特開 2025-5695 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005695

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/14 20200101AFI20250109BHJP

   H10H 20/00 20250101ALI20250109BHJP

   B60K 35/00 20240101ALI20250109BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20250109BHJP

   H05B 47/105 20200101ALI20250109BHJP

   G02B 27/01 20060101ALN20250109BHJP

【ＦＩ】

H05B45/14

H01L33/00 L

H01L33/00 J

B60K35/00 Z

B60R11/02 C

H05B47/105

G02B27/01

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105975

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】金山 居陶

【テーマコード（参考）】

2H199

3D020

3D344

3K273

5F142

5F241

【Ｆターム（参考）】

2H199DA34

3D020BA04

3D020BC03

3D020BD05

3D344AA22

3D344AA27

3D344AB01

3D344AC25

3D344AD01

3D344AD13

3K273AA02

3K273AA05

3K273BA02

3K273CA02

3K273CA25

3K273DA02

3K273EA06

3K273EA25

3K273EA35

3K273FA03

3K273FA07

3K273FA14

3K273FA26

3K273FA41

3K273GA06

3K273GA14

3K273GA18

3K273GA25

5F142AA12

5F142BA32

5F142CB16

5F142CB23

5F142DB54

5F142FA40

5F142GA01

5F142GA11

5F241BB07

5F241BB14

5F241BB33

5F241BC03

5F241BC14

5F241BC22

5F241BC42

(57)【要約】

【課題】各光源の発光輝度のバラツキを抑制することができる表示装置を提供する。
【解決手段】車両用表示装置１０は、照明光を受けることで表示光を射出する表示パネル８０と、照明光を射出し、表示パネル８０の背面側に配置される複数の光源４１ａ～４１ｎと、複数の光源４１ａ～４１ｎに電力を供給する電源部３０と、複数の光源４１ａ～４１ｎの個体差による輝度差ΔＢが小さくなるように電源部３０からの出力電圧Ｖｄを輝度差ΔＢに応じた電圧降下量だけ降下したうえで光源４１ａ～４１ｎに印加する分圧回路６０ａ～６０ｎと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

照明光を受けることで表示光を射出する表示パネルと、
前記照明光を射出し、前記表示パネルの背面側に配置される複数の光源と、
前記複数の光源に電力を供給する電源部と、
前記複数の光源の個体差による輝度差が小さくなるように、前記電源部からの電圧を分圧することにより前記輝度差に応じた電圧降下量だけ降下したうえで前記光源に印加する分圧部と、を備える、
表示装置。

【請求項2】

前記複数の光源は、前記表示パネルの背面側に配置され、光源電流と発光輝度の関係で定義される輝度ランクが付けられ、
前記複数の光源のうち輝度ランクとして第１輝度ランクとされた複数の第１光源は第１領域内に配置され、
前記複数の光源のうち輝度ランクとして前記第１輝度ランクよりも光源電流に対する発光輝度が高い第２輝度ランクとされた複数の第２光源は第２領域内に配置され、
前記第２光源に対応する前記分圧部である第２分圧部での前記電圧降下量は、前記第１光源に対応する前記分圧部である第１分圧部での前記電圧降下量よりも大きく設定されている、
請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記電源部は、
バッテリと前記複数の光源との間に並列に接続される主電源及び副電源を有し、
前記主電源と前記副電源は、互いに協働しつつ、前記複数の光源それぞれの陽極に接続される共通の出力ラインに電力を供給する、
請求項１又は２に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の車両用表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの直下に配置される複数の光源と、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－８２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

各光源には、製造時に輝度特性の個体差により生じる輝度ランクがあり、複数の輝度ランクの光源を１つの表示装置に用いた場合、各光源に定電流を流しても輝度ランク毎に光源の輝度にバラツキが出てしまう。

