JP6359467B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のインストルメントパネル等の設置母材に取り付けられて使用される液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置を車室内の設置母材（例えばインストルメントパネル）に設置する場合、装置ハウジングの外側周縁部にねじ孔を有する複数の固定片を設け、これらねじ孔に挿通した締結部材を設置母材側の固定体にねじ止めすることにより、複数の固定片を介して設置母材の所定位置に固定するという手法が広く採用されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、液晶表示装置側の固定片と設置母材側の固定体との取付箇所には車両からの振動や衝撃に耐えるために高い剛性や締結強度が必要であり、しかも、固定片を設置母材に対して強固に取り付け可能とすることが要望されている。

このような要望に応える従来技術として、ハウジングの背面や側面の４箇所以上に固定片を設け、これら４つ以上の固定片にそれぞれ貫通孔を形成すると共に、設置母材側の固定体に各貫通孔に対応する４つ以上のねじ孔を形成し、複数本の締結部材を固定片の貫通孔に挿通して固定体のねじ孔に螺合することにより、液晶表示装置を設置母材の所定位置に強固に取り付けるようにした取付構造が知られている。

特開２０００−３１８４８７号公報

上記した従来技術のように、設置母材に対する固定片の取付箇所を４点以上にすると、液晶表示装置の取付強度を高めて安定的な取り付けが可能となるが、固定片の僅かな寸法誤差や各締結部材の締め付け具合等に起因してハウジングに取付け歪が作用し、かかる取付け歪によってハウジングに内蔵された液晶表示パネルに表示ムラが発生するという問題がある。特に、ＩＰＳ（In-Place-Switching）液晶パネルを用いた液晶表示装置の場合、広視野角が得られる液晶分子の配列構造となっているが、取付け歪によって表示面に黒ムラが発生して表示品位を低下させる虞がある。

なお、ハウジングに設けられる固定片の数を減らして取付箇所を３点とすれば、全ての取付箇所が同一平面内に設定される３点支持構造となるため、取付け歪に起因する表示ムラの発生を抑制することは可能となるが、その場合、取付箇所の減少に伴って取付強度も低下してしまうという難点がある。特に、インストルメントパネル等の設置母材上に液晶表示装置全体がむき出しの状態で取り付けられた場合、ユーザから液晶表示装置に強い荷重が加わる可能性があるため、このような荷重に対して３点固定では強度不足になってしまうことが懸念される。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、取付強度を確保した上で取付け歪に起因する表示ムラの発生を抑制可能な液晶表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、前面に表示窓を有するハウジングと、このハウジングに内蔵されて表示画面を前記表示窓内に露出させた液晶表示パネルとを備え、前記ハウジングの背面または側面から取付部が突出しており、この取付部を介して前記ハウジングが設置母材に取り付けられる液晶表示装置において、前記取付部は、前記ハウジングの上下いずれか一方側に左右方向に離間した状態で設けられて上下方向へ延びる一対の腕片と、前記ハウジングの上下いずれか他方側に左右方向に離間した状態で設けられて前記腕片の延出方向と交差する方向へ延びる一対の固定片とからなり、前記腕片の背面側に前記設置母材の基準面に対して点接触または線接触状態で圧接される湾曲面が形成されていると共に、前記腕片の前面側に前記設置母材の前記基準面と対向する挟持面に対して点接触または線接触状態で圧接される湾曲面、または前記挟持面に対して弾接状態で圧接される弾性面が形成されており、前記固定片は前記設置母材の取付面に螺着される締結部材を挿通可能な貫通孔を有し、この貫通孔が前記締結部材の径寸法に対して大径に設定されているという構成にした。

このように構成された液晶表示装置では、設置母材への取り付け時に、一対の腕片が設置母材の基準面と挟持面との間に挟み込まれて一平面で拘束されると共に、一対の固定片が設置母材の取付面に突き当たることで、前記一平面が回転方向にも拘束されて全拘束状態となり、この状態で大径の貫通孔（バカ孔）に挿通した締結部材によって固定片が設置母材の取付面にねじ止めされるため、４点固定と同等の取付強度を確保しつつ取付け歪の発生を抑制することができる。

上記の構成において、腕片の湾曲面は設置母材の基準面に対して点接触または線接触していれば良く、例えば、腕片の背面に半球状または半円柱状の突部を形成して湾曲面とすることができる。あるいは、腕片の背面全体を上下方向から見て突状に湾曲形成し、この湾曲形状によって湾曲面とすることもできる。

