JP2018205144A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光サングラスに影響されないので、良好な視認性を有する表示装置を提供することができる。【解決手段】 所定情報を画像にて表示可能な表示エリア５１ｄが設けられ、前面側に偏光部材５１ｂが貼着されている液晶表示パネル５１と、液晶表示パネル５１の前側で液晶表示パネル５１を覆う表示板４０と、を備えた表示装置において、液晶表示パネル５１と表示板４０との間に、結晶軸Ｊ２が偏光部材５１ｂの吸収軸Ｊ１と約４５度異なるように配置される位相差板９０を有する。【選択図】 図３

Description

本発明は、画像を表示する表示パネル（液晶表示パネル等）を備えた車両用の表示装置に関するものである。

従来、この種の表示装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の表示装置は、車両に搭載された車両用計器からなり、所定情報を表示可能な表示エリアが設けられた矩形状の表示素子を有する液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを覆うように液晶表示パネルの前方側に配設される表示板とを、液晶表示パネルと表示板との間に形成される間隙に充填された透光性スペーサーによって接合した構成となっている。

この場合、表示板は、透明な合成樹脂材料によって形成され、その前面側には車両用計器に用いることが可能なように、速度計を構成する目盛りや文字等の指標部を備え、また、表示板の液晶表示パネルに対向する面には、前記表示エリア外の領域に対応させて光を透過しない枠状の遮光層が形成されている。従って、視認者側から表示装置を正視した際に、視認者は遮光層の形成されない表示板の透視部エリアを通じて前記所定情報を透視できるようになっている。

また、この種の表示板にあっては、例えば下記特許文献２に記載されているものが知られている。この特許文献２に記載の表示板は、加熱部材によって加熱された平板状の表示板に圧縮空気を与えることによって立体形状に絞り成形される（熱板圧空成形）いわゆる絞り表示板である。

特開２０１４−２０２６８５号公報 特開２００４−１８１６３９号公報

しかしながら、そのような絞り表示板においては、特に立体形状に絞り成形された部位の近辺では、熱板圧空成形などで発現する分子鎖の配向と成形時の急冷による残留歪みにより屈折率が不規則になり光学異方性を有する現象が発生する。この光学異方性を有する部位に前記透視部エリアを設けると、液晶表示パネルの縦波成分の直線偏光が屈折し、縦波と横波成分の混ざった直線偏光となる。視認者が偏光サングラスで視認した場合に、偏光サングラスは一般的に横波成分の直線偏光をカットするため、表示板の光学異方性を有した部位は虹色の影として視認され、所定情報の視認性が低下するといった虞があった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、偏光サングラス越しに視認する場合でも、良好な視認性を有する表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、所定情報を画像にて表示可能な表示エリア５１ｄが設けられ、前面側に偏光部材５１ｂが貼着されている液晶表示パネル５１と、
前記液晶表示パネル５１の前側で前記液晶表示パネル５１を覆う表示板４０と、
を備えた表示装置において、
前記液晶表示パネル５１と前記表示板４０との間に、結晶軸Ｊ２が前記偏光部材５１ｂの吸収軸Ｊ１と約４５度異なるように配置される位相差板９０を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記表示板４０の前記表示エリア５１ｄが視認される部位に、光学異方性部Ｒを有することを特徴とする。

また、本発明は、前記表示板４０と前記位相差板９０との間に充填され、前記表示板４０と前記位相差板９０とを接合する第１の透明樹脂層８１を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記位相差板９０と前記液晶表示パネル５１との間に充填され、前記位相差板９０と前記液晶表示パネル５１とを接合する第２の透明樹脂層８２を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の透明樹脂層８１又は前記第２の透明樹脂層８２の面方向の面積は、前記位相差板９０の面方向の面積よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係る表示装置によれば、液晶表示パネルの直線偏光が、位相差板を透過することで円偏光となるので、表示板の光学異方性を有した部位は、偏光サングラスに影響されないので、良好な視認性を有する表示装置を提供することができる。

本発明の実施形態を示す正面図。 図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図２中のＢ部の詳細を示す拡大断面図。 前側偏光板５１ｂの吸収軸Ｊ１を示す正面図。 位相差板９０の結晶軸Ｊ２を示す正面図。 偏光サングラスＧの吸収軸Ｊ３を示す正面図。

以下、図１乃至６に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。また、表示装置の前後方向およびＸＹ方向を、各図中に矢印にて示す。車両用の表示装置は、指針１０と、回路基板２０と、ケース体３０と、表示板４０と、液晶表示器５０と、後面カバー６０と、を備えている。

