JP7083580B2

JP7083580B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP7083580B2
Application number: JP2018207114A
Authority: JP
Inventors: 隆伊谷
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2022-06-13
Anticipated expiration: 2038-11-02
Also published as: JP2020071434A

Description

本発明は、表示モジュールの前方に表面パネルが接合された構造で、例えば車載用として使用される表示装置に関する。

特許文献１に、表示装置に関する発明が記載されている。
この表示装置は、ＬＣＤパネルと、ＬＣＤパネルを収納するケースとしての機能を有するバックライトユニットと、バックライトユニットに組み付けられたベゼルとを有している。ベゼルは、前方に向く開口部を有し、開口部の周囲部分がＬＣＤパネルの前方を覆っている。ＬＣＤパネルの前方に前面パネルが配置されており、ＬＣＤパネルの前面ならびにベゼルの前面と、前面パネルとが、ＯＣＲ（透明光学弾性樹脂）によって全面貼合されている。

ベゼルの開口端の内側に、ダム樹脂が介在している。さらに、樹脂ダムよりも外周側において、ＬＣＤパネルの前面とベゼルとの間に樹脂流動抑制部材が設けられている。ダム樹脂と樹脂流動抑制部材を設けることで、製造工程において未硬化状態のＯＣＲがＬＣＤパネル内に入り込むのを防止し、さらに、樹脂流動抑制部材を設けることで、未硬化状態の樹脂ダムが、ＬＣＤパネル内に流れ込むのを防止できるようにしている。

特許文献１の段落[００４６]に記載されているように、樹脂流動抑制部材はベゼルの裏面に接着剤を介して配置されている。また、段落[００４９]に記載されているように、樹脂流動抑制部材は、ウレタンスポンジやＰＶＡスポンジなどの立体網目構造からなるブロック体、または不織布や脂取りフィルムで形成されている。

特開２０１５－７２４４７号公報

特許文献１に記載された表示装置では、樹脂流動抑制部材が、ベゼルの裏面に接着剤を介して貼り付けられてはいるが、ＬＣＤパネルの前面には接着されておらず、ＬＣＤパネルの前方でベゼルが自由に変形できる状態となっている。そのため、使用環境の温度変化などで、前面パネルに反りが発生すると、この前面パネルとＯＣＲを介して接合されているベゼルが、前記反りに追従して前方に向けて変形しやすくなっており、前面パネルとＬＣＤパネルとの間に位置しているＯＣＲが剥離方向に破壊される現象が生じやすくなる。この現象が生じると、表示画面の周囲部分で、ＬＣＤパネルと前面パネルとの間に空気層が形成されて、表示画面の外観を劣化させることになる。

また、樹脂流動抑制部材は、ウレタンスポンジやＰＶＡスポンジなどのような流動状態の樹脂を含浸しやすい材料で形成され、さらに樹脂流動抑制部材がＬＣＤパネルに接着されていない。そのため、樹脂の流動を抑制する効果が十分ではなく、製造工程において未硬化状態のＯＣＲや未硬化状態の樹脂ダムがＬＣＤパネル内に流入するのを抑制する効果を十分に発揮できるものではない。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、表面パネルに反りを生じさせる応力が発生したとしても、枠状筐体（ベゼル）が前方へ変形するのを規制して、表面パネルが表示モジュールから剥がれるのを防止することができ、さらに、未硬化の接着剤（ＯＣＲ）が表示モジュールに入り込むのを防止する効果を高めることができる表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、表示モジュールと、前記表示モジュールの前方に位置する透光性の表面パネルとを有する表示装置において、
前記表示モジュールは枠状筐体に保持され、前記枠状筐体は金属板で形成されて、前記表示モジュールの側部を覆う側板部と、前記表示モジュールの前面の周囲部分を覆う前板部と、を有し、
前記枠状筐体の前記前板部が存在しない少なくとも中央領域で、前記表示モジュールと前記表面パネルとが透光性の第１接着剤で接合され、前記前板部の背面と前記表示モジュールとが第２接着剤で接合され、前記前板部の前面と前記表面パネルとが第３接着剤で接合されており、
前記表示モジュールが連続面となる前面を有し、前記第１接着剤と前記第２接着剤が、前記表示モジュールの同じ前記前面に接触し、前記第１接着剤と前記第３接着剤が、前記表面パネルの背面に接触し、
前記第１接着剤と前記第２接着剤と前記第３接着剤および前記前板部が、前記表示モジュールの前記前面と前記表面パネルの前記背面との間に挟まれており、
前記表示モジュールに対する剥離強度は、前記第２接着剤が前記第１接着剤よりも高く、前記表面パネルに対する剥離強度は、前記第３接着剤が前記第１接着剤よりも高いことを特徴とするものである。

