JP2018090103A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】条件が異なる表示に対して液晶パネルを共通化する技術を提供する。【解決手段】液晶パネル１０は、互いに異なった第１領域３０と第２領域３２とを同一面側に有する。第１導光パネル１２は、液晶パネル１０の第１領域３０に配置される。第１光源１６は、第１導光パネル１２に取り付けられる。第２導光パネル１４は、液晶パネル１０の第２領域３２に配置される。第２光源１８は、第２導光パネル１４に取り付けられる。第１導光パネル１２の視野角は、第２導光パネル１４の視野角と異なる。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関し、特に液晶パネルを含む表示装置に関する。

液晶ディスプレイ装置に使用される直下型のバックライト装置では、一般的に、バックライト装置の発光領域全体に同一のランプがマトリクス状に配置される。その際、ＲＧＢの各ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）に加え白色ＬＥＤを発光領域全体に配置することはコスト高につながる。一方、液晶ディスプレイ装置の使用形態によっては、液晶ディスプレイの表示領域の一部に、高輝度の表示をしない領域あるいは単色の表示のみを行う領域が存在する場合がある。このような状況おいて、第１発光領域には、ＲＧＢの各ＬＥＤを含む少なくとも３種類のＬＥＤが配置され、第２発光領域には１または２種類のＬＥＤが配置される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３０５３４１号公報

車両におけるメータパネルとヘッドアップディスプレイとは搭載場所が近いにもかかわらず、それぞれに対して別の液晶ディスプレイを使用する場合、コストが増加する。一方、メータパネルとヘッドアップディスプレイは液晶ディスプレイを使用するという点では共通するが、必要とされる輝度および視野角が異なるので、それぞれに適した表示が望まれる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、条件が異なる表示に対して液晶パネルを共通化する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の表示装置は、互いに異なった第１領域と第２領域とを同一面側に有する液晶パネルと、液晶パネルの第１領域に配置される第１導光パネルと、第１導光パネルに取り付けられる第１光源と、液晶パネルの第２領域に配置される第２導光パネルと、第２導光パネルに取り付けられる第２光源とを備える。第１導光パネルの視野角は、第２導光パネルの視野角と異なる。

本発明によれば、条件が異なる表示に対して液晶パネルを共通化できる。

実施例１に係る表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図２（ａ）−（ｃ）は、図１の表示装置の構成を示す平面図である。 図１の表示装置を備える表示システムの構成を示す断面図である。 実施例２に係る表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図５（ａ）−（ｃ）は、図４の表示装置の構成を示す平面図である。 図４の表示装置を備える表示システムの構成を示す断面図である。

（実施例１）
実施例を具体的に説明する前に、実施例の創出に至った経緯を述べる。本実施例は、メータパネルとヘッドアップディスプレイのような異なった画像を同時に表示する表示装置に関する。メータパネルのための表示とヘッドアップディスプレイのための表示には異なった条件が要求される。具体的に説明すると、ヘッドアップディスプレイのための表示には、メータパネルのための表示と比較して、明るくかつ集光されていることが求められる。これは、高い輝度と狭い視野角が求められることに相当する。つまり、視野角と輝度には関連があり、視野角が広くなると光も広く拡散されることによって輝度が低くなってしまうので、メータパネルよりも高い輝度が必要とされるヘッドアップディスプレイでは、表示エリアが狭いので、視野角が狭くされる。一方、コストの増加を抑制するために、異なった画像を同時に表示する場合であっても液晶パネルが共通化される方が望ましい。そこで、本実施例に係る表示装置は以下のように構成される。なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行、直交からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

図１は、実施例１に係る表示装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２（ａ）−（ｃ）は、表示装置１００の構成を示す平面図である。図１および図２（ａ）−（ｃ）に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、表示装置１００の液晶パネル１０の面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、表示装置１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１および図２（ａ）−（ｃ）における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。ｚ軸の正方向は「正面側」を示し、ｚ軸の負方向は「裏面側」を示す。