【0005】

本開示は、上記実状を鑑みてなされたものであり、各光源の発光輝度のバラツキを抑制することができる表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示に係る表示装置は、
照明光を受けることで表示光を射出する表示パネルと、
前記照明光を射出し、前記表示パネルの背面側に配置される複数の光源と、
前記複数の光源に電力を供給する電源部と、
前記複数の光源の個体差による輝度差が小さくなるように、前記電源部からの電圧を分圧することにより前記輝度差に応じた電圧降下量だけ降下したうえで前記光源に印加する分圧部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、各光源の発光輝度のバラツキを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態に係る車両用表示装置のブロック図である。

【図2】本開示の一実施形態に係る分圧回路の回路図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る光源基板の実装面の部分的な平面図である。

【図4】分圧回路がない比較例に係る第１と第２ランク光源の輝度差を示すグラフである。

【図5】本開示の一実施形態に係る第２ランク光源に印加される電圧の電圧降下量を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の一実施形態に係る車両用表示装置について図面を参照しつつ説明する。この車両用表示装置は、車両、例えば、自動二輪車両に搭載されている。この車両用表示装置は、画像を表示するデジタルメータである。

【0010】

図１に示すように、車両用表示装置１０は、マイコン（マイクロコントローラ）２０と、電源部３０と、複数の光源４１ａ～４１ｎ（ｎは任意の自然数）と分圧回路６０ａ～６０ｎ（ｎは任意の自然数）が実装される光源基板４０と、光源ドライバ５０ａ～５０ｎ（ｎは任意の自然数）と、表示パネル８０と、を備える。なお、図１の構成要素同士を繋ぐ線種としては、実線は電力供給ラインであり、破線及び一点鎖線は通信信号ラインである。

【0011】

電源部３０は、図示しない車載バッテリからのバッテリ電圧Ｖｃを定電圧（例えば、８Ｖ）に変換し、変換した定電圧を出力電圧Ｖｄとして出力ラインＬｏに印加する。後述する分圧回路６０ａ～６０ｎは、この印加された出力電圧Ｖｄを分圧した電圧を光源４１ａ～４１ｎに順方向電圧Ｖｆとして印加する。

【0012】

電源部３０は、主電源３１と、複数の副電源３２ａ、３２ｂと、を備える。主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂは、それぞれ、ＤＣＤＣコンバータからなる電源素子から構成されている。主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂは互いに並列に接続され、主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂそれぞれの出力端子は１本の出力ラインＬｏに接続されている。主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂは、互いに協調しつつ出力ラインＬｏに電力を供給する。

【0013】

主電源３１は、自身の駆動周波数を同期用クロックとして副電源３２ａ、３２ｂに送信する。副電源３２ａ、３２ｂは、同期用クロックを受けて主電源３１と同期しつつ駆動する。
主電源３１と２つの副電源３２ａ、３２ｂは、それぞれ、車載バッテリからのバッテリ電圧Ｖｃの電圧値が閾値を超えると起動する。主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂは、互いに電流同調信号を送受信しつつ、出力ラインＬｏに供給する出力電流を目標電流値まで徐々に増加させる。主電源３１と２つの副電源３２ａ、３２ｂは、それぞれ、目標電流値（１９６０ｍＡ）の出力電流を出力し、目標電流値に電源の数（３つ）を掛けた電流値（５８８０ｍＡ）の出力電流を出力ラインＬｏに供給する。このように、主電源３１と副電源３２ａ、３２ｂは分担して出力電流を出力ラインＬｏに供給することが可能となる。主電源３１と２つの副電源３２ａ、３２ｂは、光源ドライバ５０ｎからのフィードバック信号を監視しつつ互いに出力電圧が揃うように制御する。

【0014】

複数の光源４１ａ～４１ｎはそれぞれＬＥＤであり、互いに並列に接続されている。複数の光源４１ａ～４１ｎは、表示パネル８０の裏面側に配置され、図３に示すように、光源基板４０の実装面にマトリックス状に配置されている。複数の光源４１ａ～４１ｎは点灯することにより表示パネル８０を照明する。

