车辆用显示器以及具备该显示器的车辆
阅读说明：本技术 车辆用显示器以及具备该显示器的车辆 (Display for vehicle and vehicle provided with same ) 是由 西田爱 于 2020-02-17 设计创作，主要内容包括：提供能够在抑制从车外看到车内的同时、抑制车内的搭乘者感到闭塞感的车辆用显示器。配置于车辆(1)的透明的外板(4)的车辆用显示器(10A)是向车外显示影像的电子纸。电子纸(10A)具有通过设置多个空孔部(14)而使光透过电子纸(10A)的光透射区域(10a)。在从厚度方向观察电子纸(10A)的状态下,多个空孔部(14)的面积相对于光透射区域(10a)整体的面积的比例即空孔占有率处于40％以上且80％以下的范围内,连结各空孔部(14)的周缘的两点(a、b)的最大长度(D)处于0.5mm以上且8.0mm以下的范围内。(Provided is a vehicle display which can suppress a sense of occlusion of a passenger in a vehicle while suppressing the visibility of the vehicle interior from outside the vehicle. A vehicle display (10A) disposed on a transparent outer panel (4) of a vehicle (1) is electronic paper for displaying images to the outside of the vehicle. The electronic paper (10A) has a light transmission region (10A) for transmitting light through the electronic paper (10A) by providing a plurality of holes (14). When the electronic paper (10A) is viewed from the thickness direction, the ratio of the area of the plurality of holes (14) to the area of the entire light transmission region (10A), i.e., the hole occupancy, is within the range of 40% to 80%, and the maximum length (D) of two points (a, b) connecting the peripheral edges of the holes (14) is within the range of 0.5mm to 8.0 mm.)
技术领域
本发明涉及车辆用显示器以及具备该显示器的车辆。
背景技术
以往以来，利用了具有电子纸的显示器。作为这样的显示器，例如专利文献1中提出了电泳方式的电子纸，该电泳方式的电子纸具备透明电极层、背面电极层和配置在这些层之间的包含多个微胶囊(microcapsule)的显示介质层。微胶囊在透明的分散剂中包含有带正电以及带负电的颜料。在显示器上显示影像时，通过将与各微胶囊接触的背面电极层的电极的极性控制为正极或者负极，使带正电以及带负电的颜料在微胶囊内进行电泳。由此，经由透明电极层而在显示器显示影像。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2017-227907号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
设想在将专利文献1所示的显示器配置在车辆的侧玻璃等透明的外板时，向车外显示电子纸的影像。此时，车内的搭乘者恐怕会因显示器而无法看到车外，会感到闭塞感。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，作为本发明，提供能够在抑制从车外能看到车内的同时、抑制车内的搭乘者感到闭塞感的车辆用显示器。
