JP2022124982A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な作業環境であっても表示品質の低下を抑止できる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 画像を表示可能な液晶パネル３１と、この液晶パネル３１の表示出力側に重ねて設けられる透明な保護カバー１１と、この保護カバー１１と液晶パネル３１との間に介在する透明部材２と、液晶パネル３１を位置決めする支持部４１と、透明部材２を導入する注入部４５と、を設けた支持部材４と、を備える。また、支持部４１は、保護カバー１１と当接し透明部材２の介在領域を区画する当接部と設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像を表示する表示パネルを備えた車両用表示装置に関し、例えば、インストルメントパネルに搭載される車両用表示装置に好適である。

従来より、保護パネル部材に液晶表示器を接着した表示装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。液晶表示器は、液晶表示パネル，バックライトユニット，光拡散板，ケース体，ベゼルを備えている。この表示装置は、液晶表示器と保護パネル部材とを透光性接着剤で接着した構造になっている。これにより、保護パネル部材と表示パネルとの間の空気層がなくなり、表示パネルと空気層との界面、及び、保護パネル部材と空気層との界面での外光反射が減少して、表示装置の画質が向上する。

特開２０１５－５５８１０号公報

これら表示装置は、液晶表示器と保護パネル部材との間に液体状の透光性接着剤を介在させた後、硬化させることで隙間（空気層）をなくしている。しかしながら、この液晶表示器と保護パネル部材との間に透光性接着剤を介在させる作業時に、塵や埃などが付着してしまい表示品質を低下してしまう虞れがある。このため、塵や埃などが含まれない作業環境が必要であった。

本発明の目的は、上述課題に着目し、簡易な作業環境であっても表示品質の低下を抑止できる車両用表示装置を提供することにある。

本発明の車両用表示装置は、
画像を表示可能な表示パネルと、
この表示パネルの表示出力側に重ねて設けられる透明な保護カバーと、
この保護カバーと前記表示パネルとの間に介在する透明部材と、
前記表示パネルを位置決めする支持部と、前記透明部材を導入する注入部と、を設けた支持部材と、を備える。

また、前記支持部は、前記保護カバーと当接し前記透明部材の介在領域を区画する当接部と設ける。

また、前記支持部は、前記保護カバーとの位置決めを行う位置決め部を設ける。

また、前記保護カバーは、前記表示パネルの表示領域外を隠す有色の遮光部を設け、この遮光部に重なるように、前記注入部が配置される。

また、前記注入部は、前記表示パネルの表示面に対して面直方向から前記透明部材を導入できる向きに設けられる。

本発明によれば、簡易な作業環境であっても表示品質の低下を抑止できる車両用表示装置となる。

本実施形態における車両用表示装置の車載状態を示す図。 同上実施形態における車両用表示装置の正面図。 同上実施形態における筐体の内面側からみた図。 図２のＩＶ－ＩＶ断面図。 同上実施形態における表示ユニットを支持する支持部材を示す図。 同上実施形態における透明部材の注入を示す図。 別実施形態における車両用表示装置Ａ１の正面図。 別実施形態における表示ユニットを支持する支持部材を示す図。 図７のＩＸ－ＩＸ断面図。 図７のＸ－X断面図。

以下に、本発明の実施形態として、自動車に搭載される車両用表示装置に適用したものを例に挙げて、添付図面に基づいて説明する。

図１は、車両用表示装置Ａが、自動車（車両）Ｂに実装されたものを示す。車両用表示装置Ａは、車両利用者が運転状態で表示を視認できるように、運転席に対向して設けられる。この場合、車両用表示装置Ａは、インストルメントパネルＣの上部に突出するように設けられる。また、車両用表示装置Ａは、車両情報や経路案内、音響関連情報などの表示出力を行うことができる。また、車両利用者は、車両用表示装置Ａによる表示内容に従って、ステアリングＤに設けられるスイッチＤ１を操作することで、表示操作（画面切り換え）や各種設定を行うこともできる。

車両用表示装置Ａは、図２乃至図４に示すように、筐体１と、透明部材２と、表示ユニット３と、支持部材４と、回路基板５と、を備えている。この場合、車両用表示装置Ａは、車外を撮影した映像や、走行速度や走行距離などの各種車両情報、空気調和器の設定、経路案内、音響操作などを行うための表示デバイスである。

筐体１は、保護カバー１１と、ケース１２，１３と、から構成される。保護カバー１１は、図２に示すように、無機ガラスまたは有機ガラス（アクリル樹脂）等の透明な板材を適用でき、表示ユニット３の表示画像を透視可能にしつつ筐体１内を保護する。

