JP6120064B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両に搭載された表示装置に関するものである。
従来より、この種の表示装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の表示装置は、車両に搭載された車両用計器からなり、所定情報を表示可能な表示エリアが設けられた矩形状の表示素子を有する液晶表示パネル（表示手段）と、この液晶表示パネルを覆うように液晶表示パネルの前方側に配設される表示板（保護部材）とを、液晶表示パネルと表示板との間に形成される間隙に充填された透光性スペーサー（透明樹脂）によって接合した構成となっている。
この場合、表示板は、透明な合成樹脂材料によって形成され、その表面側には車両用計器に用いることが可能なように、速度計を構成する目盛りや文字等の指標部を備え、また、表示板の液晶表示パネルに対向する面には、前記表示エリア外の領域に対応させて光を透過しない枠状の遮光層が形成されている。
従って、視認者側から表示装置を正視したい際に、視認者は遮光層の形成されない表示板の透視部エリアを通じて前記所定情報を透視（視認）するこができるようになっている。また、表示板の遮光層は、表示素子の表示エリアに対応するように表示窓部が開口形成された金属枠からなるフレーム体を隠蔽する機能を有している。
特開２０１１−２２５２３号公報
ところで、上述のごとき金属枠からなるフレーム体付きの表示装置の場合、通常、視認者側から表示装置を正視した際に、フレーム体と表示板の遮光層とが全く重なっている構成となっている。
かかる構成において、液晶表示パネルと表示板とを透光性スペーサーによって接合する際に、液晶表示パネルに対する表示板の位置が位置ずれし易い傾向にあり、例えば接合時に表示板の位置ずれが発生すると、視認者側から表示装置を正視した際に、本来、視認者側から視認されるべきではない金属枠からなるフレーム体の一部が前記透視部エリアを通じて視認されるといった外観上の不具合が発生し、商品性を損ねる原因となっていた。なお、上記のフレーム体の一部とは、ここでは枠状の遮光層の一内周面から微少の幅にて露出したフレーム体の可視露出部分を意味するものである。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、商品性を高めることが可能な表示装置の提供を目的とするものである。
本発明は、所定情報を表示可能な表示エリアが設けられた表示素子を有する表示手段と、前記表示手段を覆う保護部材とを、前記表示手段と前記保護部材との間に形成される間隙に充填された透明樹脂によって接合した表示装置において、前記保護部材は、その母材となる透光性基板と、視認者側から前記表示装置を正視した際に、前記表示エリアの周縁部と重なるように前記透光性基板に形成される不透過部とを備え、前記周縁部並びに前記周縁部の内側に位置する前記表示エリア箇所に設けられる画素は、前記不透過部の色調と同系色の色調を有するように着色表示されていることを特徴とする。
また本発明は、前記不透過部の色調は黒色であり、前記周縁部並びに前記周縁部の内側に位置する前記表示エリア箇所に設けられる画素の色調は黒色であることを特徴とする。
本発明によれば、初期の目的を達成でき、商品性を高めることが可能な表示装置を提供できる。
本発明の実施形態による表示装置の正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図２中、Ｂ部を拡大して示す拡大断面図。 図１中、Ｃ部を拡大して示す表示素子の要部正面図。 同実施形態による表示素子と保護部材と透明樹脂との位置関係を示す断面図。 同実施形態による保護部材が位置ずれしたときの表示素子と保護部材と透明樹脂との位置関係を示す断面図。 同実施形態の変形例による表示素子の要部正面図。 同実施形態の変形例による着色表示エリアが形成されていない場合の表示素子の要部正面図。 同実施形態の他の変形例による表示エリアにグラデーションエリアが形成された状態を模式的に示す図。
