JPWO2019151111A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

導光体端面を好適に遮光することができる表示装置を提供する。光を発する光源と、光源の前面側に設けられ、光を透過することにより意匠を表示する第一文字板１４と、第一文字板１４の背面側に配置され、光を第一文字板１４に導く導光体１５と、導光体１５の前面から背面の方向に沿う端面１５ｃを覆う遮光部材１６と、を備える。導光体１５と遮光部材１６とは、遮光部材１６が端面１５ｃと密着した一体成形品である。第一文字板１４及び導光体１５の背面側に設けられた第二文字板１３をさらに備え、第二文字板１３は、第二文字板１３の導光体１５に面する領域に、他の領域よりも高反射率を有する反射層２３を有する。

Description

本発明は、車両等に搭載される表示装置に関する。

自動車等の車両には、速度計、エンジン回転数計等の運転に必要な情報を表示する表示装置が搭載されている。このような表示装置は、抜き文字状に形成された目盛り、数字、文字、記号等の意匠を有する文字板を有している。文字板は、背面側に設けられた光源の光を透過することにより、意匠を表示させたり、照明して目立たせたりする。

表示装置は、意匠以外の領域から光が漏れないよう、文字板やその周辺部材に所要の遮光構造を有している。

特開２０１４−２５８６５号公報

意匠が文字板の厚さ方向に沿う面である端面の近傍に設けられている場合、光源の光を直接、または導光体等を用いて端面近傍まで導く必要がある。この場合、導光体内部で拡散した光が端面から漏れないよう、導光体の端面を遮光部材で覆う必要がある。しかし、表示装置のデザイン上、遮光部材を配置するスペースを確保することが困難な場合があり、設計自由度の高い遮光部材が求められていた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、導光体端面を好適に遮光することができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、上述した課題を解決するために、光を発する光源と、前記光源の前面側に設けられ、前記光を透過することにより意匠を表示する第一文字板と、前記第一文字板の背面側に配置され、前記光を前記第一文字板に導く導光体と、前記導光体の前面から背面の方向に沿う端面を覆う遮光部材と、を備え、前記導光体と前記遮光部材とは、前記遮光部材が前記端面と密着した一体成形品である。

本発明に係る表示装置においては、導光体端面を好適に遮光することができる。

本発明に係る表示装置の実施形態である表示装置を示す正面図。 図１のII−II線に沿う断面図。 図１のIII−III線に沿う断面図。 表示パネルと導光体との位置関係を示す説明図。 導光体及び遮光部材の斜視図。 図２の表示画面用文字板、速度計用文字板及び導光体を説明する拡大図。

本発明に係る表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る表示装置は、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、本発明に係る表示装置が、速度計と表示画面とを有する自動車用の表示装置である例を用いて説明する。

図１は、本発明に係る表示装置の実施形態である表示装置１を示す正面図である。

図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。

図３は、図１のIII−III線に沿う断面図である。

図４は、表示パネル１２と導光体１５との位置関係を示す説明図である。

図５は、導光体１５及び遮光部材１６の斜視図である。

図６は、図２の表示画面用文字板１３、速度計用文字板１４及び導光体１５を説明する拡大図である。

以下の説明において、「前面側」は、図１における手前側、図２及び図３における上側であり視認者（運転者）に視認される側を意味する。「背面側」は、図１における奥側、図２及び図３における下側を意味する。

表示装置１は、速度計２と、表示画面３と、を有している。速度計２は、車両の速度を表示する指針式（機械式）計器である。表示画面３は、例えば液晶表示画面であり、走行距離やガソリン残量、ナビゲーション情報等の種々の情報を表示する。速度計２は、表示画面３に対して前面側に設けられた速度計用文字板１４を指し示している。また、速度計２の一部は、表示画面３の前面側に重畳して配置されている。

表示装置１は、指針１１と、表示パネル１２と、表示画面用文字板１３と、速度計用文字板１４と、導光体１５と、遮光部材１６と、回路基板１７と、ケース１８と、を主に有している。

指針１１は、回路基板１７に設けられた指針駆動部の指針軸に接続されており、速度計用文字板１４の面に平行する面上を回転する。指針１１は、車両の速度に応じて、速度に対応する速度計用文字板１４に形成された目盛り（意匠３５）を指し示す。

