JP6029431B2 - 振動発生部を有する表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示画面を覆う透光性パネルが振動発生部で振動させられる表示装置に係り、透光性パネルを支持する弾性枠体の密度を部分的に高くした構造を有する表示装置に関する。

特許文献１に、タッチパネルの保持構造に関する発明が開示されている。この保持構造は、表示用パネルの前方にタッチパネルを備えたガラス基板が配置されている。ガラス基板は、表示用パネル上で樹脂またはゴム製の支持枠体によって支持されており、ガラス基板に、操作時にフィードバック用の振動を与える圧電素子が固定されている。

表示用パネルとガラス基板との間に、樹脂またはゴム製の前記支持枠体を設けることによって、圧電素子からガラス基板に与えられた振動を減衰しにくくするとともに、表示用パネルとガラス基板との間の空間への防塵性や防滴性を高めることを目的としている。

しかし、実際には、振動の減衰と、防塵性や防滴性の双方の機能を満足させることが難しい。ガラス基板に与えられた振動の減衰を抑制するためには、支持枠体を弾性係数の低い弾性体で構成しなくてはならず、発泡ポリウレタンなどの発泡弾性体が最適とされている。しかし、発泡弾性体は、防塵性や防滴性が十分ではない。逆に、高い密度の弾性体で支持枠体が構成されると、ガラス基板に発生する振動力が弱くなってしまう。

特許文献２に、入力機能付き表示装置に関する発明が開示されている。この表示装置は、液晶表示パネルの前方にタッチパネルが配置され、タッチパネルが支持体で支持されている。支持体はゴム材料で形成されて液晶表示パネルを取り囲むように形成されて、防塵性や防水性を発揮できるようになっている。

支持体は、第１部位と第２部位に区分されており、第２の部位は第１部位よりも撓みが小さくなるように設定されている。この発明は、撓みの小さい第２部をタッチパネルの４つの隅部に配置することによって、振動体の振動力によってタッチパネルを十分に撓ませることができるようにすることを目的としている。

しかし、特許文献２に記載された発明は、第１部位と第２部位で支持体の断面形状を変えており、または第１部位と第２部位とで支持体を構成する弾性材料を変えている。そのため、支持体の形状や構造が複雑になり、また第１部位と第２部位の境界部が不連続であるため、この境界部で防塵性や防水性が低下するおそれがある。

特開２０１１−１０７７６６号公報 特開２０１２−９４１０９号公報

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、透光性パネルを支持する弾性枠体の密度を部分的に変えて、透光性パネルの振動機能と、防塵機能の双方を高めることができる振動発生部を有する表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、表示画面を有する表示パネルと、前記表示画面の周囲を囲むカバー部材と、前記表示画面の前方を覆う透光性パネルと、前記透光性パネルの前方に設けられ、前記表示画面を囲む化粧パネルと、前記カバー部材と前記透光性パネルとの間に設けられて前記表示画面を囲む弾性枠体と、前記透光性パネルに振動を与える振動発生部とが設けられ、
前記弾性枠体は、圧縮率を高めた高密度枠領域と、それよりも圧縮率の低い低密度枠領域とを有し、
前記化粧パネルに形成された穴または隙間あるいは開口部に近い所定の長さ範囲で、前記弾性枠体が圧縮されて前記高密度枠領域となり、それ以外の領域では、前記弾性枠体が全幅にわたって前記低密度枠領域となっていることを特徴とするものである。
本発明は、前記弾性枠体は、発泡弾性体で形成されていることが好ましい。

本発明は、前記弾性枠体は同じ厚さに形成されており、前記高密度領域で、前記弾性枠体に補助部材が重ねられて部分的に圧縮されている。あるいは、前記弾性枠体は同じ厚さに形成されており、前記高密度領域で、前記カバー部材に隆起部が形成され、前記弾性枠体が隆起部によって部分的に圧縮されているものである。

また、本発明は、前記透光性パネルが、入力機能部を有している。入力機能部は透光性パネルに直接に接合されているものであってもよいし、透光性パネルの周囲にセンサが設けられ、透光性パネルに指などが触れたことがセンサで検知される構造であってもよい。

