(57)【要約】【課題】構成部品の寸法精度や組み立て精度等に左右されることなく、液晶表示素子の表示部の支持の安定性の向上や視認性の維持、液晶表示素子をカバーする表面パネルの形状維持を行うことのできる液晶表示素子の固定構造を提供する。【解決手段】表面パネル３６とＬＣＤ３４との間に第１クッション材４０を介在させ、ＬＣＤ３４を支持する支持ホルダー３８と基板４４との間に、第１クッション材４０より軟らかい第２クッション材４２を配置する。第２クッション材４２を第１クッション材４０に対し、軟らかく設定することにより、構成部品の寸法精度や組み立て精度等に基づく誤差を吸収し、表面パネル３６に対するＬＣＤ３４の支持高さの変動を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面パネルと、
前記表面パネルに形成された開口部から表示部を視認可能に、前記表面パネルの裏面側に配置される液晶表示素子と、
前記表面パネルと液晶表示素子との間に介在させ両者の直接接触を抑制する第１クッション材と、
前記表面パネルの裏面側で前記液晶表示素子を基台に対し保持する支持ホルダーと、
前記支持ホルダーと基台との間に介在させ、前記支持ホルダーの支持する液晶表示素子を前記第１クッション材に所定範囲内の押圧力で押圧する第２クッション材と、
を含むことを特徴とする液晶表示素子の固定構造。
【請求項２】
請求項１記載の構造において、
前記第２クッション材の硬さは、前記第１クッション材の硬さより軟らかいことを特徴とする液晶表示素子の固定構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の構造において、
前記基台は、前記液晶表示素子から延出される接続線を摺動自在に保持する保持ホルダーを有することを特徴とする液晶表示素子の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の固定構造、特に、構成部品の寸法精度や組み立て精度等に左右されることなく、液晶表示素子の表示部の支持の安定性を向上すると共に、視認性の維持や液晶表示素子をカバーする表面パネルの形状維持を行うことのできる液晶表示素子の固定構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子機器の操作パネル上には、様々な表示装置が配置されている。例えば、ＬＥＤ等を用いて点灯や消灯により表示を行う単純なものから、液晶表示素子（ＬＣＤ）を使って、複雑な意匠や異なる複数の意匠を表示するものもある。例えば、車両に搭載される空気調和装置（エアコン）の操作パネル上には、個別にスイッチやマークが形成され、その近傍に動作状態を利用者に知らせるＬＥＤやバルブ等の光源、またこのような光源を用いたインジケータ等が配置されている。この場合、表示するものの数に応じて配置スペースや部品点数は増加するが、制御が容易であると共に、全体のコストを抑制することができる。一方、操作パネル上のスペースに制限がある場合や、高級感を出す場合、シンプルな構成にしたい場合等、ＬＣＤを用いた表示装置を利用する。ＬＣＤを用いた表示装置は、１つまたはいくつかのＬＣＤで複数の状態を順次表示することができる。
【０００３】
最近では、車両のインストルメントパネル等のように限られたスペースの中で搭載される電子機器の数が増加ししているため、スペースの有効活用ができるＬＣＤを用いた表示装置が盛んに使用されている。
【０００４】
このような、ＬＣＤを用いた液晶表示装置は、ＬＣＤをホルダーで支持すると共に、そのホルダーに対し基板やＬＣＤ駆動用の信号線等が接続されてユニット化されている（例えば、特許文献１）。このようなユニット化された液晶表示装置を車両等のインストルメントパネルに適用する場合、通常、インストルメントパネルを構成する表面パネルの裏面側に配置される。図４は、表面パネル１００の裏面側に、ＬＣＤ１０２を配置している構成の一例を示している。ＬＣＤ１０２は例えば、樹脂等で構成される箱形のホルダー１０４を介して基板１０６に固定されている。ＬＣＤ１０２の端部からは、ＬＣＤ１０２を駆動する信号や電力を供給するリード群（例えば、薄板に複数のリード線を印刷したもの等）１０８が接続され、基板１０６の所定位置にはんだ１０６ａ等で固定されている。なお、表面パネル１００において、ＬＣＤ１０２の前面側（表示部１０２ａ）と対面する位置には開口部１００ａが形成され、その開口部１００ａには、ＬＣＤ１０２を保護する等の目的により、透明または半透明の保護プレート１１０が配置されている。そして、表面パネル１００の表面側からＬＣＤ１０２の表示内容が視認できるようになっている。