指針１０は、透光性樹脂からなる指示部１１と、不透明な樹脂からなる指針キャップ１２と、後述する指針駆動部２２の回動軸２２ａが圧入されるボス部１３と、指示部１１を載置する指針座１４と、を有しており、後述する指標部４１を指示部１１にて指示する。ボス部１３および指針座１４は、白色樹脂にて一体に形成されている。回路基板２０の前面側に実装された発光素子２５から発せられる照明光は、貫通孔４０ｃを通過し、ボス部１３によって表示板４０の貫通孔４０ｃの近傍に反射される。

回路基板２０は、基板本体２１と、基板本体２１の後面側に実装された指針駆動部２２と、基板本体２１の前面側に実装された複数の発光素子２４，２５と、を備えており、表示板４０の後側に配置されている。

基板本体２１は、平板状のガラスエポキシ系基材に、指針駆動部２２を駆動させる駆動回路（図示せず）、発光素子２４，２５を発光させる発光回路（図示せず）等を形成した硬質プリント基板からなる。駆動回路および発光回路は、それぞれ、配線パターン，抵抗，コンデンサ等によって構成される。駆動回路は、制御部から供給される制御信号に基づいて、指針駆動部２２を駆動する。発光回路は、制御部から供給される制御信号に基づいて、発光素子２４，２５を発光させる。

指針駆動部２２は、可動磁石式駆動装置，ステッピングモータ等からなるものである。指針駆動部２２の回動軸２２ａは、基板本体２１に形成された貫通孔２１ａに挿入され、回動軸２２ａには、指針１０が取り付けられる。ボス部１３は、表示板４０に形成された貫通孔４０ｃに挿入される。表示板４０の貫通孔４０ｃは、回動軸２２ａに対応する個所に形成されており、正面視で円形状になっている。

基板本体２１の駆動回路は、制御部から供給される制御信号に基づいて、指針駆動部２２を駆動する。回動軸２２ａは、制御信号に応じた回転角度で回動する。これによって、指針１０が車両速度に応じた所定の回転角度で回転し、指示部１１が後述する指標部４１を指示する。

発光素子２４，２５は、それぞれ、１個以上の発光ダイオード等によって構成される。発光素子２４は、表示板４０を透過照明する。発光素子２５は、指示部１１を光輝させる。発光素子２４，２５は、制御部から供給される制御信号に基づいて駆動され、車両運転者によって操作されるイルミネーションスイッチ等に応じてオン／オフされる。

ケース体３０は、白色の合成樹脂（例えば、ポリプロピレン）からなり、このケース体３０に回路基板２０が固定されている。また、ケース体３０は、第１の垂直部３１，第１の傾斜部３２，平行部３３，第２の傾斜部３４，第２の垂直部３５を有している。第１の垂直部３１は、円筒形状になっており、前端が表示板４０の後面に当接し、後端が回路基板２０の前面に当接している。また、第１の垂直部３１は、発光素子２４が発する照明光と、発光素子２５が発する照明光とが混合されることを防ぐ遮光壁になっている。

第１の傾斜部３２は、第１の垂直部３１の外周面から逆円錐状に広がる形状になっている。また、第１の傾斜部３２は、発光素子２４が発した照明光を平行部３３，第２の傾斜部３４に向けて反射させる。平行部３３は、表示板４０と平行な平板形状になっている。第２の傾斜部３４は、逆円錐状になっており、平行部３３の外周端に連なっている。また、第２の傾斜部３４は、発光素子２４が発した照明光を表示板４０に向けて反射させる。第２の垂直部３５は、円筒形状になっており、後端が回路基板２０の前面に当接している。また、第２の垂直部３５は、第２の傾斜部３４の外周端に連なっている。また、第２の垂直部３５は、前端が表示板４０の後面に当接し、後端が回路基板２０の前面に当接している。

表示板４０は、後述する表示板４０の遮光部４５の開口部分からなる指標部４１および数字・単位部４３を有している。指標部４１は、数字・単位部４３の近傍に配置された目盛りである。また、指標部４１は、貫通孔４０ｃを中心とした円弧状に配置されており、発光素子２４が発した照明光によって透過照明される。

また、表示板４０は、透光性基板４４，遮光部４５，保護層４６を有している。透光性基板４４は、平板形状のＰＣ（ポリカーボネート）からなるものである。遮光部４５は、黒色印刷層からなるものであり、透光性基板４４の後面に形成されている。また、遮光部４５は、矩形の窓部４５ｄを有している。保護層４６は、透明印刷層からなるものであり、透光性基板４４の前面に形成されている。

