JP2018179741A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線基板の外周部から延在する導光部材の、導光部及び出射部のヒケを防止可能な表示装置の提供するものである。【解決手段】 透光性のパネル１０と、パネル１０の後方に配置される配線基板５０と、配線基板５０に接続される光源５１と、光源５１の光を入射する入射部７１と、入射部７１から配線基板５０の外方向へ延出する基部７２と、基部７２からパネル１０の方へ延出する延出部７３と、延出部７３から光源５１の光をパネル１０へ出射する出射部７４と、を有する導光部材７０と、を備えた表示装置において、出射部７４は階段形状である。【選択図】図２

Description

本発明は、建設機械等の車両に搭載された表示装置に関するものである。

従来、この種の表示装置にあっては、例えば、下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の表示装置は、車両に搭載された車両用計器からなり、指針と表示板とにより車速を表示する速度計からなる指針式表示部と、指針式表示部に沿うように指針式表示部の外周の表示板に設けられた複数のインジケータ盤とを備える。

この車両用計器では、表示板の後方に配置された配線基板のコストを低減するために、インジケータ盤の後方に対応する領域には配線基板を延在させず、配線基板の外形寸法を小さくしている。そこで、インジケータ盤を照明するにあたり導光部材を用いている。導光部材は、配線基板の外周辺に設けられた光源の光を入射する入射面（内端面）と、入射面から配線基板の外周へ延出し、入射した光を導光する基部と、基部から前方のインジケータ盤の方へ延出し、導光された光をインジケータ盤の方へ導光する延出部と、インジケータ盤の意匠と平行に対向するように一枚の面で設けられ、反射された光をインジケータ盤へ出射する出射面（延出端面）とを有する。

特開２００２−３７２４４１号公報

ところで、この車両用計器では、出射面がインジケータ盤の意匠と平行に対向するように一枚の面で設けられているため、延出部の断面積が広くなり、その結果、延出部が肉厚となるので、出射面及び延出部にヒケ（ひけ：樹脂材料の金型成形後の成形収縮によって生じるへこみ、窪み）が発生し、光の反射効率及び出射効率が落ちるといった問題点があった。

そこで本発明は、上記問題点に対して対処するため、配線基板の外周辺から延在する導光部材の、導光部（延出部）及び出射部のヒケを防止可能な表示装置の提供を目的とするものである。

本発明は、透光性のパネル１０と、前記パネル１０の後方に配置される配線基板５０と、前記配線基板５０に接続される光源５１と、前記光源５１の光を入射する入射部７１と、前記入射部７１から前記配線基板５０の外方向へ延出する基部７２と、前記基部７２から前記パネル１０の方へ延出する延出部７３と、前記延出部７３から前記光源５１の光を前記パネル１０へ出射する出射部７４と、を有する導光部材７０と、を備えた表示装置において、前記出射部７４は階段形状であることを特徴とする。

また本発明の前記延出部７３は、前記出射部７４の方に向けて前記光源５１の光を反射する反射部７３ａを有し、前記出射部７４は、前記反射部７３ａと略平行な階段形状であることを特徴とする。

また本発明は、前記パネル１０と前記配線基板５０の間に配置され、所定情報３１を表示可能な表示素子３２を有し、前記配線基板５０は、面方向の面積が前記表示手段３０より小さく形成され、前記表示手段３０の内側に配置されていることを特徴とする。

また本発明の前記光源５１は、前記配線基板５０の後方に配置され、前記基部７２は、前記配線基板５０の後方から前記パネル１０へ近づくように形成される段部７２ａを有することを特徴とする。

また本発明は、前記パネル１０と前記表示手段３０との間に形成される間隙に充填され、前記パネル１０と前記表示手段３０とを接合する透明樹脂層２０を有することを特徴とする。

本発明によれば、所期の目的を達成でき、インジケータの照明効率を高めることが可能な表示装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態による表示装置の正面図。 図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図２中の導光部材７０周りの拡大断面図。 前面パネル１０と表示手段３０とを省いた図１中のＺ部の詳細を示す拡大断面図。

以下、図１から図４に基づいて本発明の実施形態を車両に搭載された車両用計器Ｄに適用した場合を例に挙げて説明する。また、車両用計器Ｄの前後及び左右を、各図中に矢印にて示す。

図１，２において、本発明の第１の実施形態による表示装置としての車両用計器Ｄは、中央に配置される各種情報を表示する表示モニター部１００と、表示モニター部１００の左側に複数個配置されるインジケータ部２００と、を備える。

