられた、四角筒状の壁部である。なお、第１の周壁部１５７の下端面は、回路基板１４２の上面１４２Ａと接触している。これにより、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光が、第１の周壁部１５７の下端面と回路基板１４２の上面１４２Ａとの間から、漏れ出さず、第１の周壁部１５７内に入光もしくは第１の周壁部１５７にて上方に反射するようになっている。
回路部１４０は、ＬＥＤ１４４の発光を制御する。回路部１４０は、回路基板１４２、ＬＥＤ１４４、およびＦＰＣ１４６を備える。回路基板１４２は、表面に電子回路が形成される、円盤状の部材である。回路基板１４２は、基部１２０の保持部１２１の内底面１２１Ｄに設置される。回路基板１４２は、基部１２０の内底面１２１Ｄを隙間無く覆うことができるように、平面視において内底面１２１Ｄと同形状の円形状を有し、且つ、内底面１２１Ｄの直径と同寸法の直径を有する。回路基板１４２には、例えば、ＰＷＢ（Printed Wired Board）が用いられる。
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１４４は、「光源」の一例である。ＬＥＤ１４４は、回路基板１４２の上面の中心に実装される。ＬＥＤ１４４は、回路基板１４２に形成される電子回路によって駆動されることにより、当該ＬＥＤ１４４の上方に向けて光を発する。回路基板１４２に形成される電子回路は、ＦＰＣ１４６を介して、表示装置１００の外部に電気的に接続される。これにより、ＬＥＤ１４４の発光は、表示装置１００の外部から制御可能である。
ＦＰＣ１４６は、可撓性を有する帯状の配線部材である。ＦＰＣ１４６は、回路基板１４２に形成される電子回路と、表示装置１００の外部とを電気的に接続する。ＦＰＣ１４６は、回路基板１４２の底面から、基部１２０の軸部１２２の内部を下方に延在し、軸部１２２の下部開口から、軸部１２２の外部に引き出される。ＦＰＣ１４６は、例えば、薄膜状の導電性素材（例えば、銅箔）からなる配線が、互いに重なり合う一対のフィルム部材（例えば、ポリイミドフィルム）の間に挟み込まれることによって形成される。
基部１２０は、保持部１２１および軸部１２２を有する。基部１２０は、遮光性を有する樹脂素材が射出成形されることによって形成される。保持部１２１は、ノブ１１０の内部空間１１０Ｃに収容される、概ね円筒状の部分である。保持部１２１は、「保持部材」の一例である。保持部１２１は、その内部空間１２１Ａに、導光体１５０、回路基板１４２、およびＬＥＤ１４４を収容および保持する。具体的には、内部空間１２１Ａの内底面１２１Ｄに、回路基板１４２が載置される。そして、内部空間１２１Ａにおいて、回路基板１４２の上面１４２Ａに、導光体１５０が載置される。保持部１２１の上部開口１２１Ｂは、同形状（円形状）を有する導光体１５０の上面１５２Ａによって閉塞される。これにより、導光体１５０の上面１５２Ａは、保持部１２１の上面１２１Ｃと同一平面上に位置する。保持部１２１の上面１２１Ｃおよび導光体１５０の上面１５２Ａには、粘着テープ１６０によって蓋１３０の底面１３０Ｂが接着される。軸部１２２は、保持部１２１の底面１２１Ｅから下方に延在する、筒状の部分である。図３に示すように、軸部１２２の内部空間１２２Ａは、保持部１２１の内部空間１２１Ａに繋がっている。軸部１２２の内部空間１２２Ａには、回路基板１４２の底面１４２Ｂに接続されたＦＰＣ１４６が挿通される。
一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光が、導光体１５０の内部に入射され、導光体１５０の内部を伝搬し、導光体１５０の照射部１５４の上面１５４Ａから、当該上面１５４Ａと対向する位置にある蓋１３０の光透過部１３２に向けて照射される。そして、光透過部１３２に照射された光が、光透過部１３２を透過して、蓋１３０の上面１３０Ａから上方に出射される。これにより、蓋１３０の上面１３０Ａに、光透過部１３２が有する所定の意匠形状が視認される。
一実施形態に係る表示装置１００は、導光体１５０を設けたことにより、ＬＥＤ１４４から発せられた光を、効率的に照射部１５４に導くことができる。
特に、一実施形態に係る表示装置１００は、導光体１５０が、照射部１５４と、照射部１５４を支持する支持部とを有する。すなわち、一実施形態に係る表示装置１００は、照射部１５４および支持部を、導光体１５０に一体的に形成することができる。このため、一実施形態に係る表示装置１００は、照射部１５４を所定の高さ位置で支持する他の部材が不要である。したがって、一実施形態に係る表示装置１００は、部品点数を削減し、組み立て性を向上させることができる。
また、一実施形態に係る表示装置１００において、導光体１５０は、照射部１５４とＬＥＤ１４４との間の第１の空間部１５６を取り囲む第１の周壁部１５７を有する。
これにより、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光を、第１の周壁部１５７によって導光体１５０の外側に漏れ難くすることができる。且つ、第１の周壁部１５７から導光体１５０の内部に入射させて、導光体１５０の内部を伝搬させ、さらには、上方に反射させることができる。このため、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光を、効率的に、光透過部１３２に照射することができる。
また、一実施形態に係る表示装置１００において、導光体１５０は、照射部１５４と光透過部１３２との間の第２の空間部１５３を取り囲む第２の周壁部１５５を有する。
