JP7029636B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

表示装置は、画像を表示する表示パネルや、機械式計器の前面側に設けられた透光板を介して、運転者などの視認者に情報を視認させている。透光板は、表示装置の内部を塵埃等の侵入から保護するために設けられた平板である。

特開２０１７－３２７０７号公報

透光板は、透光板における外光の反射を防止するための反射防止層や、情報を視認させる表示領域を区画するための遮光層を有している。また、透光板は、表示装置の外郭を形成するケース等に支持されている。

ここで、視認者へ多くの情報を提供するためには、情報を表示する領域を大きくする必要がある。その方法の一つとして、遮光層で遮光する領域を狭くし、表示領域を大きくすることがある。しかし、反射防止層や、ケースの周縁が透光板を介して視認されないよう遮光層で隠す必要があるため、遮光する領域を狭くすることが困難であった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、大きな表示領域を有し視認性を向上させることができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、上述した課題を解決するために、背面側から前面側に光を透過させる透光層と、前記透光層の背面側に設けられ前記透光層の外縁よりも内側に外縁を有し、前記外縁が前記透光層で覆われ前記透光層の背面と段差なく一体的に設けられる反射防止層と、前記反射防止層の背面側に前記透光層と前記反射防止層とを跨いで設けられ前記透光層を透過する光を遮光する遮光領域を外縁及び内縁で区画し、前記反射防止層の外縁よりも内側に前記内縁があり、かつ前記透光層の外縁と一致する位置又は前記透光層の外縁よりも内側に前記外縁がある遮光層と、を有する透光板と、前記透光板の背面側に配置された表示パネルと、前記透光板に覆われる開口を有するケースと、を備える。

本発明に係る表示装置においては、大きな表示領域を有し視認性を向上させることができる。

本発明に係る表示装置の実施形態である表示装置を示す正面図。 図１の表示装置のII－II線に沿う断面図。 図１の表示装置のIII－III線に沿う断面図。 図２の支持部周辺を特に拡大した断面図。 比較例としての表示装置の図２に対応する断面図。

本発明に係る表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る表示装置は、表示パネルや文字板と回動指針からなる機械式計器などの情報を表示する機器の前面に配置された透光板を有する表示装置の全てに適用することができ、例えば自動車や二輪車などの車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される。本発明に係る表示装置は、特に、表示装置が屋外に晒される自動二輪車、農業機械、建設機械、船舶、スノーモービル、ジェットスキー等、外光の影響を受け、かつ防水性と意匠性が求められる場合に好適である。

図１は、本発明に係る表示装置の実施形態である表示装置１を示す正面図である。
図２は、図１の表示装置１のII－II線に沿う断面図である。
図３は、図１の表示装置１のIII－III線に沿う断面図である。
図４は、図２の支持部１５周辺を特に拡大した断面図である。

以下の説明において、「前面側」は、図１における手前側、及び図２、図３における上側（透光板４０側）であり視認者（運転者）に視認される側を意味する。「背（後）面側」は、図１における奥側、及び図２、図３における下側（透光板４０に対する回路基板３０側）を意味する。

表示装置１は、ケース１０と、表示ユニット２０と、回路基板３０と、透光板４０と、を主に有している。

ケース１０は、表示ユニット２０、回路基板３０及び透光板４０を収容する。ケース１０は、表示装置１の外郭（外観）を構成する。ケース１０は、中ケース１２を有している（図２においては省略）。中ケース１２は、回路基板３０上の光源３１を囲い出射された光を導く遮光壁１３を有している。遮光壁１３は、光源３１の照明（発光）領域を区切る壁で筒状の空間を形成しており、光はこの筒状の空間を通る。遮光壁１３の一端（中ケース１２の回路基板３０と対向する面）は回路基板３０に当接されており、他端（中ケース１２の透光板４０と対向する面）は透光板４０の背面４０ｂに当接されている。

また、ケース１０は、透光板４０に覆われる開口１０ｂを有している。ケース１０は、この開口１０ｂにおいて、透光板４０の前面４０ａを露出させて透光板４０を収容するために、支持部１５を有している。支持部１５は、ケース１０の前後方向に面方向を有する側壁１０ａからケース１０の内側に向けて略垂直に突出している。支持部１５は、透光板４０の背面４０ｂと対向して、支持面内縁１６ａ及び支持面外縁１６ｂ（図４）で形成される領域である支持面１６を有している。支持部１５（ケース１０）は、支持面１６で透光板４０の背面４０ｂと面接触して透光板４０を支持する。

