JP6566608B2 - 表示モジュール及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示パネルと表示パネルを支持する支持体とを有する表示モジュール及び表示装置に関する。
画像を表示する表示装置は、液晶表示パネル（液晶ディスプレイ、ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬパネル等、表示パネルに設けられた表示面に画像を表示させる。また、表示パネルは、画像の品質の向上等を目的として、表示パネルにフィルム状（シート状）の光学部材を積層させている。ここで、表示パネルは、板状の部材であり、外周が他の部材によって支持されている。
例えば、特許文献１に記載の液晶表示装置は、液晶パネルと、シート状の光学部材（光学シート）と、導光板と、一対の光源搭載基板と、複数の光源と、を筐体で保持している液晶表示装置が記載されている。特許文献１に記載の液晶表示装置は、液晶パネルと光学シートとの間に第２のフレームと、ゴムクッションを設けている。
特開２００８−２９９１８１号公報
ここで、表示装置は、シート状の光学部材を接着剤や粘着シートで筐体に固定する場合もある。しかしながら、接着剤等で貼りつけたり、特許文献１に記載のように挟み込んで固定したりして、筐体に固定すると、シート状の光学部材に歪み、弛みまたは皺等が生じる場合がある。このように光学部材に歪み、弛みまたは皺等が生じると、表示させる画像に劣化が生じる。
本開示は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示パネルに重ねるフィルム部材を表示パネルとともに支持することができ、かつ、画像の劣化を抑制することができる表示モジュール及び表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の表示モジュールは、表示面に画像を表示させる表示パネルと、前記表示パネルに重ねられるシート状の光学部材と、前記表示パネルと前記光学部材を支持する筐体と、を有し、前記筐体は、前記表示パネルの外周を覆い、前記表示パネルの前記表示面側の端部が、前記表示面の中心側に突出し前記表示面の外縁と対面する第１筐体と、前記表示パネルの外周を覆い、かつ、前記第１筐体に連結され、前記表示パネルの前記表示面とは反対側の端部が、前記表示面の中心側に突出し前記表示面とは反対側の面の外縁と対面する第２筐体と、前記第２筐体の第１筐体側とは反対側の面に配置され、かつ、前記第２筐体に連結され、前記第２筐体との間に前記光学部材が配置される第３筐体と、を有することを特徴とする。
また、前記第３筐体は、前記第１筐体側に突出した突起部を有し、前記突起部は、前記第２筐体に挿入され、前記表示パネルの周囲を覆い、前記表示パネルの前記表示面に平行な面における位置決め部材となることが好ましい。
また、前記突起部は、弾性を有し、前記第２筐体に挿入されている部分が、前記第２筐体の開口よりも外縁側に突出し、前記第２筐体の前記第１筐体側の面と接することが好ましい。
また、前記表示パネルは、液晶表示パネルであることが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記のいずれかに記載の表示モジュールと、前記表示モジュールに向けて、光を照射する光源と、前記表示モジュールを介して前記光源の反対側に配置され、前記表示モジュールを通過した光を、画像を表示する表示面に案内する光学系と、を有することを特徴とする。
図１は、本実施形態に係る表示装置を示す概略図である。 図２は、本実施形態に係る表示装置が備える液晶表示モジュールの斜視図である。 図３は、図２に示すα面の断面図である。 図４は、図２に示すβ面の断面図である。 図５は、液晶表示モジュールの拡大断面図である。 図６は、第２筐体の概略構成を示す斜視図である。 図７は、第３筐体の概略構成を示す斜視図である。 図８は、第２筐体と第３筐体との関係を示す正面図である。 図９は、第２筐体と第３筐体との関係を示す側面図である。