本発明は、透光性パネルを支持している弾性枠体に高密度枠領域と低密度枠領域を設けることで、全体として弾性率の低い低密度の弾性枠体を使用しながら、透光性パネルの支持剛性を高め非透光性パネルを適度な弾性係数によって支持することが可能になる。また、高密度枠領域は防塵性や防水性を高めることができるため、全体として弾性率の低い低密度の弾性枠体を使用しても、表示パネルと透光性パネルとの間の空間に塵埃などが入り込む確率を低下させることができる。特に、高密度枠領域を、塵埃や水分が送り込まれやすい部分で、例えば下方領域や、あるいは化粧パネルの隙間や穴あるいは開口部に接近しまたは対向する部分に配置することにより、防塵機能と防水機能を十分に高めることができる。

また、弾性枠体の圧縮率を部分的に変化させるだけで高密度枠領域と低密度枠領域とが形成されているため、高密度枠領域と低密度枠領域の形成が容易である。また高密度枠領域と低密度枠領域との境界部が不連続部とならないため、防塵性を高く維持することができる。

本発明の実施の形態の表示装置を示す一部分解斜視図 本発明の実施の形態の表示装置の正面図、 表示装置を構成する表示ユニットの分解斜視図、 表示ユニットの一部を構成する部品の分解斜視図、 図２の表示装置をＶ−Ｖ線で切断した断面図、 本発明の第２の実施の形態を示すものであり、表示ユニットの一部を構成する部品の分解斜視図、

図１と図２に、本発明の第１の実施の形態の車載用表示装置１が示されている。
図１に示す化粧パネル２は、自動車の車室内に装備されたインストルメントパネルの一部である。化粧パネル２に表示窓３が開口している。化粧パネル２の内部には、表示窓３の領域内で目視できる表示ユニット１０が固定されている。

化粧パネル２には、表示窓３の上方にディスク挿入口４が開口している。化粧パネル２の内方では、前記ディスク挿入口４に対向するディスク駆動装置が設置されている。表示窓３の下側の左右両側部に、操作部６が配置されている。図５に示すように、化粧パネル２と操作部６との境界部に隙間５が形成されている。操作部６は、押釦または、シーソー動作する選択型の押釦、あるいは回動型の操作ノブなどである。

図３と図５に示すように、表示ユニット１０は、支持基板１１を有している。支持基板１１は金属板で形成されている。支持基板１１には、側方へ突出する取付け片１１ａが一体に形成されており、この取付け片１１ａが、化粧パネル２の内部に位置するフレームに固定されている。

支持基板１１の前面に表示パネル２０が固定されている。表示パネル２０は液晶表示パネルまたはエレクトロルミネッセンス表示パネルなどである。表示パネル２０は、パネル本体２１を有し、パネル本体２１の前面に表示画面２２が設けられている。パネル本体２１は内側カバー部材２３で覆われている。内側カバー部材２３は金属板で形成されており、前記表示画面２２を露出させる開口部２３ａと、表示画面２２の周囲部分の全周を覆う枠体部２３ｂと、パネル本体２１の４側面を覆う側板部２３ｃとを有している。

表示パネル２０の前方に支持シート１２が配置されている。図４に示すように、支持シート１２は合成樹脂材料で形成されており、四角形の開口部１２ａを有する枠体形状である。支持シート１２は、表示パネル２０の内側カバー部材２３の前面に設置され、表示画面２２の外周を囲むように配置される。

図３と図４に示すように、支持シート１２の前面に弾性枠体２５が固定されている。弾性枠体２５は、体積弾性率を有して収縮変形が可能なものであり、合成ゴムや天然ゴムである。好ましくは、全体として弾性係数の低い発泡ウレタンなどの発泡樹脂材料または発泡ゴム材料である発泡弾性体で形成されている。弾性枠体２５は、支持シート１２の開口部１２ａを囲むように四角形の枠体となるように形成されている。

