JP6399926B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示セルに作用する曲げ応力を低減して表示ムラが発生しにくい構造とした表示装置に関する。

車載用の表示装置は、車室内のダッシュボードやインストルメントパネルなどに組み込まれる支持体を有しており、支持体に形成された表示窓に透光性の表面パネルが設置され、その内方に液晶セルなどの表示セルが配置されている。この種の表示装置では、表示セルを支持体へ固定する際に表示セルに大きな固定力が作用すると、表示セルに歪みが発生して、表示ムラが発生する課題がある。最近では、視野角を広く確保するためにＩＰＳ方式の液晶セルが用いられつつあるが、この液晶セルは、曲げ応力や捩じり応力が作用すると黒ムラ（輝度ムラ）が発生しやすくなる。

特許文献１には、電気光学パネルの輝度ムラの発生を低減する構造を備えた表示装置が記載されている。

この表示装置は、アルミ合金でダイキャスト成形された中枠に、電気光学パネルの背面の周囲部分が、粘着性と弾性を備えた固定層を介して固定されている。バックライトを保持する台座は下枠に固定されて、下枠は中枠の内側に配置されている。中枠の外側に外枠が配置され、下枠と外枠で中枠を挟むように、中枠を貫通して配置されたスペーサが下枠と外枠との間に介在して、下枠と外枠とがねじで固定されている。

特許文献１に記載された表示装置は、電気光学パネルを中枠で支持し、中枠を挟むように配置された下枠と外枠とをねじで固定することで、ねじ止めによる歪みが中枠に伝達しにくくなって、電気光学パネルに大きな歪みが生じないようにする、というものである。

特開２０１３−１５６３４６号公報

特許文献１に記載された表示装置は、電気光学パネルをダイキャスト製の中枠に固定し、バックライトを支持する台座を下枠に固定することで、下枠に対するねじ止め力が液晶表示パネルに及びにくくしている。

この構造は、電気光学パネルとバックライトとが異なる枠体に固定されているため、電気光学パネルとバックライトを固定するための部品数が多くなり、組立作業が煩雑である。

また、通常は、電気光学パネルの前方に表面パネルやタッチパッドが配置されるが、特許文献１に記載された発明の内容では、表面パネルやタッチパッドがどのような構造で支持できるのか不明である。特許文献１の構造において、表面パネルやタッチパッドを固定する機構を追加すると、さらに構造が複雑になり、部品数が増加する。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、表面パネルと表示セルを密着させた構造を採用し、全体を最少の部品で構成でき、しかも表示セルに発生する歪みを低減できるようにした表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、支持体に形成された表示窓に透光性の表面パネルが設置され、前記表面パネルの内方に表示セルが配置されている車載用表示装置において、
前記表面パネルの内面に前記表示セルが接着固定され、前記表面パネルと前記表示セルとがブラケットで保持された表示体ユニットが構成されており、
前記ブラケットから前記表面パネルの面と直交する垂直方向へ延びて、前記表面パネルの面に沿う方向へ弾性変形可能な取付け片と、
前記表面パネルを前記支持体に固定する接着剤層と、
前記垂直方向へ自由度を有して前記取付け片を前記支持体に固定する、取付けねじまたはリベットを有する固定機構と、が設けられており、
前記表面パネルが前記接着剤層を介して前記支持体に固定されて、前記表示体ユニットが前記支持体に装着された状態で、前記固定機構によって前記取付け片が前記支持体に固定されていることを特徴とするものである。

本発明の表示装置は、前記表面パネルの内面にタッチパネルを介して前記表示セルが接着固定されているものとして構成できる。また、前記ブラケットにバックライトが保持されているものとして構成される。

本発明の表示装置は、前記固定機構では、前記取付け片に取付け穴が形成されて、前記取付け穴の内径よりも小径の取付けねじによって、前記取付け片が前記支持体に固定されている。

