JP2019160747A - 表示装置 - Google Patents

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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

【課題】複数の表示パネルで大画面化を実現することができる表示装置を提供すること。【解決手段】表示装置は、透光性の前面板と、複数の表示パネルと、バックライトユニットとを備える。バックライトユニットは、複数の導光板と、導光板に光を入射する光源とを備える。複数の表示パネルは、前面板に貼り合わせられ、前面板よりも小さい。複数の導光板は、表示パネルと一対一となるように対向配置される。【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置に関する。
特許文献1又は特許文献2のように、湾曲した表面を有する前面板に表示パネルが貼り付けられた表示装置が知られている。
特開2016−136520号公報 特開2013−242525号公報
ところで近年、表示装置の大画面化が求められることがある。
本発明は、複数の表示パネルで大画面化を実現することができる表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の表示装置は、透光性の前面板と、前記前面板に貼り合わせられ、前記前面板よりも小さい複数の表示パネルと、前記表示パネルと一対一となるように対向配置される複数の導光板と、前記導光板に光を入射する光源とを備える、バックライトユニットとを備える。
図1は、実施形態1に係る表示装置の分解斜視図である。 図2は、実施形態1に係る表示装置を前面板側からみた平面図である。 図3は、実施形態1に係る表示装置の前面板、表示パネル、光学シート、導光板の積層状態を説明する説明図である。 図4は、実施形態1に係る表示装置が搭載された車両の模式図である。 図5は、実施形態1に係る光源の平面図である。 図6は、実施形態1に係る光学シートのうち光拡散フィルムを説明するための平面図である。 図7は、実施形態2に係る光源の平面図である。 図8は、実施形態3に係る光源の平面図である。 図9は、実施形態4に係る光源の平面図である。 図10は、実施形態4の変形例に係る光源の平面図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る表示装置の分解斜視図である。図2は、実施形態1に係る表示装置を前面板側からみた平面図である。図3は、実施形態1に係る表示装置の前面板、表示パネル、光学シート、導光板の積層状態を説明する説明図である。図3は、図2のIII−III’の断面における前面板11、表示パネル2、光学シート4、導光板3の積層状態を示している。図4は、実施形態1に係る表示装置が搭載された車両の模式図である。
以下の説明において、XYZ直交座標系が用いられる。X軸は、表示パネル2の短辺に平行な軸である。Y軸は、X軸に沿う方向からみて表示パネル2の両端を通る直線に平行な軸である。Z軸は、X軸及びY軸の両方に対して直交する軸である。X軸に沿う方向はX方向と記載され、Y軸に沿う方向はY方向と記載され、Z軸に沿う方向はZ方向と記載される。
図1に示すように、実施形態1に係る表示装置1は、前面板11と、複数の表示パネル2と、光学シート4と、導光板3及び光源5を備えるバックライトユニット8と、を備える。実施形態1において、表示装置1は、さらに、フロントフレーム12と、バックカバー13とを備える。これにより、前面板11、フロントフレーム12及びバックカバー13で囲まれた空間ができる。この空間には、複数の表示パネル2と、光学シート4と、バックライトユニット8とが収容される。
実施形態1において、フロントフレーム12及びバックカバー13を例示するが、表示装置1の筐体は、フロントフレーム12及びバックカバー13の形状に限定されない。実施形態1において、バックカバー13は、導光板3を支持できる構造体である。これにより、Z軸が鉛直方向と沿うように、表示装置1が設置されても、導光板3の重量が表示パネル2に応力として加わりにくい。導光板3を支持するために、バックカバー13は金属部材である。
