TWI680057B - 車用顯示裝置 - Google Patents

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TWI680057B
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Kyohei HASHIMOTO
井上淳
Atsushi Inoue
井上泰宏
Yasuhiro Inoue
加藤保真
Yasumasa Kato
深澤寧司
Yasuji Fukasawa
小林裕介
Yusuke Kobayashi
小西正哲
Masaaki Konishi
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Abstract

本發明係關於一種配置於車輛之內裝構件之車用顯示裝置。本發明之車用顯示裝置具備顯示面板、覆蓋上述顯示面板之覆蓋玻璃、收納上述顯示面板之殼體、及將上述殼體進行位置保持之保持部，上述覆蓋玻璃係板厚為0.5~2.5mm、壓縮應力層之厚度為10μm以上、壓縮應力層之表面壓縮應力為650MPa以上之強化玻璃，且將上述覆蓋玻璃之板厚(單位：mm)設為x，將上述保持部之能量吸收率(單位：%)設為y時，滿足下式(1)，從而覆蓋玻璃之耐衝擊性優異。
y≧-37.1×1n(x)+53.7‧‧‧(1)

Description

車用顯示裝置
本發明係關於一種車用顯示裝置。
自先前以來，為了保護具有液晶面板等之顯示裝置之顯示面板，使用了覆蓋顯示面板之顯示面(顯示區域)之透明之保護構件。作為如此用以保護顯示裝置之保護構件，例如於專利文獻1中記載有於表面形成有黏著層之附黏著層透明面材。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2011/148990號
於汽車等車輛，搭載有汽車導航裝置等車用顯示裝置。
作為車用顯示裝置之類型，例如，可列舉豎立設置於儀錶板之外部之直立型、嵌入至儀錶板之嵌入型等。
於此種車用顯示裝置中，就顯示面板保護之觀點而言，亦使用了膜等透明之保護構件，但近年來，就質感之觀點而言，期望使用玻璃之保護構件(覆蓋玻璃)而非膜。進而，玻璃之中，夾層玻璃因易於變厚而易產生設計上之問題，又，成本亦較高，因此要求使用強化玻璃。
對於車用顯示裝置用覆蓋玻璃，就安全性之觀點而言，要求當 發生車輛之碰撞事故時即便被乘坐者之頭部等撞到亦不會破碎之程度的優異之耐衝擊性。由於因碰撞事故所產生之衝擊相較於例如於液晶電視等固定型顯示裝置中所假定之衝擊相比，能量明顯更大，故而對覆蓋玻璃要求較高之耐衝擊性。
本發明係鑒於以上之方面而完成者，目的在於提供一種覆蓋玻璃之耐衝擊性優異之車用顯示裝置。
本發明者等人為了達成上述目的而進行潛心研究，結果發現，於作為特定之強化玻璃之覆蓋玻璃之板厚與保持殼體之位置之保持部之能量吸收率滿足特定之條件之情形時，覆蓋玻璃之耐衝擊性優異，從而完成了本發明。
即，本發明之一態樣之車用顯示裝置係配置於車輛之內裝構件者，且具備：顯示面板；覆蓋玻璃，其覆蓋上述顯示面板；殼體，其收納上述顯示面板；及保持部，其將上述殼體進行位置保持；上述覆蓋玻璃係板厚為0.5~2.5mm、壓縮應力層之厚度為10μm以上、壓縮應力層之表面壓縮應力為650MPa以上之強化玻璃；且將上述覆蓋玻璃之板厚(單位：mm)設為x，並將上述保持部之能量吸收率(單位：%)設為y時，滿足下式(1)。
y≧-37.1×1n(x)+53.7‧‧‧(1)
根據本發明，可提供一種覆蓋玻璃之耐衝擊性優異之車用顯示裝置。
10‧‧‧附黏著層之覆蓋玻璃
12‧‧‧覆蓋玻璃
12a‧‧‧配置區域
12b‧‧‧周緣部
12c‧‧‧覆蓋玻璃之第1主面
12d‧‧‧覆蓋玻璃之第2主面
14‧‧‧黏著層
14a‧‧‧黏著層之第1主面
14b‧‧‧黏著層之側面
16‧‧‧保護膜
16a‧‧‧保護膜之第1主面
20‧‧‧遮光部
100‧‧‧車用顯示裝置
100b‧‧‧車用顯示裝置之變化例
102‧‧‧背光單元
102a‧‧‧板狀體
102b‧‧‧凹狀體
104‧‧‧液晶面板(顯示面板)
104a‧‧‧顯示面
106‧‧‧殼體
106a‧‧‧殼體之端面
107‧‧‧殼體底板
108‧‧‧開口部
109‧‧‧殼體框架
110‧‧‧殼體端框架
111‧‧‧殼體突出部
115‧‧‧雙面膠帶
200‧‧‧試樣
200b‧‧‧試樣之變化例
207‧‧‧雙面膠帶
208‧‧‧L字構件
215‧‧‧支持板
301‧‧‧固定部(保持部)
301b‧‧‧固定部之變化例
