JP2022165444A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像の表示ボケを低減することができる、前面を筋状の模様で覆われた表示装置を提供する。
【解決手段】 表示装置は、複数の画素Ｊを有し表示面２０ａに画像を表示する表示パネル２０と、前記表示パネル２０の前方に配置され、模様が形成された模様層１２を有する透過板Ｃ２と、を備え、前記模様層１２は線状模様１２ａが複数個並んだ筋状模様で形成され、前記線状模様１２ａの延びる第１の方向Ｄ１と、前記画素Ｊが並ぶ第３の方向Ｘ１は、斜めに配置され、前記第１の方向と前記第３の方向は、４５±２０度の角度で配置される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像を表示する表示パネルを備えた表示装置に関するものである。

従来の表示装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。斯かる表示装置は、図１０に示すように、車両のインストルメントパネルにディスプレイ１００が取り付けられ、画像１０１を表示するディスプレイ１００の前面が筋状の木目調模様２０１を有するスクリーン２００で覆われる。スクリーン２００のディスプレイ１００に対向する領域２０２には、表示光を透過し得る多数の微細孔が形成される。この表示装置によれば、ディスプレイ１００の点灯時には画像１０１をスクリーン２００の領域２０２の微細孔を通して見ることができ、ディスプレイ１００の非点灯時には木目調模様のスクリーン２００でディスプレイ１００を隠すことができるため、ディスプレイ１００を含むインストルメントパネル全体が木目調に視認される。

特開２０２０－１３１７２９号公報

しかしながら、画像１０１と木目調模様２０１が重なると、画像１０１の照明光が木目調模様２０１により拡散されて画像１０１がボケて（不鮮明に）見える。例えば、図１０において、画像１０１とその背景１０２との境界Ｅ１は、木目調模様２０１に重なっていないので比較的はっきり見えるが、境界Ｅ２では、木目調模様２０１に重なっているので境界Ｅ１よりもボケて見える。同様に、境界Ｅ３は、境界Ｅ４よりもボケて見える。

ディスプレイ１００の画像１０１が木目調模様２０１の筋状の柄の方向２０３と略直交する縦の線画像１０１ａである場合、木目調模様２０１と重なる境界Ｅ４の数が柄の方向と略平行な横の線画像１０１ｂよりも多くなるため、表示ボケ感が大きくなる（像鮮明度が低くなる）。つまり、運転者等のユーザは、横の線画像１０１ｂよりも縦の線画像１０１ａを視認し難くなり、画像１０１が違和感のある表示に見えるといった問題があった。

そこで、画像の表示ボケを低減することができる、前面を筋状の模様で覆われた表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、複数の画素Ｊを有し表示面２０ａに画像を表示する表示パネル２０と、前記表示パネル２０の前方に配置され、模様が形成された模様層１２を有する透過板Ｃ２と、を備え、前記模様層１２は線状模様１２ａが複数個並んだ筋状模様で形成され、前記線状模様１２ａの延びる第１の方向Ｄ１と、前記画素Ｊが並ぶ第３の方向Ｘ１は、斜めに配置されることを特徴とする。

本開示に係る表示装置を運転者から見た図。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図。 本開示に係る表示装置の画素の方向と筋状模様の方向を示す図。 （ａ）第１の画素方向と平行な線画像を示す図、（ｂ）第１の画素方向と直交する線画像を示す図。 線画像毎の筋状模様角度と像鮮明度の関係を示すグラフ。 透過板と表示器の視認箇所を示す模式図。 （ａ）図６の視認箇所の矢視Ｙから見たストライプ画像を示すイメージ図、（ｂ）図６の視認箇所の矢視Ｚから見たストライプ画像を示すイメージ図、（ｃ）図６の視認箇所毎のストライプ画像の輝度と座標値の関係を示すグラフ。 （ａ）図７の筋状模様角度が０度を示す図、（ｂ）図７の筋状模様角度が４５度を示す図、（ｃ）図７の筋状模様角度が９０度を示す図。 （ａ）木目調の筋状模様を示す図、（ｂ）金属調の筋状模様を示す図、（ｃ）ファブリック調の筋状模様を示す図、（ｄ）カーボン調の筋状模様を示す図、（ｅ）大理石調の筋状模様を示す図。 従来技術を示す図。

本開示の実施形態に係る表示装置を、図１乃至１０を参照して説明する。表示装置は、自動車等の車両に搭載され各種情報を表示する表示装置として構成される。本開示はこれら実施形態に限定されるものではなく、例えば、二輪車や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。

尚、以下では、表示装置の構成の理解を容易にするために、各部材に対して、表示装置から車両運転席に着座した運転者を見る方向（図２の加飾パネルＣ２側）を「前（図のＦｒ．）」、その反対側（回路基板４０側）を「後（図のＲｅ．）」とする。また、上下方向（図のＴｏ．、Ｂｏ．）は自動車Ｃの天地方向に対応する。また、左右方向（図のＬ、Ｒ）は自動車Ｃの右左折方向に対応する。