図４に示すように、支持面外縁１６ｂは、側壁１０ａに接続された支持部１５の端部１５ａに形成されている。支持面内縁１６ａは、この端部１５ａから内側に向けて突出した支持部１５の先端１５ｂに形成されている。なお、支持面１６（支持部１５）は、透光板４０に沿って連続的に設けられていてもよいし、断続的に設けられていてもよい。支持面外縁１６ｂは、透光層外縁４１ｂ及び遮光層外縁４３ｂと略一致する位置にある。支持面内縁１６ａは、反射防止層外縁４２ｂよりも内側、かつ遮光層内縁４３ａよりも外側にある。すなわち、遮光層４３は、支持面内縁１６ａを跨いで設けられており、支持面内縁１６ａは遮光層４３に重なっている。

なお、「外側」は、ケース１０の外表面側（図４における左側）をいい、「内側」はケース１０の外表面に対する内側（図４における右側）をいう。「外縁」は、外側の周縁をいい、「内縁」は内側の周縁をいう。

表示ユニット２０（表示パネル）は、透光板４０及び支持面１６（支持部１５）の背面側に配置されている。表示ユニット２０は、表示パネルと、バックライトユニットと、を有している。

表示パネルは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式のノーマリーブラックタイプ（電圧非印加時、黒表示）の液晶表示パネルである。表示パネルは、液晶層を封入する一対の表面ガラス基板を有している。一対のガラス基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極が形成されている。また、表示パネルは、一対の表面ガラス基板を挟み込むように配置された一対の表面偏光板（偏光フィルタ）を有している。表示パネルは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を介して、回路基板３０に接続されている。表示パネルは、回路基板３０の制御部により制御されることにより、透明電極を介して液晶層に駆動電圧が印加される。これにより、液晶層の液晶分子の配向が制御され、表示パネルの個々の画素の透過率が変化することにより画像を表示する。

バックライトユニットは、表示パネルの背面側に設けられている。バックライトユニットは、光源基板及び導光体からなり、表示パネルを背面側から照明する。光源基板は、光源の一例である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を実装している。光源基板は、ＦＰＣなどの可撓性基板を介して、回路基板３０と接続されている。ＬＥＤは、駆動電流が供給されると、表示パネル（導光体）に向けて光を出射する。導光体は、ＬＥＤが出射した光を表示パネルに向けて導く。導光体は、平板状に形成された、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などの透明樹脂である。

回路基板３０は、表示ユニット２０及び光源３１を制御するための制御部を主に有している。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、エンジン回転数、各種車両情報、ナビゲーション情報などを、各種センサなどを介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、表示パネルに情報を表示させる。光源３１は、例えばＬＥＤであり、光を出射し、透光板４０の背面側から透光板４０を照明する。

透光板４０は、ケース１０の内部の表示ユニット２０や回路基板３０を塵埃等の侵入から保護するために設けられた平板である。透光板４０は、透光層４１と、反射防止層４２と、遮光層４３と、を有している。

透光層４１は、例えばＰＭＭＡなどの透明樹脂からなり、背面側から前面側に光を透過させる。透光層４１は、透光板４０において視認者と対向する面となる。なお、透光層４１の前面に、ＡＲ（Anti-Reflective）コートを施す等、さらに反射低減効果を付与してもよい。ＡＲコートは、例えばフッ化マグネシウムなどを真空蒸着させることにより形成される。

反射防止層４２は、透光層４１の背面４１ｃと空気との界面による外光反射によって、表示パネルの視認性が低下することを防止する。反射防止層４２は、例えばモスアイ構造や屈折率と膜厚が反射を打ち消すように制御された膜を有することにより実現される反射防止機能を片面（背面）に有する光学フィルムである。反射防止層４２は、透光層４１の背面４１ｃ（図４）と段差なく一体的に設けられている。具体的には、反射防止層４２は、透光層４１が射出成形される際に、透光層４１にインサート成形されることにより、透光層４１の背面４０ｂ側に段差なく一体的に設けられている。

図４に示すように、反射防止層４２は、透光層外縁４１ｂよりも内側に反射防止層外縁４２ｂを有している。反射防止層外縁４２ｂは、反射防止層４２の背面において遮光層４３で覆われている。反射防止層外縁４２ｂが透光層外縁４１ｂの内側に位置し、反射防止層外縁４２ｂ（反射防止層４２の外周面）が透光層４１で覆われていることにより、視認性の向上が必要な透光領域４０ｃ（表示パネルの表示領域）以外に、反射防止層４２を不必要に形成することがない。また、反射防止層４２を透光層４１に取り付けるためのＯＣＡ（Optical Clear Adhesive Tape）等を用いないため、透光板４０の光学特性を向上させることができる。

