JP6094232B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

例えば、カーナビゲーション装置の地図表示やテレビ放送の画像表示などに使用される表示装置は、液晶表示パネル、バックライトユニット、コネクタ基板、これらを収容する外枠体などを備える。液晶表示パネルは、２枚のガラス基板の間に液晶を充填して構成され、そのガラス基板上に、液晶表示パネルのドライバＩＣが搭載された回路基板部を有する。コネクタ基板は、外部の表示制御装置に接続される。そして、回路基板部およびコネクタ基板は、電気絶縁性のコーティングが施されたフレキシブルプリントケーブルを介して相互に接続されている。

ところで、液晶表示パネルにはフレキシブルプリントケーブルを介して高周波の制御信号が入力される。そのため、フレキシブルプリントケーブルから不要な輻射ノイズ（電磁波）が発生する。特許文献１には、この不要輻射ノイズを遮蔽する構成が開示されている。即ち、この特許文献１は、フレキシブルプリントケーブルをシールド用の金属箔で覆い、さらに、その金属箔を金属製の外枠体に電気的に接続している。金属箔が接続された外枠体は、比較的大型で大きな表面積を有している。そのため、フレキシブルプリントケーブルに発生した不要輻射ノイズを金属箔に吸収して外枠体に流すことができる。

特開２００５−４９７７４号公報

しかしながら、上記の従来技術では、表示パネルに対して、例えばフレキシブルプリントケーブルを金属箔で覆ったり、その金属箔を外枠体に接続したり、フレキシブルプリントケーブルのコーティングの一部を剥がしたりするなどの加工が必要である。
そこで、本発明は、表示パネルおよび外部の電子装置を接続するフレキシブルプリントケーブルから発生する不要の輻射ノイズを、表示パネルを加工しなくとも効果的に遮蔽することができる表示装置を提供する。

本発明に係る表示装置によれば、表示パネルの回路基板部と外部の電子装置に接続されるコネクタ基板とを接続する電気絶縁性のコーティングが施されたフレキシブルプリントケーブルと、これら表示パネル、コネクタ基板およびフレキシブルプリントケーブルを含む表示ユニットを支持する金属製のフレームとの間に、弾性部材が取り付けられる。この弾性部材は、弾性を有する非金属製の芯材部、および、この芯材部の周囲に設けられた金属製の表面部を備える。

この構成によれば、弾性部材がフレキシブルプリントケーブルおよびフレームに適度に圧着した状態となり、フレキシブルプリントケーブル上の配線パターンを一方の金属板、フレキシブルプリントケーブルを覆う電気絶縁性のコーティングを誘電体、ガスケットの表面部を他方の金属板とする擬似的なコンデンサが形成される。また、フレキシブルプリントケーブルから発生する輻射ノイズは高周波である。そのため、フレキシブルプリントケーブルとフレームとがいわゆる容量結合によって接続された状態となり、これにより、フレキシブルプリントケーブルから発生する輻射ノイズを擬似的なコンデンサで吸収してフレームに流すことができる。この構成は、弾性部材をフレキシブルプリントケーブルとフレームとの間に取り付けることで実現することができ、表示パネルを加工する必要がない。従って、表示パネルおよび外部の電子装置を接続するフレキシブルプリントケーブルから発生する不要の輻射ノイズを、表示パネルを加工しなくとも効果的に遮蔽することができる。

一実施形態に係るものであり、表示装置の外観を示す斜視図 車載装置本体の外観を示す斜視図 表示装置の分解斜視図 （ａ）は表示ユニットの斜視図、（ｂ）は表示ユニットの背面図 表示ユニットの下部の断面図 ガスケットの外観を示す斜視図 表示ユニットの横断面図 シールド効果の比較実験結果を示す図