【０００５】
前述したように、ＬＣＤ１０２を用いることにより様々な表示を行うことが可能となると共に、必要のあるものだけ順次表示するため、一つの表示のために表示部１０２ａの表示面積を一杯に使用することが可能になり、視認性や意匠性を向上させることができる。そのため、表面パネル１００に形成されるＬＣＤ用の開口部１００ａも大きく設定され、表面パネル１００とＬＣＤ１０２間のクリアランスも大きくなる。この時、表面パネル１００に対し、ＬＣＤ１０２を安定的に保持するために、例えば、図４に示すように、表面パネル１００とＬＣＤ１０２との間にクッション材１１２を介在させている。
【０００６】
このクッション材１１２はスポンジ等の発泡体やゴム材等の柔軟性を有するものであり、例えば、ＬＣＤ１０２の辺部に沿った直方体形状を呈し、両面テープ等により表面パネル１００とＬＣＤ１０２との間に配置固定されている。
【０００７】
なお、ＬＣＤ１０２の表示部１０２ａは傷つきやすく、もし傷がついた場合、表示性が著しく低下する。そのため、クッション材１１２は、表示部１０２ａと表面パネル１００とが直接接触しないように表示部１０２ａを保護する機能も有している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２１９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、図４に示すように、表面パネル１００の裏面側にホルダー１０４等を用いてＬＣＤ１０２を配置する構造においては、ＬＣＤ１０２を支持するために、複数の部品が使用されている。これらの部品の多くは樹脂成形品であり歪み等が発生し易かった。そのため、ＬＣＤ１０２の表面パネル１００に対する支持高さや支持姿勢にバラツキが発生していた。クッション材１１２を使用しているが、前述した成形誤差や歪み、組み立て誤差等によりクッション材１１２のサイズを超える隙間がＬＣＤ１０２と表面パネル１００との間に発生した場合、振動音や異音等が発生し、利用者に不快感を感じさせてしまうと共に、ＬＣＤ１０２の支持安定性が低下するおそれがあった。逆に、ＬＣＤ１０２と表面パネル１００との間の間隔が接近しすぎ、クッション材１１２が許容量以上収縮させられた場合、表面パネル１００をクッション材１１２が押圧することとなり、表面パネル１００に膨らみ等の変形を招いてしまうおそれがあった。さらに、前述したように、ＬＣＤ１０２と表面パネル１００との間の間隔が変化した場合、表面パネル１００側からみたＬＣＤ１０２の見え方が変化してしまう。特に、ＬＣＤ１０２の表示部１０２ａの周辺部が見えなくなったり、逆に本来見えるべきではない表示部１０２ａの周辺部よりさらに外側の部分が見えてしまうという問題を生じる。
【００１０】
また、前述したように、ＬＣＤ１０２からはリード群１０８が延出され、基板１０６上ではんだ付け等により機械的に固定されている。そのため、前述したような誤差により、ＬＣＤ１０２と表面パネル１００との間の間隔が変化した場合、リード群１０８の形状を変化させることにより、前記間隔の変化を吸収させていた。そのため、リード群１０８と基板１０６との接続部分（はんだ付け部分）やＬＥＤ１０２との接続部分にストレスが生じ、はんだ剥がれ等接触不良の原因になっていた。つまり、ＬＣＤ１０２の安定した固定を妨げる原因になっていた。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題の少なくとも一つを解消するために行われたものであり、構成部品の寸法精度や組み立て精度等に左右されることなく、液晶表示素子の表示部の支持の安定性の向上や視認性の維持や液晶表示素子をカバーする表面パネルの形状維持を行うことのできる液晶表示素子の固定構造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】
【００１２】
