JP7415243B2

JP7415243B2 - 表示装置

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Publication number: JP7415243B2
Application number: JP2019216052A
Authority: JP
Inventors: 徹郎外川; 唯八重樫; 尊帆仙
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2024-01-17
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: JP2021085798A

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される表示装置に関する。

表示装置は、表示パネルと、この表示パネルを制御するための回路基板を有する。表示パネル及び回路基板は、ケースに固定され収容される。従来、表示パネルを他の部材に取り付けける際に、表示パネルに生じる歪みを抑制する技術が知られている。

特開平１１－２６８５５７号公報

今日、表示パネルは、表示する情報量の増加に伴い大型化する傾向がある。更に、表示パネルの左右両側に警告灯等が配置されるので、表示パネルを支持する回路基板も大型化する傾向にある。これにより、表示パネルに生じる歪みも増大する傾向にある。すると、表示パネルの取り付け位置や取り付け先に応じて、歪みの緩和が困難であったり、走行時の振動によっても歪みが生じやすくなったりする虞もある。

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、表示パネルの取り付け歪みを低減できる表示装置を提供することを目的とする。

本開示の表示装置は、上述した課題を解決するために、前方に表示画面６１を有する表示部６と、前記表示部６の後方に配置され、前記表示部６を固定する回路基板４と、前記回路基板４の前方に配置され、前記表示部６を収容する第１のケース部材３と、前記回路基板４の後方に配置される第２のケース部材５と、を備える表示装置において、前記回路基板４は前記第１のケース部材３と前記第２のケース部材５とにより挟持される孔４４ａ，４３ａの位置である第１の固定部２０１と第２の固定部２０２を有し、前記第１の固定部２０１は前記回路基板４の一辺４ｃ側に複数配置され、前記第２の固定部２０２は前記一辺４ｃ側と対向する対向辺４ｄ側に少なくとも１つ配置され、前記第１のケース部材３又は前記第２のケース部材５は、前記表示装置を取り付けるための第１の取り付け部５３と第２の取り付け部５４を有し、前記第１の取り付け部５３は前記一辺４ｃ側又は前記対向辺４ｄ側に少なくとも１つ配置され、前記第２の取り付け部５４は前記第１の取り付け部５３の有さない前記一辺４ｃ側又は前記対向辺４ｄ側に複数配置され、前記第１の固定部２０１は前記第１の取り付け部５３と前記第２の取り付け部５４とを結ぶ少なくとも２本の結合線Ｌの外側に配置されることを特徴とする。
また表示装置は、前方に表示画面６１を有する表示部６と、前記表示部６の後方に配置され、前記表示部６を固定する回路基板４と、前記回路基板４の前方に配置され、前記表示部６を収容する第１のケース部材３と、前記回路基板４の後方に配置される第２のケース部材５と、前記第１のケース部材３の前方を覆う見返し部材２と、を備え、前記回路基板４は前記第１のケース部材３と前記第２のケース部材５とにより挟持される孔４４ａ，４３ａの位置である第１の固定部２０１と第２の固定部２０２と、前記見返し部材２と前記第２のケース部材５とにより挟持される孔４４ｂの位置である第３の固定部２０３と、を有し、前記第１の固定部２０１は前記回路基板４の一辺４ｃ側に複数配置され、前記第２の固定部２０２は前記一辺４ｃ側と対向する対向辺４ｄ側に少なくとも１つ配置され、前記第３の固定部２０３は前記一辺４ｃ側のみに配置されることを特徴とする。

本開示の表示装置の実施形態である表示装置を前面側から見た図。図１の表示装置の下ケースを前面側から見た図。図１の表示装置の回路基板を前面側から見た図。図２のＡ－Ａ線に沿う断面図。図３のＢ－Ｂ線に沿う断面図。図３のＣ－Ｃ線に沿う断面図。図２のＤ－Ｄ線に沿う断面図。

本開示の表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本開示に係る表示装置は、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される。本実施形態においては、一例として、取り付け先としての車両のインストルメントパネル内に搭載される表示装置を用いて本開示の表示装置を説明する。

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１乃至７における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。なお、表示装置１００がユーザに視認される側を「前」とする。