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
図１は、本実施形態に係る表示装置を示す概略図である。本実施形態の表示モジュールを表示装置１に用いた場合について、説明する。表示装置１は、乗用車、バスまたはトラック等の車両に搭載されて、車両のフロントウインドウＷに車両の速度や進行方向、周囲の状況などの情報を表示するヘッドアップディスプレイである。表示装置１を用いることにより、車両の運転者Ｄは、前景からほとんど視線を逸らさずに、フロントウインドウＷに表示された情報を視認することができる。
表示装置１は、車両のフロントパネルＩＰ内に収納されている。表示装置１は、光源２と、液晶表示モジュール３と、ミラー４とを含む。光源２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であるが、これに限定されるものではない。
図２は、本実施形態に係る表示装置が備える液晶表示モジュールの斜視図である。液晶表示モジュール３は、画像Ｐを表示する表示面ＰＥを備えている。ミラー４は凹面鏡である。液晶表示モジュール３の表示面ＰＥから照射された光はミラー４に照射され、画像Ｐを投影する。表示装置１は、ミラー４と対向する位置に、開口部５を有している。
液晶表示モジュール３が投影した画像Ｐは、ミラー４によって反射されて、開口部５を通過してフロントウインドウＷに投影される。ミラー４は、画像Ｐを拡大してフロントウインドウＷに投影する。運転者Ｄは、フロントウインドウＷを通して、液晶表示モジュール３が投影した画像Ｐの虚像ＰＩを視認する。
次に、液晶表示モジュール３についてより詳細に説明する。図３は、図２に示すα面の断面図である。図４は、図２に示すβ面の断面図である。図５は、液晶表示モジュールの拡大断面図である。図６は、第２筐体の概略構成を示す斜視図である。図７は、第３筐体の概略構成を示す斜視図である。図８は、第２筐体と第３筐体との関係を示す正面図である。図９は、第２筐体と第３筐体との関係を示す側面図である。また、図３から図５は、液晶表示モジュール３の表示面ＰＥが図中上側となり、光源２側の面が図中下側となる向きで示している。また、図８は、光源２側から第２筐体と第３筐体を見た状態を模式的に示している。また、液晶表示モジュール３は、表示面ＰＥに直交する方向から投影視した場合における、液晶表示パネル１２の中心（つまり表示面ＰＥの中心）に近づく方向を内側の方向といい、液晶表示パネル１２の中心（つまり表示面の中心）から離れる方向を外側の方向という。液晶表示モジュール３の断面を示す場合は、断面において、液晶表示パネル１２の中心、表示面ＰＥの中心に近づく方向を内側の方向、液晶表示パネル１２の中心、表示面ＰＥの中心から離れる方向を外側の方向とする。
図２及び図３に示すように、液晶表示モジュール３は、画像Ｐを表示する液晶表示パネル１２と、液晶表示パネル１２の光源２側の面に配置された光学部材１４と、液晶表示パネル１２の周囲に配置され、液晶表示パネル１２を保護する筐体１６と、を備えている。
液晶表示パネル１２は、電圧を印加することにより液晶を配向して特定の方向の光を透過させ、通過する光が通過するか否かを切り換える。これにより、液晶表示パネル１２は、画像の光を出力することができる。ここで、液晶表示パネル１２は、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型等種々の型の液晶表示ディスプレイを用いることができる。つまり、液晶表示パネル１２は、画像を表示できればよく、回路構成や、液晶の構成として種々の方式を用いることができる。ここで、液晶表示モジュール３は、図２に示すように、液晶表示パネル１２の画像を表示させる表示面ＰＥが矩形となる。
液晶表示パネル１２は、例えば画像を表示する基板ユニットと、この基板ユニットを挟んで基板ユニットの表面に設置される一対の偏光板を備えている。基板ユニットには、複数の画素に対応した、配線や電極、カラーフィルタ等が形成されている。基板ユニットは、各画素に対応する配線や電極に印加する電圧を制御し、各画素に対応する液晶層に形成される電界を制御することで、各画素の光の偏光状態を切り換える。
