特表 2023-537702 特に車両用の情報表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-05

(54)【発明の名称】特に車両用の情報表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1347 20060101AFI20230829BHJP

   G09F 13/04 20060101ALI20230829BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20230829BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20230829BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20230829BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20230829BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20230829BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20230829BHJP

   G02F 1/15 20190101ALI20230829BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1347

G09F13/04 J

G09F13/04 P

G09G3/36

G09G3/34 J

G09G3/20 691D

G09G3/20 680F

G09G3/20 621E

G09F9/00 311

G02F1/13357

G02F1/13 505

G02F1/15 506

B60K35/00 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023507255

(86)(22)【出願日】2021-08-05

(85)【翻訳文提出日】2023-04-03

(86)【国際出願番号】 EP2021071893

(87)【国際公開番号】W WO2022029239

(87)【国際公開日】2022-02-10

(31)【優先権主張番号】102020120599.6

(32)【優先日】2020-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508066083

【氏名又は名称】ベーア－ヘラー サーモコントロール ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(72)【発明者】

【氏名】シエッキネン，ツォーマス

(72)【発明者】

【氏名】ベルクマン，レミ

【テーマコード（参考）】

2H088

2H189

2H391

2K101

3D344

5C006

5C080

5C096

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H088EA23

2H088EA37

2H088MA02

2H189AA34

2H189AA35

2H189HA16

2H189LA19

2H189LA20

2H189NA02

2H391AA03

2H391AB04

2H391AB08

2H391AC09

2H391AC10

2H391CB43

2H391EA22

2H391EB02

2K101AA22

2K101DA01

2K101EA12

2K101EA56

2K101EJ14

2K101EK03

3D344AA22

3D344AA27

3D344AD01

3D344AD05

5C006BB11

5C006EA01

5C006EC02

5C006EC09

5C006FA54

5C080AA10

5C080BB05

5C080BB06

5C080JJ06

5C080KK20

5C096AA02

5C096BA01

5C096CC06

5C096DC03

5C096DC11

5C096FA01

5C096FA11

5C096FA17

5G435AA01

5G435BB12

5G435DD11

5G435EE26

5G435EE49

5G435FF03

5G435GG22

5G435HH02

5G435LL17

(57)【要約】

特に車両用の情報表示装置が提供される。この装置は、複数の画素を備える表示ユニットであって、情報を表示する表示面を形成する正面及び正面の反対側にある背面を有する表示ユニットを備える。さらにこの装置は、バックライト光を表示ユニットの背面の方向に放出して、表示ユニットをバックライト照射するバックライトユニットと、バックライトユニットと表示ユニットとの間に配置される設定可能な半透過層とを備える。設定可能な半透過層は、セグメントのアレイを備え、各セグメントは、透過度及び／又は反射度を設定するために、電気制御信号によって制御可能であり、これによって調光可能である。表示面に示される情報のコントラストは、セグメントの駆動により行われる、対応するセグメントに揃えて配置されると共にこれに割り当てられた、表示ユニットの画素の調光によって設定可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に車両用の情報表示装置であって、
複数の画素を備える表示ユニット（１２）であって、情報を表示する表示面（１８）を形成する正面（１６）及び上記正面（１６）の反対側にある背面（２２）を有する表示ユニット（１２）と、
バックライト光を上記表示ユニット（１２）の上記背面の方向に放出して、上記表示ユニット（１２）をバックライト照射するバックライトユニット（２０）と、
上記バックライトユニット（２０）と上記表示ユニット（１２）との間に配置され、上記表示ユニット（１２）をバックライト照射するためのバックライト光を透過させるように、及び／又は、バックライト光を上記バックライトユニット（２０）に反射させるように、設定可能な半透過層（２４）と、
を備え、
上記設定可能な半透過層（２４）は、セグメント（２８）のアレイを有し、各上記セグメント（２８）は、透過度及び／又は反射度を設定するために電気制御信号によって制御可能であり、これによって調光可能であり、
上記表示面（１８）に示される情報のコントラストは、上記セグメント（２８）の駆動により行われる、対応する上記セグメント（２８）に揃えて配置されると共にこれに割り当てられた上記表示ユニット（１２）の画素の調光によって設定可能である装置。

