WO2022070564A1 - 表示パネル及び操作表示パネル - Google Patents

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WO2022070564A1
WO2022070564A1 PCT/JP2021/027103 JP2021027103W WO2022070564A1 WO 2022070564 A1 WO2022070564 A1 WO 2022070564A1 JP 2021027103 W JP2021027103 W JP 2021027103W WO 2022070564 A1 WO2022070564 A1 WO 2022070564A1
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light emitting
display panel
base material
emitting element
guide path
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PCT/JP2021/027103
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English (en)
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宗彦 佐藤
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ｍｕｉ Ｌａｂ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an operation display device mounted on a controller of a household electric appliance, a display of an electronic device, a mobile body such as an automobile, or the like.
  • a hotel that values the warmth of natural wood can be said to be a high-quality space where guests can forget about work and relax.
  • a large number of electronic devices, displays or controllers in an inorganic form are placed in such a guest room, it becomes impossible to forget about daily life and relax sufficiently.
  • a light guide for guiding the light emission direction of the light emitting element is provided between the transparent conductive sheet and the light emitting element array. It is supposed to be provided.
  • the light guide here is an opaque dark-colored base material laminated on the substrate of the light-emitting element array, which surrounds the entire light-emitting element array and is provided with through holes along the optical axis of each light-emitting element. Pointing to. In this way, by providing the through holes along the optical axis of each light emitting element, it is possible to improve the visibility at the time of light emission.
  • the thin layer is provided on the front surface of the display panel
  • a certain thickness is required for the device, but there is also a need for the device to be thinner, and there is also a need for manufacturing at a lower cost. That is, regarding the thinning, the light guide shown in Patent Document 1 requires a drilling process at the time of manufacturing, but when the display has a high definition, it becomes difficult to drill a small hole in terms of process and strength. There is.
  • the present invention has a display panel and an operation display panel that can be manufactured at low cost while improving the visibility at the time of light emission in order to cope with a higher-definition display while reducing the thickness of the device.
  • the purpose is to provide.
  • the display panel includes a light emitting element array substrate in which light emitting elements containing no phosphor are two-dimensionally arranged, and a phosphor sheet or a phosphor sheet laminated on the light emitting element array substrate.
  • the phosphor resin base material, the light guide path forming base material laminated on the phosphor sheet or the phosphor resin base material to form a light guide path in the optical axis direction of the light emitting element, and the emission surface side of the light guide path forming base material are covered. It has an opaque thin layer.
  • the thickness of the phosphor sheet is, for example, less than 0.4 mm in order to reduce the bleeding of light.
  • the fluorescent material sheet may be formed by applying a liquid agent containing a fluorescent material to the front surface or the back surface of the light guide path forming base material or the back surface of the thin layer.
  • the fluorescent material sheet can be used in place of the base material to which the thin layer is attached by using a fluorescent material resin base material having a thicker thickness. In that case, it is preferable to provide an opaque mask having through holes formed in accordance with the arrangement of the light emitting elements on the surface of the phosphor resin base material.
  • the fluorescent material constituting the fluorescent material sheet or the fluorescent material resin base material is not limited to a single color, and may be a fluorescent material having a plurality of colors. For example, two-color phosphors may be arranged in a checkered pattern. Further, the fluorescent color of the fluorescent material sheet or the fluorescent material resin base material may be a complementary color of the light emitting color of the light emitting element. When two colored lights produce white light by additive mixing, the two colors are complementary colors to each other, and the emission color of the light emitting element can generate white light depending on the fluorescent color of the phosphor sheet.
  • the opaque thin layer that covers the emission surface side of the light guide path forming substrate or the emission surface side of the phosphor sheet or the phosphor resin substrate, that is, the emission surface side of the display panel, has a light emitting element when not displayed. It has the effect of making it invisible and the effect of giving aesthetics and relaxing effects depending on the material used. It also has an effect as a back projection screen that diffuses light having high directivity through a light guide path forming substrate on which a light guide path is formed by passing through an opaque thin layer.
  • the display panel of the present invention is provided with a light guide path forming base material that forms a light guide path in the optical axis direction of the light emitting element, so that the light of the light emitting element can efficiently travel straight.
  • a light guide path forming base material that forms a light guide path in the optical axis direction of the light emitting element, so that the light of the light emitting element can efficiently travel straight.
  • the loss of light is reduced, the amount of light when displayed on a thin layer is increased, and the display performance can be improved.
  • effects such as cost reduction and miniaturization of light emitting element components, power consumption and suppression of heat generation can be obtained.
  • the miniaturization of the light emitting element component contributes to the high density of pixels.
  • unlike the light guide of the prior art it is not necessary to align the light emitting element and the light guide path forming base material, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • a phosphor sheet or a phosphor resin base material is laminated on the light emitting element array substrate, and the emitted light from the light emitting element of the light emitting element array substrate is the phosphor sheet or fluorescence.
  • the display panel according to the second aspect of the present invention is laminated on a light emitting element array substrate in which light emitting elements containing no phosphor are two-dimensionally arranged and a light emitting element array substrate to form a light guide path in the optical axis direction of the light emitting element. It is provided with a light guide path forming base material, a fluorescent material sheet or a fluorescent material resin base material laminated on the light guide path forming base material, and an opaque thin layer covering the emission surface side of the fluorescent material sheet or the fluorescent material resin base material. ..
  • the light of the light emitting element is made to travel straight in the light guide path forming base material.
  • a transparent base material may be laminated between the thin layer and the light guide path forming base material, or between the light guide path forming base material and the light emitting element array substrate.
  • the transparent base material may be laminated on the back surface of the thin film, or may be laminated on the front surface (exit side) or the back surface (incident side) of the light guide path forming base material.
  • transparent substrate transparent polycarbonate (PC), transparent polyethylene terephthalate (PET), or the like can be used. By changing the thickness of this transparent base material, it is possible to adjust the bleeding of characters and figures displayed on the thin layer.
  • a striking wall portion higher than the height of the light emitting element may be provided between the light emitting elements on the light emitting element array substrate.
  • the striking wall portion can be formed on the light emitting element array substrate, for example, by printing.
  • the striking wall portion By providing the striking wall portion, it is possible to prevent the light of the light emitting element from leaking in the lateral direction and deteriorating the display performance.
  • the height of the striking wall portion can be appropriately designed according to the needs, but by providing the striking wall portion higher, the light of the light emitting element can be more effectively guided upward.
  • the display panel can be made thinner by providing the strut-shaped wall portion at a lower position within a range not lower than the height of the light emitting element.
  • the striking wall portion may be printed and formed on the light emitting element array substrate. By downsizing the size of the light emitting element from the millimeter order to the order of microns, what is printed and formed on the light emitting element array substrate can function as a striking wall portion higher than the height of the light emitting element. Is.
  • the light guide path forming substrate is provided with micropores in a resin or metal substrate, the micropores are formed by lattice-shaped louvers, and the gaps between the lattice-shaped louvers are formed in a light emitting element array.
  • the light guide path forming base material may be formed by providing micropores in a resin base material made of a transparent resin and filling the fine pores with a translucent material having a refractive index different from that of the resin base material. good.
  • a light guide path forming base material in which micropores formed by lattice-shaped louvers are provided in a resin or metal base material, or a light-transmitting material is filled in the fine pores provided in the resin base material.
  • Privacy filter is preferably used.
  • the shape of the micropores is not particularly limited, and may be not only a circular hole in a plan view but also a polygonal shape such as a hexagon in a plan view.
  • the light guide path forming base material may be made by laminating at least two louver films so that the louvers are orthogonal to each other.
  • the light of the light emitting element can be efficiently traveled straight at low cost even when a grid-like louver is not used, and the display performance is improved.
  • the light guide path forming base material may be made of an aggregate of fine fibers. Since the light guide path forming base material is made of an aggregate of fine fibers, the light of the light emitting element can be efficiently traveled straight along the optical axis, and the display performance can be improved.
  • the fine fiber can be widely used such as an optical fiber and ulexite, but an optical fiber made of glass or plastic is preferable.
  • the amount of light that is absorbed in the pores and reaches the surface decreases, but in the case of fine fibers such as optical fibers, the light absorption is suppressed because the light is totally reflected, and the amount of light that reaches the surface. Has the advantage of increasing.
