JP2019215276A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凸形状を有する表示板における輝度ムラを抑制可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１は、照明光を射出する光源１５０と、光源１５０から入射した照明光を内部で導光しつつ出射面７０ａから出射する導光体７０と、導光体７０より視認側に配置された表示板５０と、を備える。表示板５０は、視認側に突出し、導光体７０に沿って延伸するように形成され、導光体７０から出射された照明光を受けて発光し、出射面７０ａとの間に中空の空間Ｓを区画する発光凸部５１を有する。発光凸部５１には、空間Ｓの導光体７０からの高さが延伸方向における光源１５０から遠い側で光源に近い側よりも拡大された先端壁部５１ａが形成されている。【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、表示装置に関する。

特許文献１には、計器照明装置が開示されている。この計器照明装置は、計器ハウジング内に設けられた光源と、光源からの照明光をバックライト照明として用いる平板状の表示板と、光源と表示板との間に介在する導光体とを有する。導光体は、平坦な上面部を表示板の裏側面に並行に沿わせるようにハウジング部材内に装着されている。光源から導光板に入射した照明光は、導光板内から表示板へと出射されて表示板を照明する。

特開２０１３−１５４７３号公報

特許文献１の技術では、平板状の表示板を導光体からの照明光で照明している。表示装置において、表示板の照明領域に凸形状を形成して立体的な奥行き感を持たせることが求められる場合がある。このような場合、凸形状における輝度ムラを低減し、見栄えを向上することが求められる。

開示される目的は、凸形状を有する表示板における輝度ムラを抑制可能な表示装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された表示装置のひとつは、照明光を射出する光源（１５０）と、光源から入射した照明光を内部で導光しつつ出射面（７０ａ）から出射する導光体（７０）と、導光体より視認側に配置された表示板（５０）と、を備え、表示板は、視認側に突出し、導光体に沿って延伸するように形成され、導光体から出射された照明光を受けて発光し、出射面との間に中空の空間（Ｓ）を区画する発光凸部（５１）を有し、発光凸部には、空間の幅および導光体からの高さの少なくとも一方が延伸方向における光源から遠い側で光源に近い側よりも拡大された拡大部（５１ａ）が形成されている。

この開示によれば、導光体から出射した照明光は、導光体と発光凸部との間の中空の空間を通過することで立体的に拡散される。拡大部が形成されていることにより、発光凸部の光源から遠い側では、光源に近い側よりも照明光がより拡散された状態で到達する。したがって、拡散された照明光が重なり合い、発光凸部における光源からより遠い側での輝度の低下度合が軽減されて輝度ムラが抑制される。以上により、凸形状を有する表示板における輝度ムラを抑制することが可能となる。

第１実施形態に係る表示装置を示す外観図である。 図１のＩＩ‐ＩＩ断面を示す図である。 図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ断面を示す図である。 図１のＩＶ‐ＩＶ断面を示す図である。 図１のＶ‐Ｖ断面を示す図である。 図１のＶＩ‐ＶＩ断面を示す図である。 第１実施形態の表示装置の分解斜視図である。 第１実施形態の導光体の入射端部付近における光の導光の様子を示す断面図である。

（第１実施形態）
第１実施形態の表示装置１について、図１〜図８を参照しながら説明する。表示装置１は、車両のコンビネーションメータとして提供される。表示装置１は、車両の運転席の前方に取り付けられ、運転席に着座した乗員に対して種々の情報を表示領域にて表示する。各図面において、車両の前後方向に一致する方向を奥行方向、車幅方向に一致する方向を幅方向、奥行方向および幅方向に直交する方向を縦方向とする。また、奥行方向において乗員が位置する側を視認側、視認側と反対側を反視認側とする。

表示装置１は、表示領域に液晶表示部１０、スピードメータ表示部２０、タコメータ表示部３０等を備える。スピードメータ表示部２０とタコメータ表示部３０は、幅方向に液晶表示部１０を挟んで並ぶように配置されている。スピードメータ表示部２０およびタコメータ表示部３０は、回転する指針で目盛を指示することで、車両の速度情報、エンジン回転数情報をそれぞれ表示する。液晶表示部１０は、幅方向において表示装置１の略中央に配置されている。液晶表示部１０は、画像等の情報を液晶表示する。

