WO1998044475A1 - Display and lighting device - Google Patents

Description

明 細 書 表示装置および照明装置 技術分野 この発明は、 産業用 （特に工業用） の表示灯などのように光源からの光を所 定の表示面に導き、 その表示面全体で光学的な表示を行う表示装置、 光源からの 光を投光面に導き、 その投光面全体で照明を行う照明装置、 および発光ダイォ一 ド素子 （ L E D ) を平面状に実装してなる発光器本体と、 これに装着されたド一 厶状キヤップ部材とから構成される表示装置 （ L E D球.） に関する。 背景技術 工場内等のシステムを安全に稼働させるためには、 常に作業者が機械 ·設備 等の状態をモニタしつつ、 それらの機械類の操作や制御、 管理、 運転などを行う 必要がある。 このため、 工場内の制御盤等にはそのシステムの状態を表示する表 示灯が設けられる。 このような表示灯は、 「0 N」 ， 「O F F」 ， 「運転中」 ， 「異常」 などの文字や、 記号および絵柄等が表示された光透過性の板 、記名板） を有している。 そして、 システムの動作状態に応じてそれらの記名板の背後に設 けた光源を点灯することによって、 表示面全体で光学的な表示が行われ、 作業者 から視認されるようになつている。 表示灯は種々の形態をとりうるものであり、 代表的なものとしては、 単一の情報を表示する単体の表示灯、 複数の情報の表示 をする集合表示灯、 また運転 ·停止などのシステムに対する操作機能を付加した 表示灯付きの照光式押しボタンスィッチなどがある。

すなわち、 表示灯とは制御盤などの盤面において、 作業者に対してシステムの 状態を伝達する装置であり、 作業者がシステムを安全に稼働させるためのマンマ シンインターフ Xイスとして重要な位置づけにある。

ところで、 このような表示灯においては色分け表示をしたいという要請がある。 というのも、 通常、 1つの制御盤等には複数の表示灯が取り付けられているため、 単色で情報 （文字、 記号、 絵柄等. > を表示するのではなく、 表示灯の目的に応じ て色分けし、 その色とともに情報を表示することで表示灯の視認性を向上させる ことができるためである。

しかしながら、 現在、 表示灯用として使用可能な光源では、 光源が発光する光 の色の種類が限られており、 色分け表示にも限界がある。

また、 このような表示灯では、 光源の発光体自身の形状 （ L E D発光素子の場 合にはドッ ト形状であり、 白熱電球の場合にはフィラメ ン 卜形状や電球の球形の 輪郭形状） を外部から認識させないようにして、 作業者が文字等の表示の内容 (：すなわち文字等の内容） を認識しやすくする必要がある。

さらに、 純粋な白色の表示灯を得るために、 光源としてハロゲンランプを用い ることも可能であるが、 この場合、 発熱量が多く、 光源の寿命が短くなるという 問題もあり、 現状では実使用に耐えない。

また、 点灯時の表示灯の色 '表示光の色 と消灯時の表示灯の色 （外観色） と が異なつていると、 消灯時の状態から点灯時の表示灯の色が分からないという問 題がある。 このように点灯時の表示灯の色が分からないと、 特に、 制御盤等に互 いに異なる複数種類の色の表示灯を複数配設した場合において、 各表示灯の消灯 時に、 何色の表示灯が消灯しているのかが分かりづらく、 表示灯の意味するとこ ろを色情報で直感的に認識しにくい。

なお、 当該技術分野においては、 従来、 白熱電球を光源として用い、 この光源 からの光を乳白色の板に透過させて得られる表示色を 「白色」 と称している力く、 白熱電球の色温度は白色とはいえず、 光源として赤色、 緑色および青色の L E D 発光素子を一体化したものやハロゲンランプを用いた時に得られる純粋な白色と は程遠く、 上記要望を満足するものではない。 発明の開示

<発明の目的 >

この発明は、 従来の表示装置における上記の問題の克服を意図しており、 任意 の色で光学的な表示を行うことができる表示装置を提供することを目的とする。 この発明の他の目的は、 表示の高輝度化と光の高拡散性とを高い次元で両立さ せることができる表示装置を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、 表示面または投光面上の光量ムラをなくすこと ができる表示装置および照明装置を提供することである。

また、 この発明のさらなる他の目的は、 生産性の向上および低コスト化を図り つつ、 単一の色の光源光により任意の色の表示光が得られるとともに、 光源が消 灯しているときの表示面の色から光源が点灯しているときにおける表示面 （表示 光） の色を容易に認識できる表示装置を提供することである。

さらに、 この発明のさらなる目的は、 L E D発光素子単体では発光させること が困難な白色その他の微妙な色相の光を発光させることができる表示装置 （ L E D球） を提供することである。

<発明の構成および作用 >

この発明は、 所定の表示面を照光して表示を行う表示装置において、 第 1波長 の光を発光する光源と、 前記光源と前記表示面との間に介在し、 入射する前記光 源からの前記第 1波長の光の少なく とも一部を前記第 1波長よりも波長の長い第 2波長の光 （ L 2.) に変換して前記表示面に向けて出射する蛍光板と、 を備えて いる。

この発明によれば、 光源と前記表示面との間に介在した蛍光板が、 入射する光 源からの第 1波長の光の少なく とも一部を第 1波長よりも波長の長い第 2波長の 光に変換して表示面に向けて出射するので、 使用する蛍光板の種類を変更するだ けで、 第 2波長の光の色や、 蛍光板から出射する第 2波長の光と蛍光板を透過し た第 1波長の光の割合等を容易に変化させることができ、 その結果、 単一の第 1 波長の光から表示面を照光するための種々の色の表示光を容易に得ることができ る。 これによつて、 光源には第 1波長の光を発光する 1種類の光源を備えておけ ばよいので、 例えば、 表示光の色に合わせて使用する L E D発光素子の種類の組 み合わせを変えるのに比して、 生産性の向上および低コス 卜化を図ることができ る。 また、 この発明に係る表示装置は、 前記蛍光板と前記表示面との間に介在し、 前記蛍光板から出射する光のうち少なく とも一部を前記表示面側に透過させるフ ィルタを、 さらにを備え、 前記光源の点灯時に前記フィルタを透過して前記表示 面を照光する光の色と、 前記光源の消灯時における前記表示面の色を実質的に規 定する前記フィル夕の外観色とを実質的に一致または近似させている。

この発明によれば、 光源の点灯時にフィルタを透過して表示面を照光する光の 色と、 光源の消灯時における ¾示面の色を規定するフィル夕の外観色とを実質的 に一致または近似させているので、 光源が消灯しているときの表示面の色から光 源が点灯しているときの表示面の色 （すなわち、 表示面を照光する表示光の色の 色） を直感的に容易に認識することができ、 面照光表示装置が示す意味をその消 灯時の表示面の色より直感的に容易に理解することができる。

また、 フィル夕を設けることによって、 蛍光板から出射する光の成分のうちか ら、 所望とする色成分 （波長成分） の光のみを取り出すことができ、 蛍光板から 出射する光の色を容易に変換または補正することができる。 その結果、 蛍光板と フィル夕との組合せを変更することにより、 種々の色の表示光を容易に得ること ができる。

さらに、 この発明に係る表示装置は、 前記蛍光板と前記フィル夕とを、 前記蛍 光板として機能する蛍光体層と前記フィル夕として機能するフィルタ層とを一体 に備える波長変換部材として一体化している。

この発明によれば、 蛍光板とフィルタとカ、 蛍光体層とフィルタ層とを有する 波長変換部材として一体化されているので、 部品点数を削減することができ、 組 立工程の簡略化および低コスト化が図れる。

また、 この発明の一の表示装置は、 所定の表示面を照光して表示を行う面照光 表示装置であって、 （a) 第 1波長の光を発光する第 1発光体と、 前記第 1波長と は異なる別波長の光を発光する第 2発光体とを有する光源と、 （b) 前記光源から の光を受ける入射面と、 前記表示面側を向いた出射面とを有し、 前記第 1波長の 光の一部を当該第 1波長より長い第 2波長の光に変換する蛍光板とを備えている。 そして、 前記第 1発光体と前記第 2発光体との点灯状態を変更することにより、 前記出射面から出射する光の色を変更可能であることを特徴とする。 前記蛍光板としては、 前記別波長の光を実質的に透過させるものを使用するこ とができる。

一方、 この発明の他の表示装置は、 所定の表示面を照光して表示を行う面照光 表示装置であって、 ） 第 1波長の光を発光する第 1発光体と、 前記第 1波長と は異なる別波長の光を発光する第 2発光体とを含む光源と、 （b) 前記光源からの 光を受ける入射面と、 前記表示面側を向いた出射面とを有し、 前記第 1波長の光 の一部を当該第 1波長より長い複数の波長の光に変換する複数の蛍光板を積層し てなる蛍光体 〔波長変換部材） とを備える。

そして、 前記第 1発光体と前記第 2発光体との点灯状態を変更することにより、 前記出射面から出射する光の色を変更可能であることを特徴とする。

この構成においても、 前記蛍光体は、 前記別波長の光を実質的に透過させるも のを使用することができる。

この発明の前記一のおよび前記他の表示装置において、 前記光源から前記表示 面側に進む光の光学経路上で当該光を拡散する光拡散部材をさらに設けることが 好ましく、 この光拡散部材は、 ホログラム拡散板とすることができる。

また、 その代わりに、 前記蛍光板に光拡散材を混入することも可能である。 この発明の特に特徴的な適用態様として、 前記第 1発光体が前記第 1波長の光 として青色の光を発光する半導体発光素子であるとともに、 前記蛍光板が前記半 導体発光素子から発光される青色の光の一部を吸収して前記第 2波長の光として 黄色の光を発光する蛍光特性を有しており、 前記第 1発光体のみを点灯したとき における前記光学的表示のための光の色が実質的に白色となるようにすることが できる。

また、 その前記光源のうち前記第 1発光体のみを発光させたときには第 1の有 彩色の光が前記出射面から出射され、 前記光源のうち前記第 2発光体のみを発光 させたときには第 2の有彩色の光が前記出射面から出射され、 そして、 前記第 1 発光体および第 2発光体の双方を点灯したときには、 前記第 1の有彩色の光と前 記第 2の有彩色の光との加色混合によって第 3の有彩色の光が前記出射面から出 射されるようにすることもできる。

また、 前記第 1および第 2の発光体のいずれか一方を点灯する場合と、 前記第 1および第 2の発光体の双方を点灯する場合とで、 前記第 1発光体および前記第 2発光体の輝度を変更する輝度可変部をさらに備えることにより、 点灯状態切り 替えに伴って表示光の輝度が大きく変化してしまう事態を防止できる。

また、 この発明に係る表示装置では、 前記光源は、 前記第 1波長の光を発光す る第 1発光体と、 前記第 1波長とは異なる別波長の光を発光する第 2発光体とを 有し、 前記第 1および第 2発光体が発光する光を前記蛍光板に入射させ、 前記第 1発光体と前記第 2発光体との点灯状態を変更することにより、 前記蛍光板から 出射する光の色を変更可能である。

この発明の他の目的および特徴は、 以下の説明の中で明らかにされる。 図面の簡単な説明 図 1は、 この発明に係る表示装置の第 1実施例が適用された集合表示灯を示す 斜視図である。

図 2は、 図 1の集合表示灯を構成する単位表示灯の分解斜視図である。

図 3は、 図 2の単位表示灯の模式断面図である。

図 4は、 図 2の単位表示灯の蛍光板の光学的特性を示す模式図である。

図 5は、 この発明に係る表示装置の第 2実施例が適用された照光式押しボタン スィツチを示す斜視図である。

図 6は、 図 5の部分斜視分解図である。

図 7は、 この発明に係る表示装置の第 3実施例を示す模式断面図である。 図 8は、 この発明に係る表示装置の第 5実施例における蛍光板の構成を示す模 式断面図である。

図 9は、 図 8の表示装置の改良例を示す模式断面図である。

図 1 0は、 この発明に係る表示装置の第 6実施例における蛍光板の構成を示す 模式断面図である。

図 1 1は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 青色の L E D発光素子お よびブラックライ トからの光のスぺク トルを示すグラフである。

図 1 2は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 青色の L E D発光素子か らの光を緑色蛍光板に入射したときに当該緑色蛍光板から出射される蛍光のスぺ ク トルを示すグラフである。

図 1 3は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 青色の L E D発光素子か らの光をオレンジ色蛍光板に入射したときに当該ォレンジ色蛍光板から出射され る蛍光のスぺク トルを示すグラフである。

図 1 4は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 青色の L E D発光素子か らの光を赤色蛍光板に入射したときに当該赤色蛍光板から出射される蛍光のスぺ ク トルを示すグラフである。

図 1 5は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 緑色の L E D発光素子お よびブラックライ 卜からの光のスぺク トルを示すグラフである。

図 1 6は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 緑色の L E D発光素子か らの光を緑色蛍光板に入射したときに当該緑色' t光板から出射される蛍光のスぺ ク トルを示すグラフである。

図 1 7は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 緑色の L E D発光素子か らの光をオレンジ色蛍光板に入射したときに当該ォレンジ色蛍光板から出射され る蛍光のスぺク トルを示すグラフである。

図 1 8は、 第 1ないし第 6実施例の実験例において、 緑色の L E D発光素子か らの光を赤色蛍光板に入射したときに当該赤色蛍光板から出射される蛍光のスぺ ク トルを示すグラフである。

図 1 9は、 この発明に係る表示装置の第 7実施例が適用された単位表示灯の構 成を示す断面図である。

図 2 0は、 図 1 9の単位表示灯を構成する L E Dュニッ 卜の平面図である。 図 2 1は、 図 2 0の L E Dユニッ トの側面図である。

図 2 2は、 図 1 9の単位表示灯を構成するプリズ厶シ一 卜の平面図である。 図 2 3は、 図 2 2のプリズムシー 卜の断面図である。

図 2 4は、 図 2 2のプリズムシ一卜に設けられるプリズムを示す斜視図である。 図 2 5は、 この発明に係る表示装置の第 8実施例が適用された単位表示灯を示 す断面図である。

図 2 6は、 この発明に係る表示装置の第 9実施例が適用された単位表示灯を示 す断面図である。

図 2 7は、 図 2 6の単位表示灯を構成する L E Dュニッ 卜の平面図である。 図 2 8は、 図 2 7の L E Dユニッ トの電気的構成を示す回路図である。

図 2 9は、 図 2 6の単位表示灯の可変抵抗が設けられた部分の断面図である。 図 3 0は、 図 2 9の部分底面図である。

図 3 1は、 この発明に係る表示装置の第 1 0実施例が適用された単位表示灯に 備えられる L E Dュニッ 卜の電気的構成を示すプロック図である。

図 3 2は、 この発明にかかる表示装置の第 1 2実施例が適用された単位表示灯 の分解斜視図である。

図 3 3は、 図 3 2の単位表示灯の模式断面図である。

図 3 4は、 図 3 2の単位表示灯に備えられる光源の平面図である。

図 3 5は、 図 3 2の単位表示灯の構造を、 光源とその給電回路を中心にして示 す図である。

図 3 6は、 図 3 2の単位表示灯に備えられる蛍光板の第 1波長の光に対する光 学的特性を示す模式図である。

図 3 7は、 図 3 2の単位表示灯に備えられる蛍光板の第 1波長とは異なる別波 長の光に対する光学的特性を示す模式図である。

図 3 8は、 図 3 2の単位表示灯に備えらえる蛍光板の第 1波長の光と別波長の 光との双方を入射させたときの光学的特性を示す模式図である。

図 3 9は、 図 3 2の単位表示灯における光源の給電回路の変形例を示す図であ る。

図 4 0は、 この発明にかかる表示装置の第 1 3実施例が適用された照光式押し ボタンスィッチを示す斜視図である。

図 4 1は、 図 4 0の部分斜視分解図である。

図 4 2は、 この発明にかかる表示装置の第 1 4実施例を示す模式断面図である。 図 4 3は、 第 1波長とは異なる別波長の光に対する図 4 2の蛍光板積層体の光 学的特性を示す模式図である。

図 4 4は、 第 1波長の光と別波長の光との双方を入射させたときに図 4 2の蛍 光板積層体の光学的特性を示す模式図である。 図 4 5は、 第 1 2ないし第 1 4実施例の実験例において、 種々の波長の光を黄 色蛍光板に入射したときに当該黄色蛍光板から出射される蛍光のスぺク トルを示 すダラフである。

図 4 6は、 第 1 2ないし第 1 4実施例の実験例において、 種々の波長の光を緑 色蛍光板に入射したときに当該緑色蛍光板から出射される蛍光のスぺク トルを示 すグラフである。

図 4 7は、 この発明に係る表示装置の第 1 5実施例が適用された単位表示灯の 分解斜視図である。

図 4 8は、 図 4 7の単位表示灯の模式断面図である。

図 4 9は、 図 4 7の表示装置に備えられる蛍光板の光学的特性を示す模式図で ある。

図 5 0は、 この発明に係る表示装置の第 1 6実施例が適用された照光式押しボ タンスイツチの部分斜視分解図である。

図 5 1は、 この発明に係る表示装置の第 1 7実施例を示す模式断面図である。 図 5 2は、 第 1 7実施例の波長変換板により第 1波長の光が第 2波長の光に変 換される様子を示す図である。

図 5 3は、 この発明に係る表示装置の第 1 8実施例におけるフ ィル夕の構成を 示す断面図である。

図 5 4は、 この発明に係る表示装置の第 1 9実施例における蛍光板およびフィ ル夕の構成を示す断面図である。

図 5 5は、 第 1 5ないし第 1 9実施例の実験例において、 青色の L E D発光素 子が発光する光のスぺク トルを示すグラフである。

図 5 6は、 第 1 5ないし第 1 9実施例の実験例において、 青色の L E D発光素 子からの光 （第 1波長の光：） より得られる蛍光 （第 2波長の光） のスぺク トルを 示すグラフである。

図 5 7は、 第 1 5ないし第 1 9実施例の実験例において、 青色の L E D発光素 子からの光 （第 1波長の光） より得られる蛍光 （第 2波長の光） のスぺク トルを 示すグラフである。

図 5 8は、 この発明の第 2 0実施例に係る L E D球が適用された表示器の縦断 面図である。

図 5 9は、 この発明の第 2 0実施例に係る L E D球の縦断面拡大図である。 図 6 0は、 図 5 9の I I I一 I I I線断面図である。

図 6 1は、 第 2 0実施例の作用効果を説明するための図である。

図 6 2は、 この発明の第 2 1実施例に係る L E D球の縦断面拡大図である。 図 6 3は、 第 2 1実施例の作用効果を説明するための図である。

図 6 4は、 この発明の第 2 3実施例に係る L E D球の縦断面拡大図である。 図 6 5は、 この発明に係る表示装置の第 2 4実施例が適用された単位表示灯の 分解斜視図である。

図 6 6は、 図 6 5の単位表示灯の模式断面図である。

図 6 7は、 図 6 5の単位表示灯に備えられる波長変換部材の部分断面図である。 図 6 8は、 図 6 7の波長変換部材の光学的特性を一例として示す模式図である。 図 6 9は、 図 6 7の波長変換部材の光学的特性を一例として示す模式図である。 図 7 0は、 図 6 7の波長変換部材の光学的特性を一例として示す模式図である。 図 7 1は、 図 6 5の単位表示灯に備えられる他の波長変換部材の側面図である。 図 7 2は、 この発明の関連技術に係る表示装置の模式断面図である。

図 7 3は、 図 7 2の表示装置に備えられる拡散板の部分断面図である。

図 7 4は、 第 2 4実施例の各実験例において、 青色の L E D発光素子が発光す ラフである。

図 7 5は、 第 2 4実施例の各実験例で得られた表示光の色の色度座標を示す図 である。

図 7 6は、 第 2 4実施例の第 1実験例に係る各波長変換部材 A， B , Cに備え られるフィル夕層の光透過特性を示すグラフである。

図 7 7は、 第 2 4実施例の第 1実験例に係る各波長変換部材 A , B , Cによつ て青色の波長の光から生成される表示光のスぺク 卜ルを示す図である。

図 7 8は、 第 2 4実施例の第 2実験例に係る波長変換部材 Dの光学特性を示す グラフである。

図 7 9は、 第 2 4実施例の第 3実験例に係る波長変換部材 Eに備えられるフィ ル夕層の光透過特性を示すグラフである。 図 8 0は、 第 2 4実施例の第 3実験例に係る波長変換部材 Fに備えられるフィ ル夕層の光透過特性を示すグラフである。

図 8 1は、 第 2 4実施例の第 3実験例に係る各波長変換部材 E， Fによって青 色の波長の光から生成される表示光のスぺク トルを示す図である。

図 8 2は、 この発明の関連技術に係る図 7 2の表示装置に用いられるフィル夕 層の光学特性を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態

<第 1実施例

図 1は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置.） の第 1実施例が適用され た集合表示灯を示す斜視図である。 この集合表示灯 1を実際に設置して使用する 際には、 図 1の上侧を表示面側として作業者側に向けて設置するが、 ここでは図 示の便宜上、 表示面側を上にして図示している。