あるいは、前記固定機構では、前記取付け片に取付け穴が形成されて、前記取付け穴の内径よりも小径のリベットによって、前記取付け片が前記支持体に固定されている。

本発明は、表面パネルに表示セルが密着して固定されているため、表面パネルと表示セルとの間に空気層が介在しにくい構造となり、表示セルの表面からの外光の反射を防止できるようになる。

また、表面パネルと表示セルとが固定されて、表面パネルが支持体に固定されており、表面パネルを支持するブラケットが、組立作業時に、垂直方向へ自由度を有する固定機構によって支持体に固定されている。そのため、表面パネルに曲げ歪みや捩じり歪みが生じにくくなり、表面パネルに固定された表示セルに黒ムラと称される表示ムラや輝度ムラが発生するのを抑制できるようになる。

本発明の第１の実施の形態の表示装置を示す断面図、 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、固定機構を構造別に示す部分断面図、 本発明の第２の実施の形態の表示装置を示す断面図、 本発明の第３の実施の形態の表示装置を示す断面図、 本発明の第４の実施の形態の表示装置を示す断面図、 本発明の第５の実施の形態の表示装置を示す断面図、

図１は本発明の第１の実施の形態の表示装置１を示す断面図である。表示装置１の表示画面は長方形であり、Ｘ方向に長辺が向けられＹ方向に短辺が向けられている。図１には、表示画面をＸ方向に二分する中心線Ｏを境にした一方の側のみが示されている。

表示装置１は支持体２を有している。支持体２は化粧パネルであり、車載用表示装置の場合では、車室内に設けられたダッシュボードやインストルメントパネルに組み込まれる。あるいは、ダッシュボードから突出した機構上に設置されている。

支持体２に表示窓３が開口しており、表示窓３に表面パネル４が設置されている。表面パネル４は透光性の板材であり、アクリル系の合成樹脂板やガラス板で形成されている。表面パネル４は表示画面の形状に合わせて長方形状に形成されている。支持体２には、表示窓３の周囲全周を囲む支持面２ａが形成されており、表示パネル４の４辺の縁部が接着剤層５を介して支持面２ａに固定されている。表示パネル４は、装置の内方に向く内面４ａが支持面２ａに固定されている。

なお、支持体２に、装置の内方に向く支持面が形成され、表示パネル４の車室内に向く外面４ｂが支持面に接着剤層５を介して固定されていてもよい。

表面パネル４の内面にタッチパッド６が固定されている。タッチパッド６は、透光性のフィルム基材の表面や透光性の薄板上の基材の表面に、ＩＴＯなどの透明電極層が形成されている。タッチパッド６は、それぞれ複数設けられた第１の電極と第２の電極の相互容量の変化を検知する静電センサである。または、複数の電極が設けられて、それぞれの電極の自己容量の変化を検知する静電センサである。タッチパッド６では、ほぼ接地電位である人の指が表面パネル４の外面４ｂに接触すると、接触箇所の静電容量の変化により、外面４ｂのどの位置に指が接触したかの座標情報が得られる。

なお、静電容量の変化を検知するタッチパッド６の代わりに、指の接触位置を抵抗変化によって検知する抵抗変化式の座標センサが用いられ、このセンサが表面パネル４の外面４ｂに配置されてもよい。

表面パネル４の内方に表示セル１０が設けられている。表示セル１０は、液晶セルやＥＬセルなどである。実施の形態の表示セル１０は、カラー液晶セルであり、視野角を広く確保できるＩＰＳ方式の液晶表示セルである。表示セル１０は、対向する透明基板の間に液晶層と、画素を構成する電極層とカラーフィルタが設けられ、さらに偏光板などが重ねられて構成されている。

表示セル１０の表示側である前面１０ａは、タッチパッド６に接着されて固定されている。表面パネル４とタッチパッド６は、ＯＣＡ（高透明性接着剤）を介して全面どうしが接着され、接合部に空気層がなるべく介在しないように構成されている。同様に、タッチパッド６と表示セル１０も、ＯＣＡによって全面どうしが接着され、接合部に空気層がなるべく介在しないように構成されている。なお、タッチパッド６を設けない場合には、表面パネル４と表示セル１０とが直接にＯＣＡによって全面で接着される。