以下、図１から図６に基づいて本発明の実施形態を車両に搭載された車両用計器に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１において、本実施形態による表示装置としての車両用計器Ｄは、車速を表示する速度計からなる指針式表示部１０と、各種情報を表示する表示ユニット２０とを備え、これら指針式表示部１０と表示ユニット２０とが並設された構成となっている。
速度計としての指針式表示部１０は、図２に示すように指針１１と、この指針１１を作動させる計器ムーブメントからなる駆動装置１２と、この駆動装置１２を導通装着してなる配線基板１３と、指針１１と配線基板１３との間に位置し、指針１１が指示する目盛や数字等の指標部１４ａを有する表示板１４とから主に構成され、ここでの表示板１４は、指針式表示部１０に並設される表示ユニットの後述する表示手段をも覆う構成となっている。また、表示板１４の背後側に設けられる配線基板１３上には、指針１１及び表示板１４に対応する複数の発光素子１５が搭載されている。
そして、この場合、指針１１は発光素子１５の点灯によりその照射光を受けて発光可能な光透過材料により形成され、また表示板１４の指標部１４ａ（図１参照）は発光素子１５の点灯によりその照射光を受けて発光するよう光透過性材料により形成されている。
配線基板１３は、例えばガラスエポキシ系基材に配線パターン（図示せず）を施した硬質回路基板からなり、駆動装置１２と、発光素子１５と、第２のコネクタ１３ａと、駆動装置１２及び発光素子１５を駆動・制御するとともに表示ユニット２０に備えられる後述する表示素子を表示動作させるための指令信号や表示ユニット２０に備えられる後述する光源を点灯動作させるための他の指令信号を出力する制御手段（図示せず）と、抵抗、コンデンサ等の各種回路部品（図示せず）とが前記配線パターンに導通接続されている。
さらに配線基板１３の前方側には、例えば白色系の合成樹脂からなるケース体１６が設けられており、このケース体１６には、発光素子１５を収納しそれらの光を指針１１及び表示板１４側に案内する照明室が複数形成されている。
ケース体１６の前方には、表示板１４を挟んで見返し部材１７が配置されており、この見返し部材１７には、指針式表示部１０の可視領域（つまり指針１１と指標部１４ａ）を露出する第１の窓部１７ａと、表示ユニット２０に対応する表示板１４箇所を露出する第２の窓部１７ｂとが形成され、また見返し部材１７の前方には、透明または半透明の透視パネル１８が配置されている。
表示ユニット２０は、表示手段３０と、この表示手段３０の前方側に配置される保護部材としての上述した表示板１４と、光学接着剤からなる透明樹脂４０とを備え、表示手段３０と表示板１４とを、表示手段３０と表示板１４との間に形成される間隙に充填された透明樹脂４０によって接合した構成となっている。
表示手段３０は、図３に示すように後述する表示エリアが設けられた表示素子３１と、この表示素子３１のソース線（信号線）を駆動するソース線駆動回路（図示せず）と、表示素子３１のゲート線（走査線）を駆動するゲート線駆動回路（図示せず）と、導光体３２ａや光源３２ｂ、第１のフレキシブル配線板３２ｃ等から構成され、表示素子３１に照明光を導くための照明手段３２と、表示素子３１及び導光体３２ａを保持する略平板状の白色樹脂からなる樹脂ケース３３と、前面フレーム３４と背面フレーム３５とでなり、表示手段３０の外装ケースを構成する導電性材料からなるフレーム体３６と、前記指令信号に基づいて、前記ソース線駆動回路並びに前記ゲート線駆動回路のタイミングを制御する各種タイミング信号を生成するタイミングコントローラ（図示せず）等が搭載されたプリント基板３７とを備えている。
そして、この場合、前面フレーム３４とこの前面フレーム３４と対をなす背面フレーム３５とから構成される金属製のフレーム体３６は、その内部に表示素子３１や導光体３２ａ、光源３２ｂ、樹脂ケース３３等を収納（収容）し、またプリント基板３７は、背面フレーム３５の後述する底面部の背面に適宜固定手段を用いて固定されている。