表示装置１００は、液晶パネル１０、第１導光パネル１２、第２導光パネル１４、光源実装基板２０を含む。また、液晶パネル１０は、第１領域３０、第２領域３２を含み、光源実装基板２０は、第１領域２２、第２領域２４を含む。さらに、第１領域２２に第１光源１６が含まれ、第２領域２４に第２光源１８が含まれる。表示装置１００は、例えば、車両のインストルメンタルパネル（図示せず）に備えられる。なお、インストルメンタルパネルはダッシュボードとも呼ばれる。図１におけるｚ軸の正方向側に運転席、助手席（図示せず）が配置されており、運転席に着席した運転者がｚ軸の負方向に向かって表示装置１００を視認する。

液晶パネル１０は、板形状に形成されており、ｘ−ｙ平面に広がる矩形状の面をｚ軸の正方向側と負方向側とに有する。液晶パネル１０におけるｘ−ｙ平面に広がる矩形状の面は、図２（ａ）に示されるように、互いに異なった第１領域３０と第２領域３２とを同一面側に有する。ここでは、ｘ軸方向の中央部分かつｙ軸方向の正方向側に第１領域３０が配置されるとともに、第１領域３０が配置されていない残りの部分に第２領域３２が配置される。また、液晶パネル１０の第１領域３０の面積は、液晶パネル１０の第２領域３２の面積よりも狭い。図１に戻る。このような構成において、第１領域３０にはヘッドアップディスプレイ用の画像が表示され、第２領域３２には、メータパネル用の画像が表示される。ヘッドアップディスプレイ用の画像、メータパネル用の画像には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明する。第１領域３０および第２領域３２は、ｚ軸の正方向側の面と負方向側の面の両方において、互いに相対した位置に配置される。

第１導光パネル１２は、液晶パネル１０のｚ軸の負方向側において、液晶パネル１０の第１領域３０に配置される。第１導光パネル１２は、板形状に形成されており、第１領域３０と同様のサイズの面であって、かつｘ−ｙ平面に広がる矩形状の面をｚ軸の正方向側と負方向側とに有する。また、第２導光パネル１４は、液晶パネル１０のｚ軸の負方向側において、液晶パネル１０の第２領域３２に配置される。第２導光パネル１４は、第１導光パネル１２に近接した部分がくぼんだ板形状に形成されており、第２領域３２と同様のサイズの面であって、かつｘ−ｙ平面に広がる一部切欠いた形状の面をｚ軸の正方向側と負方向側とに有する。図２（ｂ）に示されるように、ｘ軸方向の中央部分かつｙ軸方向の正方向側に第１導光パネル１２が配置されるとともに、第１導光パネル１２が配置されていない残りの部分に第２導光パネル１４が配置される。図１に戻る。

ここで、第１導光パネル１２の視野角は第２導光パネル１４の視野角と異なっており、第１導光パネル１２の視野角は第２導光パネル１４の視野角よりも狭くされる。第１導光パネル１２の視野角は、垂直方向で±１０度以上、水平方向で±３０度以上である。例えば垂直方向±１０度、水平方向±３０度であれば、コンバイナ６４に投影される第１表示光５０を運転者７０が視認可能な領域が確保される。第２導光パネル１４の視野角は、垂直方向で＋２０度以上、−１０度以上、水平方向で±５０度以上である。例えば垂直方向＋２０度、−１０度、水平方向±５０度であれば、第２領域３２からの第２表示光５２を運転者７０が視認可能な領域が確保される。このような視野角を確保するために、第１導光パネル１２と第２導光パネル１４はそれぞれ異なる導光板や異なる２枚のプリズムシートによって形成される。導光パネルの視野角を広くする場合、導光パネルからの表示輝度を確保するために光源のＬＥＤ発光出力を上げる必要がある。一方、視野角が狭い場合はＬＥＤ発光出力を上げずに表示輝度を上げることができる。

光源実装基板２０は、第１導光パネル１２および第２導光パネル１４のｚ軸の負方向側に配置される。光源実装基板２０は、板形状に形成されており、液晶パネル１０と同様のサイズの面であって、かつｘ−ｙ平面に広がる矩形状の面をｚ軸の正方向側と負方向側とに有する。光源実装基板２０におけるｚ軸の正方向側の面には、第１領域２２と第２領域２４とが配置される。第１領域２２は、第１領域３０および第１導光パネル１２と同様のサイズの面であって、ｘ−ｙ平面に広がる矩形状の面であり、第２領域２４は、第２領域３２および第２導光パネル１４と同様のサイズの面であって、かつｘ−ｙ平面に広がる一部切欠いた形状の面である。