用于解决问题的技术方案
为了实现上述目的，本发明涉及的车辆用显示器是配置于车辆的透明的外板的车辆用显示器，其特征在于，所述车辆用显示器是向车外显示影像的电子纸，所述电子纸至少具有光透射区域，所述光透射区域是通过设置多个空孔部而使光透过所述电子纸的区域，在从厚度方向观察所述电子纸的状态下，空孔占有率处于40％以上且80％以下的范围内，连结各所述空孔部的周缘的两点的最大长度处于0.5mm以上且8.0mm以下的范围内，所述空孔占有率是所述多个空孔部的面积相对于所述光透射区域整体的面积的比例。
根据本发明，电子纸具有通过设置多个空孔部而使光透过电子纸的光透射区域，因此，能够从车内经过光透射区域的空孔部看车外。另一方面，能够向车外显示电子纸的影像，车外的行人等位于与车内的搭乘者相比而远离电子纸的光透射区域的位置，因此，车外的行人等难以经过空孔部看到车内。这样的结果能够在抑制从车外看到车内的同时、抑制车内的人感到闭塞感。
在此，例如在空孔占有率小于40％的情况下或者最大长度小于0.5mm的情况下，难以从车内看到车外。另一方面，在空孔占有率超过80％的情况下或者最大长度超过8.0mm的情况下，容易从车外看到车内。此外，对于本发明中所说的空孔部，只要光能够经由空孔部在电子纸的厚度方向上透射即可。例如，作为空孔部的形态，也可以是在电子纸以非贯通的状态形成了开口部的孔、贯通电子纸的贯通孔以及没有开口部而形成于内部的孔中的任何形态。
作为更优选的技术方案，在所述空孔部配置有透明的构件。通过该透明的构件，能够确保电子纸的强度，并且，能够抑制光透射的部分的像的歪斜。
作为进一步优选的技术方案，在从所述厚度方向观察的状态下，在形成所述空孔部的壁面与所述透明的构件之间形成有间隙。通过在该透明的构件与形成空孔部的壁面之间设置间隙，能够抑制由电子纸与透明的构件之间的热膨胀差引起的电子纸的变形。
作为更优选的技术方案，所述电子纸具有与所述光透射区域相邻的相邻区域，在所述相邻区域还形成有所述空孔部，所述相邻区域的空孔部的占有率随着远离所述光透射区域而变低。根据该技术方案，能够使由空孔部引起的光透射区域与相邻区域的边界变得不显眼。
例如也可以在电子纸的整个面设置光透射区域，但作为更优选的技术方案，在将从所述车辆的车内的地板到所述车辆的车内的顶棚的距离设为H时，所述光透射区域至少包含相对于所述地板、从1/3×H的高度到2/3×H的高度的范围。根据该技术方案，由于相对于地板、从1/3×H的高度到2/3×H的高度的范围接近车内的搭乘者看车外时的视线的位置，因此，通过至少使这样的范围为光透射区域，在抑制从车外看到车内的同时，车内的搭乘者容易看到车外，因此，能够进一步抑制感到闭塞感。
作为更优选的技术方案，所述光透射区域具有与文字或者图形的形状相应的显示区域，所述显示区域的空孔占有率与所述光透射区域的其它区域的空孔占有率不同。这样，通过显示区域的空孔占有率与其他的光透射区域的空孔占有率不同，例如能够在夜间利用从车内透过光透射区域的空孔部的光来从车外明确地视觉识别显示区域的文字。
发明效果
本发明能够在抑制从车外能看到车内的同时、抑制车内的搭乘者感到闭塞感。
附图说明
图1是具备本发明的实施方式涉及的车辆用显示器的车辆的立体图。
图2是图1所示的车辆的侧视图。
图3是作为图2的车辆用显示器的电子纸主体的示意性分解立体图。
图4是图3所示的电子纸主体的主要部分放大剖视图。
图5A是将本实施方式涉及的电子纸安装于外板的状态下的示意性剖视图。
图5B是将图5A的变形例涉及的电子纸安装于外板的状态下的示意性剖视图。
图5C是将图5B的变形例涉及的电子纸安装于外板的状态下的示意性剖视图。
图5D是将图5A的变形例涉及的电子纸安装于外板的状态下的示意性剖视图。
图6A是用于说明图5A所示的电子纸的空孔部的形状的示意性俯视图。
图6B是用于说明图6A的变形例涉及的空孔部的形状的示意性俯视图。
图6C是用于说明图6A的变形例涉及的空孔部的形状的示意性俯视图。
图7A是用于说明将透明的构件配置于显示介质层的空孔部的方法的示意性立体图。