311‧‧‧螺栓
321‧‧‧緩衝材(衝擊吸收部、保持部)
401‧‧‧內裝構件
402‧‧‧內裝構件之防護罩
411‧‧‧凹部
411a‧‧‧凹部之底面
P‧‧‧碰撞位置
R‧‧‧圓角部
圖1係表示附黏著層之覆蓋玻璃之模式性剖視圖。
圖2係表示車用顯示裝置之模式性剖視圖。
圖3係表示車用顯示裝置之變化例之模式性剖視圖。
圖4係表示試樣之立體圖。
圖5係圖4之A-A線剖視圖。
圖6係表示試樣之俯視圖。
圖7係表示固定部之變化例之立體圖。
圖8係表示試樣之變化例之俯視圖。
圖9係表示模擬之結果之一例之曲線圖。
圖10係表示拉伸試驗之試片之俯視圖。
圖11係表示應變能密度U之圖。
圖12係對耐衝擊性之評價結果進行繪圖而成之曲線圖。
以下，參照圖式對本發明之一實施形態進行說明，但本發明並不限定於以下之實施形態，可在不脫離本發明之範圍之情況下，對以下之實施形態加以各種變化及置換。
以下，首先對本實施形態之車用顯示裝置中所使用之附黏著層之覆蓋玻璃進行說明後，對本實施形態之車用顯示裝置進行說明。
再者，本實施形態中，作為製造車用顯示裝置之方法，示出製造附黏著層之覆蓋玻璃並將其貼合於顯示面板之形態作為一例，但車用顯示裝置之製造方法並不限定於此。例如，亦可經由OCA(Optically Clear Adhesive，光學透明膠)膜等將覆蓋玻璃與顯示面板貼合。
[附黏著層之覆蓋玻璃]
圖1係表示附黏著層之覆蓋玻璃之模式性剖視圖。圖1所示之附黏著層之覆蓋玻璃10具有透明之覆蓋玻璃12、黏著層14、保護膜16、及遮光部20。
於覆蓋玻璃12之第1主面12c上設置有黏著層14。將覆蓋玻璃12中設置黏著層14之區域稱為配置區域12a。
覆蓋玻璃12及黏著層14之形狀例如為長方形狀，外形係黏著層14較小。黏著層14係相對於覆蓋玻璃12例如使中心與其一致而配置。於覆蓋玻璃12之第1主面12c中，於配置區域12a之周緣之周緣部12b，以框架狀形成有遮光部20。
遮光部20係將下述顯示面板之配線構件等以自覆蓋玻璃12之第2主面12d側無法視認之方式而掩蔽者。但是，於顯示面板之配線構件等為自觀察顯示面板之側無法視認之構造之情形等時，亦可不設置遮光部20。
於黏著層14之第1主面14a，以可剝離之方式設置有將覆蓋玻璃12之整個面覆蓋之保護膜16。於將附黏著層之覆蓋玻璃10貼合於車用顯示裝置時，將保護膜16剝離。作為保護膜16，並無特別限定，例如使用聚乙烯、聚丙烯等相對較為柔軟之膜。
〔覆蓋玻璃〕
作為覆蓋玻璃12，使用化學強化玻璃、物理強化玻璃等強化玻璃，其中，就強度、設計性、成本等觀點而言，較佳為化學強化玻璃。
再者，作為覆蓋玻璃12之玻璃種類，例如可列舉鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃(SiO2-Al2O3-Na2O系玻璃)等，其中，就強度之觀點而言，較佳為鋁矽酸鹽玻璃。
於作為強化玻璃之覆蓋玻璃12之表面，形成有壓縮應力層。壓縮應力層之厚度為10μm以上，較佳為15μm以上，更佳為25μm以上，進而較佳為30μm以上。
又，作為強化玻璃之覆蓋玻璃12之壓縮應力層之表面壓縮應力為650MPa以上，較佳為750MPa以上。
作為此種覆蓋玻璃12，例如，可較佳地列舉對鋁矽酸鹽玻璃實施強化處理而成之強化玻璃(例如「Dragontrail(註冊商標)」)。
再者，作為構成覆蓋玻璃12之玻璃材料，例如，可列舉以莫耳%表示而含有50~80%之SiO2、1~20%之Al2O3、6~20%之Na2O、0~11%之K2O、0~15%之MgO、0~6%之CaO及0~5%之ZrO2之玻璃材料。
關於對玻璃實施化學強化處理而獲得強化玻璃(化學強化玻璃)之方法，典型而言，可列舉將玻璃浸漬於KNO3熔鹽中而進行離子交換處理後，將其冷卻至室溫附近之方法。KNO3熔鹽之溫度或浸漬時間等處理條件係以表面壓縮應力及壓縮應力層之厚度成為期望值之方式設定即可。
覆蓋玻璃12之板厚為0.5~2.5mm。若板厚未達0.5mm，則有覆蓋玻璃12本身之強度變得不充分而耐衝擊性降低之虞。另一方面，若板厚超過2.5mm，則變得過厚，就設計上之觀點而言，變得不適合車用顯示裝置用途。
覆蓋玻璃之板厚較佳為0.7~2.0mm，更佳為1.3~2.0mm。
覆蓋玻璃12之外形之形狀及大小係對照車用顯示裝置之外形而適當決定。由於車用顯示裝置之外形一般而言為長方形等矩形，故而於該情形時，覆蓋玻璃12之外形為矩形。根據車用顯示裝置之外形，亦可使用覆蓋顯示面板之顯示面之整個面的外形形狀中包含曲線之形狀的覆蓋玻璃12。
