JPH0343095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は車両フロントガラス部に設けられた透
明薄膜層からなる表示部が、必要時に着色または
発光することにより、各種情報を表示する車両用
表示装置に関するものである。

（従来の技術、および発明が解決しようとする問
題点） 車両、例えば自動車の運転席前部には速度計、
回転計あるいは警告表示灯などが装着されたイン
ストルメントパネルが設けられている。

ところが、このインストルメントパネルの位置
は通常走行時の視線よりかなり下方にあるため、
同パネルに表示された情報を確認するためにはそ
のつど、視線を落さなければならなかつた。

本発明の目的はこのような煩わしさをなくし、
通常走行時の視線をほとんど移動させることな
く、各種の情報を確認することのできる車両用表
示装置を提供することにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明においては車
両フロントガラス１面にエレクトロクロミツク素
子２とエレクトロルミネツセンス素子３との透明
薄膜層からなる表示部４を設け、同表示部４に対
して電圧を印加することにより、その光透過率を
変換する光透過率変換機構を備えたことを特徴と
する車両用表示装置を構成した。

（作用） エレクトロクロミツク素子（以下、ECDとい
う。）は外部から電圧を印加したとき、その素子
中に酸化・還元反応が誘起され、色や光透過率が
可逆的に変化する素子である。

その基本構成は一対の電極間に各種のエレクト
ロクロミツク物質を薄膜積層したものであるが、
とりわけ各薄膜層をすべて固体物質により構成し
た、いわゆる固体型ECDが信頼性やコストの点
で優れている。

また、エレクトロルミネツセンス素子（以下、
ELDという。）は外部から電圧を印加したとき、
その素子中の発光物質が特定の色で発光する素子
である。

その基本構成は一対の電極間に絶縁層および発
光層を薄膜積層したものである。

これらの薄膜素子はいずれも電圧を印加しない
状態では、透明もしくはほとんど透明である。

そこで、このECDとELDとを重ね合わせた透
明薄膜層を構成し、この透明薄膜層の電極に数
字、文字、図形などのパターンを形成するととも
に、これを車両のフロントガラス面の一部に接合
すれば、電圧印加によるECDの着色またはELD
の発光を利用して各種情報を画像表示することが
できる。

（実施例） 以下、本発明を具体化した実施例を図面に従つ
て説明する。

まず、第３図に本発明で用いられるECDの構
成を示す。

固体型ECDには各種のタイプがあるが、図示
したような一対の電極１０，１４の間に酸化発色
層１１、還元発色層１３およびこの両発色層１
１，１３に挟まれたイオン供与体層１２を積層し
たタイプが有利である。

このタイプのECD２は発色層が１つだけのも
の比べ、酸化・還元反応が両発色層１１，１３の
間で相補的に起こるため、副反応によるガス発生
を伴わず、長期間の安定動作が可能である。

また、図示したように、このECD２は通常、
ガラスなどの透明板を基板６としてその上に積層
される。

透明電極１０，１４には通常、ITO（５重量％
のSnO₂を含むIn₂O₃）が用いられる。

また、酸化発色層１１にはCr₂O₃、IrO、
NiO_x、RhOなどが、イオン供与体層１２には
Ta₂O₅、ZrO₂、SiO₂、CaF₂、MgF₂、Y₂O₃、Na
−β−アルミナ、Li₃N（Li⁺）などが、さらに還
元発色層１３にはWO₃、MoO₃、TiO₂などが用
いられる。

これらのECD２は真空装置内で蒸着法、スパ
ツタリング法あるいはイオンプレーテイング法な
ど各種の方法を用いて製造可能であるが、良好な
導電性の電極層やイオン供与能の高いイオン供与
体層を速やかに製造しうるイオンプレーテイング
法を用いるのがよい。

