JP2019207268A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設計の自由度を向上させることができる表示装置を提供する。【解決手段】開口１０ｂを有するケース１０と、背面側から前面側に光を透過させる透光層４１と、透光層４１の前面４１ａ又は背面４１ｂに反射防止構造を形成することにより透光層４１と一体に形成される反射防止層４２と、を有し、開口１０ｂを覆う透光板４０と、を備える。透光板４０は、透光層４１と反射防止層４２の周縁との境界４５を有し、反射防止層４２は、境界４５に近づくにつれて反射率が透光層の反射率に近づくように形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置に関する。

表示装置は、画像を表示する表示パネルや、機械式計器の前面側に設けられた透光板を介して、運転者などの視認者に情報を視認させている。透光板は、表示装置の内部を塵埃等の侵入から保護するために設けられた平板である。

透光板における外光の反射を防止するため、透光板は、例えばモスアイ構造を有するフィルム等の反射防止層を表面に有している（例えば特許文献１参照）。

特開２０１７−９７１７２号公報

上述したフィルムを透光板の表面に貼り付けた場合、透光板表面と、フィルム周縁との境界において、反射率の違いが生じる。このため、境界をケースや印刷層により遮蔽する必要があった。これは、モスアイ構造を不要な領域まで形成させたり、遮蔽のために表示装置のデザインや周囲の部材の形状、寸法を制限したりしていた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、設計の自由度を向上させることができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、上述した課題を解決するために、開口を有するケースと、背面側から前面側に光を透過させる透光層と、前記透光層の前記前面又は前記背面に反射防止構造を形成することにより前記透光層と一体に形成される反射防止層と、を有し、前記開口を覆う透光板と、を備え、前記透光板は、前記透光層と前記反射防止層の周縁との境界を有し、前記反射防止層は、前記境界に近づくにつれて反射率が前記透光層の反射率に近づくように形成されている。

本発明に係る表示装置においては、設計の自由度を向上させることができる。

本発明に係る表示装置の実施形態である表示装置を示す正面図。 図１の表示装置のII−II線に沿う断面図。 境界付近におけるモスアイ構造の形成例を示す断面図。

本発明に係る表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る表示装置は、液晶表示パネル等の表示パネルや文字板と回動指針からなる機械式計器等の情報を表示する機器の前面に配置された透光板を有する表示装置の全てに適用することができ、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される。

図１は、本発明に係る表示装置の実施形態である表示装置１を示す正面図である。

図２は、図１の表示装置１のII−II線に沿う断面図である。

以下の説明において、「前面側」は、図１における手前側、及び図２における上側（透光板４０側）であり視認者（運転者）に視認される側を意味する。「背（後）面側」は、図１における奥側、及び図２における下側（透光板４０に対する回路基板３０側）を意味する。

表示装置１は、ケース１０と、表示ユニット２０と、回路基板３０と、透光板４０と、を主に有している。

ケース１０は、黒色や白色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、表示ユニット２０、回路基板３０及び透光板４０を収容する。ケース１０は、表示装置１の外郭（外観）を構成する外ケースと、外ケース内で内部構造物を支持する中ケースと、を有している（図示省略）。ケース１０は、透光板４０に覆われる開口１０ｂを有している。ケース１０は、この開口１０ｂにおいて、透光板４０の前面４０ａを露出させて透光板４０を支持するために、支持部１５を有している。支持部１５は、ケース１０の前後方向に面方向を有する側壁１０ａからケース１０の内側に向けて略垂直に突出している。支持部１５は、支持面１６で透光板４０の背面（図２においては遮光層４３）と面接触して透光板４０を支持する。支持部１５に支持された透光板４０は、さらに図示しないパッキンやかしめ部材等を介して、ケース１０に固定されている。

表示ユニット２０（表示パネル）は、透光板４０の背面側に配置されている。表示ユニット２０は、表示パネルと、バックライトユニットと、を有している。

表示パネルは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示パネルである。表示パネルは、液晶層を封入する一対の表面ガラス基板を有している。一対のガラス基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極が形成されている。また、表示パネルは、一対の表面ガラス基板を挟み込むように配置された一対の表面偏光板（偏光フィルタ）を有している。表示パネルは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を介して、回路基板３０に接続されている。表示パネルは、回路基板３０の制御部により制御されることにより、透明電極を介して液晶層に駆動電圧が印加される。これにより、液晶層の液晶分子の配向が制御され、表示パネルの個々の画素の透過率が変化することにより画像を表示する。