再者，作為覆蓋玻璃12之大小之一例，例如於矩形之情形時，可列舉長邊方向：100~800mm、短邊方向：40~300mm。
〔黏著層〕
黏著層14與覆蓋玻璃12同樣為透明，較佳為覆蓋玻璃12與黏著層14之折射率差較小。
作為黏著層14，例如，可列舉包含將液狀之硬化性樹脂組合物硬化而獲得之透明樹脂之層。作為硬化性樹脂組合物，例如可列舉光 硬化性樹脂組合物、熱硬化性樹脂組合物等，其中，較佳為包含硬化性化合物及光聚合起始劑之光硬化性樹脂組合物。作為硬化性樹脂組合物，例如，可較佳地列舉國際公開第2011/148990號中所記載之層狀部形成用光硬化性樹脂組合物。
再者，如上所述，黏著層14亦可為OCA膜(OCA膠帶)。於此情形時，將OCA膜貼台於覆蓋玻璃12上。
此種黏著層14之厚度例如為5~400μm，較佳為50~200μm。又，黏著層14之儲存剪切彈性模數例如為5kPa~5MPa，較佳為1MPa~5MPa。
〔附黏著層之覆蓋玻璃之製造方法〕
對附黏著層之覆蓋玻璃10之製造方法進行說明。以下，對將液狀之樹脂組合物塗佈於覆蓋玻璃12上並將其硬化之情形之形態進行說明。
首先，於覆蓋玻璃12之周緣部12b，以框架狀形成遮光部20。並且，將遮光部20覆蓋於覆蓋玻璃12之第1主面12c整個面，並例如使用模嘴塗佈機、輥式塗佈機等方法塗佈硬化性樹脂組合物，從而形成硬化性樹脂組合物膜(未圖示)。硬化性樹脂組合物膜係如下所述般被切斷而成為黏著層14。
繼而，於硬化性樹脂組合物膜之表面貼附膜材(未圖示)。膜材係如下所述般被切斷而成為保護膜16。將膜材貼附於硬化性樹脂組合物膜之表面後，藉由光硬化處理或熱硬化處理使硬化性樹脂組合物膜硬化，藉此獲得硬化性樹脂組合物膜由膜材保護之積層體。
繼而，於所獲得之積層體中，將成為黏著層14之側面14b之位置設定為切斷線，使用雷射光線，於切斷線處切斷積層體。藉此，獲得於黏著層14之第1主面14a設置有保護膜16之附黏著層之覆蓋玻璃10。
再者，於將預先硬化之黏著層14之膜貼合於覆蓋玻璃12上之情 形時，或於可精度良好地塗佈樹脂組合物之情形時，亦可省略切斷步驟。
又，如上所述，亦可將OCA膜(OCA膠帶)作為黏著層14貼合於覆蓋玻璃12上，於此情形時，亦可省略切斷步驟。
[車用顯示裝置]
接下來，對本實施形態之車用顯示裝置100進行說明。
圖2係表示車用顯示裝置之模式性剖視圖。本實施形態之車用顯示裝置100係所謂嵌入型之車用顯示裝置，且係嵌入至設置於儀錶板等內裝構件401之凹部411而使用。但是，作為車用顯示裝置，並不限定於此，例如，亦可為直立型之車用顯示裝置。
車用顯示裝置100具有收納各部之殼體106。於作為殼體106之底板之殼體底板107上，載置有背光單元102，於背光單元102上，載置有作為顯示面板之液晶面板104。以如此之方式，背光單元102及液晶面板104被收納於殼體106。於殼體106，形成有開口部108，於開口部108側配置有液晶面板104。將液晶面板104中之與開口部108對應之區域作為顯示面104a。
背光單元102及液晶面板104之構成並無特別限定，可使用公知者。又，關於殼體106(包含殼體底板107)之材質等，亦同樣地，並無特別限定。
如圖2所示，於殼體106之開口部108中，自液晶面板104之顯示面104a至殼體106之端面106a存在階差。
附黏著層之覆蓋玻璃10係將保護膜16剝離之後，以填埋殼體106之開口部108之方式，將黏著層14貼合於液晶面板104之顯示面104a。藉此，自車用顯示裝置100之顯示面104a至殼體106之端面106a為止由玻璃12覆蓋。如此，覆蓋玻璃12作為車用顯示裝置100之顯示面104a之保護構件而發揮功能。
車用顯示裝置100之殼體106係收納於內裝構件401之凹部411。
此時，於凹部411之底面411a上，配置有作為具有衝擊吸收性之衝擊吸收部之長方體狀之緩衝材321。即，緩衝材321係配置於殼體106之背面側(與開口部108相反之側)。藉由該緩衝材321，殼體106在凹部411內被定位於特定之高度。作為緩衝材321，可使用市售品，作為其具體例，可列舉KCC商會公司製造之「CF45」。
再者，本實施形態中，作為配置於殼體106之背面側之衝擊吸收部，例示了緩衝材321，但並不限定於此，例如，亦可為除緩衝材321以外之具有衝擊吸收性之構件；蜂巢機構、旋轉機構、滑動機構等具有衝擊吸收性之機構等。
又，殼體106係於凹部411內，藉由固定部301及螺栓311而被予以位置固定。作為一例，如圖2所示，固定部301係剖面L字狀之板狀構件，但並不限定於此，亦可為例如下述圖7所示之變化例等。
