JPS61193925A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
ければならなかった。

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ック素子２とエレクト
ロルミネッセンス素子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） エレクトロクロミック素子（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
ッ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Ｅ
ＣＤが信頼性やコストの点で優れている。

また、エレクトロルミネッセンス素子（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ｉｓ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ＥＣ
Ｄ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って説明す
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１Ｏ１１４の間に酸化発色層１１、還元発
色層１３およびこの両売色層１１．１３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０ＥＣＤ２は発色層が１つだけのもの比べ、
酸化・還元反応が両売色層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としてそあ上に積層される。

透明電極１０．１４には通常、ＩＴＯ（５重量％のＳｎ
Ｏ，を含むＩ　ｎｔｏｘ）が用いられる。

また、酸化発色層１１にはＣｒｚ０３、Ｉｒ０１ＮＩＱ
、、Ｒｈｏなどが、イオン供与体層１２にはＴａ、１０
．　　Ｚ　ｒ　ｏｔ、　　Ｓ　１０．、Ｃａ　Ｆ、、Ｍ
　ｇ　Ｆ２、ＹｔＯｓ、ｐＪａ−β−アルミナ、Ｌ　ｉ
、Ｎ　（Ｌ　ｉ　）　すｊ！：ｆＪ＜、さらに還元発色
層１３にはｗｏ、、Ｍ　ｏ　Ｏ，、Ｔ　ｉ　０２などが
用いられる。

これらのＥＣＤ２は真空装置内で蒸着法、スパッタリン
グ法あるいはイオンプレーティ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ろるイ
オンプレーティング法を用いるのがよい。

以下、このイオンプレーティング法による固体型ＥＣＤ
２の製造方法を図に従って説明する。

第６図はイオンプレーティ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、Ｅ
ＣＤ２を構成する各種遷移金属酸化物などのタブレット
２２ａ、２２ｂなどが配置されている。

装置２０内部は真空度１０Ｔｏ　ｒ　ｒ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
された雰囲気となっている。

装置２０内のエレクトロンビーム［（ＥＢガン）２３か
らの放電により高温加熱されたタブレット２２ａ、２２
ｂなど、は蒸発・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ィン
グ法の特徴であり、真空蒸着法やスパッタリング法に比
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ィング装置２０による素子の
製造例を製造手順に従って説明する。

１、基板洗浄 基板２５の材料として１００Ｘ１００Ｘ１．１鶴のソー
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ットした。

２、下部電極処理 装置２０内を真空度が１０Ｔｏ　ｒ　ｒ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
Ｘ１０Ｔｏｒｒ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ィング法、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２０００人であった。

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１０Ｔｏ　ｒ　ｒの雰囲気にしてイオンプレーティ
ング法により、前記ＩＴＯｍ膜の上にＮｌの薄膜（６０
００人）を形成した。

３−２．Ｎ１へを用いた場合 基板２５の温度を２００℃に保ち、装置２０内をアルゴ
ンガス１０　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒの雰囲気にしてＥＢガン２
３のみにより、前記！Ｔｏｉ膜の上にＮｉＯｘの薄膜（
６０００人）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　Ｘ　１０Ｔ。

ｒｒの雰囲気にしてイオンプレーティング法により、Ｔ
ａ、への薄膜（５０００人）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ｌ　ＯＴ。

ｒｒの雰囲気にしてＥＢガン２３のみによって、ＷＯ，
（７１）ｆ！膜（６０００人）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ィ
ング法により、膜厚２０００人の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ＥＣＤ２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ィ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（、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、前記両光色層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１５．１９を設
け、その間にＴ　ａｚｏ＠の二重絶縁層１６．１８およ
び微量のＭｎを含むＺｎＳの発光層１７を積層したタイ
プが有利である。

本実施例では、高周波スパッタリング装置内で高周波ス
パッタリング法と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ちのを用いた。

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：　５
８５０人）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ｌを基板と
して前記構成のＥＬＤ３を高周波スパッタリング装置内
で形成し、次にこれをイオンプレーティング装置に移し
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、プラスチッ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
構成となっている。

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、耐熱性プラスチックなどの
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ｌ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ｌ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、この表示装置は簡単な構成からな
り、運転者が視線を移動させることなく各種の情報を確
認することができ、しかも運転者の視界を妨げることが
ない、という優れた効果を備えた発明である。

【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ィング装置の概略図、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・・・エレクトロクロミッ
ク素子、３・・・エレクトロルミネッセンス素子、４・
・・表示部。 特許出願人　　　　　　　豊田合成株式会社代理人　　
　　　弁理士　　　　　恩田博宣第７図 Ｃ皮灸（ｎｍ）

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ッ
   ク素子（２）とエレクトロルミネッセンス素子（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、エレクトロクロミック素子（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、エレクトロクロミック素子（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
   オンプレーティ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、エレクトロルミネッセンス素子（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。