また、上記の構成において、腕片の前面側を弾性面とする場合、腕片の前面に形成した湾曲面に弾性体を貼着したり、腕片の平坦な前面に弾性体を貼着することが好ましい。

本発明の液晶表示装置によれば、４点固定と同等の取付強度を確保した上で取付け歪に起因する表示ムラの発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態例に係る液晶表示装置の正面図である。 該液晶表示装置の背面図である。 該液晶表示装置の側面図である。 該液晶表示装置の上面図である。 該液晶表示装置を前面側から見た斜視図である。 該液晶表示装置を背面側から見た斜視図である。 該液晶表示装置を設置母材に取り付ける手順を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係る液晶表示装置を前面側から見た斜視図である。 該液晶表示装置を背面側から見た斜視図である。 該液晶表示装置を設置母材に取り付けた状態を示す説明図である。 本発明の第３実施形態例に係る液晶表示装置を前面側から見た斜視図である。 該液晶表示装置を背面側から見た斜視図である。 該液晶表示装置の側面図である。 該液晶表示装置の上面図である。 図１４のＡ部拡大図である。 該液晶表示装置を設置母材に取り付けた状態を示す説明図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１〜図６に示すように、本発明の第１実施形態例に係る液晶表示装置は、前面に矩形状の表示窓１ａを有するハウジング１と、ハウジング１に内蔵された液晶表示パネル２とを備えている。なお、以下の説明において、Ｘ−Ｘは左右方向を、Ｙ−Ｙは前後方向を、Ｚ−Ｚは上下方向をそれぞれ示している。

液晶表示パネル２はＩＰＳ方式の液晶パネルであり、その表示画面２ａを表示窓１ａ内に露出させることで前方から目視可能となっている。周知のように、ＩＰＳ方式の液晶表示パネル２は、水平に寝かせた液晶分子を横方向に回転させることでバックライト光量を制御する駆動方式であり、液晶分子の垂直方向の傾きが発生しないため、広視野角が得られるという特徴を有している。

ハウジング１は前後方向に分割可能な前部ケース１Ａと後部ケース１Ｂをねじ止め等により一体化したものであり、前部ケース１Ａに表示窓１ａが設けられている。また、ハウジング１の後部ケース１Ｂの背面に取付部を構成する２つの腕片３と２つの固定片４が設けられており、後述するように、液晶表示装置は両腕片３と両固定片４を介してインストルメントパネル等の設置母材に取り付けられて使用されるようになっている。

一対の腕片３はハウジング１の背面上辺側に左右方向（Ｘ−Ｘ方向）に離間した状態で設けられており、これら腕片３は液晶表示パネル２の表示画面２ａと平行な面内（Ｘ−Ｚ平面）に沿って上方へ延びている。腕片３の背面には半球状の突部３ａが形成されており、腕片３の前面にも半球状の突部３ｂが形成されている。

一対の固定片４はハウジング１の背面下辺側に左右方向に離間した状態で設けられており、これら固定片４は腕片３の延出方向と直交する面内（Ｘ−Ｙ平面）を前後方向（Ｙ−Ｙ方向）へ延びている。固定片４には貫通孔４ａが設けられており、この貫通孔４ａは後述するねじ止め用の締結部材の外径に対して十分に大きなバカ孔となっている。また、固定片４の下面と後部ケース１Ｂの背面との間に一対の補強リブ４ｂが設けられており、これら両補強リブ４ｂの中間位置に貫通孔４ａが形成されている。

図７に示すように、インストルメントパネル等の設置母材１０には、Ｘ−Ｚ平面内を上下方向へ延びる基準面１１と、下端を開口した溝部１２を介して基準面１１の前方に対向する挟持面１３と、基準面１１の下方でＸ−Ｙ平面内を前後方向へ延びる取付面１４とが形成されており、取付面１４には固定片４の貫通孔４ａに比べて小径なタップ孔１４ａが設けられている。

このような設置母材１０に第１実施形態例に係る液晶表示装置を取り付ける手順について説明すると、まず、図７（ａ）に示すように、ハウジング１の上辺側に設けられた一対の腕片３を設置母材１０の基準面１１に押し付けると共に、ハウジング１の下辺側に設けられた一対の固定片４を取付面１４の真下に位置させる。

次に、ハウジング１を上方へ移動することにより、一対の腕片３を溝部１２内に挿入して基準面１１と挟持面１３との間に挟み込ませると共に、一対の固定片４を取付面１４の下面に近づけていく。その際、一対の腕片３がそれぞれ基準面１１と挟持面１３間に挟み込まれるため、ハウジング１は基準面１１と平行なＸ−Ｚ平面、すなわち一対の腕片３を通って図７の紙面と直交する一平面Ｐで拘束されたまま溝部１２内を上方へスライドする。ただし、腕片３は突部３ａ，３ｂをそれぞれ基準面１１と挟持面１３に点接触させた状態で溝部１２内を上方へスライドするため、一対の腕片３の各突部３ａ，３ｂをピボットとする回転運動、つまり平面Ｐのチルト方向やパン方向の動きは許容された状態となっている。