表示パネル１２は、表示画面用文字板１３の背面側に設けられ、情報を表示する。表示パネル１２は、液晶層を封入する一対の表面ガラス基板を有している。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ている。また、表示パネル１２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）を有している。表示パネル１２は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の可撓性基板を介して、回路基板１７に接続されている。表示パネル１２は、回路基板１７の制御部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を印加する。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１２の個々の画素が透過状態または不透過状態に切り替わる。このような画素の組合せにより、表示パネル１２は、表示画面３に所定の情報を表示する。

表示パネル１２の背面側には、バックライトユニットが設けられている。バックライトユニットは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源及び導光体からなり、表示パネル１２を裏面から照明する。表示パネル１２は、バックライトとともに表示パネル用ケース１２ａ（図４）に収容されている。

表示画面用文字板１３（文字板１３）は、第二文字板であり、表示パネル１２の前面側及び導光体１５の背面側に設けられた薄板状の部材である。

表示画面用文字板１３は、開口３１と、意匠３２と、を有している。開口３１は、表示パネル１２を区画し、表示画面３を露出する。すなわち、表示画面用文字板１３は、表示パネル１２の表示領域のうち、表示画面３となる領域を露出させ、表示領域の周縁側の一部及び表示パネル用ケース１２ａを隠している。なお、開口３１は、基材２１上に設けられた透過性を有する層であってもよい。

意匠３２は、例えば車両の状態を表示する記号である。意匠３２は、表示画面用文字板１３の背面側から照射された光源の光が透過することにより、点灯表示される。

図６に示すように、表示画面用文字板１３は、基材２１と、遮光層２２と、反射層２３と、を有している。

基材２１は、例えば透明なポリカーボネート樹脂であり、透過性（透光性）を有する板状部材である。

遮光層２２は、基材２１の前面側（または背面側）に形成された黒色の遮光性インキで印刷された印刷層である。遮光層２２は、表示画面用文字板１３における視認される領域、すなわち、表示画面用文字板１３の表面が他の部材により覆われていない領域に少なくとも設けられている。遮光層２２は、意匠３２の形状に対応した抜き文字部分を有している。

反射層２３は、表示画面用文字板１３における導光体１５に面する領域であり、基材２１の前面側（または背面側）に設けられている。すなわち、反射層２３は、速度計用文字板１４の背面側に位置する領域であり、視認者により視認されない領域である。反射層２３は、導光体１５内の光を反射し導光体１５内で拡散するために設けられている。反射層２３は、例えば高反射率の白色のインキで印刷された層であり、表示画面用文字板１３の基材２１や遮光層２２よりも高反射率を有する層である。

速度計用文字板１４（文字板１４）は、第一文字板であり、図３に示すように、光源１７ａの前面側及び指針１１の背面側に設けられた薄板状の部材である。速度計用文字板１４は、一定の幅を有する円弧形状を有している。速度計用文字板１４は、周方向（長さ方向）の一端部１４ａが表示画面３に重畳している。速度計用文字板１４は、光源１７ａの光を透過することにより照明され表示される意匠３５を有している。意匠３５は、数字、文字及び指針１１により指示される目盛である。速度計用文字板１４の外周縁１４ｂには、装飾リング３６が配置されている。装飾リング３６は、速度計２の外周縁１４ｂを装飾すると同時に、速度計用文字板１４と中ケース４１の遮光壁４１ｂとの隙間を覆う（図２）。なお、速度計用文字板１４の一端部１４ａおよび内周縁１４ｃにおいては、装飾リング３６は配置されない。すなわち、一端部１４ａおよび内周縁１４ｃは露出しており、装飾リング３６等の他の部材で覆われてはいない。

導光体１５は、速度計用文字板１４の背面側に配置され、光源１７ａの光を速度計用文字板１４に導く。なお、図４及び図５においては、導光体１５は斜線で示されている。

遮光部材１６は、導光体１５の厚さ方向（前面から背面の方向）に沿う端面１５ａ、１５ｃを覆っている。導光体１５と遮光部材１６とは、遮光部材１６が端面１５ａ、１５ｃと密着した一体成形品である。導光体１５と遮光部材１６とは、二色成形またはインサート成形により形成される。