本発明の表示装置は、前記第１接着剤と前記第２接着剤として、同系の接着剤が使用されることが好ましい。

本発明の表示装置は、前記表面パネルが、熱膨張係数が相違する少なくとも２種の板材が接合されて構成されているものとして構成できる。

例えば、前記表面パネルは、ガラス板と、前記ガラス板の前面に接合された透光性の合成樹脂板、とを有する。

本発明の表示装置は、例えば、前記表示モジュールの側部と前記枠状筐体の前記側板部とが凹凸嵌合されて、前記表示モジュールが前記枠状筐体に保持されているものであってもよい。

本発明の表示装置は、枠状筐体の前板と表示モジュールの前面とが第２接着剤で接合されており、第２接着剤の剥離強度が、表示モジュールと表面パネルとを接合している透光性の第１接着剤の剥離強度よりも高くなっている。枠状筐体の前板部が第２接着剤を介して表面パネルに強固に固定されているため、表面パネルに反りを生じさせる応力が発生しても、前板部が前方に向けて変形しにくくなり、表面パネルの反りの発生と枠状筐体の変形を抑制することができる。そのため、表示モジュールの前面と表面パネルとの間の第１接着剤に剥離力による破壊が生じにくくなり、表示モジュールと表面パネルとの間に空気層が介在する課題が生じにくくなる。

本発明の表示装置では、表面パネルが、熱膨張係数が相違する少なくとも２種の板材が接合されたものであって、温度変化により反りが発生しやすいものであっても、表面パネルの反りの発生を効果的に抑制できる。そのため、表面パネルを、ガラス板と透光性の合成樹脂板とが接合された構造にし、表面パネルの強度を高めることが可能である。

また、枠状筐体の前板部と表示モジュールとの隙間が第２接着剤で確実に塞がれているため、製造工程において、硬化前の第１接着剤が、表示モジュール内に流れ込みにくくなる。

本発明の実施形態の表示装置を示す分解斜視図、本発明の実施形態の表示装置を、組み立てられている状態で、図１のＡ－Ａ線で切断した断面図、（Ａ）は、図２に示す断面図の左側部分を拡大して示す部分拡大断面図、（Ｂ）は、本発明の実施形態の表示装置を、組み立てられている状態で、図１のＢ－Ｂ線で切断した部分拡大断面図、比較例の表示装置を示す部分拡大断面図、

図１に本発明の実施形態の表示装置１の分解斜視図が示され、図２に図１の表示装置１をＡ－Ａ線で切断した断面図が示されている。図３（Ａ）（Ｂ）には表示装置１の部分拡大断面図が示されている。表示装置１は車載用である。図１と図２に示すように、表示装置１は、表示モジュール２と、表示モジュール２を保持する枠状筐体３、および表示モジュール２の前方を覆う表面パネル４を有している。

図３（Ｂ）に示すように、表示モジュール２は、合成樹脂材料などで形成されたモジュールケース２１を有しており、モジュールケース２１に表示セル２２とその背部側に対向するバックライトユニット２３とが保持されている。表示セル２２は、透過型のカラー液晶表示セルである。バックライトユニット２３は、ＬＥＤなどの光源と、光源からの光を表示セル２２の背部に導く導光体などで構成されている。バックライトユニット２３から発せられる照明光により表示セル２２の表示画像が前方に向けて照らされる。なお、表示モジュール２は、エレクトロルミネッセンス表示セルを有するものであってもよい。

枠状筐体３は板金加工で成形されたものであり、厚さが０．１～０．５ｍｍ程度のステンレス鋼板で形成されている。実施形態では厚さが０．３ｍｍである。なお、枠状筐体３は、ステンレス鋼板の他に、圧延鋼板などの各種金属板、あるいは合成樹脂材料で形成することが可能である。図１に示すように、表示モジュール２および枠状筐体３は平面でみたときに四角形であり、実施形態では長方形である。図２と図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、枠状筐体３は、表示モジュール２の４つの側部２ａを覆う側板部３１と、表示モジュール２の前面２ｂの周囲部分を枠状に覆う前板部３２とを有している。側板部３１と前板部３２はほぼ直角に曲げられている。前板部３２は、四角形の開口窓を形成する開口端３３を有している。開口端３３で囲まれる開口窓が、表示モジュール２の表示画面とほぼ一致している。実施形態では、枠形状の前板部３２が、表示モジュール２の前面２ｂの縁部に沿って、四角形で連続して形成されているが、前板部３２のいずれかの箇所に切欠きや穴などの欠損部が形成されていてもよい。

