JP2021131454A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示ムラの発生を抑制する技術を提供する。【解決手段】光学部品３００は表面３１０を有する。カバー部品５００は、光学部品３００を向いた裏面５２０を有する。フレーム部品４００は、光学部品３００とカバー部品５００との間に配置される。液晶部品６００は、カバー部品５００の裏面５２０に接続され、フレーム部品４００の枠形形状内に配置される。フレーム部品４００の枠形形状は、光学部品３００の表面３１０を向いた第１面４１０と、カバー部品５００の裏面５２０を向いた第２面４１２とを有する。フレーム部品４００の第１面４１０は、光学部品３００の表面３１０の外周縁部に重ねられ、フレーム部品４００の第１壁４２０は、カバー部品５００の裏面５２０の外周縁部に重ねられる。フレーム部品４００の外側側面４１４には溝４３０が配置される。【選択図】図３

Description

本開示は、液晶部品を有する表示装置に関する。

液晶パネルのような液晶部品は、薄いガラスで構成されるので、液晶部品の表面から裏面に向かう外力を受けた場合に割れてしまうおそれがある。これを防止するために、液晶部品の表示面に透明なカバーガラスのようなカバー部材が取り付けられる。また、カバー部品はフレーム部品に接続される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−２６６９４号公報

電源がオンされている液晶部品に応力が加えられると液晶の配列が乱れるので、液晶部品に表示ムラが発生してしまう。

本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示ムラの発生を抑制する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の表示装置は、表面を有する光学部品と、光学部品を向いた裏面を有するカバー部品と、光学部品とカバー部品との間に配置される枠形形状のフレーム部品と、カバー部品の裏面に接続され、フレーム部品の枠形形状内に配置される液晶部品とを備える。フレーム部品の枠形形状は、光学部品の表面を向いた第１面と、カバー部品の裏面を向いた第２面とを有する。フレーム部品の第１面は、光学部品の表面の外周縁部に重ねられ、フレーム部品の第２面は、カバー部品の裏面の外周縁部に重ねられ、フレーム部品の外側側面には溝が配置される。

本開示によれば、表示ムラの発生を抑制できる。

実施例に係る表示装置が搭載される車室内の外観図である。 図１の表示装置の構造を示す分解斜視図である。 図３（ａ）−（ｂ）は、図１の表示装置の構造を示す断面図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、比較対象の表示装置の構造を示す断面図である。 図５（ａ）−（ｃ）は、図３（ｂ）の表示装置の構造による効果を示す断面図である。 図６（ａ）−（ｄ）は、図３（ｂ）のフレーム部品の構造を示す断面図である。 図７（ａ）−（ｂ）は、図６（ｂ）のフレーム部品の構造による効果を示す断面図である。 図８（ａ）−（ｂ）は、図６（ｃ）のフレーム部品の構造による効果を示す断面図である。

本開示を具体的に説明する前に、概要を述べる。本実施例は、車両に搭載可能な表示装置に関する。表示装置における液晶部品は割れにくくするためにカバー部品に接続される。表示装置に含まれる各部品は一般的に反りやひずみを有しており、これらが大きい部品に対して対策なしに液晶部品を組み付けると、液晶部品に応力がかかり表示ムラが発生してしまう。そのため、表示装置において反りやひずみの影響を吸収できる構造が重要となる。昨今、液晶部品の大型化が進むことによって、部品の有する反りやひずみも大きくなるので、ひずみを吸収する構造はより重要視される。また、ガラス端面が意匠となっている製品の場合、ガラス端面は飛散防止フィルムでカバーできないので、事故発生時に衝撃で割れて、乗員の方向に破片が飛び出す危険性がある。そのため割れを露出させない、あるいは割れさせない構造が重要である。

本実施例に係る表示装置では、液晶部品のカバー部品を取り付けるフレーム部品の外側側面に溝を形成する。溝が空隙部となるので、液晶部品に加わる応力が軽減され、表示ムラの発生が抑制される。また、衝撃を受けた際に溝がつぶれ、カバーガラスが表示装置内部に沈み込むので、カバー部品の端面が露出することが抑制され、使用者に対する安全性も確保される。この沈み込むストロークを考慮すれば、カバー部品の表面と周辺の車両エスカッションとのギャップが小さくなるので、製品として意匠の一体感が向上する。以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行、直交からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

図１は、表示装置１００が搭載される車室内の外観図である。車室内の前方において、右側に運転席６が配置され、左側に助手席８が配置され、運転席６の前方にはハンドル４が配置されている。なお、図１においてはハンドル４および運転席６が右側に配置されているが、これらは左側に配置されてもよい。さらに、ハンドル４の前方には、フロントガラス２が配置される。