再者，例如於圖2等中，示出有利用固定部301保持殼體106之長邊2邊之態樣，但並不限定於此，例如，亦可利用固定部301保持殼體106之1邊、3邊或4邊，進而，亦可保持殼體106之其他位置。
圖3係表示車用顯示裝置之變化例之模式性剖視圖。關於與基於圖1及圖2所說明之部分相同之部分，使用相同符號表示，且亦省略說明。圖3所示之車用顯示裝置100b係利用固定部301僅保持殼體106之1邊之「懸臂型」之車用顯示裝置，亦可將其視為直立型之車用顯示裝置。
固定部301之材料例如為鐵(包括鋼在內)、鋁等金屬。藉由螺栓311，將固定部301與殼體106接合，同樣地，藉由螺栓311，將固定部301與凹部411之底面411a接合。如此，殼體106於凹部411內被予以位置固定。
因此，緩衝材321與固定部301(及螺栓311)作為將殼體106於凹部 411內予以位置保持之保持部而發揮功能。
再者，於殼體106，亦可設置有用以利用固定部301進行固定之部位，例如，如圖2所示，亦可於殼體底板107設置有作為向與覆蓋玻璃12側相反之側突出之構件的殼體突出部111。於此情形時，如圖2所示，藉由螺栓311，將固定部301與殼體突出部111接合。
殼體突出部111可設置於為矩形之殼體底板107之四邊之邊緣，亦可設置於相鄰之一對兩邊之邊緣。基本而言，殼體突出部111較佳為與殼體底板107一體之構件。作為一例，如圖2所示，殼體突出部111為板狀之構件，但只要可藉由固定部301及螺栓311進行接合，則其形狀並無特別限定。
於嵌入至內裝構件401之車用顯示裝置100之周圍，亦可如圖2所示般以覆蓋凹部411之一部分之方式設置防護罩402。
對於此種車用顯示裝置100之覆蓋玻璃12，因發生車輛之碰撞事故時被乘坐者之頭部等撞到而施加壓入至內裝構件401之凹部411中之方向之外力。因該外力，將殼體106進行位置保持之固定部301及緩衝材321變形。即，碰撞時之動能之至少一部分轉換為保持部(固定部301、緩衝材321)之應變能(參照下述之圖9所示之曲線圖)。亦即，碰撞時之動能之一部分被保持部吸收。
此處，將碰撞時之能量之多少被保持部所吸收稱為「能量吸收率(單位：%)」。能量吸收率如下述[實施例]所示，可藉由特定之模擬而算出。本發明者等人發現，於保持部之能量吸收率滿足特定之條件之情形時，車用顯示裝置100之覆蓋玻璃12顯示出於車輛之碰撞事故時即便被乘坐者之頭部等撞到亦不會破碎之程度之優異的耐衝擊性。又，亦發現該能量吸收率依存於覆蓋玻璃12之板厚。
即，本發明者等人發現，於將覆蓋玻璃之板厚(單位：mm)設為x，將保持部之能量吸收率(單位：%)設為y時，當滿足下式(1)時，覆 蓋玻璃之耐衝擊性優異。
y≧-37.1×1n(x)+53.7‧‧‧(1)
當滿足式(1)時覆蓋玻璃之耐衝擊性優異係如下述之[實施例]所示。即，於下述之[實施例]中顯示出：於不滿足式(1)之情形(比較例)時，覆蓋玻璃會破碎，與此相對，於滿足式(1)之情形(實施例)時，覆蓋玻璃不會破碎。
於車用顯示裝置100中，只要滿足式(1)，則保持部之態樣並無特別限定，於滿足式(1)之範圍內，適當選擇保持部。
例如，於保持部包含固定部301及緩衝材321等衝擊吸收部之情形時，根據覆蓋玻璃12之板厚，於滿足式(1)之範圍內，例如，變更固定部301之形狀、材質、板厚等，或改變作為衝擊吸收部之緩衝材321之材質，或選擇除緩衝材321以外之構件或機構作為衝擊吸收部。
再者，以上之說明中，列舉具有液晶面板作為顯示面板之車用顯示裝置為例，但並不限定於此，例如，亦可為具有有機EL(Electroluminescence，電致發光)面板、PDP(Plasma Display Panel，電漿顯示面板)、電子墨水型面板等者。又，亦可具有觸控面板等。
作為此種車用顯示裝置，例如，可列舉嵌入至車輛之儀錶板(dashboard)之嵌入型之汽車導航裝置等，進而，亦可為除汽車導航裝置以外之裝置(例如，儀錶面板(instrument panel))。
實施例
以下，藉由實施例等，對本發明之實施形態具體地進行說明，但本發明並不受該等例所限定。
<覆蓋玻璃之準備>
作為覆蓋玻璃12，準備了對鋁矽酸鹽玻璃實施強化處理而成之強化玻璃(旭硝子公司製造之商品名「Dragontrail」，壓縮應力層之厚 度：38μm，壓縮應力層中之表面壓縮應力：774MPa)。
<附黏著層之覆蓋玻璃之製作>
於覆蓋玻璃12之第1主面12c積層OCA(日榮化工公司製造之「MHM-FWD」，厚度：150μm)作為黏著層14，從而製作附黏著層之覆蓋玻璃10。
<試樣之製作>