なお、必要に応じて、表示素子３１を略均一にバックライト照明するための光学部材（例えば拡散シートやプリズムシート）を表示素子３１と導光体３２ａとの間に１つ以上配置してもよい。
表示素子３１は、例えば複数個の画素３１ａを有するドットマトリクスタイプのＴＦＴ型液晶表示パネルからなり、車両に搭載された各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン回転数や平均燃費、燃料消費、外気温等の車両情報（所定情報）３１ｂを表示可能な表示エリアＲ１を備えている（図１、図４参照）。
なお、本例の場合、図４に示すようにＲ画素５０とＧ画素６０とＢ画素７０の３つの副画素で１つの画素３１ａが構成され、この画素３１ａが多数個（複数個）、表示素子３１の表示エリアＲ１にマトリクス状に設けられている。
導光体３２ａは、略平板状の透光性合成樹脂からなり、表示素子３１の背面に沿うように配置される。別の言い方をすれば、導光体３２ａは、光源３２ｂから表示素子３１へと至る照明光路中に配置されていることになる。
光源３２ｂは、適宜色を発するチップ型発光ダイオードからなり、図３中、導光体３２ａの右側に位置する一側面３２ｄに沿うように列状に複数個配置され、表示素子３１に照明光を供給する発光体からなる。
前面フレーム３４は、導電性材料からなり、略枠状にプレス成形され、その主要部をなす前面部３４ａと、この前面部３４ａの周縁から下方に向けて垂下形成された第１の周壁部３４ｂとが一体形成された構成となっている。そして、前面部３４ａの略中央部には、表示部３１ｄに対応するように略矩形状の開口窓からなる表示窓部３４ｃが形成されている。
背面フレーム３５は、前面フレーム３４と同様に導電性材料からなり、断面略凹部形状にて形成され、その主要部をなす底面部３５ａと、この底面部３５ａの周縁から第１の周壁部３４ｂ側に向けて突出形成された第２の周壁部３５ｂとが一体形成された構成となっている。
そして、図３中、右側に位置する第２の周壁部３５ｂの内壁面３５ｃには、第１のフレキシブル配線板３２ｃが適宜固定手段を用いて固定され、各光源３２ｂは、導光体３２ａの一側面３２ｄと対向するように第１のフレキシブル配線板３２ｃに設けられる導電路（図示せず）に実装される。
なお、図３中、３７ａは、プリント基板３７に実装される第１のコネクタであり、この第１のコネクタ３７ａと配線基板１３に実装された第２のコネクタ１３ａとは第２のフレキシブル配線板Ｆによって導通接続されている。
また、表示手段３０を覆う表示板（保護部材）１４は、その母材となるポリカーボネートからなる平板状の透光性基板１４ｂと、この透光性基板１４ｂの背面に印刷形成される黒色の遮光層からなる不透過部１４ｃとを有している。
不透過部１４ｃは、図５に示すように略矩形状の表示エリアＲ１を除いた非表示エリアＲ２、並びに非表示エリアＲ２の内側に位置する表示エリアＲ１の周縁部Ｓ１に対応するように透光性基板１４ｂの背面に印刷形成されている。ここで、不透過部１４ｃと表示エリアＲ１の周縁部Ｓ１との位置関係に着目すると、不透過部１４ｃは、視認者側から車両用計器Ｄを視認（正視）した際に、表示エリアＲ１の周縁部Ｓ１と重なるように透光性基板１４ｂの背面に印刷形成されていると言える。
また、この場合、周縁部Ｓ１の内側に位置する表示エリアＲ１部分（つまり、図５中、符号Ｓ２で示す有効表示エリア）に対応する透光性基板１４ｂ箇所は、上記の遮光層からなる不透過部１４ｃが形成されない抜き印刷部分となっている。なお、不透過部１４ｃは、視認者側から車両用計器Ｄを視認（正視）した際に、金属製のフレーム体３６（前面フレーム３４）が不可視状態となるような隠蔽部としての機能をも有している。