【請求項2】

上記設定可能な半透過層（２４）は、液晶ミラー層（２６）又は、エレクトロクロミック若しくは電気化学式ミラー層を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

上記バックライトユニット（２０）は、反射器（３０）のアレイ及び複数の光源（３４）を備え、各上記反射器（３２）には、少なくとも１つの光源（３４）が割り当てられており、各反射器（３２）に揃えられて、上記設定可能な半透過層（２４）の少なくとも１つのセグメント（２８）、好ましくは、上記設定可能な半透過層（２６）の２つ以上のセグメント（２８）又は２～１０個のセグメント（２８）が、配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。

【請求項4】

上記バックライトユニット（２０）は、複数の光源（３４）及び１つの導光板を備え、上記導光板は、２つの主要面とその間の側面とを有し、上記２つの主要面のうちの１つは、上記表示ユニット（２２）の上記背面に対向しており、上記側面から上記光源（３４）の中に浸透する光、又は、他方の主要面から上記光源（３４）の中に浸透する光を放出するように設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。

【請求項5】

上記光源（３４）は、ＬＥＤ又はレーザーダイオードとして実施されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。

【請求項6】

上記表示面（１８）に割り当てられたタッチ感度用のタッチパネル、又は、上記表示ユニット（１２）の一部であり、上記表示面（１８）にタッチ感度を割り当てるために設けられたタッチパネルをさらに備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置。

【請求項7】

上記表示ユニット（１２）は、ＬＣＤ表示ユニットとして実施されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報を表示するための装置に関し、具体的には、主に車両において使用するための情報表示装置に関する。表示される情報とは、典型的には、英数字の情報、又は、例えば記号等の画像情報である。

【背景技術】

【0002】

電子表示装置は、周辺光の強度に応じて、表示される情報のコントラスト、すなわち表示される情報の「明暗差」の調節を行い、表示される情報が引き続き良好に視認可能となるようにする必要があることが知られている。この要件は、特に車両において非常に重要な役割を果たしている。なぜなら運転手は、情報を確実かつ良好に視認する必要があるからである。また、まさに車両においては、走行中の車両空間における光の状況が環境の変化により急速かつ強烈に変化し得るため、特に迅速にコントラストを変化させる必要性が高い。

【0003】

電子表示装置におけるコントラストの変化は、従来技術の非アクティブな発光画素を有する電子表示装置では、表示装置のバックライト光の調光を場所に応じて局所的に行うことにより実現されている。このために、バックライト光が局所的に弱められる。すなわち、一般的には、光放射を吸収し、その吸収度が制御可能である材料層により、バックライト光が局所的に弱められる。この手段はエネルギー的に欠点があり、また上記層は、たとえ局所的であっても、放射が浸透した画素の発光が弱くなるように放射を吸収すると、著しく発熱することになる。

【0004】

米国特許公開第２０１４／０２９３１８８号（対応韓国特許出願公開第１０２０１５１２３９１５号）からは、表示装置を局所的に調光するためにシャッターモジュールを用いた電子表示装置が知られている。半透過型ＬＣＤディスプレイにおける類似の使用が、欧州特許出願公開第１ ６６６ ９６１号から公知である。特に表示ユニット用のバックライトユニットの構成についての様々なアプローチが、特開２０１９－０９５５５９号公報及び国際出願公開第２０１９／１９７５２５号から公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許公開第２０１４／０２９３１８８号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第１ ６６６ ９６１号明細書