前面板11は、表示パネル2を保護するカバー部材である。前面板11は、例えばガラスで形成されている。表示パネル2は、不図示の粘着層を介して前面板11に取り付けられる。図2に示すように、正面からみて、前面板11が矩形である。
図3に示すように、前面板11は、曲率R1で、全体に湾曲している。このように、前面板11は、湾曲部分を有している。前面板11は、透光性を有するガラス又は合成樹脂である。視認者からは前面板11の表面に沿った表示面に、映像が表示されているようにみえる。
表示パネル2は、例えば液晶パネルである。表示パネル2は、第1基板及び第2基板と、第1基板及び第2基板に挟まれた液晶層と、を備える。第1基板及び第2基板は、ガラス等で形成されている。第1基板及び第2基板には、偏光板などの光学フィルムが貼られている。表示パネル2が前面板11に貼り付けられることで、前面板11の表面の曲率に沿って表示パネル2が湾曲している。視認者からみて、前面板11のX軸方向の両端が中央より手前に位置する。
図2に示すように、前面板11には、4つの表示パネル2が貼り合わされている。表示パネル2は、平面視でみると、前面板11よりも小さい。前面板11に貼り合わされる表示パネル2は、複数であればよく、表示パネル2の数の分だけ、表示装置1の大画面化を実現することができる。
図2に示すように、表示装置1は、表示パネル2の位置に応じて、表示領域20A、表示領域20B、表示領域20C、表示領域20Dを有する。これにより、表示領域20A、20B、20C及び20Dに対応する各表示パネル2の仕様は、異なる仕様とすることができる。表示領域20A、20B、20C及び20Dは、解像度がそれぞれ異なっている。解像度は、例えば、VGA、WVGA、qHD(quarter HD)、720HDあるいは、Full−HDである。
なお、VGAとは、表示上の1画素が640個×480個のマトリクス状に配置された状態の解像度を示している。WVGAとは、表示上の1画素が800個×480個のマトリクス状に配置された状態の解像度を示している。WVGAとは、表示上の1画素が800個×480個のマトリクス状に配置された状態の解像度を示している。qHD(quarter HD)とは、表示上の1画素が960個×540個のマトリクス状に配置された状態の解像度を示している。720HDとは、表示上の1画素が1280個×720個のマトリクス状に配置された状態の解像度を示している。Full−HDとは、表示上の1画素が1920個×1080個のマトリクス状に配置された状態の解像度を示している。Full−HDとは、表示上の1画素が2560個×1600個のマトリクス状に配置された状態の解像度を示している。
表示領域20A、20B、20C及び20Dに対応する各表示パネル2は、応答速度の仕様を異なるものとすることができる。又は、表示領域20A、20B、20C及び20Dに対応する各表示パネル2の少なくとも1つは、タッチパネルを有してもよい。タッチパネルは、表示パネル2の配線の一部を利用して、機能発揮してもよい。あるいは、タッチパネルは、表示パネル2に外付けで取り付け、前面板11と表示パネル2との間に配置してもよい。
表示領域20A、20B、20C及び20Dに対応する各表示パネル2は、スイッチング素子の仕様を異なるものとすることができる。例えば、表示領域20A、20B、20C及び20Dに対応する各表示パネル2のうち少なくとも1つ表示パネルのスイッチング素子を低温ポリシリコンとし、他の表示パネルのスイッチング素子をアモルファスシリコンとすることもできる。
例えば表示装置1は、図4に示すように車両100のダッシュボード101に取り付けられる。このような使用例によれば、前面板11の表面が湾曲していることにより、ダッシュボード101の曲面状の内装と表示装置1の前面板11の形状とが滑らかに繋がるという利点がある。表示領域20A、20B、20C及び20Dには、例えば、ナビゲーション、スピードメーター、タコメーター、燃料計及び水温計等のいずれかがそれぞれ表示される。
実施形態1において、車両100は、右ハンドル仕様であり、ハンドル102よりの表示領域は、表示領域20C及び表示領域20Dである。