图7B是用于对通过与图7A所示的方法不同的方法将透明的构件配置于显示介质层的空孔部的方法进行说明的示意性立体图。
图8A是具备图1所示的实施方式的变形例涉及的车辆用显示器的车辆的侧视图。
图8B是具备图1所示的实施方式的其他变形例涉及的车辆用显示器的车辆的侧视图。
图8C是具备图1所示的实施方式的其他变形例涉及的车辆用显示器的车辆的侧视图。
图9是参考例涉及的电子纸主体的主要部分放大剖视图。
标号说明
1：车辆；4：外板；10A～10E：电子纸(车辆用显示器)；10a：光透射区域；10b、10c：相邻区域；10e：显示区域；14：空孔部；17：透明的构件。
具体实施方式
以下，基于图1～图8C的附图对本发明的实施方式涉及的车辆用显示器10A～10F进行详细的说明。
如图1以及图2所示，本实施方式涉及的车辆用显示器(以下称为显示器)10A安装于车辆1。车辆1具备利用来自电源部(未图示)的电力进行驱动的马达等驱动装置(未图示)和控制驱动装置的控制装置(未图示)。车辆1利用驱动装置的动力使车轮2旋转来行驶。
车辆1具备相当于框架的车辆主体3和将车内与车外隔开的透明的外板4。作为外板4的材料，例如可以举出透明的树脂、玻璃等，只要具有机械强度以及耐气候性，则并不特别地被限定。外板4遍及从车辆1的车内的地板FL到顶棚C的高度来形成。
在本实施方式中，显示器10A是以覆盖外板4的整面的方式从车内侧粘贴于外板4且经由透明的外板4向车外显示影像的电子纸。因此，显示器(电子纸)10A遍及从车辆1的车内的地板FL到顶棚C的高度来配置。此外，在本实施方式中，显示器10A从车内侧粘贴于外板4，但例如也可以从车外侧粘贴于外板4。此外，以下，显示器和电子纸是相同的，因此，在附图中，标记了相同的标号10A。电子纸10A与上述的控制装置(未图示)电连接，能够根据来自控制装置的控制信号，向车外显示影像。
如图3～图5A所示，电子纸10A具有通过设置多个空孔部14来向电子纸10A(具体而言为其厚度方向)透射光的光透射区域10a。多个空孔部14形成于光透射区域10a，经由该空孔部14在电子纸10A的厚度方向上透射光。在本实施方式中，如后所述，在电子纸10A的整体以均匀地分散的方式形成有多个空孔部14，因此，电子纸10A整体的区域成为光透射区域10a。
电子纸10A显示影像，只要能够形成多个空孔部14，可以是电泳方式、电沉积(electrodeposition)方式、可动膜方式、电致变色(electrochromic)方式、扭转球(twisting ball)方式、粉体移动方式、电润湿(electrowetting)方式、热(thermal)方式或者磁泳方式等中的任何方式。一般而言，这些方式的电子纸在表面具有透明电极层，因此，只要能够在直接显示影像的显示介质层和与显示介质层一起夹着透明电极层的背面电极层形成空孔部即可，在背面电极层为透明的情况下，在该电极层也可以不设置空孔部。在本实施方式中，电子纸10A是电泳方式的电子纸，以下进行详细的说明。
如图3～图5A所示，电子纸10A是在电子纸主体10形成有保护层51的电路基板，具有可挠性。电子纸主体10具备：具有ITO等的电极(未图示)的透明电极层(透明导电层)20和具有下部电极(未图示)的背面电极层40。保护层51是透明的层，从车内侧覆盖背面电极层40。
在本实施方式中，在透明电极层20与背面电极层40之间设置有显示介质层30。显示介质层30是以形成空孔部14a的方式铺满了多个微胶囊31的层。微胶囊31例如经由粘着剂等配置于透明电极层20和背面电极层40。只要微胶囊31固定在透明电极层20与背面电极层40之间，也可以不使用粘着剂来配置微胶囊31。
微胶囊31是直径几十μm(例如40μm左右)的球体，在透明的胶囊主体32的内部包含有分散剂33以及带正电的颜料34和带负电的颜料35(参照图4)。颜料34是白色的颜料，颜料35是黑色的颜料。此外，在本实施方式中，电子纸10A显示白黑两色。在本实施方式中，不同的颜色的颜料与其颜色相应地带正电和带负电即可。例如，使之带正电的颜料也可以是带电的程度不同的品红色、青色、黄色的颜料。由此，电子纸10A能够显示彩色的影像。这样的显示介质层30能够通过丝网印刷等由包含多个微胶囊31的膏状料(Paste material)形成。此外，在本实施方式中，在多个微胶囊31内部包含有分散剂33以及颜料34、35，但例如也可以在形成于一个层的多个透明的单元内部包含这些分散剂33以及颜料34、35。