以下、このイオンプレーテイング法による固体
型ECD２の製造方法を図に従つて説明する。

第６図はイオンプレーテイング装置の概略図で
ある。

装置２０内の底部中央に置かれたるつぼ２１内
には、ECD２を構成する各種遷移金属酸化物な
どのタブレツト２２ａ，２２ｂなどが配置されて
いる。

装置２０内部は真空度10^-5Torr程度まで排気
され、微量のアルゴンガス、あるいは酸素ガスな
どが封入された雰囲気となつている。

装置２０内のエレクトロンビーム銃（EBガン）
２３からの放電により高温加熱されたタブレツト
２２ａ，２２ｂなど、は蒸気・気化し、さらに高
周波コイル２４からのグロー放電によりイオン化
され、基板ホルダー２６に固定された基板２５に
衝突して薄膜が形成される。

このとき、基板２５はヒーター２７により所定
の温度に保たれている。

この衝突エネルギーの大きいことがイオンプレ
ーテイング法の特徴であり、真空蒸着法やスパツ
タリング法に比べ付着強度の大きい薄膜層を形成
できるという利点がある。

次に、このイオンプレーテイング装置２０によ
る素子の製造例を製造手順に従つて説明する。

１ 基板洗浄 基板２５の材料として100×100×1.1mmのソー
ダ石灰ガラス板を中性洗剤溶液中で超音波洗浄し
た後、蒸留水ですすぎ、清浄雰囲気中で風乾し
た。

このガラス基板２５を基板ホルダー２６に固定
し、装置２０内の所定の位置にセツトした。

２ 下部電極処理 装置２０内を真空度が10^-5Torrになるまで排
気し、酸素ガスおよびアルゴンガスを封入して真
空度を５×10^-4Torrにした。

次いで、前記ガラス基板２５の温度を200℃に
保ち、高周波イオンプレーテイング法、すなわち
高周波コイル２４により装置２０内に放電雰囲気
を形成し、EBガン２３の放電加熱により蒸発・
気化したITOをイオン化し、同基板２５上に透明
のITO薄膜を形成した。

この薄膜の膜厚は2000Åであつた。

３ 酸化発色層処理 ３−１ 金属Niを用いた場合 基板２５の温度は300℃に、また装置２０内を
酸素ガス10^-3Torrの雰囲気にしてイオンプレー
テイング法により、前記ITO薄膜の上にNiの薄
膜（6000Å）を形成した。

３−２ NiO_xを用いた場合 基板２５の温度を200℃に保ち、装置２０内を
アルゴンガス10^-3Torrの雰囲気にしてEBガン２
３のみにより、前記ITO薄膜の上にNiO_xの薄膜
（6000Å）を形成した。

４イオン供与体層処理 基板２５の温度は300℃に、また装置２０内を
酸素ガスとアルゴンガスとにより５×10^-4Torr
の雰囲気にしてイオンプレーテイング法により、
Ta₂O₅の薄膜（5000Å）を形成した。

５ 還元発色層処理 基板２５の温度は200℃に、また装置２０内を
窒素ガス、またはアルゴンガスにより10^-3Torr
の雰囲気にしてEBガン２３のみによつて、WO₃
の薄膜（6000Å）を形成した。

６ 上部電極処理 前記１の下部電極処理と同様の手順でイオンプ
レーテイング法により、膜厚2000ÅのITO薄膜を
形成した。

次に、この基板２５を装置２０から取り出し、
上、下電極１０，１４にリード線を設けてECD
２とした。

第７図に、このECD２に直流電圧を印加した
ときの光透過率変化の様子を示す。

なお、このイオンプレーテイング法による製造
方法は上記構成の素子に限定されるものではな
く、前記例示の各種物質を用いて構成される素子
の製造にも利用可能である。

また、前記両発色層１１，１３には互換性があ
り、相互の位置を置き換えても効果に変わりはな
い。

次に、第４図に本発明で用いるELD３の構成
の一実施例を示す。

ELDにも各種のタイプがあるが、図示したよ
うなガラス基板６上にITOからなる一対の電極１
５，１９を設け、その間にTa₂O₅の二重絶縁層１
６，１８および微量のMnを含むZnSの発光層１
７を積層したタイプが有利である。