光学部材１４は、２枚の光学シート１４ａ、１４ｂを有する。光学シート１４ａ、１４ｂとしては、拡散シート、レンズシート等が例示される。なお、光学部材１４は、少なくとも１枚の光学シートを備えていればよく、枚数は限定されない。
次に、筐体１６は、液晶表示パネル１２と光学部材１４とを、液晶表示パネル１２と光学部材１４の表示面ＰＥと重ならない位置で支持する。筐体１６は、液晶表示パネル１２の外側の一部と重なる位置に配置されている。つまり、内側に液晶表示パネル１２が配置されている。筐体１６は、中心側に開口が形成され、液晶表示パネル１２の側面（表示面ＰＥの外縁）の外側の全面に配置されている。つまり、筐体１６は、内側に開口が形成された枠である。液晶表示パネル１２の表示面ＰＥとその反対側の面は、筐体１６の開口によって露出した状態となる。
筐体１６は、第１筐体２０と、第２筐体２２と、第３筐体２４と、両面テープ２６と、を有する。筐体１６は、第１筐体２０と第２筐体２２とで液晶表示パネル１２を保護し、第２筐体２２と第３筐体２４とで光学部材１４を保護する。両面テープ２６は、液晶表示パネル１２と第２筐体２２とに密着され、第２筐体２２に対して液晶表示パネル１２を固定している。第１筐体２０と、第２筐体２２と、第３筐体２４とは、金属や樹脂等、例えば、金属であればステンレス鋼で形成されている。第１筐体２０と、第２筐体２２と、第３筐体２４とは、剛性が高い材料で形成することが好ましい。これにより、液晶表示パネル１２を好適に支持することができ、また、外部からの応力等からも保護することができる。
第１筐体２０は、側面部３０と、正面部３２とを有する。側面部３０は、液晶表示パネル１２の外周を囲う枠形状であり、液晶表示パネル１２の側面（表示面ＰＥに直交する面）と対面している。正面部３２は、側面部３０の表示面ＰＥ側の端部と連結され、内側に突出し、液晶表示パネル１２の正面と対面している。正面部３２は、表示面ＰＥと重なる部分に表示用開口３４が形成されている。したがって第１筐体２０は、図３及び図４に示すように側面部３０と正面部３２との断面がＬ字となり、液晶表示パネル１２の表示面ＰＥ側の面と側面と対面している。また、第１筐体２０は、表示用開口３４が形成されている部分の断面の液晶表示パネル１２から離れている側の端面が切り欠かれている。これにより、表示面ＰＥに表示される画像をより広い角度に向けて表示させることができる。また、第１筐体２０は、側面部３０の一部に液晶表示パネル１２の配線基板１３が通過する切欠き部３６が形成されている。
第２筐体２２は、側面部４０と、背面部４２とを有する。側面部４０は、液晶表示パネル１２の外周を囲う枠形状であり、液晶表示パネル１２の側面（表示面ＰＥに直交する面）と対面している。側面部４０は、第１筐体２０の側面部３０よりも外側に配置されている。つまり、側面部４０は、内側の面が側面部３０の外側の面と対面している。背面部４２は、側面部４０の表示面ＰＥ側とは反対側、つまり光源２側の端部と連結され、内側に突出し、液晶表示パネル１２の背面（光源２側の面）と対面している。背面部４２は、表示面ＰＥと重なる部分に表示用開口４４が形成されている。したがって第２筐体２２は、図３及び図４に示すように側面部４０と背面部４２との断面がＬ字となり、液晶表示パネル１２の光源２側の面と側面と対面している。また、第２筐体２２は、図３、図４及び図６に示すように背面部２０の表示用開口４４よりも外側の部分に開口４６が形成されている。
第３筐体２４は、背面部５２と複数の上下面側突起部５６、複数の側面側突起部５８とを有する。背面部５２は、第２筐体２２の背面部４２よりも光源２側に配置されている板状の部材である。背面部５２は、表示面ＰＥと重なる部分に表示用開口５４が形成されている。また、第３筐体２４は、図３、図４及び図７に示すように、表示用開口５４よりも外側に、表示用開口５４を囲うように、所定の間隔で、上下面側突起部５６と、側面側突起部５８とが設けられている。
