特許 6973926 表示装置用前面板及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973926

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】表示装置用前面板及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20211118BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   G09F9/00 313

   G09F9/00 366Z

   G02F1/1333

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-200506(P2017-200506)

(22)【出願日】2017年10月16日

(65)【公開番号】特開2019-74647(P2019-74647A)

(43)【公開日】2019年5月16日

【審査請求日】2020年8月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000101732

【氏名又は名称】アルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】安本 貴史

【審査官】 石本 努

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１８３３４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０９０６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７９０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０５３２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１９５９０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１５０４１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ１／１３３−１／１３３４

１／１３３９−１／１３４１

１／１３４７

Ｇ０９Ｆ９／００

Ｈ０１Ｌ２７／３２

５１／５０

Ｈ０４Ｍ１／０２−１／２３

Ｈ０４Ｎ５／６４−５／６５５

Ｈ０５Ｂ３３／００−３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示領域と、該表示領域に隣接した非表示領域とを有する表示装置用前面板であって、
透過性基板と、
前記透過性基板の裏面側の、前記非表示領域に対応する領域であって、赤外線の光路を除く領域に形成された加飾層と、
前記透過性基板の表面側または裏面側の、前記赤外線の光路を含む領域に配置され、可視光を偏光する第１偏光板と、
前記透過性基板の裏面側の、前記赤外線の光路を含む領域に配置され、可視光を偏光する偏光板であって、前記第１偏光板に直交する偏光方向となるように配置される第２偏光板と、を有し、
前記加飾層の色は、表示装置の外側から視認した場合に、前記表示領域の色と前記非表示領域の色とが一致するように調整されることを特徴とする表示装置用前面板。

【請求項2】

前記透過性基板の裏面側の、前記非表示領域に対応する領域であって、前記赤外線の光路を含む領域に前記第１偏光板が配置され、かつ、該第１偏光板に重ね合わせて前記第２偏光板が配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用前面板。

【請求項3】

前記透過性基板の表面側または裏面側の全面に前記第１偏光板が配置され、かつ、前記透過性基板の裏面側の、前記非表示領域に対応する領域であって、前記赤外線の光路を含む領域に前記第２偏光板が配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用前面板。

【請求項4】

前記第１偏光板は、前記表示領域に取り付けられる液晶ディスプレイモジュールが有する偏光板と同じ光学特性を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置用前面板。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置用前面板と、
前記赤外線の光路に応じた位置に赤外線機器が配置された表示装置用後面板と、
を有することを特徴とする表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置用前面板及び表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両に搭載される表示装置に赤外線機器（赤外線ＬＥＤと赤外線カメラ）を内蔵させ、赤外線の投受光を行うことにより車両の運転者の状態を監視する監視技術が提案されている。かかる表示装置では、例えば、表示装置用前面板の加飾印刷された領域の一部に、赤外線を透過させるための透過領域を設け、当該透過領域を介して、赤外線の投受光が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−０４９４６９号公報

【特許文献2】国際公開第２０１３／０９４４７６号

【特許文献3】特開２０１５−２００８４３号公報

【特許文献4】特開２００８−２４１８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の表示装置の場合、上記のような透過領域を設けることで外観が損なわれるといった問題があった。具体的には、透過領域を介して、内蔵された赤外線機器が外部から視認できてしまうといった事態が生じ得た。あるいは、外部から赤外線機器が視認できないように構成した場合であっても、加飾印刷された領域と、透過領域との境目が目立ち、色の統一感がなくなるといった事態が生じ得た。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、赤外線機器を内蔵した表示装置において、外観特性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様によれば、表示装置用前面板は以下のような構成を備える。即ち、
表示領域と、該表示領域に隣接した非表示領域とを有する表示装置用前面板であって、
透過性基板と、
前記透過性基板の裏面側の、前記非表示領域に対応する領域であって、赤外線の光路を除く領域に形成された加飾層と、
前記透過性基板の表面側または裏面側の、前記赤外線の光路を含む領域に配置され、可視光を偏光する第１偏光板と、
前記透過性基板の裏面側の、前記赤外線の光路を含む領域に配置され、可視光を偏光する偏光板であって、前記第１偏光板に直交する偏光方向となるように配置される第２偏光板と、を有し、
前記加飾層の色は、表示装置の外側から視認した場合に、前記表示領域の色と前記非表示領域の色とが一致するように調整されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