また、ハンドル４の側方、例えば左方のセンターコンソールには、表示装置１００が嵌め込まれる。表示装置１００は、前述のごとく、車載装置である。ここでは、カーオーディオ装置あるいはカーナビゲーション装置の機能に加えて、エアーコンディショナにおける温度調節のインターフェイスの機能を備えていてもよい。表示装置１００は、図示しないケーブルを介してスピーカ１０を接続する。スピーカ１０は、左右のドアの内部に配置される。

図２は、表示装置１００の構造を示す分解斜視図である。図２に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、表示装置１００の高さ方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図２における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。ｚ軸の正方向を「上方」、「上側」ということもあり、ｚ軸の負方向を「下方」、「下側」ということもある。ｘ軸の正方向を「前方」、「前側」ということもあり、ｘ軸の負方向を「後方」、「後側」ということもある。ｙ軸の正方向を「右方」、「右側」ということもあり、ｙ軸の負方向を「左方」、「左側」ということもある。そのため、ｚ軸は上下方向に延びる軸であり、ｘ軸は前後方向に延びる軸であり、ｙ軸は左右方向に延びる軸である。

筐体２００は、前側が開口した中空の箱形形状を有するケースである。中空の内側部分はｙ−ｚ平面に広がる矩形状の面を有し、当該を面を囲む部分が前側に向かって突出する。筐体２００の内側部分の面に光学部品３００が接続されることによって、筐体２００の内側部分には光学部品３００が配置される。光学部品３００は箱形形状を有するバックライトであり、前側に矩形状の表面３１０を有する。光学部品３００の表面３１０は、前側に向かって発光する。

カバー部品５００は、筐体２００の前側に配置される。カバー部品５００は、板形形状を有するカバーガラスであり、反対側を向いた表面５１０と裏面５２０とを有する。表面５１０は前側を向き、裏面５２０は後側、つまり光学部品３００を向く。カバー部品５００は、ｙ−ｚ平面において、光学部品３００よりも大きく、かつ筐体２００と同等のサイズを有する。カバー部品５００は、ガラスで形成されるが、ガラス以外の材料で形成されてもよい。ガラス以外の材料の一例は、透光性を有する樹脂等である。

カバー部品５００の裏面５２０には液晶部品６００が接続される。液晶部品６００は、ｙ−ｚ平面において矩形状を有する。液晶部品６００では、後側から前側に向かって、偏光フィルタ、アレイ基板、液晶層、カラーフィルタ基板、偏光フィルタが順番に配置される。ここで、アレイ基板、カラーフィルタ基板は、ガラスによって形成される。

フレーム部品４００は、光学部品３００とカバー部品５００との間に配置される。フレーム部品４００は、枠形形状を有し、光学部品３００の表面３１０を向いた第１面４１０と、カバー部品５００の裏面５２０を向いた第２面４１２と、外側の全周にわたる外側側面４１４とを含む。フレーム部品４００の第１面４１０は、光学部品３００の表面３１０の外周縁部と、筐体２００の外周縁部に配置される突出部分に重ねられて接続される。フレーム部品４００第２面４１２は、カバー部品５００の裏面５２０の外周縁部に重ねられて接続される。フレーム部品４００がカバー部品５００に接続された状態において、フレーム部品４００の枠形形状内には、液晶部品６００が配置される。フレーム部品４００は、例えば、樹脂により形成される。

図３（ａ）−（ｂ）は、表示装置１００の構造を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ’断面図である。図３（ａ）は、フレーム部品４００にカバー部品５００を接続する前の構造を示す。筐体２００の中空部分には、表面３１０を前側に向けた光学部品３００が配置される。筐体２００と光学部品３００の組合せの前側にはフレーム部品４００が配置される。図２に示すようにフレーム部品４００は枠形形状を有するので、図３（ａ）では２つのフレーム部品４００が示される。左側のフレーム部品４００において左側が外側に相当し、右側が内側に相当する。一方、右側のフレーム部品４００は、左側のフレーム部品４００と左右対称の構造を有するので、右側のフレーム部品４００において右側が外側に相当し、左側が内側に相当する。