保護カバー１１は、表示ユニット３を覆うように配置され、表示ユニット３の表示領域以外の部分を隠すように、黒色の遮光層（遮光部）１１ａが塗装によって枠状に形成されている。遮光層１１ａとその内側の表示領域との境界部分には、ドット形状や色のトーンを変えたグラデーションを形成して、境界が目立たないようにできる。また、保護カバー１１の内側面には、図３に示すように、突起１１ｂと位置決めピン１１ｃとがそれぞれ複数形成されている。

突起１１ｂは、図４に示すように、保護カバー１１の表示領域の面と表示ユニット３とが、所定間隔おいて設けられるようにするスペーサとしての役割を担うため、表示ユニット３に端部が当接するように設けられる。突起１１ｂは、同じ高さの形状で間隔をおいて４辺に複数設けられる。この場合、半球形状で、金属ベゼル３３に当接するが、形状や間隔、個数、当接対象は、表示ユニット３の大きさや保護カバー１１の剛性などによって、適宜設定される。

位置決めピン１１ｃは、支持部材４との位置決めを行うためのもので、保護カバー１１から延びて一体に設けられる。この場合、位置決めピン１１ｃは、車載状態で車両用表示装置Ａの下側２箇所に設けられる。

ケース１２，１３は、遮光性の合成樹脂材を適用でき、この場合、複数のケース１２，１３を嵌合し、保護カバー１１とともに、表示ユニット３や回路基板等の部品を収容しつつ外部から直接触れることができないように保護する。ケース１２，１３は、接着や溶着，インサート成形等の手段により、保護カバー１１の外周と気密に接して保護カバー１１を保持している。なお、ケース１２，１３は、遮光性部材であればよく、金属材を適用することもできる。

透明部材２は、保護カバー１１や表示ユニット３の表示面の屈折率の値に近い値の材質が好適であり、遮光層１１ａによって定まる表示領域の全てを含む箇所に重なり合わさるように接着し、保護カバー１１と透明部材２との界面に生じる光反射を小さくして、表示ユニット３による表示の視認性を確保している。

また、透明部材２は、保護カバー１１の内側（表示ユニット３等を有する収容空間側）の面に設けられ、表示ユニット３を接着保持する。透明部材２は、硬化型の液体透明部材（接着剤）を保護カバー１１と表示ユニット３との間に充填して硬化するもので、例えば、加熱硬化促進タイプ（熱硬化型）の変性シリコーン系の部材であり、硬化後にゴム弾性を有する。この場合、透明部材２は、熱硬化型に限らず、紫外線硬化型、湿気硬化型、または、それらと紫外線硬化のハイブリッド硬化型（紫外線硬化＋熱硬化、紫外線硬化＋湿気硬化）の部材であっても良い。また、透明部材２の主成分はシリコーン系でなく、アクリル系やウレタン系等の別のタイプでも良いが、極性基を有する材料を含み、屈折率が保護カバー１１と同等のものを使用することが好ましい。極性基としては、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、シアノ基、シラノール基の少なくとも１つを含むことが好ましい。

表示ユニット３は、液晶パネル（表示パネル）３１と、バックライト部３２と、金属ベゼル３３と、ＦＰＣ３４と、シール部３５と、を設けている。

液晶パネル３１は、透明電極が印刷された二枚の透明ガラス基板（透明板）と、これらの透明ガラス基板間に挟み込まれるように封止される液晶と、各透明ガラス基板の外側に配置する偏光板とを設けた液晶表示素子を適用できる。液晶パネル３１は、ＦＰＣ（可撓性配線板）３４を介して印加される電気を該透明電極に印加することで、液晶を作用させ、所望の表示像（画像）を形成できる。液晶パネル３１は、透明ガラス基板間の透明電極から外部に延びる透明配線を連続的に形成しており、この配線には異方性導電膜を介してＦＰＣ３４やドライバ（駆動素子）が実装されている。

バックライト部３２は、詳細に図示しないが、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として、液晶パネル３１を透過照明するもので、ＬＥＤの他に、光拡散シートやプリズムシートなどを用いて、液晶パネル３１を均一に照明する構造を設ける。

金属ベゼル３３は、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）のような金属製の板材をプレス加工によって所定形状にしてなり、液晶パネル３１を囲む枠形状に形成され、液晶パネル３１やこれに積層するバックライト部３２の側面側を囲うとともに、これら液晶パネル３１などを強固に保持する。

