JP5923441B2

JP5923441B2 - 表示装置及びヘッドアップディスプレイ

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Publication number: JP5923441B2
Application number: JP2012280209A
Authority: JP
Inventors: 利範上原
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: JP2014123076A; US9638918B2; US20140177040A1

Description

本開示は、表示装置及びこれを備えたヘッドアップディスプレイに関する。

例えば、車両の室内に設けられ、表示部に表示された画像をフロントガラスに投影するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が知られている。このようなヘッドアップディスプレイは、表示部に対してフロントガラス越しに入射した外光が様々な影響を及ぼすことが知られている。例えば、外光の入射による液晶パネルの温度上昇を抑制するために、液晶パネルの前面、すなわち外光の入射側に赤外線カットフィルタを配置するものがある（例えば、特許文献１）。

特開２００７−６５０１１号公報

特許文献１に記載されている技術は、赤外線カットフィルタを液晶パネルとは別ユニットとしているため、部品点数及び作業工数の増加を招く可能性がある。

本開示は、赤外線カットフィルタを備えた液晶パネルの部品点数及び製造における作業工数の増加を抑制することを目的とする。

本開示の表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの表示面側に設けられた赤外線カットフィルタ層と、前記赤外線カットフィルタ層と接し、かつ前記赤外線カットフィルタ層よりも前記表示面から遠い位置に設けられ、前記赤外線カットフィルタよりも赤外線の透過率が高い偏光層と、を含む。

本開示のヘッドアップディスプレイは、前述した表示装置と、前記表示装置から投影された画像を反射するミラーと、を備える。

本開示は、赤外線カットフィルタ層を、表示面側偏光層と表示面との間に設けることにより、赤外線カットフィルタ層と表示パネルとの一体化を実現できる。その結果、本開示は、表示装置の部品点数の削減及び表示装置を製造する際の作業工数の削減によるコストダウンが実現できる。

本開示によれば、赤外線カットフィルタを備えた液晶パネルの部品点数及び製造における作業工数の増加を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る撮像装置を、機能ブロックを用いて示した図である。図２は、撮像装置が有する画素の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。

本開示の実施形態につき、図面を参照しつつ、次に示す順序で詳細に説明する。
１．ヘッドアップディスプレイ
１−１．全体構成
１−２．赤外線カットフィルタ
１−３．変形例
２．本開示の構成

［１．ヘッドアップディスプレイ］
＜１−１．全体構成＞
図１は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイを示す概略図である。ヘッドアップディスプレイ１は、乗用車、バス又はトラック等の車両に搭載されて、車両のフロントウインドウＷに情報を表示する。車両の運転者Ｄは、前景からほとんど視線を逸らさずに、フロントウインドウＷに表示された情報を視認することができる。

ヘッドアップディスプレイ１は、光源２と、表示装置３と、ミラー４と、を含む。光源２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であるが、これに限定されるものではない。表示装置３は、液晶表示パネルであるが、これに限定されるものではない。ミラー４は凹面鏡である。ヘッドアップディスプレイ１は、フロントウインドウＷ及びミラー４と対向する位置に、開口部５を有している。

表示装置３が投影した画像Ｐは、ミラー４によって反射されて、開口部５を通過してフロントウインドウＷに投影される。ミラー４は、画像Ｐを拡大してフロントウインドウＷに投影する。運転者Ｄは、フロントウインドウＷを通して、表示装置３が投影した画像Ｐの虚像ＰＩを視認する。

車両のフロントウインドウＷは、太陽Ｓからの光（太陽光）ＬＳが照射される。フロントウインドウＷに照射された太陽光ＬＳは、ヘッドアップディスプレイ１の開口部５を通過してミラー４で反射され、表示装置３に照射される。前述したように、ミラー４は、表示装置３が表示した画像Ｐを反射する際に拡大してフロントウインドウＷに投影する。このため、フロントウインドウＷからの太陽光ＬＳは、ミラー４で縮小して表示装置３に照射される。

表示装置３は、太陽光ＬＳに含まれる赤外線、特に近赤外線（８００ｎｍ〜２５００ｎｍ程度）によって昇温する。太陽光ＬＳは、ミラー４で集光されるため、表示装置３に照射される赤外線のエネルギー密度が大きくなる。表示装置３は、車両のフロントパネルＩＰ内に収納されるため、熱がこもりやすい環境で使用される。このため、表示装置３は、昇温しやすい環境で使用される。本実施形態においては、表示装置３とミラー４との間に、赤外線カットフィルタを配置して、ミラー４を介して表示装置３に照射される太陽光ＬＳに含まれる赤外線の量を低減し、表示装置３の昇温を抑制する。次に、赤外線カットフィルタ及びこれを備えた表示装置３について説明する。