この集合表示灯 1は、 ハウジング 2の中に複数の単位表示灯 1 0 a , 1 0 b , ■· · , 1 0 i を組み付けて構成されている。 これらの単位表示灯 1 0 a , 1 0 b , ■■· , 1 0 iはそれらのサイズおよび表示色は異なるが、 基本的構成は同一であり、 各単位表示灯 1 0 a , 1 0 b , · · · , 1 0 i は、 本発明に係る面照光表示装置の第

1実施例に相当する。 なお、 以下においては、 このうちの単位表示灯 1 0 aにつ いてその構成を説明し、 その他の構成の説明については省略する。

図 2は、 単位表示灯 1 0 aの分解斜視図である。 また、 図 3は、 図 2の単位表 示灯 1 0 aの模式断面図である。 この単位表示灯 1 0 aにおいては、 ウインドウ Wを有する樹脂製のケース 1 1の内部に複数の光源 1 2 ( L E D発光素子） がマ トリクス状に配列されている。 各光源 1 2はプリ ン ト基板の主面上に実装されて このケース 1 1中に収容されており、 その発光部がケース 1 1の上面側に向けて 露出している。 これらの光源 1 2を構成する L E D発光素子は、 この単位表示灯

1 0 aに割り当てられた波長 （第 1波長 の光を発光する。

一方、 上記ウィンドウ Wの上面周囲にはフレーム 1 3が配置される。 このフレ —ム 1 3は、 ケース 1 1を介して図 1のハウジング 2の中に嵌合するようになつ ている。 このフレー厶 1 3には複合板 2 0が嵌込まれる。 この複合板 2 0は、 光 源 1 2側から、

①ホ口グラム面 2 1 aを有するホ口グラム拡散板 2 1、

②蛍光板 2 2、

③透明樹脂製の記名板 2 3、

④透明樹脂性のカバープレー 卜 2 4、

の 4者を重ね合わせた構造となっている。 記名板 2 3には、 表示すべき文字や記 号が記入されている。

これらのうち、 蛍光板 2 2がこの発明の主たる特徴に応じて設けられたもので ある。 この蛍光板 2 2は、 光源 1 2からの第 1波長の光を受け、 その入射光の一 部をそのまま表示面側 （同図の上側） に向けて透過するとともに、 その第 1波長 の光の残りにより第 1波長よりも長い第 2波長の光を発光し、 当該第 2波長の光 を表示面側に出射する。 この光学現象を模式的に表したのが図 4である。

図 4は、 蛍光板 2 2の光学的特性を示す模式図である。 この蛍光板 2 2は、 透 明樹脂材料に後述する蛍光特性を有する蛍光材料 （色変換塗料） を混ぜ合わせシ 一ト状あるいは板状等に成形したものであり、 同図の符号 F Mが蛍光材料を示し ている。 この蛍光材料 F Mは、 同図の実線で示す第 1波長の光 L 1により励起さ れた後、 基底状態に戻る時、 第 1波長よりも長い第 2波長の光 L 2 (同図の波線,〕 を放出するという蛍光特性を有している。 なお、 この蛍光特性については、 第 6 実施例の後の実験例において具体例を挙げて説明する。

このような蛍光特性を有する蛍光板 2 2の全体としては、 光源 1 2からの第 1 波長の光 L 1がホログラム拡散板 2 1を介して入射面 2 2 aに入射すると、 同図 に示すように、 その入射光 L 1の一部がそのまま出射面 2 2 bより表示側に出射 するとともに、 その残りが蛍光材料 F Mに吸収されて第 1波長よりも長い第 2波 長の光 （蛍光） L 2が発光され、 出射面 2 2 bより出射する。

次に、 図 2に戻って説明を続ける。 上記のようにして蛍光板 2 2より出射する 第 1および第 2波長の光は記名板 2 3およびカバープレー ト 2 4を介して表示面 側に導かれ、 光学的な表示がなされる。

このように、 この実施例に係る表示灯 （面照光表示装置） 1 0 aによれば、 表 示面側での光学的表示のための光の色 （表示色 j が第 1および第 2波長の組み合 わせ、 つまり光源 1 2と蛍光板 2 2との種類の組み合わせにより規定されるので、 この組み合わせの調整により任意の色で光学的に表示することができる。 なお、 光源 1 2と蛍光板 2 2の組み合わせについては、 第 6実施例の後の実験例で具体 例を挙げて説明する。

また、 図 4に示すように、 蛍光板 2 2の入射面 2 2 aと出射面 2 2 bとは相互 に対向しており、 しかも入射面 2 2 aが光源 1 2と対面するように、 蛍光板 2 2 が配置されているので、 次のような効果が得られる。

すなわち、 例えば、 比較例として、 光源からの光を記名板などを介して表示面 側に直接導光することで光学的表示を行った場合には、 表示面側より観察する作 業者には発光面が奥まったところに位置するように感じられる。 これに対し、 蛍 光板 2 2を介在させた場合には、 当該蛍光板 2 2で第 2波長の光が発光するので、 この第 2波長の光によつて発光面が表示面近くに浮きあがったような感じを作業 者に与え、 その結果、 比較例に比べて視認性を向上させることができる。

さらに、 この実施例では、 ホログラム拡散板 2 1を設け、 光源 1 2からの光を 所定の拡散角で拡散した後、 当該拡散光を蛍光板 2 2に人射するようにしている。 このホログラム拡散板 2 1は透明部材の一方面に光の回折現象を利用した拡散面

(ホログラム面） 2 1 aを設けたものであって、 光の減衰を伴わずに拡散を行う ことが可能である。 このため、 単位表示灯 1 0 aでは、 例えば乳白色の記名板な どのように光を実質的に吸収ないしは減衰させるような要素を設けることなく、 光源 1 2 自身の形状が外部から認識されるのを防止することができる。 つまり、 この実施例によれば、 「表示の高輝度化」 および 「光の高拡散性」 とを同時に達 成することができる。

ところで、 上述したように、 従来より表示色として最も要望の高い色のひとつ 力く 「純粋な白色」 である。 この点に関し、 この実施例に係る表示灯 1 0 aでは、

「純粋な白色」 を得るためには、 光源 1 2として青色の光を発光する L E D発光 素子を用いるとともに、 光源 1 2から発光される青色の光 （第 1波長の光） の一 部によって黄色の光 （第 2波長の光） を発光するという蛍光特性を有する蛍光板 2 2を用意すればよい。 この場合、 例えば、 赤色、 緑色および青色の光を発光する L E D発光素子を 1 つにパッケージした光源を用いる必要がなく、 単色の L E D発光素子を光源とし て用いることができるので、 白色の表示灯 （面照光表示装置） を安価に提供する ことができる。 また、 この光源 1 2では発熱量が少ないので、 ハロゲンランプを 光源として用いた場合に問題となっていた光源の発熱に関する諸問題を発生させ ることなく、 表示灯の長寿命化を図ることができる。

また、 上記のように白色の光学的表示が可能となるため、 蛍光板 2 2の出射面 2 2 b (図 4 ) 側の適当な位置 （例えば記名板 2 3の表面） に特定の波長成分の みを透過させるフィル夕を取り付けることで表示灯 1 0 aの表示色を当該フィノレ 夕に対応する色に変更することができる。 つまり、 青色の L E D発光素子の光源 1 2と、 光源 1 2からの青色の光の一部により黄色の光を発光する蛍光特性を有 する蛍光板 2 2 とを備えた表示灯 1 0 aにおいて、 蛍光板 2 2の出射面 2 2 bの 近傍にフィルタを追加配置することで、 光学的表示のための光の色を白色から実 質的にフィルタで規定される色に変更することができる。 したがって、 フ ィルタ を適当に変更することで表示灯 1 0 aの表示色を任意の色に変更することができ る。 第 2実施例： >

図 5は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置） の第 2実施例が適用され た照光式押しボタンスィ ツチを示す斜視図であり、 図 6は、 図 5の部分斜視分解 図である。 このうち、 図 5は、 制御盤などのパネル 7 0に照光式押しボタンスィ ツチ 4 0を取り付ける場合を例として示している。 この照光式押しボタンスィッ チ 4 0はセパレ一 卜タイプであって、 その構成要素は、 操作部ュニッ 卜 6 0と接 点ュニッ ト 5 0 とに大別される。 操作部ュニッ ト 6 0は、 パネル 7 0の表側 （：操 作側） から取り付け孔 7 1に挿入されるようになっている。 接点ュニッ ト 5 0は、 パネル 7 0の裏側にて操作部ュニッ ト 6 0の胴部 6 2に連結されるようになって いる。

また、 接点ュニッ ト 5 0は、 スイツチ接点を内蔵しているとともに、 L E Dュ ニッ ト光源 5 4が装着される。 この L E Dュニッ 卜光源 5 4は略円筒状であって、 その頂部には複数の L E D発光素子 5 4 Lが配列されている。 また、 操作部ュニ ッ ト 6 0をパネル 7 0に取り付ける際に使用されるリ ング 5 5が別途設けられる とともに、 操作部ュニッ ト 6 0と接点ュニッ 卜 5 0とを連結した後でその連結を 固定するための口ックレバ一 5 3が設けられている。 この接点ュニッ 卜 5 0は端 子 5 2を介して所要の機器に電気的に接続される。

一方、 操作部ュニッ 卜 6 0は、 操作部本体 6 1 とプッシュ部 8 0とからなる。 操作部本体 6 1の胴部 6 2には取り付け孔 5 1 H内壁に形成した突条部 5 1 aと 嵌合可能に挿入用溝 6 2 aが設けられている。 そして、 この揷入用溝 6 2 aに突 条部 5 1 aを係合させながら操作部ュニッ ト 6 0の胴部 6 2を接点ュニッ ト 5 0 の取り付け孔 5 1 Hに挿入するようになっている。

挿入が完了し、 ロックレバー 5 3を回動させると、 突条部 5 1 a内に配置され ていたロックレバ一 5 3の突起部 （図示せず） が回動し、 これによつて挿入用溝 6 2 aと直交して設けられた固定用溝 6 2 bに前記突起部が嵌合されて操作部ュ ニッ ト 6 0と接点ュニッ 卜 5 0とが連結固定される。 なお、 この胴部 6 2には雄 ねじ面 6 2 Sが形成されており、 リ ング 5 5の雌ねじ面 5 5 Sと螺合されること により、 操作部本体 6 1がパネル 7 0に装着されることになる。

操作部本体 6 1の上部には矩形の受け口 6 3が形成されており、 この受け口 6 3にプッシュ部 8 0が収容される。 このプッシュ部 8 0の詳細は後述する 、 組 立て後にこのプッシュ部 8 0を手動で押下することによってプッシュ部 8 0が接 点ュニッ ト 5 0内の接点を開閉 （オンオフ） する。 L E Dュニッ ト光源 5 4は、 この接点の開閉に応答して点灯または消灯するようにされている。 あるいは、 他 の構成として、 L E Dユニッ ト光源 5 4は、 この照光式押しボタンスィッチ 4 0 が接続されている外部機器 （コントローラなど〉 からの信号に応答して点灯また は消灯するようにされていてもよい。

プッシュ部 8 0の操作面 8 0 Sは透光性であり、 L E Dユニッ ト光源 5 4から の光によってこの操作面 8 0 Sの内部に表示されている文字などが照光されて外 部から認識される。

プッシュ部 8 0の分解状態が図 6に示されている。 同図において、 プッシュ部 8 0の下部は透孔 W 1を有する中空の基体 8 1 となっており、 その上には、 ①ホログラム拡散板 8 2、

②第 1実施例における蛍光板 2 2と同一の蛍光特性を有する蛍光板 8 3、

③アクリルなどの樹脂で形成された無色透明の記名板 8 4、

がこの順序で積層されている。 そして図 5の操作面 8 0 Sを規定する部材として、 たとえばァクリルで生成された無色透明のフロン トプレー 卜 8 5が設けられる。 また、 記名板 8 4には所要の文字などが記入されている。

L E Dュニッ 卜光源 5 4は透孔 W 1を介して拡散板 8 2に対向するように挿入 される。 したがって、 L E Dユニッ ト光源 5 4の点灯時には L E D発光素子 5 4 Lからの第 1波長の光がホログラム拡散板 8 2を介して蛍光板 8 3の入射面 8 3 aに入射する。 そして、 入射光の一部はそのまま表示面側 （同図の上側） に進む 一方、 入射光の残りは蛍光板 8 3の蛍光材料 (図示省略.） により第 1波長よりも 長い第 2波長の光に波長変換され、 その結果、 出射面より第 1および第 2波長の 光が出射する。 これら第 1および第 2波長の出射光が記名板 8 4およびフ口ント プレー ト 8 5を順次透過して表示面側で第 1および第 2波長で規定される表示色 で面照光表示を行う。

このように、 第 2実施例においても、 第 1実施例と同様に、 表示面側での光学 的表示のための光の色が第 1および第 2波長の組み合わせ、 つまり L E Dュニッ 卜光源 5 4と蛍光板 8 3との種類の組み合わせにより規定されるので、 この組み 合わせの調整により任意の色で光学的に表示することができる。

また、 図 6に示すように、 蛍光板 8 3の入射面 8 3 aと出射面とが対向してお り、 しかも当該入射面 8 3 aが L E Dュニッ 卜光源 5 4と対面するように、 蛍光 板 8 3が配置されているので、 上記第 1実施例と同様に、 作業者に対して発光面 が表示面側に浮きあがったような視覚効果を与えて視認性を向上させることがで さる。

また、 ホログラム拡散板 8 2を設けたことで、 上記第 1実施例と同様に、 「表 示の高輝度化」 および 「光の高拡散性」 とを同時に達成することができる。

また、 L E D発光素子 5 4 Lとして青色の L E D発光素子を用いるとともに、 蛍光板 8 3として L E Dュニッ 卜光源 5 4から発光される青色の光の一部によつ て黄色の光を発光する蛍光特性を有する蛍光板を用いることで、 第 1実施例と同 様に、 照光式押しボタンスィッチの表示灯の表示色を少ない発熱量で白色に設定 することができる。

さらに、 上記白色の光学的表示が可能な照光式押しボ夕ンスィ ツチにおいて、 蛍光板 8 3の出射面の近傍にフィルタを追加配置することで、 光学的表示のため の光の色を白色から実質的にフィル夕で規定する色に変更することができる。 し たがって、 フィルタを適当に変更することで照光式押しボタンスィッチの表示灯 の表示色を任意の色に変更することができる。

<第 3実施例 >

図 7は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置〉 の第 3実施例を示す模式 断面図である。 この実施例に係る面照光表示装置が図 4に示す第 1実施例と大き く相違する点は、 第 1実施例では単一の蛍光板 2 2を設けて第 2波長の光を発光 させているのに対して、 この第 3実施例では 2枚の蛍光板 9 1 , 9 2を積層して なる蛍光体 （波長変換部材） 9 0を設けて第 2波長のみならず第 3波長の光をも 発光させている点である。 なお、 その他の基本的構成は同一である。

この蛍光体 9 0では、

①光源 1 2からの第 1波長の光 L 1の 部をそのまま出射面側 （同図の上側：） に透過する一方、 入射光 L 1の残りによって第 1波長よりも長い第 2波長の光 L 2 を出射面側に向けて発光する蛍光板 9 1 と、

②蛍光板 9 1からの光 L 1の一部および光 L 2をそのまま出射面側に透過する一 方、 光 L 1の残りによって第 1波長よりも長い第 3波長の光 L 3を出射面側に向け て発光する蛍光板 9 2と、

が積層されて構成されている。

このため、 光源 1 2からの第 1波長の光 L 1を蛍光体 9 0の入射面 9 0 aに与 えると、 まず蛍光板 9 1において、 第 1波長の光 L 1の一部がそのまま蛍光板 9 2側に透過するとともに、 入射光 L 1の残りが蛍光材料 F M 1に吸収され、 各蛍光 材料 F M 1から第 1波長よりも長い第 2波長の光 L 2が発光されて蛍光板 9 2側に 進む。 そして、 これら第 1および第 2波長の光 L I , L 2を受けた蛍光板 9 2では、 第 1波長の光 L 1の一部および第 2波長の光 L 2がそのまま蛍光体 9 0の出射面 9 O bから表示面側 （同図の上側, ί に出射するとともに、 第 1波長の光 L 1の残り が蛍光材料 FM2に吸収され、 さらに各蛍光材料 FM2から第 1波長よりも長い第 3波長の光 L 3が発光され、 出射面 9 0 bから表示面侧に出射する。 こう して、 第 1ないし第 3波長の光 L 1〜 L 3により表示面全体で光学的な表示がなされる。 なお、 第 2波長の光 L2の一部は蛍光材料 FM2に吸収され、 当該蛍光材料 FM 2から第 2波長より も長い第 4波長の光 （図示せず） が発光され、 出射面 9 0 b から表示面側に出射されている。

このように、 第 3実施例によれば、 第 1ないし第 3波長の光 L1〜L3等により 表示面での表示色を規定するようにしているので、 2つの波長の光 LI, L2で表 示色を規定する第 1実施例に比べ、 より細かく表示色を制御することができる。 なお、 上記第 3実施例においても、 蛍光体 9 0の入射面 9 0 a と出射面 9 0 b とが相互に対向するとともに、 入射面 9 0 aが光源 1 2と対面するように蛍光体 9 0が配置されているため、 上記第 1および第 2実施例と同様に、 表示灯 （：面照 光表示装置:） の発光面が表示面侧に浮かびあがったような視覚効果を作業者に与 えることができ、 視認性を向上させることができる。

また、 上記実施例では 2枚の蛍光板 9 1 , 9 2を積層して蛍光体 9 0を構成し ている力 3枚以上の蛍光板を積層して蛍光体 9 0を構成してもよい。 また、 蛍 光板の積層順序は任意である。 第 4実施例ヽ

ところで、 上記第 1ないし第 3実施例では、 透明樹脂材料に蛍光材料 F Mを混 ぜ合わせシート状あるいは板状等に成形することで蛍光板 2 2， 8 3， 9 1 , 9 2を形成しているが、 この場合、 蛍光板内で発生した蛍光 蛍光板 2 2 , 8 3 , 9 1 , 9 2でそれぞれ発生した光. > の大部分が、 全反射の法則にしたがって蛍光 板内部を進行し、 その端面に誘導され、 そこで濃密化された状態で放出されるよ うになつている。 このため、 出射面から表示面側に出射される蛍光の量が減少す る傾向にある。 この点に関しては、 蛍光材料 FMの他に拡散材を混ぜ合わせて蛍 光板を形成することで、 蛍光板内部で蛍光を拡散させることができ、 蛍光板から 出射する蛍光が蛍光板の端面に集中するのを防止しながら蛍光を表示面側に出射 することができる。 第 5実施例 >

第 4実施例のように蛍光板に拡散材を混入した場合、 光拡散材によって光が吸 収されてロスが生じ、 これが表示の高輝度化の障害となる。 そこで、 図 8に示す ように、 ホログラム拡散板 2 1の他方面 （ホログラム面 2 1 aが設けられている 面） に蛍光材料 F Mを薄く塗布し、 この塗布膜を蛍光板 1 0 1 として機能させる ことができる。 このように形成された蛍光板 1 0 1によれば、 光拡散材を混入さ せることなく、 蛍光板 1 0 1内で発生した蛍光を表示面側に効率よく出射するこ とができる。

また、 こう して形成された膜状の蛍光板 1 0 1を保護するため、 図 9に示すよ うに蛍光板 1 0 1上に透明板 1 0 2を配置し、 透明板 1 0 2とホログラム拡散板 2 1 とで蛍光板 1 0 1を挟み込んでもよい。 ぐ第 6実施例 >

図 1 0は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置.） の第 6実施例を示す模 式断面図である。 この装置が図 3に示す第 1実施例の装置と大きく相違する点は、 第 1実施例の蛍光板 2 2 と記名板 2 3との機能を兼ね備えた蛍光板 1 1 1が設け られている点である。 つまり、 この蛍光板 1 1 1は、 透明樹脂材料に蛍光材料と 拡散材を混ぜ合わせシ一 ト状あるいは板状等に形成するとともに、 その表面に表 示すべき文字や記号を記入したものである。 なお、 その他の構成は第 1実施例と 同様である。

<第 1ないし第 6実施例の変形例 >

なお、 上記第 1実施例ではホログラム拡散板 2 1を光源 1 2と蛍光板 2 2との 間に、 第 2実施例ではホログラム拡散板 8 2を L E Dュニッ 卜光源 5 4と蛍光板 8 3との間に、 また第 6実施例ではホログラム拡散板 2 1を光源 1 2と蛍光板 1 1 1 との間に、 それぞれ配置しているが、 ホログラム拡散板の配置位置はこれに 限定されるものではなく、 光源から表示面側に進む光の光学経路上であれば、 任 意の位置に配置することができる。 ただし、 視認性を考慮した場合、 蛍光板に対 し光源側にホログラム拡散板を配置するのが望ましい。 というのも、 このように 配置した場合、 上記したようにホログラム拡散板を通過した光は所定の拡散角で 拡散されて種々の方向に進む分散光として蛍光板に入射し、 蛍光材料に当たる確 率が高くなるため、 蛍光板全体で発光することとなり、 視認性を向上させること ができるからである。