ところで、図６は、表示素子３１と表示板１４とを透明樹脂４０によって接合した際に、何らかの原因で表示素子３１に対する表示板１４の位置が、図５に示す状態から矢印Ｘ方向に数ミリ程度だけ位置ずれした状態を示している。ここで、本実施形態の場合、視認者側から車両用計器Ｄを正視した際に、不透過部１４ｃが表示エリアＲ１の周縁部Ｓ１と重なるように、不透過部１４ｃを透光性基板１４ｂに形成していることに起因して、図６に示すごとく表示板１４の位置が位置ずれした場合であっても、フレーム体３６（前面フレーム３４における前面部３４ａ）の一部が透視部エリアとしての有効表示エリアＳ２を通じて視認されるといった外観上の不具合の発生が防止され、商品性の高い表示装置を提供することができる。
また、ここでの詳細説明は省略するが、不透過部１４ｃは、表示手段２０側だけではなく指針式表示部１０側にも連続して設けられており、指針式表示部１０側において、不透過部１４ｃは、上述した指標部１４ａの形成領域を除いた透光性基板１４ｂの背面箇所に印刷形成されている。なお、不透過部１４ｃは、有効表示エリアＳ２を除いた透光性基板１４ｂの表面箇所に形成してもよい。
透明樹脂４０は、表示手段３０と透光性基板１４ｂとの間に形成される間隙に充填された光学接着剤（例えば液状のシリコン系接着剤）からなり、その厚さは３００μｍ〜１０００μｍ程度となっており、また、その屈折率は１．４５〜１．５５となっており、ポリカーボネートにて形成された透光性基板１４ｂの屈折率と略同等の屈折率に設定されている。
また、表示板１４と表示手段３０とを接合するにあたって、透明樹脂４０は表示板１４と表示手段３０とのうち少なくとも一方に塗布し、その後、透明樹脂４０を用いて表示板１４と表示手段３０とを貼り合わせた後、透明樹脂４０を硬化（ＵＶ硬化）させることで、表示板１４と表示手段３０と透明樹脂４０とで構成される表示ユニット２０を得ることができる。
そして、透明樹脂４０の硬化後において、透明樹脂４０は、透明樹脂４０と密着（接着）する接着部分となる透光性基板１４ｂや表示素子３１の前面側に設けられる前側偏光部材（図示せず）の線膨張係数の違いによる伸縮を吸収し、且つ、前記接着部分（つまり透明樹脂４０と透光性基板１４ｂや前記前側偏光部材との接着面）に剥がれが生じない程度の接着力（弾性接着力）を持つゲル状に硬化する接着剤となる。なお、必要に応じて、透明樹脂４０の包囲するように不透過部１４ｃと前面部３４ａとの間にシール材からなる堰状部（図示せず）を埋設し、透明樹脂４０が表示手段３０外部（例えば指針式表示部１０側）に流出しないようにしてもよい。
以上の各部により、車両用計器Ｄが構成されている。このような構成において、車両用計器Ｄを視認する視認者は、表示素子３１の有効表示エリアＳ２に表示される車両情報３１ｂを、透明樹脂４０、透光性基板１４ｂ、透視パネル１８を通じて、視認（透視）することができる。
以上のように本実施形態では、車両情報３１ｂを表示可能な表示エリアＲ１が設けられた表示素子３１を有する表示手段３０と、この表示手段３０を覆う表示板（保護部材）１４とを、表示手段３０と表示板１４との間に形成される間隙に充填された透明樹脂４０によって接合した車両用計器Ｄにおいて、表示板１４は、その母材となる透光性基板１４ｂと、視認者側から車両用計器Ｄを正視した際に、表示エリアＲ１の周縁部Ｓ１と重なるように透光性基板１４ｂに形成される不透過部１４ｃとを備えていることにより、表示素子３１と表示板１４とを透明樹脂４０を用いて接合した時に、何らかの原因で表示素子３１に対する表示板１４の位置が僅かに位置ずれした場合であっても、フレーム体３６（前面部３４ａ）の一部が有効表示エリアＳ２を通じて視認されるといった外観上の不具合がなくなり、商品性の高い表示装置を提供することができる。
また本実施形態では、視認者側から車両用計器Ｄを正視した際に、表示エリアＲ１の周縁部Ｓ１と不透過部１４ｃとが重なっている例について説明したが、例えば本実施形態の変形例として図７に示すように、着色表示エリアに相当する符号Ｔの範囲で示す画素３１ａ箇所（つまり表示エリアＲ１の周縁部Ｓ１及び当該周縁部Ｓ１よりもやや内側に位置する画素３１ａ）が全て黒色表示されるようにしてもよい。
