JP2006171465A

JP2006171465A - 表示装置

Info

Publication number: JP2006171465A
Application number: JP2004364961A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Otaki; 和也大滝
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】表示光を反射させて虚像を表示する表示装置において、製造工程を煩雑とすることなく奥行きのある表示を行うことが可能となる表示装置を提供する。
【解決手段】観察者Ｄと対向して配設される反射部材１３と、反射部材１３に第一の表示光Ｌ１を投射する自発光型の表示パネル（有機ＥＬパネル）１１と、表示パネルに形１１成される反射層と、表示パネル１１に第二の表示光Ｌ２を投射する表示器１２と、を備える。第一の表示光Ｌ１を、反射部材１３によって観察者Ｄに向けて反射させて第一の虚像Ｖ１を形成し、第二の表示光Ｌ２を、前記反射層によって反射部材１３に向けて反射させ、さらに反射部材１３によって観察者Ｄに向けて反射させて第一の虚像Ｖ１よりも遠方に位置する第二の虚像Ｖ２を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示光を反射部材によって反射して虚像を形成する表示装置に関するものである。

従来より、表示装置として、発光型表示器が発した表示光を反射させて虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置と称される表示装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。図６は、ヘッドアップディスプレイ装置の一例を示している。ヘッドアップディスプレイ装置１は、車両のダッシュボード等に配設され、発光型表示器２が発した表示光２ａを反射部材３によって観察者４の視線に向けて反射させ、虚像５を表示させるものである。

また、ヘッドアップディスプレイ装置としては、複数の虚像に対応する複数の光源を備え、この各光源のうち一部の光源について、虚像の視点位置に向かう方向に隔てられた距離を拡大するべく光学的拡大手段を介して虚像とし、観察者の視点からの距離が異なる複数の虚像を表示することで奥行きのある表示を行うものがある（例えば特許文献２参照）。
実開昭６３−９０４１号公報実開平３−１０９９２５号公報

しかしながら、かかるヘッドアップディスプレイ装置は、観察者の視点からの距離が異なる複数の虚像を形成するためにレンズや球面鏡等の専用の光学的拡大手段を備えなければならず、また、複数の光源から発せられる表示光の出射位置が異なるために、全ての虚像が同一方向で観察者に視認可能とするためには、観察者に表示光を反射する反射部材に対する各光源及び光学的拡大手段の位置関係を精密に調整する必要があり、ヘッドアップディスプレイ装置の製造工程が煩雑になるという問題点があった。

本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、表示光を反射させて虚像を表示する表示装置において、製造工程を煩雑とすることなく奥行きのある表示を行うことが可能となる表示装置を提供するものである。

本発明の表示装置は、前記課題を解決するために、観察者と対向して配設される反射部材と、前記反射部材に第一の表示光を投射する自発光型の表示パネルと、前記表示パネルに形成される反射層と、前記表示パネルに第二の表示光を投射する表示器と、を備え、前記第一の表示光を、前記反射部材によって前記観察者に向けて反射させて第一の虚像を形成し、前記第二の表示光を、前記反射層によって前記反射部材に向けて反射させ、さらに前記反射部材によって前記観察者に向けて反射させて前記第一の虚像よりも遠方に位置する第二の虚像を形成してなることを特徴とする。

また、本発明は、前記表示パネルは、透明電極と少なくとも発光層を有する有機層と非透光性の背面電極とを積層形成してなる有機ＥＬ素子を透光性の基板上に形成してなる有機ＥＬパネルからなり、前記反射層は、前記背面電極からなることを特徴とする。

また、本発明は、前記反射部材は、凹面鏡からなることを特徴とする。

また、本発明は、前記表示器は、前記第二の表示光として、前記第一の表示光と色の異なる光を発してなることを特徴とする。

また、本発明は、前記表示パネルは、前記第二の表示光を非発光個所にて反射してなることを特徴とする。

また、本発明は、前記表示パネルは、前記表示器から前記第二の表示光が投射される際に、少なくとも前記第二の表示光の反射領域が非表示状態となることを特徴とする。

また、本発明は、前記第一，第二の虚像が重ねて表示されてなることを特徴とする。

また、本発明は、前記表示パネルは、前記第一の虚像として車両状態を表示してなることを特徴とする。

また、本発明は、前記表示器は、前記第二の虚像として、車両の警告情報を表示してなることを特徴とする。

本発明は、表示光を反射部材によって反射して虚像を形成する表示装置に関するものであり、製造工程を煩雑とすることなく奥行きのある表示を行うことが可能となる。

以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明するが、本発明を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した場合を例に挙げて説明する。