  • the light guide path forming substrate may be an aggregate of a strut-shaped wall portion surrounding the light emitting element of the light emitting element array substrate. Since the height of the striking wall portion is higher than the height of the light emitting element, it is possible to guide the light in the optical axis direction of the light emitting element.
  • the light guide path forming base material may be formed of a flexible resin.
  • the light guide path forming base material By forming the light guide path forming base material with a flexible resin, it is possible to manufacture display panels having various shapes. Further, when the phosphor sheet is flexible and the light guide path forming base material is formed of a flexible resin, the light emitting element array substrate may also be formed of a flexible resin or a non-planar surface. .. With such a configuration, the entire display panel can be bent or curved, and display panels of various designs can be manufactured.
  • the fluorescent resin base material may be a base material formed by kneading a fluorescent material into a resin. If the base material is formed by kneading a phosphor with a resin, the thickness can be secured and the strength can be given to some extent.
  • the opaque thin layer that covers the emission surface side of the display panel has the effect of obscuring the presence of the light emitting element when hidden, and the light having high directivity through the base material on which the light guide path is formed.
  • the thin layer is preferably made of naturally derived wood, natural fiber, natural leather, or natural stone.
  • the thin layer may be a resin that mimics the look and feel of naturally derived wood, synthetic fibers that mimic the look and feel of natural fibers, synthetic leather that mimics the look and feel of natural leather, or natural stone wood. It is preferably made of artificial stone that mimics the look and feel.
  • a polymer material such as a resin can be used as the thin layer material as long as it realizes a natural appearance and a natural feel.
  • the resin Since the resin is easy to mold, it has an advantage that a thin layer having a three-dimensionally complicated shape can be produced.
  • the polymer material refers to a material having a large molecular weight, and refers to a polymer obtained by polymerizing a monomer or a compound having a large molecular weight such as a natural polymer.
  • an insulating resin having a high relative permittivity.
  • a transparent conductive sheet is laminated on the back surface of a thin layer in any of the above display panels.
  • a transparent conductive sheet is laminated on the exit surface or the incident surface of the light guide path forming base material in any of the above display panels.
  • an infrared touch sensor attached around the thin layer and an optical sensor that can recognize the user's hand shape and movement gesture can also function as an operation display panel and can be used as an operation input device. It is available.
  • the display panel and the operation display panel of the present invention there is an effect that the device can be made thinner, the visibility at the time of light emission is improved in order to correspond to a higher-definition display, and the production can be performed at low cost. .. Further, when the phosphor sheet is arranged immediately below the thin layer, there is an effect that the characteristics of the phosphor sheet can be changed according to the color of the thin layer. For example, by changing the composition of the phosphor contained in the phosphor sheet, the wavelength distribution and the color temperature of the white light generated by the blue LED and the yellow phosphor can be changed.
  • FIG. 11 shows a configuration image diagram of an article incorporated in the operation display panel of the prior art.
  • the article 111 incorporated in the operation display panel is composed of a veneer 2, a transparent base material 3, a transparent conductive sheet 4 as a transparent conductive film, a light guide 5, and a light emitting element array substrate 6 as a light emitting element array.
  • Each is stacked in order from the top.
  • the veneer 2 using the sycamore material is located on the outer surface of the article 111 incorporated in the operation display panel, and the light emitting element array substrate 6 is configured to be located inside the article.
  • a large number of LED light sources 7 are two-dimensionally arranged on the light emitting element array substrate 6.
  • the light guide 5 guides the light emission direction of each LED light source 7 in the direction perpendicular to the light emitting element array substrate 6, and is provided with the same number of guide holes 5a as the number of LED light sources 7.
  • the light emitting element array substrate 6 is composed of a total of 6400 LED light sources of 32 vertical and 200 horizontal.
  • One LED light source is composed of a plane mount type LED.
  • a point light source can be realized by the light of one LED light source, and this can be regarded as one dot, and one character or pattern can be expressed by 8 ⁇ 8 dots or 16 ⁇ 16 dots.
  • a sentence of 22 characters ⁇ 3 lines can be expressed.
  • the LED light source for example, a light source having a size of 2 mm ⁇ 2 mm and 700 to 1000 mcd (millicandela) is used.
  • the light guide 5 is a dark-colored base material, and plays a role of clearly visualizing characters and patterns composed of light emitted from the LED light source 7 through the veneer 2. That is, a large number of guides are arranged according to the arrangement of the LED light sources 7 so that the guide holes 5a are arranged directly above each LED light source 7 when the light guides 5 are laminated on the light emitting element array substrate 6. A hole 5a is provided.
  • FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of an article incorporated in the operation display panel of the prior art.
  • the veneer 2 the transparent base material 3, the transparent conductive sheet 4, the light guide 5, and the light emitting element array substrate 6 are laminated in order from the top by the housing 8. It is glued in the state of being glued.
  • the diagonally emitted light (90b, 90c) is blocked by the light guide 5, and is regarded as straight light like the light 90a. , Will reach the veneer 2.
  • the housing 8 is mainly made of ABS resin.
  • the veneer 2 and the transparent base material 3 or the transparent base material 3 and the transparent conductive sheet 4 are bonded together without providing a gap.
  • a gap G1 is provided between the transparent conductive sheet 4 and the light guide 5. This is because the light guide 5 is provided with a guide hole 5a, so that when the transparent conductive sheet 4 and the light guide 5 are adhered to each other, the stress varies when the touch panel is operated, which causes a malfunction. Because.
  • a gap G2 is also provided between the light guide 5 and the LED light source 7. Since the number of the LED light source 7 provided in the light emitting element array substrate 6 and the guide holes 5a provided in the light guide 5 reaches several thousand, when the light guide 5 and the light emitting element array substrate 6 are laminated, the number of the guide holes 5a is several thousand. Placement errors may occur. If the light guide 5 and the light emitting element array substrate 6 are adhered to each other in a state where an error occurs, the light emitted from the LED light source 7 does not pass through the guide hole 5a, and accurate display cannot be performed.
  • the display panel or operation display panel of the present invention will be described.
  • the display panel or operation display panel described in the following embodiment can be built in the housing 8 as shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the operation display panel of the first embodiment.
  • a light guide path that forms a light guide path in the optical axis direction of the light emitting element instead of the transparent base material 3
  • the forming base material 30 is provided. Since the light emitting element 70 does not contain a phosphor and does not require the molding of the phosphor resin on the light emitting element, the light emitting element can be miniaturized. Instead of containing no phosphor in the light emitting element 70, a phosphor sheet 10 is provided between the veneer 2 and the light guide path forming base material 30.
  • the light emitting element 70 is a blue LED
  • the phosphor sheet 10 is composed of a yellow phosphor as a complementary color, but other configurations may be used.
  • the phosphor sheet 10 may be composed of a yellow fluorescent substance and a red fluorescent substance, a green fluorescent substance and a red fluorescent substance, or the like.
  • the light guide path forming base material 30 is a resin base material made of a transparent resin, and a large number of fine holes are formed as guide holes 30a in the optical axis direction of the light emitting element.
  • the guide hole 30a is formed by a grid-shaped louver, and the gap between the grid-shaped louvers is a light guide path along the optical axis of the light emitting element 70.
  • the guide hole 30a is filled with a translucent material having a refractive index different from that of the main body of the light guide path forming base material 30, so that the guide hole 30a serves as a light guide path for the emitted light of the light emitting element 70.
  • the light 9a emitted from the light emitting element 70 can efficiently travel straight through the light emitted from the light emitting element 70 by passing through the guide hole 30a.
  • the loss of light is reduced, the amount of light when displayed on a thin layer is increased, and the display performance can be improved.
  • the light guide 5 is not provided, cost reduction and thinning can be achieved.
  • the light 9a emitted from the light emitting element 70 passes through the guide hole 30a and then passes through the phosphor sheet 10 to reach the veneer 2 in a state where the light emitting color is adjusted.
  • the light emitted from the light emitting element 70 is transmitted in the order of the light guide path forming base material 30 and the phosphor sheet 10, so that the light of the light emitting element is made to travel straight in the light guide path forming base material 30, and then the phosphor. It is possible to transmit the sheet 10 and prevent the diffusion of light in the phosphor.
  • the phosphor sheet 10 By providing the phosphor sheet 10 with a thin thickness, the scattering of light in the phosphor is suppressed, and the bleeding of light displayed on the surface material is reduced.