これにより、一実施形態に係る表示装置１００は、照射部１５４からだけでなく、第２の周壁部１５５からも、光透過部１３２に光を照射できる。このため、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光を、効率的に、光透過部１３２に照射することができる。
また、一実施形態に係る表示装置１００は、第１の周壁部１５７や第２の周壁部１５５の高さ等を変化させることによって、これらに支持された照射部１５４の高さ方向の位置や厚さ等を変化させることができる。これにより、照射部１５４と光透過部１３２との間隔を調整して、導光体１５０の点灯時に蓋１３０に視認される所定の意匠形状の輝度を調整するとともに、非点灯時の外乱光の内部反射の影響とのバランスをとることができる。
なお、第２の周壁部１５５の内壁面１５５Ａ（第２の空間部１５３に面した壁面）は、垂直面に限らず、上方（光透過部１３２のある方向）を向いて傾斜した傾斜面であってもよい。これにより、第２の周壁部１５５は、ＬＥＤ１４４から発せられた光を、より効率的に、光透過部１３２に照射することができる。
また、一実施形態に係る表示装置１００において、導光体１５０は、光拡散剤を含む素材が用いられて形成されている。
これにより、一実施形態に係る表示装置１００は、照射部１５４から光を拡散して照射できるため、光透過部１３２に対して光を均一に照射することができる。また、光を拡散させるための拡散部材を別途設ける必要が無いため、部品点数を削減し、組み立て性を向上させることができる。
また、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４と導光体１５０とを収容する基部１２０の保持部１２１をさらに備え、保持部１２１は、遮光性を有する素材が用いられて形成されている。
これにより、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光が保持部１２１の外部へ露出してしまうことを抑制することができる。このため、一実施形態に係る表示装置１００は、ＬＥＤ１４４から発せられた光を、効率的に、光透過部１３２に照射することができる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
例えば、一実施形態では本発明の表示装置への適用例を説明したが、これに限らず、本発明は、少なくとも光源の点灯時にのみ所定の意匠形状が視認可能であれば、如何なる部品および装置にも適用可能である。
本国際出願は、２０２０年７月３１日に出願した日本国特許出願第２０２０－１３０４９９号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
１００ 表示装置
１１０ ノブ
１１０Ａ 上部開口
１１０Ｂ 下部開口
１１０Ｃ 内部空間
１２０ 基部
１２１ 保持部
１２１Ａ 内部空間
１２１Ｂ 上部開口
１２１Ｃ 上面
１２１Ｄ 内底面
１２１Ｅ 底面
１３０ 蓋
１３０ａ スモーク層
１３０ｂ 遮光層
１３０Ａ 上面
１３０Ｂ 底面
１３２ 光透過部
１４０ 回路部
１４２ 回路基板
１４２Ａ 上面
１４２Ｂ 底面
１４２Ｃ 領域
１４４ ＬＥＤ
１４６ ＦＰＣ
１５０ 導光体
１５０Ａ 上面
１５１ 外周壁部
１５２ 上壁部
１５２Ａ 上面
１５３ 第２の空間部
１５４ 照射部
１５４Ａ 上面
１５４Ｂ 底面
１５５ 第２の周壁部
１５６ 第１の空間部
１５７ 第１の周壁部
１６０ 粘着テープ

Claims (6)

  1. 光源と、
    所定の意匠形状を有する光透過部を有し、前記光源から発せられた光が底面側から照射されて前記光透過部を透過することにより、前記意匠形状が視認される表示部と、
    前記光源から発せられた光を前記光透過部に導く導光体と
    を備え、
    前記導光体は、
    前記表示部の底面側において前記光透過部と対向して設けられ、前記光源から発せられた光を前記光透過部に向けて照射する照射部と、
    前記照射部と前記光源との間の第１の空間部を取り囲む第１の周壁部と、
    前記照射部と前記光透過部との間の第２の空間部を取り囲む第２の周壁部と、
    前記第２の周壁部と連結し前記第２の空間部の外側に向かって延設された上壁部と、
    前記上壁部と連結し、前記底面側に向かって延設された外周壁部と
    を有し、
    前記照射部、前記第１の周壁部、前記第２の周壁部、前記上壁部、および前記外周壁部のそれぞれが前記導光体に一体に成形されており、
    前記第１の周壁部、前記第２の周壁部、前記上壁部、および前記外周壁部のそれぞれ、または全てが、前記照射部を支持する支持部である
    ことを特徴とする表示装置。
  2. （削除）
  3. （削除）
  4. 前記導光体は、
    光拡散剤を含む素材が用いられて形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  5. 前記照射部の照射面は、
    シボ加工が施されている
    ことを特徴とする請求項１または４に記載の表示装置。
  6. 前記光源と、前記導光体とを収容および保持する保持部材をさらに備え、
    前記保持部材は、
    遮光性を有する素材が用いられて形成されている
    ことを特徴とする請求項１、４、または５に記載の表示装置。
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