為了進行使剛體模型碰撞之試驗(亦稱為「頭部衝擊試驗」)，使用附黏著層之覆蓋玻璃10，製作出嵌入型之車用顯示裝置之試樣200。基於圖4~圖6，對試樣200進行說明。於圖4~圖6中，與圖1及圖2之車用顯示裝置100相同之(或對應之)部分係使用相同符號，並省略說明。
圖4係表示試樣之立體圖。圖5係圖4之A-A線剖視圖。圖6係表示試樣之俯視圖。
如圖4及圖5所示，試樣200具有殼體底板107，於殼體底板107之周緣部上，配置有4個內部帶肋條之殼體框架109。藉由殼體底板107與4個殼體框架109，於中央區域形成具有矩形之凹部之殼體106，於該殼體106配置有背光單元102與液晶面板104。
如圖5所示，背光單元102之上表面側之端部係由剖面L字狀之L字構件208覆蓋。L字構件208之上表面與液晶面板104之下表面側之端部係藉由雙面膠帶207而接著。因此，於液晶面板104與背光單元102之間存在相當於L字構件208及雙面膠帶207之厚度之程度之氣隙(1.5mm)。液晶面板104之上表面位置低於配置於周圍之殼體框架109之上表面位置，從而形成有凹部。以填埋該凹部之方式，附黏著層之覆蓋玻璃10之黏著層14貼合於液晶面板104之上表面。再者，覆蓋玻璃12之下表面與殼體框架109之上表面係利用雙面膠帶115而貼合。於覆蓋玻璃12之端面之外側且殼體框架109之上表面，配置有殼體端框架 110。再者，殼體端框架110亦藉由雙面膠帶115貼合於殼體框架109。
如圖4及圖5所示，於殼體底板107之4邊，與殼體底板107連續而設置有板狀之殼體突出部111。藉由殼體底板107與4個殼體突出部111，於殼體底板107之背面側(與背光單元102側相反之側)形成有凹部。緩衝材321之一部分進入至該凹部內。緩衝材321係配置於作為平板之支持板215上，且藉由緩衝材321而支持殼體106。再者，作為緩衝材321，基本而言，使用了重疊「2片」KCC商會公司製造之「CF45」(厚度：25.4mm)而成者，但於若干個例中，將該片數設為「1片」或「3片」。於殼體106支持於緩衝材321之狀態下，於相向之一對殼體突出部111，藉由螺栓311而接合有固定部301之一端側。固定部301之另一端側係藉由螺栓311接合於支持板215。如此，包含殼體突出部111之殼體106藉由固定部301而被予以位置固定。
關於作為剖面L字狀之板狀構件之固定部301(於下述表1中，記為「L字」)，於緩衝材321為「2片」之例中，圖4中L1~L4所示之尺寸係設為L1：20mm、L2：50mm、L3：100mm、L4：20mm，於緩衝材321為「1片」之例(例25)中，縮短了L2之長度。
再者，於一部分之例中，使用了圖7所示之彎曲為波型之固定部301b(於下述表1中，記為「L字波型」)而代替固定部301。
圖7係表示固定部之變化例之模式性剖視圖。圖7中作為變化例所示之固定部301b係切開板狀構件所得之U字形狀之構件。若對固定部301b進行剖面觀察(側視)，則並非為L字狀，以長邊部分之中途突出之方式(呈波型)彎曲。
此時，於緩衝材321為「2片」之例中，圖7中L2~L9所示之尺寸係設為L2：50mm、L3：80mm、L4：20mm、L5：40mm、L6：14mm、L7：18mm、L8：18mm、L9：10mm，於緩衝材為「3片」之例中，將固定部301b延長而加長L2之長度。
圖6中H1~H3及W1~W3所示之尺寸係設為H1：120mm、H2：150mm、H3：250mm、W1：173mm、W2：250mm、W3：350mm。
覆蓋玻璃12之板厚係設為0.56mm、0.7mm、1.1mm、1.3mm及2.0mm之5種。
再者，一部分之例中，使用了如圖8所示之「懸臂型」之試樣200b而非試樣200。
圖8係表示試樣之變化例之俯視圖。關於與基於圖4~圖6所說明之部分相同之部分，以相同符號表示，且亦省略說明。圖8所示之試樣200b中，與車用顯示裝置100b(參照圖3)同樣地，利用固定部301(或固定部301b)僅保持殼體106之1邊(下述之碰撞位置P側之1邊)。關於使用了此種「懸臂型」之試樣200b之例，下述表1中關於固定部之「L字」或「L字波型」之記載之後，記載「st」之文字。
又，其他各部係如下所示。
‧液晶面板104…使用於鈉鈣玻璃(板厚1.1mm，尺寸：173mm×120mm)之兩面貼合偏光板(材質：TAC)而成之代替品。
‧背光單元102…使用利用凹狀體102b(材質：鋁，板厚：1mm)覆蓋板狀體102a(材質：PC，板厚：4mm，尺寸：117mm×170mm)之底面及4個側面而成之代替品。