表示装置１は、これらの表示部が表示領域において平面的に配置されている。表示装置１は、液晶表示部１０の周囲に立体的な奥行き感を持たせた見栄えを提供する。表示装置１は、液晶表示部１０、デコレーションプレート４０、見返し板１３０、カバーガラス１４０、ケース部１１０、基板９０、導光体７０、拡散レンズ６０、クッションゴム８０および表示板５０等を備える。

液晶表示部１０は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた透過型の液晶パネルと、液晶パネルの反視認側に配置されて液晶パネルを照明するバックライトとを有している。液晶パネルは、視認側の面に情報を表示する矩形状の表示画面を有している。液晶パネルとバックライトは、フレーム部材により一体に保持される。液晶表示部１０は、例えば表示領域の幅方向略中央に設けられ、スピードメータ表示部２０とタコメータ表示部３０の間に位置している。

デコレーションプレート４０は、遮光性の合成樹脂等により形成されている。デコレーションプレート４０は、液晶表示部１０を取り囲む矩形の枠状に形成されている。デコレーションプレート４０は、表示板５０の視認側に重なるように設けられる。デコレーションプレート４０は、液晶表示部１０の周囲を加飾する加飾部材である。デコレーションプレート４０は、図４〜図６に示すように、表示板５０に接触している。

見返し板１３０は、例えば合成樹脂等により形成され、表示領域を全周取り囲む筒状に形成されている。見返し板１３０は、例えば表示領域を挟んで下方側の部分が、上方側の部分よりもより視認側に張り出すように形成されている。見返し板１３０は、図２および図３に示すようにデコレーションプレート４０および表示板５０の外縁部分を視認側から抑え込み、ケース部１１０に対して固定している。

カバーガラス１４０は、透光性の合成樹脂等により湾曲した板状に形成されている。カバーガラス１４０は、見返し板１３０の視認側の開口を覆うように見返し板１３０に対して取り付けられている。

ケース部１１０は、例えば遮光性の合成樹脂等により形成されている。ケース部１１０は、表示装置１の反視認側を覆う部材であり、基板９０等を収容または保持するための筐体である。なお、図４、図６では、簡単のためケース部１１０を省略している。

基板９０は、樹脂やセラミックスなどの絶縁材料により平板状に形成された絶縁基材に、銅などの導電性材料による配線パターンを設けたプリント配線基板である。基板９０は、一面を視認側に向け、他面を反視認側に向ける姿勢で液晶表示部１０の反視認側に配置されている。基板９０には、制御回路を形成するプロセッサ、光源１５０等が実装されている。制御回路は、液晶表示部１０の表示制御や、光源１５０の点灯、消灯等の照明制御などの機能を発揮する。

光源１５０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）によって提供される。光源１５０は、基板９０の視認側の面上に設けられている。光源１５０は、上下方向に関して液晶表示部１０の上方に配置されている。光源１５０は、幅方向に関して液晶表示部１０の両脇に一対設けられている。光源１５０は、奥行方向に関して導光体７０の反視認側に配置され、視認側に照明光を出射可能に構成されている。光源１５０は、導光体７０に対して照明光を出射する点光源である。

導光体７０は、縦方向に細長く延伸する板状に形成された断面矩形状の導光部材である。導光体７０は、透光性を有する合成樹脂等により形成されている。導光体７０は、液晶表示部１０の幅方向両脇に一対設けられている。一対の導光体７０における光源１５０側の端部同士および光源１５０と反対側の端部同士は、幅方向に延びる棒状の連結部によってそれぞれ連結されている。導光体７０および連結部は一体に形成され、液晶表示部１０を取り囲む略矩形の枠状を成している。各導光体７０は、それぞれ一対の光源１５０のうち対応する光源１５０から出射した照明光を個別に導光する。なお、第１実施形態における導光体７０に関する説明は、特に断りのない限り一対の導光体７０のそれぞれに共通するものである。

導光体７０は、視認側を向く面であり、照明光を視認側に出射する出射面７０ａと、出射面７０ａと対向する面である反視認側面７０ｂとを有している。導光体７０は、入射端部７１と導光部７２とを有している。導光体７０は、表示板５０の反視認側で、出射面７０ａが表示板５０に接触しないように表示板５０から離間して設けられている。出射面７０ａは発光凸部５１の奥行方向における反視認側の端部よりも反視認側に位置している。導光体７０には、出射面７０ａまたは反視認側面７０ｂに、シボ加工等の光を拡散させる加工が施されている。この加工により導光体７０は、内部を進行する照明光を拡散させつつ出射面７０ａから出射する。