また、 上記実施例においては、 光源から表示面側に進む光をその光学経路上で 拡散させる光拡散部材としてホログラム拡散板を用いている力 ^ ホログラム拡散 板の代わりに従来より周知の光拡散板を用いていもよい。

また、 上記実施例では、 ホログラム拡散板などの光拡散手段を設けている力、 表示色に関しては光拡散部材は何等の影響を与えないので、 光拡散部材は表示色 を制御するための必須構成要素ではないが、 作業者などが文字などの表示内容を 認識しやすいようにするためには設けるのが望ましい。

<第 1ないし第 6実施例の実験例 >

次に、 蛍光板として緑色蛍光板、 オレンジ色蛍光板および赤色蛍光板の 3種類 を用意し、 青色の L E D発光素子からの光 （図 1 1の 1点鎖線で示すスぺク トル を有する光,〉 を各蛍光板の入射面に入射させるとともに、 その入射面と直交する 面より出射する蛍光を受光することで入射光がどのようなスぺク 卜ルを有する蛍 光に変換されるかを調べた。

図 1 2は、 青色の L E D発光素子からの光を緑色蛍光板に入射したときに当該 緑色蛍光板から出射される蛍光のスぺク トル （ 1点鎖線） を示すグラフである。 図 1 3は、 青色の L E D発光素子からの光をオレンジ色蛍光板に入射したときに 当該オレンジ色蛍光板から出射される蛍光のスぺク トル （ 1点鎖線） を示すグラ フである。 図 1 4は、 青色の L E D発光素子からの光を赤色蛍光板に入射したと きに当該赤色蛍光板から出射される蛍光のスぺク トル （. 1点鎖線 を示すグラフ である。

なお、 参考のため、 図 1 1の実線で示すスぺク トルを有するブラックライ ト (紫外光源.） を緑色蛍光板、 オレンジ色蛍光板および赤色蛍光板に入射したとき に各蛍光板から出射する蛍光のスぺク トルをそれぞれ図 1 2ないし図 1 4に実線 で示している。

これら図 1 2ないし図 1 4に示すように、 青色の L E D発光素子からの第 1波 長の光を蛍光板に入射することで蛍光板から第 1波長よりも長い第 2波長の光 (蛍光） を出射させることができる。 これによつて、 上記実施例において説明し たように、 その第 1波長および第 2波長の光を表示面側に導光して、 表示面全体 で第 1および第 2波長の組み合わせにより決まる表示色で光学的表示を行うこと ができる。

緑色の L E D発光素子からの光 （図 1 5の 1点鎖線で示すスぺク トルを有する 光:） を上記蛍光板に入射した場合にも、 上記と同様の結果が得られる。 図 1 6は、 緑色の L E D発光素子からの光を緑色蛍光板に人射したときに当該緑色蛍光板か ら出射される蛍光のスぺク トル '： 1点鎖線） を示すグラフである。 図 1 7は、 緑 色の L E D発光素子からの光をオレンジ色¾光板に入射したときに当該ォレンジ 色蛍光板から出射される蛍光のスぺク トル （ 1点鎖線.） を示すグラフである。 図 1 8は、 緑色の L E D発光素子からの光を赤色蛍光板に入射したときに当該赤色 蛍光板から出射される蛍光のスぺク トル （ 1点鎖線.〉 を示すグラフである。

なお、 参考のため、 図 1 5の実線で示すスぺク トルを有するブラックライ 卜を 緑色蛍光板、 オレンジ色蛍光板および赤色蛍光板に入射したときに各蛍光板から 出射する蛍光のスぺク トルをそれぞれ図 1 6ないし図 1 8に実線で示している。 次に、 図 4に示す表示灯 （面照光表示装置） を構成する光源 1 2として青色 L E D発光素子を用意する一方、 蛍光板 2 2として黄色蛍光板を用意し、 この組み 合わせにおいて表示面全体がどのような表示色で光学的に表示されるかを実験し た。

表 1は、 この組み合わせにおける表示色を示す表である。 (表 1 ) x 光源 1 2 青色し E D 0. 1 3 3 0. 1 4 9 蛍光板 2 2 : 黄色蛍光板 0. 2 8 7 0. 3 2 3

同表および後の表 2ないし表 4において、 欄 「 X」 ， 「 y」 は、 C I E XY Z表 色系による色表現を用いて表現した時の色度座標の X成分および y成分をそれぞ れ示している。 そして、 各表の欄 「 x」 ， 「 y」 の値は、 光源 1 2については発 光色を、 また蛍光板 2 2 , 9 1 , 9 2については各蛍光板から出射される光の色 を、 それぞれ X成分および y成分に分けて示している。

表 1からわかるように、 蛍光板 2 2から出射される光が表示面側での表示色で あり、 X成分が 0. 2 8 7で、 y成分が 0. 3 2 3の色となる。

表 2は、 図 4に示す表示灯 面照光表示装置） を構成する光源 1 2として青色 L ED発光素子が使用され、 ¾光板 2 2として緑色蛍光板が使用された場合の表 示色を示す表である。

(：表 2；)

光源 1 2 ：青色し E D 0. 1 3 3 0. 1 4 9 .

：蛍光板 2 2 緑色蛍光板 0. 4 0 9 . 0. 5 5 5 ： 同表からわかるように、 蛍光板 2 2から出射される光が表示面側での表示色であ り、 X成分が 0. 4 0 9で、 y成分が 0. 5 5 5の色となる。

次に、 図 7に示す表示灯 （面照光表示装置） を構成する光源 1 2として青色 L E D発光素子を用意する一方、 蛍光板 9 1 , 9 2としてそれぞれ黄色蛍光板およ び赤色蛍光板を用意し、 この組み合わせにおいて表示面全体がどのような表示色 で光学的に表示されるかを実験した。

表 3は、 この組み合わせにおける表示色を示す表である。

(表 3 )

光源 1 2 青色し E D 0. 1 3 3 0. 1 4 9 蛍光板 9 1 ：黄色蛍光板 0. 2 8 7 0. 3 2 3 蛍光板 9 2 赤色蛍光板 0. 4 2 8 0. 2 2 3

同表からわかるように、 蛍光板 9 2から出射される光が表示面側での表示色であ り、 X成分が 0. 4 2 8で、 y成分が 0. 2 2 3の色となる。

次に、 図 7に示す表示灯 （面照光表示装置:） を構成する光源 1 2として青色 L E D発光素子を用意する一方、 蛍光板 9 1 , 9 2としてそれぞれ緑色蛍光板およ び橙色蛍光板を用意し、 この組み合わせにおいて表示面全体がどのような表示色 で光学的に表示されるかを実験した。

表 4は、 この組み合わせにおける表示色を示す表である。 (表 4

光源 1 2 青色し E D 0. 1 3 3 0. 1 4 9 蛍光板 9 1 緑色蛍光板 0. 2 0 0 0. 6 3 1 蛍光板 9 2 ：橙色蛍光板 0. 4 4 5 0. 5 1 7

同表からわかるように、 蛍光板 9 2から出射される光が表示面側での表示色であ り、 X成分が 0. 44 5で、 y成分が 0. 5 1 7の色となる。

以上の実験結果が示すように、 光源の種類と蛍光板の種類を組み合わせること で表示面側での表示色を高い自由度で制御することができる。 z第 7実施例

図 1 9は、 この発明に係る表示装置 ，面照光表示装置） の第 7実施例を示す断 面図である。 この実施例に係る面照光表示装置 （単位表示灯： 1 0 aが図 2およ び図 3に示す第 1実施例と大きく相違する点は、 光拡散部材として後述するプリ ズムシート 2 1 3を使用し、 光の分散効率をさらに向上させた点である。

この単位表示灯 1 0 aの筐体 2 1 1内には、 L E Dュニッ 卜 2 1 2が設置され、 筐体 2 1 1の開口部 2 1 1 aには、 L E Dュニッ 卜 2 1 2側から順に、

①プリズ厶シー ト 2 1 3 ( シート部材 ) 、

②蛍光板 2 1 4、

③拡散板 2 1 5、

④記名板 2 1 6、

⑤カバ一プレー 卜 2 1 7、

が積層状態で嵌め込まれている。 そして、 カバープレー ト 2 1 7の外面側の表面 が表示面 2 1 8となっている。 ここで、 プリズムシー ト 2 1 3、 蛍光板 2 1 4、 拡散板 2 1 5、 記名板 2 1 6およびカバープレー ト 2 1 7は、 同一の大きさの四 角板形状を有しており、 プリズ厶シー ト 2 1 3および蛍光板 2 1 4が表示面 2 1 8の全面を網羅するようになっている。

筐体 2 1 1の開口部 2 1 1 a内の側壁には、 内方に突出する段差部 2 1 1 bが 設けられている。 この段差部 2 1 1 bは、 プリズムシー ト 2 1 3、 ¾光板 2 1 4、 拡散板 2 1 5、 記名板 2 1 6およびカバ一プレー ト 2 1 7の開口部 2 1 1 a内へ の挿入量を規制するようになっている。

図 2 0は L E Dユニッ ト 2 1 2の平面図であり、 図 2 1はその側面図である。 L E Dュニッ ト 2 1 2の上面には、 L E D発光素子 2 1 2 a (光源） が発光する 光を効率よく表示面 2 1 8側に導くために、 網の目状の桟部 2 1 2 bが設けられ ている。 L E D発光素子 2 1 2 aは、 栈部 2 1 2 bによって囲まれた 4箇所の L E D設置領域内に 2個ずつ設置されている。 4個所の L E D設置領域を取り囲む 桟部 2 1 2 bの傾斜面は、 L E D発光素子 2 1 2 aからの光を効率よく表示面 2 1 8側に導くように、 反射面となっている。 各 L E D発光素子 2 1 2 aは、 第 1 波長の光 （ここでは青色の波長の光） を発光するようになっている。 また、 各し E D発光素子 2 1 2 aには、 L E Dユニッ ト 2 1 2の底部の端子 2 1 2 cを介し て電力供給されるようになっている。

図 2 2はこの発明の特徴点であるプリズムシ一 ト 2 1 3の平面図であり、 図 2 3はその断面図である。 プリズ厶シ一 卜 2 1 3は、 ァクリル等の透明樹脂で形成 された厚さ 1 m m程度の 4角い板状の部材である。 このプリズムシ一 卜 2 1 3の L E Dユニッ ト 2 1 2側に向けられる入射面 2 1 3 aは平坦な面となっており、 表示面 2 1 8側に向けられる出射面 2 1 3 bには、 複数の微小なプリズム 2 1 3 cが隙間なく形成されている。

プリズムシー ト 2 1 3に設けられる各プリズム 2 1 3 cは、 図 2 4に示される ように、 直方体の角を底面が正 3角形になるように切り取ったコーナ一キューブ 形状を有している。 このため、 プリズ厶 2 1 3 cの上面の 3つの面は、 直角二等 辺三角形のプリズ厶面 2 1 9となっている。 このプリズム 2 1 3 じの大きさ Sは、 数百ミクロン以下であることが好ましく、 さらに好ましくは数十ミク口ン以下で あるのがよい。

このようなプリズム 2 1 3 cは、 同じ大きさに設定されており、 そのプリズム 面 2 1 9を表示面 2 1 8側に向け、 隣接するプリズム 2 1 3 cの正三角形の底面 同士が密着するように （即ち隣接するプリズム 2 1 3 c同士が、 正三角形を形成 する底面の 3辺を共有して接するように.） 整然と配列されている。 これによつて、 プリズムシート 2 1 3の出射面 2 1 3 b力く、 複数のプリズム 2 1 3 ;よつて隙間 無く覆われている。

次に、 プリズムシート 2 1 3の光学特性を説明する。 L E D発光素子 2 1 2 a から発せられた光しが、 図 2 2に示されるように、 隣接する 6個のプリズム 2 1 3 bの中心部 Cに入射面 2 1 3 aを介して入射すると、 その入射した光 Lは、 プ リズムシート 2 1 3内での屈折の作用等によって 6方向に分散されて出射するよ うになつている。 このため、 プリズムシー ト 2 1 3を介して出射面 2 1 3 b側か ら L E D発光素子 2 1 2 aを見ると、 1個の L E D発光素子 2 1 2 aが 6個に見 えるようになつている。

図 1 9に戻って説明を続けると、 蛍光板 2 1 4は、 透明樹脂で形成され基材中 に、 第 1波長の光を受けて第 1波長よりも長い第 2波長の光 （蛍光.） を発する觉 光材料を混入させて形成したものであり、 ここでは、 青色の波長 （第 1波長 の 光を受けて黄色の波長 （第 2波長） の光を発光する蛍光材料を混入させてある。 蛍光板 2 1 4は、 L E Dユニッ ト 2 1 2から光を受ける入射面と、 表示面 2 1 8側に向けた出射面とを有している。 L E Dュニッ ト 2 1 2からの青色の波長の 光がその入射面を介して蛍光板 2 1 4内に人射すると、 入射光の一部はそのまま 蛍光板 2 1 4を透過し、 残りの光は蛍光材料によって黄色の波長の光に変換され て蛍光板 2 1 4から出射するようになっている。 即ち、 蛍光板 2 1 4の出射面か らは青色の波長の光と黄色の波長の光とからなる白色の光が出射するようになつ ており、 この白色の光が表示光として用いられるようになつている。

拡散板 2 1 5は、 その樹脂製の基材中に光を拡散させるための無機または有機 材料を混入させたものである。 このため、 この拡散板 2 1 5に入射した光は、 拡 散されて出射するようになっている。 また、 透明樹脂からなる記名板 2 1 6には、 表示すべき文字や記号が印刷あるいは彫刻等により記入されている。 なお、 ここ では、 拡散板 2 1 5を用いるようにしたが、 拡散板 2 1 5を用いる代わりに、 光 を拡散させる拡散材料を前述の蛍光板 2 1 4に混入させることにより、 蛍光板 2 1 4に光の拡散機能を持たせるようにしてもよい。

L E Dユニッ ト 2 1 2の L E D発光素子 2 1 2 aから発せられた光は、 プリズ 厶シート 2 1 3に入射し、 プリズムシート 2 1 3によつて分散されて蛍光板 2 1 4に入射する。 プリズムシ一卜 2 1 3は、 前述のように入射光を 6方向に分散さ せる作用を有しているので、 少数の L E D発光素子 2 1 2 aであっても、 多数の L E D発光素子 2 1 2 aで蛍光板 2 1 4に光を照射しているのと同様な効果が得 られ、 これによつて、 蛍光板 2 1 4に入射する光の光量が、 その入射面上で均一 になるようになっている。 ここでは、 8個の L E D発光素子 2 1 2 aを用いてい るので、 あたかも 4 8個の L E D発光素子で蛍光板 2 1 4に光を照射しているの と同様な効果が得られるようになっている。

また、 プリズ厶シ一ト 2 1 3に入射した光は、 プリズムシ一卜 2 1 3内で屈折 されて多方向に分散され、 末広がり方向に角度を持ってプリズムシ一ト 2 1 3か ら出射するようになっている。 このため、 筐体 2 1 1の開口部 2 1 1 aに設けら れた段差部 2 1 1 bの陰になっている蛍光板 2 1 4の周縁部にも L E D発光素子 2 1 2 aからの光が入射するようになっている。

このように蛍光板 2 1 4に青色の波長の光が入射すると、 前述のように蛍光板 2 1 4からは表示光として用いられる白色の光が出射する。 この白色の表示光は、 拡散板 2 1 5に入射し、 拡散板 2 1 5によって拡散されてさらに均一化され、 記 名板 2 1 6を介してカバ一プレート 2 1 7の外面の表示面 2 1 8の全面から均一 な光量、 かつ均一な色で出射し、 これによつて、 表示面 2 1 8上のでの平面的な 表示が行われる。 このとき、 表示面 2 1 8上には、 記名板 2 1 6に記入された情 報が、 白色の表示光によつて表示されるようになつている。

以上のように、 本実施例によれば、 L E D発光素子 2 1 2 aが発した光を、 プ リズムシ一卜 2 1 3により分散して蛍光板 2 1 4に入射させるようにしてあるの で、 筐体 2 1 1の開口部 2 1 1 aの段差部 2 1 1 bの陰となっている蛍光板 2 1 4の周縁部 2 1 4 aにも L E D発光素子 2 1 2 aからの光を入射させることがで きるとともに、 L E D発光素子 2 1 2 aの設置数が蛍光板 2 1 4および表示面 2 1 8の面積に比較して少ないことや、 L E Dユニッ ト 2 1 2の桟部 2 1 2 bの反 射等の影響により生じる光量ムラを取り除く ことができ、 数少ない L E D発光素 子 2 1 2 aで蛍光板 2 1 4の全面に均一な光量の光を照射することができる。 そ の結果、 表示面 2 1 8上において白色の表示光に光量ムラや色ムラが生じるのを 防止することができ、 良好な表示を行うことができる。

また、 蛍光板 2 1 4から出射した白色の表示光を拡散板 2 1 5によってさらに 均一化するようにしてあるので、 より高度に均一化された表示光を得ることがで きる。

さらに、 プリズ厶シート 2 1 3は樹脂成形品であるので、 量産化に適しており、 安価に製造することができる。

なお、 本実施例では、 蛍光板 2 1 4に、 青色の波長の光を受けて黄色の波長の 光を発光する蛍光材料をその基材に混入させたものを用いたが、 上述の第 1実施 例にように、 L E D発光素子 2 1 2 aから発せられる第 1波長の光と、 蛍光板 2 1 4が発光する第 2波長の光との組み合わせを制御して、 種々の色の表示光を得 るようにしてもよい。

また、 L E D発光素子 2 1 2 aが発した青色の波長の光を遮断するとともに、 蛍光板 2 1 4中の蛍光材料が発光した光のみを透過させるフィル夕を蛍光板 2 1 4と表示面 2 1 8との間に設置し、 蛍光板 2 1 4が発光した光のみを表示光とし て用いるようにしてもよく、 これによつて蛍'光板 2 1 4が発光した光の色を表示 光の色として純粋に取り出すことができる。

さらに、 本実施例では、 前述の図 1の集合表示灯 1を複数の単位表示灯 1 0 a， 1 0 b , ·· · , 1 0 iで構成したが、 集合表示灯 1全体を単一の表示灯によって構 成するとともに、 L E Dユニッ ト 2 1 2をヮンボ一ド状に形成し、 その表示面部 分を上述の図 1のように分割して、 記名板等を配設するようにしてもよい。

<第 8実施例：'

図 2 5は、 この発明の表示装置の第 2実施例が適用された表示灯 1 0 aの断面 図である。 この表示灯 1 0 aは、 前述の第 7実施例に係る表示灯 1 0 aから蛍光 板 2 1 4を取り除いた構成であり、 図 1 9の表示灯 1 0 a と対応する部分には同 一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施例の表示灯 1 0 aでも、 L E Dユニッ ト 2 1 2からの光がプリズムシ一 卜 2 1 3を介して表示面 2 1 8側に導かれるようになっているので、 L E Dュニ ッ 卜 2 1 2からの光を均一な光量で表示面 2 1 8の全面から出射させることがで き、 ムラのない良好な表示を行うことができる等の第 7実施例と同様な効果を得 ることができる。

<第 9実施例ゝ

図 2 6はこの発明の表示装置の第 9実施例が適用された表示灯 1 0 aの断面図 であり、 図 2 7はその表示灯 1 0 aに備えられる L E Dュニッ ト 24 1の平面図 である。 この表示灯 1 0 aは、 赤、 綠、 青の波長の光を発光する 3種類の L E D 発光素子 2 4 2， 24 3 , 2 44を備えた L E Dユニッ ト 24 1を用いる点を除 いて、 前述の第 8実施例の表示灯 1 0 aと同様な構成であり、 互いに対応する部 分には同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施例の L E Dュニッ ト 24 1では、 図 2 7に示されるように、 L E Dュニ ッ ト 2 4 1上面における網の目形の桟部 2 1 2 bによって囲まれた 4箇所の L E D設置領域内に、 3種類の L E D発光素子 24 2， 2 4 3 , 2 4 4が 3個ずつマ 卜リクス状に配設されている。

図 2 8は、 L E Dユニッ ト 24 1の回路図であり、 3種類の L E D発光素子 2 4 2， 24 3, 244を直流電源 2 4 5に並列状態で接続するとともに、 各種類 の L ED発光素子 24 2 , 24 3, 2 44と直流電源 24 5との間に可変抵抗 2 4 6， 2 4 7, 24 8 (電流調節部） および保護抵抗 24 9, 2 5 0, 2 5 1を 直列に介設してある。 よって、 可変抵抗 2 4 6, 2 4 7, 24 8の抵抗値を変化 させることにより、 各種類の L E D発光素子 24 2 , 2 4 3, 2 4 4に供給され る電流の値が独立に調節できるようになっている。