速度計用文字板１４、導光体１５及び遮光部材１６の詳細については、後述する。

回路基板１７は、表示パネル１２や光源１７ａのドライバ及び制御部と、光源１７ａと、指針駆動部と、を主に有している。

制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、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。制御部は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、各種車両情報等を、各種センサ等を介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、速度計２や表示画面３を駆動制御する。

光源１７ａは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、速度計用文字板１４を照明する。また、回路基板１７は、光源１７ａとは別に、表示画面用文字板１３の意匠３２用の光源も有している。

ケース１８は、中ケース４１と、下ケース４２と、上ケース４３と、を有している。

中ケース４１は白色等の合成樹脂からなり、表示パネル１２、表示画面用文字板１３、速度計用文字板１４（文字板１３、１４）、及び回路基板１７を固定したり、支持したりする。

中ケース４１は、図３に示すように、速度計用文字板１４用の光源１７ａを囲い、光を導く遮光壁４１ａを有している。遮光壁４１ａは、光源１７ａの照明（発光）領域を区切る壁で筒状の空間を形成しており、光はこの筒状の空間を通る。遮光壁４１ａの一端（遮光壁４１ａの回路基板１７と対向する面）は回路基板１７に接しており、他端（遮光壁４１ａの速度計用文字板１４と対向する面）は導光体１５及び遮光部材１６の背面に接している。

また、中ケース４１は、図２に示すように、導光体１５の外周側の端面１５ｂを遮光する遮光壁４１ｂを有している。遮光壁４１ｂは、表示画面用文字板１３の開口から前面側へ突出し、文字板１３に対してほぼ垂直に立ち上がっている。なお、遮光壁４１ｂは、導光体１５内を進む光を反射させる機能も有している。

上ケース４３及び下ケース４２は、例えば黒色の合成樹脂等からなり、嵌合されることにより形成される内部空間を形成し、この内部空間に指針１１、表示パネル１２、表示画面用文字板１３、速度計用文字板１４、及び回路基板１７を収容する。

次に、速度計用文字板１４、導光体１５及び遮光部材１６の詳細について、説明する。

速度計用文字板１４、導光体１５及び遮光部材１６は、速度計２の構成要素である。一体成形品である導光体１５及び遮光部材１６は、表示画面用文字板１３の前面に対向して配置されている。すなわち、表示画面用文字板１３は、導光体１５と面し、導光体１５の背面側に設けられている。導光体１５及び遮光部材１６は、導光体１５及び遮光部材１６の背面側から中ケース４１の方へ突出する複数個のフックが、表示画面用文字板１３を貫通し中ケース４１へ係合することにより位置決めされている。速度計用文字板１４は、導光体１５及び遮光部材１６の前面及び遮光壁４１ｂの先端面４１ｃに配置されている（図２）。文字板１４は、遮光部材１６の遮蔽壁１６ｂにより位置決めされている。文字板１４は、例えば文字板１４の背面に印刷された接着層を介して導光体１５に固定された上で、装飾リング３６により固定される。なお、文字板１４は、遮蔽壁１６ｂと対向しているものの、設計上一定の隙間が設けられている。これにより、文字板１４の一端部１４ａおよび内周縁１４ｃは、他の部材により覆われることなく露出した状態となる。

図６に示すように、速度計用文字板１４は、基材５１と、着色層５２と、遮光層５３と、を有している。また、基材５１は、減衰層５４を有している。着色層５２、遮光層５３、及び減衰層５４は、基材５１上に積層されている。具体的には、基材５１の前面側においては、基材５１側から順に減衰層５４、着色層５２、及び遮光層５３が積層されている。なお、遮光層５３は、着色層５２が設けられていない領域においては、減衰層５４上に設けられている。また、基材５１の背面側においては、基材５１側から順に減衰層５４、着色層５２、及び遮光層５３を有している。

基材５１は、例えば透明なポリカーボネート樹脂であり、透過性（透光性）を有する板状部材である。

減衰層５４は、基材５１の前面及び背面に設けられた、透過する光または反射する光を減衰させるために設けられた層である。減衰層５４は、例えばスモーク色のインキで印刷されたスモーク印刷層であり、基材５１よりも小さい透過率を有し、着色層５２よりも小さい明度を有する層である。

