JP7799090B2 - 表示パネル及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、カーナビゲーションなどの情報や映像を表示する表示装置の表示パネルに関する。

種々の情報や映像を表示する車載用の表示装置の表示パネルとしては、合成樹脂製のものとガラス製のものがあるが、高級志向の装置では艶のあるパネルの質感が高級感を醸し出すことからガラス製のものが多く用いられている。
表示パネルは電子機器を収納した筐体の前側枠部に取り付けられ、ガラス製のものではその裏面側を、粘着テープなどを使用して前記前側枠部に貼り付けて取り付けたものが多い。

粘着テープなどで表示パネルを筐体に貼り付けて固定する方法は、固定に必要な粘着テープの準備や、固定位置を正確に位置決めするための調整などの作業が煩雑であった。また、表示パネルが傷ついたり破損したりするなどして表示パネルの交換が必要な場合に、粘着テープ等で固定されていると交換が困難であった。

そこで、前記貼り付けによる固定方法に代えて、ガラス製の表示パネルの裏面側にアウトサート成形により樹脂部材からなるリブなどの係止部位を一体に取り付け、前記筐体の前側枠部に設けた被係止部位に前記係止部位を結合して表示パネルを筐体に取り付ける態様が検討されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３－１５９１１４号公報

アウトサート成形によりガラス製の表示パネルの裏面側に係止部位を設ける場合、係止部位が太く肉厚であると、ガラスと樹脂の熱収縮差により、表示パネル裏面への係止部位の固着が不十分となって係止部位が剥れやすいという問題があった。

また、前記ガラス製の表示パネルの意匠性を高めるため、表示パネルを緩やかに湾曲した曲面形状に形成することが要請されている。例えばカーナビゲーションの表示パネルをガラスの艶のある曲面形状に形成すれば見栄えのする外観のものとなるが、この場合に表示パネルを筐体の前面に粘着テープで固定したのでは、使用中に粘着テープが徐々に剥がれて表示パネルが落下してしまう懸念がある。

前記落下の懸念を払拭するには表示パネルが物理的に筐体に固定されていること、例えば表示パネルの背面に係止部位を設け、これを筐体に設けられた被係止部位に接続して固定することが望ましいが、前記のように係止部位が肉厚であるとガラスと樹脂の熱収縮差により係止部位の固着が不十分となりやすい。また、曲面形状に加工が可能な薄いガラスの裏面にアウトサート成形によって係止部位を設ける態様では、係止部位に用いた樹脂の熱収縮により、係止部位が設けられた部分の真裏にあたるガラスの表面側に、当該表面が凸状に僅かに膨らむ「うねり（ヒケ）」が発生するという問題もある。ガラスの表面のうねりは、表示パネルが外光を反射したときに筋状の光沢となって表出し、曲面形状の綺麗な表示パネルの外観の品質を低下させる要因となる。

本発明は従来の技術が有するこのような問題点に鑑み、表示パネルにおいて、肉薄なガラス製の表示パネルの裏面側に、筐体に固定するための係止部位となる樹脂成形体を一体に設けるにあたり、表示パネルの表面にうねりを表出させることなく、樹脂成形体を表示パネルの裏面に安定的に固着させることができるようにすることを課題とする。

前記課題を解決するため本発明者が表示パネルを構成するガラスの裏面に樹脂成形体を設けた際に、このガラスの表面側にうねりが表出する条件を調べたところ、樹脂成形体の厚みに対してガラスが十分に厚い場合はうねりができないが、厚み０．３ｍｍ程度のガラスを用い、これの裏面に樹脂成形体を設けた場合には、樹脂成形体の厚みが小さくても、ガラスの表面にうねりが表出しやすいことが判った。