なお、 図 2 8の図示例では、 各可変抵抗 24 6 , 2 4 7 , 2 4 8に各種類の L E D発光素子 2 4 2， 2 4 3, 24 4が 1個ずつしか接続していないが、 複数の L ED発光素子 24 2, 2 4 3， 2 4 4を直列に接続するようにしてもよい。 ま た、 この図 2 8の回路構成のうちの直流電源 24 5以外の構成要素は L E Dュニ - 3ΰ - ッ ト 2 4 1内に配設され、 直流電源 2 4 5は表示灯 1 0 aの外部に設置されるよ うになつている。

図 2 9は表示灯 1 0 aの可変抵抗 2 4 6， 2 4 7 , 2 4 8が設けられた部分の 断面図であり、 図 3 0はその底面図である。 可変抵抗 2 4 6 , 2 4 7 , 2 4 8お よび保護抵抗 2 4 9 , 2 5 0 , 2 5 1は、 L E Dユニッ ト 2 4 1の筐体 2 5 2内 に備えられた L E D発光素子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4設置用の基板 2 5 3の裏側 に配設されている。

また、 可変抵抗 2 4 6 , 2 4 7 , 2 4 8には、 その抵抗値を変化させるための 回転軸 2 4 6 a , 2 4 7 a , 2 4 8 aが設けられており、 これに伴つて、 表示灯 1 0 aおよび L E Dユニッ ト 2 4 1の筐体 2 1 1 , 2 5 2の底面には、 その回転 軸 2 4 6 a , 2 4 7 a , 2 4 8 aをマイナスドライバ一等により外部から調節可 能なように、 貫通孔 2 1 1 じ ， 2 5 2 aが設けられている。 なお、 可変抵抗 2 4 6， 2 4 7 , 2 4 8は、 表示灯 1 0 aの外部に設置して電線接続するようにして もよい。

このように構成される表示灯 1 0 aでは、 赤、 緑、 青の各種類の L E D発光素 子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4が発する光を重ね合わせて得られる光を表示光として 用いるようになっている。 よって、 可変抵抗 2 4 6 , 2 4 7 , 2 4 8の抵抗値を 変化させて、 各種類の L E D発光素子 2 4 2， 2 4 3 , 2 4 4に供給される電流 の値を調節し、 各種類の L E D発光素子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4が発する光の光 量を調節することにより、 表示光の色を白色等の任意の色に変化させることがで きるようになっている。

各 L E D発光素子 2 4 2， 2 4 3 , 2 4 4から発せられた光は、 プリズムシ一 卜 2 1 3に入射し、 プリズムシ一ト 2 1 3で十分に分散されて均一化され、 均一 な光量および均一な色の表示光として拡散板 2 1 5に入射し、 拡散板 2 1 5で拡 散されてさらに均一化された後、 記名板 2 1 6を介してカバ一プレー 卜 2 1 7の 表示面 2 1 8の全面から出射する。

以上のように本実施例によれば、 可変抵抗 2 4 6 , 2 4 7 , 2 4 8の抵抗値を 調節するだけで任意の色の表示光が得られるという効果が得られるとともに、 表 示光に光量ムラや色ムラが生じるのを防止することができ、 良好な表示を行うこ とができる等の第 7実施例と同様な効果が得られる。

また、 異なる色の光を発光する複数種類の光源からの光を重ね合わせて、 所望 の色の光を得ようとする場合、 一様な色の光を得ようとすると表示面 2 1 8と光 源との距離を大きく取る必要があり、 このため光が暗くなるという問題があるの である力 、 本実施例では、 L E D発光素子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4からの光が、 プリズムシート 2 1 3により効率よく分散され、 均一化されるので、 L E D発光 素子 2 4 2， 2 4 3 , 2 4 4と表示面 2 1 8との距離を小さくでき、 数少ない L E D発光素子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4でも十分な明るさが得られる。

さらに、 可変抵抗 2 4 6 , 2 4 7 , 2 4 8により電流値を調節して各種類の L E D発光素子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4の発光量を調節することにより所望の色の 表示光を得る構成であるので、 表示光の色の調節を容易に行うことができる。 また、 可変抵抗 2 4 6 , 2 4 7 , 2 4 8の抵抗値を装置の外部から調節できる ので、 抵抗値の調節が容易であり、 表示状態を見ながら抵抗値を調節することが でき、 表示光の色合い等の微調節も容易である。

<第 1 0実施例 >

図 3 1は、 この発明の表示装置の第 1 0実施例が適用された衷示灯に備えられ る L E Dュニッ 卜のブロック図である。 この表示灯は、 可変抵抗 2 4 6 , 2 4 7 , 2 4 8の代わりとして、 各種類の L E D発光素子 2 4 2， 2 4 3 , 2 4 4に ί共給 する電流の電流値を、 制御部 2 6 1からの指令に応じて変化させる電流調節器 2 6 2 , 2 6 3 , 2 6 4を備えた点を除いて、 前述の第 9実施例の表示灯 1 0 aと 同様な構成であり、 互いに対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略 する。

例えば、 制御部 2 6 1には、 構成すべき表示光の複数種類の色が、 その各色の 表示光の生成時に各種類の L E D発光素子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4に供給すべき 電流の電流値に対応するデータとともに予め登録されており、 所望とする色に対 応する指令を外部から制御部 2 6 1に入力することによって、 制御部 2 6 1力 、 入力される指合に基づいて生成する表示光の色を複数種類の色のうちから決定す るようになっている。 表示光の色が所定の色に決定されると、 予め登録されているる前記データに基 づいて制御部 2 6 1が電流調節器 2 6 2 , 2 6 3 , 2 6 4を介して各種類の L E D発光素子 2 4 2， 2 4 3， 2 4 4に供給する電流の電流値の調節を行い、 これ によって、 各種類の L E D発光素子 2 4 2 , 2 4 3 , 2 4 4の発光量の比率が調 節され、 所定の色の表示光が得られる。

本実施例でも、 光量ムラや色ムラを防止しつつ任意の色の表示光が得られる等 の第 9実施例と同様な効果が得られるとともに、 わざわざ可変抵抗 2 4 6， 2 4 7， 2 4 8を調節しなく とも、 所望とする色の表示光を自動的に得ることができ るという効果が得られる。

また、 表示光の色を連続的、 または段階的に変化させること等が可能であり、 表示方法の自由度を拡大させることができる。

<第 7ないし第 1 0実施例の変形例 >

なお、 上述の第 7ないし第 1 0実施例では、 プリズムシート 2 1 3の出射面 2 1 3 bに形成するプリズム 2 1 3 をコーナ一キューブ形状としたが、 出射面 2 1 3 b上を隙間無く覆うことができれば、 コーナーキューブに限らず一般の三角 錐、 或いは四角錐、 六角錐等の他の錐体形状としてもよい。

また、 上述の第 7ないし第 1 0実施例では、 記名板 2 1 6を拡散板 2 1 5の表 示面 2 1 8側に配置しているが、 拡散板 2 1 5の L E Dュニッ ト 2 1 2 , 2 4 1 側に配置してよい。

さらに、 上述の第 7ないし第 1 0実施例では、 記名板 2 1 6を用いている力 記名板 2 1 6を取り除いて、 表示灯 1 0 aを点灯、 消灯または点滅させることに より情報を伝達するようにしてもよい。

また、 上述の第 7ないし第 1 0実施例では、 プリズムシート 2 1 3の出射面 2 1 3 bのプリズム 2 1 3 cを表面に露出させているが、 プリズ厶シート 2 1 3よ りも低屈折率の透明樹脂でプリズム 2 1 3 cを被覆してもよい。

さらに、 上述の第 7ないし第 1 0実施例では、 この発明の表示装置を表示灯に 適用させた場合について説明したが、 押圧操作部がオン、 オフ状態に応じて点灯 する照光式押しボタンスィ ツチに適用してもよい。 ぐ第 1 1実施例ヽ

また、 この発明に係る第 1 1実施例として、 上述の第 7ないし第 1 0実施例の 表示灯 1 0 aを照明装置として用いたものが考えられる。 この照明装置では、 表 示面 2 1 8 (：投光面.） の全面から平面的に照射される光を利用して照明を行うよ うになつており、 表示面 2 1 8から照射されるムラのない光により、 良好な照明 を行うことができる。 なお、 この場合には、 記名板 2 1 6は取り除かれる。

<第 1 2ないし第 1 4実施例に係る発明の原理 > この発明では蛍光板の波長変換機能に着目する。 一般に、 蛍光板は、 それに固 有の蛍光波長よりも短波長の光 （第 1波長の光） が入射したときにはその一部を 蛍光波長の光 （第 2波長の光ノ' に変換するという特性を有している一方で、 蛍光 波長よりも長波長の光が入射したときにはそれに対する実質的な波長変換を行わ ずに、 その入射光をそのまま透過させるという性質がある。

そこで、 蛍光板の蛍光波長よりも短波長の光と長波長の光とを選択的に蛍光板 に入射させるように構成すれば、 短波長の光を蛍光板に入射させたときにはその 短波長の光と蛍光波長の光との加色混合光が表示光となり、 長波長の光を蛍光板 に入射させたときにはその長波長の光そのものが表示光となる。 さらに、 短波長 の光と長波長の光との双方を蛍光板に入射させたときには、 短波長の光、 ¾光波 長の光、 および長波長の光の混合色が表示色となる。

このため、 これらを相互に切り替えることにより、 複数の色の間での表示色の 切り替えが可能である。

ここにおいて、 短波長の光と蛍光波長の光との加色混合に相当する色は、 発光 体の発光色そのものではないことが重要である。 したがって、 発光体そのものが 発光できないような色を、 相互に切り替え可能な複数の色の中に含めることがで さる。

特に、 第 1波長の光として青色の光を使用し、 蛍光体として黄色蛍光体を使用 すれば、 第 2波長の光として黄色の光が得られるとともに、 それらの加色混合と してほぼ純粋な白色が得られる。 この白色光は 「青」 「赤」 「緑」 の 3原色の発 光体を使用して生成したものとは異なり、 特定の色の発光体の経時劣化によって 純粋な白からの色ずれが生じることはなく、 青色の発光体に経時劣化が生じても 単に輝度が低下するだけである。 したがって、 この発明における切り替え可能な 複数の表示色のひとつとして純粋な白色を含めることは格別の意義がある。

また、 上記の原理を拡張して、 蛍光波長よりも短くかつ互いに異なる波長の複 数の光を選択的または同時に蛍光板に人射させるように構成することもできる。 この場合には、 切り替え可能な複数の色の中に、 発光体だけで発生可能な色以外 の複数の色を含めることができる。 ぐ第 1 2実施例 >

図 3 2は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置） の第 1 2実施例が適用 された単位表示灯 1 0 aの分解斜視図である。 また、 図 3 3は、 図 3 2の単位表 示灯 1 0 aの模式断面図である。 この単位表示灯 1 0 aにおいては、 ウィンドウ Wを有する樹脂製のケース 3 1 1の内部に複数の光源 3 1 2 (図示例では 4個の L E Dュニッ ト） がマ卜リクス状に配列されている。 そして、 各光源 3 1 2はプ リ ント基板の主面上に実装されて図 3 2のケース 3 1 1中に収容されており、 そ の発光部がケース 3 1 1の上面側に向けて露出している。

上記の光源 3 1 2のそれぞれは、 図 3 4に平面図として示すように、 異なる発 光色を有する複数種類の発光体 S 1， S 2 (この実施例では複数種類の L E D発光 素子） を交互にマトリクス状に配置して構成されている。 典型的な例のひとつに おける第 1発光体 S 1は、 第 1波長としての青色の波長の光を発生する青色 L E Dである。 また、 第 2発光体 S 2は、 第 1波長とは異なる別波長の光として赤色 の波長の光を発生する赤色 L E Dとすることができる。

図 3 5は図 3 4における光源 3 1 2 (. L E Dユニッ ト） の A— A断面を含む模 式図である。 電源 P Wからの電力がスィッチ S W 1、 S W2に並列的に与えられて いる。 このうち第 1のスィツチ S W 1には、 光源 3 1 2を構成する 2種類の発光 体 S l、 S 2のうち、 第 1発光体 S 1のそれぞれが電気的に接続されている。 また、 第 2のスィッチ S W2には、 第 2発光体 S 2のそれぞれが電気的に接続されている。

したがって、 第 1のスィ ッチ S \Hだけを 0 Nにすれば、 複数の第 1発光体 S 1 が点灯して第 1波長の光 L 1 (図 3 3参照） が光源 3 1 2から出射し、 第 2のス イッチ S W2だけを 0 Nにすれば、 複数の第 2発光体 S 2が点灯して別波長の光 L 0が光源 1 2から出射する。 第 1 と第 2のスィ ッチ S Wl, SW2の双方を O Nと すれば、 第 1波長の光 L 1と別波長の光 L0との混合光が光源 3 1 2から出射する。 第 1 と第 2のスィッチ SW1, S の—双 1も 0 F Fとすれば、 光源 3 1 2から は実質的になんらの光も出射しない。 図 3 3はこの事情を示しており、 第 1波長 の光 L 1のみ、 別波長の光 L0のみ、 または第 1波長の光 L 1と別波長の光 L0の混 合光 （ L 1+ L0〕 が光源 3 1 2から選択的に出射されることが模式的に示されて いる。

一方、 図 3 2における上記ウイン ドウ Wの上面周囲にはフレーム 3 1 3が配置 される。 このフレーム 3 1 3はケース 3 1 1を介して前述の図 1のハウジング 2 の中に嵌合するようになつており、 このフレーム 3 1 3に複合板 3 2 0が嵌込ま れる。 この複合板 3 2 0は、 光源 3 1 2側から、

①ホ口グラ厶面 3 2 1 aを有するホ口グラム拡散板 3 2 1、

②蛍光板 3 2 2、

③透明樹脂製の記名板 3 2 3、

④透明樹脂性のカバ一プレート 3 2 4、

の 4者を重ね合わせた構造となっている。 記名板 3 2 3には、 表示すべき文字や 記号が記入されている。

これらのうち、 蛍光板 3 2 2は、 前述の第 1実施例に係る蛍光板 2 2と同様な 構成であり、 光源 3 1 2のうちの第 1発光体 S 1からの第 1波長の光 L 1を受けた とき、 その入射光の一部をそのまま表示面側 （：同図の上側） に向けて透過させる とともに、 その残りにより第 1波長よりも長い第 2波長の光 L2を発光し、 当該 第 2波長の光 L2を表示面側に出射させる （：図 3 6参照） 。

このような蛍光特性を有する蛍光板 3 2 2の全体としては、 光源 3 1 2からの 第 1波長の光 L 1がホログラム拡散板 3 2 1を介して入射面 3 2 2 aに入射する と、 図 3 6に示すように、 その入射光 L 1の一部がそのまま出射面 3 2 2 bより 表示側に出射するとともに、 その残りが蛍光材料 F Mに吸収されて第 1波長より も長い第 2波長の光 （蛍光 L2が発光され、 出射面 3 2 2 bより出射する。 その一方で、 この蛍光板 3 2 2は、 その固有の蛍光波長よりも長い波長の光に ついては実質的な波長変換機能を持っていない。 したがって、 上記別波長として 第 1波長よりも長くかつ蛍光板 3 2 2の固有の蛍光波長 （第 2波長） よりも長い 波長を選択しておけば、 上記別波長の光 L 0のみが図 3 7に示すように光源 3 1 2から入射する場合には、 実質的にこの別波長の光 L 0は蛍光板 3 2 2をそのま ま透過する。 したがって、 この場合には波長の変化による色の変化も生じない。 また、 図 3 8に示すように、 光源 3 1 2から第 1波長の光 L 1と別波長の光 L 0 とが蛍光板 3 2 2に入射した場合には、 第 1波長の光 L 1についてはその一部が 第 2波長の光 L 2へ変換されるとともに、 別波長の光 L 0はそのまま蛍光板 3 2 2 を透過する。 したがって、 蛍光板 3 2 2からは、 第 1波長の光 L 1と第 2波長の 光 L 2とに、 さらに別波長の光 L 0が混合された混合光が出射する。

このように、 光源 3 1 2から出射する光の状態によって蛍光板 3 2 2から出射 する光の状態が異なるが、 以下、 図 3 2中に示すように、 蛍光板 3 2 2に入射す る光を 「人力光 L in」 と呼び、 また、 蛍光板 3 2 2から出射する光を 「出力光 L out」 と呼ぶ。 さらに実際に表示面で認識される光を 「表示光 L d」 と呼ぶ。

次に、 図 3 2に戻って説明を続ける。 上記のようにして蛍光板 3 2 2より出射 する出力光 L inは記名板 3 2 3およびカバープレー卜 3 2 4を介して表示面側に 導かれ、 表示光 L dとなって光学的な表示がなされる。 この実施例のようにカラ —フィル夕を使用しておらず、 かつ記名板 3 2 3やカバ一プレー 卜 3 2 4 も着色 されていない場合は、 表示光 L dは出力光 L outと実質的に同じ波長成分 （色.） を 有する。

このように、 この実施例に係る表示灯 （面照光表示装置） 1 0 aによれば、 表 示面側での光学的表示のための表示光 L dの色 （表示色.） が、

①第 1および第 2波長の組み合わせに相当する色、

②上記別波長に相当する色、

③第 1および第 2波長の組合せに、 さらに上記別波長を混合したものに相当 する色、

の 3種類に切り替え可能である。

このうち、 第 1および第 2波長の組み合わせの色については、 第 1発光体 S 1 と蛍光板 3 2 2との種類の組み合わせにより規定されるので、 この組み合わせの 調整により任意の色で光学的に表示することができる。

特に、 この実施例に係る表示灯では、 蛍光板 3 2 2の選択的な波長変換機能を 利用することにより、 第 2発光体 S 2による表示色に実質的影響を与えることな く、 第 1発光体 S 1だけでは実現できない色を生成可能であるという点が大きな 利点である。 このような選択的な波長変換機能を利用する第 1発光体 S 1と蛍光 板 3 2 2との組み合わせについては、 後の実験例で具体例を挙げて説明する。 また、 この実施例では、 ホログラム拡散板 3 2 1を設け、 光源 3 1 2からの光 を所定の拡散角で拡散した後、 当該拡散光を蛍光板 3 2 2に入射するようにして いる。 このホログラム拡散板 3 2 1は透明部材の一方面に光の回折現象を利用し た拡散面 （ホログラム面） 3 2 1 aを設けたものであって、 光の減衰を伴わずに 拡散を行うことが可能である。 このため、 単位表示灯 1 0 aでは、 乳白色の記名 板などのように光を実質的に吸収ないしは減衰させるような要素を設けることな く、 光源 3 1 2 自身の形状が外部から認識されるのを防止することができる。 つ まり、 この実施例によれば、 「表示の高輝度化」 および 「光の均一拡散性」 を同 時に達成することができる。

ところで、 従来より表示色として最も要望の高い色のひとつが 「純粋な白色」 であるが、 この実施例に係る表示灯 1 0 aにおいて、 「純粋な白色」 を得るため には、 第 1発光体として青色の光を発光する L E D発光素子を用いるとともに、 この第 1発光体 S 1から発光される青色の光 （第 1波長の光） の一部によって黄 色の光 '第 2波長の光 を発光するという蛍光特性を有する蛍光板 3 2 2を用意 すればよい。 この場合、 白色を得るために赤色、 緑色および青色の光を発光する L E D発光素子を 1つにパッケージした光源を用いる必要がない。

また、 この光源 3 1 2では発熱量が少ないので、 ハロゲンランプを光源として 用いた場合に問題となっていた光源の発熱に関する諸問題を発生させることなく、 白色の光学的表示を行う表示灯の長寿命化を図ることができる。 さらに、 第 1発 光体 S 1が経時劣化してもその輝度が低下するだけであり、 表示光 L dの色が純粋 な白色からずれることはない。

特に、 複数の色の間での表示色の切り替えを行うにあたつて純粋な白色である べきものがその純粋性を失うと他の表示色との区別がつかなくなるというような おそれがある力 この発明ではそのような問題も解決される。

第 1波長の光と第 2波長の光との混合光として白色を採用した場合、 別波長の 光としてはたとえば赤の光を使用可能である。 この場合、 第 1発光体 S 1と第 2 発光体 S 2との点灯状態の変更により、 純粋な白色、 赤色、 ピンク色、 の 3色で の表示の切り替えが可能となる。

ここにおいて、 光源 3 1 2内に含まれる第 1発光体 S 1と第 2発光体 S 2との数 の比率を適宜変更することにより、 比較的濃いピンク色から比較的淡 、ピンク色 まで、 種々のピンク色を実現可能である。

もっとも、 第 1 と第 2の発光体 S I , S 2によって 3種類の色の切り替えが可能 であるとはいえ、 常にこの 3色全部を使用した色の切り替えを行うことが必須と されるわけではない。 たとえば、 第 1発光体 S 1のみの点灯による第 1の表示色 と、 第 2発光体 S 2のみの点灯による第 2の表示色との、 2つの色の切り替えだ けを利用してもよい。