‧雙面膠帶207…材質：PET，膠帶寬：5mm，膠帶厚：0.5mm
‧L字構件208…材質：PVC，板厚：1mm，L字1邊之長度：5mm
‧殼體框架109…材質：ABS，板厚：2mm
‧殼體端框架110…材質：ABS，板厚：2.5mm，板寬：5mm
‧雙面膠帶115…材質：PET，膠帶厚：0.5mm
‧固定部301…另行記載
‧螺栓311…材質：鐵
‧緩衝材321…重疊1片、2片或3片KCC商會公司製造之「CF45」(厚度：25.4mm)而成者
‧支持板215…材質：鐵，板厚：9mm
‧殼體底板107及殼體突出部111…材質：鐵，板厚：1.15mm
<耐衝擊性之評價(頭部衝擊試驗)>
於此種試樣200中，各例係分別使覆蓋玻璃12之板厚、與固定部301之材質、形狀及板厚如下述表1所示般變化，而進行頭部衝擊試驗，並對覆蓋玻璃12之耐衝擊性進行評價。
將試樣200之支持板215設置於水平面，於覆蓋玻璃12之第2主面12d之碰撞位置P(參照圖6)，使未圖示之球狀之剛體模型(材質：鐵，直徑：165mm，質量：19.6kg)以碰撞時之能量成為152.4J之方式，以碰撞速度3.944m/s自793mm之高度掉落而碰撞。
試驗方法係參照國土交通省所呈示之「道路運輸車輛之安全標準」之「第20條 乘車裝置」之「附頁28 儀錶面板之衝擊吸收之技術標準」(以下，簡稱為「標準」)。該「標準」中，使球狀之剛體模型(材質：鐵，直徑：165mm，質量：6.8kg)以碰撞速度6.7m/s射出而碰撞，而使碰撞時之能量成為152.4J。
即，於使用了試樣200之頭部衝擊試驗中，使碰撞時之能量成為與「標準」同等。
再者，關於剛體模型之減速度，規定為連續3ms(毫秒)以上不超過784m/s2(80G)，於此次所進行之試驗中，確認到全部滿足了該規定。
關於使剛體模型碰撞之覆蓋玻璃12上之碰撞位置P(參照圖6)，於頭部衝擊試驗中，由先前之試驗結果可知，相較於在覆蓋玻璃12之中央部附近使之碰撞時，於覆蓋玻璃12或液晶面板104之端部附近使之碰撞時，覆蓋玻璃12更易於破碎。因此，碰撞位置P係設為自上表面觀察試樣200時液晶面板104中之較中心位置更靠一固定部301側之位 置，更詳細而言係設為覆蓋玻璃12之長邊中央部、且距液晶面板104之端10mm內側之位置。
各例係分別製作試樣200而進行頭部衝擊試驗。將試驗之結果，覆蓋玻璃12並未破碎之情形以「○」記載於下述表1，將覆蓋玻璃12破碎之情形以「×」記載於下述表1。只要為「○」，則可評價為顯示出如於碰撞事故時即便被乘坐者之頭部等撞到亦不會破碎之優異之耐衝擊性者。
<能量吸收率之算出(模擬)>
藉由模擬，而算出對試樣200進行上述頭部衝擊試驗時之保持部(固定部301及緩衝材321)之能量吸收率。
圖9係表示模擬之結果之一例之曲線圖。圖9中，橫軸表示時間(單位：毫秒)，縱軸表示能量(單位：J)。實線之曲線表示剛體模型之動能，虛線之曲線表示試樣200整體之應變能，點線之曲線表示保持部之應變能。
如圖9所示，當使剛體模型與試樣200碰撞而剛體模型所具有之動能(實線之曲線)成為零時(亦即，剛體模型成為最低點，速度成為0(零)時)，於大致相同之時間點，試樣200之應變能(虛線之曲線)達到了最大值152.4J。據此可知，於碰撞時，剛體模型之動能基本全部於試樣200中轉換為應變能。
並且，關於保持部之能量(點線之曲線)，亦顯示出了與試樣200之能量(虛線之曲線)同樣之行為，當剛體模型之能量(實線之曲線)成為零時，達到最大值。
由此種圖9，可知剛體模型之碰撞時之動能之至少一部分轉換為保持部(固定部301、緩衝材321)之應變能。
由如圖9之曲線圖，求出剛體模型之碰撞時保持部之應變能(曲線之最大值)相對於試樣200之應變能(曲線之最大值(=152.4J))之比 率，並將其作為保持部之能量吸收率(單位：%)。
例如，於碰撞時之保持部之應變能為「105J」之情形時，能量吸收率成為(105/152.4)×100=69[%]。
於模擬時，亦需要考慮藉由各構件之塑性變形所實現之衝擊吸收，故而具體而言，使用市售之解析程式即PAM-CRASH(日本ESI公司製造)，進行利用動態顯式解法FEM(Finite Element Method(有限元素法))之衝擊解析(彈塑性變形解析)。
於解析時，使之於覆蓋玻璃12之長邊中央部碰撞，故而就計算時間縮短之觀點而言，製作1/2左右對稱模型而進行計算。又，關於試樣200之各部，除尺寸之外，將密度以及楊氏模數及蒲松比等彈性模數等物性值輸入電腦。各部所使用之材質之物性值係如下所示。
‧鐵(SS400)…楊氏模數：206GPa，蒲松比：0.30，密度：7.86×10-6kg/mm3