図1に示すように、光源5は、複数の発光素子7と、フレキシブル基板6とを含む。複数の発光素子7が導光板3の一側面に対向配置するように、フレキシブル基板6上に、配列されている。図5は、実施形態1に係る光源の平面図である。図5に示すように、フレキシブル基板6は、前面板11の曲率R1(図3参照)に沿うように、全体に湾曲している。そして、図1に示す導光板3の側面に沿うように、複数の発光素子7が配列されている。なお、フレキシブル基板6は、矩形であって、図1に示す導光板3の側面に沿うように、複数の発光素子7が配列されていてもよい。
図5に示す領域LAに配置されている発光素子7は、図3に示す領域LAに配置された導光板3へ光を発射する。図3に示す領域LAの導光板3は、図2に示す表示領域20Aに対応する表示パネル2と一対一で配置される。図5に示す領域LBに配置されている発光素子7は、図3に示す領域LBに配置された導光板3へ光を発射する。図3に示す領域LBの導光板3は、図2に示す表示領域20Bに対応する表示パネル2と一対一で配置される。
同様に、図5に示す領域LCに配置されている発光素子7は、図3に示す領域LCに配置された導光板3へ光を発射する。図3に示す領域LCの導光板3は、図2に示す表示領域20Cに対応する表示パネル2と一対一で配置される。また、図5に示す領域LDに配置されている発光素子7は、図3に示す領域LDに配置された導光板3へ光を発射する。図3に示す領域LDの導光板3は、図2に示す表示領域20Dに対応する表示パネル2と一対一で配置される。
図1に示すように、複数の導光板3は、放射面に曲面部分を設けなくても、X軸方向に並べることで、各表示パネル2に光を効率よく発射できる。このため、複数の導光板3は、表示パネル2に対向する側の放射面を平面にすることができる。その結果、導光板3の製造コストが低減される。
仮に、4つの導光板3を一体に形成すると、重量が重くなり、組み立てが難しくなる。これに対し、実施形態1において、複数の導光板3が表示パネル2と一対一で配置されるので、1つ当たりの導光板3の重量が小さくなり、組み立てが容易になる。
実施形態1において、領域LA、LB、LC及びLDにそれぞれ配置されている発光素子7は、同じ数である。領域LA、LB、LC及びLDにおける隣り合う発光素子7の間隔は、等ピッチで配置されている。
図3に示すように、表示装置1は、領域LA、LB、LC及びLDの各表示パネル2と一対一で配置される複数の導光板3を備えている。図3に示すように、領域LA、LB、LC及びLDのそれぞれの位置において、一対の導光板3及び表示パネル2が、共通の光学シート4を挟む。
隣り合う導光板3と導光板3との間には、透光性の光学樹脂又は透光性のシリコーン樹脂の充填材31が充填されている。これにより、導光板3と導光板3との間における輝度の低下が抑制される。充填材31は、表示装置1に振動が加わっても、導光板3同士が直接接して、異音を生じる可能性を抑制する緩衝作用を有する。透光性のシリコーン樹脂が充填材31に用いられると、光学樹脂の弾性率よりもシリコーン樹脂の弾性率が大きいので、振動に対する異音抑制の作用がより向上する。
光学シート4は、輝度向上フィルム41と、光拡散フィルム42とを備える。輝度向上フィルム41は、バックライトユニット8の出射光の輝度レベルを向上させる作用を有している。
光拡散フィルム42は、隣り合う導光板3の間も覆う。図6は、実施形態1に係る光学シートのうち光拡散フィルムを説明するための平面図である。図6に示すように、光拡散フィルム42は、1枚のフィルムにおいて、領域43A、43B、43C、43D及び領域44を有する。光拡散フィルム42において、領域43A、43B、43C及び43Dは、図2に示す表示領域20A、20B、20C及び20Dに対応している。つまり、領域43A、43B、43C及び43Dは、導光板3の放射面を覆う。
以上説明したように、実施形態1の表示装置1は、透光性の前面板11と、複数の表示パネル2と、バックライトユニット8とを備える。バックライトユニット8は、複数の導光板3と、導光板3に光を入射する光源5とを備える。複数の表示パネル2は、前面板11に貼り合わせられ、前面板11よりも小さい。複数の導光板3は、表示パネル2と一対一となるように対向配置される。
