JP2009151249A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲温度が低いときであっても、表示品位が悪化する虞が小さい液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 発光素子１６は、液晶表示パネル１５を照明する。温度検出素子１９は、液晶表示パネル１５の温度を検出し、温度データＤ１を出力する。ペルチェ素子２２は、発光素子１６と熱的に接続される。ヒートパイプ２３は、一端部２３ａがペルチェ素子２２と熱的に接続され、他端部２３ｂが液晶表示パネル１５と熱的に接続される。制御手段２８は、温度検出素子１９から出力された温度データＤ１が所定値以下のとき、ペルチェ素子２２にて発光素子１６が発した熱をヒートパイプ２３の一端部２３ａに移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルを照明する発光素子を供えた液晶表示装置に関するものである。

従来より、車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に表示光を投影し、虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３に開示されている。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、透光性の窓部２を備えたハウジング３に液晶表示器４及び反射鏡５を収容したものであり、車両のダッシュボード内に配設される（図３及び図４参照）。
特開平１１−２７８１００号公報 特開２００５−１７０１６９号公報 実開平６−８５１２４号公報

液晶表示器４は、液晶表示パネル６と、この液晶表示パネル６を透過照明する発光ダイオード等の発光素子７と、この発光素子７と熱的に接続されたヒートシンク８と、を備えたものである。液晶表示パネル６は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルと、この液晶セルの前後両面に貼着された偏光板とからなるものである。ヘッドアップディスプレイ装置１が投射する表示光ＬはフロントガラスＷにより車両運転者Ｄに反射され、車両運転者Ｄは虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。

しかしながら、ヘッドアップディスプレイ装置１の周囲温度が低いときは、液晶表示パネル６の応答性が低いため、表示画像を切換えても残像が生じて、表示品位が悪化するという問題を有していた。この問題を解決するため、液晶表示パネル６を加熱するヒーター等の熱源を設けることが考えられるが、新たな熱源を設けた場合、消費電力が大きくなるという新たな問題が生じる虞がある。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、周囲温度が低いときであっても、表示品位が悪化する虞が小さい液晶表示装置を提供するものである。

本発明は、請求項１に記載したように、液晶表示パネル１５と、前記液晶表示パネル１５を照明する発光素子１６と、前記液晶表示パネル１５の温度を検出し温度データＤ１を出力する温度検出素子１９と、前記発光素子１６と熱的に接続されたペルチェ素子２２と、一端部２３ａが前記ペルチェ素子２２と熱的に接続されると共に他端部２３ｂが前記液晶表示パネル１５と熱的に接続されたヒートパイプ２３と、前記温度検出素子１９から出力された前記温度データＤ１が所定値以下のとき、前記ペルチェ素子２２にて前記発光素子１６が発した熱を前記ヒートパイプ２３の前記一端部２３ａに移動させる制御手段２８と、を有するものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記発光素子１６の温度を検出し第二の温度データＤ２を出力する第二の温度検出素子２０と、前記発光素子１６と熱的に接続された第二のペルチェ素子２４と、一端部２５ａが前記第二のペルチェ素子２４と熱的に接続された第二のヒートパイプ２５と、を有し、前記制御手段２８は、前記第二の温度検出素子２０から出力された前記第二の温度データＤ２が第二の所定値以上のとき、前記第二のペルチェ素子２４にて前記発光素子１６が発した熱を前記第二のヒートパイプ２５の前記一端部２５ａに移動させるものである。

また、本発明は、請求項３に記載したように、前記液晶表示パネル１５と熱的に接続された第三のペルチェ素子２６と、一端部２７ａが前記第三のペルチェ素子２６と熱的に接続された第三のヒートパイプ２７と、を有し、前記制御手段２８は、前記温度検出素子１９から出力された前記温度データＤ１が第三の所定値以上のとき、前記第三のペルチェ素子２６にて前記液晶表示パネル１５の熱を前記第三のヒートパイプ２７の前記一端部２７ａに移動させるものである。