‧鋁…楊氏模數：68.6GPa，蒲松比：0.34，密度：2.71×10-6kg/mm3
‧ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯之共聚物)…楊氏模數：2.2GPa，蒲松比：0.37，密度：1.05×10-6kg/mm3
‧PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)…楊氏模數：2.2GPa，蒲松比：0.38，密度：1.20×10-6kg/mm3
‧PVC(Polyvinylchloride，聚氯乙烯)…楊氏模數：3.2GPa，蒲松比：0.38，密度：1.4×10-6kg/mm3
‧對鋁矽酸鹽玻璃實施強化處理而成之強化玻璃(Dragontrail)…楊氏模數：74GPa，蒲松比：0.23，密度：2.48×10-6kg/mm3
‧MHM-FWD…楊氏模數：10kPa，蒲松比：0.30，密度：6.0×10-7kg/mm3
‧TAC(Triacetyl Cellulose，三乙醯纖維素)…楊氏模數：4GPa，蒲松比：0.30，密度：1.3×10-6kg/mm3
‧鈉鈣玻璃…楊氏模數：73GPa，蒲松比：0.23，密度：2.5×10-6kg/mm3
‧PET(Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)…楊氏模數：5GPa，蒲松比：0.25，密度：1.34×10-6kg/mm3
但是，試樣200之各部因外力而彈性變形，若該外力成為固定之大小以上，則塑性變形(但是，關於剛體模型，設為不會變形之剛體設定)。因此，對於使用比率較高之主要構件之材料(鐵、鋁、ABS、PC及PVC之5種)，將於彈性變形區域之彈性模數(楊氏模數及蒲松比)、與於塑性變形區域之應力應變線圖(SS曲線)作為物性值而輸入。更詳細而言，關於應力應變線圖，將進行彈塑性變形解析時所必需的考慮到應變速度依存性之應力應變線圖作為物性值而輸入。
各材料之應力應變線圖(真應力真應變線圖)係藉由如下步驟而獲得：首先，以5種(0.01s-1、1s-1、100s-1、500s-1、1000s-1)之應變速度進行下述條件之拉伸試驗，獲得標稱應力標稱應變線圖之資料後，將其轉換為真應力真應變線圖之資料。
再者，實際之解析時，將各應變速度各者之應力應變線圖作為輸入資料，對於各曲線間之資料，進行內插而執行計算。
(考慮到應變速度依存性之應力應變線圖)
為了拉伸試驗而與各材料一併製作圖10所示之試片(厚度：2.0mm)。
再者，關於鐵及鋁，除圖10所示之試片之厚度以外之尺寸係設為S1：17mm、S2：11mm、S3：8mm、S4：16mm、S5：8.5mm、S6：4mm、S7：5mm，圖10中符號R所示之角部之弧度係設為半徑1.5mm。
另一方面，關於ABS、PC及PVC係設為S1：17mm、S2：9.2mm、S3：8mm、S4：16mm、S5：8.5mm、S6：2mm、S7：5mm，圖10中符號R所示之角部之弧度係設為半徑0.6mm。
再者，關於應變速度，於假設使用初始平行部長度(圖10中，符號S3所示)為25mm之試片，並將十字頭速度作為頭部衝擊碰撞速度(6700mm/s)而進行試驗之情形時，其初始應變速度(單位：s-1)成為6700/25=268s-1。
因此，將應變速度設為100s-1、500s-1或1000s-1，並使用霍普金森壓力桿，或將應變速度設為0.01s-1或1s-1，並使用檢測塊式材料試驗機，而進行拉伸試驗。
考慮到緩衝材321之應變速度依存性之應力應變線圖之資料係依據以下順序而求出。
首先，將緩衝材321切取為特定之形狀(厚度：25mm，尺寸：100mm×500mm)，並以直徑200mm之金屬製圓盤彼此將其夾入，使用10kN荷重元(自動立體測圖儀)，自上而下以5mm/min、0.1m/min、1m/min之速度施加荷重，由此時之荷重及位移量，製作考慮到壓縮時之應變速度依存性(低速下之)之應力應變線圖。
繼而，亦獲得了更高速下之應力應變線圖。具體而言，首先，以與上述頭部衝擊試驗同樣之方式，相對於緩衝材改變掉落高度而使剛體模型掉落，藉由利用高速相機之攝影，而測定緩衝材之沉入量。此時，亦測定應變速度為更高速之10s-1、100s-1、200s-1時之沉入量。並且，以低速下之沉入量及應力應變線圖為參考，由高速下之沉入量，製作高速下之應力應變線圖。
再者，實際之解析時，將各應變速度各者之應力應變線圖作為輸入資料，對於各曲線間之資料，進行內插而執行計算。