赤外線機器を内蔵した表示装置において、外観特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】表示装置の外観構成を示す図である。

【図2】表示装置の内部構成を示す図である。

【図3】一般的な表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図である。

【図4】第１の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図である。

【図5】第１の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される光学部材の光学特性を示す図である。

【図6】第２の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図である。

【図7】第３の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

【0010】

［第１の実施形態］
＜表示装置の外観構成＞
はじめに、車両に搭載される表示装置の外観構成について説明する。図１は、表示装置の外観構成を示す図である。図１に示すように、表示装置１００は、内蔵する液晶ディスプレイモジュールによって画像が表示される表示領域１１０を有する。また、表示装置１００は、表示領域１１０に隣接した領域（図１の例では表示領域１１０の外周）であって、画像が表示されない非表示領域１２０を有する。

【0011】

非表示領域１２０には、表示装置１００が内蔵する赤外線機器（例えば、赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode））から出射された赤外線の光路上の位置に、赤外線を透過させる第１の透過領域１３０が配置されている。

【0012】

また、非表示領域１２０には、第１の透過領域１３０を介して反射体に投光され、該反射体において反射した赤外線の光路上の位置に、赤外線を透過させる第２の透過領域１４０が配置されている。第２の透過領域１４０を透過した赤外線は、表示装置１００が内蔵する赤外線機器（例えば、赤外線カメラ）にて受光される。これにより、表示装置１００では、赤外線機器を用いて、車両の運転者の状態を監視することができる。

【0013】

＜表示装置の内部構成＞
次に、表示装置１００の内部構成について説明する。図２は、表示装置の内部構成を示す図である。図２に示すように、表示装置１００は、表示装置用前面板２１０と表示装置用後面板２２０とを有する。

【0014】

表示装置用前面板２１０の裏面側には、液晶ディスプレイモジュール２１１が取り付けられる。液晶ディスプレイモジュール２１１が取り付けられる領域は、図１の表示領域１１０に対応する領域である。

【0015】

なお、液晶ディスプレイモジュール２１１が取り付けられる領域以外の領域は、図１の非表示領域１２０に対応する領域であり、そのうち赤外線の光路を除く領域には、加飾印刷が施されている。つまり、非表示領域１２０には、加飾印刷が施されていない第１の透過領域１３０及び第２の透過領域１４０と、加飾印刷が施された領域とが含まれる。

【0016】

表示装置用後面板２２０の内側には、赤外線ＬＥＤ２２１が取り付けられる。赤外線ＬＥＤ２２１は、出射した赤外線が第１の透過領域１３０を透過するように位置合わせされたうえで、表示装置用後面板２２０の内側に取り付けられる。

【0017】

また、表示装置用後面板２２０の内側には、赤外線カメラ２２２が取り付けられる。赤外線カメラ２２２は、第２の透過領域１４０を透過した赤外線を受光するように位置合わせされたうえで、表示装置用後面板２２０の内側に取り付けられる。

【0018】

更に、表示装置用後面板２２０の内側には、赤外線ＬＥＤ２２１による赤外線の出射を制御するとともに、赤外線カメラ２２２により受光した赤外線を処理し、車両の運転者の状態を判定する制御モジュール２２３が取り付けられる。

【0019】

＜表示装置の光学部材＞
次に、表示装置１００において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例について説明する。なお、説明にあたっては、はじめに、比較対象として、一般的な表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例について示す。

【0020】

（１）一般的な表示装置の光学部材
図３は、一般的な表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面で表示装置を切断した場合の各光学部材の配置を、表示装置の上方から見た様子を模式的に示したものである。