なお、反射防止層４２は、防曇性能を有するために親水性の材料で形成されることが好ましい。特に自動二輪車に設けられた場合のような表示装置１が屋外に晒される場合に効果を奏する。

遮光層４３は、表示ユニット２０周辺の内部構造が視認者側から視認されないよう遮蔽する。また、遮光層４３は、透光層４１を透過する光を遮光する遮光領域４０ｄを遮光層外縁４３ｂ及び遮光層内縁４３ａで区画している。すなわち、遮光層４３は、遮光層外縁４３ｂから内側方向に一定の幅を持って遮光している。また、遮光層４３は、光を透過させる透光領域４０ｃを遮光層内縁４３ａで区画しており、遮光層内縁４３ａから内側において表示領域として表示パネルを視認させている。

遮光層４３は、反射防止層４２の背面、及びこの背面に段差なく連続している、反射防止層４２の外周に位置する透光層４１の背面４１ｃに、黒色の遮光性インキで印刷されることにより、反射防止層４２（及び透光層４１）の背面側に設けられている。遮光層４３は、支持面１６と接合される面であるため、支持面１６と接着性の高いインクなどで平坦に形成されるのが好ましい。

遮光層４３は、反射防止層外縁４２ｂよりも内側に遮光層内縁４３ａを有しており、かつ透光層外縁４１ｂと一致する位置に遮光層外縁４３ｂを有している。すなわち、遮光層４３は、透光層４１と反射防止層４２とを跨いで設けられており、反射防止層外縁４２ｂは遮光層４３に重なっている。

また、図３に示すように、遮光層４３は、抜き文字状に形成された記号などの意匠４５を有している。意匠４５は、遮光層４３（透光板４０）の背面側から照射された光源３１の光が透過することにより、点灯表示される。

このような透光板４０は、透光層４１の背面４１ｃに段差なく一体的に反射防止層４２が設けられており、その反射防止層４２の背面に透光層４１と反射防止層４２とを跨ぐように遮光層４３が設けられている。すなわち、反射防止層外縁４２ｂ（透光層４１と反射防止層４２との境界）が遮光層４３に重なっている。

表示装置１は、このような透光板４０を有することにより、反射防止層外縁４２ｂを視認者から目立たなくすることができる。このため、例えば図５に示す比較例としての表示装置１００のように、前面側から、透光層１１１、遮光層１１２、及び反射防止層１１３の順に透光板１０１を形成した場合に比べて、遮光層１１２の幅を狭くすることができる。

すなわち、表示装置１００においては、平坦ではなく、支持面１２１との接合強度が確保できない反射防止層１１３が貼付等により透光板１０１の最背面に設けられている。しかし、透光板１０１と支持面１２１との接合強度を確保するために、平坦である遮光層１１２が透光板１０１の背面において支持面１２１に面する領域を設ける必要がある。すなわち、反射防止層外縁１１３ｂは、支持面内縁１２１ａより内側に位置する必要がある。

また、反射防止層外縁１１３ｂは、遮光層１１２により覆われることにより、視認者から目立たなくする必要がある。このため、遮光層内縁１１２ａは、反射防止層外縁１１３ｂよりも内側に位置する必要がある。この結果、遮光層外縁１１２ｂ及び遮光層内縁１１２ａで区画される遮光領域１２５ｂの幅は、大きくなり、その結果透光領域１２５ａ（表示パネルの表示領域）を小さくしてしまう。

これに対し、本実施形態における表示装置１は、遮光層４３が透光板４０の最背面に設けられ、反射防止層４２が遮光層４３の前面に設けられた。これにより、反射防止層外縁４２ｂの位置は、支持面内縁１６ａの位置（支持面１６と遮光層４３との接合領域）によらずに決定することができ、遮光層内縁４３ａの位置も支持面内縁１６ａより内側であれば自由に決定することができる。その結果、遮光層４３の幅、特に、意匠４５が設けられておらず、内部の遮蔽の機能を有していればよい領域（例えば図２）の遮光層４３の幅を狭くできる。ゆえに、表示装置１は、大きな表示領域（透光領域４０ｃ）を有することができ、視認性及び外観を向上することができる。

また、反射防止層外縁４２ｂは、反射防止層４２の背面に位置する遮光層４３により目立たないため、光学フィルム（反射防止フィルム）を透光層４１に貼り付ける場合と比べて、貼付誤差や寸法誤差を吸収することができる。例えば、表示装置１００の場合、貼付位置のずれを考慮して、反射防止層外縁１１３ｂと支持面内縁１２１ａとの間に所要の隙間を設計する必要がある。これに対し、表示装置１は、反射防止層外縁４２ｂが遮光層４３により覆われるため、多少の誤差を吸収でき高い寸法精度を不要とすることができる。