図１，４に示すように、表示装置１００は、車両のインストルメントパネル内に搭載される。表示装置１００は、前方に表示画面６１を有する表示ユニット６（表示部）と、表示ユニット６の後方に配置され表示ユニット６を固定する回路基板４と、回路基板４の前方に配置され表示ユニット６を収容する中ケース３（第１のケース部材）と、回路基板４の後方に配置される外ケース５（第２のケース部材）と、中ケース３の前方を覆う見返し２（見返し部材）と、見返し２の前方を覆うレンズ１と、を主に有する。

表示ユニット６は、回路基板４に固定されて中ケース３の開口３１に収容される。表示ユニット６は、背後から円柱状に突出しネジ７１が挿入される４個のボス部６２を有する。表示ユニット６は、表示パネルと、バックライトユニットと、を有する。

表示パネルは、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示パネルである。表示パネルは、例えば１２インチ以上の大型パネルである。表示パネルは、前方に表示画面６１を有する。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する。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）を有する。

表示パネルは、図示しないフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits））を介して、回路基板４に接続される。表示パネルは、回路基板４の制御部４１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、表示パネルは画像を表示する。

バックライトユニットは、表示パネルの後方に設けられる。バックライトユニットは、光源基板及び導光体からなり、表示パネルを後方から照明する。光源基板は、光源の一例である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を実装する。光源基板は、ＦＰＣ等の可撓性基板を介して、回路基板４と接続される。ＬＥＤは、駆動電流が供給されると、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、透明樹脂（例えばＰＭＭＡ）である。

回路基板４は、背面４ｂを外ケース５に支持される。回路基板４は、前面４ａで中ケース３と表示ユニット６を支持する。回路基板４は、表示ユニット６を制御するための制御部４１を背面４ｂに搭載する。回路基板４は、図３に示すように、略四角形に形成され、前面４ａから見て上側の上辺（一辺）４ｃと、上辺４ｃと対向し下側の下辺（対向辺）４ｄと、上辺４ｃ及び下辺４ｄと略直交し右側の右辺４ｅと、右辺４ｅと対向し右側の左辺４ｆとを有する。

制御部４１は、いわゆるＧＤＣ（Graphics Display Controller）であり、相対的に高熱を発する発熱体である。制御部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有し、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４１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等を、各種センサ等を介して取得する。制御部４１は、取得した情報に基づき、表示ユニット６に情報を表示させる。

回路基板４は、複数のコネクタを背面４ｂに有する。コネクタは、外ケース５を貫通して露出し、車両から延びるケーブル（図示せず）と接続する。図３乃至６に示すように、回路基板４は、ネジ７１が背面４ｂから挿通するネジ孔４２ａと、ネジ孔４２ｂと、を有する。ネジ７１は、表示ユニット６のボス部６２に挿入される。回路基板４は、中ケース３の位置決めピン３７ａ，３７ｂの嵌合する位置決め孔４３ａと、位置決め孔４３ｂと、を有する。回路基板４は、ネジ（固定具）７２が挿通するネジ孔４４ａ、ネジ孔４４ｂと、を有する。

回路基板４は、見返し２のＷＡ意匠部２３を照明する光源４５を有する。光源４５は、ＬＥＤからなる。光源４５は、表示ユニット６の左右にそれぞれ３個ずつ配置される。光源４５は、回路基板４の右辺４ｅと左辺４ｆの近くに、右辺４ｅと左辺４ｆに沿って列状に配置される。

中ケース３は、白色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン樹脂）からなる。中ケース３は、図４乃至７に示すように、表示ユニット６を内部空間に収容し、これらを外的衝撃や塵埃等から保護する。中ケース３は、表示画面６１を露出させる略四角形の開口３１を前方に有する。中ケース３は、光源４５を収容する筒状の照明室３２を有する。

中ケース３は、表示ユニット６のボス部６２が挿通するボス孔３３を有する。中ケース３は、ネジ孔４４ｂの位置に、見返し２のボス部２４が挿通するボス孔３４を有する。中ケース３は、ネジ孔４４ａの位置に、円柱状に突出し前面４ａに突き当たり、ネジ７２が挿入されるボス部３５を有する。中ケース３は、円柱状に突出し外ケース５の基面５１に突き当たり、ネジ７２が挿入されるボス部３６を有する。中ケース３は、前面４ａに当接しつつ位置決め孔４３ａ，４３ｂをそれぞれ挿通し、外ケース５の位置決め部５６ａ，５６ｂにそれぞれ嵌合する円柱状の位置決めピン３７ａと、位置決めピン３７ｂと、を有する。