透明电极层20是形成于电子纸10A的一方的表面的透明的层，虽未图示，但由多个电极和支承该多个电极的支承层构成。透明电极层20相对于显示介质层30配置在作为显示影像侧的车外侧。在本实施方式中，透明电极层20粘贴于外板4的车内侧的表面。此外，本说明书中所说的“透明”是指，依据JIS K 7136的雾度(HAZE)优选为1％以下。
作为透明电极层20的电极的材料，具体而言，可以举出碳纳米管、IZO、石墨烯、纳米银颗粒、纳米线、碳纳米带、ITO、ZnO、TCO等。此外，只要能够根据所显示的影像来在其与背面电极层40的电极之间向各微胶囊31施加电压，并能够从透明电极层20侧视觉识别显示介质层30的颜料34、35，则透明电极层20的材料不被特别地限定。
背面电极层40是形成于电子纸10A的另一方的表面的层，虽未图示，但由多个电极和支承该多个电极的支承层构成。对于背面电极层40的电极的材料，只要是具有导电性的材料，则不被特别地限定，例如可以举出Au、Al、Ag、Ni、Cu等金属、ITO、SnO2、ZnO-Al等透明导电体、或者将导电剂混合于溶剂或者合成树脂粘合剂而得到的导电膏等。透明电极层20和背面电极层40的多个电极配置为矩阵状。通过对透明电极层20和背面电极层40的相对向的电极施加电压，从而向微胶囊31施加电压，微胶囊31内的带了电的颜料34、35集合在透明电极层20和背面电极层40中的某一层侧。
这样，能够在透明电极层20侧显示电子纸10A的影像。此外，在图4中，例示了背面电极层40的各电极的极性(正极或者负极)，根据显示的影像，各电极的极性被进行控制。
在本实施方式中，如上所述，电子纸10A的整个面是光透射区域10a，在电子纸10A形成有透射光的多个空孔部14。具体而言，在本实施方式中，如图3所示，从显示介质层30和背面电极层40的厚度方向上观察，在显示介质层30和背面电极层40分别形成有多个相同大小的圆形状的空孔部14a、14b。这些空孔部14a、14b形成为在层叠显示介质层30和背面电极层40的状态下重叠，构成电子纸10A的空孔部14。
如图6A所示，电子纸10A的空孔部14配置为交错状，但若满足以下的条件，则空孔部14的排列状态并不被特别地限定。对于空孔部14，在从厚度方向观察电子纸10A的状态下，多个空孔部14的面积(全部空孔部14的面积)相对于光透射区域10a整体的面积(包含全部空孔部14的光透射区域10a的整体的面积)的比例即空孔占有率处于40％以上且80％以下的范围。
进一步，连结各空孔部14的周缘14r的两点a、b的最大长度(最大距离)D处于0.5mm以上且8.0mm以下的范围内。该最大长度D是周缘14r的任意的两点中的两点间的距离(长度)成为最大的长度。具体而言，在图6A中，空孔部14的形状是圆形，因此，该最大长度D相当于空孔部14的直径。
此外，在本实施方式中，空孔部14的形状是圆形，但并不限定于该形状。例如如图6B所示，空孔部14的形状例如也可以是正方形等矩形。在该情况下，也满足上述的空孔占有率即可，最大长度D相当于矩形的对角线的长度，该对角线的长度满足上述的最大长度D的范围即可。
除此以外，也如图6C所示，空孔部14的形状也可以是六边形。在该情况下，也满足上述的空孔占有率即可，最大长度D相当于图示的长度，该长度满足上述的最大长度D的范围即可。
这样，根据本实施方式，通过电子纸10A具有形成有多个空孔部14的光透射区域10a，与电子纸10A的影像的有无无关地，来自车外的光透过透明电极层20、空孔部14以及保护层51，到达车内。这样，车外的光透过电子纸10A，因此，车内的搭乘者能够从车内看车外。
另一方面，车外的行人等能够看到显示于车外的电子纸10A的影像。车外的行人等处于与车内的搭乘者相比而远离电子纸10A的光透射区域10a的位置，因此，若满足上述的空孔占有率以及空孔部14的最大长度D，则车外的行人等难以通过空孔部14看到车内。这样的结果，能够在抑制从车外看到车内的同时，抑制搭乘于车辆1的搭乘者感到闭塞感。