また、本発明は、請求項４に記載したように、前記ペルチェ素子２２に電力を供給する太陽電池５１を備えたものである。

発光素子が発した熱によって液晶表示パネルを加熱することができ、新たな熱源を設けることなく、周囲温度が低いときでも、液晶表示パネルの応答性が低くなることがなく、表示品位が悪化する虞が小さい。

以下、添付の図面に基づいて、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイ装置１０に応用した一実施形態について説明する。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１０は、液晶表示器１１，反射器１２，１３をハウジング１４に収容したものである。

液晶表示器１１は、液晶表示パネル１５と、発光素子１６と、配線基板１７とを有するものである。液晶表示パネル１５は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着したものである。発光素子１６は、白色発光するＬＥＤ（発光ダイオード）からなるものであり、液晶表示パネル１５を透過照明する。発光素子１６は、配線基板１７に搭載され、液晶表示パネル１５の後方に配置されている。

更に、液晶表示器１１は、温度検出素子１９，２０と、ヒートシンク２１と、ペルチェ素子２２，２４，２６と、ヒートパイプ２３，２５，２７と、制御回路２８と、を有している。温度検出素子１９は、サーミスタ等の温度センサからなるものであり、液晶表示パネル１５の温度を検出し、制御回路２８に温度データＤ１を出力する。温度検出素子２０は、サーミスタ等の温度センサからなるものであり、発光素子１６の温度を検出し、制御回路２８に温度データＤ２を出力する。

ヒートシンク２１は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属からなるものであり、回路基板１７の後面に設けられ、発光素子１６が発した熱を吸収する。ペルチェ素子２２は、ヒートシンク２１に当接させることによって発光素子１６と熱的に接続され、発光素子１６が発した熱をヒートパイプ２３の一端部２３ａに移動させることができる。ヒートパイプ２３の一端部２３ａはペルチェ素子２２と熱的に接続され、他端部２３ｂは液晶表示パネル１５と熱的に接続されている。発光素子１６が発した熱はペルチェ素子２２によってヒートパイプ２３に伝達され、液晶表示パネル１５が加熱される。

ペルチェ素子２４は、ヒートシンク２１に当接され、発光素子１６と熱的に接続され、発光素子１６が発した熱をヒートパイプ２５の一端部２５ａに移動させることができる。ヒートパイプ２５の一端部２５ａはペルチェ素子２４と熱的に接続され、他端部２５ｂは車体フレーム３０と熱的に接続されている。発光素子１６が発した熱はペルチェ素子２４によってヒートパイプ２５に伝達され、車体フレーム３０に吸収させる。

ペルチェ素子２６は、液晶表示パネル１５に当接され、液晶表示パネル１５と熱的に接続されている。ヒートパイプ２７の一端部２７ａはペルチェ素子２６と熱的に接続され、他端部２７ｂは車体フレーム３０と熱的に接続されている。液晶表示パネル１５が過熱しているとき、液晶表示パネル１５の熱は、ペルチェ素子２４によってヒートパイプ２７に伝達され、車体フレーム３０に吸収される。

反射器１２は、平面鏡３５及び支持部材３６を有している。支持部材３６は、ハウジング１４に固定されており、平面鏡３５を支持する。反射器１３は、凹面鏡３７，ミラーホルダー３８，ステッピングモータ３９，支持部材４０を有している。凹面鏡３７は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３７ａを形成したものである。反射面３７ａは凹面となっており、平面鏡３５にて反射された表示光Ｌが拡大されて虚像が表示される。凹面鏡３７はミラーホルダー３８に両面粘着テープにより接着されている。ミラーホルダー３８は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部４３及び軸部４４が一体に形成されている。

ステッピングモータ３９の回動軸には歯車４５が取付けられており、この歯車４５は、ミラーホルダー３８の歯車部４３と噛合されている。凹面鏡３７はミラーホルダー３８と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３９により凹面鏡３７を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。車両運転者は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように凹面鏡３７の角度を調整する。