【0015】

図１に示すように、光源ドライバ５０ａ～５０ｎは、それぞれ、光源４１ａ～４１ｎのカソード端子（陰極）に接続されている。光源ドライバ５０ａ～５０ｎは、スイッチング回路からなる。光源ドライバ５０ａ～５０ｎがマイコン２０からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号によりオンオフすることにより光源４１ａ～４１ｎの点灯と非点灯、及び点灯輝度が制御される。

【0016】

表示パネル８０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネルである。表示パネル８０は、光源４１ａ～４１ｎからの照明光を受けて車両情報を画像として表示する。

【0017】

マイコン２０は、表示パネル８０に画像を表示する画像制御部２１と、光源ドライバ５０ａ～５０ｎを介して光源４１ａ～４１ｎの点灯を制御する光源制御部２２と、を備える。
光源制御部２２は、光源４１ａ～４１ｎの輝度を複数のエリア単位で調整可能なローカルディミング機能を有する。光源制御部２２は、光源ドライバ５０ａ～５０ｎそれぞれにＰＷＭ信号を出力することにより、光源４１ａ～４１ｎの点灯と非点灯、及び点灯輝度を制御する。

【0018】

分圧回路６０ａ～６０ｎは、それぞれ、光源４１ａ～４１ｎのアノード端子に接続されている。分圧回路６０ａ～６０ｎは、光源４１ａ～４１ｎの輝度ランクに応じて抵抗値が定められており、光源毎の輝度バラツキを小さくするように出力電圧Ｖｄを抵抗値に応じて決まる電圧降下量だけ電圧降下させて光源４１ａ～４１ｎの順方向電圧Ｖｆを調整する光源電圧調整手段である。

【0019】

図２に示すように、分圧回路６０ａは、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、を備える。抵抗Ｒ１は、出力ラインＬｏと光源４１ａ～４１ｎのアノード端子との間に接続されている。抵抗Ｒ２の一端は抵抗Ｒ１と光源４１ａのアノード端子との間に接続され、抵抗Ｒ２の他端はグランドに接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２により出力電圧Ｖｄが分圧されて、抵抗Ｒ２に印加される電圧値と同じ電圧値が順方向電圧Ｖｆとして光源４１ａに印加される。光源４１ａに印加される順方向電圧Ｖｆは、以下の式により設定される。以下の式でのＲ１とＲ２は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値（Ω）である。
Ｖｆ＝［Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）］×Ｖｄ
出力電圧Ｖｄと順方向電圧Ｖｆの差分が電圧降下量となる。Ｒ１の抵抗値がＲ２の抵抗値に対して大きくなるほど、この電圧降下量は大きくなる。
例えば、８Ｖの出力電圧Ｖｄを抵抗Ｒ１にて１Ｖ降下させ、抵抗Ｒ２にて７Ｖ降下させた場合、光源４１ａに印加される順方向電圧Ｖｆは７Ｖとなる。
分圧回路６０ｂ～６０ｎは、分圧回路６０ａと同様の構成からなる。各分圧回路６０ａ～６０ｎの抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値については後述する。

【0020】

ここで、光源４１ａ～４１ｎには、輝度特性の個体差により生じる輝度ランクがあり、この輝度ランクは、光源に供給される光源電流と光源の発光輝度との関係で定義される。
本実施形態では、光源４１ａ～４１ｎは、輝度ランクとして、第１輝度ランクと第２輝度ランクの何れかのランクのものである。図３に示すように、光源基板４０の実装面のうち領域Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７内には第１輝度ランクの第１ランク光源４１１が配置されている。光源基板４０の実装面のうち領域Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８内には第２輝度ランクの第２ランク光源４１２が配置されている。領域Ａ１～Ａ８は、それぞれ、Ｙ方向に１列に並ぶ光源を含む範囲に設定されている。第１ランク光源４１１が配置される領域Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７と第２ランク光源４１２が配置される領域Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８とはＸ方向に交互となるように配置されている。ＸとＹ方向は、光源基板４０の実装面において、互いに直交する方向に設定される。Ｘ方向は長方形板状の光源基板４０の長手方向と同一方向であり、Ｙ方向は光源基板４０の短手方向と同一方向である。

