JP2005024520A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示装置のバックライト光源からの照明光で該液晶表示装置上に延在する文字板の透光性表示部を他の領域に形成された透光性表示部と同等に照明し得る車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 車両用表示装置１０は、液晶板２６及び１組の偏光板２７を有する液晶表示板１９と、該液晶表示板の背面側に配置された光源２２と、液晶表示板１９の前面側に配置され該液晶表示板の一部を覆って配置される重複部１７ｆを有し、該重複部を含む領域に指針１７ｃにより指示される透光性の表示部１７ａが設けられた文字板１７ｂとを備える。偏光板２７には前記光源２２からの光の透過を許す透光部２８が文字板１７ｂの重複部１７ｆに対応して設けられ、液晶板２６には透光部２８に対応して液晶１９ａの非充填部３１が形成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車のような車両の表示装置に関し、特に、アナログ式指針計器にデジタル表示のための液晶表示装置を組み込んだ車両用表示装置に関する。

この種の車両用表示装置の一つに、例えば車速を表示するスピードメータのようなアナログ式指針計器と、走行距離を表示する液晶表示式距離計のようなデジタル式液晶表示装置とを共通のプリント配線基板上に組み付けた車両用計器がある（例えば、特許文献１参照。）。

この車両用計器によれば、アナログ指針計器の文字板に窓を設け、液晶表示装置の液晶表示板を露出させることにより、アナログ表示の文字板上に液晶表示装置により他の情報を表示することができる。
特開平１１−２７１１００号公報（第４、５頁、図１）

本願発明者は、先に、特願２００３−０１１３２７号で、このような液晶表示装置の部品点数の削減による製造コストの低減を目的として、液晶表示装置のバックライト光源からの照明光を用いて、液晶表示装置上に延びる文字板の重複部分に形成された透光性表示部からなる文字板上の文字あるいは目盛を照らすことを提案した。

この文字板の透光表示部の照射のために、液晶表示装置の偏光板の前記透光表示部に対応する位置に切欠きが設けられる。この切欠きによって形成された偏光板の透光部を経るバックライト光源からの照明光が文字板の重複部分の透光性表示部をその背面より照射する。従って、この透光性表示部を照明するための導光部材を別途形成することなく、液晶表示装置上に延在してこれに重複する文字板の透光性表示部を当該液晶表示装置のバックライト光源で照射することができる。