また、 第 1発光体 S 1のみの点灯による第 1の表示色と、 第 1発光体 S 1および 第 2発光体 S 2の双方の点灯による第 3の表示色との切り替えだけを利用しても よい。 さらに、 第 2発光体 S 1のみの点灯による第 2の表示色と、 第 1発光体 S 1 および第 2発光体 S 2の双方の点灯による第 3の表示色との切り替えだけを利用 ところで、 第 1発光体 S 1だけ、 あるいは第 2発光体 S 2だけを点灯した場合と、 第 1発光体 S 1と第 2発光体 S 2との双方を点灯した場合とでは、 光源 1 2全体と しての発光量 （輝度リ が異なる。 このような発光量の相違を少なく したい場合に は、 図 3 9に例示するように、 比較的低い電圧の電源 P Waからスィ ッチ S Waを 介して第 1発光体 S 1と第 2発光体 S 2との双方に電力を並列的に与える第 1の回 路部分と、 比較的高電圧の電源 P W bからスィ ッチ S Wbを介して第 1発光体 S 1 と第 2発光体 S 2とのいずれかだけに選択的に電力を与える第 2の回路部分とを 設ければよい。 これらの回路は、 点灯状態の違いによって第 1発光体 S 1および 第 2発光体 S 2の輝度を変更する輝度可変部として機能する。 なお、 図 3 9では 双方を点灯する場合の供給電圧を下げているが、 一方を点灯する場合と双方を点 灯する場合とのうちどちらにおいて個々の発光体の輝度を大きくするかは、 表示 色の視覚効果を考慮して適宜に定めればよい。

ところで、 この発明は白色を含む複数の色での表示色の切り替えだけではなく、 複数種類の有彩色の間での表示色の切り替えにも適用可能である。 すなわち、 第 1発光体 S 1と蛍光板 2 2との組合せを、 第 1波長と第 2波長との混合光が第 1 の有彩色となるように選択する。 また、 第 2発光体 S 2が発光する別波長の光は、 第 2の有彩色の光にする。 すると、 第 1発光体 S 1および第 2発光体 S 2の双方を 点灯したときには、 上記第 1の有彩色の光と上記第 2の有彩色の光との加色混合 によって第 3の有彩色の光が表示色として得られるようにすることができる。 こ れらの有彩色間の切り替えの具体例も後述するが、 このような構成はこの第 1 2 の実施例のみならず以下の第 1 3および第 1 4実施例にも適用可能である。

<第 1 3実施例 >

図 4 0は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置） の第 1 3実施例が適用 された照光式押しボタンスィッチを示す斜視図であり、 図 4 1は、 図 4 0の部分 斜視分解図である。 この実施例に係る照光式押しボタンスィッチと、 前述の第 2 実施例の照光式押しボタンスィツチとは、 L E Dュニッ 卜光源 5 4の構成が異な つているのみで、 他の構成は実質的に同一であり、 互いに対応する部分には同一 の参照符号を付して説明を省略する。

この実施例では、 この L E Dュニッ 卜光源 5 4の頂部には配設される発光体群 5 4 Pは、 第 1発光体 （第 1の波長の L E D発光素子） S 1と第 2発光体 （別波 長の L E D発光素子 S 2との交互配設で構成されている。

L E Dュニッ ト光源 5 4は透孔 W 1を介して拡散板 8 2に対向するように挿入 される。 したがって、 L E Dユニッ ト光源 5 4のうち第 1発光体 S 1のみの点灯 時には、 L E D発光素子 5 4 Pからの第 1波長の光がホログラム拡散板 8 2を介 して蛍光板 8 3の入射面 8 3 aに入射する。 そして、 入射光の一部はそのまま表 示面側 （同図の上側） に進む一方、 入射光の残りは蛍光板 8 3の蛍光材料 （図示 省略） に入射され、 第 1波長よりも長い第 2波長の光に波長変換されて、 出射面 より第 1および第 2波長の光が出射する。 これら第 1および第 2波長の出射光が 記名板 8 4およびフロントプレー 卜 8 5を順次透過して表示面側で第 1および第 2波長で規定される表示色で面照光表示を行う。

また、 第 2発光体 S 2のみが点灯した場合には上記の別波長の光がそのまま表 示光として表示面側での面照光表示を行う。 さらに、 第 1発光体 S 1および第 2 発光体 S 2の双方が点灯した場合には、 第 1波長の光、 第 2波長の光および上記 の別波長の光の混合光が表示面側から出射する。

このように、 第 1 3実施例においても、 第 1 2実施例と同様に、 蛍光板 8 3の 選択的な波長変換機能を利用することにより、 第 2発光体 S 2による表示色に実 質的影響を与えることなく、 第 1発光体 S 1だけでは実現できない色を生成可能 である。

また、 ホログラム拡散板 8 2を設けたことで、 上記第 1 2実施例と同様に、 従 来より周知の光拡散板使用時に比して、 「表示の高輝度化」 および 「光の均一拡 散性」 を同時に達成することができる。

特に、 第 1発光体 S 1として青色の L E D発光素子を用いるとともに、 蛍光板 8 3 として第 1発光体 S 1から発光される青色の光の一部によって黄色の光を発 光する蛍光特性を有する蛍光板を用いれば、 第 1 2実施例と同様に、 照光式押し ボタンスィツチの表示灯の表示色を少ない発熱量で白色に設定することができる。

<第 1 4実施例

図 4 2は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置.） の第 1 4実施例を示す 模式断面図である。 この実施例に係る面照光表示装置が図 3 6に示す第 1 2実施 例と大きく相違する点は、 第 1 2実施例では単一の蛍光板 3 2 2を設けて第 2波 長の光を発光させているのに対して、 この第 1 4実施例では 2枚の蛍光板 3 9 1 , 3 9 2を積層してなる蛍光体 3 9 0 (波長変換部材.） を設けて第 2波長のみなら ず第 3波長の光をも発光させている点である。 なお、 その他の基本的構成は同一 である。

この蛍光体 3 9 0では、

①光源 3 1 2からの第 1波長の光 L 1の一部をそのまま出射面側 （同図の上側 に透過する一方、 入射光 L 1の残りによって第 1波長よりも長い第 2波長の光 L 2 を出射面側に向けて発光する蛍光板 3 9 1 と、

②蛍光板 3 9 1からの光 L 1の一部および光 L 2をそのまま出射面側に透過する 一方、 光 L 1の残りによって第 1波長よりも長い第 3波長の光 L 3を出射面側 (こ向 けて発光する蛍光板 3 9 2と、

が積層されている。

このため、 光源 3 1 2からの第 1波長の光 L 1を蛍光体 3 9 0の入射面 3 9 0 aに与えると、 まず蛍光板 3 9 1において、 第 1波長の光 L 1の一部がそのまま 蛍光板 3 9 2側に透過するとともに、 入射光 L 1の残りが蛍光材料 F M lに吸収さ れ、 各蛍光材料 F M 1から第 1波長よりも長い第 2波長の光 L 2が発光されて蛍光 板 3 9 2側に進む。 そして、 これら第 1および第 2波長の光 L I , L 2を受けた蛍 光板 3 9 2では、 第 1波長の光 L 1の一部および第 2波長の光 L 2がそのまま蛍光 体 3 9 0の出射面 3 9 0 bから表示面側 （同図の上側） に出射するとともに、 第 1波長の光 L 1の残りが蛍光材料 F M 2に吸収され、 さらに各蛍光材料 F M 2から 第 1波長よりも長い第 3波長の光 L 3が発光され、 出射面 9 0 bから表示面側に 出射する。 こう して、 第 1ないし第 3波長の光 L 1〜し 3により表示面全体で光学 的な表示がなされる。

なお、 第 2波長の光 L 2の一部は蛍光材料 F M 2に吸収され、 当該蛍光材料 F M 2から第 2波長よりも長い第 4波長の光 （図示せず） が発光され、 出射面 9 0 b から表示面側に出射されている。

このように、 第 1 4実施例によれば、 光源 3 1 2の中の第 1発光体 S 1を発光 させた場合に、 第 1ないし第 3波長の光 L 1〜 L 3等により表示面での表示色を規 定するようにしているので、 2つの波長の光 L I , L 2で表示色を規定する第 1 2 実施例に比べ、 より細かく表示色を制御することができる。

一方、 第 2発光体 S 2だけを点灯した場合における表示色は第 2発光体 S 2が発 光する上記別波長の色そのものであり （図 4 3 ) 、 第 1発光体 S 1と第 2発光体 S 2とを同時点灯させた場合の表示色は、 第 1ないし第 3波長の光 L 1〜 L 3と、 上記別波長の色との混合色になる （図 4 4 。

なお、 この実施例では 2枚の蛍光板 3 9 1 , 3 9 2を積層して蛍光体 3 9 0を 構成しているが、 3枚以上の蛍光板を積層して蛍光体 3 9 0を構成してもよい。 また、 蛍光板の積層順序は任意である。

<第 1 2ないし第 1 4実施例の変形例 >

上記第 1 2実施例ではホログラム拡散板 3 2 1を光源 3 1 2と蛍光板 3 2 2と の間に、 第 1 3実施例ではホ口グラム拡散板 3 8 2を L E Dユニッ ト光源 5 4と 蛍光板 8 3との間にそれぞれ配置している力 ホログラム拡散板の配置位置はこ れに限定されるものではなく、 光源から表示面側に進む光の光学経路上であれば、 任意の位置に配置することができる。 ただし、 視認性を考慮した場合、 蛍光板に 対し光源側にホログラム拡散板を配置するのが望ましい。 というのも、 このよう に配置した場合、 上記したようにホ口グラム拡散板を通過した光は所定の拡散角 で拡散されて種々の方向に進む分散光として蛍光板に人射し、 蛍光材料に当たる 確率が高くなるため、 蛍光板全体で発光することとなり、 視認性を向上させるこ とができるからである。

また、 上記においては、 光源から表示面側に進む光をその光学経路上で拡散さ せる光拡散部材としてホログラム拡散板を用いているカ^ ホログラム拡散板の代 わりに従来より周知の光拡散板、 或いは前述の第 7実施例に使用されるプリズム シート 2 1 3を用いていもよい。

また、 上記実施例では、 ホログラム拡散板などの光拡散部材を設けている力 表示色に関しては光拡散部材は何等の影響を与えないので、 光拡散部材は表示色 を制御するための必須構成要素ではないが、 作業者などが文字などの表示内容を 認識しやすいようにするためには設けるのが望ましい。

さらに、 蛍光板出射面の近傍にフィルタを追加配置することで、 光学的表示の ための光の色を変更することもできる。 たとえば、 表示色の一つとして純粋な白 色の光学的表示を可能とした表示灯や照光式押しボタンスィツチにおいて、 蛍光 板 3 2 2 , 8 3の出射面の近傍にフィルタを追加配置すると、 その蛍光板より出 射される光スぺク トルの内、 フィル夕で抽出される光スぺク トルによる表示色に 変更できる。

この場合、 上記の別波長に相当する表示色もそのフィル夕の色によって変化す る。 たとえば、 上記の別波長の光として赤の光を使用し、 フィルタとして黄色の フィルタを使用すれば、 黄色、 黄と赤の混合色、 黄色とピンクの混合色、 という 3色での切り替えが可能である。

第 1発光体 S 1および第 2発光体 S 2として、 蛍光板の蛍光波長よりも短く、 か つ互いに異なる波長の 2つの光をそれぞれ発生する発光体を使用してもよい。 た とえば、 黄色の蛍光板を使用する場合、 黄色よりも短波長の青色の発光体および 緑色の発光体を使用することができる。 いずれの発光体を点灯しても、 蛍光板に よってその光の一部の波長が変換され、 発光体自身の発光色とは異なる表示色が 得られる。

光源に組み込む発光体は 2種類に限定されるものではなく、 3種類以上であつ てもよい。 この場合、 1種類以上の発光体を、 蛍光板での波長変換を受ける光を 発生する発光体にする。

なお、 上記第 1 2ないし第 1 4実施例では、 前述の第 1、 第 2および第 3実施 例の光源に前記別波長の光を発光する第 2発光体 S 2を追加した構成のものを示 したが、 前述の第 4ないし第 6実施例の光源に第 2発光体 S 2を追加するように してもよい。

<第 1 2ないし第 1 4実施例の実験例 >

光源 3 1 2の第 1および第 2発光体 S 1， S 2のうち、 第 1発光体 S 1のみを点 灯させた場合に、 第 1発光体 S 1が発光する第 1波長の光と、 その第 1波長の光 を受けて蛍光板 3 2 2が発光する第 2波長の光との組合せにより得られる表示光 の色の種類については、 前述の第 1ないし第 6実施例の場合と同様であるので、 ここでは省略する。

ここでは、 光源 3 1 2に備えられる第 1および第 2発光体 S I , S 2をオンオフ することにより、 複数種類の表示色を得る場合について記載する。 また、 ここで は、 複数種類の表示色が純粋な白色を含む場合と、 すべての表示色が有彩色であ る場合とにっき記載することとし、 それぞれの場合について、 得られた表示光の スぺク トルを示すのが図 4 5および図 4 6である。

ただし、 これらの測定で使用された波長変換ユニッ ト T W, T Gのうち、 図 4 5の波長変換ュニッ ト T Wは、 前述の表 1に示した黄色蛍光板 2 2と同様な黄色 蛍光板 3 2 2 Yと、 乳白色拡散板 3 2 1 Dと、 透明のカバープレー ト 3 2 4とに よって構成されている。 また、 図 4 6の波長変換ュニッ 卜 T Gは、 前述の表 2で 示した緑色蛍光板と同様な緑色蛍光板 3 2 2 Gと、 乳白色拡散板 3 2 1 Dと、 透 明のカバープレート 3 2 4とによって構成されている。 これらの波長変換ュニッ ト T W、 T Gは図 3 2の構造と完全に同一ではないが、 青の発光体 S 1と蛍光板

3 2 2 Y , 3 2 2 Gとの組合せによる色の変換機能については波長変換ュニッ 卜 T W、 T Gによる測定結果によって十分に理解可能である。

まず図 4 5を参照する。 このグラフは、 光源として青色の L E D発光素子 3 1 2 Bを使用した場合、 赤色の L E D発光素子 3 1 2 Rを使用した場合、 およびァ ンバーの L E D発光素子 3 1 2 Aを使用した場合、 の 3つの場合についてのそれ ぞれの表示色スぺク トルを示している。 これらのうち青色の L E D発光素子 3 1 2 Bは前述の表 1および表 2に示した青色の L E D発光素子と同様な発光スぺク 卜ルを有するものである。

図 4 5からわかるように、 青の L E D発光素子 3 1 2 Bを発光させた場合には、

4 0 O nmから 6 5 0 nmまでの広い範囲でほぼフラッ 卜なスぺク トルが得られ、 純 粋な白色に近い表示色になる。 すなわ、 蛍光板 3 2 2 Yは黄色の蛍光色を有する 力、 そのスぺク トル分布範囲はかなり広く、 青色の光と混合されると純粋な白色 に近い状態になることがわかる。

これに対してアンバーの L E D発光素子 3 1 2 Aを発光させた場合には、 6 0 O nm近辺をピークとするスぺク トルが得られ、 ほぼ入力光と同様のアンバーの表 示色になる。 さらに赤の L E D発光素子 3 1 2 Rを発光させた場合には、 6 5 0 nm近辺をピークとするスぺク トルが得られ、 ほぼ人力光と同様の赤の表示色にな る。

したがって、 第 1発光体 S 1として青の L E D発光素子 3 1 2 Bを使用し、 第 2発光体 S 2としてアンバーの L E D発光素子 3 1 2 Aを使用した場合には、 純 粋な白色、 アンバー、 白みがかったアンバー、 の 3種類に表示色を変更できる。 また、 第 1発光体 S 1として青の L E D発光素子 3 1 2 Bを使用し、 第 2発光体 S 2として赤の L E D発光素子 3 1 2 Rを使用した場合には、 純粋な白色、 赤色、 白みがかった赤色 （すなわちピンク.） 、 の 3種類に表示色を変更できる。 次に図 4 6を参照する。 このグラフは、 図 4 5と同様の 3種類の発光体をそれ ぞれ点灯した場合における緑色蛍光板 3 2 2 Gによる表示色スぺク トルを示して いる。 青の L E D発光素子 3 1 2 Bを発光させた場合には、 5 1 O nmあたりをピ —クとする純粋な緑色の表示色になる。 この緑色は、 緑色の L E D発光素子によ つて生成される緑よりもさらに純粋な緑である。 これに対してァンバーの L E D 発光素子 3 1 2 Aを発光させた場合には、 6 0 O nm近辺をピークとするスぺク 卜 ルが得られ、 ほぼ入力光と同様のア ンバーの表示色になる。 さらに赤の L E D発 光素子 3 1 2 Rを発光させた場合には、 6 5 O nm近辺をピークとするスぺク トル が得られ、 ほぼ入力光と同様の赤の表示色になる。

したがって、 第 1発光体 S 1として青の L E D発光素子 3 1 2 Bを使用し、 第 2発光体 S 2としてアンバーの L E D発光素子 3 1 2 Aを使用した場合には、 純 粋な緑色、 アンバー、 緑色とアンバーとの加色混合色、 の 3種類に表示色を変更 できる。 また、 第 1発光体 S 1として青の L E D発光素子 3 1 2 Bを使用し、 第 2発光体 S 2として赤の L E D発光素子 3 1 2 Rを使用した場合には、 純粋な緑 色、 赤色、 赤色と緑色との加色混合色 （おおむね黄色領域〜オレンジ領域の色） の 3つの有彩色に表示色を変更できる。

このように、 蛍光板の第 1波長の光の一部をそれよりも長波長の第 2波長の光 に変換する一方で、 その固有の蛍光色よりも長波長の光については実質的にその 光を透過させるという光学特性をを利用することにより、 複数の色の間での表示 色の切り替えが可能になる。

また、 蛍光波長よりも短い複数の光をそれぞれ発光可能な複数種類の発光体を 光源に配置し、 それらを選択的に発光させるようにすれば、 L E D発光素子その ものでは実現できない複数の色の間での表示色の切り替えが可能になる。

たとえば、 紫外光を発生する L E D発光素子と、 青の光を発生する L E D発光 素子との 2種類の L E D発光素子を有する光源を使用するとともに、 それらを選 択的に発光させたときの光を黄色の蛍光扳を介して出射させる。 紫外光を発生す る L E D発光素子だけを点灯させたとき、 それによつて生成される紫外光の一部 は蛍光板によって黄色の光に変換されるが、 残りの部分は紫外光のまま蛍光板を 通過する。 周知のように紫外光は視覚的に認識することはできないため、 紫外光 を発生する L E D発光素子だけを点灯させたとき、 外部から観察することができ る色は黄色となる。

一方、 青の L E D発光素子だけを点灯した場合には、 その一部が蛍光板によつ て黄色の光に変換され、 青の光の残部はそのまま青の光として蛍光板を通過する。 このため、 この場合に外部から観察すれば白の表示色となる。

したがって、 この例では 2種類の L E D発光素子を選択的に点灯することによ り、 黄色と青とで表示色を切り替えることができる。

<第 1 5実施例、

図 4 7は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置:） の第 1 5実施例が適用 された単位表示灯 1 0 aの分解斜視図である。 また、 図 4 8は、 図 4 7の単位表 示灯 1 0 aの模式断面図である。 この単位表示灯 1 0 aにおいては、 ウィンドウ Wを有する樹脂製のケース 4 1 1の内部に複数の光源 4 1 2 ( L E D発光素子） がマトリクス状に配列されている。 各光源 4 1 2はプリ ン ト基板の主面上に実装 されてこのケース 4 1 1中に収容されており、 その発光部がケース 4 1 1の上面 側に向けて露出している。 これらの光源 4 1 2を構成する L E D発光素子は、 紫 外領域から青色までの波長のうちのいずれかの波長 （第 1波長） の光、 ここでは 青色の波長の光を発光する。

一方、 上記ウィン ドウ Wの上面周囲にはフレーム 4 1 3が配置される。 このフ レーム 4 1 3はケース 4 1 1を介して前述の図 1のハウジング 2の中に i庆合する ようになつており、 このフレーム 4 1 3に複合板 4 2 0が嵌込まれる。 この複合 板 4 2 0は、 光源 4 1 2側から、

①蛍光板 4 2 1 (波長変換部材） 、

②透明樹脂製の記名板 4 2 2、

③フィルタ 4 2 3、

④乳白色拡散板 4 2 4 (光拡散部材リ 、

⑤透明樹脂製のカバ一プレー卜 4 2 5

の 5者を重ね合わせた構造となっている。 記名板 4 2 2には、 表示すべき文字や 記号が記入されている。 これらのうち、 蛍光板 4 2 1およびフィル夕 4 2 3がこの発明の主たる特徴に 応じて設けられたものである。 蛍光板 4 2 1は、 光源 4 1 2からの光を受ける入 射面 4 2 1 aと、 表示面側 （同図の上側.） を向いた出射面 4 2 1 bとを有してい る。 そして、 蛍光板 4 2 1は、 入射面 4 2 1 aを介して入射する第 1波長の光に よって第 1波長よりも長い第 2波長の光を発光し、 第 2波長の光を出射面 4 2 1 bから出射する。 フィル夕 4 2 3は、 蛍光板 4 2 1の出射面 4 2 1 bから出射す る光のうち、 蛍光板 4 2 1を透過した第 1波長の光を取り除き、 実質的に第 2波 長の光のみを透過させる。 この光学現象を模式的に表したのが図 4 9である。 図 4 9は、 蛍光板 4 2 1およびフィルタ 4 2 3の光学的特性を示す模式図であ る。 この蛍光板 4 2 1は、 前述の第 1実施例に係る蛍光板 2 2と同様な構成であ り、 対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 フ ィルタ 4 2 3は、 蛍光板 4 2 1を透過した第 1波長の光 L 1を取り除き、 第 2波長の光 L 2のみを表 示用の光として表示面側に透過させるためのものである。