バックライトユニットは、表示パネルの背面側に設けられている。バックライトユニットは、光源基板及び導光体からなり、表示パネルを背面側から照明する。光源基板は、光源の一例である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を実装している。光源基板は、ＦＰＣなどの可撓性基板を介して、回路基板３０と接続されている。ＬＥＤは、駆動電流が供給されると、表示パネル（導光体）に向けて光を出射する。導光体は、ＬＥＤが出射した光を表示パネルに向けて導く。導光体は、平板状に形成された、透明樹脂（例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））である。

回路基板３０は、表示ユニット２０を制御するための制御部を主に有している。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、エンジン回転数、各種車両情報、ナビゲーション情報等を、各種センサ等を介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、表示パネルに情報を表示させる。

透光板４０は、ケース１０の内部の表示ユニット２０や回路基板３０を塵埃等の侵入から保護するために設けられた平板である。透光板４０は、透光層４１と、反射防止層４２と、遮光層４３と、を有している。

透光層４１は、透光性を有する樹脂（例えばＰＭＭＡ）からなる。透光層４１は、背面側に配置された表示パネルの画像を視認者に視認させるため、背面側から前面側に光を透過させる。

反射防止層４２は、透光層４１の背面４１ｂと空気との界面による外光反射によって、表示パネルの視認性が低下することを防止する。反射防止層４２は、透光層４１の背面４１ｂに反射防止構造を形成することにより、透光層４１と一体に形成されている。反射防止構造は、高さ数百ｎｍの凹凸形状が、数百ｎｍ周期（ピッチ）で形成されることにより、連続的に屈折率を変化させて反射を抑制する、モスアイ構造である。このモスアイ構造は、透光板４０を射出成形する際に透光層４１の背面４１ｂに形成されることにより、透光層４１と一体に形成されている。また、透光板４０は、透光層４１と、反射防止層４２の周縁との境界４５を有している。

遮光層４３は、表示ユニット２０周辺の内部構造が視認者側から視認されないよう遮蔽する。遮光層４３は、透光層４１の背面４１ｂに、黒色の遮光性インキで印刷されることにより設けられている。遮光層４３は、境界４５の外周に、境界４５を覆うことなく設けられている。

ここで、透光層４１と反射防止層４２の周縁との境界４５においては、反射率の差が大きくなる。このため、反射率の小さい反射防止層４２と、反射率が反射防止層４２よりも大きい透光層４１との境界４５においては、透光板４０背面側に位置する表示パネルの画像の見え方が大きく異なってしまい、境界４５を目立たせ、視認者の視認性を低下させてしまう。従来であれば、この境界４５を遮光層４３や支持部１５で覆うなどして、遮蔽していたが、これにより反射防止層４２を不要な領域まで形成する必要があった。

これに対し、本実施形態における表示装置１は、境界４５に近づくにつれて反射率が透光層４１の反射率に近づくように形成された反射防止層４２を有している。このため、表示装置１は、境界４５における視認性の低下を低減することができる。

図３は、境界４５付近におけるモスアイ構造４２ａの形成例を示す断面図である。

反射防止層４２は、境界４５に近づくにつれて反射率が透光層４１の反射率に近づくよう、モスアイ構造４２ａが形成されている。モスアイ構造４２ａは、モスアイ構造４２ａ（微少凹凸形状）の高さ（透光層４１の背面４１ｂからモスアイ構造４２ａの頂部までの距離）が小さいほど、反射率が大きくなる。また、モスアイ構造４２ａは、モスアイ構造４２ａの周期（凹凸形状出現の間隔、ピッチ）が大きいほど、反射率が大きくなる。

このため、例えば、図３（Ａ）に示すように、モスアイ構造４２ａは、境界４５に近づくにつれて、モスアイ構造４２ａの高さ（透光層４１の背面４１ｂからモスアイ構造４２ａの頂部までの距離）が小さくなるよう、形成されている。また、図３（Ｂ）に示すように、モスアイ構造４２ａは、境界４５に近づくにつれて、モスアイ構造４２ａの間隔が大きくなるよう、形成されている。さらに、図３（Ｃ）に示すように、モスアイ構造４２ａは、境界４５に近づくにつれて、モスアイ構造４２ａの高さが小さくなり、且つ間隔が大きくなるよう、形成されている。