ＦＰＣ３４は、液晶パネル３１とバックライト部３２のＬＥＤ光源への駆動電力を供給するための配線で、回路基板５に実装されるコネクタに接続される。

シール部３５は、液晶パネル３１の表示面の外側と金属ベゼル３３の内側とを封止するための部材であり、透明部材２を導入時に液晶パネル３１と金属ベゼル３３との隙間からバックライト部３２側へ浸入してしまうことを防止する。シール部３５は、例えば、紫外線硬化型や湿気硬化型で高粘度のシリコーン系接着剤を適用できる。

支持部材４は、合成樹脂材を用いて成形され、支持部４１と、位置決め孔（位置決め部）４２と、当接部４３と、シール部４４と、注入部４５と、を一体に設けている。

支持部４１は、枠形状であり、表示ユニット３を囲うようにして位置決め支持する。この場合、支持部４１は、図４に示すように、内壁に形成された傾斜部４１ａによって、表示ユニット３を誘い込むようにして組付けできる。また、支持部４１の内壁面には、図５に示すように、表示ユニット３の金属ベゼル３３に当接するリブ４１ｂを複数有しており、液晶パネル３１の表示面の面方向を位置決めできる。

位置決め孔４２は、筐体１の位置決めピン１１ｃが挿通されて、保護カバー１１の遮光層１１ａにて設定される表示領域と支持部４１に支持される表示ユニット３との位置関係を適正位置に定めることができる。この場合、位置決め孔４２は、水平線状に丸穴と長孔とで形成され、部品毎の誤差や変形に対応できるようにしている。

当接部４３は、保護カバー１１に当接する凸条形状に形成され、支持部４１や注入部４５を囲うように外側に一周有する。当接部４３は、図６に示すように、支持部４１が表示ユニット３を支持した状態、且つ、位置決め孔４２と位置決めピン１１ｃとによって位置決めされた状態で、保護カバー１１の内面に当接する。なお、当接箇所には、シール部４４が設けられる。

シール部４４は、表示ユニット３に設けられるシール部３５と同様のものを適用でき、例えば、紫外線硬化型や湿気硬化型で高粘度のシリコーン系接着剤を適用できる。シール部４４により、保護カバー１１と当接部４３との気密性を高めることができる。

注入部４５は、透明部材２を導入するための導入口４５ａと、排気口４５ｂと、を有しており、この場合、対角の角部付近に形成される。導入口４５ａは、表示ユニット３の表示面に対して垂直方向に導入経路（貫通孔）が形成された先端側形成され、この場合、裏面側に有する。また、導入口４５ａと同様な形状にて排気口４５ｂが形成される。

注入部４５を用いた透明部材２の導入は、液晶パネル３１の表示面と保護カバー１１における液晶パネル３１の対向面との間に隙間なく設ける必要があるが、図６に示すように、表示ユニット３を支持した支持部材４と保護カバー１１とが組付け状態で、導入口４５ａからノズルＮを用いて硬化前の液体状の透明部材２が吐出される。

導入口４５ａ付近で吐出された透明部材２は、該導入経路に沿って流れ込み、保護カバー１１と表示ユニット３との間に充填される。この際、導入口４５ａから遠くに設けられる排気口４５ｂによって予め介在する空気を脱気することで、表示領域箇所における空気溜まりの発生を抑止できる。また、上述した注入部４５の形状により、液晶パネル３１や保護カバー１１を水平状態で透明部材２を導入できるため、透明部材２の量を管理しやすくなり、過不足を低減できる。

また、透明部材２の導入前に導入箇所を注入部４５以外で略気密状態にできるため、特別な環境を用意しなくても、塵や埃が混入し難くなる。また、透明部材２は、注入部４５から筐体１内へ適量が吐出された状態で加熱硬化されるが、ノズルＮを含むディスペンサ装置から（図示しない）ヒーター装置への移動や硬化までの時間においても塵や埃が混入し難い。

また、注入部４５を含む支持部材４は、枠状に設けられるため、筐体１の遮光層１１ａやケース１２，１３によって覆い隠れる。シール部４４の塗布や注入部４５付近の透明部材２の形状を気にしなくともよく、容易に作業できる。