(關於應變能之計算式)
一般而言，應變能之計算係藉由如下所示之理論式而算出。使用上述之市售之程式之解析中，亦由關於各構件所輸入之應力應變線圖，利用計算器藉由以下之式進行計算。再者，本衝擊解析中，並未考慮到構件之斷裂。
認為於一般骨架構造構件內之1點，於構件軸向之垂直應力σ與垂直應變ε之間，或於剪切應力τ與剪切應變γ之間，存在如圖11之曲線圖所示之關係。
首先，應變能U及應變能密度U*如下所示。
於dε及dγ之應變增量之間每單位體積所儲存之應變能，即，應變能密度之增量dU*係利用下式(2)被給出(參照圖11)。
[數1]dU *=σdε+τdγ‧‧‧(2)
因此，應變自0至到達某一值ε及γ為止所儲存之應變能密度U*為下式(3)所示(參照圖11)。
Figure TWI680057B_D0001
又，構造物或構造部分中所儲存之應變能U為下式(4)所示。
Figure TWI680057B_D0002
再者，省略圖11中之補充應變能密度U* c之說明。
再者，作為表1中之「固定部」之「材質」而記載之「SS」係指鐵(SS400)，「AL」係指鋁。
將表1之結果繪圖成圖12之曲線圖。圖12中，縱軸取能量吸收率 y(單位：%)，橫軸取覆蓋玻璃12之板厚x(單位：mm)，將耐衝擊性之結果(「○」或「×」)反映至繪圖中。圖12中之曲線表示y=-37.1×1n(x)+53.7。
如由圖12所示之曲線圖而明確得知，於不滿足式(1)之情形(比較例)時，覆蓋玻璃會破碎，與此相對，於滿足式(1)之情形(實施例)時，覆蓋玻璃不會破碎。
參照特定之態樣，對本發明詳細地進行了說明，但對於業者而言明確知道：在不脫離本發明之精神與範圍之情況下，可進行各種變更及修正。
再者，本申請案係基於2015年6月5日提出申請之日本專利申請案(特願2015-114616)，並藉由引用而援用了其全部內容。

Claims (18)

  1. 一種車用顯示裝置，其係配置於車輛之內裝構件者，且具備：顯示面板；覆蓋玻璃，其覆蓋上述顯示面板；殼體，其收納上述顯示面板；及保持部，其將上述殼體進行位置保持；上述覆蓋玻璃係板厚為0.5~2.5mm、壓縮應力層之厚度為10μm以上、壓縮應力層之表面壓縮應力為650MPa以上之強化玻璃；且將上述覆蓋玻璃之板厚(單位：mm)設為x，將上述保持部之能量吸收率(單位：%)設為y時，滿足下式(1)；y≧-37.1×ln(x)+53.7‧‧‧(1)。
  2. 如請求項1之車用顯示裝置，其中上述保持部具備：衝擊吸收部，其配置於上述殼體之背面側且具有衝擊吸收性；及固定部，其將上述殼體進行位置固定。
  3. 如請求項1或2之車用顯示裝置，其中上述覆蓋玻璃係鈉鈣玻璃或鋁矽酸鹽玻璃。
  4. 如請求項1或2之車用顯示裝置，其中上述覆蓋玻璃以莫耳%表示而含有50~80%之SiO2、1~20%之Al2O3、6~20%之Na2O、0~11%之K2O、0~15%之MgO、0~6%之CaO及0~5%之ZrO2。
  5. 如請求項2之車用顯示裝置，其中上述衝擊吸收部係緩衝材、蜂巢機構、旋轉機構或滑動機構。
  6. 如請求項2之車用顯示裝置，其中上述固定部之材料係金屬。
  7. 如請求項2之車用顯示裝置，其中上述固定部之剖面係L字狀或L字波型狀。
  8. 如請求項2之車用顯示裝置，其中上述固定部與上述殼體係藉由螺栓而接合。
  9. 如請求項1、2、5至8中任一項之車用顯示裝置，其中於上述覆蓋玻璃之周緣部形成有遮光部。
  10. 如請求項1、2、5至8中任一項之車用顯示裝置，其中上述顯示面板與上述覆蓋玻璃係經由黏著層而貼合。
  11. 如請求項10之車用顯示裝置，其中上述黏著層之厚度為5~400μm。
  12. 如請求項10之車用顯示裝置，其中上述黏著層之儲存剪切彈性模數為5kPa~5MPa。
  13. 如請求項1、2、5至8中任一項之車用顯示裝置，其中上述覆蓋玻璃係經由雙面膠帶與上述殼體之殼體框架之上表面貼合。
  14. 如請求項1、2、5至8中任一項之車用顯示裝置，其中上述顯示面板係液晶面板、有機EL面板、PDP或電子墨水型面板。
  15. 如請求項1、2、5至8中任一項之車用顯示裝置，其係嵌入型或直立型。
  16. 如請求項9之車用顯示裝置，其中上述遮光部為框架狀。
  17. 如請求項1、2、5至8中任一項之車用顯示裝置，其中上述顯示面板與上述殼體之底板之間具備背光單元。
  18. 一種車輛，其係具備如請求項1至17中任一項之車用顯示裝置。
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