本発明の液晶表示素子の固定構造は、表面パネルと、前記表面パネルに形成された開口部から表示部を視認可能に、前記表面パネルの裏面側に配置される液晶表示素子と、前記表面パネルと液晶表示素子との間に介在させ両者の直接接触を抑制する第１クッション材と、前記表面パネルの裏面側で前記液晶表示素子を基台に対し保持する支持ホルダーと、前記支持ホルダーと基台との間に介在させ、前記支持ホルダーの支持する液晶表示素子を前記第１クッション材に所定範囲内の押圧力で押圧する第２クッション材と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
ここで、第１クッション材及び第２クッション材は、液晶表示素子の固定構造を構成する部品の加工精度及び組み立て精度が標準的な時に、所定量圧縮された状態でそれぞれの部材間に挿入されている。
【００１４】
この構成によれば、第２クッション材が第１クッション材を常時所定範囲内の押圧力で押圧する構成にすることにより、表面パネルと液晶表示素子とは常に接触状態が維持され、表面パネルに対する液晶表示素子の支持位置の変化を最小限に抑えることができる。また、第１クッション材及び第２クッション材を用いることにより、表面パネルと液晶表示素子との間隔の変化への対応量が向上し、液晶表示素子の固定構造を構成する部品の加工精度及び組み立て精度が変化しても第１クッション材及び第２クッション材の変形により各構成部材に起因する精度バラツキによる変化に対応することが可能になり、表面パネルに対する液晶表示素子の支持位置の変化を最小限に抑えることができる。
【００１５】
また、本発明は、上記構成において、前記第２クッション材の硬さは、前記第１クッション材の硬さより軟らかいことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、表面パネルと液晶表示素子との間隔が少なくなった場合、第２クッション材が常に先に圧縮され、表面パネルと液晶表示素子との間隔を第１クッション材の当初サイズで規定する距離に維持することが可能になる。その結果、表面パネルに対する液晶表示素子の支持高さを安定化することができる。
【００１７】
また、本発明は、上記構成において、前記基台は、前記液晶表示素子から延出される接続線を摺動自在に保持する保持ホルダーを有することを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、表面パネルと基台との間隔が変化した場合でも、接続線が保持ホルダーと摺動することにより接続線自体にストレスが付与されることなく、接続線の接続を安定的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の液晶表示素子の固定構造を適用可能な電子機器の一例として車両の空気調和装置（エアコン）１０がある。図１には、エアコン１０の表面パネル（意匠パネル）１２の外観が示されている。表面パネル１２上には、フロントガラス用のデフロスタースイッチ１４、リアガラス用のデフォガースイッチ１６、内外気切り替えスイッチ１８、温度設定ダイヤル２０等が設けられている。また、エアコン１０の関係では、Ａ／Ｃスイッチ２２、風の吹き出し口を設定するモードスイッチ２４、ブロワーの強さを設定するブロワースイッチ２６、エアコン１０のオート制御を行うＡＵＴＯスイッチ２８、制御をオフするＯＦＦスイッチ３０等が形成されている。また、各スイッチには、必要に応じて、そのスイッチがオンされているか否かを表示するインジケータランプａが設けられている。
【００２１】
さらに、図１の構成においては、各スイッチの動作状態を一括的に表示するために、液晶表示素子（ＬＣＤ）を用いた表示装置３２が用いられている。表示装置３２の表示部３２ａには、前記各スイッチの操作内容が容易に認識可能なように、マークや数字、文字等が選択的に表示されるようになっている。なお、図１は、説明のため全表示状態を示している。
【００２２】
図２には、本実施形態の表示装置３２に用いられているＬＣＤ３４の固定構造が示されている。ＬＣＤ３４は、図２に示しように、表面パネル３６の裏面側で、例えば、樹脂等で構成される箱形の支持ホルダー３８に支持されている。表面パネル３６とＬＣＤ３４との間には、表面パネル３６とＬＣＤ３４との間隔を所定値以内に維持すると共に、表面パネル３６とＬＣＤ３４とが直接接触することを防止する第１クッション材４０が配置されている。この第１クッション材４０は、例えば柔軟性はあるが比較的硬質の発泡材（例えば、ウレタン）やゴム材等で形成され、図中紙面鉛直方向に延びた略直方体形状を呈している。図１においては、ＬＣＤ３４の一辺に沿って第１クッション材４０を配置しているが、実表示範囲である表示部３２ａに重ならない位置であれば、任意の位置に複数配置してもよい。例えば、図１において、対向する辺に沿って一対の第１クッション材４０を配置してもよい。