しかしながら、偏光板の前記透光部を経るバックライト光源からの照明光は液晶表示装置の液晶によってその光量の一部が吸収あるいは散乱されることから、偏光板の前記透光部に重複する領域に形成された文字板上の透光性表示部である目盛あるいは文字を他の領域に形成されたそれらと同等に照明することはできない。特に、液晶に顔料のような着色剤が混入されている場合、バックライト光源から液晶を透過する照明光の光量が著しく低減するばかりでなく、この液晶を透過した光が液晶により着色されることから、文字板の他の領域に形成された透光性表示部との間に色彩差が生じるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、液晶の影響を受けることなく該液晶表示装置のバックライト光源からの照明光で液晶表示装置上に延在する文字板に形成された透光性表示部を他の領域に形成された透光性表示部と同等に照明し得る車両用表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一対の透明基板間に液晶を充填して形成された液晶板を有する液晶表示板と、該液晶表示板の背面側に配置されたバックライト光源と、前記液晶表示板の前面側に配置され該液晶表示板の一部を覆って配置される重複部を有し、該重複部を含む領域に透光性の表示部が設けられた文字板と、該文字板上の前記表示部を指示する指針とを備える車両用表示装置であって、前記液晶板には前記液晶の非充填部が前記文字板の重複部に対応して形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、液晶板には前記文字板の重複部に対応して液晶の非充填部が形成されていることから、前記非充填部を経るバックライト光源からの透過光が液晶板の液晶により従来のような吸収あるいは散乱を受けることがないので、この液晶により着色されることなくまた光強度を低減されることなく、したがって、文字板の液晶板上に延在する領域に形成された透光性表示部を他の領域に形成されたそれらと同等に照明することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、液晶板が一対の透明基板間に液晶を封入するためのシール部材を有し、該シール部材が前記透明基板間に前記非充填部を区画するように前記透明基板の縁部からその中央部へ向けて前記重複部の縁部に沿って配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、一対の透明基板間に配置されるシール部材を文字板の前記重複部の縁部に沿って配置することにより、この重複部に沿った形状の非充填部を比較的容易に形成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、液晶が色素を混入した着色液晶であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、液晶が着色液晶の場合であっても、バックライト光源から前記非充填部を透過する照明光は前記液晶により着色されることがないので、文字板の液晶板上に延在する領域に形成された透光性表示部を他の領域に形成されたそれらと同色の光で照明することができ、色違いによる違和感を解消することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の発明において、液晶表示板は前記液晶板の両面側に配置された１組の偏光板を有し、該各偏光板にはバックライト光源からの光の透過を許す透光部が前記文字板の重複部に対応して設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、液晶表示板に偏光板が設けられるタイプの例えばＴＮ、ＳＴＮ、ＴＦＴ液晶等の液晶表示板が用いられる車両用表示装置に摘要され、液晶表示板の偏光板に文字板の重複部に対応する透光部を形成することにより、バックライト光源からの照射光が偏光板の透光部を経ることにより、該偏光板によって妨げられることなく、この照射光を液晶板の非充填部を経て前記重複部に向けることができる。

請求項１に記載の発明によれば、文字板の液晶表示板上に延在する領域に対応して該液晶表示板の液晶板に液晶の非充填部を形成することにより、この液晶表示板上に延在する領域に形成された透光性表示部を文字板上の他の領域に形成されたそれらと同等に照明することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、液晶表示板の一対の透明基板間に配置されるシール部材を文字板の重複部の縁部に沿って配置することにより、比較的容易に前記重複部に沿った形状の非充填部を形成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、文字板の液晶表示板上に延在する領域に形成された透光性表示部を他の領域に形成されたそれらと同色の光で照明することができ、液晶の色違いによる違和感を解消することができる。

請求項４に記載の発明によれば、偏光板に液晶の非充填部に対応する透光部を形成することにより、偏光板が設けられた液晶表示板を用いる車両用表示装置においても、液晶表示板上に延在する領域に形成された透光性表示部を文字板上の他の領域に形成されたそれらと同等に照明することが可能となる。

以下、本発明を液晶板としてＴＮ液晶が用いられた図示の実施例に沿って詳細に説明する。

本発明に係る車両用表示装置１０は、図１および図２に示すように、ベース部材１１ａおよびケースカバー１１ｂで構成される筐体１１（図２参照）を備え、ケースカバー１１ｂの窓開口１２には、透明な保護板１３が装着されている。筐体１１内には、図１に示すように、電気回路が形成されたプリント回路基板１４と、該基板の表面に配置される光ガイド部材１５を介してプリント回路基板１４に取り付けられるディジタル式液晶表示装置１６と、光ガイド部材１５を介してプリント回路基板１４に取り付けられるアナログ式表示装置１７とが組み込まれている。

液晶表示装置１６は、図示の例では、走行距離の情報を表示する距離計を備える。液晶表示装置１６は、図１に示すように、液晶が封入された液晶表示板１９と、該液晶表示板の縁部を覆う例えば遮光性を有する金属材料からなる枠体２０とを備え、該枠体を介して、光ガイド部材１５の前面の下方部分２１に取り付けられる。プリント回路基板１４の下部には、多数の発光ダイオード２２が横方向に整列して配置されている。この発光ダイオード２２からの光は、光ガイド部材１５の下方部分２１に各発光ダイオード２２に対応して設けられた光案内孔２３を経て、液晶表示板１９をその背面から照射する。従って、発光ダイオード２２は液晶用バックライト光源として作用する。この液晶表示装置１６の液晶表示板１９の構成は後で詳細に説明する。