【0021】

分圧回路６０ａ～６０ｎは、各第１ランク光源４１１に接続される各第１分圧回路６０１と、各第２ランク光源４１２に接続される各第２分圧回路６０２と、を含む。第２分圧回路６０２の電圧降下量は、第１分圧回路６０１の電圧降下量よりも大きく設定されている。

【0022】

分圧回路６０ａ～６０ｎがない比較例に係る構成では、第２ランク光源４１２は、第１ランク光源４１１よりも光源電流に対する発光輝度が高い。すなわち、第１ランク光源４１１と第２ランク光源４１２に同一の電流値の光源電流が供給された場合には、図４に示すように、第２ランク光源４１２の発光輝度は、第１ランク光源４１１の発光輝度よりも輝度差ΔＢだけ高くなる。

【0023】

一方、本実施形態では、第２分圧回路６０２の電圧降下量は、第１分圧回路６０１の電圧降下量よりも大きく設定されている。これにより、第２ランク光源４１２の順方向電圧Ｖｆが小さくなり、第２ランク光源４１２の発光輝度が第１ランク光源４１１の発光輝度に近づく。
例えば、第１分圧回路６０１の電圧降下量をゼロ（抵抗Ｒ１とＲ２それぞれの抵抗値を０Ωとする）に設定し、図５に示すように、第２分圧回路６０２での電圧降下量ΔＶを輝度差ΔＢに対応する値に設定する。これにより、図４の矢印Ａｒで示すように、第２ランク光源４１２の発光輝度が低下し、第１ランク光源４１１と第２ランク光源４１２の輝度差ΔＢが少なくなり、理想的には輝度差ΔＢがゼロとなる。よって、各光源４１ａ～４１ｎの発光輝度を均一化させることができ、表示パネル８０の表示品位を向上させることができる。

【0024】

（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）表示装置の一例である車両用表示装置１０は、照明光を受けることで表示光を射出する表示パネル８０と、照明光を射出し、表示パネル８０の背面側に配置される複数の光源４１ａ～４１ｎと、複数の光源４１ａ～４１ｎに電力を供給する電源部３０と、複数の光源４１ａ～４１ｎの個体差による輝度差ΔＢが小さくなるように電源部３０からの出力電圧Ｖｄを輝度差ΔＢに応じた電圧降下量だけ降下したうえで光源４１ａ～４１ｎに印加する分圧部の一例である分圧回路６０ａ～６０ｎと、を備える。
この構成によれば、各光源４１ａ～４１ｎの発光輝度のバラツキを抑制することができる。
また、複数の輝度ランクの光源を用いることが可能となり、光源の輝度ランクの厳選が必要なくなる。
さらに、ソフト制御で全ての光源の輝度ランクに応じて光源電流を調整することはパラメータが増えてしまい複雑化するが、上記構成では、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる分圧回路６０ａ～６０ｎを追加するだけで済み簡易である。

【0025】

（２）複数の光源４１ａ～４１ｎは、表示パネル８０の背面に配置され、光源電流と発光輝度の関係で定義される輝度ランクが付けられる。複数の光源４１ａ～４１ｎのうち輝度ランクとして第１輝度ランクとされた複数の第１ランク光源４１１は第１領域の一例である領域Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７内に配置される。複数の光源４１ａ～４１ｎのうち輝度ランクとして第１輝度ランクよりも光源電流に対する発光輝度が高い第２輝度ランクとされた複数の第２ランク光源４１２は第２領域の一例である領域Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８内に配置される。第２ランク光源４１２に対応する第２分圧回路６０２での電圧降下量は、第１ランク光源４１１に対応する第１分圧回路６０１での電圧降下量よりも大きく設定されている。
この構成によれば、第１ランク光源４１１と第２ランク光源４１２がランダムに配置される構成に比べて、より輝度の細かいバラツキを感じにくくなり、表示パネル８０の発光輝度の均一感を増すことができる。