上下面側突起部５６は、図３に示すように、表示面ＰＥの短手方向の端部（配線基板１３が設けられている辺及び対面する辺側）に形成されており、表示面ＰＥ側に突出している。上下面側突起部５６は、外側に突出した突起部５９が設けられている。また、上下面側突起部５６の配線基板１３とは反対側の面には位置決め部６０が設けられている。位置決め部６０は、組立時に液晶表示パネル１２の位置決めに用いる部分である。側面側突起部５８は、表示面ＰＥの長手方向の端部に形成されており、表示面ＰＥ側に突出している。
筐体１６は、図８及び図９に示すように、第２筐体２２の開口４６と、第３筐体２４の複数の上下面側突起部５６、複数の側面側突起部５８とが対応して形成されている。筐体１６は、組立てられている状態では、複数の上下面側突起部５６、複数の側面側突起部５８がそれぞれの開口４６に挿入され、第１筐体２０の正面部３２側に突出している。また、筐体１６は、上下面側突起部５６の突起部５９が第２筐体２２の背面部４２の開口４６が形成されている部分よりも外側の部分と接し、第３筐体２４が第２筐体２２から抜けない状態とする。これにより、第３筐体２４は、第２筐体２２に支持される。
筐体１６は、第３筐体２４の背面部５２に光学部材１４を配置した状態で、複数の上下面側突起部５６、複数の側面側突起部５８を第２筐体２２の開口４６に挿入することで、第２筐体２２と第３筐体２２との間に光学部材１４を保持した状態で、第３筐体２４を第２筐体２４に固定することができる。この時、第３筐体２４の上下面側突起部５６の対面する２辺の両方を同時に開口４６に挿入してもよいし、一方の辺の上下面側突起部５６を開口４６に挿入した（引っかけた）後、他方の辺の上下面側突起部５６を開口４６に挿入してもよい。その後、第２筐体２２の表示面ＰＥ側から液晶表示パネル１２を設置し、第２筐体２２の表示面ＰＥ側から第１筐体２０を設置することで、組み立てることができる。
筐体１６は、以上のような構造であり、図３及び図４に示すように、第１筐体２０の正面部３２と、第２筐体２２の背面部４２とで、液晶表示パネル１２を挟み込み、液晶表示パネル１２を保護している。また、液晶表示パネル１２は、両面テープ２６で第２筐体２２の背面部４２に固定されている。
また、筐体１６は、第２筐体２２の背面部４２と第３筐体２４の背面部５２とで光学部材１４を挟み込み、光学部材１４を液晶表示パネル１２に対して所定の位置に支持する。また、第２筐体２２と第３筐体２４は、背面部４２と背面部５２とで形成される空間に光学部材１４が配置されているため、空間内で光学部材１４が移動可能な状態となる。これにより光学部材１４が熱で伸びた場合もその伸びを空間で吸収し、光学部材１４に負荷がかかることを抑制できる。これにより、光学部材１４に皺がよったり、ゆがんだりすることを抑制できる。つまり、液晶表示モジュール３は、光源２から光が照射され、高温になった場合や、寒冷地におかれて低温になった場合でも、光学部材１４が筐体１６によって圧縮されたり、引っ張られたりすることを抑制することができる。これにより、光学部材１４に起因して表示むらや画像の乱れが生じることを抑制できる。
また、筐体１６は、第３筐体２４の複数の上下面側突起部５６、複数の側面側突起部５８が第２筐体２２よりも第１筐体２０の正面部３２側に突出し、液晶表示パネル１２の側面と対面することで、複数の上下面側突起部５６、複数の側面側突起部５８を液晶表示パネル１２の表示面ＰＥと平行な面上における位置決め部材とすることができる。つまり、筐体１６は、光学部材１４を支持する機構、かつ、液晶表示パネル１２を位置決めする機構として第３筐体２４を用いることができる。このように、第３筐体２４に複数の機能を持たせることで、装置点数を少なくし、装置構成を簡単にすることができる。
筐体１６は、第３筐体２４の背面部５２の光学部材１４が配置される部分に光学部材が配置されているかを確認する目視用の窓を設けてもよい。これにより、光学部材が正しい枚数配置されているかを確認することができる。