図３（Ｂ）に示すように、表示モジュール２の側部２ａに、モジュールケース２１から一体に突出する掛止突部２１ａが一体に形成され、枠状筐体３の側板部３１に掛止穴３１ａが形成されており、掛止突部２１ａと掛止穴３１ａとが凹凸嵌合されている。図１に示すように、掛止突部２１ａと掛止穴３１ａの凹凸嵌合部は、表示モジュール２および枠状筐体３の４辺のそれぞれに２か所ずつ設けられている。この合計８か所の凹凸嵌合部によって、表示モジュール２が枠状筐体３に保持されている。表示モジュール２と枠状筐体３が凹凸嵌合で固定されているため、表示装置１の組立が容易である。

表示モジュール２および枠状筐体３の前方に表面パネル４が設けられている。表面パネル４は、熱膨張係数が相違する少なくとも２つの透光性の板材料が重ねられて構成されている。実施形態の表示装置１では、前方にポリカーボネート樹脂などの透光性の合成樹脂板４１が、背部側にガラス板４２が重ねられている。合成樹脂板４１とガラス板４２は、ＯＣＲ（光学接着剤）またはＯＣＡ（光学粘着シート）によって接合（貼合）されている。ガラス板４２の形状と寸法は、枠状筐体３の前板部３２の形状および寸法に一致している。合成樹脂板４１はガラス板４２も大きく、合成樹脂板４１のそれぞれの縁部は、ガラス板４２の４辺のそれぞれから突出する大きさである。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、合成樹脂板４１の背面４１ａに加飾層（遮光層）４３が形成されている。加飾層４３は、黒色などの濃色の印刷層であり、枠状筐体３の前板部３２を覆うように枠形状に形成されている。図３（Ａ）に示すように、表面パネル４は、加飾層４３が形成されている領域が非透光領域１２であり、加飾層４３を有していない中央領域が透光領域１１である。透光領域１１は、枠状筐体３の開口端３３よりもやや内側に位置し、表示モジュール２で生成される表示画像を映し出せるように配置されている。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、枠状筐体３の前板部３２が存在しない開口窓（中央領域）を少なくとも含む範囲で、表示モジュール２の前面２ｂと、ガラス板４２の背面４２ａとが透光性の第１接着剤５を介して接合（貼合）されている。第１接着剤５は、透過視認性が良好な光学接着剤（ＯＣＲ）であり、シリコーン系接着剤またはアクリル系接着剤などである。第１接着剤５は２液混合硬化型、または紫外線硬化型などが使用される。また、第１接着剤５の光学接着剤（ＯＣＲ）として、シリコーン系やアクリル系などの粘着剤を使用することもできる。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、枠状筐体３の前板部３２の背面３２ａと表示モジュール２の前面２ｂとが第２接着剤６によって接合（貼合）されている。第２接着剤６は、シリコーン系やアクリル系などであり、自然硬化型あるいは熱硬化型または紫外線硬化型などが使用可能である。表示モジュール２の前面２ｂに対する硬化後の第２接着剤６の剥離強度は、前面２ｂに対する硬化後の第１接着剤５の剥離強度よりも高い。例えば、第１接着剤５の剥離強度が約０．１Ｎ／ｍｍ^２のときに、第２接着剤６の剥離強度は０．４～１．０Ｎ／ｍｍ^２程度であり、第２接着剤６の剥離強度は第１接着剤５の剥離強度の４倍以上が好ましい。実施形態の表示装置１では、第２接着剤６の剥離強度が約０．６Ｎ／ｍｍ^２である。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、枠状筐体３の前板部３２の前面３２ｂと、ガラス板４２の背面４２ａとが、第３接着剤７で接合（貼合）されている。第３接着剤７は、シリコーン系やアクリル系などであり、自然硬化型あるいは熱硬化型または紫外線硬化型などが使用可能である。ガラス板４２に対する第３接着剤７の剥離強度は、ガラス板４２に対する第１接着剤５の剥離強度よりも高く設定される。なお、第３接着剤７は第２接着剤６と同じものを使用することが好ましい。枠状筐体３の前板部３２の前面３２ｂと、ガラス板４２の背面４２ａとの隙間内では、第３接着剤７よりも内側（中心側）に、防漏材８が介在している。防漏材８はシリコーン系ゴムなどの各種エラストマー材料で形成された弾性部材である。防漏材８は、ガラス板４２の背面４２ａに接着剤で固定されている。第３接着剤７によって前板部３２にガラス板４２が接着された状態で、防漏材８は前後方向に圧縮された状態で、前板部３２の前面３２ｂと、ガラス板４２の背面４２ａとの隙間内に挟まれている。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、この表示装置１では、第１接着剤５よりも剥離強度の高い第２接着剤６によって、表示モジュール２の前面２ｂに、枠状筐体３の前板部３２が強固に固定されており、同じく、第１接着剤５よりも剥離強度の高い第３接着剤７によって、前板部３２の前面３２ｂに、表面パネル４のガラス板４２が強固に固定されている。枠状筐体３は厚さが０．１～０．５ｍｍ程度の薄いステンレス鋼板で形成されて、表示装置１の全体の薄型化と軽量化に寄与しているが、枠状筐体３の前板部３２が、ガラス板４２と強固に固定されているため、ガラス板４２によって、薄い金属板で形成されている枠状筐体３の強度が補強されている。これにより、表示装置１の全体の平面強度が高くなって、表示モジュール２が車体などに固定される際にねじ止めなどによる外力を受けても、表示装置１が歪みにくく、表示セル２２の歪みを防止でき、表示品質を高く維持することができる。