ヘッドアップディスプレイ装置１０は、図１に示すように、有機ＥＬパネル（表示パネル）１１と、有機ＥＬパネル１１と対向する表示器１２と、観察者Ｄの視線と対向する位置に配設される反射部材１３と、有機ＥＬパネル１１及び投射部材１２を収納するケース体１４と、から主に構成されている。なお、車両用のヘッドアップディスプレイ装置においては、運転者や助手席搭乗者等の車両に乗車した人物が観察者Ｄとなる。

有機ＥＬパネル１１は、ケース体１４内に反射部材１３と所定の角度をもって対向するように配設されるものであり、図２に示すように、透光性の基板１１ａ上に、透明電極１１ｂ，絶縁層１１ｃ，有機層１１ｄ及び背面電極１１ｅを順次積層形成して有機ＥＬ素子を形成し、この有機ＥＬ素子を気密的に覆うように封止部材１１ｆを紫外線硬化型の接着剤１１ｇを介して基板１１ａ上に配設してなる自発光型の表示パネルである。

基板１１ａは、例えばガラス材料からなる長方形形状の支持基板である。

透明電極１１ｂは、ＩＴＯ等の透光性の導電性材料を基板１１ａ上に蒸着法やスパッタリング法等の手段によって層状に形成し、さらにフォトリソグラフィー法エッチング等の手段によって所定の形状に成形してなるものである。また、透明電極１１ｂは、定電流源（図示しない）と電気的に接続され、有機層１１ｄに正孔を注入する陽極となる。

絶縁層１１ｃは、例えば、ポリイミド系等の絶縁材料をスパッタリング法等の手段によって層状に形成し、さらにフォトリソグラフィー法エッチング等の手段によって所定の形状に成形してなるものである。絶縁層１１ｃは、透明電極１１ｂに対応した窓部を有し、発光領域の輪郭を鮮明に表示するため、透明電極１１ｂの周縁部と若干重なるように前記窓部が形成されるとともに、透明電極１１ｂと背面電極１１ｅとの絶縁を確保する。

有機層１１ｄは、透明電極１１ｂ上に配設されるもので、少なくとも発光層を有するものであれば良く、本発明の実施形態においては正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を蒸着法等の手段によって順次積層形成してなるものである。なお、本実施形態においては有機層１１ｄは青緑色発光をなすものとする。

背面電極１１ｅは、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の非透光性であり反射性を有する導電性材料を蒸着法等の手段によって有機層１１ｄ上に形成してなるもので、長方形形状をなす単一の金属電極（非透光性の電極）であり、有機層１１ｄにおける発光部の共通電極となる。また、背面電極１１ｅは、前記定電流源と電気的に接続され、有機層１１ｄに電子を注入する陰極となる。また、背面電極１１ｅは、表示器１２から発せられる第二の表示光Ｌ２を反射部材１３に向けて反射する反射層となるものである。

封止部材１１ｆは、例えばガラス材料からなる平板部材を切削あるいはエッチング等の手段によって凹形状に形成してなるものである。封止部材１１ｆは、紫外線硬化型の接着剤１１ｇを介して基板１１ａ上に気密的に配設することで、封止部材１１ｆと基板１１ａとで前記有機ＥＬ素子を収納する気密空間を構成している。

以上のように構成される有機ＥＬパネル１１は、透明電極１１ｂおよび背面電極１１ｅに所定の定電流を印加することによって有機層１１ｄから青緑色の第一の表示光Ｌ１を発し、基板１１ａから対向する反射部材１３に向けて第一の表示光Ｌ１を出射する。

表示器１２は、ケース体１４内に有機ＥＬパネル１１と対向するように配設される発光型の表示器であり、例えば、有機ＥＬパネル１１から発せられる第一の表示光Ｌ１とは異なる色（本実施形態においては赤色）の光を発するＬＥＤやバルブ等からなる光源と、前記光源からの光を透過する液晶パネルとを備える液晶表示器からなる。表示器１２から出射された赤色の第二の表示光Ｌ２は、図２に示すように、有機ＥＬパネル１１の背面電極１１ｅによって反射部材１３に向けて反射される。なお、表示器１２は、発光色の異なる複数の光源を備え、第二の表示光Ｌ２の表示色を切り換える、あるいは複数の異なる色の第二の表示光Ｌ２を発するものであってもよい。