入射端部７１は、上下方向において光源１５０側の端部であり、照明光が入射する側の端部である。入射端部７１は、導光部７２に対して光源１５０側に向かって傾斜するように形成されている。入射端部７１の最端部分が光源１５０と向かい合う。導光部７２は、上下方向に沿って直線的に延びるように形成されている。導光部７２は、その厚さおよび幅が全体にわたって均一に形成されている。

拡散レンズ６０は、導光体７０に沿って延びる薄板形状に形成されている。拡散レンズ６０は、一対の導光体７０のそれぞれの出射面７０ａ上に装着されている。拡散レンズ６０は、出射面７０ａの全体を覆うように設けられている。拡散レンズ６０は、表面に設けられた凹凸などにより、出射面７０ａから出射される照明光を透光しつつ拡散する機能を有する。

クッションゴム８０は、ゴム材料によって形成された弾性部材である。クッションゴム８０は、液晶表示部１０を挟んで一対設けられている。クッションゴム８０は、奥行方向で導光体７０の反視認側に設けられている。クッションゴム８０の視認側の面には導光体７０が設置されている。クッションゴム８０は、導光体７０と液晶表示部１０との直接の接触を回避し、接触による異音発生を防止する緩衝部材である。

表示板５０は、例えば合成樹脂材料等を圧空成形することで形成されている。表示板５０は、視認側に突出する発光凸部５１と、遮光部５２とを有している。表示板５０は、中央に液晶パネルの表示画面を露出させる開口部５３を有している。表示板５０は、導光体７０を視認側から覆うように設けられている。表示板５０は、導光体７０から視認側に離間して設けられている。遮光部５２は、表示板５０において遮光性の印刷等が施されるなどして光を遮光可能に構成された略平坦な領域である。

発光凸部５１は、一対の導光体７０のそれぞれに対応するように、開口部５３の幅方向両側縁部を縁取るように一対設けられている。なお、第１実施形態における発光凸部５１に関する説明は、特に断りのない限り一対の発光凸部５１のそれぞれに共通するものである。

発光凸部５１は、圧空成形等により、透光性を有する略平板状の基材を表示板５０の他の部分よりも視認側に突出するように変形させることで成形されている。すなわち発光凸部５１は、反視認側から見たとき視認側に凹むように変形されている。発光凸部５１の横断面は、反視認側から視認側に向かうにしたがって徐々に先細りになる略台形形状である。

発光凸部５１は、奥行方向の投影視で導光体７０と重なる位置に形成されている。発光凸部５１は、例えば縦方向において導光体７０の入射端部７１の中央付近の位置から、導光体７０の終端とほぼ同じ位置まで、導光体７０に沿って縦方向に直線的に延伸するように形成された凸条である。発光凸部５１の延伸方向は縦方向と略一致している。発光凸部５１の反視認側の端部は、導光体７０の出射面７０ａよりも視認側に位置している。発光凸部５１は、導光体７０から出射された照明光を視認側に透光させることで照明光を受けて発光する。

発光凸部５１は、先端壁部５１ａと、一対の対向壁部５１ｂ、５１ｃとを有している。発光凸部５１は、これらの壁部により導光体７０の出射面７０ａとの間に中空の空間Ｓを区画している。空間Ｓは、導光体７０から出射された照明光を発光凸部５１に到達するまでの間に立体的に拡散させるための光拡散空間である。

先端壁部５１ａは、奥行方向における発光凸部５１の視認側の端部を構成する壁部である。先端壁部５１ａは、一対の対向壁部５１ｂ、５１ｃと連なる壁部である。先端壁部５１ａは、図３に示すように延伸方向に関して出射面７０ａからの距離が連続的に大きくなるように形成されている。先端壁部５１ａは、延伸方向に関して光源１５０から遠ざかるほど視認側に突出するように形成されている。先端壁部５１ａの出射面７０ａからの距離は、発光凸部５１の始端付近から徐々に大きくなるように形成され、始端から４分の３程度の位置で最も大きくなる。すなわち先端壁部５１ａの出射面７０ａとの距離は、延伸方向において対向壁部５１ｂ、５１ｃ同士の間の幅の大きさが最大になるように形成されている位置よりもさらに光源１５０から遠い側で、最大となるように設定されている。先端壁部５１ａの出射面７０ａからの距離は、空間Ｓの出射面７０ａからの高さを規定している。先端壁部５１ａは、拡大部の一例である。