表示モニター部１００は、モニター開口１２ａを有する前面パネル（パネル）１０と、前面パネル１０の後方に配置される配線基板５０と、モニター開口１２ａの後方に配置され、所定情報３１を画像にて表示可能な表示エリア３２ａを有する表示素子３２と、表示素子３２を収納し、前面パネル１０と配線基板５０の間に配置される表示手段３０と、前面パネル１０と表示手段３０との間に形成される間隙に充填され、前面パネル１０と表示手段３０とを接合する透明樹脂層２０と、前面パネル１０の外周端部１３と嵌合し、表示手段３０及び配線基板５０を内部に収納し、配線基板５０を固定保持するケース体４０と、前面パネル１０とケース体４０とを接合する両面テープＴと、ケース体４０の後方の開口を覆うカバー体６０と、から構成される。

インジケータ部２００は、前面パネル１０の左上の角に設けられる第１のインジケータ意匠部１２ｂと、前面パネル１０の第１のインジケータ意匠１２ｂの下に配置される第２のインジケータ意匠部１２ｃと、配線基板５０の後方の外周辺に実装される複数の光源５１と、複数の光源５１の光を第１，第２のインジケータ意匠部１２ｂ，１２ｃにそれぞれ導く複数の導光部材７０と、から構成される。

前面パネル１０は、その母材となる透光性の無機ガラスからなる平板状の透光性基板１１と、この透光性基板１１の後面に黒色の溶剤インキが印刷されて遮光層を形成される不透過部１２と、を有する。

不透過部１２は、表示エリア３２ａに対応する位置に、不透過部１２が形成されない抜き印刷となるモニター開口１２ａが形成されている。尚、不透過部１２は、前方から車両用計器Ｄを視認（正視）した際に、金属製のフレーム体３３が不可視状態となるような隠蔽部としての機能を有する。

また、不透過部１２は、表示モニター部１００側だけではなくインジケータ部２００側にも連続して設けられており、インジケータ部２００おいて、不透過部１２が抜き印刷となる第１，第２のインジケータ意匠部１２ｂ，１２ｃが形成されている。

表示手段３０は、図３に示すように、外装を形成するフレーム体３３の内部に、表示エリア３２ａが設けられた略矩形の表示素子３２と、以下図示しないが、表示素子３２を照明するための発光素子と、発光素子からの光を拡散する導光体と、表示素子３２のソース線（信号線）を駆動するソース線駆動回路と、表示素子３２のゲート線（走査線）を駆動するゲート線駆動回路と、前記ソース線駆動回路，前記ゲート線駆動回路，前記発光素子等を実装するプリント基板と、導光体を支持する略平板状の白色ケースと、を収納している。

尚、必要に応じて、表示素子３２を略均一にバックライト照明するための光学部材（例えば拡散シートやプリズムシート）を表示素子３２の後方に１つ以上配置してもよい。

表示素子３２は、例えば複数個の画素を有するドットマトリクスタイプのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型液晶パネルからなり、例えば図１に示すようなバックモニターのような、車両の外部の各部に搭載されたカメラが撮影した映像である所定情報３１を表示可能な表示エリア３２ａを備えている。

フレーム体３３は、アルミニウムやステンレス等の金属製の導電性材料を略枠状にプレス成形した枠体を前後に重ね合わせて１つの筐体となる。

尚、表示手段３０は、表示手段３０の後面から外部へ出ているフレキシブル配線板Ｆ（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を有する。フレキシブル配線板Ｆは、配線基板５０に設けられた第１の貫通孔５３を通り、配線基板５０の後面に実装されたコネクタ５２に接続されることにより、表示手段３０と配線基板５０を通電させる。また、フレーム体３３の後面に設けられたボス部３３ａには、配線コードＣがビスＶ等の固定具で接続さる。そして、配線コードＣの他端は、配線基板５０に設けられた第２の貫通孔５４を通り、ビスＶ等の固定具で配線基板５０の後面に接続される。このように形成されることにより、フレーム体３３に帯電した静電気は配線基板５０のグラウンドパターンへ落とすことができる。

透明樹脂層２０は、前面パネル１０と表示手段３０との間に形成される間隙に充填されたゲル状の光学接着剤（例えば液状のシリコン系接着剤）からなり、その厚さは３００〜１０００μｍ程度となっており、また、その屈折率は１．４５〜１．５５となっており、無機ガラスにて形成された透光性基板１１の屈折率と略同等の屈折率に設定されている。

また、前面パネル１０と表示手段３０とを接合するにあたって、透明樹脂層２０は、前面パネル１０と表示手段３０とのうち少なくとも一方に塗布し、その後、透明樹脂層２０を用いて前面パネル１０と表示手段３０とを貼り合わせた後、透明樹脂層２０を硬化（ＵＶ硬化）させることで、前面パネル１０と透明樹脂層２０と表示手段３０とで構成される表示モニター部１００を得ることができる。