また、表示板４０は、指標部４１，数字・単位部４３の外周を囲むように、熱板圧空成形により断面が突形状に成形された絞り突部４９を有する。これにより、絞り突部４９の周囲では、熱板圧空成形などで発現する分子鎖の配向と成形時の急冷による残留歪みにより屈折率が不規則になり光学異方性を有するので、矩形の窓部４５ｄの絞り突部４９に近い部位には、光学異方性部Ｒを有する。

液晶表示器５０は、２個の指針式計器（速度計および回転計）の間に配置されている。また、液晶表示器５０は、前側を表示板４０に覆われている。また、液晶表示器５０は、液晶表示パネル５１，バックライトユニット５２，光拡散板５３，ケース体５４を備えている。液晶表示パネル５１は、ＴＦＴ型カラーＬＣＤセル５１ａの前面に前側偏光部材（偏光部材）５１ｂ、後面に後側偏光部材５１ｃを貼着したものであり、積算走行距離等の車両情報を画像にて表示可能な表示エリア５１ｄが設けられている。表示エリア５１ｄは、矩形の窓部４５ｄから視認者に視認可能に設けられている。

バックライトユニット５２は、液晶表示パネル５１の後方に配設されており、液晶表示パネル５１を透過照明する。光拡散板５３は、液晶表示パネル５１とバックライトユニット５２の間に配設されており、バックライトユニット５２から発せられた照明光を拡散させる。ケース体５４は、金属製の有底筺体からなり、液晶表示パネル５１，バックライトユニット５２，光拡散板５３を収納する。

表示板４０と液晶表示器５０の間には、第１の透光性接着剤８１（第１の透明樹脂層），位相差板９０，第２の透光性接着剤８２（第２の透明樹脂層）が配置されている。位相差板９０は、結晶軸に垂直の方向(波長板の面内)に偏光した光の位相を、結晶軸に平行な方向に偏光した光の位相に比べて、１／４波長(位相としてはπ／２)遅らせる機能をもった光学素子である。

第１の透光性接着剤８１と第２の透光性接着剤８２は、例えば、無色透明なシート状の接着剤である。また、第１の透光性接着剤８１は、表示板４０と位相差板９０の間に配置され、両者に密着し、表示板４０の後面と位相差板９０の前面に貼着されている。また、第１の透光性接着剤８１は、遮光部４５の窓部４５ｄを覆っており、遮光部４５に重なっている。第１の透光性接着剤８１の面方向の面積は、位相差板９０の面方向の面積よりも小さく形成され、第１の透光性接着剤８１は、位相差板９０からはみ出さないように貼着されている。

第２の透光性接着剤８２は、位相差板９０と液晶表示パネル５１の間に配置され、両者に密着し、位相差板９０の後面と液晶表示パネル５１の前側偏光部材５１ｂの前面に貼着されている。第２の透光性接着剤８２の面方向の面積は、位相差板９０の面方向の面積よりも小さく形成され、第２の透光性接着剤８２は、位相差板９０からはみ出さないように貼着されている。ここで、前側偏光部材５１ｂの吸収軸Ｊ１は、図４に示すように、Ｘ方向（左右方向）に設定され、位相差板９０の結晶軸（結晶軸）Ｊ２は、図５に示すように、吸収軸Ｊ１に対し４５度傾いた状態で配置されている。

図３に示すように、液晶表示パネル５１から出射された光が、光学異方性部Ｒを通らない場合の光路Ｌ１と、光学異方性部Ｒを通る場合の光路Ｌ２とについて、視認者が偏光サングラスＧを使用する場合の表示装置の視認者の見え方を説明する。また、図６に示すように、偏光サングラスＧは、Ｘ方向に偏光された（横波成分の）直線偏光をカットするものが一般的であるため、偏光サングラスＧの吸収軸Ｊ３は、Ｘ方向に設定されている場合について説明する。

まず、光路Ｌ１では、液晶表示パネル５１を出射した光はＹ方向（Ｘ方向に対して直角方向）に偏光（縦波成分の）する直線偏光となる。第２の透光性接着剤８２は、偏光に影響を及ぼさないので、その後、第２の透光性接着剤８２を通過した光はＹ方向に偏光する直線偏光のままである。位相差板９０は、直線偏光に対して１／４波長板の結晶軸を４５度に設定すると円偏光が得られるので、その後、位相差板９０を通過した光は円偏光になる。第１の透光性接着剤８１は、偏光に影響を及ぼさないので、その後、第１の透光性接着剤８１を通過した光は円偏光のままである。表示板４０の透光性基板４４は、偏光に影響を及ぼさないので、その後、透光性基板４４を通過した光は円偏光のままである。

偏光サングラスＧは、Ｘ方向に偏光（横波成分）された直線偏光をカットするが、円偏光に影響を及ぼさないので、その後、偏光サングラスＧを通過した光は円偏光のままとなるので、視認者は車両情報を画像にて視認することができる。