このフィルタ 4 2 3に入射した第 1波長の光 L 1は、 フィルタ 4 2 3の表示面 側の表面 4 2 3 aに到達するまでに充分に減衰され、 フィルタ 4 2 3を透過しな いようになっているのに対して、 第 2波長の光 L 2は、 ほぼ減衰することなく フ ィル夕 4 2 3を透過するようになっており、 これによつて、 フィル夕 4 2 3の表 面 4 2 3 aからは、 第 2波長の光 L 2からなる光が出射するようになっている。 次に、 図 4 7に戻って説明を続ける。 光源 4 1 2が発光する第 1波長の光が、 蛍光板 4 2 1に入射すると、 この第 1波長の光を受けて蛍光板 4 2 1が第 2波長 の光を発光する。 この第 2波長の光と共に蛍光板 4 2 1を透過した第 1波長の光 が記名板 4 2 2を介して、 フィルタ 4 2 3に入射し、 フィルタ 4 2 3によって第 1および第 2波長の光のうち第 1波長の光が取り除かれ、 フィルタ 4 2 3の表面 4 2 3 aから実質的に第 2波長の光のみが出射する。 そして、 フィル夕 4 2 3を 透過した第 2波長の光が、 乳白色拡散板 4 2 4およびカバープレート 4 2 5を介 して表示面側に導かれ、 光学的な表示がなされる。

このように、 この実施例に係る表示灯 （面照光表示装置. > 1 0 aによれば、 表 示面側での光学的表示のための光は、 実質的に第 2波長の光のみからなり、 第 1 波長の光が含まれていないので、 蛍光板 4 2 1が発光する第 2波長の光の色を表 示用の光の色として純粋に取り出すことができる。 その結果、 例えば波長の異な る複数種類の光を重ね合わせて所望の色の光を得る方法に比べて、 彩度の高い光 の色を得ることができる。

また、 第 1波長の光、 ここでは青色の光を受けて様々な色の第 2波長の光 （例 えば、 赤色、 黄色、 オレンジ色、 緑等の光） を発光する複数種類の蛍光板 4 2 1 と、 この蛍光板 4 2 1の種類に合わせて複数種類のフィルタ 4 2 3とを用意して おき、 この中から所望とする表示用の光の色に合わせて使用する¾光板 4 2 1お よびフィルタ 4 2 3を選択することにより、 光源 4 1 2が発光する第 1波長の光、 ここでは青色の光から、 単一の種類の L E D発光素子によっては得ることのでき ない多種多様な色の光を得ることができる。 その結果、 蛍光板 4 2 1およびフィ ルタ 4 2 3を交換するだけで、 第 1波長の光 （青色の光） から所望とする色の表 示用の光が得られるので、 例えば表示用の光の色に合わせて使用する L E D発光 素子の種類の組み合わせを変えるのに比して、 生産性の向上および低コス卜化を 図ることができる。 なお、 蛍光板 4 2 1およびフィルタ 4 2 3の組み合わせにつ いては、 後の実験例で具体例を挙げて説明する。

さらに、 この実施例では、 フィルタ 4 2 3からの光を乳白色拡散板 4 2 4で拡 散した後、 カバ一プレー卜 4 2 5を介して表示面側に出射するようにしてあり、 これにより表示面上での光量のむらが軽減されるようになっている。

また、 この実施例では、 第 1波長の光が、 紫外領域から青色までの波長のうち のいずれかの波長を有する波長の短い光、 ここでは青色の光であるので、 第 1波 長の光より様々な色の光を作り出すことができる。

なお、 この実施例では、 拡散板に乳白色拡散板 4 2 4を用いたが、 乳白色拡散 板 4 2 4の代わりに、 あるいは乳白色拡散板に追加して前述のホログラム拡散板 2 1を用いてもよい。 また、 この実施例では、 乳白色拡散板 4 2 4を蛍光板 4 2 1、 記名板 4 2 2およびフィルタ 4 2 3の表示面側に設けたが、 これに限定する ものではなく、 光源 4 1 2からカバ一プレー 卜 4 2 5に至る光学経路上のいずれ かの位置に拡散板 4 2 4を設けてあればよい。 第 1 6実施例： > 図 5 0は、 この発明に係る表示装置 （：面照光表示装置 の第 1 6実施例が適用 された照光式押しボタンスィッチを示す部分斜視図である。 本実施例に係る照光 式押しボタンスィツチは、 前述の図 5および図 6等に示す第 2実施例に係る照光 式押しボタンスィツチと、 プッシュ部 8 0の前面部に嵌め込まれる複合板の構成 が異なるのみで他の構成は同一であり、 対応する部分には同一の参照符号を用い、 説明を省略する。

図 5 0に示されるように、 プッシュ部 8 0の下部は透孔 W 1を有する中空の基 体 8 1 となっており、 その上には、

①第 1 5実施例における蛍光板 4 2 1と同一の蛍光特性を有する蛍光板 4 8 2、

②ァクリルなどの樹脂で形成された無色透明の記名板 4 8 3、

③フィルタ 4 8 4、

④ホログラム拡散板 4 8 5

がこの順序で積層されてなる複合板が設置されている。 そして図 5 0の操作面 8 0 Sを規定する部材として、 たとえばァク リルで生成された無色透明のフロント プレート 8 5が設けられる。 また、 記名板 4 8 3には所要の文字などが記入され ている。

L E Dュニッ 卜光源 5 4は透孔 W 1を介して蛍光板 4 8 2に対向するように挿 入される。 したがって、 L E Dユニッ ト光源 5 4の点灯時には L E D発光素子 5 4 Lからの第 1波長の光が蛍光板 4 8 2の入射面 4 8 2 aに入射する。 そして、 その入射光が蛍光板 4 8 2の蛍光材料 （図示省略） により、 第 1波長よりも長い 第 2波長の光に波長変換されて、 出射面より出射され、 その後、 記名板 4 8 3、 フィルタ 4 8 4および拡散板 4 8 5を順次透過して、 表示面側で第 2波長で規定 される表示色で面照光表示を行う。 ここで、 フィルタ 4 8 4は、 第 2波長の光の みを透過させるという上述の第 1 5実施例のフィルタ 4 2 3と同様な光学的特性 を有しており、 波長変換されることなく蛍光板 4 8 2を透過した第 1波長の光は、 このフィルタ 4 8 4によって取り除かれ、 フィルタ 4 8 4の出射面からは、 実質 的に第 2波長の光のみが出射するようになっている。

このように、 第 1 6実施例においても、 単一の色の光源光 （第 1波長の光: 1 よ り任意の彩度の高い色の表示用の光が得られると共に、 生産性の向上および低コ スト化が可能である等の上記第 1 5実施例と同様な効果を奏する。 ぐ第 1 7実施例 >

図 5 1は、 この発明の表示装置 （面照光表示装置:） の第 1 7実施例を示す模式 的断面図である。 この面照光表示装置では、 上述の第 1 5および第 1 6実施例の 蛍光板 4 2 1、 4 8 2およびフィルタ 4 2 3、 4 8 4の代わりとして、 波長変換 板 4 9 1 (波長変換部材:） が用いられ、 光源 4 9 2には、 上記各実施例と同様に 青色の波長 （第 1波長.） の光を発光する L E D発光素子が用いられている。 前記波長変換板 4 9 1は、 基材 4 9 3と、 この基材 4 9 3に混入される上記第 1 5実施例の蛍光材料 F .Mと同様な蛍光特性を有する蛍光材料 F M aとを含んで 構成されている。 この波長変換板 4 9 1の基材 4 9 3は、 アクリル等の透明樹脂 に顔料が混入されて所定の色に着色されている。 そして、 この基材 4 9 3に入射 した光のうち所定の色の光 （第 2波長の光 はほぼ減衰することなく透過するの であるが、 所定の色以外の光は、 基材 4 9 3中で減衰され、 殆ど基材 4 9 3を透 過しないようになっている。 また、 基材 4 9 3には、 蛍光材料 F M aが混入され ているので、 波長変換板 4 9 1に入射面 4 9 1 aより第 1波長の光 L 1が入射す ると、 蛍光材料 F M aが第 1波長の光 L 1を受けて、 第 1波長よりも長い第 2波 長の光 L 2を発光し、 実質的にこの第 2波長の光 L 2のみが出射面 4 9 1 bから出 射するようになっている。

図 5 2は第 1波長の光が第 2波長の光に波長変換される様子を示し、 図中、 横 軸は光の進行方向を示し、 縦軸は光の強度を示す。 同図に示されるように、 波長 変換板 4 9 1に入射した第 1波長の光は、 基材 4 9 3により減衰されると同時に 蛍光材料 F M aにより第 2波長の光に波長変換されつつ基材 4 9 3中を進む。 そ の結果、 入射した第 1波長の光は、 出射面 4 9 1 bに到達した時点では、 強度が ほぼゼロになっている。 これに対して、 第 2波長の光は、 入射面 4 9 1 a側から 出射面 4 9 1 b側にかけてその強度が増してゆく。 その結果、 出射面 4 9 1 bか らは実質的に第 2波長の光のみが出射するようになっている。

この第 1 7実施例でも、 単一の色の光源光 （第 1波長の光;' より彩度の高い任 意の色の表示用の光が得られると共に、 生産性の向上および低コス 卜化が可能で ある等の上記第 1 5実施例と同様な効果を奏すると共に、 波長変換板 4 9 1一枚 で第 1波長の光を第 2波長の光に変換することができるので、 部品点数の削減に よる小型化および低コスト化が図れられるという効果を奏する。 '第 1 8実施例 >

図 5 3は、 この発明の第 1 8実施例の表示装置 （面照光表示装置） に用いられ るフィル夕の断面図である。 この面照光表示装置では、 上述の第 1 5および第 1 6実施例のように蛍光板 4 2 1、 4 8 2を用いる代わりとして、 フィルタ 5 0 1 の入射面 5 0 1 aに蛍光材料 F M bが塗布されており、 光源 （図示せず） には、 上記各実施例と同様に青色の波長 （第 1波長） の光を発光する L E D発光素子が 用いられている。

蛍光材料 F M bは、 上述の蛍光材料 F Mおよび F M aと同様な蛍光特性を有し ており、 光源からの第 1波長の光を受けて第 1波長よりも長い第 2波長の光を発 光する。 フィルタ 5 0 1は、 実質的に第 2波長の光のみを透過させるようになつ ている。 その結果、 入射面 5 0 1 aに塗布された蛍光材料 F M bを透過した第 1 波長の光は、 フィルタ 5 0 1中を進むうちに充分に減衰され、 フィル夕 5 0 1の 出射面 5 0 1 bからは殆ど出射することがない。 これに対して、 蛍光材料 F M b が発光した第 2波長の光は、 殆ど減衰することなくフィルタ 5 0 1中を進むので、 出射面 5 0 1 bからは実質的に第 2波長の光のみが出射するようになっている。 この第 1 8実施例の面照光表示装置でも、 単一の色の光源光 （第 1波長の光.） より彩度の高い任意の色の表示用の光が得られると共に、 生産性の向上および低 コスト化が可能である等の上記第 1 5実施例と同様な効果を奏すると共に、 蛍光 材料 F M bが塗布されたフィルタ 5 0 1一枚で第 1波長の光を第 2波長の光に変 換することができるので、 部品点数の削減による小型化および低コス卜化に優れ ているという効果を奏する。 ぐ第 1 9実施例 >

図 5 4は、 この発明の第 1 9実施例の表示装置 （面照光表示装置） に用いられ る蛍光板およびフィルタの断面図である。 この面照光表示装置では、 上述の蛍光 板 4 2 1、 4 8 2と同様な蛍光特性を有する蛍光板 5 1 1 と、 上述のフィル夕 4 2 3、 4 8 4と同様な特性を有するフィルタ 5 1 2とが 2枚重ねにされた状態で 一体に成形されており、 光源 （図示せず I には、 上記各実施例と同様に青色の波 長 （第 1波長） の光を発光する L E D発光素子が用いられている。

フィルタ 5 1 2は、 蛍光板 5 1 1の出射面側に位置しており、 光源からの第 1 波長の光を受けて蛍光板 5 1 1が発光した第 1波長よりも長い第 2波長の光のみ カ^ 実質的にフイルク 5 1 2の出射面から出射されるようになっている。

この第 1 9実施例の面照光表示装置でも、 単一の色の光源光 （第 1波長の光.） より彩度の高い任意の色の表示用の光が得られると共に、 生産性の向上および低 コス ト化が可能である等の上記第 1 5実施例と同様な効果を奏すると共に、 蛍光 板とフィルタとが一体となっているので、 部品数が削減され、 組立工程の簡略化 を図ることができる。

<第 1 5ないし第 1 9実施例の実験例、

以下に示す各実験例は、 5種類の蛍光板およびフィルタを用意し、 各蛍光板お よびフィル夕に実際に第 1波長の光を入射し、 その結果第 1波長の光がどのよう な光 （第 2波長の光:） に変換されたかを調べたものである。

なお、 各実験例では、 光源には青色の波長の光を発光する L E D発光素子が用 いられている。 その L E D発光素子が発光する青色の波長の光は、 図 5 5中の実 線で示すスぺク トルを有しているとともに、 その光の色は、 C I E X Y Z表色系 における色度座標が、 X = 0 . 1 3 1、 y = 0 . 1 2 0となっている。 そして、 各実験例では、 その光源が発光する光を、 蛍光板、 透明樹脂製の記名板、 フィル 夕、 乳白色拡散板およびカバープレー 卜を備えて構成される上記第 1 5実施例の 複合板 4 2 0と同様な構成の複合板に導き、 カバープレー 卜から出射する第 2波 長の光を調べた。 また、 図 5 5ないし図 5 7において、 縦軸は光の強度を示し、 横軸は光の波長を示している。

第 1実験例では、 蛍光板にサンプル Aを使用し、 フィルタに赤色フィルタを使 用した。 その結果として、 図 5 6中の実線で示されるスぺク トルを有し、 前記色 度座標の X成分および y成分の値が、 χ = 0 . 6 9 2、 V = 0 . 2 8 0の赤色の 光が得られた。

第 2実験例では、 蛍光板にサンプル Bを使用し、 フィルタに黄色フィルタを使 用した。 その結果として、 図 5 6中の一点鎖線で示されるスぺク トルを有し、 前 記色度座標の X成分および y成分の値が、 χ = 0. 4 7 6、 y = 0. 5 1 6の黄 色の光が得られた。

第 3実験例では、 蛍光板にサンプル Cを使用し、 フ ィルタに赤色フ ィ ルタを使 用した。 その結果として、 図 5 6中の 2点鎖線で示されるスぺク トルを有し、 前 記色度座標の X成分および y成分の値が、 X = 0. 3 8 6、 y = 0. 1 3 3の赤 色の光が得られた。

第 4実験例では、 蛍光板にサンプル Dを使用し、 フィルタに黄色フィルタを使 用した。 その結果として、 図 5 7中の実線で示されるスぺク トルを有し、 前記色 度座標の X成分および y成分の値が、 χ = 0. 4 7 3、 y = 0. 4 9 1の黄色の 光が得られた。

第 5実験例では、 蛍光板にサンプル Eを使用し、 フィル夕に緑色フィルタを使 用した。 その結果として、 図 5 7中の-一点鎖線で示されるスぺク トルを有し、 前 記色度座標の X成分および y成分の値が、 χ = 0. 1 3 1、 y = 0. 6 3 0の緑 色の光が得られた。

以上の実験結果が示すように、 使用する蛍光板およびフィル夕の種類を変える ことによって、 光源の青色の光から、 種々の色の光を得ることができる。 第 2 。実施例〉

図 5 8は、 この発明の第 2 0実施例による表示装置 （ L E D球） が表示器に適 用された例を示す縦断面図、 図 5 9は L E D球の縦断面拡大図、 図 6 0は図 5 9 の III一 III線断面図、 図 6 1は本実施例の作用効果を説明するための図である。 図 5 8に示すように、 表示器 6 0 1は、 概略球殻状のレンズ 6 0 2と、 その内 部に配置された L E D球 6 0 3とを備えている。 L ED球 6 0 3の発光器本体 6 0 3 aには、 図 5 9および図 6 0に示すように、 複数の発光ダイオード素子 6 0 4が平面状に実装されており、 各発光ダイォ— ド素子 6 0 4は透明モールド樹脂 6 0 5により封止されている。 なお、 発光ダイォ一ド素子 6 0 4は一つであって もよい。

L E D球 6 0 3の発光器本体 6 0 3 aの上部には、 ドーム状 半球殻状 ) に形 成された樹脂製のキヤップ部材 （第 1のドーム状キヤップ部材 i 6 0 6が装着さ れている '：図 5 8および図 5 9参照.） 。 このキヤップ部材 6 0 6の曲率中心は、 発光ダイォ一 ド素子 6 0 4の実装面に配置されているのが好ましい。

キャップ部材 6 0 6の内部には、 蛍光材が混入されている。 この蛍光材は、 入 射された光により励起されるとともに基底状態に戻るときに入射光とは異なる波 長の光を放出するという蛍光特性を有している。 キャップ部材 6 0 6は、 このよ うな蛍光特性を有する蛍光材料を透明樹脂材料に混ぜ合わせたものをドーム状に 成形したものである。

次に、 本発明の第 1実施例の作用効果について図 6 1を用いて説明する。

発光ダイォ一 ド素子 6 0 4から出た光 L 1は、 ドーム状キヤップ部材 6 0 6に 入射する。 すると、 ドーム状キヤップ部材 6 0 6内部の蛍光材 7が励起され、 そ の蛍光材に固有の蛍光光し 2を発する。 その一方、 ドーム状キヤ ップ部材 6 0 6 に入射した光 L 1の一部は、 その ドーム状キヤップ部材 6 0 6を透過する。

その結果、 ドー厶状キヤップ部材 6 0 6から出る光は、 そのドーム状キヤップ 部材 6 0 6を透過した透過光 L 1と、 蛍光材 6 0 7から発せられた蛍光 L 2とが混 合されて、 両者の加色混合色の光になる。

たとえば、 発光ダイォー ド素子 6 0 4として青色の波長の光 （第 1波長の光） を発するものを用い、 蛍光材 6 0 7として、 青色の波長の光により励起され、 青 色の波長よりも波長の長い黄色の波長の蛍光 （第 2波長の光.） を発するものを用 いた場合には、 ドーム状キャップ部材 6 0 6を出る光は、 青色光と黄色光との混 合色である白色の光になる。

あるいは、 発光ダイォ一 ド素子 6 0 4として青色の波長の光を発するものを用 い、 蛍光材 7として、 青色の波長の光により励起され、 青色の波長よりも波長の 長い赤色の波長の蛍光を発するものを用いた場合には、 ドーム状キヤップ部材 6 を出る光は、 青色光と赤色光との混合色である桃色の光になる。

このようにして、 発光ダイォード素子単体では発光させることが困難な白色光 やその他の色光を発光させることができるようになる。 しかも、 この場合には、 成形の容易な ドーム状キャップ部材 6 0 6を従来より 使用されている L E D球の上部に装着するだけで本実施例による L E D球 6 0 3 が構成されるので、 コス トの上昇もわずかなもので済む。 第 2 1実施例：>

図 6 2はこの発明の第 2 1実施例による表示装置 （ L E D球） の縦断面拡大図 であり、 図 6 3はその作用効果を説明するための図である。 なお、 これらの図に おいて、 前記第 2 0実施例と同一符号を付した部分は、 第 2 0実施例と同一また は同様な部分を示している。

図 6 2に示すように、 L E D球 6 0 3の発光器本体 6 0 3 aの上部において、 第 1のドーム状キヤップ部材 6 0 6の外周には、 同様にドーム状に形成された樹 脂製のキャップ部材 （第 2のドーム状キャップ部材 6 0 8が装着されている。 このキヤップ部材 6 0 8の曲率中心は、 同様に発光ダイォード素子 6 0 4の実装 面に配置されているのが好ましい。

キャップ部材 6 0 8の内部には、 拡散材が混入されている。 この拡散材として は、 たとえばセラ ミ ックス粉が用いられる力 本実施例の適用はこれに限定され るものではなく、 光を拡散させる性質を有するものであれば、 セラ ミ ックス粉以 外の無機材料でもよく、 さらに有機材料を用いるようにしてもよい。 キヤップ部 材 6 0 8は、 このような拡散材料を透明樹脂材料に混ぜ合わせたものをドーム状 に成形したものである。