配線基板５０は、例えばＦＲ−４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ−４）等のガラスエポキシ系基材に配線パターンを施した硬質配線基板からなり、後面（表示出力の反対側の面）に光源５１と、コネクタ５２と、以下図示しないが、光源５１を駆動・制御するとともに表示モニター部１００に備えられる表示素子３２を表示動作させるための指令信号や、表示モニター部１００に備えられる発光素子を点灯動作させるための他の指令信号を出力する、制御手段、抵抗及びコンデンサ等の各種回路部品とが、前記配線パターンに導通接続されている。

また、配線基板５０は、表示手段３０の後方に配設され、面方向の面積が表示手段３０の面方向の面積より小さく形成され、表示手段３０の内側に配置されている。つまり、配線基板５０の実装面は、表示手段３０の表示面方向の外形よりも小さく、前方から視認（正視）した際に、表示手段３０により視認できないように配置されている。

光源５１は、配線基板５０の面方向に対して直交する方向へ任意の色の光を発する縦型発光のチップ型発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）からなり、第１，第２のインジケータ意匠部１２ｂ，１２ｃを照明する光を発光する。また、光源５１は、第１，第２のインジケータ意匠部１２ｂ，１２ｃの数に対応する数を有する。また、光源５１は、第１，第２のインジケータ意匠部１２ｂ，１２ｃ近くの配線基板５０の外周辺の後面に配置される。また、光源５１は、第１，第２のインジケータ意匠部１２ｂ，１２ｃの方を向いて発光するように配置される。

ケース体４０は、例えば黒色のＡＢＳ（アクリロニトリル ブタジエン スチレン共重合合成）樹脂とＡＥＳ（アクリロニトリル エチレン スチレン共重合合成）樹脂との複合樹脂等からなり、前方及び後方が開口した枠状に形成されている。また、ケース体４０は、前方の開口の端部に受部４１を有し、受部４１で前面パネル１０を支持している。また、受部４１には両面テープＴが貼り付けられ、前面パネル１０の外周端部１３と受部４１とが接合されている。このように形成されることにより、表示手段３０は前面パネル１０に宙吊り保持されている。また、ケース体４０は、後方の開口がＬ字状に内側に延びた底面部４２が形成されている。配線基板５０は、底面部４２の後方から複数のビスＶ等の固定具でケース体４０に固定保持される。

カバー体６０は、例えば黒色のＡＢＳ樹脂からなり、前方が開口した箱状に形成されている。また、カバー体６０は、ケース体４０の後方の開口を覆い、カバー体６０の後方から複数のビスＶ等の固定具でケース体４０に固定される。これにより、車両用計器Ｄは、前面パネル１０と、ケース体４０と、カバー体６０とにより、閉じられた筐体となる。

導光部材７０は、図２及至４に示すように、例えば透明のＰＭＭＡ（アクリル）樹脂等からなり、光源５１の点灯によりその照射光を受けて、導光部材７０内に光を入射する入射面（入射部）７１と、入射面７１から第１，第２のインジケータ意匠部１２ｂ，１２ｃの方向へ延出する基部７２と、基部７２から前面パネル１０の方へ延出する延出部７３と、延出部７３から光源５１の光を前面パネル１０へ向けて出射する出射面（出射部）７４と、を有する。また、導光部材７０は、第１のインジケータ意匠部１２ｂと第２のインジケータ意匠部１２ｃ毎に一個ずつ存在する。

基部７２は、一旦、配線基板５０の面方向と略平行な方向に延出し、その後、表示手段３０の後面へ向かい斜めに延出し、その後、表示手段３０の後面の面方向と略平行に延出し、最後に、ケース体４０の底面部４２に至る段部７２ａを有する。このように形成されることにより、表示手段３０の後面と基部７２の前面との間の空隙を小さくし、また、基部７２の後面と底面部４２の前面との間の空隙を小さくできるので、計器装置Ｄの外形の厚みが薄くなり、見栄えの商品性の高い表示装置を提供することができる。

延出部７３は、図３に示すように、前面パネル１０に向けて基部７２からの光を反射する反射面（反射部）７３ａを後面に有する。出射面７４は、反射面７３ａと略平行な端面に階段形状にて形成されている。つまり、階段の段鼻に相当する角部７４ａは、角部７４ａを結ぶ面と反射面７３ａとは、略平行に形成されている。そして、出射面７４は、階段の踏板に相当し、各段の複数の面は、前面パネル１０と略平行に対面するように設定されている。また、階段の蹴り込み板に相当する垂直面７４ｂは、金型成形の抜き勾配の角度に設定されている。