【0021】

図３において、赤外線の光路３６１は、赤外線ＬＥＤ２２１から出射した赤外線の光路を示している。また、赤外線の光路３６２は、反射体において反射した赤外線が、赤外線カメラ２２２によって受光されるまでの光路を示している。

【0022】

図３に示すように、一般的な表示装置の場合、透過性基板の一例である透明樹脂３１０が表示装置用前面板の最前面（表示装置の一番外側）に配置される。透明樹脂３１０は、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Polymethylmethacrylate）やポリカーボネート（ＰＣ：Polycarbonate）等によって形成される。

【0023】

また、上述したように、透明樹脂３１０の裏面側の非表示領域１２０に対応する領域において、第１の透過領域１３０及び第２の透過領域１４０を除く領域には加飾印刷が施されており、加飾層３２０が形成されている。

【0024】

また、透明樹脂３１０の裏面側の第１の透過領域１３０及び第２の透過領域１４０には、粘着材３３１により、ＩＲ（Infrared）プレート３４０が取り付けられる。ＩＲプレート３４０を取り付けるための粘着材３３１には、例えば、粘着シート（ＯＣＡ：Optical Clear Adhesive、ＯＣＲ：Optical Clear Resin）が用いられる。なお、ＩＲプレート３４０は、赤外線フィルタの一例であり、所定の波長以上の光（赤外線）を透過させ、所定の波長未満の光（可視光等）を遮断する。

【0025】

また、図３において、可視光の光路３７０は、液晶ディスプレイモジュール２１１から出射される可視光の光路を示している。図３に示すように、一般的な表示装置において、液晶ディスプレイモジュール２１１は、透明樹脂３１０の裏面側の中央位置に、粘着材３３２を用いて取り付けられ、表示領域１１０を形成する。なお、粘着材３３２は、粘着材３３１よりも厚みが厚いものが用いられる（材質は同じであっても異なっていてもよい）。

【0026】

液晶ディスプレイモジュール２１１は、ディスプレイ用第１偏光板３５１と、カラーフィルタ３５２と、液晶層３５３と、アレイ基板３５４と、ディスプレイ用第２偏光板３５５とを有する。液晶層３５３は、周囲をシール材で覆われ、カラーフィルタ３５２とアレイ基板３５４との間に挟まれて配置される。

【0027】

（２）一般的な表示装置の問題点
図３に示した、一般的な表示装置における各光学部材の配置例によれば、ＩＲプレート３４０により可視光が遮断されるため、外部から赤外線ＬＥＤ２２１や赤外線カメラ２２２が視認されるといった事態は回避できるものの、以下のような問題が残る。
・ＩＲプレート３４０は高価であり、表示装置のコストが上がる。
・可視光の光路３７０と、赤外線の光路３６１、３６２とでは、配置された光学部材の光学特性が異なるため、両者の色が一致しない。
・このため、加飾層３２０の色を、可視光の光路３７０を含む領域（つまり、表示領域１１０）にあわせると、赤外線の光路３６１、３６２を含む領域（つまり、第１の透過領域１３０、第２の透過領域１４０）の色と一致しなくなる。
・一方、加飾層３２０の色を、赤外線の光路３６１、３６２を含む領域（つまり、第１の透過領域１３０、第２の透過領域１４０）にあわせると、可視光の光路３７０を含む領域（つまり、表示領域１１０）の色と一致しなくなる。

【0028】

つまり、一般的な表示装置の場合、コストが上がるうえに、色の統一感が充分ではなく、外観特性が低い（表示領域１１０と非表示領域１２０との色が一致せず、非表示領域１２０内の色も均一にならない）といった問題がある。

【0029】

（３）第１の実施形態に係る表示装置の光学部材
続いて、これらの問題を解決する第１の実施形態に係る表示装置１００の各光学部材について説明する。図４は、第１の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図であり、図３と同様、図１のＡ−Ａ断面で表示装置を切断した場合の各光学部材の配置を、表示装置の上方から見た様子を模式的に示したものである。