図１、２に示すように、表示装置は、自動車Ｃのインパネ（インストルメントパネル）Ｃ１の前方に配置される加飾パネル（透過板）Ｃ２と、インパネＣ１に形成された孔Ｃ１１の中に配置される表示器Ｃ３と、からなる。

インパネＣ１は、例えば、ダッシュボードとも呼ばれる、自動車Ｃなどの運転席や助手席の前方に位置する部分である。

表示器Ｃ３は、前方から表示パネル２０と、表示パネル２０の後方に配置される照明部材３０と、照明部材３０の後方に配置される回路基板４０と、表示パネル２０，照明部材３０，回路基板４０を収容するケース部材５０と、から構成される。

表示パネル２０は、表示面２０ａに画像を表示する。表示パネル２０は、図３に示すように、複数個の画素Ｊがマトリクス状に配置されるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）方式の液晶表示パネル（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）からなり、正面視で略矩形に形成される。表示パネル２０は、液晶材を封入する前後一対の前側のガラス基板２１を有し、ガラス基板２１の液晶層側にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等により透明電極が形成される。表示パネル２０は、２枚のガラス基板２１を挟み込むように前後面に一対に配置された偏光板２２を有する。表示パネル２０は、ノーマリーブラックタイプ（電圧非印加時に黒表示）の液晶表示パネルである。

画素Ｊは、図３に示すように、赤Ｒ（ＲＥＤ）と、緑Ｇ（ＧＲＥＥＮ）と、青Ｂ（ＢＬＵＥ）の３色の光源が一列に横方向（左右方向）に並んで構成される。画素Ｊは、ＲＧＢ光源のそれぞれに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のスイッチング素子を備える。画素Ｊは、横と縦に（マトリクス状に）規則正しく配置され、全体として矩形（四角形）に配置される。ここで、画素Ｊが画素ＪのＲＧＢ光源が並ぶ方向と同じ方向である横方向（左右方向）に並ぶ方向を第１の画素方向（第３の方向）Ｘ１とし、第１の画素方向Ｘ１と直交する縦方向（上下方向）を第２の画素方向Ｙ１とする。

表示パネル２０は、一辺にフレキシブル配線板であるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）（図示無し）が接続される。このＦＰＣは、回路基板４０の背後に実装されるコネクタに接続され、表示パネル２０と回路基板４０とを電気的に接続（導通接続）する。回路基板４０は、後述する制御手段からの電気信号をＦＰＣを介して表示パネル２０に導く。表示パネル２０でこの電気信号は、透明電極を介して液晶層に駆動電圧を印加する。表示パネル２０は、表示パネル２０の液晶層の液晶分子の配向が制御され、表示パネル２０の個々の画素Ｊの透過率が変化することにより、画像を表示する。

照明部材３０は、表示パネル２０の背後に配置される。照明部材３０は、導光体３１と、光源３２と、反射シート３３と、光学シート３４と、から構成される。導光体３１，光源３２，反射シート３３，光学シート３４は、図示しないアルミニウムなどの金属からなる筐体に収容される。照明部材３０は、表示パネル２０を背後から照明する。

導光体３１は、透明な薄板平板状の合成樹脂からなる。導光体３１は、表示パネル２０の背後に対向して配設される。導光体３１は、光源３２の点灯によりその照射光を受けて内部に光を導入すると、その照明光を表示パネル２０へ向けて出射する。

光源３２は、ＦＰＣに複数個が一列状に配置された縦型発光のＬＥＤ（チップ型発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）からなる。光源３２は、導光体３１の一端部に配置され、照射光を導光体３１内に導入する。

反射シート３３は、不透光性の白色の薄板樹脂シートからなる。反射シート３３は、導光体３１を導光する照明光の導光効率を向上させると共に、照明光を表示パネル２０の方へ反射させる。

光学シート３４は、表面に凹凸のあるＢＥＦ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）等の光学フィルムからなる。光学シート３４は、表示パネル２０と導光体３１の間に配置される。光学シート３４は、導光体３１から発せられた照明光を増幅及び拡散させて表示パネル２０の方へ透過する。

回路基板４０は、例えばＦＲ－４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ－４）等の平板状のガラスエポキシ系基材に配線パターンを施した硬質配線基板からなる。回路基板４０は、照明部材３０の背後に配置される。回路基板４０は、略四角形に形成される。

回路基板４０は、表示パネル２０や光源３２を駆動・制御させるための指令信号（駆動信号）を出力する制御手段，抵抗，コンデンサ等の各種回路部品（図示せず）を実装する。制御手段は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、表示装置の電源を制御する電源回路等を有しており、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。制御手段は、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から各種情報等取得し、取得した情報に基づき、表示パネル２０に情報を表示させる。