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示す表示装置１０は、例えば車両に搭載されるカーナビゲーション装置などに備えられるものであり、例えば図２に示す装置本体１１の収納部１２内に取り付けられる。図３に示すように、この表示装置１０は、表示ユニット１３、フレーム１４、ガスケット１５などを備える。そして、図４および図５に示すように、表示ユニット１３は、表示パネル１６、バックライトユニット１７、コネクタ基板１８、フレキシブルプリントケーブル１９（以下、「ＦＰＣ１９」と称する）などを備える。

表示パネル１６およびバックライトユニット１７は、図５に示すように、相互に重ねた状態で、鋼板などの金属板材により形成された外枠体２０の内側に収容されている。外枠体２０内の前側に配置された表示パネル１６は、２枚の透明板であるガラス基板２１，２２の間に液晶２３を充填して構成されている。そして、前側のガラス基板２１の前面および後側のガラス基板２２の後面のうち表示領域となる部分には、それぞれ偏光板２４，２５が装着されている。２枚のガラス基板２１，２２のうち、前側のガラス基板２１の前面の周辺部分、即ち表示領域の外側部分には回路基板部２６が設けられている。この回路基板部２６には、図示しない回路パターンが形成されている。また、この回路基板部２６には、表示パネル１６のドライバ用の電子部品である複数のドライバＩＣ２７が搭載されている。外枠体２０内の後側に配置されたバックライトユニット１７は、内部に光源２８を備えるとともに、この光源に電源を供給する図示しない電源ケーブルなどを備えている。

コネクタ基板１８は、この場合、外枠体２０の裏面側、即ち回路基板部２６が設けられた前面とは反対側の面に取り付けられている。図４（ｂ）に示すように、このコネクタ基板１８は、ＦＰＣ１９が接続されるフレキシブルプリントケーブル用の接続部１８１を備える。本実施形態では、複数、この場合２つの接続部１８１が設けられている。また、コネクタ基板１８は、外部の電子装置である図示しない表示制御装置に接続される外部装置用の接続部１８２を備える。なお、表示制御装置は、表示装置１０の表示出力を制御するための制御信号をコネクタ基板１８を介して入力および出力する。

ＦＰＣ１９は、例えば複数枚のプラスチックフィルム製のプリント基板を積層して構成した可撓性を有する多層基板からなり、そのほぼ全体に電気絶縁性のコーティング１９１（図７参照）が施されている。本実施形態では、複数、この場合、接続部１８１の数に対応して２つのＦＰＣ１９が備えられている。そして、図５に示すように、これらＦＰＣ１９は、それぞれ、一端側が例えばハンダ付けなどによって回路基板部２６に接続され、他端側が例えばハンダ付けなどによって接続部１８１に接続されている。これにより、ＦＰＣ１９は、表示ユニット１３の下端部において断面ほぼＵ字状に屈曲した状態で、回路基板部２６およびコネクタ基板１８を接続する。なお、ＦＰＣ１９は、回路基板部２６およびコネクタ基板１８との接続部分を除くほぼ全体が電気絶縁性のコーティング１９１で覆われている。また、ＦＰＣ１９には、回路基板部２６の回路パターンとコネクタ基板１８との間を接続する多数の配線パターン（例えば銅線からなる信号線）が形成されている。

また、図４（ｂ）に示すように、表示ユニット１３の裏面には、例えばプラスチックフィルムからなる電気絶縁性のカバーフィルム２９が取り付けられている。このカバーフィルム２９は、接続部１８２などを除くコネクタ基板１８のほぼ全面を覆っている。このカバーフィルム２９には開口部２９１が設けられており、接続部１８２は、この開口部２９１に通される。よって、接続部１８２は、カバーフィルム２９によって覆われておらず露出している。また、カバーフィルム２９には、ＦＰＣ１９の数に応じて複数、この場合２つの切欠部２９２が設けられており、ＦＰＣ１９のうち表示ユニット１３の裏面側に位置する部分、即ちフレーム１４に対向する部分は、この切欠部２９２に通される。よって、ＦＰＣ１９のうちフレーム１４に対向する部分は、カバーフィルム２９によって覆われておらず露出している。