  • the light 9b has a structure that does not easily bleed in the phosphor sheet 10, it diffuses in the veneer 2, so that the viewing angle becomes wide. Therefore, it is possible to obtain a configuration in which a wide viewing angle can be obtained while increasing the amount of light, and the visibility at the time of light emission is improved.
  • the veneer 2 is made of sycamore material, it is possible to realize a clear display and a soft appearance display in which the warmth of the natural material can be felt.
  • FIG. 2 shows an explanatory diagram of the operation display panel of the second embodiment.
  • a light guide path forming base material 31 is provided as a light guide path forming base material instead of the light guide 5.
  • a large number of micropores are formed as guide holes 31a in the main body of the light guide path forming base material 31 which is a resin base material made of a transparent resin.
  • the guide hole 31a is formed by a grid-shaped louver, and the gap between the grid-shaped louvers is a light guide path along the optical axis of the light emitting element 70.
  • the guide hole 31a is filled with a translucent material having a refractive index different from that of the main body of the light guide path forming base material 31, so that the guide hole 31a serves as a light guide path for the emitted light of the light emitting element 70.
  • the light guide path forming base material 31 shown in FIG. 2 is provided thicker than the light guide path forming base material 30 shown in FIG. 1, but the thickness of the light guide path forming base material is not particularly limited. That is, various thicknesses can be adopted for the thickness of the light guide path forming base material according to the needs.
  • the structure may be made thicker, or the light guide path forming base material 31 may be made thinner in order to reduce the thickness of the device. It may be configured. Since the guide hole 31a serves as a light guide path along the optical axis of the light emitting element 70 arranged on the light emitting element array substrate 6, the light 9a emitted from the light emitting element 70 can be efficiently traveled straight. The emission color of the light traveling straight through the guide hole 31a is adjusted by the phosphor sheet 10 to become the light 9b, which reaches the display surface. As a result, the loss of light is reduced, the amount of light displayed on the veneer 2 is increased, and the display performance can be improved.
  • FIG. 3 shows an explanatory diagram of the display panel of the third embodiment.
  • the display panel 107 is not provided with the transparent conductive sheet 4.
  • Other configurations are the same as those of the operation display panel 101.
  • the light emitting element 70 in which the light emitting element does not contain a phosphor, the phosphor sheet 10, and the light guide path forming base material 30 in which a large number of micropores are formed are formed. It is possible to make the device thinner, improve the visibility at the time of light emission, and make it a structure that can be manufactured at low cost.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the display panel of the fourth embodiment.
  • the display panel 108 is not provided with the transparent conductive sheet 4.
  • Other configurations are the same as those of the operation display panel 102.
  • the light emitting element 70 in which the light emitting element does not contain a phosphor, the phosphor sheet 10, and the light guide path forming base material 31 in which a large number of micropores are formed are formed. It is possible to make the device thinner, improve the visibility at the time of light emission, and make it a structure that can be manufactured at low cost.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the operation display panel of the fifth embodiment.
  • the operation display panel 103 is provided with a phosphor sheet 10 between the transparent conductive sheet 4 and the light emitting element 70.
  • Other configurations are the same as those of the operation display panel 101.
  • the light 9a emitted from the light emitting element 70 passes through the phosphor sheet 10, passes through the guide hole 30a in a state where the emission color is adjusted, and reaches the veneer 2.
  • the effect of further improving the visibility at the time of light emission can be obtained to a certain extent.
  • the arrangement of each member is different from that of the operation display panel 101, since the members used are the same, it is possible to manufacture the device at low cost while reducing the thickness of the device.
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of the operation display panel of the sixth embodiment.
  • the operation display panel 104 is provided with a phosphor sheet 10 between the light guide path forming base material 31 and the light emitting element 70.
  • Other configurations are the same as those of the operation display panel 102.
  • the light 9a emitted from the light emitting element 70 passes through the phosphor sheet 10, passes through the guide hole 31a in a state where the emission color is adjusted, and reaches the veneer 2.
  • the effect of further improving the visibility at the time of light emission can be obtained to a certain extent.
  • the arrangement of each member is different from that of the operation display panel 102, since the members used are the same, it is possible to manufacture the device at low cost while reducing the thickness of the device.
  • FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the display panel of the seventh embodiment.
  • the display panel 109 is not provided with the transparent conductive sheet 4.
  • a phosphor sheet 10 is provided between the light guide path forming base material 30 and the light emitting element 70.
  • Other configurations are the same as those of the operation display panel 101.
  • the light 9a emitted from the light emitting element 70 passes through the phosphor sheet 10, passes through the guide hole 30a in a state where the emission color is adjusted, and reaches the veneer 2.
  • the effect of further improving the visibility at the time of light emission can be obtained to a certain extent. Further, it is the same as the operation display panel 103 except that the transparent conductive sheet 4 is not provided, and it is possible to manufacture the device at low cost while reducing the thickness of the device.
  • FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of the display panel of the eighth embodiment.
  • the display panel 110 is not provided with the transparent conductive sheet 4.
  • a phosphor sheet 10 is provided between the light guide path forming base material 31 and the light emitting element 70.
  • Other configurations are the same as those of the operation display panel 102.
  • the light 9a emitted from the light emitting element 70 passes through the phosphor sheet 10, passes through the guide hole 31a in a state where the light emitting color is adjusted, and reaches the veneer 2. Will be done.
  • the effect of further improving the visibility at the time of light emission can be obtained to a certain extent. Further, it is the same as the operation display panel 104 except that the transparent conductive sheet 4 is not provided, and it is possible to manufacture the device at low cost while reducing the thickness of the device.
  • the stacking order of the transparent base material 3 and the light guide path forming base material 31 as shown in FIG. 8 (2), the light guide path forming base material 31 is arranged immediately behind the veneer 2 and the transparent base is placed under the veneer 2. The material 3 may be arranged.
  • FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of the operation display panel of the ninth embodiment.
  • the operation display panel 105 is provided with a fluorescent resin base material 11 which is thicker and more rigid than the fluorescent sheet 10 instead of the fluorescent sheet 10.
  • the phosphor resin base material 11 is a resin material kneaded with a fluorescent substance.
  • a light guide path forming base material 30 and an opaque mask 12 are provided between the veneer 2 and the phosphor resin base material 11.
  • the opaque mask 12 has through holes 12a arranged at the same pitch according to the arrangement pattern of the light emitting element 70, and has a function of guiding the light emission direction of the light emitting element 70. By providing the opaque mask 12, it is possible to prevent the display from becoming unclear on the panel surface. Other configurations are the same as those of the operation display panel 101.
  • FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of the operation display panel of the tenth embodiment.
  • the operation display panel 106 is not provided with the opaque mask 12.
  • the opaque mask 12 in the operation display panel 105 has through holes 12a arranged at the same pitch according to the arrangement pattern of the light emitting element 70, and has a function of guiding the light emission direction of the light emitting element 70.
  • the present embodiment by providing the opaque mask 12 without the opaque mask 12, the alignment between the light emitting element 70 and the opaque mask 12 becomes unnecessary, and the production can be performed at low cost. Further, since the opaque mask 12 is not provided, it is possible to further reduce the thickness of the device.
  • the operation display panels (101 to 106) or display panels (107 to 110) described with reference to FIGS. 1 to 10 may be further provided with a condenser lens.
  • the condenser lens here may be a lens array in which lenses are two-dimensionally arranged according to the pitch of the light emitting element, or a lens array in which lenses larger or smaller than the diameter of the light emitting element are two-dimensionally arranged. It may be that. Further, in the condenser lens, a resin having a refractive index different from that of the lens may be laminated on the lens array, and the upper surface and the lower surface of the condenser lens may be formed in a substantially flat surface.
  • the type of lens may be a Fresnel lens having a condensing function, or may be composed of a Fresnel lens. It may be composed of a collimator lens. Regarding the arrangement of the condenser lens, between any of the veneer 2, the light guide path forming base material (30, 31), the transparent conductive sheet 4, the fluorescent material sheet 10, the fluorescent material resin base material 11, and the light emitting element 70. It may be provided in.
  • FIG. 13 shows a schematic cross-sectional view of the operation display panel of the twelfth embodiment.
  • the operation display panel 112 includes a veneer 2, a phosphor sheet 10, a light guide path forming base material 30, a transparent conductive sheet 4, and a light emitting element array substrate 6, similarly to the operation display panel 101.