図３は表示パネルの表面側の外観を示している。図示した表示パネル１は、ガラス板２１の裏面周縁部に沿って接着層２２が配置されたガラス基材２の裏面側に係止部位である樹脂成形体３を固着して形成されており、前記ガラス表面のうねりは、樹脂成形体３が固着された部分の真裏にあたるガラス板２１の表面に、中央部が高く、その周囲がやや低い凸形状に表出することが多かった。
これは、図４に示されるように、ガラスが肉薄であると、ガラスの裏面に接触する樹脂が成形体の形状に固まる際にガラス裏面に加わる樹脂の収縮力（収縮量）ＣＦが、当該ガラスを平面状に保持する力（ガラスの静止力）ＳＦよりも勝り、この収縮力ＣＦが作用してガラスの樹脂成形体が設けられた部分が局所的に凸状に変形し（同図中の破線部分）、この凸状の変形がガラス表面に表出したうねりの原因であると推測される。

かかる推測によれば、前記ガラスの静止力に対して樹脂の収縮力が小さければ、或いは樹脂そのものがガラスの静止力より弱いものであれば、うねりの発生を抑制できると想定される。
本発明者は前記のような知見と想定に基づいて樹脂成形体の使用材料を選定し、ガラスの静止力よりも小さい収縮力でガラスに樹脂成形体を固着することができるか否かを検証し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
〔１〕 ガラス基材の表裏両側面のうちの一方の側の面の少なくとも一部に樹脂成形体が設けられた構成を有する表示パネルであって、
前記樹脂成形体が熱可塑性エラストマーを含み、この樹脂成形体の引張弾性率が１００ＭＰａ以下であり、且つ、ＪＩＳ－Ｋ－６２５３に準拠したＡスケールでのゴム硬度が９５以下であることを特徴とする表示パネル。
〔２〕 ガラス基材の厚さが０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である前記〔１〕に記載の表示パネル。
〔３〕 ガラス基材の厚さが０．５ｍｍ以下である前記〔２〕に記載の表示パネル。
〔４〕 熱可塑性エラストマーがポリエステル系熱可塑性エラストマーである前記〔１〕から〔３〕の何れかに記載の表示パネル。
〔５〕 樹脂成形体はガラス基材の一部に形成されており、ガラス基材の樹脂成形体が形成されている部分と対向するガラス基材の反対側の面における１５ｍｍ四方の平面度が２０μｍ以下である前記〔１〕から〔４〕の何れかに記載の表示パネル。
〔６〕 ガラス基材上に印刷層と接着層が積層されており、この接着層の上に樹脂成形体が配されてなる前記〔１〕から〔５〕の何れかに記載の表示パネル。
〔７〕 前記〔１〕から〔６〕の何れかに記載の表示パネルを備える表示装置。
なお、前記「ＪＩＳ－Ｋ－６２５３」の規格はＩＳＯ７６１９－１を基にして作成されたものである。

本発明の車載用表示パネルによれば、肉薄なガラス製の表示パネルの裏面側に、筐体に固定するための係止部位などの樹脂成形体を一体に設けた場合であっても、表示パネルの表面にうねりを表出させることなく、樹脂成形体を表示パネルの裏面に安定的に固着させることができる。

実施例で製作した複合体である表示パネルの表裏両面を分割して示した図で ある。 図１の表示パネルの樹脂成形体が設けられた部分の拡大破断斜視図である。 図１の表示パネルの表面側の拡大外観図である。 図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿った拡大断面図である。 実施例と比較例の測定結果を示したグラフである。

以下に本発明の好適な実施の形態について詳述するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で適宜変更して実施することが可能である。

前述のとおり、本発明は、ガラス基材の表裏両側面のうちの一方の側の面の少なくとも一部に樹脂成形体が設けられた構成を有する車載用表示パネルであり、前記樹脂成形体が熱可塑性エラストマーを含み、この樹脂成形体の引張弾性率が１００ＭＰａ以下であり、且つ、ＪＩＳ－Ｋ－６２５３に準拠したＡスケールでのゴム硬度が９５以下であることを特徴とする。