この構成により、並べられた表示パネル2同士の間に、導光板3の放射面がないので、表示領域20A、20B、20C及び20Dのそれぞれの境目が視認しにくくなる。その結果、複数の表示パネル2で大画面化を実現することができる。
図6に示す、少なくとも領域44の曇り度(ヘーズ)は、領域43A、43B、43C及び43Dのいずれかよりも大きくなっている。曇り度は、透光性の母材に添加する光拡散剤の印刷濃度を変えることで、適宜変更可能である。ここで、曇り度(ヘーズ)は、プラスチック−透明材料のヘーズの求め方(JIS K 7136)に基づいて、測定することができる。
図3に示すように、輝度向上フィルム41と光拡散フィルム42とを重ね合わせているので、光学シート4の部分的な曇り度の差は、光拡散フィルム42の部分的な曇り度の差に影響を受ける。このため、隣り合う導光板3の間を覆う光学シート4の曇り度は、表示パネル2に対向する複数の放射面を覆う光学シート4の領域の曇り度よりも大きい。これにより、表示領域20A、20B、20C及び20Dのそれぞれの境目がさらに視認しにくくなる。その結果、複数の表示パネル2で大画面化を実現することができる。
図6に示す、領域43A、43B、43C及び43Dの曇り度は、それぞれ同じでもよく、異ならせてもよい。例えば、表示領域20A、20B、20C及び20Dの解像度がそれぞれ異なっている場合、図6に示す、領域43A、43B、43C及び43Dの曇り度をそれぞれ適切な値にして、それぞれ異ならせることにより、表示領域20A、20B、20C及び20Dの色味を一様に調整することができる。
前面板11の湾曲部分は、曲率R1で、全体に湾曲している形状を例示したが、これに限られない。例えば、他の態様の前面板は、第1曲率の曲面部分と、第1曲率とは異なる第2曲率の曲面部分と、が連結部で接続していてもよい。又は、他の態様の前面板において、第1曲率の曲面部分が表示パネル2側からみて凸面とすると、第2曲率の曲面部分は凹面であり、視認者側からみて、第1曲率の曲面部分が凹面とすると、第2曲率の曲面部分が凸面であるように湾曲していてもよい。
(実施形態2)
図7は、実施形態2に係る光源の平面図である。実施形態2の説明において、実施形態1と同じ構成要素については、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。実施形態2の表示装置は、図7に示す光源5のみが実施形態1の表示装置1とは異なる。
図3に示すように、前面板11は、曲率R1で、全体に湾曲している。このため、視認者からみて、前面板11のX軸方向の両端が中央より手前に位置する。ここで、図1に示すように、導光板3の法線方向は、前面板11のX軸方向の中央側に向くことになる。その結果、導光板3が出射する光量は、前面板11のX軸方向の中央部分が、前面板11のX軸方向の両端部分よりも多くなりやすい。
そこで、図7に示すように、実施形態2に係る光源5において、領域LA、領域LDに配置される発光素子7の面密度が、領域LB、領域LCに配置される発光素子7の面密度より大きくする。これにより、前面板11のX軸方向の両側にある領域LA、領域LDにおいて、導光板3が出射する光量を増加することができる。
以上説明したように、光源5は、複数の発光素子7を備える。また、図1に示すように前面板11が視認者からみて、一方向の両端部分が中央部分より手前に位置する湾曲部分を有している。この両端部分の表示パネル2に対向する導光板3へ光を入射する発光素子7の面密度は、中央部分の表示パネル2に対向する導光板3へ光を入射する発光素子7の面密度よりも大きくなっている。その結果、領域LA、LB、LC及びLDにおける光量の分布が、視認者に輝度のムラとして認識されにくくなる。
図7に示すように、実施形態2に係る光源5において、領域LA、領域LDに配置される隣り合う発光素子7の間隔P3が等しい。これに対して、領域LB、領域LCに配置される発光素子7は、領域LBと領域LCとの境界である中央に近づくにつれて、隣り合う発光素子7の間隔が大きくなる。具体的には、隣り合う発光素子7の間隔P1は、隣り合う発光素子7の間隔P2よりも大きく、隣り合う発光素子7の間隔P2は、隣り合う発光素子7の間隔P3よりも大きい。