【0026】

（３）電源部３０は、車載バッテリと複数の光源４１ａ～４１ｎとの間に並列に接続される主電源３１及び複数の副電源３２ａ、３２ｂを有する。主電源３１及び複数の副電源３２ａ、３２ｂは、互いに協働しつつ、複数の光源４１ａ～４１ｎそれぞれの陽極に接続される共通の出力ラインＬｏに電力を供給する。
この構成によれば、複数の光源４１ａ～４１ｎが並列に接続されることによる必要電流の増大を、主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂで分担できる。
また、主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂにより電源を分散させることにより、高さ制限又は使用温度条件で大型の電源を使えない場合にも対応することができる。

【0027】

なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。

【0028】

（変形例）
上記実施形態においては、車両用表示装置１０は、自動二輪車両に搭載されていたが、自動二輪車両以外の車両（建設機械も含む）に搭載されていてもよい。
また、車両用表示装置１０は、指針を持つアナログ計器に組み合わされてもよい。
また、車両用表示装置１０は、ヘッドアップディスプレイ装置であってもよい。

【0029】

上記実施形態においては、光源４１ａ～４１ｎは、輝度ランクとして、第１輝度ランクと第２輝度ランクの２つのランクがあったが、３つ以上のランクがあってもよい。

【0030】

上記実施形態において、分圧回路６０ａ～６０ｎは、全ての光源４１ａ～４１ｎに一対一で配置されていたが、複数の光源に対して１つの分圧回路が配置されていてもよい。また、光源４１ａ～４１ｎのうち光源電流に対する発光輝度の低い低輝度ランクの光源については分圧回路が省略されていてもよい。

【0031】

上記実施形態においては、電源部３０は複数の副電源３２ａ、３２ｂを備えていたが、複数の副電源３２ａ、３２ｂは省略されてもよい。

【0032】

上記実施形態において、主電源３１は、光源４１ａ～４１ｎの高輝度点灯時には複数の副電源３２ａ、３２ｂと協働して光源４１ａ～４１ｎに電力供給し、光源４１ａ～４１ｎの低輝度点灯時には複数の副電源３２ａ、３２ｂをスリープ状態として単独で光源４１ａ～４１ｎに電力供給してもよい。これにより、必要な供給電流が小さい場合に、主電源３１と複数の副電源３２ａ、３２ｂが連動することによる出力電流の効率の悪化を抑制することができる。

【0033】

上記実施形態において、マイコン２０は、光源ドライバ５０ａ～５０ｎを介して光源４１ａ～４１ｎを単独でオンオフ制御してもよい。この場合、光源にて警告灯を点灯させてもよい。また、警告灯を点灯させる領域においては、光源を密に配置してもよい。

【符号の説明】

【0034】

１０ 車両用表示装置
２０ マイコン
２１ 画像制御部
２２ 光源制御部
３０ 電源部
３１ 主電源
３２ａ，３２ｂ 副電源
４０ 光源基板
４１ａ～４１ｎ 光源
５０ａ～５０ｎ 光源ドライバ
６０ａ～６０ｎ 分圧回路
８０ 表示パネル
４１１ 第１ランク光源
４１２ 第２ランク光源
６０１ 第１分圧回路
６０２ 第２分圧回路
Ａ１～Ａ８ 領域
ΔＢ 輝度差
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗
ΔＶ 電圧降下量
Ｖｃ バッテリ電圧
Ｖｄ 出力電圧
Ｌｏ 出力ライン
Ｖｆ 順方向電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】