  • the light emitting elements 70 are arranged on the light emitting element array substrate 6.
  • the phosphor sheet 10, the light guide path forming base material 30, and the light emitting element array substrate 6 are made of a flexible resin.
  • the veneer 2 and the transparent conductive sheet 4 are also made of a flexible material.
  • the operation display panel 112 has a curved shape at the bent portion 13 and curved at the curved portion 14.
  • the operation display panel 112 has a curved shape at the bent portion 13 and curved at the curved portion 14.
  • an operation display panel or a display panel having various shapes may be manufactured by molding as a non-planar shape at the time of molding.
  • FIG. 14 shows a schematic cross-sectional view of the display panel of the thirteenth embodiment.
  • a striking wall portion 20 is provided between the light emitting elements 70 on the light emitting element array substrate 6.
  • the striking wall portion 20 is formed by printing on the light emitting element array substrate 6, and by providing the striking wall portion 20 higher than the height of the light emitting element 70, the emitted light 9a of the light emitting element 70 is generated. It is possible to prevent leakage in the lateral direction and prevent deterioration of display performance.
  • the display performance can be further improved by providing the striking wall portion 20 between the light emitting elements 70 on the light emitting element array substrate 6. ..
  • the aggregate of the striking wall portions 20 surrounding the light emitting element 70 shown in FIG. 14 may be positioned as the light guide path forming base material 30. That is, as the size of the light emitting element 70 is downsized from the millimeter order to the micron order, the adjacent striking wall portion 20 shown in FIG. 14 can function as a light guide path in the light guide path forming base material 30. Because.
  • the present invention is useful as a display panel used for a display device mounted on a controller of a household electric appliance, a display of an electronic device, a moving body such as an automobile, or an operation display panel used for an operation display device. It is also useful as a display panel used for a display device provided in a structure such as an interior / exterior of a house or a building or an operation display panel used for an operation display device.

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Abstract

装置の薄型化を図りつつ、より高精細なディスプレイにも対応すべく発光時の視認性を向上させ、かつ低コストで作製可能な表示パネル及び操作表示パネルを提供する。蛍光体を含まない発光素子が２次元配列された発光素子アレイ基板と、発光素子アレイ基板に積層される蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材と、蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材に積層され、発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材と、導光路形成基材の出射面側を被覆する不透明の薄層を備える。或いは、蛍光体を含まない発光素子が２次元配列された発光素子アレイ基板と、発光素子アレイ基板に積層され、発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材と、導光路形成基材に積層される蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材と、蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材の出射面側を被覆する不透明の薄層を備える。

Description

表示パネル及び操作表示パネル
　本発明は、家庭用電化製品のコントローラ、電子機器のディスプレイ又は自動車等の移動体等に搭載する操作表示装置に関するものである。
　近年、情報通信技術は目覚しい進化を遂げている。かつては、パーソナルコンピュータは自宅やオフィスなどの限られた空間のみで利用されていたが、スマートフォンやタブレット端末の普及により、今日ではいつでも誰でもインターネット等を利用した利便性の高い生活を送ることができるようになっている。また、ＩｏＴ（Internet of Things）の観点から、従来はインターネットに接続されていなかった家電製品等についても、インターネットを利用した新しい製品が次々に開発されている。このように、インターネットやインターネットを利用した製品は、既に人々の生活に欠かせないものとなっており、そのような製品は、あらゆる場所に設置され、或は携帯されて、多くの人に利用されている。
　しかしながら、このようにあらゆる機器が自身の身の回りに存在することで、便利な生活を享受できる反面、電子機器に囲まれて生活することにストレスを感じている人も多い。
　例えば、自然の木の温もりを大切にしたホテルは、宿泊する者にとって仕事等を忘れてリラックスできる上質な空間であるといえる。しかしながら、そのような客室の中に無機質な形態をした電子機器、ディスプレイ又はコントローラが多数置かれていると、日常を忘れて充分にリラックスするということができなくなってしまうのである。
　そこで、木材などから成る薄層が、筐体の外周面に組込まれたタッチセンサ付き表示パネル前面全体を被覆し筐体の外周面に配設された操作表示パネル組込物品が知られている（特許文献１を参照）。これは、薄層の厚さとパネルの輝度が、該パネルに表示されたコンテンツを視認できるように設計されたものであり、かかる技術によれば、操作表示パネルが組み込まれた物品であっても、空間に自然に調和してユーザにとって視覚的ノイズとならず、かつ、ユーザが使用したいと思ったときや必要なときには、自然素材の手触りを感じながら直感的に操作することが可能である。
　そして、特許文献１の操作表示パネル組込物品では、表示の際の視認性を向上させるために、透明導電性シートと発光素子アレイの間に、発光素子の光の射出方向を導くライトガイドが設けられるとしている。ここでのライトガイドとは、発光素子アレイの基板に積層される不透明の暗色基材であり、発光素子アレイ全体を囲い込み、それぞれの発光素子の光軸に沿って貫通孔が設けられているものを指している。このように、それぞれの発光素子の光軸に沿って貫通孔が設けられることにより、発光時の視認性を向上させることができるとする。