つまり、光源5は、前面板11の両端部分から中央部分に近づくにつれて、隣り合う発光素子7の間隔が大きくなる発光素子7の配列を有する。このように、領域LB、領域LCに配置される隣り合う発光素子7の間隔が不等ピッチとなることで、領域LB、領域LCのそれぞれにおいても、光量の分布が、視認者に輝度のムラとして認識されにくくなる。
(実施形態3)
図8は、実施形態3に係る光源の平面図である。実施形態3の説明において、実施形態1と同じ構成要素については、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。実施形態3の表示装置は、図8に示す光源5のみが実施形態1の表示装置1とは異なる。
図4に示すように、車両100は、右ハンドル仕様であり、ハンドル102が近い表示領域は、表示領域20C及び表示領域20Dである。このような仕様の場合、表示領域20C及び表示領域20Dは、表示領域20A及び表示領域20Bよりも視認性を高めたい要求がある場合がある。
このため、視認者からみて、前面板11のX軸方向における右側の導光板3が出射する光量は、左側の導光板3が出射する光量よりも大きくなるようにする。
実施形態3に係る表示装置において、図8に示す光源5は、領域LC、領域LDに配置される発光素子7の面密度が、領域LA、領域LBに配置される発光素子7の面密度より大きくする。このように、前面板11が車両100のダッシュボード101に取り付けられている。この場合、車両100のハンドル102に近い表示領域20C及び表示領域20Dに対応する光源5の発光素子7の数は、ハンドル102に遠い表示領域20A及び表示領域20Bに対応する光源5の発光素子7の数よりも多い。これにより、前面板11のX軸方向における右側にある領域LC、領域LDにおいて、導光板3が出射する光量を増加することができる。その結果、表示領域20C及び表示領域20Dは、視認者に認識されやすくなる。
車両100が左ハンドル仕様であり、ハンドル102が近い表示領域は、表示領域20A及び表示領域20Bである場合、光源5は、領域LA、領域LBに配置される発光素子7の面密度が、領域LC、領域LDに配置される発光素子7の面密度より大きくすればよい。
(実施形態4)
図9は、実施形態4に係る光源の平面図である。実施形態4の説明において、実施形態1と同じ構成要素については、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。実施形態4の表示装置は、図9に示す光源5のみが実施形態1の表示装置1とは異なる。
実施形態4の表示装置においては、図2に示す表示領域20A、20B、20C及び20Dで要求される輝度がそれぞれ異なる。実施形態4においては、輝度の要求の大きい順に、表示領域20D、表示領域20B、表示領域20C、表示領域20Aとなる。
実施形態4に係る表示装置において、図9に示す光源5は、領域LD、領域LB、領域LC、領域LAの順に、発光素子7の面密度が小さくなる。このようにすることで、隣り合う導光板3を比較すると、各導光板3へ光を入射する発光素子7の数が異なっている。これにより、表示領域20D、表示領域20B、表示領域20C、表示領域20Aの順に、導光板3が出射する光量を小さくすることができる。その結果、表示領域20A、20B、20C及び20Dで要求される輝度でそれぞれ映像が表示されるので、視認者に映像が認識されやすくなる。
(実施形態4の変形例)
図10は、実施形態4の変形例に係る光源の平面図である。実施形態4の変形例の説明において、実施形態4と同じ構成要素については、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。実施形態4の変形例の表示装置は、図10に示す光源5のみが実施形態1の表示装置1とは異なる。
図10に示す光源5は、複数のフレキシブル基板6A、6B、6C及び6Dを有する。フレキシブル基板6A、6B、6C及び6Dは、複数の導光板3と一対一でそれぞれ配置されている。