反射部材１３は、ポリカーボネート等の樹脂材料にアルミニウム等の金属材料を蒸着させて凹形状の反射面１３ａを形成した凹面鏡であり、ケース体１４の上端部に反射面１３ａが観察者Ｄの視線方向及び有機ＥＬパネル１１と対向するように配設されるものである。反射部材１３は、有機ＥＬパネル１１からの第一の表示光Ｌ１と有機ＥＬパネル１１の背面電極１１ｅによって反射される表示器１２からの第二の表示光Ｌ２とを受光して観察者Ｄの視線に向けて反射し、観察者Ｄに第一の表示光Ｌ１に基づく第一の虚像Ｖ１と第二の表示光Ｌ２に基づく第二の虚像Ｖ２とを拡大して視認させる。なお、本発明の反射部材は、車両のフロントガラスあるいはフロントガラスに配設されるコンバイナ等であってもよい。

ケース体１４は、樹脂材料からなり、有機ＥＬパネル１１及び表示器１２が収容されるものである。また、ケース体１４には第一，第二の表示光Ｌ１，Ｌ２が出射する開口部１４ａが設けられており、この開口部１４ａには例えばアクリル等の透光性樹脂材料からなる透光性カバー１４ｂが配設されている。

ヘッドアップディスプレイ装置１０は、図３に示すように、有機ＥＬパネル１１から発せられる第一の表示光Ｌ１によって、第一の虚像Ｖ１として車両状態である車速（図３では「１００Ｋｍ／ｈ」なる数字表示）を表示する。また、各種情報による警告信号に基づいて表示器１２を発光駆動させ、表示器１２から発せられる第二の表示光Ｌ２によって、第二の虚像Ｖ２として車両の警告情報を示す円状のマークを表示する。第二の虚像Ｖ２は、第二の表示光Ｌ２が表示器１２から出射され、まず、有機ＥＬパネル１１の背面電極１１ｅによって反射部材１３に向けて反射され、次いで、反射部材１３から観察者Ｄの視線に向けて反射されることにより、表示器１２と有機ＥＬパネル１１との間の距離分だけ第一の虚像Ｖ１よりも遠方に位置することとなる。また、このとき、表示内容の異なる第一，第二の虚像Ｖ１，Ｖ２が重畳しないように、有機ＥＬパネル１１において、少なくとも第二の表示光Ｌ２を反射させる反射領域を有機層１１ｄが発光しない非表示状態とする。あるいは、有機ＥＬパネル１１の非発光個所にて第二の表示光Ｌ２を反射させるものであってもよい。なお、車両の警告情報としては、例えば車速やエンジン回転数等の車両状態に関する警告や他車両との接近に関する警告等が考えられる。また、車両の警告情報は文字あるいは数字による表示であってもよい。

かかるヘッドアップディスプレイ装置１０は、観察者Ｄと対向して配設される反射部材１３と、反射部材１３に第一の表示光Ｌ１を投射する有機ＥＬパネル１１と、有機ＥＬパネル１１に形成される反射層となる背面電極１１ｅと、有機ＥＬパネル１１に第二の表示光Ｌ２を投射する表示器１２と、を備え、第一の表示光Ｌ１を、反射部材１３によって観察者Ｄの視線に向けて反射させて第一の虚像Ｖ１を形成し、第二の表示光Ｌ２を、有機ＥＬパネル１１の背面電極１１ｅによって反射部材１３に向けて反射させ、さらに反射部材１３によって観察者Ｄの視線に向けて反射させて第一の虚像Ｖ１よりも遠方に位置する第二の虚像Ｖ２を形成してなるものである。

かかる構成により、第一の虚像Ｖ１よりも遠方に位置する第二の虚像Ｖ２を形成するための第二の表示光Ｌ２を有機ＥＬパネル１１に予め備えられる背面電極１１ｅにて反射させることによって、第二の表示光Ｌ２の観察者Ｄの視点に至るまでの距離を延長する特別の延長部材（引用文献２においては光学的拡大手段）を用いる必要が無いためヘッドアップディスプレイ装置１０の部品点数を削減することができ、また、観察者Ｄに向けて表示光を反射させる反射部材１３に対して有機ＥＬパネル１１の位置関係を調整することによって有機ＥＬパネル１１から発せられる第一の表示光Ｌ１と表示器１２から発せられる第二の表示光Ｌ２と両方の表示光の出射方向を調整することが可能であるため、従来のように特別の前記延長手段を用いる場合と比較して製造工程を複雑にすることがなく、奥行きのある虚像表示を得ることが可能となる。