さらに、遮光層４３は、透光層４１に反射防止層４２を形成した後に印刷するため、遮光層４３に不必要に熱が加わることがなく、これに伴う遮光層４３を形成するインキの流れや、フィルムの位置ずれ、フィルムの伸び等により意匠４５がずれてしまうことを低減できる。また、透光層４１と反射防止層４２との境界に段差がないため、遮光層４３の印刷を容易にすることができる。

また、表示装置１は、意匠４５の領域にも反射防止層４２を設けた。これにより、意匠４５の領域における透光層４１の反射を低減でき視認性を向上させることができる。すなわち、表示装置１は、意匠４５が表示（照明）されていない時に、反射防止層４２が作用し、遮光層４３の有無に伴う反射率の違いに基づき意匠４５の境界を目立たせることがない。また、意匠４５が表示されている時は、輝度を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、反射防止層４２は、透光層４１の背面４１ｃに金型によりモスアイ構造などの反射防止形状を転写することにより、段差なく一体的に設けられていてもよい。この場合、反射防止層外縁４２ｂを透光層外縁４１ｂよりも内側に形成することにより、モスアイ構造を形成する領域を小さくすることができ、金型などの製造コストを低減することができる。

遮光層４３は、反射防止層外縁４２ｂを背面から覆っていれば、透光層外縁４１ｂよりも内側に遮光層外縁４３ｂを有していてもよい。

表示パネルは、液晶表示パネルに限らず、他のバックライトを有する表示パネルであってもよい。

透光層４１及び反射防止層４２は、スモーク色の半透過の材料であってもよい。

１、１００ 表示装置
１０ ケース
１０ａ 側壁
１０ｂ 開口
１２ 中ケース
１３ 遮光壁
１５ 支持部
１５ａ 端部
１５ｂ 先端
１６、１２１ 支持面
１６ａ、１２１ａ 支持面内縁
１６ｂ 支持面外縁
２０ 表示ユニット
３０ 回路基板
３１ 光源
４０、１０１ 透光板
４０ａ 前面
４０ｂ 背面
４０ｃ、１２５ａ 透光領域
４０ｄ、１２５ｂ 遮光領域
４１、１１１ 透光層
４１ｂ 透光層外縁
４２、１１３ 反射防止層
４２ｂ、１１３ｂ 反射防止層外縁
４３、１１２ 遮光層
４３ａ、１１２ａ 遮光層内縁
４３ｂ、１１２ｂ 遮光層外縁
４５ 意匠

Claims (4)

1. 背面側から前面側に光を透過させる透光層（４１）と、前記透光層（４１）の背面（４１ｃ）側に設けられ前記透光層（４１）の外縁（４１ｂ）よりも内側に外縁（４２ｂ）を有し、前記外縁（４２ｂ）が前記透光層（４１）で覆われ前記透光層（４１）の背面（４１ｃ）と段差なく一体的に設けられる反射防止層（４２）と、前記反射防止層（４２）の背面側に前記透光層（４１）と前記反射防止層（４２）とを跨いで設けられ前記透光層（４１）を透過する光を遮光する遮光領域（４０ｄ）を外縁（４３ｂ）及び内縁（４３ａ）で区画し、前記反射防止層（４２）の外縁（４２ｂ）よりも内側に前記内縁（４３ａ）があり、かつ前記透光層（４１）の外縁（４１ｂ）と一致する位置又は前記透光層（４１）の外縁（４１ｂ）よりも内側に前記外縁（４３ｂ）がある遮光層（４３）と、を有する透光板（４０）と、
   前記透光板（４０）の背面（４０ｂ）側に配置された表示パネル（２０）と、
   前記透光板（４０）に覆われる開口（１０ｂ）を有するケース（１０）と、を備える、表示装置。
2. 前記ケース（１０）は、前記透光板（４０）の背面（４０ｂ）と対向して前記透光板（４０）を支持し、前記反射防止層（４２）の外縁（４２ｂ）よりも内側かつ前記遮光層（４３）の内縁（４３ａ）よりも外側に内縁（１６ａ）を有する支持面（１６）を有する、請求項１記載の表示装置。
3. 前記反射防止層（４２）は、前記透光層（４１）にインサート成形されることにより設けられた、請求項１から２のいずれか１項記載の表示装置。
4. 前記反射防止層（４２）は、前記透光層（４１）の背面（４１ｃ）に反射防止形状が形成されることにより設けられた、請求項１から２のいずれか１項記載の表示装置。
   

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