【0030】

なお、図４において、図３と同様の光学部材については、同じ符号を付すこととし、ここでは説明を省略する。図３に示した一般的な表示装置との相違点は、ＩＲプレート３４０に代えて、赤外線機器用第１偏光板４０１と赤外線機器用第２偏光板４０２とが取り付けられている点である。

【0031】

赤外線機器用第１偏光板４０１及び赤外線機器用第２偏光板４０２は、ＩＲプレート３４０と同様に、透明樹脂３１０の裏面側であって、加飾印刷が施されていない第１の透過領域１３０または第２の透過領域１４０に、粘着材３３１を用いて取り付けられる。

【0032】

ここで、赤外線機器用第１偏光板４０１は、液晶ディスプレイモジュール２１１を構成するディスプレイ用第１偏光板３５１と同様の偏光方向を有するように取り付けられる。このため、表示装置１００の外側から視認した場合に、可視光の光路３７０を含む領域（つまり、表示領域１１０）と赤外線の光路３６１、３６２を含む領域（つまり、第１の透過領域１３０、第２の透過領域１４０）とが一致する。

【0033】

これにより、第１の実施形態に係る表示装置１００によれば、加飾層３２０の色を調整することで、表示領域１１０、第１の透過領域１３０、第２の透過領域１４０、加飾層３２０の色を一致させることができる。加えて、赤外線機器用第１偏光板４０１は、ＩＲプレート３４０と比較して安価である。

【0034】

つまり、第１の実施形態に係る表示装置１００の場合、一般的な表示装置の場合と比較して、コストを削減することができる。また、第１の実施形態に係る表示装置１００の場合、色の統一感を上げ、外観特性を向上させる（表示領域１１０と非表示領域１２０との色を一致させ、かつ、非表示領域１２０内の色も均一にさせる）ことができる。

【0035】

また、赤外線機器用第２偏光板４０２は、赤外線機器用第１偏光板４０１に対して偏光方向が直交するように（略９０°ずれるように）取り付けられる。このため、赤外線機器用第１偏光板４０１と赤外線機器用第２偏光板４０２とを合わせた光学特性を、ＩＲプレート３４０の光学特性と同程度にすることができる。

【0036】

（４）第１の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される光学部材の光学特性
図５は、第１の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される光学部材の光学特性を示す図であり、横軸は波長（［ｎｍ］）を表し、縦軸は透過率（［％］）を表している。具体的には、図５において、実線は、赤外線機器用第１偏光板４０１と赤外線機器用第２偏光板４０２とを重ね合わせた場合の光学特性を示しており、点線は、比較対象としてのＩＲプレート３４０の光学特性を示している。

【0037】

図５に示すように、赤外線機器用第１偏光板４０１と赤外線機器用第２偏光板４０２とを重ね合わせることで、ＩＲプレート３４０と同程度の光学特性を実現することができる。

【0038】

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る表示装置は、液晶ディスプレイモジュールが取り付けられた表示装置用前面板と、赤外線機器（赤外線ＬＥＤ、赤外線カメラ）が取り付けられた表示装置用後面板とを有し、表示装置用前面板は、
・液晶ディスプレイモジュールによって画像が表示される表示領域と、表示領域の外周に位置し、画像が表示されない非表示領域とを有する。
・非表示領域に対応する、透明樹脂の裏面側の領域であって、赤外線の光路を除く領域に加飾印刷を施し、加飾層を形成する。
・透明樹脂の裏面側の領域であって、赤外線の光路を含む領域（加飾印刷が施されていない第１の透過領域及び第２の透過領域）に、赤外線機器用第１偏光板を配置する。
・赤外線機器用第１偏光板を、液晶ディスプレイモジュールに用いられるディスプレイ用第１偏光板と同じ偏光方向を有するように配置する。

【0039】

・赤外線機器用第１偏光板に対して、更に、赤外線機器用第２偏光板を、赤外線機器用第１偏光板に直交する偏光方向を有するように、重ねて配置する。

【0040】

これにより、ＩＲプレートと同程度の光学特性を実現しつつ、加飾層の色を調整することで、表示領域、第１の透過領域、第２の透過領域、加飾層の色を一致させることができる。つまり、色の統一感を上げる（表示領域と非表示領域との色を一致させ、非表示領域内の色も均一にさせる）ことができる。この結果、第１の実施形態によれば、赤外線機器を内蔵した表示装置において、外観特性を向上させることができる。