＜１−２．赤外線カットフィルタ＞
図２は、本実施形態に係る表示装置の断面図である。図３は、比較例に係る表示装置の断面図である。表示装置３は、表示パネル１０と、赤外線カットフィルタ層１２と、偏光層１３とを含む。本実施形態において、表示装置３は、表示パネル１０の表示面１０Ｐとは反対側の面、すなわち、回路基板１０Ｃの光源２側の面に、偏光層１１を備える。以下において、表示面１０Ｐ側の偏光層１３を、適宜表示面側偏光層１３ともいう。本実施形態において、表示パネル１０は、液晶表示パネルである。表示パネル１０は、カラーフィルタが設けられるカラーフィルタ基板１０Ｆと、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等が設けられる回路基板１０Ｃとを有している。カラーフィルタ基板１０Ｆと回路基板１０Ｃとの間には、液晶が設けられている。

赤外線カットフィルタ層１２は、表示パネル１０の表示面１０Ｐ側に設けられている。表示パネル１０の表示面１０Ｐは、カラーフィルタ基板１０Ｆの表面である。偏光層１３は、赤外線カットフィルタ層１２と接し、かつ赤外線カットフィルタ層１２よりも表示面１０Ｐから遠い位置に設けられている。赤外線カットフィルタ層１２と表示面側偏光層１３との配置順序は、表示パネル１０の表示面１０Ｐから離れるにしたがって、赤外線カットフィルタ層１２、表示面側偏光層１３の順となる。太陽Ｓから見ると、赤外線カットフィルタ層１２と表示面側偏光層１３との配置順序は、表示面側偏光層１３、赤外線カットフィルタ層１２の順となる。このため、表示面側偏光層１３は、赤外線カットフィルタ層１２よりも先に太陽Ｓからの光が照射される。

赤外線カットフィルタ層１２は、太陽光ＬＳの赤外線ＩＲ、特に、近赤外線（８００ｎｍ〜２５００ｎｍ程度）を反射する機能を有している。すなわち、赤外線カットフィルタ層１２は、近赤外線の透過率が可視光の透過率よりも低くなっている。本実施形態において、赤外線カットフィルタ層１２は、例えば、可視光の領域における透過率が７５％以上であり、可視光の領域を超えると透過率が低下し、近赤外線の領域の透過率が１０％以下となるような特性を有している。

表示面側偏光層１３は、赤外線カットフィルタ層１２よりも赤外線ＩＲの透過率が高い。このような表示面側偏光層１３は、例えば、ヨウ素系の偏光層である。ヨウ素系の表示面側偏光層１３は、赤外線領域の波長の透過率が高いため、表示面側偏光層１３の表示面１０Ｐ側にホットミラーを配置できる可能性もある。表示面側偏光層１３は、ヨウ素系に限定されるものではなく、例えば、ワイヤーグリッドを利用した偏光層を用いることもできる。

前述した例において、赤外線カットフィルタ層１２は、近赤外線の領域の透過率が１０％以下であるが、表示面側偏光層１３は、近赤外線の領域の透過率が７０％以上である。このようにすることで、図２に示すように、太陽Ｓから照射された赤外線ＩＲは、表示装置３の表示面側偏光層１３を透過し、赤外線カットフィルタ層１２で反射される。赤外線ＩＲが表示パネル１０に到達する量が抑制されるので、表示パネル１０を含む表示装置３の昇温が抑制される。

本実施形態において、赤外線カットフィルタ層１２は、表示面１０Ｐに成膜される赤外線反射膜とすることができる。例えば、赤外線カットフィルタ層１２は、表示パネル１０の表示面１０Ｐと表示面側偏光層１３との間に複数の誘電膜の層（例えば複数のλ／４層）を積層してガラス状に形成することにより、実現できる。λ／４層は、一般的な成膜プロセスを用いることにより成膜できるので、比較的簡単に赤外線カットフィルタ層１２を表示面１０Ｐと表示面側偏光層１３との間に形成することができ、製造コストも低減できる。

また、赤外線カットフィルタ層１２は、表示パネル１０の表示面１０Ｐに貼り合わされる赤外線反射フィルムであってもよい。赤外線カットフィルタ層１２にλ／４層を用いる場合、赤外線カットフィルタ層１２は、表示パネル１０の表示面１０Ｐ又は表示面側偏光層１３のいずれに形成されてもよい。赤外線カットフィルタ層１２に赤外線反射フィルムを用いる場合、表示パネル１０の表示面１０Ｐ又は表示面側偏光層１３に貼り付けることができる。また、表示面側偏光層１３に複数のλ／４層を用いる場合、これらをフィルム化して表示パネル１０の表示面１０Ｐ又は表示面側偏光層１３に貼り付けてもよい。

図３は、比較例に係る表示装置１０３を示している。表示装置１０３は、カラーフィルタ基板１１０Ｆ及び回路基板１１０Ｃを有する表示パネル１１０と、偏光層１１１、１１２を備える。さらに、表示装置１０３は、偏光層１１３と離れた位置に赤外線カットフィルタ１１２を備える。このような構造の表示装置１０３は、赤外線カットフィルタ１１２を表示パネル１１０とは別ユニットとしているため、部品点数の増加及び製造における作業工数の増加を招く可能性がある。また、表示装置１０３を備えたヘッドアップディスプレイは、高温、高湿の環境になる車両内に設置されるため、赤外線カットフィルタ１１２は、このような環境下で劣化する可能性もある。