このようにして腕片３を溝部１２の奥側まで挿入すると、図７（ｂ）に示すように、一対の固定片４が取付面１４の下面に突き当たり、この時点で平面Ｐの突部３ａ，３ｂを中心とする回転運動も拘束されるため、ハウジング１は全ての方向の動きが拘束された全拘束状態となる。しかる後、タッピングねじ等の締結部材２０を固定片４の貫通孔４ａに挿入して取付面１４のタップ孔１４ａに螺入し、ハウジング１の両固定片４を設置母材１０の取付面１４にねじ止めすることにより、液晶表示装置はその全体を設置母材１０の前面にむき出したフローティングデザインと呼ばれる状態で取り付けられる。

その際に、貫通孔４ａが締結部材２０とタップ孔１４ａに対して大径なバカ孔となっているため、貫通孔４ａとタップ孔１４ａの中心が若干ずれていたとしても、締結部材２０が貫通孔４ａの内周面にぶつかって固定片４を取付面１４の面内方向へ押し込んでしまうことはない。したがって、設置母材１０の基準面１１と挟持面１３間に挟み込まれた２つの腕片３と、設置母材１０の取付面１４にねじ止めされた２つの固定片４とにより、４点固定と同等の取付強度を確保することができると共に、固定片４のねじ止め時にハウジング１に取付け歪を発生させることがないため、ハウジング１に内蔵されたＩＰＳ方式の液晶表示パネル２に黒ムラが発生することを抑制できる。

次に、図８と図９に示す第２実施形態例について説明すると、第２実施形態例に係る液晶表示装置では、腕片３の背面と前面に形成された突部３ａ，３ｂが半球状の代わりに半円柱状となっており、この点が前述した第１実施形態例と相違している。すなわち、一対の腕片３の背面中央部に上下方向（Ｚ−Ｚ方向）へ延びる半円柱状の突部３ａが形成されると共に、腕片３の前面中央部にも上下方向へ延びる半円柱状の突部３ｂが形成されている。

図１０に示すように、第２実施形態例に係る液晶表示装置を設置母材１０に取り付ける場合、一対の腕片３は基準面１１と平行な平面Ｐ（Ｘ−Ｚ平面）で拘束されたまま溝部１２の奥側へ挿入されるが、腕片３は半円柱状の突部３ａ，３ｂの外周面をそれぞれ基準面１１と挟持面１３に線接触させた状態で溝部１２内をスライドするため、一対の腕片３の各突部３ａ，３ｂを中心とするＺ軸回りの回転運動、つまり平面Ｐのパン方向の動きは許容された状態となっている。そして、一対の固定片４を取付面１４に突き当てた時点で平面Ｐのパン方向の動きも拘束されて全拘束状態となり、かかる全拘束後に固定片４を取付面１４にねじ止めすれば、第１実施形態例と同様に、４点固定と同等の取付強度を確保した上で、液晶表示パネル２に黒ムラが発生することを抑制できる。

次に、図１１〜図１５に示す第３実施形態例について説明すると、第３実施形態例係る液晶表示装置では、腕片３の背面に左右方向へ所定間隔を存して複数のリブ３ｃが形成されると共に、腕片３の前面にゴム等からなる弾性体５が貼着されており、また、固定片４は腕片３の延出方向と交差する斜め下方へ延びており、これらの点が前述した第１実施形態例と相違している。

複数のリブ３ｃは腕片３の背面からの突出量を段階的に異にしており、図１５に示すように、各リブ３ｃの先端部をプロットすると上下方向から見て突状に湾曲した湾曲面Ｒとなる。なお、リブ３ｃは樹脂製ハウジング１のヒケ対策として形成されたものであり、複数のリブ３ｃを形成することで腕片３が厚肉にならないようにしているが、このようなリブ３ｃを形成せずに腕片３の背面全体をそのまま湾曲面Ｒとしても良い。