【００２３】
また、本実施形態においては、支持ホルダー３８は、上端面の一部に切り欠き３８ａを有し、上端面でＬＣＤ３４を位置決め可能に、面支持できるようになっている。
【００２４】
一方、支持ホルダー３８の下端側には、第２クッション材４２が配置されている。第２クッション材４２は、第１クッション材４０と同様に柔軟性のある発泡材（例えば、ウレタンやスポンジ）やゴム材等で形成されている。しかし、第２クッション材４２の硬さは、第１クッション材４０の硬さより軟らかく、外力が加わった場合に、第２クッション材４２が第１クッション材４０に先行して圧縮するように設定されている。なお、第２クッション材４２はＬＣＤ３４を含む支持ホルダー３８全体を支持しているため、図示するように、少なくとも支持ホルダー３８の対向する辺に配置されていることが望ましい。もちろん支持ホルダー３８の底辺全周に第２クッション材４２を配置してもよい。そして、第２クッション材４２は、例えば、両面テープ等で基台となる基板４４や支持ホルダー３８に接続される。また、支持ホルダー３８に第２クッション材４２と係合する係合部（例えば、溝や爪等）を設け、支持ホルダー３８がＬＣＤ３４を支持しつつ、安定的に基板４４上に配置されるようになっている。
【００２５】
第１クッション材４０及び第２クッション材４２の図中上下方向のサイズは、図２に示すように、表面パネル３６、第１クッション材４０、ＬＣＤ３４、支持ホルダー３８、第２クッション材４２、基板４４等各部品の寸法の精度が標準値である場合に、第１クッション材４０及び第２クッション材４２を含む全ての部材が隙間を空けることなく、積層状態で、接触状態が維持されるように設定されている。この時、特に第２クッション材４２は、各構成部材の寸法誤差や組み立て誤差、歪み等の合計の量を上回る量の圧縮状態で挿入されていることが望ましく、第１クッション材４０を所定範囲の押圧力で常に押圧するようになることが望ましい。
【００２６】
従って、前述したように、支持ホルダー３８の寸法精度や表面パネル３６の裏面側の表面精度等のような構成部材の寸法誤差や、支持ホルダー３８や基板４４等の組み立て誤差、表面パネル３６や支持ホルダー３８等の歪みが発生し、表面パネル３６と基板４４との距離が拡大する方向にシフトする場合、つまり実質的に支持ホルダー３８の支持するＬＣＤ３４が表面パネル３６から遠ざかる方向に移動してしまうような場合、第２クッション材４２の圧縮復帰が適量発生し、ＬＣＤ３４が現実的に移動することを抑制する。つまり、ＬＣＤ３４の支持位置を設計で定めた位置に保持するように、各構成部品の誤差によるＬＣＤ３４の変位を自動的に吸収するように第２クッション材４２が作用し、表面パネル３６とＬＣＤ３４との間に好ましくない隙間が形成されることを抑制することができる。
【００２７】
また、逆に前述したような誤差により、表面パネル３６と基板４４との距離が縮小するような場合、第２クッション材４２は第１クッション材４０より軟らかいため先に大きく収縮し、距離の縮小分を吸収する。その結果第１クッション材４０が大きな押圧力を受けることがない。その結果、各構成部材の加工誤差や組み立て誤差にある場合でも、必要以上に表面パネル３６の裏側を押圧することが抑制され、表面パネル３６の表面が膨らむことを抑制することができる。
【００２８】
なお、前述したように、第２クッション材４２は第１クッション材４０より軟らかいため前述した誤差による変化は、第２クッション材４２の形状の圧縮動作及び復元動作で吸収することになる。つまり、第１クッション材４０において、大きな形状圧縮及び復元は発生せずに、ＬＣＤ３４と表面パネル３６との距離を間に介在させている第１クッション材４０のサイズに応じたほぼ一定値に維持することができる。ＬＣＤ３４と表面パネル３６との距離が変化した場合、前述したように、表面パネル３６側からみたＬＣＤ３４の見え方が変化してしまう。特に、ＬＣＤ３４の表示部３４ａの周辺部が見えなくなったり、逆に本来見えるべきではない表示部３４ａの周辺部よりさらに外側の部分が見えてしまうという問題が発生するが、本実施形態においては、ＬＣＤ３４と表面パネル３６との距離がほぼ一定に保たれる。つまり距離の変化量を最小限に抑えることができるので、表面パネル３６の表側から透明または半透明の保護プレート４６を通してＬＣＤ３４を見ると、その見え方は常にほぼ一定となる。つまり、表示品質の安定化を実現することができる。