図３に示すように、フレーム１４は、矩形状に形成された金属製の部材である。このフレーム１４の端部には複数の取付片部１４１が形成されている。表示ユニット１３は、これら取付片部１４１に例えばねじ止めなどによって固定される。これにより、表示ユニット１３は、フレーム１４に支持される。表示ユニット１３がフレーム１４に支持された状態では、これら表示ユニット１３とフレーム１４との間に隙間が形成される。そして、この隙間にガスケット１５が挟み込まれる。なお、本実施形態では、表示ユニット１３とフレーム１４との間に６ｍｍ程度の隙間が形成される。

ガスケット１５は、弾性部材に相当するものであり、図６に示すように、弾性（クッション性）を有する非金属製の芯材部１５１と、この芯材部１５１の周囲に設けられた金属製の表面部１５２とを備える。芯材部１５１は、例えばスポンジなど、電気絶縁性を有し、且つ、弾性を有する部材で構成されている。表面部１５２は、この場合、多数の金属製の線材からなる網状の金属メッシュシートで構成されており、可撓性を有している。よって、表面部１５２は、芯材部１５１が変形することに伴い、当該芯材部１５１とともに変形する。なお、表面部１５２は、金属製で可撓性を有する部材で構成すればよく、例えば金属箔で構成してもよい。

ガスケット１５は、表示ユニット１３とフレーム１４との間に取り付けられる前の状態では、表示ユニット１３とフレーム１４との間の寸法よりも厚い寸法を有している。図６に示すように、本実施形態では、取り付け前におけるガスケット１５の厚さ寸法Ｄ１（表示装置１０の奥行き方向に沿う寸法）は７ｍｍ程度で設けられている。そして、ガスケット１５は、表示ユニット１３とフレーム１４との間に取り付けられた状態では、これら表示ユニット１３およびフレーム１４に挟まれることにより圧縮されて、ＦＰＣ１９およびフレーム１４に密着する。この場合、ガスケット１５は、厚さ方向において１ｍｍ〜２ｍｍ程度圧縮される。

また、ガスケット１５は、その長手方向の寸法Ｄ２（表示装置１０の横方向に沿う寸法）がＦＰＣ１９の幅寸法よりも長く形成されている。この場合、ガスケット１５の長手方向の寸法Ｄ２は３０ｍｍ程度で設けられている。また、ガスケット１５は、その縦方向の寸法Ｄ３（表示装置１０の上下方向に沿う寸法）が切欠部２９２の縦方向の寸法よりも長く形成されている。この場合、ガスケット１５の縦方向の寸法Ｄ３は５ｍｍ程度で設けられている。これにより、表示ユニット１３の裏面側において切欠部２９２からＦＰＣ１９が露出する部分の全体が、取り付けられたガスケット１５によって覆われるようになっている。なお、ガスケット１５の長手方向の寸法Ｄ２および縦方向の寸法Ｄ３は、当該ガスケット１５が取り付けられて変形することに伴い、取り付け前の寸法から若干変化する。

上記構成の表示装置１０において、ＦＰＣ１９の配線パターン（信号線）には高周波の制御信号が流れる。そのため、このＦＰＣ１９から不要な輻射ノイズが発生する。この輻射ノイズを遮蔽するために、この表示装置１０においては、表示ユニット１３とフレーム１４との間にガスケット１５が取り付けられ、このガスケット１５がＦＰＣ１９およびフレーム１４の双方に密着している。

この構成によれば、ガスケット１５がＦＰＣ１９およびフレーム１４に適度に圧着された状態となり、図７に示すように、ＦＰＣ１９上の配線パターンを一方の金属板、ＦＰＣ１９を覆う電気絶縁性のコーティング１９１を誘電体、ガスケット１５の表面部１５２およびフレーム１４を他方の金属板とする擬似的なコンデンサＣが形成される。また、ＦＰＣ１９から発生する輻射ノイズは高周波である。そのため、ＦＰＣ１９とフレーム１４とが擬似的なコンデンサＣを介していわゆる容量結合によって接続された状態となり、これにより、ＦＰＣ１９から発生する輻射ノイズを擬似的なコンデンサＣで吸収してフレーム１４に流すことができる。