図１に示すように、表示装置１にはブラケット１１が設けられている。ブラケット１１は、金属板で形成されている。ブラケット１１は少なくとも表面パネル４と直接的にまたは間接的に固定されている。図１に示す実施の形態では、ブラケット１１の支持枠部１１ａにタッチパッド６が固定されているが、ブラケット１１によって表面パネル４が直接に固定されていてもよい。例えば、ブラケット１１に支持爪が形成されており、表面パネル４の縁部が支持爪に挟まれて保持される。

ブラケット１１は、前方が開口する立方体形状であり、その内部にバックライト１４が保持されている。バックライト１４は、アクリル板などの透光性の導光板と、導光板の背部に設けられた反射部材と、導光板に光を入射させるＬＥＤなどの光源とから構成されている。バックライト１４は表示セル１０と密着してもよいし、隙間を介して対向していてもよい。バックライト１４は、ブラケット１１の内部において支持爪で挟持されるなどして保持されている。

ブラケット１１には、複数の取付け片１１ｂが一体に形成されている。取付け片１１ｂは、Ｙ−Ｚ面と平行な板片であり、取付け片１１ｂの板面は、表示セル１０の短辺と平行で且つ表示面に対して垂直方向（Ｚ方向）に延びている。取付け片１１ｂには取付け穴１１ｃが形成されている。

図１に示すように、支持体２の背面２ｂに保持部材１２が固定されている。保持部材１２は支持体２の一部を構成するものであり、保持部材１２は金属板で形成された固定板である。保持部材１２には対向部材１３が対向して設けられており、取付け片１１ｂは、保持部材１２と対向部材１３との間で挟まれて固定機構１５で固定されている。

図２には固定機構１５が構造別に示されている。図２（Ａ）に示す固定機構１５は、保持部材１２に貫通穴１２ａ形成され、対向部材１３に雌ねじ穴１３ａが形成されている。取付けねじ１５ａは、貫通穴１２ａと取付け穴１１ｃに挿通されて、対向部材１３の雌ねじ穴１３ａに螺着されている。対向部材１３はナット部材で構成することもできる。取付け片１１ｂに形成された取付け穴１１ｃの内径寸法は、取付けねじ１５ａの軸部の外形寸法よりも十分に大きく形成されている。

次に、第１の実施の形態の表示装置１の組立て作業について説明する。
（１）表示装置１の組立て作業では、表面パネル４にタッチパッド６と表示セル１０とが接着固定されて積層体が構成され、ブラケット１１に、前記積層体とバックライト１４が保持されたものが１つの表示体ユニット２０として組み立てられる。
（２）インストルメントパネルなどに組み込まれる支持体２には、保持部材１２が取り付けられて固定側ユニットとされる。
（３）前記（１）で組み立てられた表示体ユニット２０が、前記（２）で組み立てられた固定側ユニットに対してＺ方向の前方から装着される。

前記（３）での組み立て作業は、最初に、表面パネル４の内面４ａが、接着剤層５によって支持体２の支持面２ａに接着されて固定される。この時点で、それぞれの取付け片１１ｂは固定されていないため、保持部材１２に対して取付け片１１ｂは垂直方向（Ｚ方向）に拘束されることなく自由度を有している。

その後に、図２（Ａ）に示すように、取付けねじ１５ａが、保持片１２の貫通穴１２ａに挿通され、取付け片１１ｂの取付け穴１１ｃに挿通されて、対向部材１３の雌ねじ穴１３ａに螺着される。取付けねじ１５ａの軸部の直径は取付け穴１１ｃの内径寸法よりも十分に小さいため、取付け片１１ｂは、垂直方向（Ｚ方向）へ拘束されず、Ｚ方向へ自由度を有した状態で、保持部材１２と対向部材１３とで挟まれて固定される。