図３と図４に示す弾性枠体２５は、枠形状の全体が発泡弾性体によって一体に形成されている。ただし、弾性枠体２５は、Ｌ字形状や直線形状のものに分割されており、これらを組み合わせて枠形状としてもよい。また、枠形状の角部が曲線形状であってもよい。

弾性枠体２５は、その全長に渡って前後方向の厚さ寸法Ｔが一定であり、全長に渡って内部の密度が均一である。ここでの、密度が均一とは、弾性枠体２５を成形するときに、特に内部に密度変化を生じさせるような加工を行っていない、との意味である。弾性枠体２５の幅寸法（表示画面２２と平行な面方向での幅寸法）Ｗは、場所によって変化していてもよいが、図４に示す実施の形態では、弾性枠体２５の全長にわたって幅寸法Ｗが均一である。

図４に示すように、弾性枠体２５の一部と、支持シート１２との間に補助部材２６が挟まれている。補助部材２６は、弾性枠体２５の下側の左右両側部の角部に重ねられ、この角部に沿うようにＬ字形状に形成されている。補助部材２６は、厚さ方向へ実質的に弾性収縮できない剛性を有する合成樹脂材料で形成されている。または、補助部材２６が、弾性枠体２５よりも圧縮方向の弾性係数が高い弾性体で形成されていてもよいし、あるいは弾性枠体２５と同じ弾性体で形成されてもよい。

補助部材２６は、支持シート１２の前面１２ｂに接着剤によって固定されている。弾性枠体２５の背面２５ａは、支持シート１２の前面１２ｂと前記補助部材２６の双方に接着されて固定される。

図３と図５に示すように、支持シート１２の前方に外側カバー部材１３が設けられている。外側カバー部材１３は金属板で形成されており、前記弾性枠体２５を前方へ突出させる矩形状の開口部１３ａと、表示画面２２よりも外周部分の全周を覆い且つ弾性枠体２５の外周に位置する枠体部１３ｂと、表示パネル２０に設けられた内側カバー部材２３の４つの側部を覆う側板部１３ｃとを有している。左右の側板部１３ｃでは、後方に向く縁部から折り曲げられた支持片１３ｄが一体に設けられている。

図３に示すように、外側カバー部材１３の枠体部１３ｂの前面に、固定弾性体１４が接着されて固定されている。固定弾性体１４は、圧縮変形可能な合成ゴム材や発泡樹脂材料で形成されており、好ましくは、圧縮方向の弾性係数が弾性枠体２５よりも高い材料で形成されている。固定弾性体１４は小片形状のものが４か所に設けられており、４個の固定弾性体１４の前面の合計面積は、弾性枠体２５の前面２５ｂの面積よりも十分に小さくなっている。

前記弾性枠体２５と前記固定弾性体１４の双方の前面に、透光性パネル１５が接着されて固定されている。透光性パネル１５は、ガラス基板やポリカーボネートなどの透明な合成樹脂板である。図５に示すように、透光性パネル１５の前面に、入力機能部１６を構成する検知パネルが接合されている。検知パネルは、透明シートと透明電極を有し、指などが触れた座標位置が電気抵抗の変化として検知され、または指などが接近した位置の座標が静電容量の変化として検知されるものである。

透光性パネル１５の背面では、上縁部と下縁部に沿う位置に振動発生部１７が接着されて固定されている。振動発生部１７は、細長い形状の圧電素子と電極とを有しており、電極に交流信号が与えられると、長手方向へ撓み振動を発生する。

図５に、表示ユニット１０を構成する各部材の組立構造が断面図で示されている。
表示ユニット１０は、支持基板１１の前面に表示パネル２０が固定され、表示パネル２０を構成する内側カバー部材２３の枠体部２３ｂの前面に支持シート１２が設置される。このとき、支持シート１２が枠体部２３ｂの前面に接着剤などで固定されるのが好ましいが、固定されていなくてもよい。