エラストマーはゴムのような弾性を有する柔らかい高分子であり、これを含む樹脂材料は高温で流動性があるため加工が容易で、充填材を含ませなくても強度を有するという特性を備える。前述の係止部位である樹脂成形体を、熱可塑性エラストマーを含む材料で形成することで、樹脂成形体をガラス表面に安定的に固着させることができ、併せて成形時の樹脂の収縮力が小さく、前記ガラスの静止力を下回ることでガラス表面にうねりが生じることを抑制することが可能となる。
熱可塑性エラストマーを含む材料で形成される樹脂成形体の引張弾性率は１００ＭＰａ以下であることが好ましい。引張弾性率が１００ＭＰａよりも大きいと樹脂成形体が硬く、成形時の樹脂の収縮力も大きくなるため、ガラスの静止力を上回ってガラス表面にうねりが発生しやすくなる。１００ＭＰａ以下であれば、前記ガラスの凸状の変形が小さく抑えられてうねりが目立たなくなり、或いは樹脂の収縮力がガラスの静止力よりも小さくなってうねりが生じることを防ぐことができる。引張弾性率が小さすぎると樹脂成形体が柔らかくなりすぎて、係止部位として機能が果たさなくなり、表示パネルを表示装置の筐体に物理的に固定することが難しくなる。よって、樹脂成形体の引張弾性率の下限は２ＭＰａ以上が好ましく、９ＭＰａ以上がさらに好ましく、また上限は７０ＭＰａ以下が好ましく、５０ＭＰａ以下がさらに好ましい。

前記構成の車載用表示パネルにおいて、前記熱可塑性エラストマーはゴム硬度が９５以下のものであることが好ましい。
ここでいうゴム硬度とは、ＪＩＳ－Ｋ－６２５３に準拠した、Ａスケールでのゴム硬度をいう。
熱可塑性エラストマーを含む材料で形成される樹脂成形体のゴム硬度が９５以下であれば、樹脂成形体が適度に柔らかく、ガラスと樹脂の接合面において、樹脂の収縮力がガラスに伝播することを抑制でき、うねりが生じることを防ぐことができる。ゴム硬度が４０以上であれば、係止部材として適度な硬さを有することができる。ゴム硬度の下限は５０以上が好ましく、５５以上がさらに好ましい。上限は８５以下が好ましく、８０以下がさらに好ましい。

さらに、前記樹脂成形体はガラス基材の一部に形成されており、ガラス基材の樹脂成形体が形成されている部分と対向するガラス基材の反対側の面における１５ｍｍ四方の平面度が２０μｍ以下であることが好ましい。
前記ガラス基材の表面の平面度は上記の数値条件であれば、外観上うねりが目立たず、また、表示パネルの情報や映像の表示出力にも何ら影響はない。

本発明の車載用表示パネルは、ガラス基材上に印刷層と接着層が積層されており、この接着層の上に樹脂成形体を配した構成とすることができる。
例えば本発明の車載用表示パネルがカーナビゲーションの表示パネルである場合、ガラス基材は、平面視矩形状のガラス板の裏面側に、当該ガラス板の四側周辺部に沿って帯状に黒色の印刷層を形成し、この印刷層の表面に接着剤層を積層し、この接着層の上に樹脂成形体を形成することができる。

印刷層を形成するインクは、ガラス板に直接印刷できるものであればよい。ガラス板印刷用に市販されているもの使用することができる。
ガラスとの密着性の観点から、シランカップリング剤が添加されているインクが好ましい。
前記インクは、カーボンブラック等の黒色の着色剤を含ませて使用され、印刷層はガラス板の表面に黒色の着色部を形成する。

接着剤層は、印刷層とアウトサート成形する樹脂成形体と接合できるものであればよい。
また、射出成形に用いる市販されているバインダーインキ、密着補強剤を使用することできる。