ケース部材５０は、黒色等の不透過の合成樹脂（例えば、ポリプロピレンなど）からなり、前方が開口した略箱形状に形成され、内部に、表示パネル２０，照明部材３０，回路基板４０を収容する。ケース部材５０は、ネジなどの固定具でインパネＣ１に固定される取り付け部５１を有する。表示器Ｃ３は、取り付け部５１でインパネＣ１に固定される。

加飾パネルＣ２は、図２に示すように、前方から基材１１と、基材１１の背面に形成される印刷層（模様層）１２と、印刷層１２の背面に形成される遮光層１３と、から構成される。

基材１１は、例えば、透明又は半透明の透光性のポリカーボネート樹脂等からなる厚さが１ｍｍから２ｍｍの薄板状のシート材からなる。

印刷層１２は、例えば、透光性の着色インキが印刷されたものからなる。印刷層１２は、図３に示すように、基材１１の裏面に例えば土色のインキが線状に形成された線状模様１２ａが複数個並んで形成されることで筋状に形成される筋状模様に形成され、その裏面に例えば茶色のインキがベタ塗りに形成されることで木目調の色、模様に形成される。線状模様１２ａは、木目の節などの無い緩やかな線の方向が、自動車Ｃの左右方向に対し斜めに延びた線で形成される。

ここで、線状模様１２ａの延びる方向を第１の線方向（第１の方向）Ｄ１とし、この第１の線方向Ｄ１と略直交する方向を第２の線方向（第２の方向）Ｄ２とする。線状模様１２ａは、第２の線方向Ｄ２に複数個並んで形成される。第１の線方向Ｄ１と第１の画素方向Ｘ１及び第２の画素方向Ｙ１は、斜めに配置される。好適には、第１の線方向Ｄ１と第１の画素方向Ｘ１及び第２の画素方向Ｙ１は、４５±２０度の角度で配置される。印刷層１２は、後述する遮光層１３の開口部１３ａを含む遮光層１３の前方に形成される。印刷層１２は、後方の表示器Ｃ３から照射された光を透過する。

遮光層１３は、例えば、遮光性の黒色のインキが印刷されたものからなる。遮光層１３は、後方から照射された光を遮断する。遮光層１３は、表示器Ｃ３の表示面２０ａに対向して略矩形に形成され、表示面２０ａから照射された光を透過する開口部１３ａを有する。

以下に、我々が、第１の線方向Ｄ１と第１の画素方向Ｘ１及び第２の画素方向Ｙ１は、４５±２０度の角度で配置されることを好適とした理由を説明する。

図４（ａ）に示すように、表示パネル２０の表示面２０ａに、第１の画素方向Ｘ１と平行な複数の線画像Ｋ１を作成した。線画像Ｋ１は、黒色の背景に画素Ｊが４個分の太さの白い線で表示される。そして、この表示パネル２０の前方に加飾パネルＣ２を配置し、筋状模様角度を種々に変えて、線画像Ｋ１の像鮮明度を測定した。その結果を図５中のグラフ線Ｈに示す。

同様に、図４（ｂ）に示すように、表示パネル２０の表示面２０ａに、第２の画素方向Ｙ１と平行な複数の線画像Ｋ２を作成した。線画像Ｋ２は、黒色の背景に線画像Ｋ１と同じ太さの白い線で表示される。そして、この表示パネル２０の前方に加飾パネルＣ２を配置し、筋状模様角度を種々に変えて、線画像Ｋ２の像鮮明度を測定した。その結果を図５中のグラフ線Ｖに示す。また、グラフ線Ｈとグラフ線Ｖの差分値をグラフ線Ｓで示す。

ここで、以下に、像鮮明度について説明する。

図６に示すように、加飾パネルＣ２越しに表示パネル２０を見る場合を矢視Ｙとする。像鮮明度の測定は、矢視Ｙから見た線画像Ｋ１及び線画像Ｋ２である。また、加飾パネルＣ２の無い状態であり、表示パネル２０を直接見る場合を矢視Ｚとする。

表示パネル２０に黒色の背景に白い線で表示されるストライプ画像を表示する。このストライプ画像は、矢視Ｚからは、図７（ｂ）に示すように、比較的はっきりした線で表示される。この時の表示の各部の輝度を測定してグラフにしたものが図７（ｃ）に示すグラフ線Z１である。このストライプ画像は、矢視Ｙからは、図７（ａ）に示すように、加飾パネルＣ２の印刷層１２により表示パネル２０の白線で発光する照明光が拡散されて表示ボケした線で表示される。この時のストライプ画像の各部の輝度を測定してグラフにしたものが図７（ｃ）に示すグラフ線Ｙ１である。