一対の対向壁部５１ｂ、５１ｃは、発光凸部５１の幅方向に向かい合う壁部である。対向壁部５１ｂと対向壁部５１ｃとの間の内幅は、延伸方向に関して中央付近で最大となり、両端に向かって先細りになっている。ここで内幅の大きさは、対向壁部５１ｂから対向壁部５１ｃまでの幅方向の間隔が奥行方向において最も大きくなる箇所の間隔の大きさで決定される。すなわち横断面略台形形状の発光凸部５１の場合における内幅の大きさは、各対向壁部５１ｂ、５１ｃの奥行方向における最も反視認側の端部と端部の間である。対向壁部５１ｂの反視認側の端部はデコレーションプレート４０と接触している部分である。対向壁部５１ｃの反視認側の端部は、遮光部５２に連続している。一対の対向壁部５１ｂ、５１ｃの内幅は、空間Ｓの幅の大きさを規定している。

以上説明したように、空間Ｓの出射面７０ａからの高さは、先端壁部５１ａにより、延伸方向における光源１５０から遠い側で光源１５０に近い側よりも拡大されている。図４、図５、図６の各断面位置における空間Ｓの高さＬ４、Ｌ５、Ｌ６の大小関係は、Ｌ６＞Ｌ５＞Ｌ４である。また空間Ｓの幅は、一対の対向壁部５１ｂ、５１ｃにより、縦方向における中央付近の大きさが両端よりも大きくなるように形成されている。図４、図５、図６の各断面位置における空間Ｓの幅Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６の大小関係は、Ｗ５＞Ｗ４＞Ｗ６である。

次に第１実施形態の表示装置１において光源１５０から出射された照明光の経路について説明する。光源１５０が点灯すると、光源１５０から出射された照明光は、導光体７０の入射端部７１に入射する。入射端部７１内を導光した照明光は、導光体７０の内部で反射しながら全体として終端方向に向かうように導光される。導光の過程で、照明光の一部は図に示すように出射面７０ａから空間Ｓへ出射する。

照明光は、導光体７０のシボ加工および拡散レンズ６０によって拡散されて発光凸部５１へと向かう。空間Ｓが出射面７０ａと発光凸部５１との間に存在するので、照明光は空間Ｓを通過する過程でさらに拡散された状態となる。これにより照明光は立体的に拡散された状態で発光凸部５１へと到達する。

発光凸部５１の先端壁部５１ａにより、照明光は、延伸方向においてより光源１５０から遠く、出射面７０ａから発光凸部５１までの高さが高い位置にて、より光源に近く、出射面７０ａから発光凸部５１までの高さが低い位置よりも、より拡散された状態で発光凸部５１へと到達する。なお、発光凸部５１の幅の大きさは、延伸方向中央付近よりも終端へ行くにつれて小さく先細り状になっているが、出射面７０ａから発光凸部５１までの高さは先端壁部５１ａによって十分大きくなるように形成されている。このため、発光凸部５１の終端付近においても、十分に照明光を拡散された状態で発光凸部５１に到達できる。

次に第１実施形態の表示装置１がもたらす作用効果について説明する。

表示装置１は、照明光を射出する光源１５０と、光源１５０から入射した照明光を内部で導光しつつ出射面７０ａから出射する導光体７０と、導光体７０より視認側に配置された表示板５０とを備える。表示板５０は、視認側に突出し、導光体７０に沿って延伸するように形成され、導光体７０から出射された照明光を受けて発光し、出射面７０ａとの間に中空の空間Ｓを区画する発光凸部５１を有する。発光凸部５１には、空間Ｓの導光体７０からの高さが延伸方向における光源１５０から遠い側で光源１５０に近い側よりも拡大された先端壁部５１ａが形成されている。

これによれば、導光体７０から出射した照明光は、導光体７０と発光凸部５１との間の中空の空間Ｓを通過することで立体的に拡散される。先端壁部５１ａが形成されていることにより、発光凸部５１の光源１５０から遠い側では、光源１５０に近い側よりも照明光がより拡散された状態で到達する。したがって、拡散された照明光が重なり合い、発光凸部５１における光源１５０からより遠い側での輝度の低下度合が軽減されて輝度ムラが抑制される。以上により、凸形状を有する表示板５０における輝度ムラを抑制することが可能となる。

加えて先端壁部５１ａは、少なくとも空間Ｓの出射面７０ａからの高さが光源１５０から遠い側で光源１５０から近い側よりも拡大されるように形成されている部分である。これによれば、先端壁部５１ａは、表示装置１における周囲の表示領域等の配置による制約を受けづらい。したがって、表示領域上のデザイン等に対する影響を抑えつつ、発光凸部５１における輝度ムラを抑制することができる。