次に、 この発明の第 2 1実施例の作用効果について図 6 3を用いて説明する。 発光ダイォ一ド素子 6 0 4から出た光 Lは、 ドーム状キヤップ部材 6 0 6を通 過後、 所定の混合色の光たとえば白色の光となって、 ドー厶状キャップ部材 6 0 8に入射する。

ドーム状キヤップ部材 6 0 8内に入射した光は、 そのキヤップ部材 6 0 8内に 混入された多数の拡散材 6 0 9の粒子に入射し、 これらの粒子の表面により種々 の方向に拡散される。

その結果、 ドーム状キャップ部材 6 0 8全体が発光面となり、 L E D球 6 0 3 の発光面が立体的な ドーム状に形成されることになる。 これにより、 あらゆる方 向から L E D球 6 0 3の点灯状態を確認できるようになり、 L E D球 6 0 3の視 認性を向上できる。 ぐ第 2 2実施例

前記第 2 1実施例では、 蛍光材入りの ドーム状キヤップ部材 6 0 6の外周に拡 散材入りのドーム状キヤップ部材 6 0 8を装着したものを示したが、 この発明の 適用はこれに限定されない。

図 5 9に示す L E D球 6 0 3において、 ドーム状キャ ップ部材 6 0 6として、 蛍光材ぉよび拡散材入りのものを用いるようにしてもよい。

この場合には、 発光ダイォード素子 6 0 4から出てドーム状キヤップ部材 6 0 6に入射した光は、 そのドーム状キヤップ部材 6 0 6の内部において、 拡散材に より種々の方向に拡散され、 その一部はそのドーム状キャップ部材 6 0 6から出 射され、 残りの光は蛍光材を励起して蛍光を発する。

これにより、 ドーム状キヤップ部材 6 0 6全体が出射光の色光と ¾光色との混 合色の光たとえば白色光の発光面となり、 L E D球 6 0 3の発光面が立体的な ド —ム状に形成されることになる。 これにより、 前記第 2 1実施例の場合と同様に、 あらゆる方向から L E D球 6 0 3の点灯状態を確認できるようになり、 L E D球 6 0 3の視認性を向上できる。

しかも、 この場合には、 発光器本体 6 0 3 aに装着すべき ドーム状キヤップ部 材がーつで済むので、 組立てが容易になり、 また全体の小型化に寄与できる。 ぐ第 2 3実施例 >

図 6 4はこの発明の第 2 3実施例による表示装置 （ L E D球） の縦断面拡大図 である。 なお、 同図において、 前記第 2 1実施例と同一符号を付した部分は、 第 2 1実施例と同一または同様な部分を示している。

この第 2 3実施例においては、 図 6 2に示す拡散材入りのド一厶状キヤップ部 材 6 0 8のかわりに、 染料入りの第 3のドーム状キャップ部材 すなわちカラー フィルタ 6 1 0が装着されている点が前記第 2 1実施例とは異なっている。 たとえば、 発光ダイォ一ド素子 6 0 4として青色の波長の光 （第 1波長の光.) を発するものを用い、 ドーム状キヤップ部材 6 0 6内の蛍光材 6 0 7として、 青 色の波長の光により励起され青色の波長よりも波長の長い赤色の波長の蛍光 （第 2波長の光） を発するものを用いた場合には、 ドーム状キヤップ部材 6 0 6を出 る光は、 青色光と赤色光との混合色である桃色の光になる。

この場合に、 ドーム状キャップ部材 6 1 0として赤色のものを用いると、 桃色 光のうちの青色光の成分がドーム状キヤップ部材 6 1 0で吸収され、 ドーム状キ ャップ部材 6 1 0すなわち L E D球 6 0 3からは赤色の光のみが出射することに なる。

上述の例の他に、 ドーム状キヤップ部材 6 0 6内部の蛍光材 6 0 7と ドーム状 キヤップ部材 6 1 0内部の染料とを種々に組み合わせることにより、 あらゆる色 (フルカラー） の光を発光させることが可能になる。 第 2 4実施例〉

図 6 5は、 この発明に係る表示装置 （面照光表示装置） の第 2 4実施例が適用 された単位表示灯 1 0 aの分解斜視図である。 また、 図 6 6は、 図 6 5の単位表 示灯 1 0 aの模式断面図である。 この単位表示灯 1 0 aにおいては、 ウイ ン ドウ Wを有する樹脂製のケース 7 1 1の内部に複数の光源 7 1 2 ( L E D発光素子） がマ卜 リクス状に配列されている。 各光源 7 1 2はプリ ン 卜基板の 而上に実装 されてこのケース 7 1 1中に収容されており、 その発光部がケース 1 1の上面側 に向けて露出している。 これらの光源 7 1 2を構成する L E D発光素子は、 紫外 領域から青色までの波長のうちのいずれかの波長 （第 1波長 i の光、 ここでは青 色の波長の光を発光する。

一方、 上記ウィンドウ Wの上面周囲にはフレーム 7 1 3が配置される。 このフ レ一厶 7 1 3はケース 7 1 1を介して前述の図 1のハウジング 2の中に嵌合する ようになつており、 このフレーム 7 1 3に複合板 7 2 0が嵌込まれる。 この複合 板 7 2 0は、 光源 7 1 2側から、

①拡散板 （光拡散部材:） 7 2 1 、

②波長変換部材 7 2 2 、

③透明樹脂製の記名板 7 2 3 、 ④透明樹脂製のカバ一プレー卜 7 2 4

の 4者を重ね合わせた構造となっている。 記名板 7 2 3には、 表示すべき情報 (文字、 記号、 絵柄等） が記入されている。

これらのうち、 波長変換部材 7 2 2がこの発明の主たる特徴に応じて設けられ たものである。 波長変換部材 7 2 2は、 表示面となるカバープレー 卜 7 2 4と光 源 7 1 2との間に配設され、 光源 7 1 2からの光を受ける入射面 7 2 2 a と、 表 示面側 （同図の上側） を向いた出射面 7 2 2 bとを有する板状またはシー ト状の 部材である。

図 6 7は、 波長変換部材 7 2 2の部分断面図である。 波長変換部材 7 2 2は、 図 6 7に示されるように、 蛍光体層 7 3 1 とフィルタ層 7 3 2とを一体化した 2 層構造を有している。 そして、 波長変換部材 7 2 2は、 蛍光体層 7 3 1が入射面 7 2 2 a側に位置し、 フィルタ層 7 3 2が出射面 7 2 2 b側に位置するようにし て配設される。

蛍光体層 7 3 1は、 入射面 7 2 2 aを介して入射する第 1波長の少なく とも一 部を第 1波長よりも波長の長い第 2波長の光に変換して出射するようになつてい る。 よって、 一般の場合では、 蛍光体層 7 3 1からフィル夕層 7 3 2に入射する 光には、 蛍光体層 7 3 1が発光した第 1波長の光と、 蛍光体層 7 3 1に人射した 第 1波長の光のうち、 蛍光体層 7 3 2によって第 2波長の光に変換されずに残つ た残りの光とが含まれている。 なお、 蛍光体層 7 3 1に入射した第 1波長の光が 実質的に全部第 2波長の光に変換された場合には、 蛍光体層 7 3 1からフィルタ 層 7 3 2に入射する光には、 第 1波長の光は含まれない。

フィルタ層 7 3 2の光の透過特性は、 蛍光体層 7 3 1から入射する光の少なく とも一部を表示光として表示面に向けて透過させるように設定されている。 また、 フィルタ層 7 3 2の外観色は、 白色光等の外界からの入射光 （可視光） のうちの いずれの波長成分の光を最もよく透過するかに大きく依存しており、 般に、 そ の最もよく透過する波長成分の色と実質的に同一または近似した色となるのであ る力、 ここでは、 フィルタ層 7 3 2の外観色を、 光源 7 1 2の点灯時にフィル夕 層 7 3 2を透過して表示面を照光する表示光の色と実質的に一致または近似する ように設定されている。 これによつて、 光源 7 1 2が消灯しているときに、 白色光である外界からの光 が表示面を構成するカバ一プレート 7 2 4および記名板 7 2 3を介してフィル夕 層 7 3 2に入射すると、 そのフ ィルタ層 7 3 2からの反射光が表示面から出射す ることによって、 フィルタ層 7 3 2の外観色が実質的に表示面の色として視認さ せるようになつている。

すなわち、 フィル夕層 7 3 2は、 以下の 2つの役割りを担っている。 第 1の役 割りは、 蛍光体層 7 3 1から表示面に向けて出射する光の色 ''一般の場合では、 第 1波長の光の色と第 2波長の光の色との加色混合色） を所望とする色 '表示色） に変換または補正することである。 第 2の役割りは、 光源 7 1 2が点灯している ときの表示面の色 （表示光の色 と、 光源 7 1 2が消灯しているときの表示面の 色とを実質的に一致または近似させることである。 よって、 表示光の色や光源 7 1 2の消灯時の表示面の色を実質.的に規定するフィルタ層 7 3 2の光透過特性は、 フィルタ層 7 3 2がこれらの 2つの役割りを果たすように設定する必要がある。 図 6 8は、 波長変換部材 7 2 2の蛍光体層 7 3 1およびフィルタ層 7 3 2の光 学的特性を一例として示す模式図である。 なお、 この図 6 8の図示例では、 フィ ル夕層 7 3 2の光透過特性は、 実質的に蛍光体層 7 3 1が発光する第 2波長の光 のみを透過させるように、 すなわち第 2波長以外の波長成分の光は実質的に透過 させないように設定されている。 これによつて、 必然的にフィルタ層 7 3 2の外 観色は、 第 2波長の光の色と実質的に同じ色となる。

蛍光体層 7 3 1を構成する蛍光部材 7 3 3は、 透明樹脂材料に後述する蛍光特 性を有する蛍光材料 （色変換塗料） を混ぜ合わせ板状あるいはシー 卜状等に成形 したものであり、 同図の符号 F Mが蛍光材料を示している。

この蛍光材料 F Mは、 同図の実線で示す第 1波長の光 L 1により励起された後、 基底状態に戻る時、 第 1波長よりも波長の長い所定の表示色の第 2波長の光 L 2 (同図の波線） を放出するという蛍光特性を有している。 このため、 蛍光体層 7 3 1の入射面 7 2 2 aに光源 7 1 2からの第 1波長の光 L 1が入射すると、 入射 光 L 1が蛍光材料 F Mに吸収されて第 1波長よりも長い第 2波長の光 '：蛍光） L 2 が発光され、 その発光された第 2波長の光 L 2が蛍光体層 7 3 1からフ ィルタ層 7 3 2に入射する。 このフィルタ層 7 3 2に入射した第 1波長の光 L 1は、 フィルタ層 7 3 2の表 示面側の表面に到達するまでに充分に減衰され、 フィル夕層 7 3 2を透過しない ようになっている。 これに対して、 第 2波長の光 L 2は、 ほぼ減衰することなく フィル夕層 7 3 2を透過するようになっている。 これによつて、 フィル夕層 7 3 2の表示面側の表面からは、 実質的に第 2波長の光 L 2のみからなる光が表示面 に向けて出射するようになつている。

さらに、 フィルタ層 7 3 2は、 蛍光体層 7 3 1が発光した第 2波長の光 L 2の 色を補正する機能も有しており、 第 2波長の光がフィル夕層 7 3 2を透過するこ とによって第 2波長の光の各波長成分の強度が補正されて、 所望とする表示色に より近い色の光が得られるようになっている。

なお、 ここでは、 フィルタ層 7 3 2の光透過特性を、 実質的に第 2波長の光の みを透過させるように設定したが、 例えば、 図 6 9に示されるように、 第 2波長 に光を実質的に全て透過させるとともに、 第 1波長の光の一部を透過させるよう に設定してもよい。 あるいは、 フィル夕層 7 3 2の光透過特性を、 図 7 0に示さ れるように、 第 1波長の光を実質的に全て透過させるとともに、 第 2波長の光の 一部を透過させるように設定してもよく、 種々のバリエ一ションが考えられる。 ただし、 いずれの場合にも、 フィルタ層 7 3 2は、 蛍光体層 7 3 1から出射す る光の少なく とも一部を透過させる必要があるとともに、 その外観色は、 フィル タ層 7 3 2の透過光である表示光の色と実質的に一致または近似させる必要があ る。 なお、 波長変換部材 7 2 2の具体的構成例については、 後の実験例にて詳述 する。

ここで、 このようなフィル夕層 7 3 2の形成方法について説明する。

第 1の方法としては、 所定の光透過特性を有し、 表示色と実質的に一致または 近似した外観色を有するインク 7 3 4 (フィルタ材料） （図 6 7参照） または塗 料 （フィルタ材料.. > を、 蛍光体層 7 3 1を構成する板状またはシート状の蛍光部 材 7 3 3の片面側表面にスクリーン印刷または吹付けて塗布することによってフ ィルタ層 7 3 2を形成する方法がある。 この方法では、 スク リーン印刷または吹 付け塗布という簡単な方法でフィルタ層 7 3 2を容易に形成できるという利点が ある。 なお、 本実施例に係るフィルタ層 7 3 2はスクリーン印刷によって形成さ れれたものである。

第 2の方法としては、 所定の光透過特性を有し、 表示色と実質的に一致または 近似した外観色を有する熱転写フイルムを、 蛍光体層 7 3 1を構成する蛍光部材 7 3 3の片側表面に熱転写することによりフィルタ層 7 3 2を形成する方法があ る。 この方法では、 熱転写という簡単な方法でフィルタ層 7 3 2を容易に形成で きるという利点があるとともに、 フィルタ層 7 3 2を構成可能な熱転写フィルム として十分な種類の色の熱転写フィルムが入手可能であるので、 所望とする外観 色および光透過特性を有するフィルタ層 7 3 2を容易に形成できるという利点が ある。

第 3の方法としては、 蛍光体層 7 3 1を構成する蛍光部材 7 3 3の片側表面か ら含浸性を有する所定の着色材を含浸させ、 蛍光部材 7 3 3の片側表層部を、 所 定の光透過特性を有するように、 かつ表示色と実質的に一致または近似した外観 色となるように、 着色してフィルタ層 7 3 2とする方法がある。 この方法によれ ば、 塗布等によりフィルタ層 7 3 2を形成した場合では、 他の部材との接触等に よりフィルタ層 7 3 2が剥がれたりすることがある力 蛍光体層 Ί 3 1を構成す る蛍光部材 7 3 3の片側表面から所定の着色材を含浸させ、 蛍光部材 7 3 3自体 を部分的に着色することによりフィルタ層 7 3 2が形成されるので、 フィル夕層 7 3 2が剥がれたりすることがないという利点がある。

第 4の方法としては、 図 7 1に示されるように、 蛍光体層 7 3 1を構成する板 状またはシート状の蛍光部材 7 3 3 と、 フィルタ層 7 3 2を構成する板状または シ一ト状のフィル夕部材 7 3 5とを、 透明接着材によって接着することにより、 または超音波振動を加えて互いの当接面を溶着することにより一体化して波長変 換部材 7 2 2を形成する方法がある。

第 5の方法としては、 蛍光体層 7 3 1 とフィルタ層 7 3 2とを有する波長変換 部材 7 2 2を二層成形 （二重成形） により一体成形する方法がある。 具体的な二 層成形の方法としては、 '蛍光体層 7 3 1またはフィルタ層 7 3 2のいずれか一方 を構成する樹脂プレー トを先に作製しておき、 その先に作製した樹脂プレー トを 金型内に装填した状態で、 蛍光体層 7 3 1またはフィルタ層 7 3 2のいずれか他 方を構成するための樹脂材料を金型内に流し込んで波長変換部材 7 2 2を作製す る方法がある。

次に、 図 6 5に戻って説明を続ける。 光源 7 1 2が点灯され、 波長変換部材 7 2 2の蛍光体層 7 3 1から出射した光がフィル夕層 7 3 2に通され、 所定の表示 色を有する表示光が生成されると、 この表示光が記名板 7 2 3を介してカバ一プ レート 7 2 4によって構成される表示面に導かれ、 表示面の全面が所定の表示色 で照光され、 所定の光学的な表示 （情報表示） がなされる。 すなわち、 表示灯 1 0 aが所定の表示色で点灯する。

このように、 この実施例に係る表示灯 （面照光表示装置） 1 0 aによれば、 光 源 7 1 2の点灯時にフィルタ層 7 3 2を透過して表示面を照光する表示光の色と、 光源 7 1 2の消灯時における表示面の色を規定するフィルタ層 7 3 2の外観色と を実質的に一致または近似させているので、 光源 7 1 2が消灯しているときの表 示面の色から光源 7 1 2が点灯しているときの表示面の色 （すなわち、 表示面を 照光する表示光の色 を直感的に容易に認識することができ、 表示灯 1 0 aが示 す意味をその消灯時の表示面の色より直感的に容易に理解することができる。 また、 光源 7 1 2と表示面との間に介在した蛍光体層 7 3 1力 入射する光源 7 1 2.からの第 1波長の光の少なく とも一部を第 1波長よりも波長の長い第 2波 長の光に変換して表示面に向けて出射し、 そして、 この蛍光体層 7 3 1から出射 する光をフィルタ層 7 3 2に通し、 そのフィルタ層 7 3 2を透過した光 '表示光) によって表示面を照光するようにしているので、 蛍光体層 7 3 1を構成する蛍光 部材 7 3 3やフィルタ層 7 3 2を形成するフィル夕材料 （インク 7 3 4等:〉 の種 類を変更することにより、 第 1波長の光から種々の色を有する表示光を容易に得 ることができる。 その結果、 光源 7 1 2には第 1波長の光を発光する 1種類の光 源 7 1 2 (ここでは、 青色 L E D発光素子） を備えておけばよいので、 例えば、 表示光の色に合わせて使用する L E D発光素子の種類の組み合わせを変えるのに 比して、 生産性の向上および低コス ト化を図ることができる。 なお、 波長変換部 材 7 2 2の具体的構成例については、 後の実験例にて詳述する。

さらに、 波長変換部材 7 2 2には蛍光体層 7 3 1 とフィルタ層 7 3 2とがー体 に設けられているので、 部品点数を削減することができ、 組立工程の簡略化およ び低コスト化が図れる。 また、 この実施例では、 光源 7 1 2からの光を拡散板 7 2 1で拡散した後、 波 長変換部材 7 2 2に入射させるようにしてあるので、 表示面上での光量のむらや 色ムラが軽減されるようになっている。

さらに、 この実施例では、 第 1波長の光が、 紫外領域から青色までの波長のう ちのいずれかの波長を有する波長の短い光、 ここでは青色の光であるので、 第 1 波長の光より様々な色の光を作り出すことができる。

なお、 本実施例では、 複合板 7 2 0内に記名板 7 2 3を挟み込み、 光源 7 1 2 の点灯に伴って記名板 7 2 3に記入された情報を表示するようにしたが、 記名板 7 2 3を使用せずに、 表示面の点灯、 消灯のみによって所定の情報を表示するよ うにしてもよい。

また、 本実施例では、 蛍光体層 7 3 1 とフィルタ層 3 1 とを一体に備える波長 変換部材 7 2 2を使用したが、 蛍光体層 7 3 1 と同様な機能を有する蛍光板と、 フィルタ層 7 3 2と同様な機能を有するフィルタ部材 （フィルタ とを別体に形 成し、 別体のまま複合板 7 2 0内に挟み込むようにしてもよい。

なお、 この発明の関連技術として以下に示すものが考えられる。

図 7 2はこの発明の関連技術に係る表示装置 （面照光表示装置：） の模式断面図 である。 この面照光表示装置も上述の第 2 4実施例の単位表示灯 1 0 aと同様な 単位表示灯であり、 上述の単位表示灯 1 0 aと対応する部分には同一の参照符号 を付して説明を省略する。

この単位表示灯では、 波長変換部材 7 2 2は使用されておらず、 光源 7 1 2が 発光する光 （第 1波長の光〕 を実質的にそのまま表示面に導いて光学的な表示を 行うようになっている。 この単位表示灯における特徴点は、 図 7 3に示されるよ うに、 拡散板 7 2 1 (ここでは乳白色拡散板） の表示面側の表面にフィルタ層 7 3 6を形成した点である。

このフィルタ層 7 3 6は、 上述のフィルタ層 7 3 2と同様な目的のために設け られるものであり、 光源 7 1 2が発光する光のうち、 表示光として使用される所 定の表示色の波長成分の光 （例えば、 純粋な青色波長成分の光.） のみを透過する ようになつている。 このため、 フィルタ層 7 3 6は、 必然的に表示色と実質的一 致または近似した外観色を有している。 よって、 光源 7 1 2から照射された第 1波長の光は、 拡散板 7 2 1のフィルタ 層 7 3 6を透過することによって光の色が所定の表示色に補正されて表示面側に 出射するようになっている。 また、 光源 7 1 2の消灯時には、 実質的に表示色と 同一色を有するフィルタ層 3 6の色がカバープレー 卜 2 4および記名板 2 3を介 して視認され、 光源 7 1 2の消灯時においても、 この単位 ¾示灯の点灯時の表示 色が視認できるようになっている。