この表示装置１は、自動車の車室内に設置されて使用されるため、使用環境の温度変化が激しく、表面パネル４に熱応力が発生しやすい。特に、表面パネル４が、熱膨張係数の相違する２つの板材が接合されているものであると、使用環境温度の変化に起因する熱応力が大きくなる。実施形態の表示装置１の表面パネル４は、前面側の合成樹脂板４１と背面側のガラス板４２とが接合された構造である。そのため、温度変化により発生する熱応力が大きく、低温になると、表面パネル４に、その縁部が前方へ向かう反りを発生させる曲げ応力が作用する。しかし、ガラス板４２の縁部が、第３接着剤７によって、枠状筐体３の前板部３２に強固に接着され、さらに第２接着剤６によって、前板部３２が表示モジュール２の前面２ｂに強固に接着されているため、表面パネル４の熱応力が大きくなっても、枠状筐体３の形状を維持でき、表面パネル４の変形を防止できる。そのため、表示モジュール２の前面２ｂと、表面パネル４の背面４２ａとの距離を一定に保つことができる。

図４に比較例の表示装置１０１が示されている。
比較例の表示装置１０１は、表示モジュール２と枠状筐体３の構造および寸法が図３（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置１と同じであり、表面パネル４の構造と寸法も図３（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置１と同じである。図４に示す表示装置１０１は、表示モジュール２の前面２ｂとガラス板４２とが第１接着剤５で接合され、枠状筐体３の前板部３２の前面とガラス板４２とが第３接着剤７で接合されている。ただし、表示モジュール２の前面２ｂと前板部３２との間に第２接着剤６が設けられていない点で、実施形態の表示装置１と相違している。

図４に示す比較例の表示装置１０１が、低温の環境下に置かれると、表面パネル４に、その縁部が前方に向く反りＢ１を生じさせようとする応力が発生し、この応力が第３接着剤７を介して枠状筐体３の前板部３２に伝達される。前板部３２は表示モジュール２の前面２ｂに固定されていないため、図において反時計方向の反りＢ２を発生する。この反りＢ２が発生すると、領域Ｐにおいて第１接着剤５が表示モジュール２の前面２ｂから剥離するように破損し、領域Ｐに空気層が形成されて、前方から見たときに、透光領域１１の外観が劣化し、表示品質が低下することになる。

これに対し、図３（Ａ）（Ｂ）に示す実施形態の表示装置１では、第１接着剤５よりも剥離強度の高い第２接着剤６によって、枠状筐体３の前板部３２が表示モジュール２の前面２ｂに強固に固定されている。そのため、低温環境に置かれて、表面パネル４に図４に示す反りＢ１を発生させようとする大きな応力が作用しても、強固に固定されている前板部３２に大きな反りＢ２が発生することがなく、その結果として表面パネル４に大きな反りＢ１が発生しない。よって、実施形態の表示装置１では、図４に示す領域Ｐにおいて、第１接着剤５が表示モジュール２の前面２ｂから剥離する現象が生じにくくなる。