支持シート１２の前方に外側カバー部材１３が設置される。支持シート１２に固定されている弾性枠体２５は、外側カバー部材１３の開口部１３ａの内側から前方へ突出し、内側カバー部材２３の枠体部２３ｂと、外側カバー部材１３の枠体部１３ｂとの間に支持シート１２が挟まれる。また、外側カバー部材１３の側板部１３ｃで、内側カバー部材２３の側板部２３ｃの外側が覆われ、外側カバー部材１３の支持片１３ｄが、支持基板１１の取付け片１１ａと共に、フレームに固定される。

透光性パネル１５は、その背面が外側カバー部材１３の枠体部１３ｂに設けられた固定弾性体１４の前面に接着されて支持され、且つ透光性パネル１５の前記背面は、外側カバー部材１３の開口部１３ａの内部から前方へ突出している弾性枠体２５の前面２５ｂに接着固定される。このとき、弾性枠体２５の全周が透光性パネル１５に接着固定される。

透光性パネル１５の４か所が、固定弾性体１４の前面に固定されることで、透光性パネル１５と、外側カバー部材１３の枠体部１３ｂとの前後方向の間隔がほぼ均一となる。そして、弾性枠体２５は補助部材２６が重ねられている２か所において前後方向へ強く圧縮される。

その結果、弾性枠体２５は、補助部材２６が重ねられている領域で前後の圧縮率が高くなり、図２に示すように、Ｌの長さ範囲が弾性体の密度が高い高密度枠領域２５ｃとなり、前記Ｌの範囲以外の領域が、弾性体の密度が前記高密度枠領域２５ｃよりも低い低密度枠領域２５ｄとなる。

図５に示すように、透光性パネル１５の背面に固定されている振動発生部１７は、弾性枠体２５よりもさらに外周側に配置される。また、表示ユニット１０が化粧パネル２の内面に配置されると、透光性パネル１５が、化粧パネル２の表示窓３の内側に対向し、表示パネル２０の表示画面２２が、表示窓３に対向する。

前記車載用表示装置１は、表示窓３から表示パネル２０の表示画面２２の映像を見ながら、指などで入力機能部１６を操作することで、各種操作入力を行うことが可能である。図示しない制御装置では、入力機能部１６を介して入力される操作信号に基づいて、振動発生部１７に駆動信号が与えられる。振動発生部１７は長手方向へ撓み振動を発生し、この振動が透光性パネル１５に与えられて、入力機能部１６を操作している指などに対して、フィードバック振動を感じさせることができる。

透光性パネル１５は、固定弾性体１４の前面と弾性枠体２５の前面２５ｂに接着されて弾性支持されているため、振動発生部１７の撓み振動により振動することが可能となっている。

弾性枠体２５は、表示画面２２と透光性パネル１５との間の空間へ塵埃や水分が入り込むのを規制する機能を有しているため、表示画面２２の周囲の全周を囲む枠形状とすることが必要である。ただし、全長の長い弾性枠体２５が透光性パネル１５の背面に接着されていても、弾性枠体２５が、弾性係数の低い発泡弾性体で形成されているために、透光性パネル１５に対する拘束力が弱く、よって、振動発生部１７の撓み振動によって、透光性パネル１５を比較的大きな振幅で振動させることが可能となっている。

図２に示すＬの範囲では、弾性枠体２５が圧縮されて高密度枠領域２５ｃとなっている。弾性枠体２５は、ほとんどの領域が軟質で弾性係数が低く剛性が低い低密度枠領域２５ｃであるが、高密度枠領域２５ｃを部分的に設けることにより、透光性パネル１５を振動しやすい状態で支持しながら、支持剛性が極端に低下するのを防止でき、指で入力機能部１６が押されるときの反力をある程度強く確保することができる。

また、発泡弾性体で形成された弾性枠体２５を部分的に高密度枠領域２５ｃとしておくことにより、この部分での防塵性を高めることができ、全体として表示画面２２の前方の空間へ塵埃が侵入しにくくなる。特に、高密度枠領域２５ｃを、弾性枠体２５の下の部分に設けると、下から舞い上がる塵埃が表示画面２２の前方の空間に入り込むのを防止しやすくなる。