前記ガラス板の一側の面に印刷層と接着剤層が積層されてなるガラス基材は、その厚みが０．２ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であることが好ましく、ガラスを湾曲させ曲面形状に保持して固定する用途では０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
２．０ｍｍ以下であれば、車載用表示パネルを軽量化することができ、係止部の負荷を抑えることができて好ましい。また、表示パネルの裏面に接着するセンサーの感度を向上させることができて好ましい。
０．５ｍｍ以下であれば、ガラス基材を曲面形状に湾曲させる加工が可能であり、且つ曲面形状に保持して筐体に設置することが可能となるので好ましい。０．２ｍｍ以上であれば、ガラス基材を湾曲させた場合であっても、割れにくいので好ましい。

前記ガラス基材としては、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。また、これらのガラス等の低アルカリガラス及び無アルカリガラスなどが挙げられる。さらには、シリカガラスやソーダ石灰ガラス等が挙げられる。これらのうち、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス及びこれらの低アルカリガラスが好ましく、さらにはこれらの無アルカリガラスが好ましい。
ガラス基材は、無色或いは着色されていても構わないが、ディスプレイの視認性をあげるため、無色透明であることが好ましい。

前記樹脂成形体は熱可塑性エラストマーを含む樹脂を材料として用いるが、熱可塑性エラストマーを用いることがより好ましい。
樹脂成形体に用いる熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ニトリル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなどを挙げることができる。接着層との接着の観点から、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエスル系エラストマーが好ましく、なかでもポリエステル系エラストマーがさらに好ましい。
樹脂成形体は熱可塑性エラストマー単体の方が好ましいが、引張弾性率が１００ＭＰａ以下であれば、公知の熱可塑性樹脂を１種以上含有することができる。熱可塑性樹脂としては、ＡＢＳ系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＣ－ＡＢＳ樹脂等を挙げることができる。

本発明の車載用表示パネルは、各種の情報や映像を表示する装置の表示パネルに利用することが可能である。表示装置としては、カーナビゲーション、メーターパネル、ヒーターコントローラーなど挙げられる。

以下、本発明の車載用表示パネルについて実施例に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下に説明する形態のものには限定されない。

図１に示される、本発明の車載用表示パネルを製作した。
この表示パネル１は、カーナビゲーションの表示パネルとして使用されることを想定して形成され、矩形状のガラス基材２の裏面側に係止部位となる樹脂成形体３を一体に配置して構成されたものである。

図１及び図２に示されるように、前記ガラス基材２は透明なガラス板２１の裏面側の四側周辺部に沿って帯状に黒色の着色部２２を設けて、全体として０．５ｍｍ程度の厚みに形成してある。

着色部２２は、ガラス基材２の裏面側に設けられた印刷層２２ａに、接着剤層２２ｂを積層して形成してある。詳しくは、印刷層２２ａはシランカップリング剤入りのアクリルウレタン系樹脂からなるインクをガラス板２１の裏面側周縁に沿って枠状に塗布して形成され、印刷層２２ａの乾燥後、その表面に二液硬化ポリウレタンインクを塗布し、乾燥させて接着剤層２２ｂを印刷層２２ａの上面に積層してある。

樹脂成形体３は、前記ガラス基材２の裏面側であって、その上辺側の中央と左右側辺側の下部との三か所に固着させてある。樹脂成形体３の使用材料を変えて、表示パネル１の表面にうねりが表出するか否かを含む性能評価を行った。

〔実施例１〕
樹脂成形体の材料として、熱可塑性ポリエステルエラストマー；「ハイトレル（登録商標）４０４７Ｎ」（東レ・デユポン株式会社）を用い、射出成形により前記ガラス基材の裏面に樹脂成形体を一体に固着して表示パネルを製作した。

この使用材料を用いて、射出成形にて縦横が１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さが２ｍｍのプレートサンプルを作製した。
作製したサンプルについて、滋賀県東北部工業技術センターが所有する全自動マイクロゴム硬度計「型式ＭＤ－１ タイプＡ、ＪＩＳ Ａ近似値」（高分子計器株式会社）を用いてゴム硬度を測定した。測定されたゴム硬度は、１回目の測定は９２であり、２回目の測定では９３であった。
また、前記作製したサンプルについて、ＪＩＳ－Ｋ－６２５３に準拠して、デュロメーターのタイプＡを用いてゴム硬度を測定した。測定されたゴム硬度は９４であった。