　しかしながら、表示パネルの前面に薄層を設ける構造では、発光時の視認性をより向上させるニーズは依然として存在する。
　また、表示パネルの前面に薄層を設ける構造では、装置につき一定の厚みが必要となるが、装置の薄型化のニーズもあり、さらに低コストで作製するニーズも存在する。すなわち、薄型化については、特許文献１に示すライトガイドでは作製時に穴開け工程が必要になるところ、ディスプレイが高精細化したときには、小さな穴を開けることが工程上や強度上困難になるという問題がある。
特許第６３７０５１９号公報
　かかる状況に鑑みて、本発明は、装置の薄型化を図りつつ、より高精細なディスプレイにも対応すべく発光時の視認性を向上させ、かつ低コストで作製可能な表示パネル及び操作表示パネルを提供することを目的とする。
　上記課題を解決すべく、本発明の第１の観点の表示パネルは、蛍光体を含まない発光素子が２次元配列された発光素子アレイ基板と、発光素子アレイ基板に積層される蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材と、蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材に積層され、発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材と、導光路形成基材の出射面側を被覆する不透明の薄層を備える。
　発光素子アレイ基板に２次元配列される発光素子として、蛍光体が含まれない発光素子を用いることで、発光素子への蛍光体樹脂のモールドが不要になるため、発光素子の小型化が可能となり、生産性向上や薄型化に寄与する。蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材を用いることで、発光素子と蛍光体の位置合わせが不要となり、低コストでの作製が可能である。
　蛍光体シートは、その厚みが薄く設けられることで、蛍光体シート内での光の散乱を抑え、表面素材に表示される光の滲みが軽減される。蛍光体シート内での光の拡散度合いによるが、光の滲みの軽減のためには、例えば、蛍光体シートの厚みが０．４ｍｍ未満にすることが好ましい。また、蛍光体シートは、蛍光体を含有した液剤を導光路形成基材の表面もしくは裏面、又は、薄層の裏面に塗布して形成してもよい。
　また、蛍光体シートは、より厚みを設けた蛍光体樹脂基材とすることで、薄層を貼り付ける基材の替わりに使用することも可能である。その場合には、蛍光体樹脂基材の表面に、発光素子の配列に合わせて貫通孔が形成された不透明マスクを設けることが好ましい。蛍光体樹脂基材の表面に不透明マスクを設けることにより、蛍光体における光の拡散を防止することができる。
　蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材を構成する蛍光体は、単色のものに限られず、複数色の蛍光体を用いるものでもよい。例えば、２色の蛍光体を市松模様に配置してもよい。
　また、蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材の蛍光色は、発光素子の発光色の補色であることでもよい。二つの色光が加法混色で白色光を生ずるとき、２色は互いに補色であり、発光素子の発光色が、蛍光体シートの蛍光色によって、白色光を生じさせることができる。
　導光路形成基材の出射面側、又は、蛍光体シートもしくは蛍光体樹脂基材の出射面側、すなわち、表示パネルの出射面側を被覆する不透明の薄層は、非表示時に発光素子の存在を見えなくする効果や、用いる素材によっては審美性やリラックス効果を与える効果がある。また、導光路が形成された導光路形成基材を通して指向性が高くなった光を、不透明の薄層を通すことで拡散させるバックプロジェクションのスクリーンとしての効果も有している。
　本発明の表示パネルは、発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材を備えることにより、発光素子の光を効率的に直進させることができる。これにより、光のロスが少なくなり、薄層に表示される際の光量が増加し、表示性能を向上させることができる。また、発光素子部品のコストダウン及び小型化、消費電力及び発熱の抑制などの効果が得られる。さらに発光素子部品の小型化は、画素の高密度化に寄与する。
　また、従来技術のライトガイドとは異なり、発光素子と導光路形成基材の位置合わせが不要となるため、作製コストを低減できる。
　本発明の第１の観点の表示パネルにおいては、発光素子アレイ基板上に蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材を積層し、発光素子アレイ基板の発光素子からの出射光が、蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材、導光路形成基材の順に透過することで、発光素子の発光位置や方向によって起こる輝度や色のばらつきが改善でき、生産性や薄型化での効果が期待できる。
　本発明の第２の観点の表示パネルは、蛍光体を含まない発光素子が２次元配列された発光素子アレイ基板と、発光素子アレイ基板に積層され、発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材と、導光路形成基材に積層される蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材と、蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材の出射面側を被覆する不透明の薄層を備える。
　発光素子アレイ基板の発光素子からの出射光が、導光路形成基材、蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材の順に透過することにより、発光素子の光を導光路形成基材において直進させた後に、蛍光体シート等を透過させることができ、蛍光体シート等における光の拡散を防止することが可能である。
　本発明の表示パネルは、薄層と導光路形成基材の間に、又は、導光路形成基材と発光素子アレイ基板の間に、透明基材が積層されることでもよい。
　透明基材は、薄膜の裏面に積層されてもよいし、導光路形成基材の表面（出射側）または裏面（入射側）に積層されてもよい。透明基材としては、透明ポリカーボネート（ＰＣ）や透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを使用できる。この透明基材の厚みを変えて、薄層上に表示される文字や図の滲み方を調整することが可能である。
　また、本発明の表示パネルにおいて、発光素子アレイ基板の上には、発光素子の間に発光素子の高さより高い衝立状壁部が設けられてもよい。衝立状壁部は、発光素子アレイ基板上に、例えば印刷により形成することができる。衝立状壁部が設けられることにより、発光素子の光が横方向に漏れ表示性能が低下することを防止することができる。なお、衝立状壁部の高さは、ニーズに応じて適宜設計可能であるが、衝立状壁部をより高く設けることにより、発光素子の光をより効果的に上方へと導くことができる。一方で、発光素子の高さ以下とならない範囲で、衝立状壁部をより低く設けることにより、表示パネルの薄型化を図ることもできる。
　ここで、衝立状壁部は、発光素子アレイ基板の上に印刷形成されたものでもよい。発光素子のサイズがミリオーダーから、ミクロンオーダにダウンサイジング化されていくことにより、発光素子アレイ基板上に印刷形成したものが、発光素子の高さより高い衝立状壁部として機能することができるからである。
　本発明の表示パネルにおいて、導光路形成基材は、樹脂又は金属基材に微細孔が設けられ、該微細孔は、格子状のルーバにより形成され、格子状のルーバの間隙が、発光素子アレイ基板に配列された発光素子の光軸に沿った導光路となるものが好適に用いられる。また、導光路形成基材は、透明性樹脂から成る樹脂基材に微細孔が設けられ、該微細孔に樹脂基材とは屈折率の異なる透光性材料が充填されたものであることでもよい。上記構成とされることにより、発光素子の光を効率的に直進させることができ、表示性能を高めることができる。樹脂又は金属基材に、格子状のルーバにより形成される微細孔が設けられるものや、樹脂基材に設けられた微細孔に透光性材料が充填された導光路形成基材としては、公知のプライバシーフィルターが好適に用いられる。
　なお、本明細書において、微細孔の形状については特に限定は無く、平面視で円形の孔だけではなく、例えば平面視で六角形等の多角形状でもよい。
　本発明の表示パネルにおいて、導光路形成基材は、少なくとも２枚のルーバフィルムを、ルーバが直交するように積層されたものであることでもよい。複数枚のルーバフィルムを積層することで、格子状のルーバを用いない場合でも、低コストで発光素子の光を効率的に直進させることができ、表示性能が向上する。
　本発明の表示パネルにおいて、導光路形成基材は、微細繊維の集合体から成ることでもよい。導光路形成基材が、微細繊維の集合体から成ることにより、発光素子の光を効率的に光軸にそって直進させることができ、表示性能を高めることができる。微細繊維は、光ファイバやウレキサイトなど幅広く利用可能であるが、ガラス製又はプラスチック製の光ファイバであることが好ましい。上述した微細孔の場合は、孔内で光が吸収され表面に到達する光量は減少するが、光ファイバなどの微細繊維では光が全反射するため光の吸収が抑えられ、表面に到達する光量が増加するという利点がある。