グラフ線Ｙ１の輝度の極大値Ｍ２は、白線の照明光が加飾パネルＣ２を透過する際に減衰されるので、グラフ線Z１の極大値Ｍ１よりも低くなる。また、グラフ線Ｙ１１の輝度の極小値ｍ２は、白線の照明光が加飾パネルＣ２を透過する際に拡散されるので、グラフ線Z１の極小値ｍ１よりも高くなる。

像鮮明度［％］は、輝度の極大値Ｍと、極小値ｍとから次式で導かれる値である。
像鮮明度＝（Ｍ－ｍ）／（Ｍ＋ｍ）×１００

像鮮明度は、値が大きいほど表示ボケが小さく画像がはっきり（明確に）視認でき、最大で１００％となる。像鮮明度は、値が小さいほど表示ボケが大きくなり、最小で０％となる。矢視Ｚの場合において、白線の延びる方向と第１の画素方向Ｘ１が略平行な場合は、像鮮明度が約９２％であり、白線の延びる方向と第１の画素方向Ｘ１が略直交する場合は、像鮮明度が約９１％であった。この結果から我々は、像鮮明度の差が約１％である場合は、加飾パネルＣ２が無い状態と同等であり、一般的に運転者に違和感を生じさせないレベルであるとの見解を得た。

ここで、以下に、筋状模様角度について説明する。

筋状模様角度とは、第１の画素方向Ｘ１と第１の線方向Ｄ１の成す角度をいう。例えば、筋状模様角度が０度の時は、図８（ａ）に示すように、第１の画素方向Ｘ１と第１の線方向Ｄ１の成す方向の角度が略平行となる時の角度である。また、筋状模様角度が４５度の時は、図８（ｂ）に示すように、第１の画素方向Ｘ１と第１の線方向Ｄ１の成す角度が略４５度となる時の角度である。また、筋状模様角度が９０度の時は、図８（ｃ）に示すように、第１の画素方向Ｘ１と第１の線方向Ｄ１の成す角度が略直角となる時の角度である。

図５に示すように、グラフ線Ｈとグラフ線Ｖの差分値であるグラフ線Ｓが、運転者に違和感を生じないレベルである像鮮明度が１％以下となる筋状模様角度は、２５度から６５度の範囲であった。この結果から我々は、第１の線方向Ｄ１と第１の画素方向Ｘ１及び第２の画素方向Ｙ１は、４５±２０度の角度で配置されることが好適と判断した。

尚、本開示は前述した本実施形態に限定されるものでなく、本開示の要旨の範囲において、種々の変形が可能である。

例えば、筋状の模様は木目調（図９（ａ））の色、模様に形成されていたが、図９に示すように、金属調（図９（ｂ））、ファブリック調（図９（ｃ））、カーボン調（図９（ｄ））、大理石調（図９（ｅ））等に形成されてもよい。また、表示パネル２０や照明部材３０等は、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）モジュールであってもよい。

Ｃ 自動車
Ｃ１ インパネ（インストルメントパネル）
Ｃ１１ 孔
Ｃ３ 表示器
Ｃ２ 加飾パネル（透過板）
１１ 基材
１２ 印刷層（模様層）
１２ａ 線状模様
１３ 遮光層
１３ａ 開口部
２０ 表示パネル
３０ 照明部材
４０ 回路基板
５０ ケース部材
Ｄ１ 第１の線方向（第１の方向）
Ｄ２ 第２の線方向（第２の方向）
Ｋ１ 線画像
Ｋ２ 線画像
Ｊ 画素
Ｘ１ 第１の画素方向（第３の方向）
Ｙ１ 第２の画素方向
Ｈ グラフ線
Ｖ グラフ線
Ｓ グラフ線
Ｙ１ 矢視
Ｚ１ 矢視
Ｙ１ グラフ線
Ｚ１ グラフ線
Ｍ１ 極大値
Ｍ２ 極大値
ｍ２ 極小値
ｍ１ 極小値

Claims (5)

1. 複数の画素を有し表示面に画像を表示する表示パネルと、
   前記表示パネルの前方に配置され、模様が形成された模様層を有する透過板と、を備え、
   前記模様層は線状模様が複数個並んだ筋状模様で形成され、
   前記線状模様の延びる第１の方向と、前記画素が並ぶ第３の方向は、斜めに配置されることを特徴とする表示装置。
2. 前記線状模様は、前記第１の方向と略直交する第２の方向に並ぶことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の方向と前記第３の方向は、４５±２０度の角度で配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記透過板は、前記表示面に対向する開口部を有する遮光性の遮光層を有し、
   前記模様層は、前記開口部を含む前記遮光層の前方に形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記透過板は、車両のインストルメントパネルに配置されることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。

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