着色層５２は、少なくとも意匠３５が設けられた領域に設けられた層である。着色層５２は、例えば白色のインキで印刷された、任意の色を有する層である。着色層５２は、光源１７ａの光により照明されていない状態においては、意匠３５の色として作用する。また、着色層５２は、光源１７ａの光により照明されている状態においては、光源１７ａの光の色に関するフィルタとしての機能を有している。前面側の着色層５２は、意匠３５が形成される領域にのみ、設けられている。一方、背面側の着色層５２は、文字板１４の全面に亘って設けられている。前面側の着色層５２は、主に文字板１４を透過する光の色彩を所望の色で表示させる機能を有している。背面側の着色層５２は、前面側の着色層５２を透過する光の色彩をより鮮明にする機能と、基材５１内の光を反射させて広い範囲に拡散する機能と、を有している。

遮光層５３は、例えば黒色の遮光性インキで印刷された、光源１７ａの光を遮光するために設けられた層である。遮光層５３は、意匠３５の形状に対応した抜き文字部分を有している。すなわち、遮光層５３は、意匠３５の領域以外の領域において光を遮光する。前面側の遮光層５３は、減衰層５４（基材５１）の前面側に設けられているが、着色層５２が設けられている領域については、着色層５２の周縁を覆うように設けられている。

導光体１５は、例えば透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）からなる。導光体１５は、受光部６１と、導光部６２と、を有している（図３）。受光部６１は、光源１７ａの発光面と対向しており、光源１７ａの光を受光し、表示装置１の背面から前面方向（光源１７ａから文字板１４の方向）に導く。導光部６２は、受光部６１から垂直に折れ曲がり伸びた板状部材であり、一定の幅を有する円弧形状を有している。導光部６２は、文字板１４の意匠３５の背面側に少なくとも設けられていればよく、本実施形態においては、文字板１４とほぼ同一の外形を有している。

遮光部材１６は、例えば黒色のＡＢＳ樹脂からなり、遮光性を有する材料からなる。遮光部材１６は、導光体１５の端面のうち、装飾リング３６や遮光壁４１ｂに遮蔽されずに露出する端面１５ａ、１５ｃからの光漏れを防ぐために、端面１５ａ、１５ｃを覆う。具体的には、図５に示すように、遮光部材１６は、導光体１５の周方向（長さ方向）の端面であって表示画面３に重畳する端面１５ａ、及び導光体１５の内周縁に沿う（幅方向の）端面１５ｃを覆う。

なお、導光体１５の薄形化の観点から、遮光部材１６は、導光体１５の端面１５ａ、１５ｃにのみ設けられ、導光体１５の背面側には設けられていないことが好ましい。これにより、導光体１５を薄くでき、表示画面３及び速度計２を厚さ方向において近づけることができる。また、導光体１５内の光を中ケース４１の遮光壁４１ｂで反射させるため、導光体１５の端面のうち遮光壁４１ｂと対向する外周縁に沿う（幅方向の）端面１５ｂには、遮光部材１６は設けられていないことが好ましい。

遮光部材１６は、図６に示すように、頂部１６ａの外周縁から突出した遮蔽壁１６ｂを有している。遮蔽壁１６ｂは、文字板１４の厚さ方向（前面から背面の方向）に沿う端面１４ｄと対向している。遮蔽壁１６ｂは、文字板１４が導光体１５及び遮光部材１６上に配置された際に、文字板１４の厚さ方向高さよりも高くなっている。遮蔽壁１６ｂは、文字板１４の端面１４ｄを厚さ方向において覆い隠すことで、文字板１４と遮蔽壁１６ｂのわずかな隙間から、文字板１４の基材５１からの光漏れを防止し、かつ視認者から端面１４ｄが視認されてしまうことを防止する。また、文字板１４から漏れた光が遮蔽壁１６ｂの頂面１６ｃを意図せず照明してしまうことを防止できる。

本実施形態においては、表示装置１の外観設計上、速度計２（速度計用文字板１４及び導光体１５）の一部を表示画面３の前面側に重畳して配置することにより、速度計２上の表示と、表示画面３上の表示とに連続性を持たせている。この場合、表示画面３と重畳する導光体１５の端面を装飾リング３６で覆うと、装飾リング３６が速度計２と表示画面３との境界を強調し、速度計２上の表示と表示画面３上の表示との連続性を損ねてしまう。