アナログ式表示装置１７は、図示の例ではエンジンの回転数を表示する回転計である。アナログ式表示装置１７は、光ガイド部材１５の前面に取り付けられ、目盛および文字等からなる表示部１７ａが付された文字板１７ｂと、該文字板上の表示部１７ａを指し示すための指針１７ｃとを備える。指針１７ｃは、プリント回路基板１４に設けられた電気モータを有するムーブメント１７ｄの駆動軸に連結され、該ムーブメントの動作により表示部１７ａに沿って回動する。表示部１７ａは透光性を有し、この透光性の表示部１７ａを文字板１７ｂの背面から照らすための文字板用バックライト光源となる文字板用発光ダイオード２４がプリント回路基板１４に取り付けられている。この文字板用発光ダイオード２４からの光は、光ガイド部材１５に設けられた光案内孔２５を経て文字板１７ｂの背面から表示部１７ａが設けられた所定箇所に向けて照射される。

文字板１７ｂの下方部分の背面には液晶表示装置１６が配置されており、この下方部分には、液晶表示装置１６のための窓１７ｅが形成されている。また文字板１７ｂには、窓１７ｅ内で液晶表示装置１６上に重複して張り出す延在部１７ｆが設けられており、この延在部１７ｆには表示部１７ａが配置されている。

また、図１に示すように、液晶表示装置１６の枠体２０の前面には、文字板１７ｂの重複部である延在部１７ｆに対応した窓部２０ａを規定する枠部２０ｂが形成されている。

前記した液晶表示板１９の詳細を図３に沿って説明する。液晶表示板１９は、液晶１９ａ（図２参照）が封入された液晶板２６と、該液晶板の両面に沿って配置された一組の偏光板２７ａ、２７ｂとを備える。両偏光板２７ａ、２７ｂは、従来よく知られているように偏光面を互いに９０度ずらせて配置されている。両偏光板２７ａ、２７ｂには、前記した偏光面が形成されていない領域からなる透光部２８が設けられている。透光部２８は、文字板１７ｂの延在部１７ｆに対応するように、枠体２０の窓部２０ａ（図１参照）に対応して形成されている。この透光部２８には偏光面が形成されていないことから、透光部２８は発光ダイオード２２からの光の透過を許す。この透光部２８を各偏光板２７ａ、２７ｂの部分的な切欠きにより形成することができる。

液晶板２６は、例えば板一対の透明なガラス板からなる透明基板２６ａ、２６ｂを備え、両透明基板２６ａ、２６ｂ間に液晶１９ａが封入される。両透明基板２６ａ、２６ｂ間に液晶を封入するに先立って、従来よく知られているように、一方の透明基板２６ａ上に電極１８ａが配置される。図示の例では、ＴＮセグメント方式に従って電極１８ａが配置されている。また他方の透明基板２６ｂ上には該透明基板の内面のほぼ全面を覆う透明な共通電極１８ｂが形成される。両透明基板２６ａ、２６ｂの互いに対向する内面のそれぞれには、各電極１８（１８ａ、１８ｂ）を覆うように、例えばポリイミドからなる配向膜（図示せず）が形成され、その後、一方の透明基板２６ａの対向面上には、液晶１９ａを封入するための薄膜状の例えば熱硬化性あるいは紫外線硬化性を有するシール部材２９が印刷により形成される。