この場合、例えば、着色表示エリアＴの範囲内にある画素３１ａにおいて、Ｒ画素５０、Ｇ画素６０、Ｂ画素７０を全て非表示（非点灯）状態とすることで、黒色表示となる着色表示エリアＴを得ることができる。従って、本実施形態の変形例によれば、周縁部Ｓ１並びに周縁部Ｓ１の内側に位置する表示エリアＲ１箇所に設けられる画素３１ａは、不透過部１４ｃの色調である黒色と同色（同系色）の色調を有するように黒色にて着色表示されている構成となっている。
ここで、例えば図８に示すように、仮に着色表示エリアＴが設けられていないとして、表示エリアＲ１に背景色として表示されることになる車両情報３１ｂの背景色がＲ画素５０、Ｇ画素６０、Ｂ画素７０を全て点灯させた白色であって、且つ、図８中、縦方向に沿い配列形成された画素３１ａ群のうち周縁部Ｓ１と有効表示エリアＳ２との境界付近に位置する画素３１ａ群のＲ画素５０、Ｇ画素６０のみが不透過部１４ｃによって覆われている場合、表示エリアＲ１の左方側には、本来、視認者側から視認されるべきではない縦ライン状の青色ライン７１（図８中、黒塗部分で示してある）が不透過部１４ｃに沿うように表示され、外観上の見栄えが低下する虞がある。
これに対し、上述の図７に示す本実施形態の変形例のように、周縁部Ｓ１並びに周縁部Ｓ１の内側に位置する表示エリアＲ１箇所に設けられる画素３１ａが、不透過部１４ｃの色調である黒色と同色（同系色）の色調を有するように黒色にて着色表示されていることで、着色表示エリアＴに位置する画素３１ａが全て黒色表示され、上述した外観上の見栄え低下の原因となっていた青色ライン７１は一切表示されないので、外観上の見栄えが良好な表示装置を提供することができる。なお、図７において、周縁部Ｓ１と着色表示エリアＴとを合わせた寸法値は、周縁部Ｓ１の寸法値の２倍以上であることが望ましい。
また前記変形例では、着色表示エリアＴに位置する画素３１ａが黒色表示される例について説明したが、例えば本実施形態の他の変形例として図９に示すように着色表示（黒色表示）された着色表示エリアＴの内側に沿った表示エリアＲ１箇所（有効表示エリアＳ２箇所）が、着色表示エリアＴの色調である黒色から車両情報３１ｂの背景を形成する背景色（ここではＲ画素５０、Ｇ画素６０、Ｂ画素７０を全て点灯させた白色背景色とする）へと徐々に変化するグラデーションエリア８０となっていてもよい。この場合、グラデーションエリア８０は、着色表示エリアＴから内側に向かうに従って、その輝度が黒色→灰色→白色へと徐々に変化する。
１０ 指針式表示部
１１ 指針
１３ 配線基板
１４ 表示板（保護部材）
１４ａ 表示部
１４ｂ 透光性基板
１４ｃ 不透過部
３０ 表示手段
３１ 表示素子
３１ａ 画素
３１ｂ 車両情報（所定情報）
３２ 照明手段
３４ 前面フレーム
３５ 背面フレーム
３６ フレーム体
４０ 透明樹脂
５０ Ｒ画素
６０ Ｇ画素
７０ Ｂ画素
８０ グラデーションエリア
Ｒ１ 表示エリア
Ｒ２ 非表示エリア
Ｓ１ 周縁部
Ｓ２ 有効表示エリア
Ｔ 着色表示エリア

Claims (2)

  1. 所定情報を表示可能な表示エリアが設けられた表示素子を有する表示手段と、前記表示手段を覆う保護部材とを、前記表示手段と前記保護部材との間に形成される間隙に充填された透明樹脂によって接合した表示装置において、
    前記保護部材は、その母材となる透光性基板と、視認者側から前記表示装置を正視した際に、前記表示エリアの周縁部と重なるように前記透光性基板に形成される不透過部とを備え、
    前記周縁部並びに前記周縁部の内側に位置する前記表示エリア箇所に設けられる画素は、前記不透過部の色調と同系色の色調を有するように着色表示されていることを特徴とする表示装置。
  2. 前記不透過部の色調は黒色であり、
    前記周縁部並びに前記周縁部の内側に位置する前記表示エリア箇所に設けられる画素の色調は黒色であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
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