実施形態の表示装置１と比較例の表示装置１０１において温度環境試験を行った。
表示装置１および表示装置１０１は、枠状筐体３を板厚が０．３ｍｍのステンレス鋼板で形成した。表示モジュール２の前面２ｂに対する剥離強度は、第１接着剤５が約０．１Ｎ／ｍｍ^２で、第２接着剤が約０．６Ｎ／ｍｍ^２であった。実施形態の表示装置１と比較例の表示装置１０１を－４０℃の環境に置いたところ、比較例の表示装置１０１では、表面パネル４の反りＢ１による変位量が０．２ｍｍ以上となったが、実施形態の表示装置１では、表面パネル４の反りＢ１による変位量が、最大でも０．１ｍｍ未満であった。比較例の表示装置１０１では、－４０℃の環境下に７２時間程度置くと、図４に示す領域Ｐに剥離が発生したが、実施形態の表示装置１では剥離が発生しなかった。また実施形態の表示装置１に対し、環境温度を－４０℃とプラス８５℃とに交互に変化させるヒートショック試験を５００時間行ったが、領域Ｐでの剥離は発生しなかった。

図３（Ａ）（Ｂ）に示す本発明の実施形態の表示装置１では、第２接着剤６が、表示モジュール２の前面２ｂと、前板部３２の背面３２ａの双方に固着されているため、表示モジュール２の前面２ｂと前板部３２の背面３２ａとの隙間が完全に塞がれる。そのため、製造工程において硬化前の第１接着剤５が前記隙間から表示モジュール２の内部に浸入するのを防止する効果を高めることができる。さらに、第１接着剤５と第２接着剤６を同系の接着剤とすると、第１接着剤５と第２接着剤６との接触部に不要な化学反応が発生するのを防止することができる。例えば、第１接着剤５と第２接着剤６は、同じシリコーン系が使用され、または同じアクリル系が使用される。また、防漏材８もシリコーン系であるため、第１接着剤５と接触し続けても劣化が生じにくい。

１表示装置
２表示モジュール
３枠状筐体
４表面パネル
５第１接着剤
６第２接着剤
７第３接着剤
８防漏材
２１モジュールケース
２１ａ掛止突部
２２表示セル
２３バックライトユニット
３１側板部
３１ａ掛止穴
３２前板部
４１合成樹脂板
４２ガラス板

Claims

表示モジュールと、前記表示モジュールの前方に位置する透光性の表面パネルとを有する表示装置において、
前記表示モジュールは枠状筐体に保持され、前記枠状筐体は金属板で形成されて、前記表示モジュールの側部を覆う側板部と、前記表示モジュールの前面の周囲部分を覆う前板部と、を有し、
前記枠状筐体の前記前板部が存在しない少なくとも中央領域で、前記表示モジュールと前記表面パネルとが透光性の第１接着剤で接合され、前記前板部の背面と前記表示モジュールとが第２接着剤で接合され、前記前板部の前面と前記表面パネルとが第３接着剤で接合されており、
前記表示モジュールが連続面となる前面を有し、前記第１接着剤と前記第２接着剤が、前記表示モジュールの同じ前記前面に接触し、前記第１接着剤と前記第３接着剤が、前記表面パネルの背面に接触し、
前記第１接着剤と前記第２接着剤と前記第３接着剤および前記前板部が、前記表示モジュールの前記前面と前記表面パネルの前記背面との間に挟まれており、
前記表示モジュールに対する剥離強度は、前記第２接着剤が前記第１接着剤よりも高く、前記表面パネルに対する剥離強度は、前記第３接着剤が前記第１接着剤よりも高いことを特徴とする表示装置。
前記第１接着剤と前記第２接着剤は、同系の接着剤が使用される請求項１記載の表示装置。
前記表面パネルは、熱膨張係数が相違する少なくとも２種の板材が接合されて構成されている請求項１または２に記載の表示装置。
前記表面パネルは、ガラス板と、前記ガラス板の前面に接合された透光性の合成樹脂板、とを有する請求項３記載の表示装置。
前記表示モジュールの側部と前記枠状筐体の前記側板部とが凹凸嵌合されて、前記表示モジュールが前記枠状筐体に保持されている請求項１ないし４のいずれかに記載の表示装置。