本実施形態の表示装置１０の構成は、ガスケット１５をＦＰＣ１９とフレーム１４との間に取り付けることで実現することができ、例えばＦＰＣ１９を金属箔で覆ったり、その金属箔を外枠体２０に接続したり、ＦＰＣ１９のコーティング１９１の一部を剥がしたりするなど、表示パネル１６を加工する必要がない。従って、表示パネル１６および表示制御装置（コネクタ基板１８）を接続するＦＰＣ１９から発生する不要の輻射ノイズを、表示パネル１６を加工しなくとも効果的に遮蔽することができる。

また、ガスケット１５は、取り付けられる前の状態では表示ユニット１３とフレーム１４との間の寸法よりも厚い寸法を有しており、取り付けられた状態では、圧縮されてＦＰＣ１９およびフレーム１４に密着する。これにより、擬似的なコンデンサＣを確実に形成することができ、不要輻射ノイズに対するシールド効果がより一層向上する。
また、ＦＰＣ１９は、フレーム１４に対向する部分が露出しており、ガスケット１５は、ＦＰＣ１９が露出する部分を覆う。これにより、ガスケット１５がＦＰＣ１９に十分に接触するので、擬似的なコンデンサＣを確実に形成することができ、不要輻射ノイズに対するシールド効果がより一層向上する。

また、ガスケット１５は、長手方向の寸法がＦＰＣ１９の幅寸法よりも長く形成されている。これにより、ガスケット１５がＦＰＣ１９に接触する面積を十分に確保することができ、擬似的なコンデンサＣを確実に形成してシールド効果をより一層向上することができる。
また、ガスケット１５は、表面部１５２が金属メッシュシートまたは金属箔で構成されており可撓性を有している。これにより、ガスケット１５が圧着される際に表面部１５２が適度に変形してＦＰＣ１９に接触するので、擬似的なコンデンサＣを確実に形成することができ、シールド効果をより一層向上することができる。

図８は、本実施形態の効果を確認するために、本実施形態の表示装置と従来品とについて、ＦＰＣ１９に流す信号の周波数を種々変えて当該ＦＰＣ１９の近くの電界強度を測定した結果を示す。なお、図８（ａ）は従来品の測定結果を示し、図８（ｂ）は本実施形態の表示装置の測定結果を示す。この図８から明らかなように、本実施形態の表示装置は従来品と比較して輻射ノイズが低減されており、例えば９９ＭＨｚでは従来品が約３１ｄＢμＶ／ｍ（符号ａ参照）であるのに対し、本実施形態の表示装置は約２１ｄＢμＶ／ｍ（符号ｂ参照）である。即ち、本実施形態の表示装置によれば、従来品に比べ、約１０ｄＢμＶ／ｍの輻射ノイズの低減が可能である。

また、本実施形態の表示装置によれば、特にＦＭ放送の周波数帯域である８８〜１０８ＭＨｚの範囲での低減効果が大きい。ＦＰＣ１９には、約３３ＭＨｚの高周波の制御信号（ドットクロック）が流れる。装置本体１１の内部あるいはその近傍には、カーナビゲーション装置の他にラジオ受信機やテレビ受像機なども配設されるが、上記制御信号の３倍波（約９９ＭＨｚ）はＦＭラジオ放送の周波数帯域（約８８〜１０８ＭＨｚ）に干渉する。しかしながら、本実施形態によれば、特に８８〜１０８ＭＨｚでの輻射ノイズの低減効果が大きいので、ＦＭラジオ放送のノイズ防止に効果がある。