また、この車載用表示装置１では、図１と図２ならびに図５に示すように、前記高密度枠領域２５ｃが、化粧パネル２に形成された隙間５に対向し、正面から見たときに、隙間５と表示窓３との間に位置している。そのため、隙間５から侵入する塵埃などが表示画面２２の前方の空間に侵入するのを高密度枠領域２５ｃによって阻止しやすくなる。しかも、透光性パネル１５を支持する弾性係数は全体として低いため、透光性パネル１５は振動しやすい状態で支持されていることになる。

以上のように、高密度枠領域２５ｃは、弾性枠体２５の下部に部分的に設けられ、または化粧パネル２に設けられた隙間や穴あるいは開口部に対向する位置または接近する位置に配置されることが好ましい。

図６に示す第２の実施の形態では、前記支持シート１２が設けられておらず、外側カバー部材１３の枠体部１３ｂの前面に、弾性枠体２５と固定弾性体１４の双方が接着されて固定されている。

ただし、外側カバー部材１３の枠体部１３ｂの下部の両側の角部に、前方に向けて金属板を隆起させた隆起部１３ｅが形成され、弾性枠体２５の一部が隆起部１３ｅに重ねられて接着固定されている。弾性枠体２５はその全周に渡って厚み寸法Ｔが一定であるが、弾性枠体２５と固定弾性体１４の前面に透光性パネル１５が接着されて固定されると、隆起部１３ｅが形成されている部分で、弾性枠体２５が前後方向へ圧縮されて、高密度枠領域２５ｃが形成される。

なお、本発明では、図４に示す補助部材２６が、透光性パネル１５の背面に固定されていてもよい。あるいは、弾性枠体２５の厚さ寸法Ｔが部分的に厚く形成され、カバー部材と透光性パネルとの間に弾性枠体２５が挟まれたときに、厚さ寸法Ｔが大きい部分が高い圧縮率で圧縮されて高密度枠領域が形成されてもよい。

１ 車載用表示装置
２ 化粧パネル
３ 表示窓
５ 隙間
６ 操作部
１０ 表示ユニット
１１ 支持基板
１２ 支持シート
１３ 外側カバー部材
１４ 固定弾性体
１５ 透光性パネル
１６ 入力機能部
１７ 振動発生部
２０ 表示パネル
２２ 表示画面
２３ 内側カバー部材
２５ 弾性枠体
２５ｃ 高密度枠領域
２５ｄ 低密度枠領域
２６ 補助部材

Claims (6)

1. 表示画面を有する表示パネルと、前記表示画面の周囲を囲むカバー部材と、前記表示画面の前方を覆う透光性パネルと、前記透光性パネルの前方に設けられ、前記表示画面を囲む化粧パネルと、前記カバー部材と前記透光性パネルとの間に設けられて前記表示画面を囲む弾性枠体と、前記透光性パネルに振動を与える振動発生部とが設けられ、
   前記弾性枠体は、圧縮率を高めた高密度枠領域と、それよりも圧縮率の低い低密度枠領域とを有し、
   前記化粧パネルに形成された穴または隙間あるいは開口部に近い所定の長さ範囲で、前記弾性枠体が圧縮されて前記高密度枠領域となり、それ以外の領域では、前記弾性枠体が全幅にわたって前記低密度枠領域となっていることを特徴とする表示装置。
2. 前記弾性枠体は、発泡弾性体で形成されている請求項１記載の表示装置。
3. 前記高密度枠領域が、前記弾性枠体の少なくとも２つの角部から所定の長さ範囲に形成されている請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記弾性枠体は同じ厚さに形成されており、前記高密度領域で、前記弾性枠体に補助部材が重ねられて部分的に圧縮されている請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記弾性枠体は同じ厚さに形成されており、前記高密度領域で、前記カバー部材に隆起部が形成され、前記弾性枠体が隆起部によって部分的に圧縮されている請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記透光性パネルが、入力機能部を有している請求項１ないし５のいずれかに記載の表示装置。

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