本実施例では、高周波スパツタリング装置内で
高周波スパツタリング法とEBガンによる蒸着法
とを適宜組合わせて上記各薄膜層を積層したもの
を用いた。

このELDの両電極１５，１９間に高周波交流
電圧を印加すると、発光層１７が黄橙色（発光ピ
ーク波長：5850Å）の発光を示す。

第１図に上記ECD２とELD３とを組合わせて
構成した表示装置の表示部４の一実施例を示す。

この表示部４を製造するにはフロントガラス１
を基板として前記構成のELD３を高周波スパツ
タリング装置内で形成し、次にこれをイオンプレ
ーテイング装置に移してこの上に前記構成の
ECDを形成すればよい。

このとき、ELD３の上部電極はECD２の下部
電極と供用されている。

また、５はガラス、プラスチツクなどからなる
保護カバーである。

この表示部４の各電極は図示しない駆動電源部
に接続され、電極間に高周波交流電圧を印加すれ
ばELDが作動し、直流電圧を印加すればECDが
作動するような回路構成となつている。

また、電極１５には数字、文字、図形などのパ
ターンが形成され、電圧印加によるECDの着色
またはELDの発光を利用して速度、エンジン回
転数などの各種情報を表示することができる。

なお、この表示部４はELD３とECD２との配
置を置き換えて構成してもよいし、耐熱性プラス
チツクなどの薄膜にこれらの素子を形成し、これ
をフロントガラス１に貼り付けてもよい。

さらにまた、フロントガラス１を二枚の合わせ
ガラスとし、この間に表示部４を設けてもよい。

この表示部４が設けられたフロントガラス１の
状態を第２図に、また表示部４の作動状態を第５
図に示す。

この表示部４は図示したように、フロントガラ
ス１の下部に設けられているため、運転者がこれ
を視認する際にはほとんど視線を移動させる必要
がない。

また、表示された数字、文字など以外の部分は
透明であるため、運転者が前方の視界を妨げられ
ることもない。

そこで昼間はECD２の着色を利用し、夜間は
ELD３の発光を利用すれば、各種情報が鮮明な
画像で表示される。

さらに、駆動回路中に各素子への印加電圧を任
意に調節しうる変圧機構を設ければ、車外の明る
さに応じた画像輝度を選定することができ、便利
である。

発明の効果 以上詳述したように、この表示装置にあつて
は、運転者が視線を移動させることなく各種情報
を確認することができ、しかも運転者の視界を妨
げることがなく、簡単な機構で構成でき、光学系
を組む必要がないためコンパクト化、軽量化、低
電力化が図れる。

更に、日中の明るいときはエレクトロクロミツ
ク素子（ECD）の着色により、夜間暗くなつた
ときはエレクトロルミネツセンス素子（ELD）
を発光させることによりどのような条件下でも確
実に数字、文字等の各種情報を画像表示すること
ができる等優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は表示装置の表示部の一実施例を示す断
面図、第２図はフロントガラスに取付けられた表
示部を示す斜視図、第３，４図はそれぞれECD、
ELDの構成を示す断面図、第５図は作動状態に
ある表示部の正面図、第６図はイオンプレーテイ
ング装置の概略図、また第７図はECDの光透過
率を示すグラフ図である。 １……フロントガラス、２……エレクトロクロ
ミツク素子、３……エレクトロルミネツセンス素
子、４……表示部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両フロントガラス１面にエレクトロクロミ
   ツク素子２とエレクトロルミネツセンス素子３と
   の透明薄膜層からなる表示部４を設け、同表示部
   ４に対し電圧を印加することによりその光透過率
   を変換する光透過率変換機構を備えたことを特徴
   とする車両用表示装置。 ２ エレクトロクロミツク素子２は酸化発色層１
   １、イオン供与体層１２および還元発色層１３が
   一対の電極１０，１４間に積層されたものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車
   両用表示装置。 ３ エレクトロクロミツク素子２の少なくとも一
   対の電極１０，１４とイオン供与体層１２とはイ
   オンプレーテイング法により形成されたものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   車両用表示装置。 ４ エレクトロルミネツセンス素子３は二重絶縁
   層１６，１８および発光層１７が一対の電極１
   ５，１９間に積層されたものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の車両用表示装
   置。