【特許文献3】特開２０１９－０９５５５９号公報

【特許文献4】国際出願公開第２０１９／１９７５２５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の課題は、上述した問題点が改善された、特に車両用の情報表示装置を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題を解決するために、本発明によれば、特に車両用の、情報表示装置が提案される。この情報表示装置は、複数の画素を備える表示ユニットであって、情報を表示する表示面を形成する正面及び正面の反対側にある背面を備える表示ユニットと、
バックライト光を表示ユニットの背面の方向に放出して、表示ユニットをバックライト照射するバックライトユニットと、
バックライトユニットと表示ユニットとの間に配置され、表示ユニットをバックライト照射するためのバックライト光を透過させるように、及び／又は、バックライト光をバックライトユニットに反射させるように、設定可能な半透過（ｔｒａｎｓｒｅｆｌｅｋｔｉｖｅｎ；技術文献によっては、ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖとも呼ばれる）層と、
を備え、
上記設定可能な半透過層は、セグメントのアレイを有し、各セグメントは、透過度及び／又は反射度を設定するために電気制御信号によって制御可能であり、これによって調光可能であり、
表示面に示される情報のコントラストは、対応する上記セグメントに揃えて配置されると共にこれに割り当てられた表示ユニットの画素のセグメントの駆動結果としての調光によって設定可能である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、パッシブな画素を備える電子表示装置のバックライト光を局所的に弱めるために、電子的に設定可能な半透過層が使用され、その反射度及び透過度は、電子的又は電気的に設定可能である。ここで、バックライト光を部分的に透過させるか、又は、部分的に反射させるかの設定も選択可能である。このような半透過層は、好ましくは、液晶技術による公知の設定可能なミラー層（ＬＣミラーとも呼ばれる）である。この技術は、液晶層にミラー層のような特性を付与することを可能とし、反射度及びしたがって透過度を電子／電気的に設定可能にする。このようなＬＣミラー層の構成及び製造並びに機能性についての例が、米国特許出願第６ ６７４ ５０４号、及び、会議論文：Ｐ．Ｌｅｍａｒｃｈａｎｄ、Ｊ．Ｄｏｒａｎ、Ｂ．Ｎｏｒｔｏｎ、「Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ」、ＣＩＳＢＡＴ ２０１３、２０１３年９月４～６日、ローザンヌ、スイス、並びに、上記会議論文中の多くの引用文献に記載されている。

【0009】

本発明に従って利用可能である設定可能な半透過層の代替構成は、いわゆる切替可能なエレクトロクロミック又は電気化学式ミラー層（可逆電気化学式ミラー：ＲＥＭ）である。このようなミラー層の様々な構成及び製造方法、並びに、ＲＥＭミラー層の機能性は、米国特許第９ ３８３ ６１９号、米国特許第６ ７２１ ０８０号、国際出願公開第０１／０６３１２号、国際出願公開第０２／２３２５９号、国際出願公開第０２／０６８８４号、国際出願公開第２０１８／１８６６０３号、及び、「Ｓｗｉｔｈｃａｂｌｅ Ｓｉｌｖｅｒ ｍｉｒｒｏｒｓ ｗｉｔｈ ｌｏｎｇ ｍｅｍｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔｓ」、Ｃｈｉｊｕｙｕｎ Ｐａｒｋ、 Ｓｅｏｇｊａｅ Ｓｅｏ、 Ｈａｉｊｉｎ Ｓｈｉｎ、 Ｂｈｉｍｒａｏ Ｄ．Ｓａｒｗａｄｅ、 Ｊｏｎｇｂｅｏｕｍ Ｎａ、及び、Ｅｕｎｋｙｏｕｎｇ Ｋｉｍ、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ、２０１５、６、５９６（ＤＯＩ：１０．１０３９／ｃ４ｓｃ０１９１２ａ）に記載されている。