このように形成されることにより、延出部７３は肉厚を反射面７３ａに対し略一定とすることができるので、出射面７４と反射面７３ａにおける成形時のヒケの発生を防止し、照明効率の高い表示装置を提供することができる。また、第１のインジケータ意匠部１２ｂと第２のインジケータ意匠部１２ｃの後方に配線基板５０を配置する必要性が無いので、配線基板５０のコスト上昇を防止し、低価格な表示装置を提供することができる。

また、導光部材７０は、図４に示すように、基部７２または延出部７３の側面から底面部４２に対向するように突出した固定部７５を有する。固定部７５は、ビスＶが挿入される貫通孔（図示せず）が設けられ、固定部７５の前方からビスＶ等の固定具で底面部４２に固定保持される。また、複数の導光部材７０は、基部７２の後面に設けられた角棒状の連結部７６で接続されて一体となっており、同一の金型で一体に成形される。このように形成されることにより、金型個数を低減し、低価格な表示装置を提供することができる。

また、ケース体４０は、第１のインジケータ意匠部１２ｂと第２のインジケータ意匠部１２ｃとの間と、複数の導光部材７０の間とを仕切る仕切り壁４３を有する。このように形成されることで、仕切り壁４３により、第１のインジケータ意匠部１２ｂと第２のインジケータ意匠部１２ｃとの間の光漏れが防止される。このように形成されることにより、照明品質の高い表示装置を提供することができる。

また、底面部４２は反射面７３ａに沿うように形成される。このように形成されることにより、ケース体４０の後面の外周に面取り部４４を形成することができるので、外形が小さくなり、外形の厚みが薄く見える、見栄えの商品性の高い表示装置を提供することができる。

また、配線基板５０は、各部品を後面側のみに実装されている。このように形成されることにより、配線基板５０は前面に各部品を実装する必要が無いので、両面実装によるコスト上昇を防止し、低価格な表示装置を提供することができる。

尚、本発明の表示装置を上記した実施形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

例えば、前面パネル１０と導光部材７０の間に、必要に応じて着色されたＰＭＭＡ樹脂等からなる平板状のレンズ部材を設けてもよい。また、光源５１は、縦型発光のチップ型発光ダイオードであったが、配線基板５０の面方向に対して光を発する横型発光のチップ型発光ダイオードであってもよい。また、光源５１は、配線基板５０の後面に配置されていたが、前面に配置されてもよい。

また、前面パネル１０は、無機ガラスであったが、透明又は半透明のＰＭＭＡ樹脂等などであってもよい。また、透明樹脂層２０は、ゲル状の材料が充填されていたが、透明光学粘着（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）シートを貼り合せて間を埋めてもよい。また、両面テープＴは、弾性体の母材に、両面接着テープ等の接着部材が貼り付けられたものであってもよいし、遮光性の黒色の液状の接着剤等であってもよい。

本発明は、車両用の表示装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用の表示装置に適用することができる。

１０ 前面パネル（パネル）
２０ 透明樹脂層
３１ 所定情報
３２ 表示素子
７２ａ 段部
５０ 配線基板
５１ 光源
７０ 導光部材
７１ 入射面（入射部）
７２ 基部
７３ 延出部
７３ａ 反射面（反射部）
７４ 出射面（出射部）

Claims (5)

1. 透光性のパネルと、
   前記パネルの後方に配置される配線基板と、
   前記配線基板に接続される光源と、
   前記光源の光を入射する入射部と、前記入射部から前記配線基板の外方向へ延出する基部と、前記基部から前記パネルの方へ延出する延出部と、前記延出部から前記光源の光を前記パネルへ出射する出射部と、を有する導光部材と、を備えた表示装置において、
   前記出射部は、階段形状であることを特徴とする表示装置。
2. 前記延出部は、前記出射部の方に向けて前記光源の光を反射する反射部を有し、
   前記出射部は、前記反射部と略平行な階段形状であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記パネルと前記配線基板の間に配置され、所定情報を表示可能な表示手段を有し、
   前記配線基板は、面方向の面積が前記表示手段より小さく形成され、前記表示手段の内側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の表示装置。
4. 前記光源は、前記配線基板の後方に配置され、
   前記基部は、前記配線基板の後方から前記パネルへ近づくように形成される段部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記パネルと前記表示手段との間に形成される間隙に充填され、前記パネルと前記表示手段とを接合する透明樹脂層を有することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
   
   

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