ここで、本実施形態の液晶表示パネル１２は、表示面ＰＥの外形を矩形形状としたが、これに限定されない。液晶表示パネル１２は、正方形としてもよい。また矩形に限定されず、平行四辺形や、楕円、円、多角形としてもよい。筐体１６も、液晶表示パネル１２と同様に種々の形状とすることができる。
以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。例えば、上記実施形態では、画像を表示する表示パネルを液晶表示パネルとし、表示モジュールを液晶表示モジュールとしたがこれに限定されない、表示モジュールは、液晶表示パネル以外の画像を表示する表示パネルを用いてもよい。この場合も表示パネルの光学部材の変形を抑制することで表示ムラの発生を抑制することができる。装置をより薄型化することができ部品点数の増加を抑制できる。
また、本実施形態に係る表示モジュールは、ヘッドアップディスプレイ以外にも、カーナビゲーションシステム、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、本実施形態に係る表示モジュールは、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示パネルに映像信号を供給し、表示パネルの動作を制御する制御装置を備える。
１ 表示装置
２ 光源
３ 液晶表示モジュール
４ ミラー
５ 開口部
１２ 液晶表示パネル
１３ 配線基板
１４ 光学部材
１４ａ、１４ｂ 光学シート
１６ 筐体
２０ 第１筐体
２２ 第２筐体
２４ 第３筐体
２６ 両面テープ
３０ 側面部
３２ 正面部
３４、４４、５４ 表示用開口
３６ 切欠き部
４０ 側面部
４２ 背面部
４６ 開口
５２ 背面部
５６ 上下面側突起部
５８ 側面側突起部
５９ 突起部
６０ 位置決め部
Ｄ 運転者
ＩＰ フロントパネル
Ｐ 画像
ＰＥ 表示面
ＰＩ 虚像
Ｗ フロントウインドウ

Claims (4)

  1. 表示面に画像を表示させる表示パネルと、
    前記表示パネルに重ねられるシート状の光学部材と、
    前記表示パネルと前記光学部材を支持する筐体と、を有し、
    前記筐体は、前記表示パネルの外周を覆い、前記表示パネルの前記表示面側の端部が、前記表示面の中心側に突出し前記表示面の外縁と対面する第１筐体と、
    前記表示パネルの外周を覆い、かつ、前記第１筐体に連結され、前記表示パネルの前記表示面とは反対側の端部が、前記表示面の中心側に突出し前記表示面とは反対側の面の外縁と対面する第２筐体と、
    前記第２筐体の第１筐体側とは反対側の面に配置され、かつ、前記第２筐体に連結される第３筐体と、を有し、
    前記光学部材は、前記第２筐体の背面部と前記第３筐体の背面部とで形成される空間内で移動可能に配置され、
    前記第２筐体の背面部及び前記第３筐体の背面部は、前記表示パネルに対して前記表示面の反対側の面にあり、
    前記第３筐体は、前記第１筐体側に突出して前記第２筐体に挿入される突起部を有し、
    前記突起部は、弾性を有し、前記第２筐体に挿入されている部分が、前記第２筐体の開口よりも外縁側に突出し、前記第２筐体の前記第１筐体側の面と接することを特徴とする表示モジュール。
  2. 前記突起部は、前記表示パネルの周囲を覆い、前記表示パネルの前記表示面に平行な面における位置決め部材となることを特徴とする請求項１に記載の表示モジュール。
  3. 前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１または２に記載の表示モジュール。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の表示モジュールと、
    前記表示モジュールに向けて、光を照射する光源と、
    前記表示モジュールを介して前記光源の反対側に配置され、前記表示モジュールを通過した光を、画像を表示する表示面に案内する光学系と、を有することを特徴とする表示装置。
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