フレーム部品４００は、第１壁４２０、第２壁４２２、第３壁４２４を含む。第１壁４２０は、ｙ−ｚ平面に広がる板形形状を有し、後側に第１面４１０を含む。第１面４１０は、筐体２００の外周縁部に配置される突出部分と、光学部品３００の表面３１０の外周縁部とに接続される。第２壁４２２は、第１壁４２０の前側に配置され、ｙ−ｚ平面に広がる板形形状を有する。第２壁４２２の左右方向の幅は第１壁４２０の左右方向の幅よりも狭い。また、第２壁４２２は、前側に第２面４１２を含む。

第３壁４２４は、ｚ−ｘ平面に広がる板形状を有し、第１壁４２０の中央部付近と第２壁４２２の内側端部とに接続される。離間して並べられた第１壁４２０の一部と第２壁４２２と、それらをつなぐ第３壁４２４との組合せにより、フレーム部品４００の外側側面４１４に溝４３０が配置される。溝４３０は、外側に向かって開口する矩形状の断面を有する。このような溝４３０は、フレーム部品４００の全周にわたり設けられる。カバー部品５００は、例えば、内側部分が外側部分よりも後側に位置するような反りを有する。カバー部品５００は、内側部分が外側部分よりも前側に位置するような反りを有してもよい。前述のごとく、カバー部品５００の裏面５２０には液晶部品６００が取り付けられる。

図３（ｂ）は、フレーム部品４００にカバー部品５００を接続した後の構造を示す。カバー部品５００の裏面５２０の外周縁部が、フレーム部品４００の第２面４１２に接続されると、カバー部品５００の反りにあわせて、第２壁４２２は内側よりも外側において前側に反るように変形する。つまり、光学部品３００の開口が広がるように第２壁４２２が変形する。このような第２壁４２２の変形により、第２壁４２２からカバー部品５００に対して加えられる反りの矯正のための応力が小さくなる。カバー部品５００における応力が小さくなると、液晶部品６００に加えられる応力も小さくなって、液晶部品６００における表示ムラの発生が抑制される。

図４（ａ）−（ｂ）は、比較対象の表示装置８００の構造を示す断面図である。図４（ａ）−（ｂ）は、図３（ａ）−（ｂ）と同様に示される。図４（ａ）は、フレーム部品８３０にカバー部品８４０を接続する前の構造を示す。筐体８１０、光学部品８２０、表面８２２、フレーム部品８３０、カバー部品８４０、表面８４２、裏面８４４、液晶部品８５０は、筐体２００、光学部品３００、表面３１０、フレーム部品４００、カバー部品５００、表面５１０、裏面５２０、液晶部品６００にそれぞれ対応する。

図４（ａ）の表示装置８００ではフレーム部品８３０の構造がフレーム部品４００の構造と異なる。フレーム部品８３０は、２段の階段形状を有するとともに、後側に第１面８３２を配置し、前側に第２面８３４を配置する。また、第１面８３２の面積は第２面８３４の面積よりも大きくされる。第１面８３２は、筐体８１０の外周縁部に配置される突出部分と、光学部品８２０の表面８２２の外周縁部とに接続される。さらに、フレーム部品８３０は外側に外側側面８３６を配置する。外側側面８３６には溝が形成されていない。これまでと同じくカバー部品８４０は、例えば、内側部分が外側部分よりも後側に位置するような反りを有する。カバー部品８４０の裏面８４４には液晶部品８５０が取り付けられる。

図４（ｂ）は、フレーム部品８３０にカバー部品８４０を接続した後の構造を示す。カバー部品８４０の裏面８４４の外周縁部が、フレーム部品８３０の第２面８３４に接続される。第２面８３４が変形しないので、カバー部品８４０の反りが第２面８３４により矯正される。その結果、第２面８３４からカバー部品８４０に対して加えられる反りの矯正のための応力が大きくなる。カバー部品８４０における応力が大きくなると、液晶部品８５０に加えられる応力も大きくなって、液晶部品８５０における表示ムラが発生する。

図５（ａ）−（ｃ）は、表示装置１００の構造による効果を示す断面図である。図５（ａ）は、図４（ｂ）の表示装置８００を車両側エスカッション８７０に取り付けた場合を示す。ここでは、製品として意匠の一体感を向上させるために、車両側エスカッション８７０と表面８４２とが同一面に近くなるように車両側エスカッション８７０が配置される。飛散防止フィルム８６０は、ガラスが割れたときの飛散を防止するためのフィルムであり、カバー部品８４０の表面８４２に貼り付けられる。飛散防止フィルム８６０はカバー部品８４０の端部まで覆えない。そのため、カバー部品８４０が露出した矢印の位置に衝撃荷重が加えられることによって、カバー部品８４０が破損した場合に、破片が車両側エスカッション８７０よりも前側に飛び散るおそれがある。これにより、安全性が低下する。