これにより、フレキシブル基板6A、6B、6C及び6Dは、それぞれ独立して制御可能になる。実施形態4の変形例においても実施形態4と同様に、輝度の要求の大きい順に、表示領域20D、表示領域20B、表示領域20C、表示領域20Aとなる。実施形態4の変形例においては、発光素子7の面密度を異ならせると共に、フレキシブル基板6A、6B、6C及び6D毎に供給する電力量を調整し、フレキシブル基板6A、6B、6C及び6Dに配置される光源5の発光量を輝度の要求に合わせてより詳細に調整できる。
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本態様によりもたらされるものと解される。上述した実施形態は、適宜組み合わせることが可能である。
1 表示装置
2 表示パネル
3 導光板
4 光学シート
5 光源
6、6A、6B、6C、6D フレキシブル基板
7 発光素子
8 バックライトユニット
11 前面板
12 フロントフレーム
13 バックカバー
20A、20B、20C、20D 表示領域
31 充填材
41 輝度向上フィルム
42 光拡散フィルム
43A 領域
44 領域
100 車両
101 ダッシュボード
102 ハンドル

Claims (11)

  1. 透光性の前面板と、
    前記前面板に貼り合わせられ、前記前面板よりも小さい複数の表示パネルと、
    前記表示パネルと一対一となるように対向配置される複数の導光板と、前記導光板に光を入射する光源とを備える、バックライトユニットとを備える、
    表示装置。
  2. 前記前面板は、湾曲部分を有している、
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記導光板において、前記表示パネルに対向する側の放射面が平面である、請求項1又は2に記載の表示装置。
  4. 前記複数の導光板において、前記表示パネルに対向する複数の放射面及び隣り合う前記導光板の間は、1つの光学シートに覆われている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 隣り合う前記導光板の間を覆う光学シートの曇り度は、前記表示パネルに対向する複数の放射面を覆う曇り度よりも大きい
    請求項1から4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 隣り合う前記導光板の間には、透光性の光学樹脂又は透光性のシリコーン樹脂の充填材がある
    請求項1から5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記光源は、複数の発光素子を備え、
    前記前面板が視認者からみて、一方向の両端部分が中央部分より手前に位置する湾曲部分を有し、
    前記両端部分の表示パネルに対向する導光板へ光を入射する前記発光素子の面密度は、前記中央部分の表示パネルに対向する導光板へ光を入射する前記発光素子の面密度よりも大きい、請求項1から6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 前記光源は、複数の発光素子を備え、
    前記前面板が視認者からみて、一方向の両端部分が中央部分より手前に位置する湾曲部分を有し、
    前記光源は、前記両端部分から前記中央部分に近づくにつれて、隣り合う前記発光素子の間隔が大きくなる前記発光素子の配列を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載の表示装置。
  9. 前記光源は、複数の発光素子を備え、
    隣り合う前記導光板を比較すると、各前記導光板へ光を入射する前記発光素子の数が異なる、請求項1から7のいずれか1項に記載の表示装置。
  10. 前記光源は、複数の発光素子を備え、
    前記光源は、複数のフレキシブル基板上に、複数の発光素子を備え、
    前記フレキシブル基板は、前記導光板と一対一で配置される、請求項1から9のいずれか1項に記載の表示装置。
  11. 前記前面板が車両のダッシュボードに取り付けられ、
    前記車両のハンドルに近い表示領域に対応する光源の発光素子の数は、前記ハンドルに遠い表示領域に対応する光源の発光素子の数よりも多い、請求項1から10のいずれか1項に記載の表示装置。
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