図２（ｃ）に示されるように、ｘ軸方向の中央部分かつｙ軸方向の正方向側に第１領域２２が配置されるとともに、第１領域２２が配置されていない残りの部分に第２領域２４が配置される。第１領域２２には、１つ以上の第１光源１６が設けられる。ここでは、一例として３つの第１光源１６が設けられる。このような構成により、第１光源１６は、第１導光パネル１２に取り付けられるといえる。一方、第２領域２４には、複数の第２光源１８がマトリクス上に設けられる。図１に戻る。このような構成により、第２光源１８は、第２導光パネル１４に取り付けられるといえる。ここで、第１光源１６の輝度は第２光源１８の輝度と異なっており、第１光源１６の輝度は第２光源１８の輝度よりも高い。例えば、液晶入射前の第１光源１６の輝度は、２００，０００〜２，０００，０００ｃｄ／ｍ^２であり、第２光源１８の輝度は、１５，０００〜２５，０００ｃｄ／ｍ^２である。

第１光源１６から出射された第１光４０は、第１導光パネル１２、第１領域３０の順にｚ軸の正方向に向かって進む。一方、第２光源１８から出射された第２光４２は、第２導光パネル１４、第２領域３２の順にｚ軸の正方向に向かって進む。そのため、表示装置１００は、直下型方式のディスプレイ装置であるといえる。

図３は、表示装置１００を備える表示システム２００の構成を示す断面図である。表示システム２００は、第１反射部材６０、第２反射部材６２、コンバイナ６４、表示装置１００を含む。表示装置１００の第１光源１６から出射され、かつ第１導光パネル１２、第１領域３０を順に進んだ第１光４０は、第１表示光５０として第１領域３０から出射される。第１領域３０は、出射された第１表示光５０が第１反射部材６０に入射するように傾いて配置される。

第１反射部材６０は、第１領域３０のｚ軸の正方向側に配置される。第１反射部材６０はミラーである。第１反射部材６０は、第１領域３０から出射された第１表示光５０を第２反射部材６２に向けて反射する。第２反射部材６２は、第１反射部材６０のｙ軸の正方向側に配置される。第２反射部材６２は第１反射部材６０と同様のミラーである。第２反射部材６２は、第１反射部材６０において反射された第１表示光５０をコンバイナ６４に向けて反射する。

コンバイナ６４は、第２反射部材６２のｙ軸の正方向側、かつｚ軸の負方向側に配置される。コンバイナ６４は、例えばハーフミラーであり、板ガラスと、この板ガラスの一方の面に蒸着された錫または銀などの光半透過膜とで構成される。この光半透過膜は反射膜ともいえる。コンバイナ６４は、半透過性を有しており、運転者７０がコンバイナ６４を通して車両の前方を目視できるように形成される。車両の前方はｚ軸の負方向に相当する。コンバイナ６４には、第１領域３０から出射され、かつ第１反射部材６０、第２反射部材６２によって反射された第１表示光５０が入射される。

コンバイナ６４に入射された表示光の少なくとも一部は運転者７０の方向に向かって反射するので、コンバイナ６４に投影された情報は、車両前方の風景に重畳されながら運転者７０に視認される。その際、運転者７０は、コンバイナ６４に投影された情報を虚像６６として視認する。この情報は、例えば、車両の速度、燃料の残量などを示す画像、または、目的地までの距離、進行方向、現在地名、現在地付近に存在する施設、店舗の名称などを示す画像などである。

表示装置１００の第２光源１８から出射され、かつ第２導光パネル１４、第２領域３２を順に進んだ第２光４２は、第２表示光５２として第２領域３２から出射される。第２表示光５２は運転者７０に直接入射されるので、運転者７０は、第２表示光５２によって示されるメータパネルの画像を視認する。

本実施例によれば、液晶パネルを第１領域と第２領域に分け、視野角が互いに異なった第１導光パネル、第２導光パネルを取り付けるので、第１領域と第２領域のそれぞれから出射される表示光の広がり方を変えることができる。また、液晶パネルを第１領域と第２領域に分け、輝度が互いに異なった第１光源、第２光源を取り付けるので、第１領域と第２領域のそれぞれから出射される表示光の明るさを変えることができる。また、第１領域と第２領域のそれぞれから出射される表示光の広がり方あるいは明るさが変えられるので、条件が異なる表示に対して液晶パネルを共通化できる。