【００２９】
ところで、図２に示すように、ＬＣＤ３４には、表示制御用のリード群（接続線）４８が接続されている。このリード群４８は、例えば、０．３ｍｍ程度の厚さのシート状の基台に信号線や電源供給線等が形成されたものである。リード群４８のＬＣＤ３４側は、任意の固定方法（例えば、はんだ付けやコネクタ接続等）により所定のリードが所定の接点（いずれも不図示）に接続されている。一方、リード群４８の基板４４側は、図３に拡大して示すように、基板４４に固定された保持ホルダー５０に挿入されている。この支持ホルダー５０は、例えば、紙面垂直方向に延設されるスロットホルダー形状を呈し、スロットに挿入されたリード群４８は、スロットの中に形成された接点とリード群４８の各リード線が接触しながら図中矢印Ｈ方向に摺動自在になっている。
【００３０】
その結果、例えば、前述したような各部品の成形誤差や組み立て誤差等によりＬＣＤ３４から基板４４までの距離が変化してしまう場合でも、リード群４８は支持ホルダー５０のスロット中を摺動し、最適な位置で固定される。すなわち、リード群４８に前述の誤差等によるストレスが係ることを抑制することが可能となる。リード群４８にストレスがかからないことから、接続部（本実施形態の場合、ＬＣＤ３４との接続部）のはんだ剥がれや接触不良等の発生を抑制することができる。なお、本実施形態の支持ホルダー５０とリード群４８との紙面鉛直方向の位置が、リード群４８の摺動に関わりなく一定になり、個別のリード線と支持ホルダー５０のスロット内の接点の接続関係が常に一定になるように、例えば、矢印Ｈ方向に延びるガイド手段（キーやキー溝等）を支持ホルダー５０及び対応するリード群４８に形成しておくことが望ましい。
【００３１】
このように、第１クッション材４０及び第２クッション材４２を設け、第２クッション材４２を第１クッション材４０に対し、軟らかく設定することにより、構成部品の寸法精度や組み立て精度等に左右されることなく、ＬＣＤ３４の表示部３４ａの支持の安定性の向上や視認性の維持、ＬＣＤ３４をカバーする表面パネル３６の形状維持を行うことが可能になり、ＬＣＤ３４を用いる電子機器の品質の向上に寄与することができる。
【００３２】
なお、本実施形態の図１、図２に示す各構成部材の形状は一例であり、第１クッション材４０と第２クッション材４２とを用い、各構成部品の有する誤差による歪みを吸収する構成であれば、各部材の形状は任意に変更可能であり、本実施形態と同様な効果をえることができる。また、図３に示す支持ホルダー５０の形状も一例であり、リード群４８を図中矢印Ｈ方向に摺動可能な構造であれば、本実施形態と同様な効果を得ることができる。また、本実施形態では、ＬＣＤ３４の固定構造を適用する例としてエアコン１０を示したが、表面パネルの裏側にＬＣＤを保持するものであれば任意の機器に適用可能であり本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態に係る液晶表示素子の固定構造を適用可能な空気調和装置の表面パネルの正面図である。
【図２】本実施形態に係る液晶表示素子の固定構造を説明する説明図である。
【図３】本実施形態に係る液晶表示素子の固定構造のリード群を支持する支持ホルダー説明図である。
【図４】従来の液晶表示素子の固定構造を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  空気調和装置（エアコン）、１２  表面パネル、１４  デフロスタースイッチ、１６  デフォガースイッチ、１８  内外気切り替えスイッチ、２０ 温度設定ダイヤル、２２  Ａ／Ｃスイッチ、２４  モードスイッチ、２６  ブロワースイッチ、２８  ＡＵＴＯスイッチ、３０  ＯＦＦスイッチ、３２  表示装置、３２ａ  表示部、３６  表面パネル、３８  支持ホルダー、４０  第１クッション材、４２  第２クッション材、４４  基板、４６  保護プレート、４８  リード群、５０  保持ホルダー、５０  支持ホルダー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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