この取付け構造では、表示体ユニット２０が支持体２に組み付けられた時点で、各取付け片１１ｂに対して、垂直方向（Ｚ方向）への大きな拘束力が作用せず、固定機構１５で固定されるときも、取付け穴１１ｃの内径が取付けねじ１５ａの軸部の直径よりも十分に大きいため、取付け片１１ｂに対して垂直方向（Ｚ方向）とＹ方向への大きな取付け力が作用しない。各取付け片１１ｂからブラケット１１に対してＺ方向とＹ方向への大きな力が作用しないため、表示セル１０に対して、各取付け片１１ｂに作用する力のばらつきに起因する曲げ応力や捩じり応力などのような表示面を歪ませる応力が作用しにくい。

なお、取付けねじ１５ａが締め付けられることにより、各取付け片１１ｂにＸ方向への力が作用することがある。しかし、立体形状のブラケット１１に対してＸ方向の力が作用しても、この力は表示セル１０に対して曲げ力を直接に与えることがない。しかも、取付け片１１ｂは、ねじの締め付け方向であるＸ方向へ弾性変形可能であるため、Ｘ方向の締め付け力によって、表示セル１０に対して大きな曲げ力や捩じり力が作用しにくい。

以上から、表示セル１０がＩＰＳ方式の液晶表示セルであっても、曲げ歪みによる黒ムラ（輝度ムラ）などが発生しにくい。

また、表示セル１０はタッチパッド６に密着して接着固定され、あるいは表示セル１０は表面パネル４に密着して接着固定されている。そのため、表示セル１０と表面パネル４との間に空気層が形成されにくくなって、外光が表示セル１０の表面で反射されるのを防止できるようになる。よって、バックライト１４で後方から照らされた表示セル１０による表示画像を、表面パネル４の前方から広い視野角で鮮明に見ることができる。

前記取付け機構１５では、ブラケット１１に作用する垂直方向（Ｚ方向）の力が、取付け片１１ｂの面方向へ作用するため、ブラケット１１は垂直方向に作用する力に対する耐力を有している。よって、タッチパッド１０を操作するために、指で表面パネル４が押されたときでも、表面パネル４と表示セル１０がブラケット１１で強固に支えられ、表示セル１０に歪みが発生しにくい。

図２（Ｂ）に示す固定機構１１５では、保持部材１２と対向部材１１３との間に取付け片１１ｂが介在している。保持部材１２の貫通穴１２ａと、取付け片１１ｂの取付け穴１１ｃおよび対向部材１１３の貫通穴１１３ａにリベット１１５ａが挿入されて、リベット１１５ａの両端部が、保持部材１２と対向部材１１３の表面にかしめ付けられている。リベット１１５ａの軸部の直径よりも取付け穴１１ｃの内径寸法が十分に大きいため、表面パネル４が支持体２に固定されたときに、取付け片１１ｂが垂直方向（Ｚ方向）へ自由度を有した状態で固定される。

なお、図２（Ａ）に示す固定機構１５と図２（Ｂ）に示す固定機構１１５において、保持部材１２と取付け片１１ｂとの間、および取付け片１２と対向部材１１３との間に、ゴムなどの弾性部材が介在してもよい。

図２（Ｃ）に示す固定機構２１５は、保持部材１２から対向部材２１３が折り曲げられており、保持部材１２と対向部材２１３との間に接着剤層２１５ａが介在し、取付け片１１ｂが接着剤層２１５ａで固定されている。この構造であっても、表面パネル４が支持体２に固定されたときに、取付け片１１ｂが垂直方向（Ｚ方向）へ自由度を有した状態で固定される。

図３ないし図５には、本発明の他の実施の形態の表示装置が示されている。これら実施の形態では、第１の実施の形態と同じ機能を発揮する部分に、第１の実施の形態と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。また、各実施の形態において、固定機構は、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のいずれのものであっても適用することができる。

図３に示す第２の実施の形態の表示装置１０１では、ブラケット１１の側部から装置の内方に長く延びる取付け片１１１ｂが形成されており、取付け片１１１ｂの先部が、保持部材１２に固定機構１５（１１５，２１５）を介して固定されている。