　本発明の表示パネルにおいて、導光路形成基材は、発光素子アレイ基板の発光素子の周囲を囲む衝立状壁部の集合体であってもよい。この衝立状壁部の高さは発光素子の高さより高いことで、発光素子の光軸方向に導光させることができる。
　本発明の表示パネルにおいて、導光路形成基材は、フレキシブル性を有する樹脂で形成されることでもよい。導光路形成基材がフレキシブル性を有する樹脂で形成されることにより、多様な形状の表示パネルを作製可能である。
　また、蛍光体シートがフレキシブルであり、導光路形成基材がフレキシブル性を有する樹脂で形成される場合は、発光素子アレイ基板についても、フレキシブル性を有する樹脂又は非平面で形成されることでもよい。かかる構成とすることにより、表示パネル全体を屈曲又は湾曲させた形状とすることができ、多様なデザインの表示パネルを作製することが可能となる。
　本発明の表示パネルにおいて、蛍光体樹脂基材は、樹脂に蛍光体が混錬され形成された基材であってもよい。樹脂に蛍光体が混錬され形成された基材であれば、厚みを確保でき、ある程度の強度を持たせることが可能である。
　上述のように、表示パネルの出射面側を被覆する不透明の薄層は、非表示時に発光素子の存在を見えなくする効果や、導光路が形成された基材を通して指向性が高くなった光を、不透明の薄層を通すことで拡散させるバックプロジェクションのスクリーンとしての効果を有している。指向性が高くなった光を拡散させる効果は、より高精細なディスプレイで汎用的に利用できるため、薄層の材質としては樹脂や金属、その他の自然素材等幅広い材質を用いることができ、形状としてもシート状に限らず、塗膜により形成されるものでもよい。
　また、表示パネルの出射面側を被覆する不透明の薄層は、用いる素材によっては審美性やリラックス効果を与える効果がある。したがって、本発明の表示パネルにおいて、薄層は、自然由来の木材、天然繊維、天然皮革、又は、天然石材から成ることが好ましい。
　或いは、薄層は、自然由来の木材の外観と手触りを模倣した樹脂、天然繊維の外観と手触りを模倣した合成繊維、天然皮革の外観と手触りを模倣した合成皮革、又は、天然石材の木材の外観と手触りを模倣した人工石から成ることが好ましい。
　自然由来の素材又は自然の外観と手触りを模倣して生成された素材を用いることによって、自然な手触り感を実現することができる。したがって、自然の外観や、自然な手触り感を実現するものであれば、薄層の材料として樹脂などの高分子材料を用いることもできる。樹脂は成形が容易であるため、３次元的に複雑な形状の薄層を作製できるという利点がある。ここで、高分子材料とは分子量が大きい材料を示し、モノマーを重合させて得られるポリマーや、天然高分子などの分子量の大きい化合物をいう。また、静電容量式タッチパネルにおいて樹脂を用いる場合には、比誘電率が高く絶縁性の樹脂が用いられることが好ましい。
　本発明の操作表示パネルは、上記の何れかの表示パネルにおいて、薄層の裏面に透明導電性シートが積層される。或いは、本発明の操作表示パネルは、上記の何れかの表示パネルにおいて、導光路形成基材の出射面又は入射面に透明導電性シートが積層される。透明導電性シートの他、薄層の周囲に取り付けられる赤外線方式タッチセンサや、ユーザの手の形や動きのジェスチャーを認識できる光センサを設けることでも、操作表示パネルとして機能でき、操作入力デバイスとして利用可能である。
　本発明の表示パネル及び操作表示パネルによれば、装置の薄型化を図りつつ、より高精細なディスプレイにも対応すべく発光時の視認性を向上させ、かつ低コストで作製できるといった効果がある。
　また、蛍光体シートを薄層の直ぐ下に配置した場合には、薄層の色に合わせて蛍光体シートの特性を変えられるといった効果がある。例えば、蛍光体シートに含まれる蛍光体の配合を変えることで、青色ＬＥＤと黄色蛍光体により生成される白色光の波長分布や色温度を変えることができる。これにより、例えば木材の色味や材質に合わせて白色光の色温度を変えることで、表面素材を透過して最終的に表面に映しだされる色味を調整することが、基板の構成を変えることなく実現される。その結果、薄層として多様な素材を利用できたり、例えば自然素材を用いた場合の一点毎のばらつきに対して、単一の基板の利用が可能となり、低コストでの対応が可能となるといった効果がある。
実施例１の操作表示パネルの断面模式図 実施例２の操作表示パネルの断面模式図 実施例３の表示パネルの断面模式図 実施例４の表示パネルの断面模式図 実施例５の操作表示パネルの断面模式図 実施例６の操作表示パネルの断面模式図 実施例７の表示パネルの断面模式図 実施例８の表示パネルの断面模式図 実施例９の操作表示パネルの断面模式図 実施例１０の操作表示パネルの断面模式図 従来技術の操作表示パネル組込物品の構成イメージ図 従来技術の操作表示パネル組込物品の断面模式図 実施例１２の操作表示パネルの断面模式図 実施例１３の表示パネルの断面模式図
　以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
　まず、本発明の実施形態を説明するに当たり、従来技術の操作表示パネルを用いた操作表示パネル組込物品の基本的構成について説明する。
　図１１は、従来技術の操作表示パネル組込物品の構成イメージ図を示している。図１１に示すように、操作表示パネル組込物品１１１は、突板２、透明基材３、透明導電膜として透明導電性シート４、ライトガイド５及び発光素子アレイとして発光素子アレイ基板６から構成され、それぞれ上から順に積層されている。シカモア材が用いられた突板２は、操作表示パネル組込物品１１１の外表面に位置し、発光素子アレイ基板６は物品内部に位置するように構成される。発光素子アレイ基板６には多数のＬＥＤ光源７が２次元に配列されている。ライトガイド５は、各ＬＥＤ光源７の光の射出方向を発光素子アレイ基板６と垂直方向に導くものであり、ＬＥＤ光源７の個数と同じガイド孔５ａが設けられている。
　図１１においては、説明の都合上、全てのＬＥＤ光源を図示していないが、例えば、縦３２個横２００個の計６４００個のＬＥＤ光源で発光素子アレイ基板６が構成される。１つのＬＥＤ光源は平面実装タイプのＬＥＤで構成される。１つのＬＥＤ光源の光で点光源を実現し、これを１ドットと見て、８×８ドット、或は、１６×１６ドットで１つの文字や図柄を表現することができる。例えば、６４００個のＬＥＤ光源を有する発光素子アレイ基板６の場合、２２文字×３行の文章を表現することができる。ここで、ＬＥＤ光源は、例えば、２ｍｍ×２ｍｍのサイズで、７００～１０００ｍｃｄ（ミリカンデラ）のものを用いる。
　ライトガイド５は暗色の基材であり、ＬＥＤ光源７から発せられる光で構成される文字や図柄を、突板２を通して鮮明に視認させる役割を担っている。すなわち、発光素子アレイ基板６の上にライトガイド５が積層された際に、各ＬＥＤ光源７の真上にガイド孔５ａが配置されるように、ＬＥＤ光源７の配置に合わせて、多数のガイド孔５ａが設けられている。
　次に、従来技術の表示パネルを用いた操作表示パネル組込物品の組み立て後の構造について図１２を参照しながら説明する。
　図１２は、従来技術の操作表示パネル組込物品の断面模式図を示している。図１２に示すように、操作表示パネル組込物品１１１において、突板２、透明基材３、透明導電性シート４、ライトガイド５及び発光素子アレイ基板６は、筐体８によって、上から順に積層された状態で接着されている。発光素子アレイ基板６上に設けられたＬＥＤ光源７から発せられた光の内、斜めに発せられた光（９０ｂ，９０ｃ）は、ライトガイド５によって遮られ、光９０ａのように真っ直ぐな光として、突板２に届くこととなる。なお、筐体８は、主にＡＢＳ樹脂で形成されている。
　突板２と透明基材３、又は、透明基材３と透明導電性シート４は、間隙を設けることなく、貼り合わされている。これに対して、透明導電性シート４とライトガイド５の間には、ギャップＧ１が設けられている。これは、ライトガイド５にはガイド孔５ａが設けられているため、透明導電性シート４とライトガイド５を接着すると、タッチパネルを操作した際に、応力にばらつきが生じ、誤作動の原因となるためである。
　また、ライトガイド５とＬＥＤ光源７の間にも、ギャップＧ２が設けられている。発光素子アレイ基板６に設けられるＬＥＤ光源７や、ライトガイド５に設けられるガイド孔５ａの数は、数千個にも及ぶことから、ライトガイド５と発光素子アレイ基板６を積層した場合に、配置の誤差が生じる可能性がある。誤差が生じた状態で、ライトガイド５と発光素子アレイ基板６を接着すると、ＬＥＤ光源７から発せられた光がガイド孔５ａに通らず、正確な表示がなされないこととなる。そこでギャップＧ２を設けることにより、ＬＥＤ光源７とガイド孔５ａの配置の誤差による表示品質の低下を防止することができる。また、多少の誤差があっても表示品質が保たれるため、製造が容易となる。
　以下では、本発明の表示パネル又は操作表示パネルについて説明する。なお、以下の実施例で説明する表示パネル又は操作表示パネルは、図１２に示すような筐体８に内蔵することも可能である。
　図１は、実施例１の操作表示パネルの断面模式図を示している。図１に示すように、操作表示パネル１０１においては、従来技術の操作表示パネル組込物品１１１とは異なり、透明基材３の替わりに、発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材３０が設けられている。
　発光素子７０は、発光素子に蛍光体が含まれておらず、発光素子への蛍光体樹脂のモールドが不要なため、発光素子の小型化が可能な構成となっている。発光素子７０に蛍光体が含まれていない替わりに、突板２と導光路形成基材３０の間には蛍光体シート１０が設けられている。このように、蛍光体シート１０を用いることで、発光素子と蛍光体の位置合わせが不要となり、低コストでの作製が可能である。なお、本明細書では、発光素子７０は青色ＬＥＤであり、蛍光体シート１０は、補色となる黄色蛍光体で構成されているが、その他の構成でもよい。例えば、蛍光体シート１０につき黄色蛍光体と赤色蛍光体、又は緑色蛍光体と赤色蛍光体などで構成されることでもよい。