本実施形態において、赤外線カットフィルタ層１２は、表示面側偏光層１３と表示面１０Ｐとの間に設けられる。このため、赤外線カットフィルタ層１２は、表示面側偏光層１３によって保護される。特に、赤外線カットフィルタ層１２をλ／４層を積層して形成する場合、λ／４層が劣化して剥がれる可能性があるが、前述した構造により、赤外線カットフィルタ層１２の耐久性及び信頼性が向上する。表示装置３が適用されるヘッドアップディスプレイ１は、高温、高湿の環境になる車両内に設置されるため、表示面側偏光層１３によって赤外線カットフィルタ層１２を保護することが好ましい。また、赤外線カットフィルタ層１２を、表示面側偏光層１３と表示面１０Ｐとの間に設けることにより、赤外線カットフィルタ層１２と表示パネル１０との一体化又は表示面側偏光層１３への赤外線カット機能の内蔵を実現できる。その結果、表示装置３は、部品点数の削減及び製造時の作業工数の削減が実現できるので、コストダウンが可能になる。

＜１−３．変形例＞
図４は、本実施形態の変形例に係る表示装置の断面図である。表示装置３ａは、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード又はＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの表示パネル１０ａを備えている。表示パネル１０ａは、カラーフィルタ基板１０Ｆａ及び回路基板１０Ｃａを有している。表示装置３ａは、表示面１０Ｐ側に導電層１４を有している。赤外線カットフィルタ層１２は、表示面１０Ｐに設けられ、かつ導電層１４と接している。表示装置３ａが備える赤外線カットフィルタ層１２、導電層１４、表示面側偏光層１３は、表示パネル１０の表示面１０Ｐから遠ざかるにしたがって、赤外線カットフィルタ層１２、導電層１４、表示面側偏光層１３の順に配置される。

赤外線カットフィルタ層１２は絶縁体であるため、仮に表示面側偏光層１３と導電層１４との間に設けられると、表示面側偏光層１３からの静電気を導電層１４へ流すことができない。表示装置３ａは、導電層１４と表示面側偏光層１３とを接触させ、かつ導電層１４と表示面１０Ｐとの間に赤外線カットフィルタ層１２を設けることにより、表示面側偏光層１３からの静電気を導電層１４へ流すことができる。

以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

［２．本開示の構成］
本開示は、次のような構成を採ることができる。
（１）表示パネルと、
前記表示パネルの表示面側に設けられた赤外線カットフィルタ層と、
前記赤外線カットフィルタと接し、かつ前記赤外線カットフィルタよりも前記表示面から遠い位置に設けられた、前記赤外線カットフィルタよりも赤外線の透過率が高い偏光層と、
を含む表示装置。
（２）前記表示パネルは、前記表示面側に導電層を有し、前記赤外線カットフィルタ層は、前記導電層と接する、前記（１）に記載の表示装置。
（３）前記偏光層は、ヨウ素系の偏光層である、前記（１）又は前記（２）に記載の表示装置。
（４）前記赤外線カットフィルタ層は、赤外線を反射する、前記（１）から前記（３）のいずれか１つに記載の表示装置。
（５）前記赤外線カットフィルタ層は、前記表示面に成膜される赤外線反射膜である、前記（４）に記載の表示装置。
（６）前記赤外線カットフィルタ層は、前記表示面に貼り合わされる赤外線反射フィルムである、前記（４）に記載の表示装置。
（７）前記（１）から前記（６）のいずれか１つに記載の表示装置と、
前記表示装置から投影された画像を反射するミラーと、
を備えるヘッドアップディスプレイ。

１ヘッドアップディスプレイ
２光源
３、３ａ、１０３表示装置
４ミラー
５開口部
１０、１０ａ、１１０表示パネル
１０Ｃ、１０Ｃａ、１１０Ｃ回路基板
１０Ｆ、１０Ｆａ、１１０Ｆカラーフィルタ基板
１０Ｐ表示面
１１、１１１、１１３偏光層
１２赤外線カットフィルタ層
１３偏光層（表示面側偏光層）
１４導電層
ＩＲ赤外線
Ｗフロントウインドウ

Claims

表示パネルと、
前記表示パネルと接し、前記表示パネルの表示面側に設けられた赤外線カットフィルタ層と、
前記赤外線カットフィルタ層と接し、かつ前記赤外線カットフィルタ層よりも前記表示面から遠い位置に設けられ、前記赤外線カットフィルタ層よりも赤外線の透過率が高い偏光層と、
を含み、
前記偏光層は、ヨウ素系の偏光層である表示装置。
前記表示パネルは、前記表示面側に導電層を有し、前記赤外線カットフィルタ層は、前記導電層と接する、請求項１に記載の表示装置。
前記赤外線カットフィルタ層は、赤外線を反射する、請求項１又は２に記載の表示装置。
前記赤外線カットフィルタ層は、前記表示面に成膜される赤外線反射膜である、請求項３に記載の表示装置。
前記赤外線カットフィルタ層は、前記表示面に貼り合わされる赤外線反射フィルムである、請求項３に記載の表示装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置と、
前記表示装置から投影された画像を反射するミラーと、
を備えるヘッドアップディスプレイ。