シール部材２９は、一方の透明基板２６ａの下縁に沿って配置される底縁部２９ａと該底縁部の両端から透明基板２６ａの両側縁に沿って立ち上がる両側縁部２９ｂ、２９ｃと、該両側縁部の両端を連結すべく透明基板２６ａの上縁に沿って配置される上縁部２９ｄとを備える。一方の側縁部２９ｂには、不連続部分からなる充填口３０ａが形成されている。また、上縁部２９ｄには、前記枠体２０の窓部２０ａに沿って、すなわち偏光板２７（２７ａ、２７ｂ）の透光部２８に沿って透明基板２６ａの中央部へ向けて全体にＵ字状に張り出す張出部２９ｅが形成されている。この張出部２９ｅは、張出領域３１をその外方領域から区画することにより、両透明基板２６ａ、２６ｂ間に後述するように液晶１９ａが充填されたとき、この液晶の非充填部を区画する。

透明基板２６ａ上にシール部材２９が配置されると、該シール部材を間に挟むように両透明基板２６ａ、２６ｂがその間に液晶の注入のためのスペースを保持して互いに接合され、シール部材２９により封止される。その後、充填口３０ａから例えば顔料を含む着色された液晶材料が両透明基板２６ａ、２６ｂ間に充填され、充填口３０ａが封止される。この液晶材料の充填を円滑に行うため、充填口３０ａと反対側の側縁部２９ｃに吸引口３０ｂを設け、透明基板２６ａ、２６ｂ間に吸引負圧を作用させることができる。

両透明基板２６ａ、２６ｂ間に注入された液晶材料は両透明基板２６ａ、２６ｂ間のスペースに均等に拡がるが、このスペースに張り出す張出部２９ｅにより、透光部２８に対応する領域３１が区画されていることから、この区画領域３１への液晶材料の侵入が防止され、これにより液晶板２６には透光部２８に対応する非充填部３１が形成される。

この非充填部３１は、図示の例では、シール部材２９の上縁部２９ｄにより外気と遮断されているが、この上縁部２９ｄの非充填部３１に対応する部分を不要とし、非充填部３１を外気に連通することができる。しかしながら、この連通によって外気の塵埃等が非充填部３１に侵入する虞があるので、この塵埃の侵入を防止するために、図３に示すとおり、シール部材２９の上縁部２９ｄで非充填部３１を外気と遮断することが望ましい。

液晶板２６は、その非充填部３１が偏光板２７（２７ａ、２７ｂ）の各透光部２８に対応しかつ枠体２０の窓部２０ａに対応するように、偏光板２７と一体的に枠体２０を介して筐体１１に取り付けられる。このとき、偏光板２７ａの背面には、バックライト光源２２からの照射光の均一化のために、この照明光を拡散させる光拡散板３２が配置される。

液晶表示板１９は、従来よく知られているように、透明基板２６ａ、２６ｂに設けられた前記共通電極１８ｂおよびセグメント電極１８ａ間に電圧が印加されていない状態では、従来よく知られているように、偏光板２７ａ、２７ｂ間に配置された液晶１９ａの分子配列が各偏光板２７ａ、２７ｂの偏光方向に沿うように順次ねじれを与えられている。そのため、電圧を印加されていない状態では液晶板２６は全体に透光性を示す。この透光性を示す状態では、液晶表示板１９は光拡散板３２を通して照射される発光ダイオード２２からの照射光の透過を許す。

他方、前記共通電極１８ｂおよびセグメント電極１８ａ間に電圧が印加されると、電圧が印加された液晶セグメント部分は分子配列のねじれを解放される。その結果、電圧の印加を受けた液晶セグメント部分は遮光性を示す。

従って、セグメント電極１８ａを選択し、この選択されたセグメント電極１８ａと共通電極１８ｂとの間に所定の電圧を印加することにより、各液晶セグメント部分は、発光ダイオード２２からの照射光に対するシャッタ機能を果たすことから、従来よく知られているように液晶表示板１９での所定の表示が可能となる。

本発明に係る車両用表示装置１０では、液晶表示装置１６の液晶表示板１９上に張り出す文字板１７ｂの延在部１７ｆに対応して、液晶表示装置１６の枠体２０に窓部２０ａが形成され、液晶表示板１９の各偏光板２７ａ、２７ｂに透光部２８が形成され、さらに液晶板２６に非充填部３１が形成されている。これらは、前記した液晶表示板１９の表示動作の如何に拘わらず液晶表示装置１６のバックライト光源である発光ダイオード２２からの光の透過を許すことから、開放窓として機能する。