また、反射部材１３として凹面鏡を用いることによって、第一，第二の虚像Ｖ１，Ｖ２を拡大して表示させることができる。

また、車両内に配設されるヘッドアップディスプレイ装置１０において、第一の虚像Ｖ１として車両状態を表示させ、第二の虚像Ｖ２として車両の警告情報を表示させることによって、通常の表示である車両状態を表示させる第一の虚像Ｖ１よりも遠方、すなわち、車両前方の風景の近傍に位置する第二の虚像Ｖ２として緊急性の高い車両の警告情報を虚像表示させることによって、観察者Ｄが緊急性の高い表示に瞬時に視点を合わせることができ、警告情報の視認性を向上させることが可能となる。また、表示器１２が、第二の表示光Ｌ２として、第一の表示光Ｌ１と色の異なる光を発することによって、警告情報の視認性を向上させることができる。また、有機ＥＬパネル１１が、表示器１２から第二の表示光Ｌ２が投射される際に、少なくとも第二の表示光Ｌ２の反射領域が非表示状態となることによって、表示内容の異なる第一，第二の虚像Ｖ１，Ｖ２が重畳して観察者Ｄに視認されることを抑制し、表示の視認性を向上させることができる。なお、有機ＥＬパネル１１の非発光個所にて第二の表示光Ｌ２を反射させる場合にも同様に第一，第二の虚像Ｖ１，Ｖ２の重畳を抑制することができる。

なお、本発明の実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置１０においては、第一，第二の虚像Ｖ１，Ｖ２が重畳しないように表示されるものであったが、本発明の請求項７に記載のように、第一，第二の虚像Ｖ１，Ｖ２が互いの少なくとも一部が重ねて表示される表示形態とするものであってもよい。図４及び図５は、ヘッドアップディスプレイ装置１０において、第一，第二の虚像Ｖ１，Ｖ２を重ねて表示させる表示例を示す図である。図４においては、車両の警告情報を示す第二の虚像Ｖ２が第一の虚像Ｖ１の背景として表示されている。また、図５においては、第一の虚像Ｖ１の影部を示す第二の虚像Ｖ２が第一の虚像Ｖ１と一部が重なるように表示され、奥行きのある表示を得ることが可能となっている。

本発明の実施の形態であるヘッドアップディスプレイ装置を示す要部断面図。同上に備えられる有機ＥＬパネルを示す断面図。同上の表示例を示す図。同上の他の表示例を示す図。同上の他の表示例を示す図。従来のヘッドアップディスプレイ装置を示す図。

符号の説明

１０ヘッドアップディスプレイ装置（表示装置）
１１有機ＥＬパネル（表示パネル）
１１ａ基板
１１ｂ透明電極
１１ｃ絶縁層
１１ｄ有機層
１１ｅ背面電極
１２表示器
１３反射部材
１４ケース体
Ｄ観察者
Ｌ１第一の表示光
Ｌ２第二の表示光
Ｖ１第一の虚像
Ｖ２第二の虚像

Claims

観察者と対向して配設される反射部材と、
前記反射部材に第一の表示光を投射する自発光型の表示パネルと、
前記表示パネルに形成される反射層と、
前記表示パネルに第二の表示光を投射する表示器と、を備え、
前記第一の表示光を、前記反射部材によって前記観察者に向けて反射させて第一の虚像を形成し、前記第二の表示光を、前記反射層によって前記反射部材に向けて反射させ、さらに前記反射部材によって前記観察者に向けて反射させて前記第一の虚像よりも遠方に位置する第二の虚像を形成してなることを特徴とする表示装置。
前記表示パネルは、透明電極と少なくとも発光層を有する有機層と非透光性の背面電極とを積層形成してなる有機ＥＬ素子を透光性の基板上に形成してなる有機ＥＬパネルからなり、前記反射層は、前記背面電極からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記反射部材は、凹面鏡からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示器は、前記第二の表示光として、前記第一の表示光と色の異なる光を発してなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルは、前記第二の表示光を非発光個所にて反射してなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルは、前記表示器から前記第二の表示光が投射される際に、少なくとも前記第二の表示光の反射領域が非表示状態となることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第一，第二の虚像は、互いの少なくとも一部が重ねて表示されてなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルは、前記第一の虚像として車両状態を表示してなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示器は、前記第二の虚像として、車両の警告情報を表示してなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。