また、ＦＰＣ１９を流れるＲＧＢ映像信号には上記制御信号（ドットクロック）の約１／２倍波（約１６ＭＨｚ）が含まれており、その６倍波（約９６ＭＨｚ）がＦＭラジオ放送の周波数帯域に干渉する。しかしながら、本実施形態によれば、特に８８〜１０８ＭＨｚでの輻射ノイズの低減効果が大きいので、ＦＭラジオ放送のノイズ防止に効果がある。
なお、上記した約３３ＭＨｚは、表示装置１０の解像度が８００×４８０ドット程度である場合のドットクロックの例示であり、ドットクロックは、表示装置１０の解像度に応じた周波数となる。従って、表示装置１０がさらに高解像度の構成であれば、ドットクロックはさらに高い周波数となり、表示装置１０がさらに低解像度の構成であれば、ドットクロックはさらに低い周波数となる。

本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば、ガスケット１５の形状や寸法は、例えばＦＰＣ１９の形状や寸法に応じて適宜変更して実施することができる。また、取り付けるガスケット１５の数は、例えばＦＰＣ１９の数に応じて適宜変更して実施することができる。
また、ＦＰＣ１９はフラットケーブルであってもよい。また、表示パネル１６の表示領域の外側に設ける回路基板部２６はガラス基板２１とは別の基板に設けてもよい。また、回路基板部２６に表示制御装置を構成する電子部品を搭載してもよい。この場合、基準クロック回路や電源回路は外部に設けられるので、ＦＰＣ１９は、それらクロック回路や電源回路を外部装置として当該外部装置に接続される。また、回路基板部２６は、裏側のガラス基板２２に形成してもよく、あるいは、両方のガラス基板２１，２２に形成してもよい。
回路基板部２６を表示領域内に形成し、この回路基板部に目に見えないほど微小な電子部品を搭載してもよい。また、回路基板部、電子部品はガラス基板の内部に設けることもできる。表示パネルは、液晶表示パネルに限られず、例えば、ＥＬパネル（ＥＬ：Electro Luminescent）、ＦＥＤパネル（ＦＥＤ：Field Emission Display）などで構成してもよい。

図面中、１０は表示装置、１３は表示ユニット、１４はフレーム、１５はガスケット（弾性部材）、１５１は芯材部、１５２は表面部、１６は表示パネル、１８はコネクタ基板、１９はフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）、１９１はコーティング、２６は回路基板部、２７はドライバＩＣ（電子部品）を示す。

Claims (5)

1. 電子部品（２７）が搭載された回路基板部（２６）を有する表示パネル（１６）、外部の電子装置に接続されるコネクタ基板（１８）、および、電気絶縁性のコーティング（１９１）が施され前記回路基板部と前記コネクタ基板とを接続するフレキシブルプリントケーブル（１９）を備える表示ユニット（１３）と、
   前記表示ユニットを支持する金属製のフレーム（１４）と、
   弾性を有する非金属製の芯材部（１５１）、および、この芯材部の周囲に設けられた金属製の表面部（１５２）を備え、前記フレキシブルプリントケーブルの前記コーティングおよび前記フレームに接触する弾性部材（１５）と、
   を備える表示装置。
2. 前記弾性部材は、取り付けられる前の状態では前記表示ユニットと前記フレームとの間の寸法よりも厚い寸法を有しており、取り付けられた状態では、圧縮されて前記フレキシブルプリントケーブルおよび前記フレームに密着する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示ユニットの裏面にカバーフィルムを備え、
   前記フレキシブルプリントケーブルは、前記フレームに対向する部分が前記カバーフィルムから露出しており、
   前記弾性部材は、前記フレキシブルプリントケーブルが露出する部分を覆っている請求項１または２に記載の表示装置。
   
4. 前記弾性部材は、長手方向の寸法が前記フレキシブルプリントケーブルの幅寸法よりも長く形成されている請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 前記表面部は、金属メッシュシートまたは金属箔で構成され、可撓性を有している請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
   

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