回路基板５は、ガラスエポキシ樹脂からなる基材に銅箔からなる配線パターンを形成したものであり、筐体１内でケース１３に保持され、表示ユニット３と検出信号や駆動信号をやり取りするための通信線（ＦＰＣ３４）を介して接続される。また、回路基板５には、ＦＰＣ３４と接続するためのコネクタ５１や、車両用表示装置Ａの外部から駆動電力を入力したり、画像表示用のデータやタッチ操作状態を車載ＥＣＵ（電子制御ユニット）へ発信するための各種ケーブルと接続する外部コネクタや、マイクロコンピュータ等の制御回路や描画演算回路、これらを駆動する所定電圧を得るための電源回路等を構成する各種電子部品を実装している。なお、この場合、回路基板５は、筐体１内に保持される例を示したが、同様の通信線やケーブルを介して筐体１外に設けたり、車載ＥＣＵによって駆動制御する構成も考えられる。

斯かる車両用表示装置Ａは、画像を表示可能な液晶パネル３１と、この液晶パネル３１の表示出力側に重ねて設けられる透明な保護カバー１１と、この保護カバー１１と液晶パネル３１との間に介在する透明部材２と、液晶パネル３１を位置決めする支持部４１と、透明部材２を導入する注入部４５と、を設けた支持部材４と、を備える。

従って、簡易な作業環境であっても、塵や埃が混入し難く、表示品質の低下を抑止できる車両用表示装置Ａとなる。また、表示パネル（液晶パネル３１）と保護カバー１１との間隔が多少変動しても、脱気しながら透明部材２を導入できる。このため、表示ユニット３側が平滑面でない場合、例えば、本実施形態のように金属ベゼル３３を有する表示ユニット３を適用した場合にも好適である。

また、支持部４１は、保護カバー１１と当接し透明部材２の介在領域を区画する当接部と設けることによって、透明部材２の導入から硬化までの作業の間、透明部材２の介在領域を略気密にできる。このため塵や埃が混入し難い作用がある。

また、支持部４１は、保護カバー１１との位置決めを行う位置決め孔４２を設けることによって、保護カバー１１に対して、支持部材４及び表示ユニット３を適正な位置のまま透明部材２の導入作業や硬化作業を行うことができる。

また、保護カバー１１は、液晶パネル３１の表示領域外を隠す有色の遮光層１１ａを設け、この遮光層１１ａに重なるように、注入部４５が配置されることによって、支持部材４などを隠すことができる。

また、注入部４５は、液晶パネル３１の表示面に対して面直方向から透明部材２を導入できる向きに設けられることによって、透明部材２の量を管理しやすく、また安定した状態で硬化作業ができる。

次に、上述実施形態の車両用表示装置Ａの別実施形態として示す車両用表示装置Ａ１について、図７乃至図１０を用いて説明する。なお、同様の機能を有する構成（部材）については、上述実施形態（車両用表示装置Ａ）と同じ符号を付して詳細な説明を省く。

車両用表示装置Ａ１は、図７，８に示すように、液晶パネル３１の側方外側にインジケータや警告灯などの表示部６を設ける構成であり、表示ユニット３を保持する支持部材４０には、この表示部６に対応する位置に照明を区画するための筒状の壁面を有する区画部４６がある。なお、支持部材４０には、上述した車両用表示装置Ａを示す実施形態と同様に、透明部材２を導入するための注入口４５ａを有する注入部４５や排気口４５ｂを設けている。

また、図９に示すように、区画部４６に囲まれた照明室において、保護カバー１１０には、インジケータや警告灯の各種シンボルマークが印刷された印刷部１１ｄが設けられ、回路基板５０には、この印刷部１１ｄに対向するように発光ダイオードからなる光源５０ａが実装されている。これら構成により、光源５０ａが点灯した際に、光源５０ａが発する照明光を効率よく印刷部１１ｄへ導いて透過照明し、所望のシンボルマークを点灯表示することができる。

なお、印刷部１１ｄは、ブレーキ警告灯や充電警告灯、タイヤ空気圧警告灯などの警告表示、ハイビーム作動灯や方向指示器作動灯などのインジケータを示す意匠が部分的に光透過するように印刷され、この場合、液晶パネル３１の両脇に設けられる。また、区画部４６には、回路基板５０に実装された照度検出センサを収めることもできる。

更に、支持部材４０と保護カバー１１０との間には、有色のスポンジ材からなる緩衝部材７が設けられる。緩衝部材７は、表示部６と、表示ユニット３とを、それぞれ囲うように設けられ、支持部材４０における保護カバー１１０との対向面に、粘着剤にて貼り付けられる。なお、図８に示す支持部材４０に表示ユニット３や緩衝部材７を組付けた組付け体を、更に保護カバー１１０に組付ける際には、緩衝部材７を圧縮状態にて支持部材４０と保護カバー１１０との間に介在するように寸法設計される。