【0041】

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、液晶ディスプレイモジュール２１１のディスプレイ用第１偏光板３５１及びディスプレイ用第２偏光板３５５と、赤外線機器用第１偏光板４０１及び赤外線機器用第２偏光板４０２とを、別々に配置する構成とした。しかしながら、赤外線機器用第１偏光板４０１及び赤外線機器用第２偏光板４０２の配置方法はこれに限定されず、液晶ディスプレイモジュール２１１のディスプレイ用第１偏光板３５１及びディスプレイ用第２偏光板３５５と共有するように配置してもよい。

【0042】

図６は、第２の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図である。図４との相違点は、
・液晶ディスプレイモジュール２１１のディスプレイ用第１偏光板３５１（透明樹脂３１０側に設けられた偏光板）をなくした点、
・ディスプレイ用第１偏光板３５１と同じ光学特性を有する、またはディスプレイ用第１偏光板３５１と同じ部材である赤外線機器用第１偏光板４０１を、透明樹脂３１０の表面側の全面に配置した点、
である。

【0043】

図６に示す配置例によれば、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、図６に示す配置例によれば、加飾層３２０と表示領域１１０との境目、及び、加飾層３２０と第１の透過領域１３０または第２の透過領域１４０との境目を、より目立ちにくくし、色の統一感を更に上げることができる。

【0044】

［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、赤外線機器用第１偏光板４０１を、透明樹脂３１０の表面側の全面に配置する構成としたが、赤外線機器用第１偏光板４０１の配置方法はこれに限定されない。例えば、赤外線機器用第１偏光板４０１を、透明樹脂３１０の裏面側の全面に配置してもよい。

【0045】

図７は、第３の実施形態に係る表示装置において、赤外線の光路上に配置される各光学部材の配置例を示す図である。図６との相違点は、
・ディスプレイ用第１偏光板３５１と同じ光学特性を有する、またはディスプレイ用第１偏光板３５１と同じ部材である赤外線機器用第１偏光板４０１を、透明樹脂３１０の裏面側の全面に配置した点、
である。

【0046】

図７に示す配置例によれば、上記第１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、図７に示す配置例によれば、第２の実施形態よりも、耐傷性を向上させることができる。

【0047】

［その他の実施形態］
上記第１乃至第３の実施形態では、車両に搭載される表示装置に適用する場合について説明したが、赤外線機器を内蔵する表示装置であれば、車両以外の移動体に搭載される表示装置に適用してもよい。

【0048】

また、上記第１乃至第３の実施形態では、第１の透過領域１３０及び第２の透過領域１４０を、表示領域１１０の左右の非表示領域１２０に配置するものとして説明したが、第１の透過領域１３０及び第２の透過領域１４０の配置方法はこれに限定されない。例えば、表示領域１１０の上下の非表示領域１２０に配置してもよい。また、第１の透過領域１３０及び第２の透過領域１４０は、表示領域１１０の両側にわけて配置する必要はなく、互いに隣接するように配置してもよい。

【0049】

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0050】

１００ ：表示装置
１１０ ：表示領域
１２０ ：非表示領域
１３０ ：第１の透過領域
１４０ ：第２の透過領域
２１０ ：表示装置用前面板
２１１ ：液晶ディスプレイモジュール
２２１ ：赤外線ＬＥＤ
２２２ ：赤外線カメラ
３１０ ：透明樹脂
３２０ ：加飾層
３３１、３３２ ：粘着材
３５１ ：ディスプレイ用第１偏光板
３５５ ：ディスプレイ用第２偏光板
３６１、３６２ ：赤外線の光路
３７０ ：可視光の光路
４０１ ：赤外線機器用第１偏光板
４０２ ：赤外線機器用第２偏光板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】