第２の実施の形態では、ブラケット１１の側板から湾曲部１１１ａを介して取付け片１１１ｂが１８０度折り返された構造であるため、固定機構１５（１１５，２１５）による固定力が取付け片１１１ｂに対してＸ方向へ作用したとしても、この力が、湾曲部１１１ａと取付け片１１１ｂの弾性変形によって吸収されるようになり、ブラケット１１にＸ方向の力が作用しにくくなっている。

図４に示す第３の実施の形態の表示装置２０１では、ブラケット１１の底部にゴムなどの弾性部材２１４を介して取付け片２１１ｂが固定されている。ただし、弾性部材２１４を介在させずに取付け片２１１ｂがブラケット１１に直接に接着固定されていてもよい。支持体２には後方に一対の保持部２１２ａ，２１２ｂが形成されており、取付け片２１１ｂの先部が、保持部２１２ａ，２１２ｂの間に介在している。そして、取付け片２１１ｂと支持体２とが固定機構１５（１１５，２１５）を介して固定されている。

第３の実施の形態では、取付け片２１１ｂが弾性部材２１３を介してブラケット１１に取り付けられているため、固定機構１５（１１５，２１５）による固定力を弾性部材２１３で緩和できるようになる。

図５に示す第４の実施の形態の表示装置３０１では、支持体２に前方に向けた保持部３１２ａ，３１２ｂが一体に形成されており、ブラケット１１と一体の取付け片３１１ｂが、保持部３１２１，３１２ｂの間に介在して、取付け片３１１ｂと支持体２とが固定機構１５（１１５，２１５）を介して固定されている。

図６に示す第５の実施の形態の表示装置４０１では、図３と同様に、ブラケット１１に、湾曲部１１１ａで折り返された取付け片１１１ｂが形成されている。そして保持部材１２と取付け片１１１ｂとが、固定ピース４１３で挟まれており、取付け片２１１ｂと保持部材１２とが固定機構１５（１１５，２１５）を介して固定されている。前記固定ピース４１３は変形可能な薄い金属板で形成されることが好ましい。

１ 表示装置
２ 支持体
４ 表面パネル
６ タッチパッド
１０ 表示セル
１１ ブラケット
１１ｂ 取付け片
１１ｃ 取付け穴
１２ 保持部材
１３ 対向部材
１４ バックライト
１５ 固定機構
１５ａ 取付けねじ
２０ 表示体ユニット
１１５ 固定機構
１１５ａ リベット
２１５ 固定機構
２１５ａ 接着剤層

Claims (5)

1. 支持体に形成された表示窓に透光性の表面パネルが設置され、前記表面パネルの内方に表示セルが配置されている車載用表示装置において、
   前記表面パネルの内面に前記表示セルが接着固定され、前記表面パネルと前記表示セルとがブラケットで保持された表示体ユニットが構成されており、
   前記ブラケットから前記表面パネルの面と直交する垂直方向へ延びて、前記表面パネルの面に沿う方向へ弾性変形可能な取付け片と、
   前記表面パネルを前記支持体に固定する接着剤層と、
   前記垂直方向へ自由度を有して前記取付け片を前記支持体に固定する、取付けねじまたはリベットを有する固定機構と、が設けられており、
   前記表面パネルが前記接着剤層を介して前記支持体に固定されて、前記表示体ユニットが前記支持体に装着された状態で、前記固定機構によって前記取付け片が前記支持体に固定されていることを特徴とする車載用表示装置。
2. 前記表面パネルの内面にタッチパネルを介して前記表示セルが接着固定されている請求項１記載の車載用表示装置。
3. 前記ブラケットにバックライトが保持されている請求項１または２記載の車載用表示装置。
4. 前記固定機構では、前記取付け片に取付け穴が形成されて、前記取付け穴の内径よりも小径の前記取付けねじによって、前記取付け片が前記支持体に固定されている請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用表示装置。
5. 前記固定機構では、前記取付け片に取付け穴が形成されて、前記取付け穴の内径よりも小径の前記リベットによって、前記取付け片が前記支持体に固定されている請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用表示装置。

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