　導光路形成基材３０は、透明性樹脂から成る樹脂基材であり、発光素子の光軸方向に多数の微細孔がガイド孔３０ａとして形成されている。図示しないが、ガイド孔３０ａは、格子状のルーバにより形成され、格子状のルーバの間隙が発光素子７０の光軸に沿った導光路となっている。或は、ガイド孔３０ａに、導光路形成基材３０本体とは屈折率の異なる透光性材料が充填されることにより、ガイド孔３０ａが発光素子７０の出射光の導光路となっている。すなわち、発光素子７０から発せられた光９ａは、ガイド孔３０ａを通過することにより、発光素子７０の出射光を効率的に直進させることができる。これにより、光のロスが少なくなり、薄層に表示される際の光量が増加し、表示性能を向上させることができる。また、ライトガイド５を設けない構成とすることにより、コストダウン及び薄型化を図ることができる。
　発光素子７０から発せられた光９ａは、ガイド孔３０ａを通過した後、蛍光体シート１０を透過することにより、発光色が調整された状態で、突板２に到達することとなる。このように、発光素子７０からの出射光が、導光路形成基材３０、蛍光体シート１０の順に透過することにより、発光素子の光を導光路形成基材３０において直進させた後に、蛍光体シート１０を透過させることができ、蛍光体における光の拡散を防止することが可能である。
　蛍光体シート１０は、その厚みを薄く設けられることで、蛍光体内での光の散乱を抑え、表面素材に表示される光の滲みが軽減される。
　また、光９ｂは、蛍光体シート１０においては滲みにくい構造となっているが、突板２において拡散するため視野角は広くなる。したがって、光量を増加させつつ、広い視野角が得られる構成とすることができ、発光時の視認性が向上する。なお、上述のように、突板２はシカモア材が用いられているため、鮮明な表示でありつつ、かつ自然素材の温かみが感じられる柔らかな見た目の表示が実現できる。
　図２は、実施例２の操作表示パネルの説明図を示している。図２に示すように、従来技術とは異なり操作表示パネル１０２においては、ライトガイド５の替わりに、導光路形成基材として導光路形成基材３１が設けられている。透明性樹脂から成る樹脂基材である導光路形成基材３１本体には、多数の微細孔がガイド孔３１ａとして形成されている。図示しないが、ガイド孔３１ａは、格子状のルーバにより形成され、格子状のルーバの間隙が発光素子７０の光軸に沿った導光路となっている。或は、ガイド孔３１ａに、導光路形成基材３１本体とは屈折率の異なる透光性材料が充填されることにより、ガイド孔３１ａが発光素子７０の出射光の導光路となっている。図２に示す導光路形成基材３１は、図１に示す導光路形成基材３０よりも厚く設けられているが、導光路形成基材の厚みについて特に限定するものではない。すなわち、導光路形成基材の厚みはニーズに応じて多様な厚みを採用することができる。例えば、導光路形成基材３０の剛性を高めたい場合には、より厚みを持たせた構成とすることもできるし、装置の薄型化を図るために、導光路形成基材３１をより薄型の構成としてもよい。
　ガイド孔３１ａは、発光素子アレイ基板６に配列された発光素子７０の光軸に沿った導光路となることにより、発光素子７０から発せられる光９ａを効率的に直進させることができる。ガイド孔３１ａを直進した光は、蛍光体シート１０により発光色が調整され光９ｂとなり、表示面に届くことになる。これにより、光のロスが少なくなり、突板２に表示される際の光量が増加し、表示性能を向上させることができる。
　図３は、実施例３の表示パネルの説明図を示している。図３に示すように、表示パネル１０７は、操作表示パネル１０１とは異なり、透明導電性シート４が設けられていない。その他の構成については、操作表示パネル１０１と同様である。
　このように、透明導電性シート４が設けられない表示パネルにおいても、発光素子に蛍光体が含まれない発光素子７０、蛍光体シート１０及び多数の微細孔が形成された導光路形成基材３０を用いて、装置の薄型化を図りつつ、発光時の視認性をより向上させ、かつ低コストで作製可能な構成とすることができる。
　図４は、実施例４の表示パネルの断面模式図を示している。図４に示すように、表示パネル１０８は、操作表示パネル１０２とは異なり、透明導電性シート４が設けられていない。その他の構成については、操作表示パネル１０２と同様である。
　このように、透明導電性シート４が設けられない表示パネルにおいても、発光素子に蛍光体が含まれない発光素子７０、蛍光体シート１０及び多数の微細孔が形成された導光路形成基材３１を用いて、装置の薄型化を図りつつ、発光時の視認性をより向上させ、かつ低コストで作製可能な構成とすることができる。
　図５は、実施例５の操作表示パネルの断面模式図を示している。図５に示すように、操作表示パネル１０３は、操作表示パネル１０１とは異なり、透明導電性シート４と発光素子７０の間に蛍光体シート１０が設けられている。その他の構成については、操作表示パネル１０１と同様である。
　図５に示すように、発光素子７０から発せられた光９ａは、蛍光体シート１０を透過し、発光色が調整された状態で、ガイド孔３０ａを通過して、突板２に到達することとなる。このように、発光素子７０からの出射光が、蛍光体シート１０、導光路形成基材３０の順に透過した場合でも、一定程度、発光時の視認性をより向上させる効果は得られる。また、各部材の配置は操作表示パネル１０１と異なるものの、使用する部材は同一であるので、装置の薄型化を図りつつ、低コストで作製することが可能である。
　図６は、実施例６の操作表示パネルの断面模式図を示している。図６に示すように、操作表示パネル１０４は、操作表示パネル１０２とは異なり、導光路形成基材３１と発光素子７０の間に蛍光体シート１０が設けられている。その他の構成については、操作表示パネル１０２と同様である。
　図６に示すように、発光素子７０から発せられた光９ａは、蛍光体シート１０を透過し、発光色が調整された状態で、ガイド孔３１ａを通過して、突板２に到達することとなる。このように、発光素子７０からの出射光が、蛍光体シート１０、導光路形成基材３１の順に透過した場合でも、一定程度、発光時の視認性をより向上させる効果は得られる。また、各部材の配置は操作表示パネル１０２と異なるものの、使用する部材は同一であるので、装置の薄型化を図りつつ、低コストで作製することが可能である。
　図７は、実施例７の表示パネルの断面模式図を示している。図７に示すように、表示パネル１０９は、操作表示パネル１０１とは異なり、透明導電性シート４が設けられていない。また、導光路形成基材３０と発光素子７０の間に蛍光体シート１０が設けられている。その他の構成については、操作表示パネル１０１と同様である。
　図７に示すように、発光素子７０から発せられた光９ａは、蛍光体シート１０を透過し、発光色が調整された状態で、ガイド孔３０ａを通過して、突板２に到達することとなる。このように、発光素子７０からの出射光が、蛍光体シート１０、導光路形成基材３０の順に透過した場合でも、一定程度、発光時の視認性をより向上させる効果は得られる。また、透明導電性シート４が設けられない点以外は、操作表示パネル１０３と同様であり、装置の薄型化を図りつつ、低コストで作製することが可能である。
　図８は、実施例８の表示パネルの断面模式図を示している。図８（１）に示すように、表示パネル１１０は、操作表示パネル１０２とは異なり、透明導電性シート４が設けられていない。また、導光路形成基材３１と発光素子７０の間に蛍光体シート１０が設けられている。その他の構成については、操作表示パネル１０２と同様である。
　図８（１）に示すように、発光素子７０から発せられた光９ａは、蛍光体シート１０を透過し、発光色が調整された状態で、ガイド孔３１ａを通過して、突板２に到達することとなる。このように、発光素子７０からの出射光が、蛍光体シート１０、導光路形成基材３１の順に透過した場合でも、一定程度、発光時の視認性をより向上させる効果は得られる。また、透明導電性シート４が設けられない点以外は、操作表示パネル１０４と同様であり、装置の薄型化を図りつつ、低コストで作製することが可能である。なお、透明基材３と導光路形成基材３１の積層順については、図８（２）に示すように、突板２のすぐ裏に導光路形成基材３１を配置し、その下に透明基材３を配置することでもよい。
　図９は、実施例９の操作表示パネルの断面模式図を示している。図９に示すように、操作表示パネル１０５は、蛍光体シート１０の替わりに、蛍光体シート１０より厚みがあり剛性の強い蛍光体樹脂基材１１が設けられている。蛍光体樹脂基材１１は、樹脂材料に蛍光体が混練されたものである。また、突板２と蛍光体樹脂基材１１の間には、導光路形成基材３０と不透明マスク１２が設けられている。不透明マスク１２には、発光素子７０の配置パターンに合わせて、同じピッチで貫通孔１２ａが配置されており、発光素子７０の光の射出方向を導く機能を有している。不透明マスク１２を設けることにより、パネル面において表示が不鮮明となることを防止することができる。その他の構成については、操作表示パネル１０１と同様である。
　図１０は、実施例１０の操作表示パネルの断面模式図を示している。図１０に示すように、操作表示パネル１０６は、操作表示パネル１０５とは異なり、不透明マスク１２が設けられていない。
　操作表示パネル１０５における不透明マスク１２は、発光素子７０の配置パターンに合わせて、同じピッチで貫通孔１２ａが配置されており、発光素子７０の光の射出方向を導く機能を有しているが、操作表示パネル１０５の作製時には発光素子７０と不透明マスク１２を位置合わせが必要となる。