また、前記使用材料の弾性率を、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１０に準拠した引張試験を実施して求めた。なお、試験片はダンベル状２号形を用いた。
製作した表示パネルについて、図３に示されるように、表示パネル１の裏面の上辺側中央に配置された樹脂成形体３の真裏、つまり表示パネル１のガラス基材の表面側において前記樹脂成形体３の中央を中心とした１５ｍｍ四方のガラス基材の平面度を測定した。平面度の測定は、「表面粗さ・輪郭形状測定機 フォームトレーサＡｖａｎｔ ＦＴＡ－Ｄ４０００」（株式会社ミツトヨ）を用いた。同測定器により測定は、ＪＩＳＢ ０６３３：２００１及びＪＩＳ Ｂ ０６５１：２００１の表面性状評価に準拠したものである。
また、製作した表示パネルの表面にうねりが表出しているか否かを目視により確認した。
上記各測定結果と確認結果を表１に示す。

〔実施例２〕
樹脂成形体の材料として、熱可塑性ポリエステルエラストマー；「ハイトレル（登録商標）３００１」（東レ・デユポン株式会社）を用い、実施例１と同様にして表示パネルを製作し、同様の測定と確認を行った。
実施例１と同様に製作したサンプルを前記全自動マイクロゴム硬度計で測定した１回目のゴム硬度は８３、２回目のゴム硬度は８４であった。また、前記デュロメーターを用いて測定したゴム硬度は８６であった。

〔実施例３〕
樹脂成形体の材料として、熱可塑性ポリエステルエラストマー；「テファブロック（登録商標）Ａ１７００Ｎ」（三菱ケミカル株式会社）を用い、実施例１と同様にして表示パネルを製作し、同様の測定と確認を行った。
実施例１と同様に製作したサンプルを前記全自動マイクロゴム硬度計で測定した１回目のゴム硬度は６０、２回目のゴム硬度は７６であった。また、前記デュロメーターを用いて測定したゴム硬度は７８であった。

〔実施例４〕
樹脂成形体の材料として、熱可塑性ポリエステルエラストマー；「テファブロック（登録商標）Ａ１６００Ｎ」（三菱ケミカル株式会社）を用い、実施例１と同様にして表示パネルを製作し、同様の測定と確認を行った。
実施例１と同様に製作したサンプルを前記全自動マイクロゴム硬度計で測定した１回目のゴム硬度は５３、２回目のゴム硬度は６６であった。また、前記デュロメーターを用いて測定したゴム硬度は６９であった。

〔実施例５〕
樹脂成形体の材料として、熱可塑性ポリエステルエラストマー；「テファブロック（登録商標）Ａ１４００Ｎ」（三菱ケミカル株式会社）を用い、実施例１と同様にして表示パネルを製作し、同様の測定と確認を行った。
実施例１と同様に製作したサンプルを前記全自動マイクロゴム硬度計で測定した１回目のゴム硬度は４３、２回目のゴム硬度も４３であった。また、前記デュロメーターを用いて測定したゴム硬度は４７であった。

〔比較例１〕
樹脂成形体の材料として、熱可塑性ポリエステルエラストマー；「ハイトレル（登録商標）７２４７」（東レ・デユポン株式会社）を用い、実施例１と同様の表示パネルの製作を試みた。しかし、樹脂成形体はガラス基材から剥離し、定着させることができなかった。
前記樹脂成形体について全自動マイクロゴム硬度計で測定した１回目のゴム硬度は９９、２回目のゴム硬度は９９であった。また、デュロメーターを用いて測定したゴム硬度は９９であった。

〔比較例２〕
樹脂成形体の材料として、熱可塑性ポリエステルエラストマー；「ハイトレル（登録商標）５５５７」（東レ・デユポン株式会社）を用い、実施例１と同様にして表示パネルを製作し、同様の測定と確認を行った。
実施例１と同様に製作したサンプルを前記全自動マイクロゴム硬度計で測定した１回目のゴム硬度は９７、２回目のゴム硬度は９８であった。また、前記デュロメーターを用いて測定したゴム硬度は９８であった。