即ち、液晶パネル３１の側方外側にインジケータまたは警告灯などの車両情報を点灯表示可能な表示部６と、支持部材４０に表示部６に対応して照明範囲を区画する区画部４６と、を設け、支持部材４０と保護カバー１１０との間に緩衝部材７を備える。

これにより、保護カバー１１０や支持部材４０の寸法や面精度の誤差、成形時の収縮や湾曲変形があっても、隙間なく介在できる。強いては、透明部材２を導入口４５ａから導入する際に、緩衝部材７によって、透明部材２が表示部６側や外部側に漏れることを抑止したり、支持部材４０と保護カバー１１０との間において表示部６内外の照明光が所望の照明対象物以外へ露光しないように遮光して抑止したりできる。

以上、上述の実施形態について説明したが、本発明は上述実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。本発明は、インストルメントパネルに搭載される表示装置として好適であり、例えば、図１に示すステアリングＤを介して臨む位置に設けられる計器装置Ｅや、車両Ｂの外を撮影した画像を表示するモニタや、後席の乗車者用のモニタに適用する構成であってもよく、上述実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、表示ユニット３として、バックライト部３２から照明される液晶パネル３１ではなく、有機ＥＬパネルを適用することもできる。この場合、バックライト部を省くことができるため、より薄型になる。また、金属ベゼル３３を用いない表示ユニット３であってもよく、上述実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、保護カバー１１には、突起１１ｂを一体に設ける構造を示したが、突起１１ｂを別体に設けたり省いた保護カバー１１であってもよく、材質も無機ガラスを適用できる。また、遮光層１１ａを表面に設ける保護カバー１１を示したが、内面に遮光層を設けたり遮光層ではなくケースを延ばして代替することもできる。

また、保護カバー１１は、矩形の平板でなくともよく、更に、上下または左右に屈曲する形状や、Ｓ字状に屈曲する形状であっても上述実施形態を適用でき、上述実施形態と同様の効果を得ることができる。また、保護カバー１１は内部の表示ユニット３による表示出力を透過する程度の透明であればよく、有色顔料や有色透過印刷を含む所謂スモーク板であってもよい。

また、車両用表示装置Ａ１において、支持部材４０の当接部４３の外側に緩衝部材７を一周に張り付けたものを示したが、当接部４３を省いて、緩衝部材７によって、透明部材２の形成範囲を区画することも考えられる。

また、本発明は、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表示装置として好適である。

１ 筐体
１１，１１０ 保護カバー
１１ａ 遮光層（遮光部）
１１ｂ 突起
１１ｃ 位置決めピン
１１ｄ
１２，１３ ケース
２ 透明部材
３ 表示ユニット
３１ 液晶パネル（表示パネル）
３２ バックライト
３３ 金属ベゼル
３４ ＦＰＣ
３５ シール部
４，４０ 支持部材
４１ 支持部
４１ａ 傾斜部
４１ｂ リブ
４２ 位置決め孔（位置決め部）
４３ 当接部
４４ シール部
４５ 注入部
４５ａ 導入口
４５ｂ 排気口
４６ 区画部
５，５０ 回路基板
５１ コネクタ
５０ａ 光源
６ 表示部
７ 緩衝部材

Claims (6)

1. 画像を表示可能な表示パネルと、
   この表示パネルの表示出力側に重ねて設けられる透明な保護カバーと、
   この保護カバーと前記表示パネルとの間に介在する透明部材と、
   前記表示パネルを位置決めする支持部と、前記透明部材を導入する注入部と、を設けた支持部材と、
   を備える車両用表示装置。
2. 前記支持部は、前記保護カバーと当接し前記透明部材の介在領域を区画する当接部と設ける請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記支持部は、前記保護カバーとの位置決めを行う位置決め部を設ける請求項１に記載の車両用表示装置。
4. 前記保護カバーは、前記表示パネルの表示領域外を隠す有色の遮光部を設け、この遮光部に重なるように、前記注入部が配置される請求項１に記載の車両用表示装置。
5. 前記注入部は、前記表示パネルの表示面に対して面直方向から前記透明部材を導入できる向きに設けられる請求項１に記載の車両用表示装置。
6. 前記表示パネルの側方外側にインジケータまたは警告灯を点灯表示可能な表示部と、
   前記支持部材に前記表示部に対応して照明範囲を区画する区画部と、を設け、
   前記支持部材と前記保護カバーとの間に緩衝部材、を備える請求項１に記載の車両用表示装置。
   

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