在此，例如在空孔占有率小于40％的情况下，由于空孔部14的比例过少，因此，难以从车内看车外。另一方面，在最大长度D小于0.5mm的情况下，由于最大长度D过短，因此，难以经由一个空孔部从车内看到车外。
另一方面，在空孔占有率超过了80％的情况下，由于空孔部14的比例过多，因此，容易从车外看到车内。同样地，在最大长度D超过了8.0mm的情况下，由于最大长度D过长，因此，根据空孔部14的形状，其大小变大，容易从车外看到车内。
在此，如图5B所示，也可以在形成于电子纸10B(具体而言为电子纸主体10)的空孔部14配置有透明的构件17。通过透明的构件17，能够确保电子纸10B的强度，并且能够抑制由空孔部14引起的电子纸10B的透明电极层20以及显示介质层30的歪斜以及从空孔部14看到的车外的像的歪斜。
进一步，优选在设置透明的构件17的情况下，如图5C所示，在从厚度方向观察电子纸10C的状态下，在形成空孔部14的周壁面与透明的构件17之间形成有间隙S。通过在空孔部14的周壁面与透明的构件17之间设置间隙S，能够在使用电子纸10C时抑制由电子纸10C与透明的构件17之间的热膨胀差引起的电子纸10C的变形。
进一步，在图5C中，背面电极层40为透明的电极层。在该情况下，也可以不如图3所示那样在背面电极层40设置空孔部14a。这样，只要能够经由空孔部14向车内与车外之间的双方透射光、搭乘者能够从车内视觉识别车外，则电子纸的各构成不被限定。因此，空孔部14既可以是在电子纸的某一方的表面开口的孔，也可以是贯通电子纸的贯通孔。
进一步，如图5D所示，也可以在背面电极层40层叠具有形成空孔部14的一部分的贯通孔14c的黑色的膜52，以使得电子纸10D的车内侧的表面可以看为黑色。由此，由于电子纸10D的车内侧的表面为黑色，因此，搭乘者容易视觉识别从车外透过空孔部14的光，容易从车内看到车外。除此以外，例如也可以代替黑色的膜而层叠调光膜。
这样的透明的构件17例如可以如图7A或者图7B所示那样进行配置。具体而言，如图7A所示，例如也可以在层叠了透明电极层20和显示介质层30的状态下，在形成于显示介质层30的空孔部14a***与该空孔部14a的形状相应的圆板状的透明的构件17。此时，若***具有比空孔部14a的内径小的外径的圆板状的透明的构件17，则能够形成图5C所示的间隙S。
另外，也可以在层叠了透明电极层20和显示介质层30的状态下，使用刮板(squeegee)等在形成于显示介质层30的空孔部14a填充透明的树脂。除此以外，也可以通过喷墨印刷等向空孔部14a印刷透明的树脂，从而形成透明的构件17，此时，若对比空孔部14a的内径靠内侧的位置进行印刷，则能够形成图5C所示的间隙S。
另一方面，如图7B所示，例如在透明电极层20的表面预先通过热压、注塑成型或者印刷等形成圆板状的透明的构件17。接着，也可以使用刮板等来填充微胶囊31的墨，形成显示介质层30，以使得将该表面的透明的构件17彼此的间隙填埋。
这样，在图7A以及图7B所例示的方法中，容易确保透明的构件17的表面的平坦性，因此，能够抑制由透明的构件17和空孔部14a引起的电子纸的表面的歪斜，因此，能够抑制显示于电子纸的影像的歪斜。
在此，在图1所示的实施方式中，在电子纸10A～10D的整个面设置有光透射区域10a，但例如也可以局部地设置光透射区域10a。电子纸的光透射区域10a以外的区域既可以是没有设置上述的空孔部14a的区域，也可以是具有不满足上述的空孔率以及空孔部的最大长度的空孔部的区域。另外，对于光透射区域10a相对于电子纸的范围，只要搭乘者能够看车外，则其范围并不被特别地限定。
然而，作为更优选的技术方案，如图8A、图8B所示，在将从车辆1的车内的地板FL到车辆1的车内的顶棚C为止的距离作为L时，电子纸10E、10F的光透射区域10a优选至少包含相对于地板FL、从1/3×H的高度到2/3×H的高度的范围。