図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるカバー部品８４０が破損した場合に、破片が車両側エスカッション８７０よりも前側に飛び散らないようにするために、車両側エスカッション８７０が図５（ａ）の車両側エスカッション８７０よりも前側に配置される。これにより、車両側エスカッション８７０と表面８４２との間に段差が設けられる。その結果、製品として意匠の一体感が低下する。

図５（ｃ）は、図３（ｂ）の表示装置１００を車両側エスカッション７００に取り付けた場合を示す。ここでは、製品として意匠の一体感を向上させるために、車両側エスカッション７００と表面５１０とが同一面に近くなるように車両側エスカッション７００が配置される。そのため、矢印の位置に衝撃が加えられることによって、カバー部品５００に衝撃荷重が加えられると、溝４３０が破壊されて、カバー部品５００が後側に沈み込む。これにより、破片が車両側エスカッション７００よりも前側に飛び散りにくくなる。

図６（ａ）−（ｄ）は、フレーム部品４００の構造を示す断面図である。図６（ａ）は、図３（ａ）−（ｂ）に示したフレーム部品４００の構造を示す。図６（ｂ）は、フレーム部品４００の別の構造を示す。第１壁４２０と第３壁４２４は図３（ａ）−（ｂ）と同一であるが、第２壁４２２はテーパ形状を有する。つまり、第２壁４２２が第３壁４２４から離れるほど、第２壁４２２の厚みは薄くなり、第１壁４２０と第２壁４２２との間隔が大きくなる。図６（ｃ）は、フレーム部品４００のさらに別の構造を示す。第１壁４２０と第２壁４２２は図３（ａ）−（ｂ）と同一であるが、第３壁４２４は、前側から後側に向かう方向において内側に傾斜する。図６（ｄ）は、フレーム部品４００のさらに別の構造を示す。第１壁４２０と第２壁４２２は図３（ａ）−（ｂ）と同一であるが、第３壁４２４は第１壁４２０側と第２壁４２２側から内側に曲がる円弧面形状を有する。

図７（ａ）−（ｂ）は、フレーム部品４００の構造による効果を示す断面図である。図７（ａ）は、図３（ｂ）の一部の構造を示す。図４（ｂ）のフレーム部品８３０を使用する場合よりもフレーム部品４００を使用する場合の方がカバー部品５００に加えられる応力が小さくなる。その応力が矢印で示される。図７（ｂ）は、図６（ｂ）のフレーム部品４００を使用する場合を示す。前述のごとく、第２壁４２２はテーパ形状を有するので、第２壁４２２の剛性が減少して撓みやすくなるので、カバー部品５００に加えられる応力がさらに小さくなる。これにより、液晶部品６００（図示せず）に加えられる応力がさらに小さくなり、表示ムラがさらに軽減する。

図８（ａ）−（ｂ）は、フレーム部品４００の構造による効果を示す断面図である。図８（ａ）は、図３（ｂ）と同様に示される。ここで、第２壁４２２のうちの破壊可能な部分の長さが「Ｌ」と示される。図８（ｂ）は、図６（ｃ）のフレーム部品４００を使用する場合を示す。ここでは、第２壁４２２のうちの破壊可能な部分の長さが「Ｌ’」とされる。特に、Ｌ’＜Ｌである。そのため、同一の応力が加えられる場合の根元部のモーメントが大きくなり、第２壁４２２が破壊されやすくなる。つまり、フレーム部品４００がカバー部品５００側からの衝撃を受けたときに、溝４３０側に印加されやすくなることで、溝４３０が破壊されやすくなる。

本実施例によれば、フレーム部品の外側側面に溝が配置されるので、フレーム部品の第２壁が変形することによってカバー部品に加わる応力を低減できる。また、カバー部品に加わる応力が低減されるので、表示ムラの発生を抑制できる。また、液晶部品を取り付ける際に溝を設けた部分がカバー部品の形状にならう形に変形するので、カバー部品が有する反りやひずみの程度によらず、従来のフレームの機能を保ったまま各部品が持つ形状ばらつきを吸収できる。また、衝撃を受けた場合に、溝が破壊され表示装置１００の内部に落ち込むので、カバー部品の端面が表示装置の表面に露出することを防止できる。また、カバー部品の端面が表示装置の表面に露出することが防止されるので、使用者の安全性を確保できる。また、落ち込むストローク分だけ車両側エスカッションとのギャップを埋められるので、意匠の一体感を向上できる。