【0010】

つまり、表示装置の幾つかの画素領域を局所的に調光するために、設定可能なミラー層の反射度を上昇させる。これは、バックライトユニットにおいて又はバックライトユニット内において反射した後の反射光が、再び、表示装置の方向に戻るように反射され、その後、それほど強く調光する必要がない又は全く調光する必要がない画素を透過又は浸透するという利点を有している。したがって、つまり、ミラー層の１つのセグメントに割り当てられた画素の調光のためにミラー層で反射された光は、再び、バックライトユニットに戻ってくることが可能であり、そこから再び隣接する、それほど強く調光する必要がない又は全く調光する必要がない画素が割り当てられたセグメントの方向に反射される。このため、装置全体の光収率又は光エネルギー効率が上昇する。

【0011】

具体的には、本発明の有効な一発展形態として、バックライトユニットは、反射器のアレイ及び複数の光源を備え、各反射器には、少なくとも１つの光源が割り当てられており、各反射器に揃えられて、設定可能な半透過層の少なくとも１つのセグメント、好ましくは、設定可能な半透過層の２つ以上のセグメント又は２～１０個のセグメントが、配置されている構成を挙げることが可能である。ここで、各反射器には、少なくとも１つの光源及び設定可能な半透過層の少なくとも１つのセグメントが割り当てられる。各反射器に、複数のセグメント、例えば、２つ又は４つ若しくはそれ以上のセグメントが割り当てられていることが都合がよい。上述の改善された光収率という利点は、１つの反射器に割り当てられた制御可能なミラー層の全てのセグメントを調光しなければならないというわけではないとしても、利用可能である。いずれにしてもこれが当てはまる場合、例えば、上述の反射器のうちの少なくとも１つに割り当てられた光源から放出された光の強度を、狙いを定めて低減することによって、エネルギー効率を上昇させることが可能である。

【0012】

しかし、バックライトユニットの他の構成でも、本発明の利点を利用することができる。このような代替構成は、例えば、バックライトユニットが、複数の光源と、２つの主要面とその間の側面とを有する１つの導光板とを備え、２つの主要面のうちの１つは、表示ユニットの背面に対向しており、側面から光源の中に浸透する光、又は、他方の主要面から光源の中に浸透する光を、放出するように設けられていることを特徴としてもよい。導光板の光出射側の方向に反射された光は、導光板から再びミラー層に戻るように反射されることが可能であり、その後、隣接する、それほど強く調光する必要がないミラー層のセグメントに浸透し、これによって、このセグメントに割り当てられた画素を透過することが可能である。

【0013】

有効なさらなる構成では、光源は、ＬＥＤ又はレーザーダイオードとして実施されていてもよく、及び／又は、装置の表示面は、タッチパネルによってタッチ感度が付与されていてもよい。つまり、本発明に係る表示装置とは、例えば、タッチスクリーンである。

【0014】

本発明に係る表示装置のために使用される好ましい技術は、様々なサイズ及び構造の表示装置を低コストで製造することを可能にするＬＣＤ技術に関する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

以下において、本発明を実施形態に基づいて、図面を参照しながらより詳細に説明する。

【図1】図１は、本発明に係る情報表示用電子装置の一実施形態の主要構成要素を概略的に示す図である。

【図2】図２は、バックライトユニットを示す部分的に破断された斜視図であり、バックライトユニットは、幾つかの反射器と、その上に配置された１つの拡散器と、拡散器の上に配置された制御可能な１つのＬＣミラー層とを備えており、本実施形態では、ＬＣミラー層は、これらの反射器に割り当てられた４つのセグメントから成る群を有している。

【図3】図３は、（一部の）ＬＣミラー層を示す平面図である。

【図4】図４は、制御可能なＬＣミラー層を駆動可能である、様々な動作状態を示す概略的な図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、本発明に係る、画像及び／又は英数字の情報を表示するための装置１０の主要構成要素を示す概略図である。この装置１０の一構成要素として、本実施形態ではＬＣＤディスプレイ１４（液晶ディスプレイ）として構成された表示ユニット１２が挙げられる。表示装置１２の正面１６が表示面１８を形成している。この図では、典型的にＬＣＤディスプレイに備えられるカバーガラス及び光学接点は示されていない。表示ユニット１２は、タッチセンサをさらに備えていてもよい。タッチセンサについても、図１の概略図には図示されていない。