見返し２は、黒色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン樹脂）からなる。見返し２は、図４乃至７に示すように、外ケース５に前方からフック等を介して取り付けられ、内部に中ケース３と回路基板４を収容する。見返し２は、見返し本体２１と、見返しプレート２２と、を有する。見返し本体２１は、中ケース３，回路基板４，外ケース５の前方を覆う。見返し本体２１は、表示画面６１に対して下方に向って徐々に離れる方向に傾斜する開口面を有する開口２１ａを有する。

見返しプレート２２は、黒色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン樹脂）からなる。見返しプレート２２は、図４乃至７に示すように、見返し本体２１と別体に形成され、見返し本体２１と中ケース３の間に配置される。中ケース３は、見返しプレート２２を介して見返し本体２１により回路基板４に押し付けられる。見返しプレート２２は、中ケース３の内部の不要な領域を覆い、表示ユニット６の表示画面６１を矩形に区画する。見返しプレート２２は、警告灯等の形のＷＡ意匠部２３を有する。

見返し２は、ネジ孔４４ａの位置に、前面４ａに突き当たり、ネジ７２が挿入されるボス部２４を有する。見返し２は、円柱状に突出し外ケース５の基面５１に突き当たり、ネジ７２が挿入されるボス部２５を有する。

レンズ１は、透光性を有する無機ガラスや樹脂（例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））からなる。レンズ１は、見返し本体２１の開口２１ａを前方から覆い、内部を塵埃等から保護する。

外ケース５は、黒色等の樹脂（例えばポリプロピレン樹脂）からなり、前方が開口した箱状に形成される。外ケース５は、図４乃至７に示すように、回路基板４と対向する基面５１と、基面５１の外周から中ケース３及び回路基板４の外周を覆うように前方に立ち上がった側壁５２と、を有する。

側壁５２の上辺４ｃ側の側壁５２ａは、左右方向の中央の位置に配置され、外側にフランジ状で突出する取り付けステー（第１の取り付け部）５３を有する。側壁５２の下辺４ｄ側の側壁５２ｂの左右方向の両端の位置に配置され、外側にフランジ状で突出する取り付けステー（第２の取り付け部）５４を有する。これら３つの取り付けステー５３，５４は、略三角形に配置され、それぞれに実車に取り付ける孔である取り付け孔５３ａ，５４ａを有する。表示装置１００は、取り付け孔５３ａ，５４ａにネジが挿入され、ネジが車両のインストルメントパネルに固定されることで車両に固定される。ここで、取り付け孔５３ａと取り付け孔５４ａとを直線状に結ぶ２本のラインをライン（２本の結合線）Ｌとする。

外ケース５は、ネジ７２が背後から挿通するネジ孔５５ａと、ネジ孔５５ｂと、ネジ孔５５ｃと、ネジ孔５５ｄと、を有する。ネジ孔５５ａとネジ孔５５ｂの位置では基面５１は、凹状に形成され回路基板４の背面４ｂに当接する。ネジ孔５５ｃの位置では基面５１は、見返し２のボス部２５に当接する。ネジ孔５５ｄの位置では基面５１は、中ケース３のボス部３６に当接する。外ケース５は、回路基板４の背面４ｂに当接しつつ位置決めピン３７ａ，３７ｂとそれぞれ嵌合する位置決め部５６ａ，５６ｂを有する。

表示装置１００は、第１の固定部２０１と、第２の固定部２０２と、第３の固定部２０３と、第４の固定部２０４と、第５の固定部２０５と、第６の固定部２０６と、第７の固定部２０７と、第８の固定部２０８と、を有する。

図２乃至７に示すように、第１の固定部２０１は、ネジ孔４４ａの位置であり、回路基板４が中ケース３と外ケース５とにより挟持されて、これらがネジ７２で螺合される。第３の固定部２０３は、ネジ孔４４ｂの位置であり、回路基板４が見返し２と外ケース５とにより挟持されて、これらがネジ７２で螺合される。このようにして、回路基板４の上辺４ｃ側は、外ケース５に強固に固定される。