次に光路Ｌ２では、液晶表示パネル５１を出射した光および、第２の透光性接着剤８２を通過した光は、Ｙ方向に偏光する直線偏光のままである。その後、位相差板９０を通過した光は円偏光になる。その後、第１の透光性接着剤８１を通過した光は円偏光のままである。透光性基板４４の光学異方性部Ｒは、円偏光に影響を及ぼさないので、その後、光学異方性部Ｒを通過した光は円偏光のままである。その後、偏光サングラスＧを通過した光も円偏光のままとなるので、視認者は光路Ｌ２同様に車両情報を画像にて視認することができる。

以下では比較のため、表示板４０と液晶表示器５０の間に、位相差板９０と第２の透光性接着剤８２が配置されない場合を説明する。ここでは、第１の透光性接着剤８１の後面は、液晶表示パネル５１に貼着されている。

まず、光路Ｌ１では、第１の透光性接着剤８１を通過した光および、透光性基板４４を通過した光は、Ｙ方向に偏光する直線偏光のままである。偏光サングラスＧは、Ｘ方向に偏光された直線偏光をカットするが、Ｙ方向に偏光された直線偏光には影響を及ぼさないので、その後、偏光サングラスＧを通過した光はＹ方向に偏光された直線偏光のままとなるので、視認者は車両情報を画像にて視認することができる。

次に、光路Ｌ２では、第１の透光性接着剤８１を通過した光はＹ方向に偏光する直線偏光のままである。透光性基板４４の光学異方性部Ｒは、直線偏光を複雑に屈折させるので、その後、光学異方性部Ｒを通過した光はＸ方向に偏光する直線偏光や、Ｘ方向とＹ方向の中間に偏光する偏光となる。偏光サングラスＧは、Ｘ方向に偏光された直線偏光をカットするので、その後、偏光サングラスＧを通過した光の内、Ｘ方向に偏光された光は黒い影に視認され、また、Ｘ方向とＹ方向の混ざった偏光の光は虹色の影として視認されるので、視認者は車両情報を画像にて視認することができなくなる。

本発明一実施形態で説明したように、表示板４０と液晶表示器５０との間に、位相差板９０が配置されていることで、液晶表示パネル５１の直線偏光が、位相差板９０を透過することで円偏光となるので、表示板４０の光学異方性部Ｒを有した部位が偏光サングラスＧに影響されなくなり、良好な視認性を有する表示装置を提供することができる。

また、表示板４０と位相差板９０の間に第１の透光性接着剤８１と、位相差板９０と液晶表示パネル５１の間に第２の透光性接着剤８２の面と、を配置することで、それぞれの界面で生じる反射を抑制し、液晶表示器５０の表示のコントラストの低下を抑え視認性を確保することができる。

また、第１の透光性接着剤８１，第２の透光性接着剤８２の面方向の面積を、位相差板９０の面方向の面積よりも小さく形成することで、第１の透光性接着剤８１と第２の透光性接着剤８２を位相差板９０の表裏面にはみ出さないように貼ることが容易となり、生産性を向上することができる。

尚、本発明の表示装置を上記した実施形態の構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

本発明は、車両用の表示装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用の表示装置に適用することができる。

４０ 表示板
５１ 液晶表示パネル
５１ｂ 前側偏光部材（偏光部材）
５１ｄ 表示エリア
８１ 透光性接着剤８１（第１の透明樹脂層）
８２ 第２の透光性接着剤８２（第２の透明樹脂層）
９０ 位相差板
Ｊ１ 前側偏光部材５１ｂの吸収軸（吸収軸）
Ｊ２ 位相差板９０の結晶軸（結晶軸）
Ｒ 光学異方性部

Claims (5)

1. 所定情報を画像にて表示可能な表示エリアが設けられ、前面側に偏光部材が貼着されている液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの前側で前記液晶表示パネルを覆う表示板と、
   を備えた表示装置において、
   前記液晶表示パネルと前記表示板との間に、結晶軸が前記偏光部材の吸収軸と約４５度異なるように配置される位相差板を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記表示板の前記表示エリアが視認される部位に、光学異方性部を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示板と前記位相差板との間に充填され、前記表示板と前記位相差板とを接合する第１の透明樹脂層を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の表示装置。
4. 前記位相差板と前記液晶表示パネルとの間に充填され、前記位相差板と前記液晶表示パネルとを接合する第２の透明樹脂層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記第１の透明樹脂層又は前記第２の透明樹脂層の面方向の面積は、前記位相差板の面方向の面積よりも小さいことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。

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