また、溝の断面は矩形状を有するので、溝を容易に形成できる。また、第３壁から離れるほど第２壁が薄くなるので、第２壁が変形しやすくなり、カバー部品に加わる応力をさらに小さくできる。また、第２壁から第１壁に向かう方向において第３壁が内側に傾斜するので、第２壁を破壊しやすくできる。また、第３壁が円弧面形状を有するので、構造の自由度を向上できる。

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の表示装置は、表面を有する光学部品と、光学部品を向いた裏面を有するカバー部品と、光学部品とカバー部品との間に配置される枠形形状のフレーム部品と、カバー部品の裏面に接続され、フレーム部品の枠形形状内に配置される液晶部品とを備える。フレーム部品の枠形形状は、光学部品の表面を向いた第１面と、カバー部品の裏面を向いた第２面とを有する。フレーム部品の第１面は、光学部品の表面の外周縁部に重ねられ、フレーム部品の第２面は、カバー部品の裏面の外周縁部に重ねられ、フレーム部品の外側側面には溝が配置される。

この態様によると、フレーム部品の外側側面に溝が配置されるので、カバー部品に加わる応力が低減されるので、表示ムラの発生を抑制できる。

溝の断面は矩形状を有してもよい。この場合、溝の断面は矩形状を有するので、溝を容易に形成できる。

溝は、第１面側の第１壁と、第２面側の第２壁と、第１壁と２壁との間に配置される第３壁とを含んでもよい。第２壁は、第３壁から離れるほど薄くなってもよい。この場合、第３壁から離れるほど第２壁が薄くなるので、第２壁が変形しやすくなり、カバー部品に加わる応力をさらに小さくできる。

溝は、第１面側の第１壁と、第２面側の第２壁と、第１壁と２壁との間に配置される第３壁とを含んでもよい。第３壁は、第２壁から第１壁に向かう方向において内側に傾斜してもよい。この場合、第２壁から第１壁に向かう方向において第３壁が内側に傾斜するので、第２壁を破壊しやすくできる。

溝は、第１面側の第１壁と、第２面側の第２壁と、第１壁と２壁との間に配置される第３壁とを含んでもよい。第３壁は、第１壁側と第２壁側から内側に曲がる円弧面形状を有してもよい。この場合、第３壁が円弧面形状を有するので、構造の自由度を向上できる。

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

２ フロントガラス、 ４ ハンドル、 ６ 運転席、 ８ 助手席、 １０ スピーカ、 １００ 表示装置、 ２００ 筐体、 ３００ 光学部品、 ３１０ 表面、 ４００ フレーム部品、 ４１０ 第１面、 ４１２ 第２面、 ４１４ 外側側面、 ４２０ 第１壁、 ４２２ 第２壁、 ４２４ 第３壁、 ４３０ 溝、 ５００ カバー部品、 ５１０ 表面、 ５２０ 裏面、 ６００ 液晶部品。

Claims (5)

1. 表面を有する光学部品と、
   前記光学部品を向いた裏面を有するカバー部品と、
   前記光学部品と前記カバー部品との間に配置される枠形形状のフレーム部品と、
   前記カバー部品の前記裏面に接続され、前記フレーム部品の枠形形状内に配置される液晶部品とを備え、
   前記フレーム部品の枠形形状は、前記光学部品の前記表面を向いた第１面と、前記カバー部品の前記裏面を向いた第２面とを有し、
   前記フレーム部品の前記第１面は、前記光学部品の前記表面の外周縁部に重ねられ、
   前記フレーム部品の前記第２面は、前記カバー部品の前記裏面の外周縁部に重ねられ、
   前記フレーム部品の外側側面には溝が配置されることを特徴とする表示装置。
2. 前記溝の断面は矩形状を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記溝は、前記第１面側の第１壁と、前記第２面側の第２壁と、前記第１壁と前記２壁との間に配置される第３壁とを含み、
   前記第２壁は、前記第３壁から離れるほど薄くなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記溝は、前記第１面側の第１壁と、前記第２面側の第２壁と、前記第１壁と前記２壁との間に配置される第３壁とを含み、
   前記第３壁は、前記第２壁から前記第１壁に向かう方向において内側に傾斜することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記溝は、前記第１面側の第１壁と、前記第２面側の第２壁と、前記第１壁と前記２壁との間に配置される第３壁とを含み、
   前記第３壁は、前記第１壁側と前記第２壁側から内側に曲がる円弧面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

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