従って、発光ダイオード２２からの光のうち、前記開放窓を構成する窓部２０ａ、透光部２８および非充填部３１を経る光は、文字板１７ｂの延在部１７ｆに形成された目盛あるいは文字のような表示部１７ａを文字板１７ｂの背面から照射する。また、この照射光は、液晶板２６の非充填部３１を経ることから、従来のように液晶板２６の液晶１９ａにより着色されることなく、また光強度の低減を受けることなく、延在部１７ｆ上の表示部１７ａを文字板１７ｂ上の他の領域に形成された表示部１７ａと同等に、文字板１７ｂの背面から照射する。

また、延在部１７ｆに向けられる光は液晶１９ａによって着色されないことから、着色された液晶１９ａを用いた液晶表示板１９であっても、延在部１７ｆ上に形成された表示部１７ａを文字板１７ｂ上の他の領域に形成された表示部１７ａと同色の光で照明することができるので、照明光の色違いによる違和感を解消することができる。

本発明をセグメント方式の液晶表示板１９に沿って説明したが、セグメント方式以外の例えばドットマトリクス方式の液晶表示板を用いた計器にも本発明を適用することができる。また、非充填部３１は、前記した例に限らず、必要に応じて、所望数を所望形状に形成することができる。また、液晶表示板として、ＴＮ（ツイストマネティック型）液晶の他、ＳＴＮ（スーパーツイストマネティック型）あるいはＴＦＴ（薄膜トランジスタ型）液晶のような偏光板を有する液晶表示板を用いることができ、液晶表示板として、偏光板を用いないＧＨ（ゲストホスト型）液晶を用いることもできる。

また、本発明は、液晶材料として、着色液晶材料以外の無着色液晶材料を用いることができ、特に、ネガ表示による表示文字のコントラストの向上のために用いられる着色液晶材料との組み合わせにより、色違いによる違和感をも解消できるという技術的効果的を奏することができる。

本発明に係る車両用計器を分解して示す斜視図である。 図１に示した車両用計器の正面図である。 図１に示した液晶表示板を分解して示す斜視図である。

符号の説明

１０ 車両用計器
１７ａ 表示部
１７ｂ 文字板
１７ｃ 指針
１７ｆ （重複部）延在部
１９ 液晶表示板
１９ａ 液晶
２２ （バックライト光源）発光ダイオード
２６ 液晶板
２６ａ、２６ｂ 透明基板
２７（２７ａ、２７ｂ） 偏光板
２８ 透光部
２９ シール部材
３１ 非充填部

Claims (4)

1. 一対の透明基板間に液晶を充填して形成された液晶板を有する液晶表示板と、該液晶表示板の背面側に配置されたバックライト光源と、前記液晶表示板の前面側に配置され該液晶表示板の一部を覆って配置される重複部を有し、該重複部を含む領域に透光性の表示部が設けられた文字板と、該文字板上の前記表示部を指示する指針とを備える車両用表示装置であって、前記液晶板には前記液晶の非充填部が前記文字板の重複部に対応して形成されていることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記液晶板は前記一対の透明基板間に前記液晶を封入するためのシール部材を有し、該シール部材は前記透明基板間に前記非充填部を区画するように前記透明基板の縁部からその中央部へ向けて前記重複部の縁部に沿って配置されている請求項１記載の車両用表示装置。
3. 前記液晶は色素を混入した着色液晶である請求項１または２に記載の車両用表示装置。
4. 前記液晶表示板は前記液晶板の両面側に配置された１組の偏光板を有し、該各偏光板には前記バックライト光源からの光の透過を許す透光部が前記文字板の重複部に対応して設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用表示装置。