　これに対して、本実施例では不透明マスク１２を設けない構成とすることにより、発光素子７０と不透明マスク１２の位置合わせが不要となり、低コストでの作製が可能となる。また、不透明マスク１２を設けないため、さらに装置の薄型化を図ることが可能になる。
　図１～１０を用いて説明した操作表示パネル（１０１～１０６）又は表示パネル（１０７～１１０）においては、更に、集光レンズが設けられる構成でもよい。ここでの集光レンズは、発光素子のピッチに合わせてレンズが２次元配列されたレンズアレイであることでもよいし、発光素子の直径より大きい若しくは小さいレンズが２次元配列されたレンズアレイであることでもよい。さらに、集光レンズは、レンズとは屈折率の異なる樹脂がレンズアレイ上に積層され、集光レンズの上面及び下面が略平面に形成されたことでもよい。
　レンズの種類としては、集光機能を有するフレネルレンズにより構成されることでもよいし、
コリメーターレンズにより構成されることでもよい。
　集光レンズの配置については、突板２、導光路形成基材（３０，３１）、透明導電性シート４、蛍光体シート１０、蛍光体樹脂基材１１及び発光素子７０の、それぞれの何れの間に設けることでもよい。
　図１３は、実施例１２の操作表示パネルの断面模式図を示している。図１３に示すように、操作表示パネル１１２は、操作表示パネル１０１と同様に、突板２、蛍光体シート１０、導光路形成基材３０、透明導電性シート４及び発光素子アレイ基板６を備え、発光素子アレイ基板６には発光素子７０が配列されている。
　蛍光体シート１０、導光路形成基材３０及び発光素子アレイ基板６は、フレキシブル性を有する樹脂で形成されている。また、突板２、透明導電性シート４についてもフレキシブル性のある素材で形成されている。そのため、全体として平面状に形成されていた操作表示パネル１０１とは異なり、操作表示パネル１１２では、屈曲部１３において屈曲し、湾曲部１４において湾曲した形状となっている。
　このように、操作表示パネルや表示パネルを構成する部材をフレキシブル性のある素材で形成することで、多様なデザインの操作表示パネル又は表示パネルを作製することが可能となる。
　なお、フレキシブル性のある素材を用いる以外に、成形時に非平面の形状として成形することで多様な形状の操作表示パネル又は表示パネルを作製することでもよい。
　図１４は、実施例１３の表示パネルの断面模式図を示している。
　表示パネル１１４においては、実施例３で示した表示パネル１０７とは異なり、発光素子アレイ基板６上には、各発光素子７０の間に衝立状壁部２０が設けられている。衝立状壁部２０は、発光素子アレイ基板６上に印刷することで形成したものであり、発光素子７０の高さより高い衝立状壁部２０が設けられることにより、発光素子７０の出射光９ａが横方向に漏れることを防いて、表示性能が低下することを防止することができる。発光素子７０のサイズがミリオーダーから、ミクロンオーダにダウンサイジング化されていくことにより、発光素子アレイ基板６上に印刷形成したものが、発光素子７０の高さより高い衝立状壁部として機能することができる。
　同様に、他の実施例１，２，６～１２についても、発光素子アレイ基板６上の各発光素子７０の間に衝立状壁部２０を設けることにより、さらに表示性能を向上することができる。
　なお、図１４に示される発光素子７０を囲む衝立状壁部２０の集合体を、導光路形成基材３０と位置づけることでもよい。すなわち、発光素子７０のサイズがミリオーダーから、ミクロンオーダにダウンサイジング化されていくことにより、図１４に示される隣接する衝立状壁部２０が、導光路形成基材３０における導光路として機能できるからである。
　本発明は、家庭用電化製品のコントローラ、電子機器のディスプレイ、自動車等の移動体に搭載する表示装置に使用する表示パネル又は操作表示装置に使用する操作表示パネルとして有用である。また、家屋やビルの内装・外装のように構造物に設けられる表示装置に使用する表示パネル又は操作表示装置に使用する操作表示パネルとしても有用である。
　２　突板
　３　透明基材
　４　透明導電性シート
　５　ライトガイド
　５ａ，３０ａ，３１ａ　ガイド孔
　６　発光素子アレイ基板
　７　ＬＥＤ光源
　８　筐体
　９ａ，９ｂ，９０ａ～９０ｃ　光
　１０　蛍光体シート
　１１　蛍光体樹脂基材
　１２　不透明マスク
　１２ａ　貫通孔
　１３　屈曲部
　１４　湾曲部
　２０　衝立状壁部
　３０，３１　導光路形成基材
　７０　発光素子
　１０１～１０６，１１２　操作表示パネル
　１０７～１１０，１１３，１１４　表示パネル
　１１１　操作表示パネル組込物品
　Ｇ　ギャップ

Claims (18)

  1. 　蛍光体を含まない発光素子が２次元配列された発光素子アレイ基板と、
    　前記発光素子アレイ基板に積層される蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材と、
    　前記蛍光体シート又は前記蛍光体樹脂基材に積層され、前記発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材と、
    　前記導光路形成基材の出射面側を被覆する不透明の薄層、
    を備えた表示パネル。
  2. 　蛍光体を含まない発光素子が２次元配列された発光素子アレイ基板と、
    　前記発光素子アレイ基板に積層され、前記発光素子の光軸方向に導光路を形成する導光路形成基材と、
    　前記導光路形成基材に積層される蛍光体シート又は蛍光体樹脂基材と、
    　前記蛍光体シート又は前記蛍光体樹脂基材の出射面側を被覆する不透明の薄層、
    を備えた表示パネル。
  3. 　前記薄層と前記導光路形成基材の間に、又は、前記導光路形成基材と前記発光素子アレイ基板の間に、透明基材が積層されることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示パネル。
  4. 　前記蛍光体シート又は前記蛍光体樹脂基材の蛍光色は、前記発光素子の発光色の補色であることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の表示パネル。
  5. 　前記発光素子アレイ基板の上には、前記発光素子の間に前記発光素子の高さより高い衝立状壁部が設けられたことを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の表示パネル。
  6. 　前記導光路形成基材は、樹脂又は金属基材に微細孔が設けられ、該微細孔は、格子状のルーバにより形成され、格子状のルーバの間隙が、前記発光素子アレイ基板に配列された前記発光素子の光軸に沿った導光路となることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の表示パネル。
  7. 　前記導光路形成基材は、透明性樹脂から成る樹脂基材に微細孔が設けられ、該微細孔に前記樹脂基材とは屈折率の異なる透光性材料が充填されたものであることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の表示パネル。
  8. 　前記導光路形成基材は、少なくとも２枚のルーバフィルムを、ルーバが直交するように積層されたものであることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の表示パネル。
  9. 　前記導光路形成基材は、微細繊維の集合体から成ることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の表示パネル。
  10. 　前記導光路形成基材は、前記発光素子アレイ基板の前記発光素子の周囲を囲む衝立状壁部の集合体であって、前記衝立状壁部の高さは前記発光素子の高さより高いことを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の表示パネル。
  11. 　前記衝立状壁部は、前記発光素子アレイ基板の上に印刷形成されたものであることを特徴とする請求項５又は１０に記載の表示パネル。
  12. 　前記導光路形成基材は、フレキシブル性を有する樹脂で形成されることを特徴とする請求項１～１１の何れかに記載の表示パネル。
  13. 　前記蛍光体樹脂基材は、樹脂に蛍光体が混錬され形成された基材であることを特徴とする請求項１～１２の何れかに記載の表示パネル。
  14. 　前記発光素子アレイ基板は、フレキシブル性を有する樹脂又は非平面で形成されることを特徴とする請求項１２の何れかに記載の表示パネル。
  15. 　前記薄層は、自然由来の木材、天然繊維、天然皮革、又は、天然石材から成ることを特徴とする請求項１～１４の何れかに記載の表示パネル。
  16. 　前記薄層は、自然由来の木材の外観と手触りを模倣した樹脂、天然繊維の外観と手触りを模倣した合成繊維、天然皮革の外観と手触りを模倣した合成皮革、又は、天然石材の木材の外観と手触りを模倣した人工石から成ることを特徴とする請求項１～１４の何れかに記載の表示パネル。
  17. 　請求項１～１６の何れかの表示パネルにおいて、
    　前記薄層の裏面に透明導電性シートが積層されたことを特徴とする操作表示パネル。
  18. 　請求項１～１６の何れかの表示パネルにおいて、
    　前記導光路形成基材の出射面又は入射面に透明導電性シートが積層されたことを特徴とする操作表示パネル。
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