これにより、表示装置１は、境界４５の反射率の差を小さくすることができ、境界４５における視認性の低下を抑制することができる。この結果、境界４５を遮蔽するための構造を設ける必要がなく、表示装置１自体の設計の自由度を向上させることができる。

なお、反射防止層４２を、モスアイ構造４２ａを片面に有するフィルムを透光層４１の表面に貼り付けることにより、反射防止層４２と透光層４１とを別体として形成する場合に比べて、反射防止層４２を透光層４１と一体に形成した本実施形態における表示装置１は、以下のような効果を有することができる。

透光板４０が３次元的な立体形状を有する場合、反射防止層４２がフィルムである場合にはフィルムの形状を透光層４１に追従させるのが困難となる。また、透光板４０が背面から前面（又は前面から背面）に向けて突起物等を貫通させる穴を有する場合、反射防止層４２がフィルムである場合には、貼付作業時に透光層４１の穴にフィルムが重畳しないよう、透光層４１の穴よりも大きいフィルムの穴を形成する対策が取られる。透光層４１の穴と、フィルムの穴とがずれた場合には、各穴の輪郭のずれが目立ってしまうという問題がある。これら問題に対し、本実施形態における反射防止層４２は、射出成形により透光層４１と一体に形成されるため、金型に応じて任意形状の透光板４０を形成することができる。

また、反射防止層４２がフィルムである場合には、反射防止層４２を透光層４１に取り付けるためのＯＣＡ（Optical Clear Adhesive Tape）を用いる必要がある。このため、反射防止層４２は、モスアイ構造４２ａが形成されるベースのフィルムの厚さ、モスアイ構造４２ａの厚さ、及びＯＣＡの厚さからなる厚さを有している。この結果、本実施形態の反射防止層４２に比べて、透光層４１に対してベースのフィルムの厚さ及びＯＣＡの厚さ分、余分に厚みを有することになる。これに対し、本実施形態における反射防止層４２は厚みが小さくなり、透光板４０自体を薄型化することができる。

また、反射防止層４２がフィルムである場合には、透光層４１を形成する樹脂と、反射防止層４２を形成するフィルムとの熱膨張率の違いから、周囲の熱に伴う熱伸縮量が異なる。これに伴い、例えば、熱収縮率が大きいフィルムに引っ張られ、フィルムと対向するＯＣＡの表面が縮む結果、ＯＣＡと対向する透光層４１の表面も引っ張られ、透光層４１自体が反り返る虞がある。これに対しては、本実施形態における反射防止層４２は、透光層４１と一体に形成されているため、熱の影響を受けた場合には一体として伸縮するため、熱収縮又は熱膨張の影響により反り返ったり、撓んだりすることを低減できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、反射防止層４２は、透光層４１の前面４１ａに設けられていてもよい。反射防止層４２と透光層４１とが一体に設けられていれば、透光板４０は射出成形以外の方法により製造されてもよい。

反射防止層４２に設けられる反射防止構造は、モスアイ構造４２ａ以外の反射を低減可能な構造であってもよい。

１ 表示装置
１０ ケース
１０ａ 側壁
１０ｂ 開口
１５ 支持部
１６ 支持面
２０ 表示ユニット
３０ 回路基板
４０ 透光板
４０ａ 前面
４１ 透光層
４１ａ 前面
４１ｂ 背面
４２ 反射防止層
４２ａ モスアイ構造
４３ 遮光層
４５ 境界

Claims (3)

1. 開口を有するケースと、
   背面側から前面側に光を透過させる透光層と、前記透光層の前記前面又は前記背面に反射防止構造を形成することにより前記透光層と一体に形成される反射防止層と、を有し、前記開口を覆う透光板と、を備え、
   前記透光板は、前記透光層と前記反射防止層の周縁との境界を有し、
   前記反射防止層は、前記境界に近づくにつれて反射率が前記透光層の反射率に近づくように形成されている、表示装置。
2. 前記反射防止構造は、射出成形により形成される凹凸形状からなるモスアイ構造である、請求項１記載の表示装置。
3. 前記モスアイ構造は、前記境界に近づくにつれて向けて前記凹凸形状の高さが小さくなっている、又は前記凹凸形状の周期が大きくなっている、請求項２記載の表示装置。

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