また出射面７０ａは、発光凸部５１における反視認側の端部よりも反視認側に位置するように設けられている。これによれば、発光凸部５１を出射面７０ａからより離間した位置に配置できる。したがって、発光凸部５１に対してより照明光を立体的に拡散させた状態で到達させることができる。以上により、発光凸部５１におけるより輝度ムラの低減された立体的な照明を提供することができる。

（他の実施形態）
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上述の実施形態において、導光体７０は横断面が矩形形状であるとしたが、導光体７０の横断面形状はこれに限定されない。例えば導光体７０の横断面形状は、出射面７０ａが視認側に凸となるように湾曲したような形状であってもよい。

上述の実施形態において、導光体７０の出射面７０ａは、発光凸部５１の奥行方向における反視認側の端部よりも反視認側に位置するように設けられているとした。これに代えて、出射面７０ａの少なくとも一部が発光凸部５１の奥行方向における反視認側の端部よりも視認側に位置する構成であってもよい。

上述の実施形態において、先端壁部５１ａは、発光凸部５１自体が光源１５０から遠ざかるほど奥行方向についてより視認側に突出するように形成された部分であるとした。これに代えて、導光体７０の出射面７０ａが光源１５０から遠ざかるほど奥行方向についてより反視認側に奥まっていくように傾斜して設けられてもよい。

上述の実施形態において、拡大部である先端壁部５１ａは、空間Ｓの出射面７０ａからの高さが大きくなるように形成されている部分であるとした。これに代えて、拡大部は、空間Ｓの幅が光源から離れるにつれて大きくなるように形成された部分であってもよい。例えば、先端壁部５１ａの出射面７０ａとの距離が略一定で、一対の対向壁部５１ｂ、５１ｃの内幅の大きさが光源から遠ざかるほど大きくなるように形成されていてもよい。また、拡大部は空間Ｓの幅および出射面７０ａからの高さの両方が大きくなるように形成された部分であってもよい。

上述の実施形態において、先端壁部５１ａは、空間Ｓの出射面７０ａからの高さが光源１５０から遠くなるにつれて連続的に大きくなるように形成されているとした。これに代えて、先端壁部５１ａは、空間Ｓの出射面７０ａからの高さが光源１５０から遠くなるにつれて段階的に大きくなるように形成されている構成であってもよい。

上述の実施形態において、発光凸部５１は、液晶表示部１０の周囲に形成されているとしたが、表示領域の他の場所に設けられていてもよい。

上述の実施形態において、表示板５０における発光凸部５１の周囲には照明光を遮光する遮光部５２が形成されているとしたが、発光凸部５１の周囲も発光可能に形成されていてもよい。

上述の実施形態において、発光凸部５１は、直線的に延びる凸条であるとしたが、発光凸部の形状はこれに限定されない。例えば発光凸部５１は曲線的に延びる凸条に形成されていてもよい。

上述の実施形態において、表示装置１は、車両に適用されるとした。これに代えて、表示装置１は、船舶、鉄道車両、航空機などの車両以外の移動体の計器や、施設における設備機器の計器として提供されるものであってもよい。

表示装置１、 ５０ 表示板、 ５１ 発光凸部、 ５１ａ 先端壁部（拡大部）、 ７０ 導光体、 ７０ａ 出射面、 １５０ 光源、 Ｓ 空間。

Claims (3)

1. 照明光を射出する光源（１５０）と、
   前記光源から入射した前記照明光を内部で導光しつつ出射面（７０ａ）から出射する導光体（７０）と、
   前記導光体より視認側に配置された表示板（５０）と、
   を備え、
   前記表示板は、
   前記視認側に突出し、前記導光体に沿って延伸するように形成され、前記導光体から出射された前記照明光を受けて発光し、前記出射面との間に中空の空間（Ｓ）を区画する発光凸部（５１）を有し、
   前記発光凸部には、前記空間の幅および前記導光体からの高さの少なくとも一方が延伸方向における前記光源から遠い側で前記光源に近い側よりも拡大された拡大部（５１ａ）が形成されている表示装置。
2. 前記拡大部は、少なくとも前記導光体からの高さが前記光源から遠い側で前記光源から近い側よりも拡大されている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記出射面は、前記発光凸部における反視認側の端部よりも前記反視認側に位置するように設けられている請求項１または請求項２に記載の表示装置。

Images