また、第１光源の輝度が第２光源の輝度よりも高く、第１導光パネルの視野角が第２導光パネルの視野角よりも狭いので、第２領域から出射される表示光よりも第１領域から出射される表示光を明るくかつ狭角にできる。また、第２領域から出射される表示光よりも第１領域から出射される表示光が明るくなるので、第１領域の方を明るくする条件に対応できる。また、第１領域の面積が第２領域の面積よりも狭いので、運転者が直接視認すべき情報を第２領域に表示できる。また、運転者が直接視認すべき情報を第２領域に表示するので、第２領域をメータパネルの表示に使用できる。また、第１領域の面積が第２領域の面積よりも狭いので、運転者が間接的に視認すべき情報を第２領域に表示できる。また、運転者が間接的に視認すべき情報を第２領域に表示するので、第１領域をヘッドアップディスプレイの表示に使用できる。また、第１領域にヘッドアップディスプレイ用の画像が表示され、第２領域にメータパネル用の画像が表示されるので、メータパネルとヘッドアップディスプレイに使用できる。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、メータパネルとヘッドアップディスプレイのような異なった画像を同時に表示する表示装置に関する。実施例１では直下型方式のディスプレイ装置が使用されているが、実施例２ではエッジライト方式のディスプレイ装置が使用される。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図４は、実施例２に係る表示装置１００の構成を示す分解斜視図である。表示装置１００は、液晶パネル１０、第１導光パネル１２、第２導光パネル１４、第１光源１６、第２光源１８を含む。また、液晶パネル１０は、第１領域３０、第２領域３２を含む。

液晶パネル１０は、図１と同様に構成される。液晶パネル１０におけるｘ−ｙ平面に広がる矩形状の面は、図５（ａ）に示されるように、互いに異なった第１領域３０と第２領域３２とを同一面側に有する。ここでは、ｘ軸の正方向側かつｙ軸方向の正方向側に第１領域３０が配置されるとともに、第１領域３０が配置されていない残りの部分に第２領域３２が配置される。また、液晶パネル１０の第１領域３０の面積は、液晶パネル１０の第２領域３２の面積よりも狭い。図４に戻る。ここでも、第１領域３０にはヘッドアップディスプレイ用の画像が表示され、第２領域３２には、メータパネル用の画像が表示される。第１領域３０および第２領域３２は、ｚ軸の正方向側の面と負方向側の面の両方において、互いに相対した位置に配置される。

第１導光パネル１２は、液晶パネル１０のｚ軸の負方向側において、液晶パネル１０の第１領域３０に配置される。また、第２導光パネル１４は、液晶パネル１０のｚ軸の負方向側において、液晶パネル１０の第２領域３２に配置される。図５（ｂ）に示されるように、ｘ軸方向の正方向側かつｙ軸方向の正方向側に第１導光パネル１２が配置されるとともに、第１導光パネル１２が配置されていない残りの部分に第２導光パネル１４が配置される。図４に戻る。ここでも、第１導光パネル１２の視野角は第２導光パネル１４の視野角と異なっており、第１導光パネル１２の視野角は第２導光パネル１４の視野角よりも狭い。

第１光源１６は、第１導光パネル１２のｚ軸の負方向側に取り付けられる。第１光源１６は、実施例１と同様に構成されてもよい。図５（ｃ）は、このような第１光源１６を示す。図４に戻る。第２光源１８は、第２導光パネル１４のうちのｙ軸の負方向側においてｘ軸方向に延びる縁部に取り付けられる。第２光源１８は、ｙ軸方向よりもｘ軸方向に長い板形状あるいは棒状に形成される。図５（ｃ）において、第２光源１８のｘ軸方向の長さは、第２導光パネル１４においてｘ軸方向に延びる縁部の長さに合わされている。図４に戻る。ここでも、第１光源１６の輝度は第２光源１８の輝度と異なっており、第１光源１６の輝度は第２光源１８の輝度よりも高い。

第１光源１６から出射された第１光４０は、第１導光パネル１２、第１領域３０の順にｚ軸の正方向に向かって進む。一方、第２光源１８から出射された第２光４２は、第２導光パネル１４の方にｙ軸の正方向に向かって進んでから、第２領域３２の方にｚ軸の正方向に向かって進む。そのため、表示装置１００は、エッジライト方式のディスプレイ装置であるといえる。