【0017】

表示ユニット１２の下方には、バックライトユニット２０が設けられている。バックライトユニット２０については、後で詳しく説明する。

【0018】

バックライトユニット２０と表示ユニット１２の背面２２との間には、制御可能な半透過層２４が備えられている。半透過層２４は、本実施形態では、電子的に制御可能かつ設定可能なＬＣミラー層２６（液晶ミラー層）、又は、可逆的エレクトロクロミック又は電気化学式ミラー層（ＲＥＭミラー層）として構成されている。

【0019】

図４を参照すると、どのように半透過型ＬＣ層２６を作動させることが可能であるかが明確である。半透過型ＬＣミラー層２６を電子的に駆動させることにより、ＬＣミラー層２６は、ほぼ完全に透過型（図４の左側の図を参照）、ほぼ完全に反射型（図４の右側の図を参照）、及び、その中間状態、すなわち半透過型（図４の真ん中の図を参照）に動作させることが可能である。反射度及び透過度は電子的に設定される。基本的にこの技術は公知である。吸収度は、透過の場合も反射の場合も非常に低く、この点においては無視できる程度である。

【0020】

本発明に関して新規な点は、このようなＬＣミラー層２６を、ＬＣＤディスプレイの画素を局所的に調光するために使用することである。本発明によれば、ＬＣＤディスプレイの画素を透過する透過強度を局所的に調光することは、半透過型ＬＣミラー層２６を使用して行われる。このため、このＬＣミラー層２６は、幾つかの表面領域、いわゆるセグメント２８に分割されている。こうして半透過型ＬＣミラー層２６はセグメント毎に制御されるので、反射又は透過の度合いをセグメント毎に異なって設定可能である。

【0021】

図２は、バックライトユニット２０の想定可能な一構成を示す図である。バックライトユニット２０は、幾つかの反射器３２から成る反射器アレイ３０を備えており、各反射器に、１つ又は複数の光源３４が割り当てられている。光源３４は、本実施形態では、ＬＥＤ又はレーザーダイオードとして実施されており、例えば回路基板３６の上に配置されている。この回路基板３６の上に、反射器アレイ３０が配置され、反射器アレイ３０の上方に、典型的には、光を均一化（光を均質化）するための拡散器３８が配置されている。そしてこの拡散器３８の上方に、半透過型ＬＣミラー層２６が配置されている。

【0022】

以下に、本発明に係る装置の利点を、図２を参照しながら説明する。本実施形態では１つの反射器３２に割り当てられた４つのセグメント２８のうちの１つのセグメントが、当該セグメントに割り当てられた、ＬＣＤディスプレイ１４の画素の透過を調光するように機能するものと仮定する。上記セグメントは、図２では網掛けで示されている。上記セグメントに当たる光源３４の光は、この反射器３２の別のセグメントに当たる光よりも、強く反射される。反射された光は、反射器３２によって、それほど強く調光されてない又は全く調光されていないセグメントに戻るように反射され、これによって、これらのセグメントに割り当てられた画素を透過する光の強度を上昇させる。光の強度が上昇すると、それほど強く調光されない又は全く調光されない画素の「光収率」が高くなることにより、コントラストが増大する。つまり、本発明によって、コントラスト効果、すなわち視覚的な明暗現象を強化することが可能であり、これによって、エネルギーコストを抑えつつ、局所的な調光によってコントラストを増大させることを実現可能である。

【符号の説明】

【0023】

１０ 装置
１２ 表示ユニット
１４ ＬＣＤディスプレイ
１６ 正面
１８ 表示面
２０ バックライトユニット
２２ 表示ユニットの背面
２４ 制御可能な半透過層
２６ ＬＣミラー層
２８ セグメント
３０ 反射器アレイ
３２ 反射器
３４ 光源
３６ 回路基板
３８ 拡散器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】