< "第 2 4実施例の実験例 >

ここでは、 光源 7 1 2に青色の L E D発光素子を使用し、 この青色の L E D発 光素子が発光する青色の波長の光 （第 1波長の光） から、 6種類の波長変換部材 7 2 2 、波長変換部材 A， B , C , D , E , F ) を用いて赤色の表示光と、 緑色 の表示光と、 白色系統 （やや赤みがかった白色、 やや黄色みがかった白色:） の表 示光を生成する場合について説明する。 ここで、 図 7 4のグラフは、 光源 7 1 2 が発光する青色の波長の光のスぺク 卜ルを示している。

なお、 第 1実験例では、 波長変換部材 A , B , Cを使用して赤色の表示光を生 成し、 第 2実験例では、 波長変換部材 Dを使用して緑色の表示光を生成し、 第 3 実験例では、 波長変換部材 E , Fを使用して白系統の表示光を生成する。 また、 図 7 5は、 各実験例で得られた表示光の色の色度座標を示す図である。

まず、 第 1実験例として、 青色の波長の光から赤色の光を生成する場合につい て説明する。 図 7 6において鎖線， 2点鎖線、 1点鎖線で示される各グラフは、 波長変換部材 A , B , Cのフィル夕層 7 3 2に使用される赤色の外観色を有する 赤色ィンク 7 3 4の光透過特性を示すものである。 なお、 各波長変換部材 A , B , Cの蛍光体層 7 3 1には同一の蛍光部材 7 3 3が使用されている。 また、 光透過 特性の測定は、 透明ァク リル板に波長変換部材 A , B , Cに係るインク 7 3 4を スクリ一ン印刷したものにハロゲンランプの光を照射し、 その光の各波長成分の 透過率を測定して行った。 この光透過特性の測定方法は、 以下の他の実験例にお いても同様である。

図 7 7において実線で示されるグラフは、'波長変換部材 A , B , Cの¾光体層 7 3 1に使用される蛍光部材 7 3 3に光源 7 1 2の青色の波長の光を照射した場 合に、 その蛍光部材 7 3 3から出射する光のスぺク トルを示している。 このグラ フから、 蛍光部材 7 3 3から出射する光には、 光源 7 1 2からの青色の波長の光 によって蛍光部材 7 3 3が発光した赤色の波長の光の他に、 変換されることなく 蛍光部材 7 3 3を透過した青色の波長の光もかなり含まれているのが分かる。 図 7 5の色度図上の点 R i nカ 、 ここでの蛍光部材 7 3 3から出射する光の色を示 している。

図 7 7において、 鎖線， 2点鎖線， 1点鎖線で示される各グラフは、 本実験例 に係る各波長変換部材 A , B , Cに光源 7 1 2の青色の波長の光を照射した際に 生成される赤色の光のスぺク トルを示している。 この各グラフから、 各波長変換 部材 A , B , Cのフィルタ層 7 3 2によって、 蛍光体層 7 3 1を透過した青色の 波長の光が除去または大幅に抑制されているのが分かる。 これより、 波長変換部 材 Aを使用すると、 ほぼ純粋に赤色の表示光が得られ、 波長変換部材 B , Cを使 用すると、 赤色の波長の光にやや青色の波長の光が混じり、 その結果、 ややピン クがかった赤色の表示光が得られるのが分かる。 なお、 波長変換部材 Aによって 生成される表示光の色は、 図 7 5の色度図上の点 R 0 u tによって示されている。 次に、 第 2実験例として、 青色の波長の光から緑色の光を生成する場合につい て説明する。 図 7 8において鎖線で示されるグラフは、 波長変換部材 Dのフ ィル 夕層 7 3 2に使用される緑色の外観色を有する緑色ィンク 7 3 4の光透過特性を 示すものである。 同図において、 一点鎖線で示されるグラフは、 波長変換部材 D の蛍光体層 7 3 1に使用される蛍光部材 7 3 3に光源 7 1 2の青色の波長の光を 照射した場合に、 その蛍光部材 7 3 3から出射する光のスぺク トルを示している。 また、 同図において、 実線で示されるグラフは、 本実験例に係る波長変換部材 D に光源 7 1 2の青色の波長の光を照射した際に生成される緑色の波長の光のスぺ ク トルを示している。 なお、 蛍光部材 7 3 3から出射する光の色、 および波長変 換部材 Dによって生成される表示光の色は、 図 7 5の色度図上の点 G i n , G o u t によってそれぞれ示されている。

これらのグラフから分かるように、 本実験例では、 蛍光体層 7 3 1を構成する 蛍光部材 7 3 3の波長変換特性が良好なため、 蛍光体層 7 3 1に入射した青色の 波長の光はほぼ完全に緑色の波長の光に変換され、 蛍光体層 7 3 1からフィル夕 層 7 3 2に入射する光には青色の波長の光は殆ど含まれていないのである力 蛍 光体層 7 3 1から出射する光に含まれる光の成分のうち、 純粋な緑色の波長成分 よりも波長の長し、長波長成分 黄色成分 ) がフィルタ層 7 3 2によって除去され て光の色が補正されており、 より所望とする表示色 （ここでは彩度の高い純粋な 緑色） に近い色の表示光が得られている。

次に、 第 3実験例として、 青色の波長の光から白色系統の色の光を生成する場 合について説明する。 図 7 9のグラフは、 赤みがかった白色の光を生成するため の波長変換部材 Eのフィルタ層 7 3 2 (イ ンク 7 3 4 .) の光透過特性を示すもの であり、 図 8 0のグラフは、 黄色みがかった白色の光を生成するための波長変換 部材 Fのフィルタ層 7 3 2 (インク 7 3 4 ) の光透過特性を示すものである。 な お、 波長変換部材 E， Fの蛍光体層 7 3 1には同一の蛍光部材 7 3 3が使用され ている。

図 8 1におけて実線で示されるグラフは、 波長変換部材 E , Fの蛍光体層 7 3 1に使用される蛍光部材 7 3 3に光源 7 1 2の青色の波長の光を照射した場合に、 その蛍光部材 7 3 3から出射する光のスぺク トルを示している。 同図において、 2点鎖線， 1点鎖線で示されるグラフは、 本実験例に係る波長変換部材 E , Fに 光源、 7 1 2の青色の波長の光を照射した際 (こ生成される赤みがかった白色の光， 黄色みがかった白色の光のスぺク トルをそれぞれ示している。 なお、 各波長変換 部材 E , Fの蛍光部材 7 3 3から出射する光の色、 および各波長変換部材 E , F によって生成される表示光の色は、 図 7 5の色度図上の点 W ! nおよび W o u t 1， W o u t 2によってそれぞれ示されている。

これらのグラフから分かるように、 波長変換部材 E , Fの蛍光体層 7 3 1は、 青色の波長の光を受けて略黄色の波長領域の光を発光するようになつており、 蛍 光体層 7 3 1から出射する光の色は、 青色の波長の光の色と略黄色の波長領域の 光の色との加色混合色である白色である。 そして、 この白色の光が、 各波長変換 部材 E , Fのフィル夕層 7 3 2によって赤みがかった白色の光、 あるいは黄色み がかった白色の光に変換されている。

なお、 本実験例では、 薄い赤色あるいは薄い黄色のフィルタ層 7 3 2を形成し て蛍光体層 7 3 1から出射する白色の光を、 赤みがかった白色の光、 あるいは黄 色みがかった白色の光に変換するようにしたが、 白色の外観色を有するフィルタ 層 7 3 2を本実験例に係る蛍光体層 7 3 1に付して、 消灯時の表示面の色を白色 にするようにしてもよい。

続いて、 上述の図 7 2および図 7 3で示したこの発明の関連技術に係る面照光 表示装置に用いられるフィルタ層 7 3 6の具体例を示す。 図 8 2において鎖線で 示されるグラフは、 フィルタ層 7 3 6に使用される青色の外観色を有する青色ィ ンクの光透過特性を示すものである。 同図において、 一点鎖線で示されるグラフ は、 光源 7 1 2が発光する青色の波長の光のスぺク トルを示している。 また、 同 図において、 実線で示されるグラフは、 フィルタ層 7 3 6が形成された透明ァク リル板に光源 7 1 2の青色の波長の光を照射した場合の透過光のスぺク トルを示 している。

これらのグラフから分かるように、 光源 7 1 2が発光する光に含まれる光の成 分のうち、 所望とする波長成分 （ここでは、 純粋な青色の波長成分） の周辺成分 がフィルタ層 7 3 6によって抑制され、 光源 7 1 2が発光する光の色が所望とす る表示色により近づくように補正されている。 以上この発明の各実施例について説明したが、 この発明の範囲は上記実施例 (こ 限られるものではなく、 添付された請求の範囲によって規定される。

Claims

請求の範囲

1. 所定の表示面を照光して表示を行う表示装置において、

第 1波長の光 （ L 1 ) を発光する光源 （ 1 2 , 5 4， 2 1 2 a , 3 1 2 , 4 1 2 , 7 1 2 ) と、

前記光源と前記表示面との間に介在し、 入射する前記光源からの前記第 1波長 の光の少なく とも一部を前記第 1波長よりも波長の長い第 2波長の光 （丄2〕 に 変換して前記表示面に向けて出射する蛍光板 （ 2 2， 2 1 4 , 3 2 2 , 4 2 1 , 7 3 1 ) と、

を備える表示装置。

2. 請求の範囲 1に記載の表示装置において、

前記光源から前記表示面侧に進む光の光学経路上でその光を拡散または分散す る光拡散部材 （ 2 1 , 2 1 3 , 3 2 1 , 4 24, 7 2 1.) を、

さらに備える表示装置。

3. 請求の範囲 2に記載の表示装置において、

前記光拡散部材が、 ホログラム拡散板 （ 2 1 ) である表示装置。

4. 請求の範囲 2に記載の表示装置において、

前記光拡散部材は、 光透過性の材料からなり、 光を出射させる出射面側に複数 のプリズム面 （ 2 1 9 ) を平面状に配列したシ一卜部材 （ 2 1 3.) であり、 前記 出射面側を前記表示面に向けて配設される、 表示装置。

5. 請求の範囲 4に記載の表示装置において、

前記シート部材の前記複数のプリズム面 （ 2 1 3 ,) は、 そのシ一 卜部材の前記 出射面側に多角錐形状を有する複数のプリズム （ 2 1 3 c ) を、 その隣接するプ リズムの底面同士が隙間なく密着するように設けることにより形成される、 表示

6. 請求の範囲 1に記載の表示装置において、

前記蛍光板に光拡散材を混入した、 表示装置。

7. 請求の範囲 1に記載の表示装置において、

前記光源 （ 1 2 , 54, 2 1 2 a , 3 1 2， 4 1 2 7 1 2 ) が、 前記第 1波 長の光 （. L 1) として紫外領域から青色まで波長のうちのいずれかの波長の光を 発光する半導体発光素子である、 表示装置。

8. 請求の範囲 7に記載の表示装置において、

前記半導体発光素子 （ 1 2 , 5 4 , 2 1 2 a , 3 1 2 , 4 1 2 , 7 1 2 ) は、 前記第 1波長の光 （ L1.) として青色の光を発光し、

前記蛍光板 （ 2 2, 2 1 4, 3 2 2, 7 3 1 ) は、 前記半導体発光素子から発 光される青色の光の一部を吸収して前記第 2波長の光 （ L2) として黄色の波長 の光を発光する蛍光特性を有しており、

前記表示面と照光するための光として、 前記青色の波長の光と前記黄色の波長 の光とによって実質的に白色の光が得られる、 表示装置。

9. 請求の範囲 1に記載の表示装置において、

前記蛍光板と前記表示面との間に介在し、 前記蛍光板から出射する光のうち少 なく とも一部を前記表示面側に透過させるフィルタ （ 7 3 2 ) を、 さらに備え、 前記光源の点灯時に前記フ ィルタを透過して前記表示面を照光する光の色と、 前記光源の消灯時における前記表示面の色を実質的に規定する前記フィル夕の外 観色とを実質的に一致または近似させた、 表示装置。

1 0. 請求の範囲 9に記載の表示装置において、

前記蛍光板 （ 7 3 1 と前記フィルタ （ 7 3 2 ) とを、 前記蛍光板として機能 する蛍光体層と前記フィルタとして機能するフィル夕層とを一体に備える波長変 換部材 （.7 2 2 ) として一体化した、 表示装置。

1 1. 請求の範囲 1 0に記載の表示装置において、

前記フィル夕層 （ 7 3 2 ) は、 前記蛍光体層 （ 7 3 1.) を構成する蛍光部材 (: 7 3 3 ) の片側表面に前記フィルタ層を構成する所定のフィルタ材料 （ 7 3 4 ) を印刷または塗布することにより形成される、 表示装置。

1 2. 請求の範囲 1 0に記載の表示装置において、

前記フィル夕層 '： 73 2 ) は、 前記蛍光体層 （ 7 3 1 ) を構成する蛍光部材の 片側表面に前記フィル夕層を構成する熱転写フィルムを熱転写することにより形 成される、 表示装置。

1 3. 請求の範囲 1 0に記載の表示装置において、 前記フィル夕層 （ 7 3 2 ) は、 前記蛍光体層 （ 7 3 1 ) を構成する蛍光部材の 片側表面から所定の着色材を含浸させ、 前記蛍光部材の片側表層部を着色するこ とにより形成される、 表示装置。

1 4. 請求の範囲 1 0に記載の表示装置において、

前記波長変換部材 （ 7 2 2 ) は、 前記蛍光体層 、 7 3 1 ) を構成する蛍光部材 ( 7 3 3 ) と、 前記フィル夕層 （ 7 3 2 ) を構成するフィルタ部材 ' 7 3 5 ) と を接着材による接着または超音波溶着により一体化して形成される、 表示装置。

1 5. 請求の範囲 1 0に記載の表示装置において、

前記波長変換部材 （ 7 2 2.) は、 樹脂製の部材であり、 前記蛍光体層 （ 7 3 1；) と前記フィルタ層 （: 7 3 2 ) とが二層成形により形成される、 表示装置。

1 6. 請求の範囲 1に記載の表示装置において、

前記光源 （ 3 1 2 , 5 4 ) は、 前記第 1波長の光 （ L 1 ) を発光する第 1発光 体 （ S 1) と、 前記第 1波長とは異なる別波長の光 （ L0.) を発光する第 2発光体 ( S2) とを有し、

前記第 1および第 2発光体が発光する光を前記蛍光板 （ 3 2 2 ) に人射させ、 前記第 1発光体と前記第 2発光体との点灯状態を変更することにより、 前記蛍光 板から出射する光の色を変更可能である、 表示装置。

1 7. 請求の範囲 1 6に記載の表示装置において、

前記蛍光板 （ 3 2 2.) は、 前記別波長の光 （ L0) を実質的に透過させる、 表 示装置。

1 8. 請求の範囲 1 7に記載の表示装置において、

前記光源 （ 3 1 2， 5 4.) のうち前記第 1発光体 （ S 1) のみを発光させたと きには第 1の有彩色の光 （ L1) が前記蛍光板 （ 3 2 2 から出射され、

前記光源 （ 3 1 2 , 5 4 ) のうち前記第 2発光体 （ S2 のみを発光させたと きには第 2の有彩色の光 （:L2J が前記出射面から出射され、

前記第 1発光体および第 2発光体の双方を点灯したときには、 前記第 1の有彩 色の光と前記第 2の有彩色の光との加色混合によって第 3の有彩色の光 （ Lout) が前記蛍光板から出射される、 表示装置。

1 9. 請求の範囲 1 8に記載の表示装置において、 前記第 1および第 2の発光体 （ S l， S 2) のいずれか一方を点灯する場合と、 前記第 1および第 2の発光体の双方を点灯する場合とで、 前記第 1発光体および 前記第 2発光体の輝度を変更する輝度可変部 （ PWa, PWb, S Wa, SWb) を、 さらに備える表示装置。

2 0. 請求の範囲 1に記載の表示装置において、

前記蛍光板 （ 4 2 1 , 4 8 2； ) と前記表示面との間に介在し、 前記出射面から 出射する光のうち、 前記蛍光板を透過した前記第 1波長の光 （ L 1 ) を取り除き、 実質的に前記第 2波長の光 （ L2) のみを前記表示面に向けて透過させるフィル 夕 （ 4 2 3 , 4 8 4 ) を、

さらに備える表示装置。

2 1. 所定の光を所定の表示面より出射させることにより、 前記表示面にて光 学的な表示を行う表示装置であって、

第 1波長の光 （ L 1) を発光する光源 （ 4 1 2 , 5 4 , 4 9 2 ) と、

前記光源と前記表示面との間に介在し、 前記第 1波長の光を受けて第 1波長よ りも長い第 2波長の光 （ L2) を発光する蛍光材料 （. FM a , F M b ) と、 前記 第 1波長の光を減衰させるフィルタ材料とを含んで一体的に構成されており、 入 射した前記第 1波長の光を受けて前記蛍光材料が発光した前記第 2波長の光を前 記表示面に向けて出射させる一方、 前記蛍光材料によって変換されない入射した 残りの前記第 1波長の光を前記フィルタ材料の働きにより減衰させて実質的に透 過させない波長変換部材 （ 4 9 1 , 5 0 1 , 5 1 1 , 5 1 2 ) と、

を備える表示装置。

2 2. 請求の範囲 2 1に記載の表示装置において、

前記波長変換部材 （ 4 9 1 ) は、

前記フィルタ材料を含んで構成されるフィル夕部材 （: 4 9 3 ) と、

前記フィルタ部材中に混入された前記蛍光材料 （ FM a ) と、

を含んで形成される表示装置。

2 3. 請求の範囲 2 1に記載の表示装置において、

前記波長変換部材は、

前記フィルタ材を含んで構成されるフィルタ部材 （ 5 0 1 ) と、 前記フィルタ部材の前記光源側の表面に塗布された前記蛍光材料 （ FMb ) と、 を含んで形成される表示装置。

2 4. 所定の光を所定の表示面より出射させることにより、 前記表示面にて光 学的な表示を行う表示装置であって、

第 1波長の光 （ L 1 ' を発光する光源 （ 1 2, 3 1 2.) と、

入射する光の一部をそのまま出射させるとともに、 入射した前記光の残りによ つて前記第 1波長より長く、 しかも互いに異なる波長の光 （ L2， L3) をそれぞ れ発光する複数の蛍光板 （ 9 1 , 9 2， 3 9 1 , 3 9 2 ) を積層してなり、 前記 光源からの光を受ける入射面と、 前記第 1波長の光および前記複数の蛍光板でそ れぞれ発光した前記光を前記表示面に向けて出射する出射面とを有する波長変換 部材 （ 9 0, 3 9 0 ) と、

を備える表示装置。

2 5. 請求の範囲 24に記載の表示装置において、

前記光源 （ 3 1 2 ) は、 前記第 1波長の光 （ L 1) を発光する第 1発光体 （ s υ と、 前記第 1波長とは異なる別波長の光 （ L 0 ) を発光する第 2発光体 （ S 2 と を有し、

前記第 1および第 2発光体が発光する光を前記波長変換部材 （ 3 9 0 ) の前記 入射面に入射させ、 前記第 1発光体と前記第 2発光体との点灯状態を変更するこ とにより、 前記出射面から出射する光の色を変更可能である、 表示装置。

2 6. 請求の範囲 2 5に記載の表示装置において、

前記波長変換部材 、 3 9 0 ) は、 前記別波長の光 （ L0:) を実質的に透過させ る表示装置。

2 7. 光源からの光を所定の投光面に導き、 その投光面全体で照明を行う照明 装置において、

光透過性の材料からなり、 光を出射させる出射面側に複数のプリズム面 ', 2 1 9 ) を平面状に配列したシート部材 （ 2 1 3 ) を、 前記出射面侧を前記投光面に 向けて前記光源と前記投光面との間に備える、 照明装置。

2 8. 発光ダイォード素子を用いた表示装置において、

前記発光ダイォ一 ド素子 （ 6 0 4 ) を平面状に実装してなる発光器本体 （ 6 0 3 a ) と、

前記発光器本体 （ 6 0 3 a において前記発光ダイォ一 ド素子 （ 6 0 4 ) の周 囲に装着された、 所定の蛍光材 （ 6 0 7 ) 入りの第 1のドーム状キヤップ部材 ( 6 0 6 ) と、

を備える表示装置。

2 9. 請求の範囲 2 8に記載の表示装置において、

前記第 1のドーム状キヤ ップ部材 （ 6 0 6 ) には、 さらに拡散材が混入されて いる、 表示装置。

3 0. 請求の範囲 2 8に記載の表示装置において、

第 1のドーム状キヤップ部材 （ 6 0 6 ：' の外周には、 拡散材 （ 6 0 9 ) 入りの 第 2のドー厶状キヤップ部材 （ 6 0 8 ) が装着されている、 表示装置。

3 1. 請求の範囲 2 8に記載の表示装置において、

第 1のドーム状キヤップ部材 （ 6 0 6 ) の外周には、 染料入りの第 3のド一厶 状キャップ部材 （ 6 1 0.) が装着されている、 表示装置。