図６は、表示装置１００を備える表示システム２００の構成を示す図である。図６は、図３と比較して表示装置１００の構成が異なるので、第１光４０、第２光４２が進む経路は異なる。しかしながら、表示装置１００の第１領域３０から出射された第１表示光５０、第２領域３２から出射された第２表示光５２は、図３と同様に進む。

本発明の実施例によれば、エッジライト方式のディスプレイ装置に適用されるので、適用範囲を拡大できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の表示装置は、互いに異なった第１領域と第２領域とを同一面側に有する液晶パネルと、液晶パネルの第１領域に配置される第１導光パネルと、第１導光パネルに取り付けられる第１光源と、液晶パネルの第２領域に配置される第２導光パネルと、第２導光パネルに取り付けられる第２光源とを備える。第１導光パネルの視野角は、第２導光パネルの視野角と異なる。

この態様によると、液晶パネルを第１領域と第２領域に分け、視野角が互いに異なった第１導光パネル、第２導光パネルを取り付けるので、条件が異なる表示に対して液晶パネルを共通化できる。

第１光源の輝度は、第２光源の輝度よりも高く、第１導光パネルの視野角は、第２導光パネルの視野角よりも狭い。この場合、第１光源の輝度が第２光源の輝度よりも高く、第１導光パネルの視野角が第２導光パネルの視野角よりも狭いので、第２領域から出射される表示光よりも第１領域から出射される表示光を明るくかつ狭角にできる。

液晶パネルの第１領域の面積は、液晶パネルの第２領域の面積よりも狭い。この場合、第１領域の面積が第２領域の面積よりも狭いので、運転者が直接視認すべき情報を第２領域に表示できる。

液晶パネルの第１領域には、ヘッドアップディスプレイ用の画像が表示され、液晶パネルの第２領域には、メータパネル用の画像が表示されてもよい。この場合、第１領域にヘッドアップディスプレイ用の画像が表示され、第２領域にメータパネル用の画像が表示されるので、メータパネルとヘッドアップディスプレイに使用できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施例１において、第１領域３０は矩形状に形成されており、ｘ軸方向の中央部分かつｙ軸方向の正方向側に配置される。また、第１領域３０が配置されていない残りの部分に第２領域３２が配置される。本実施例２において、第１領域３０はｘ軸方向の正方向側かつｙ軸方向の正方向側に配置される。しかしながらこれに限らず例えば、第１領域３０および第２領域３２の形状および位置はこれらに限定されない。その際、第１導光パネル１２、第２導光パネル１４、第１光源１６、第２光源１８の形状および位置も、第１領域３０および第２領域３２の形状および位置に応じて決定される。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

１０ 液晶パネル、 １２ 第１導光パネル、 １４ 第２導光パネル、 １６ 第１光源、 １８ 第２光源、 ２０ 光源実装基板、 ２２ 第１領域、 ２４ 第２領域、 ３０ 第１領域、 ３２ 第２領域、 ４０ 第１光、 ４２ 第２光、 ５０ 第１表示光、 ５２ 第２表示光、 ６０ 第１反射部材、 ６２ 第２反射部材、 ６４ コンバイナ、 ６６ 虚像、 ７０ 運転者、 １００ 表示装置、 ２００ 表示システム。

Claims (4)

1. 互いに異なった第１領域と第２領域とを同一面側に有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルの第１領域に配置される第１導光パネルと、
   前記第１導光パネルに取り付けられる第１光源と、
   前記液晶パネルの第２領域に配置される第２導光パネルと、
   前記第２導光パネルに取り付けられる第２光源とを備え、
   前記第１導光パネルの視野角は、前記第２導光パネルの視野角と異なることを特徴とする表示装置。
2. 前記第１光源の輝度は、前記第２光源の輝度よりも高く、
   前記第１導光パネルの視野角は、前記第２導光パネルの視野角よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記液晶パネルの第１領域の面積は、前記液晶パネルの第２領域の面積よりも狭いことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記液晶パネルの第１領域には、ヘッドアップディスプレイ用の画像が表示され、
   前記液晶パネルの第２領域には、メータパネル用の画像が表示されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。

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