在图8A中，光透射区域10a为相对于地板FL、从1/3×H的高度到顶棚C的高度H的范围。与光透射区域10a相邻的从地板FL到1/3×H的高度的相邻区域10b(光透射区域10a的下部区域)是没有空孔部14的非光透射区域。
相对于地板FL、从1/3×H的高度到2/3×H的高度的范围接近车内的搭乘者看车外时的视线的位置。因此，如图8A所示，通过至少将这样的范围作为光透射区域10a，在抑制从车外看到车内的同时，搭乘者容易看车外，因此，能够进一步抑制车内的人感到闭塞感。
因此，也可以使图8A所示的光透射区域10a为相对于地板FL、从1/3×H的高度到2/3×H的高度的范围，使与该光透射区域10a相邻的相对于地板FL、从2/3×H的高度到顶棚C的高度H的相邻区域(光透射区域的上部区域)为没有空孔部14的非光透射区域。
进一步，在图8A中，将电子纸10E区分为光透射区域10a和与其相邻的非光透射区域(相邻区域10b)。然而，例如如图8B所示，也可以在与光透射区域10a相邻的相邻区域10c进一步形成有上述的空孔部14，随着远离光透射区域10a(从光透射区域10a向顶棚C或者地板FL行进)，空孔部14的占有率变低。这样，作为降低空孔部14的占有率的方式，例如既可以随着远离光透射区域10a，加宽相邻区域10b的空孔部14的间隔，也可以减小空孔部14的大小。由此，能够使起因于空孔部14的光透射区域10a与相邻区域10b的边界不显眼。
进一步，如图8C所示，也可以是电子纸10G的整个面为光透射区域10a，光透射区域10a具有与文字形状相应的显示区域10e。该显示区域10e的空孔部14的空孔占有率与其他的光透射区域10a的空孔占有率不同。例如，既可以是显示区域10e的空孔部14的空孔占有率比其他的光透射区域10a的空孔占有率高，也可以是显示区域10e的空孔部14的空孔占有率比其他的光透射区域10a的空孔占有率低。
例如，在本实施方式中，显示区域10e的空孔部14的间距比其他的光透射区域10a的空孔部14的间距窄。在此基础上，显示区域10e的空孔部14的大小也可以比其他的光透射区域10a的空孔部14的大小小。通过这样构成，例如能够在夜间利用从车内透过光透射区域10a的空孔部14的光来明确地视觉识别显示区域10e的文字。
〔参考例〕
以下，对参考例涉及的电子纸10H的光透射区域的电子纸主体10’进行说明。在图3中，通过在电子纸主体10的显示介质层30和背面电极层40设置空孔部14a、14b，在电子纸10A形成了空孔部14。然而，在该参考例涉及的电子纸10H中，电子纸主体10’的显示介质层30’是由多个岛状或者点状的部分构成的层。在图9所示的参考例中，显示介质层30’是多个圆板状的部分38’相互分离的层。显示介质层30’的圆板状的部分38’配置为分散在透明电极层20’与背面电极层40’之间。如图9所示，透明电极层20’和背面电极层40’是没有空孔部的层，透明电极层20’和背面电极层40’是透明的层。
显示介质层30’的各圆状的部分38’是铺满了图4所示的微胶囊31的部分。通过在透明电极层20’与背面电极层40’之间配置多个圆板状的部分38’，在各圆状的部分38彼此之间形成空孔部(空隙部)。通过使用具备参考例的电子纸主体10’的电子纸10H，能够经由透明电极层20’与背面电极层40’之间的空孔部(空隙部)从车内看车外。另一方面，能够向车外显示电子纸10H的影像，但由于车外的行人等处于与车内的搭乘者相比远离电子纸10H的光透射区域的位置，因此，难以从车外经过空孔部(空隙部)看到车内。
以上，对本发明的一个实施方式进行详细描述，但本发明并不限定于所述的实施方式，能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的精神的范围中进行各种的设计变更。
此外，在本实施方式中，将空孔部的形状设为了圆形、矩形或者六边形，但只要光能够在电子纸中透过，则也可以是矩形或者六边形以外的多边形或者椭圆形，其形状并不被特别地限定。进一步，在图8C中，显示区域为与文字的形状相应的区域，但例如既可以是与图形的形状相应的区域，也可以是图案标识(logo mark)等由文字和图形构成的显示区域。进一步，也可以将图8C所示的显示区域应用于图8A、图8B的电子纸。