これに対し、本実施形態における表示装置１は、遮光部材１６を導光体１５との一体成形品として設けたため、表示装置１の外観を損ねることなく好適に遮光することができる。すなわち、遮光部材１６は導光体１５との一体成形品であるため、遮光部材１６を導光体１５に取り付けるための構造が不要である。このため、遮光部材１６と導光体１５とが別部材である場合に比べて、隙間なく密着して配置することができる。また、遮光部材１６を薄くできる。これにより、導光体１５の端面１５ａ、１５ｃを文字板１４の端面（一端部１４ａ、内周縁１４ｃ）側に近づけることができる。このような導光体１５の配置により、文字板１４上の意匠３５の位置を文字板１４の端面に近づけて配置することができる。

また、上述した表示装置１の外観設計上、速度計２を表示画面３に重畳して配置した場合においては、速度計２上の表示と表示画面３上の表示とを、近づけることができ、表示装置１の外観を向上させることができる。

さらに、遮光部材１６を設けたことにより、導光体１５内の光が表示画面３側へ漏れることも防止することができる。この結果、速度計２が表示画面３に重畳し近接する場合であっても、表示画面の視認性を低減させることがない。

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ともに、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。

減衰層５４を省略し、スモーク材料等の光を減衰させる材料からなる基材自体が減衰層として機能してもよい。基材５１に別途の減衰層５４を設けた場合に比べて、基材の端面が視認された場合であっても、透明である場合に比べて基材が目立たないという効果を得られる。

表示画面用文字板１３が反射層２３を有する例を説明したが、反射層を省略し基材５１が導光体１５と対向していてもよい。この場合、導光体１５は白色の中ケース４１に基材５１を介して対向し、中ケース４１が導光体１５内の光の反射層として機能する。これにより、導光効率を向上させると同時に、表示画面用文字板１３の反射層２３の印刷工程を減らすことができる。

導光体１５内の光の反射の観点から、速度計用文字板１４の背面側の遮光層５３は省略し、背面側の着色層５２が導光体１５と面していてもよい。

前面側および背面側の着色層５２と、前面側および背面側の遮光層５３と、前面側および背面側の減衰層５４とは、必要に応じていずれか一方の面にのみ設けられていてもよい。

表示パネル１２は、セグメント式の液晶表示パネルや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のマトリックス方式の液晶表示パネルや有機ＥＬパネルであってもよい。

１ 表示装置
２ 速度計
３ 表示画面
１１ 指針
１２ 表示パネル
１２ａ 表示パネル用ケース
１３ 表示画面用文字板
１４ 速度計用文字板
１５ 導光体
１６ 遮光部材
１６ｂ 遮蔽壁
１７ 回路基板
１７ａ 光源
１８ ケース
２１、５１ 基材
２２、５３ 遮光層
２３ 反射層
３１ 開口
３２、３５ 意匠
３６ 装飾リング
４１ 中ケース
４１ａ、４１ｂ 遮光壁
４２ 下ケース
４３ 上ケース
５２ 着色層
５４ 減衰層
６１ 受光部
６２ 導光部

Claims (4)

1. 光を発する光源と、
   前記光源の前面側に設けられ、前記光を透過することにより意匠を表示する第一文字板と、
   前記第一文字板の背面側に配置され、前記光を前記第一文字板に導く導光体と、
   前記導光体の前面から背面の方向に沿う端面を覆う遮光部材と、を備え、
   前記導光体と前記遮光部材とは、前記遮光部材が前記端面と密着した一体成形品である表示装置。
2. 前記第一文字板及び前記導光体の背面側に設けられた第二文字板をさらに備え、
   前記第二文字板は、前記第二文字板の前記導光体に面する領域に、他の領域よりも高反射率を有する反射層を有する請求項１記載の表示装置。
3. 前記第二文字板の背面側に設けられ、情報を表示する表示パネルをさらに備え、
   前記第二文字板は、前記表示パネルを露出し表示画面を区画する開口を有し、
   前記第一文字板及び前記導光体の一部は、前記表示画面の前面側に重畳して配置されており、
   前記遮光部材は、前記表示画面に重畳する前記導光体の前記端面を少なくとも覆う請求項２記載の表示装置。
4. 前記遮光部材は、前記遮光部材の外周縁から突出し、前記第一文字板の前面から背面の方向に沿う端面と対向して前記第一文字板の前記端面を厚さ方向において覆い隠す遮蔽壁を有する請求項１記載の表示装置。

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