第２の固定部２０２は、位置決め孔４３ａの位置であり、回路基板４が中ケース３と外ケース５とにより挟持されて、中ケース３に回路基板４と外ケース５が位置決めされる。第４の固定部２０４は、位置決め孔４３ｂの位置であり、回路基板４が中ケース３と外ケース５とにより挟持されて、中ケース３に回路基板４と外ケース５が位置決めピン３７ｂで位置決めされる。このようにして、回路基板４と中ケース３は、外ケース５に軽く固定され、同時に位置決めされる。

第５の固定部２０５は、ボス部２５の位置であり、見返し２と外ケース５がネジ７２で螺合される。第６の固定部２０６は、ボス部３６の位置であり、中ケース３と外ケース５がネジ７２で螺合される。このようにして、見返し２と中ケース３は、外ケース５に強固に固定される。

第７の固定部２０７は、ネジ孔４２ａの位置であり、表示ユニット６と回路基板４がネジ７１で螺合される。第８の固定部２０８は、ネジ孔４２ｂの位置であり、表示ユニット６と回路基板４がネジ７１で螺合される。このようにして、表示ユニット６は、回路基板４に強固に固定される。

第１の固定部２０１は、回路基板４の中心よりも上辺４ｃ側に位置し、取り付けステー５３を基準に左右方向の対称位置に１個ずつ計２個配置される。第１の固定部２０１は、左右方向において位置決め孔４３ｂよりも内側に配置される。第２の固定部２０２は、２個の取り付けステー５４の中間に配置される。第２の固定部２０２は、回路基板４の中心よりも下辺４ｄ側に、左右方向の中心位置に１個配置される。

第３の固定部２０３は、回路基板４の中心よりも上辺４ｃ側に位置し、取り付けステー５３を基準に左右方向の対称位置に１個ずつ計２個配置される。第３の固定部２０３は、左右方向において第１の固定部２０１よりも外側であって、回路基板４の上辺４ｃ側の角に配置される。第４の固定部２０４は、回路基板４の中心よりも上辺４ｃ側に位置し、取り付けステー５３を基準に左右方向の対称位置に１個ずつ計２個配置される。第４の固定部２０４は、左右方向において第１の固定部２０１と第３の固定部２０３の間に配置される。

第５の固定部２０５は、外ケース５の上下方向において、第３の固定部２０３と対向する位置に配置される。第６の固定部２０６は、下辺４ｄ及び第２の固定部２０２よりも外側、且つ、左右方向の略中心位置に１個配置される。第７の固定部２０７は、回路基板４の中心よりも上辺４ｃ側に位置し、取り付けステー５３を基準に左右方向の対称位置に１個ずつ計２個配置される。第８の固定部２０８は、回路基板４の中心よりも下辺４ｄ側に、取り付けステー５３を基準に左右方向の対称位置に１個ずつ計２個配置される。

第２の固定部２０２と第６の固定部２０６は、２本のラインＬの内側に配置される。第１の固定部２０１と第３の固定部２０３と第４の固定部２０４と第５の固定部２０５と第７の固定部２０７と第８の固定部２０８は、２本のラインＬの外側に配置される。

車両の振動などにより、インストルメントパネルが振動すると、上下の取り付けステー５３，５４を介してインストルメントパネルに固定される外ケース５に捩じれが生じる。例えば、回路基板４の全体が外ケース５に強固に固定されていると、回路基板４は外ケース５と同様に捩じられる。すると、表示ユニット６の全体もまた外ケース５に強固に固定されているので、表示ユニット６は回路基板４と同様に捩じられる。その結果、表示パネルには白化等の表示異常が生じる虞がある。

本開示では、回路基板４を外ケース５で受ける箇所は、上辺４ｃ側の第１の固定部２０１，第３の固定部２０３，第４の固定部２０４の３か所と、下辺４ｄ側の第２の固定部２０２の１か所である。そして、第１の固定部２０１，第３の固定部２０３は回路基板４を強固に固定するが、第２の固定部２０２はネジ７２等を使用せず回路基板４を強固に固定しないので、外ケース５の捩じれが回路基板４に伝わり難い。

また、回路基板４を強固に固定する第１の固定部２０１と第３の固定部２０３は、取り付けステー５３，５４により捩じられるラインＬの位置を避けたラインＬの外側に配置し、回路基板４を軽く固定する第２の固定部２０２は、ラインＬの内側に配置したので、外ケース５の捩じれが回路基板４に伝わり難い。