図１６に示すように、第３実施形態例に係る液晶表示装置を設置母材１０に取り付ける場合、一対の腕片３は基準面１１と平行な平面Ｐ（Ｘ−Ｚ平面）で拘束されたまま溝部１２の奥側へ挿入されるが、挟持面１３に接する弾性体５からの弾発力を受けて腕片３のリブ３ｃが基準面１１に圧接され、このリブ３ｃの先端部は上下方向から見て突状に湾曲する湾曲面Ｒとなっているため、一対の腕片３は背面側のリブ３ｃを基準面１１に線接触させた状態で溝部１２内をスライドする。したがって、この場合も一対の腕片３のリブ３ｃを中心とするＺ軸回りの回転運動、つまり平面Ｐのパン方向の動きは許容された状態となっている。そして、一対の固定片４を斜め下方へ延びる取付面１４に突き当てると、ハウジング１は平面Ｐのパン方向の動きも拘束されて全拘束状態となり、かかる全拘束後に固定片４を取付面１４にねじ止めすれば、第１実施形態例と同様に、４点固定と同等の取付強度を確保した上で、液晶表示パネル２に黒ムラが発生することを抑制できる。その際、締結部材２０を固定片４の貫通孔４ａに対して斜め下方から挿入することで、固定片４を取付面１４にねじ止めすることができるため、第１および第２実施形態例に比べると、より簡単にねじ止め作業を行うことができる。

なお、上記第３実施形態例では、腕片３の前面に貼着した弾性体５を設置母材１０の挟持面１３に弾接させる構成としたが、腕片３の背面側の湾曲面Ｒと同様に、腕片３の前面も上下方向から見て突状に湾曲する湾曲面となし、この湾曲面を弾性体５を介さずに挟持面１３に圧接させるようにしても良い。

また、上記第３実施形態例では、腕片３の背面を上下方向から見て突状に湾曲する湾曲面Ｒとしたが、この湾曲面Ｒを上下方向からだけでなく側方から見ても突状に湾曲する形状としても良く、その場合、一対の腕片３は拘束平面Ｐのパン方向とチルト方向の動きが許容された状態で溝部１２内をスライドすることになる。

また、上記各実施形態例では、ハウジング１の背面上辺側に一対の腕片３を設けると共に、ハウジング１の背面下辺側に一対の固定片４を設けた場合について説明したが、腕片３と固定片４の位置関係を逆にすることも可能である。この場合、設置母材１０側の溝部１２と取付面１４の位置関係も逆になるため，液晶表示装置を設置母材１０に取り付ける際に、下方へ延びる腕片３を基準面１１に押し付けた後、ハウジング１を下方へ移動して腕片３を溝部１２内に挿入すれば良い。あるいは、腕片３と固定片４をハウジング１の背面の代わりに側面に設けるようにしても良い。

また、上記各実施形態例では、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルをハウジング１に内蔵した液晶表示装置について説明したが、ＴＮ（Twisted Nematic）方式やＶＡ（Virtical Alignment）方式の液晶表示パネルを用いても良い。

１ ハウジング
１Ａ 前部ケース
１Ｂ 後部ケース
１ａ 表示窓
２ 液晶表示装置
２ａ 表示画面
３ 腕片
３ａ 突部
３ｂ 突部
３ｃ リブ（湾曲面）
４ 固定片
４ａ 貫通孔
４ｂ 補強リブ
５ 弾性体
１０ 設置母材
１１ 基準面
１２ 溝部
１３ 挟持面
１４ 取付面
１４ａ タップ孔
２０ 締結部材

Claims (4)

1. 前面に表示窓を有するハウジングと、このハウジングに内蔵されて表示画面を前記表示窓内に露出させた液晶表示パネルとを備え、前記ハウジングの背面または側面から取付部が突出しており、この取付部を介して前記ハウジングが設置母材に取り付けられる液晶表示装置において、
   前記取付部は、前記ハウジングの上下いずれか一方側に左右方向に離間した状態で設けられて上下方向へ延びる一対の腕片と、前記ハウジングの上下いずれか他方側に左右方向に離間した状態で設けられて前記腕片の延出方向と交差する方向へ延びる一対の固定片とからなり、
   前記腕片の背面側に前記設置母材の基準面に対して点接触または線接触状態で圧接される湾曲面が形成されていると共に、前記腕片の前面側に前記設置母材の前記基準面と対向する挟持面に対して点接触または線接触状態で圧接される湾曲面、または前記挟持面に対して弾接状態で圧接される弾性面が形成されており、
   前記固定片は前記設置母材の取付面に螺着される締結部材を挿通可能な貫通孔を有し、この貫通孔が前記締結部材の径寸法に対して大径に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１の記載において、前記腕片の背面に前記湾曲面として半球状または半円柱状の突部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１の記載において、前記腕片の背面全体が上下方向から見て突状に湾曲しており、この湾曲形状によって前記湾曲面が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１の記載において、前記腕片の前面に弾性体を貼着して前記弾性面が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。