ハウジング１４は、樹脂（例えばポリプロピレン）からなり、液晶表示器１１及び反射器１２，１３が収容される。ハウジング１４には表示光Ｌが出射する窓部４６が設けられている。この窓部４６はアクリル等の透光性樹脂からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１４には遮光壁１４ａが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器１１に入射し虚像が見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１４ａは平板形状になっており、ハウジング１４の上部から斜めに垂下するように形成されている。５１は太陽電池であり、この太陽電池５１はハウジング１４の上面に配設され、図示しない配線コードを介して、ペルチェ素子２２，２４，２６に電力を供給する。

次に、制御回路２８によるペルチェ素子２２，２４，２６の制御について説明する。
制御回路２８は、液晶表示パネル１５の温度を検出する温度検出素子１９から出力された温度データＤ１が所定値以下のとき、ペルチェ素子２２を駆動させ、ヒートパイプ２３を介して、発光素子１６が発した熱を液晶表示パネル１５に移動させて、液晶表示パネル１５を加熱する。

また、制御回路２８は、発光素子１６の温度を検出する温度検出素子２０から出力された温度データＤ２が第二の所定値以上のとき、ペルチェ素子２４を駆動させ、ヒートパイプ２５を介して、発光素子１６が発した熱を車体フレーム３０に吸収させる。また、制御回路２８は、温度検出素子１９から出力された温度データＤ１が第三の所定値以上のとき、ペルチェ素子２６を駆動させ、ヒートパイプ２７を介して、液晶表示パネル１５の熱を車体フレーム３０に吸収させる。

本実施形態によれば、液晶表示パネル１５の温度が低いときに、発光素子１６が発した熱によって液晶表示パネル１５を加熱することができる。また、発光素子１６の温度が高いときに、発光素子１６が発した熱を車体フレーム３０に吸収させることができる。また、液晶表示パネル１５の温度が高いときに、液晶表示パネル１５の熱を車体フレーム３０に吸収させることができる。

本発明の実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示すブロック図。 従来例を示す断面図。 同上従来例を示すヘッドアップディスプレイの概観図。

符号の説明

１５ 液晶表示パネル
１６ 発光素子
１９ 温度検出素子
２０ 温度検出素子（第二の温度検出素子）
２２ ペルチェ素子
２３ ヒートパイプ
２４ ペルチェ素子（第二のペルチェ素子）
２５ ヒートパイプ（第二のヒートパイプ）
２６ ペルチェ素子（第三のペルチェ素子）
２７ ヒートパイプ（第三のヒートパイプ）
２８ 制御回路（制御手段）
５１ 太陽電池
Ｄ１ 温度データ
Ｄ２ 温度データ（第二の温度データ）

Claims (4)

1. 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する発光素子と、前記液晶表示パネルの温度を検出し温度データを出力する温度検出素子と、前記発光素子と熱的に接続されたペルチェ素子と、一端部が前記ペルチェ素子と熱的に接続されると共に他端部が前記液晶表示パネルと熱的に接続されたヒートパイプと、前記温度検出素子から出力された前記温度データが所定値以下のとき、前記ペルチェ素子にて前記発光素子が発した熱を前記ヒートパイプの前記一端部に移動させる制御手段と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記発光素子の温度を検出し第二の温度データを出力する第二の温度検出素子と、前記発光素子と熱的に接続された第二のペルチェ素子と、一端部が前記第二のペルチェ素子と熱的に接続された第二のヒートパイプと、を有し、
   前記制御手段は、前記第二の温度検出素子から出力された前記第二の温度データが第二の所定値以上のとき、前記第二のペルチェ素子にて前記発光素子が発した熱を前記第二のヒートパイプの前記一端部に移動させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶表示パネルと熱的に接続された第三のペルチェ素子と、一端部が前記第三のペルチェ素子と熱的に接続された第三のヒートパイプと、を有し、
   前記制御手段は、前記温度検出素子から出力された前記温度データが第三の所定値以上のとき、前記第三のペルチェ素子にて前記液晶表示パネルの熱を前記第三のヒートパイプの前記一端部に移動させることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記ペルチェ素子に電力を供給する太陽電池を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

Images