また、表示ユニット６と回路基板４を固定する第７の固定部２０７と第８の固定部２０８は、ラインＬの外側に配置しラインＬの内側には設けないので、回路基板４の捩じれが表示ユニット６に伝わり難い。

また、取り付けステー５３は、第１の固定部２０１から離れた位置に配置され、取り付けステー５４は、第２の固定部２０２から離れた位置に配置されるので、外ケース５の捩じれが回路基板４に伝わり難い。このように形成され、外ケース５の捩じれが表示ユニット６に伝わり難く、表示パネルの取り付け歪みを低減することができる。

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共に、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。

１レンズ
２見返し（見返し部材）
２１見返し本体
２１ａ開口
２２見返しプレート
２３ＷＡ意匠部
２４ボス部
２５ボス部
３中ケース（第１のケース部材）
３１開口
３２照明室
３３ボス孔
３４ボス孔
３５ボス部
３６ボス部
３７ａ位置決めピン
３７ｂ位置決めピン
４回路基板
４ａ前面
４ｂ背面
４ｃ上辺（一辺）
４ｄ下辺（対向辺）
４ｅ右辺
４ｆ左辺
４２ａネジ孔
４２ｂネジ孔
４３ａ位置決め孔
４３ｂ位置決め孔
４４ａネジ孔
４４ｂネジ孔
４５光源
５外ケース（第２のケース部材）
５１基面
５２側壁
５３取り付けステー（第１の取り付け部）
５３ａ取り付け孔
５４取り付けステー（第２の取り付け部）
５４ａ取り付け孔
５５ａネジ孔
５５ｂネジ孔
５５ｃネジ孔
５５ｄネジ孔
５６ａ位置決め部
５６ｂ位置決め部
６表示ユニット（表示部）
６１表示画面
６２ボス部
７１ネジ
７２ネジ
１００表示装置
２０１第１の固定部
２０２第２の固定部
２０３第３の固定部
２０４第４の固定部
２０５第５の固定部
２０６第６の固定部
２０７第７の固定部
２０８第８の固定部
Ｌライン

Claims

前方に表示画面を有する表示部と、
前記表示部の後方に配置され、前記表示部を固定する回路基板と、
前記回路基板の前方に配置され、前記表示部を収容する第１のケース部材と、
前記回路基板の後方に配置される第２のケース部材と、を備える表示装置において、
前記回路基板は前記第１のケース部材と前記第２のケース部材とにより挟持される孔の位置である第１の固定部と第２の固定部を有し、
前記第１の固定部は前記回路基板の一辺側に複数配置され、前記第２の固定部は前記一辺側と対向する対向辺側に少なくとも１つ配置され、
前記第１のケース部材又は前記第２のケース部材は、前記表示装置を取り付けるための第１の取り付け部と第２の取り付け部を有し、
前記第１の取り付け部は前記一辺側又は前記対向辺側に少なくとも１つ配置され、
前記第２の取り付け部は前記第１の取り付け部の有さない前記一辺側又は前記対向辺側に複数配置され、
前記第１の固定部は前記第１の取り付け部と前記第２の取り付け部とを結ぶ少なくとも２本の結合線の外側に配置されることを特徴とする表示装置。
前記回路基板は前記一辺側及び前記対向辺側以外は前記第１のケース部材と前記第２のケース部材とにより挟持されないことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の固定部は固定具が挿通して固定され、前記第２の固定部は前記固定具を使用せず前記第１のケース部材又は前記第２のケース部材と前記回路基板との位置決め部であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第２の固定部は前記２本の結合線の内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記回路基板は前記２本の結合線の外側で前記表示部を固定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前方に表示画面を有する表示部と、
前記表示部の後方に配置され、前記表示部を固定する回路基板と、
前記回路基板の前方に配置され、前記表示部を収容する第１のケース部材と、
前記回路基板の後方に配置される第２のケース部材と、
前記第１のケース部材の前方を覆う見返し部材と、を備え、
前記回路基板は前記第１のケース部材と前記第２のケース部材とにより挟持される孔の位置である第１の固定部と第２の固定部と、前記見返し部材と前記第２のケース部材とにより挟持される孔の位置である第３の固定部と、を有し、
前記第１の固定部は前記回路基板の一辺側に複数配置され、前記第２の固定部は前記一辺側と対向する対向辺側に少なくとも１つ配置され、前記第３の固定部は前記一辺側のみに配置されることを特徴とする表示装置。