表１の「うねり評価」は、目視確認でうねりが全く気にならない場合は「〇」、少し気になる場合は「△」、気になる場合は「×」を付した。

また、各実施例と比較例２における材料別の弾性率と前記表示パネルのガラスの平面度の測定値の関係を示したグラフを図５に示す。同図中、「実１」から「実５」は「実施例１」から「実施例５」、「比２」は「比較例２」をさす。

表１に示したとおり、表示パネルの表面のうねりの有無・状態を目視で確認したところ、比較例２はうねりが発生していることがはっきりと確認され、実施例１では目を凝らして見るとねりがあることが確認されたが、うねりは小さく、少し気になる程度であった。また、実施例２から５では、うねりは全く気にならず、目視でうねりがあることが確認されなかった。
各実施例と比較例の表示パネルを観察した範囲では、実施例１の少し気になる程度のうねりの表出であれば、カーナビゲーションの表示パネルに使用したときでも外観の見栄えの低下はなく、実用上の問題はないと考えられる。

上記のうねりを目視で確認した結果によれば、樹脂成形体の使用材料のゴム硬度は、比較例２の材料よりも小さく、実施例１の材料よりも若干大きな９５以下であれば、表示パネルに発生するうねりを気にならない程度に目立たなくすることが可能であると推量される。
また、図５のグラフで示されるように、前記使用材料の弾性率は１００ＭＰａ以下、好ましくは実施例１の材料の弾性率である６８ＭＰａ以下であれば、表示パネルに発生するうねりを気にならない程度に目立たなくし、或いはうねりが発生しないようにすることが可能であると推量される。
また、表示パネルの平面度が２０μｍ以下、好ましくは実施例１で測定した平面度である１５μｍ以下であれば、表示パネルに発生するうねりを気にならない程度に目立たなくし、或いはうねりが発生しないようにすることが可能であると推量される。

なお、前記実施例の形態では、カーナビゲーションの表示パネルに本発明の複合体を適用したが、他の情報表示装置の表示パネルにも適用可能である。この場合、表示パネルは、表示装置に応じたサイズに形成され、ガラス基材の裏面側に設ける樹成形体は、表示装置のサイズに応じて適宜な数が、ガラス基材の裏面の適宜な位置に設置される。
本発明の複合体を構成するガラス基材と樹脂成形体の形状や組み合わせは一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

１ 車載用表示パネル、２ ガラス基材、２１ ガラス板、２２ 着色部、２２ａ 印刷層、２２ｂ 接着剤層、３ 樹脂成形体

Claims (6)

1. ガラス基材の表裏両側面のうちの一方の側の面に、筐体の被係止部位に接続するリブなどの係止部位となる樹脂成形体が設けられた構成を有する表示パネルであって、
   前記樹脂成形体が熱可塑性エラストマーを含み、この樹脂成形体の引張弾性率が２ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下、且つ、ＪＩＳ－Ｋ－６２５３に準拠したＡスケールでのゴム硬度が９５以下であり、
   前記ガラス基材の厚さが０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする表示パネル。
2. ガラス基材の厚さが０．５ｍｍ以下である請求項１に記載の表示パネル。
3. 熱可塑性エラストマーがポリエステル系熱可塑性エラストマーである請求項１又は２に記載の表示パネル。
4. 樹脂成形体はガラス基材の一部に形成されており、ガラス基材の樹脂成形体が形成されている部分と対向するガラス基材の反対側の面における１５ｍｍ四方の平面度が２０μｍ以下である請求項１又は２に記載の表示パネル。
5. ガラス基材上に印刷層と接着層が積層されており、この接着層の上に樹脂成形体が配されてなる請求項１又は２に記載の表示パネル。
6. 請求項１又は２に記載の表示パネルを備える表示装置。