JP2013170993A

JP2013170993A - 表示装置

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Publication number: JP2013170993A
Application number: JP2012036482A
Authority: JP
Inventors: Kenji Aono; 賢司青野
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2013-09-02
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: JP5896217B2

Abstract

【課題】放熱効率を向上させることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】所定情報を表示する表示部２１ａを備えた表示素子２１とこの表示素子２１に照明光を供給する光源２２ｂと表示素子２１及び光源２２ｂを収納するとともに表示部２１ａに対応するように表示窓部２４ｃが形成された導電性材料からなる前面フレーム２４（フレーム体２６）とを有する表示ユニット２０と、光源２２ｂから発せられる熱をフレーム体２６を通じて放熱可能とする放熱部材３０と、この放熱部材３０を収容するケース体１９とを備え、放熱部材３０は、ケース体１９に設けられた開口部１９ｃと対向する領域である第１放熱領域Ｈ１と、開口部１９ｃと対向しない領域である第２放熱領域Ｈ２とを有し、ケース体１９には、第２放熱領域Ｈ２の所要部が外気にさらされるように折曲部１９ｄが設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定情報を表示する表示素子と、この表示素子に照明光を供給する光源とを備えた表示装置に関するものである。

従来より、この種の表示装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の表示装置は、所定情報を表示する表示素子と、この表示素子をバックライト照明するバックライトユニットと、表示素子及びバックライトユニットを収容するケース体とを備え、バックライトユニットは、表示素子の背後側に配置される板状導光体と、この板状導光体の一側面と向かい合うように配置される回路基板と、その発光面が前記一側面側を向くように回路基板上に実装される光源（ＬＥＤ）と、板状導光体と回路基板と光源とを収容する樹脂ケースと、光源から発せられる熱を放熱可能とする放熱部材とから構成されている。

この場合、放熱部材は、樹脂ケースの背面に沿うように配設される平坦部と、回路基板と当接するように樹脂ケースに設けられた貫通孔を通過して樹脂ケースの内部へと挿入される挿入部とが一体形成された構成となっている。

そして、放熱部材における平坦部の一部に対応するケース体の底壁部箇所には、複数個の開口部が開口形成されていることで、放熱部材における平坦部の一部がケース体に設けられた複数個の開口部に臨むようになっている。かかる構成によれば、光源の点灯に伴い、光源から発せられた熱が、回路基板、放熱部材の挿入部、放熱部材における平坦部の一部並びにケース体の複数個の開口部を経て大気中へと放散されるようになっている。

特開２０１１−１１３９０４号公報

ところで、上述の特許文献１に記載の表示装置においては、放熱部材における平坦部の一部がケース体に設けられた複数個の開口部に臨む構成である。このように放熱部材の放熱領域が、ケース体に設けられた開口部と対向する領域である平坦部の一部のみで構成されている場合、外気（大気）との接触領域が平坦部の一部なので、充分な放熱効率が得られないという問題があり、更なる改良の余地が残されていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、放熱効率を向上させることが可能な表示装置の提供を目的とするものである。

本発明は、所定情報を表示する表示部を備えた表示素子と前記表示素子に照明光を供給する光源と前記表示素子及び前記光源を収納するとともに前記表示部に対応するように表示窓部が形成された導電性材料からなるフレーム体とを有する表示ユニットと、前記光源から発せられる熱を前記フレーム体を通じて放熱可能とする放熱部材と、前記放熱部材を収容するケース体とを備え、前記放熱部材は、前記ケース体に設けられた開口部と対向する領域である第１放熱領域と、前記開口部と対向しない領域である第２放熱領域とを有し、前記ケース体には、前記第２放熱領域の所要部が外気にさらされるように折曲部が設けられていることを特徴とする。

また本発明は、前記表示装置は、車両に搭載される車両用計器からなり、前記折曲部が形成される方向と前記車両用計器の重力が作用する重力方向とが略一致するように、前記車両用計器が前記車両のインストルメントパネルに配置されていることを特徴とする。

また本発明は、前記表示素子を動作させる制御手段を有する回路基板が、前記放熱部材の配設位置を避けるように前記表示ユニットの背後側に設けられ、前記折曲部には、前記放熱部材と前記回路基板とを仕切るように前記表示ユニット側に延びる仕切り壁が延長形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、放熱効率を向上させることが可能な表示装置を提供できる。

本発明の実施形態による表示装置の正面図。図１のＡ−Ａ断面図。図１のＢ−Ｂ断面図。図１のＣ−Ｃ断面図。同実施形態による表示装置が車両のインストルメントパネルに収納された状態を示す断面図。

以下、図１から図５に基づいて、本発明の表示装置を車両に搭載される車両用計器に適用した場合を例に挙げて説明する。

図１において、本実施形態による表示装置としての車両用計器Ｄは、車速を表示する速度計等からなる指針式表示部１０と、走行距離や燃費消費、時刻等の各種車両情報を表示する表示ユニット２０とを備え、これら指針式表示部１０と表示ユニット２０とが並設された構成となっている。

速度計としての指針式表示部１０は、図１、図２に示すように指針１１と、この指針１１を作動させる計器ムーブメントからなる駆動装置１２と、この駆動装置１２を導通装着してなる回路基板１３と、指針１１と回路基板１３との間に位置し、指針１１が指示する目盛や数字等の指標部１４ａを有する指標板１４とから主に構成され、指標板１４の背後側に設けられる回路基板１３上には、指針１１及び指標板１４に対応する複数の発光素子（ＬＥＤ）１５が搭載されている。

そして、この場合、指針１１は発光素子１５の点灯によりその照射光を受けて発光可能な光透過材料により形成され、また指標板１４の指標部１４ａは発光素子１５の点灯によりその照射光を受けて発光するよう光透過性材料により形成されている。なお、表示ユニット２０に対応する指標板１４箇所には、表示ユニット２０の所要部（具体的には表示ユニット２０に備えられる後述する表示素子の表示領域）を露出するための略矩形状の開口窓１４ｂが形成されている。

回路基板１３は、例えばガラスエポキシ系基材に配線パターン（図示せず）を施した硬質配線基板からなり、例えば駆動装置１２と、発光素子１５と、駆動装置１２と発光素子１５と前記表示素子を動作させる制御手段１３ａと、第１のコネクタ１３ｂと、抵抗、コンデンサ等の回路部品（図示せず）とが前記配線パターンに導通接続されている。

なお、この場合、回路基板１３は、後述する放熱部材の配設位置を避けるように、指針式表示部１０の背後側、並びに表示ユニット２０の背後側に設けられている（図２、図３参照）。

回路基板１３の前方側には、例えば白色系の合成樹脂からなる計器ハウジング１６が設けられており、この計器ハウジング１６には、発光素子１５を収納しそれらの光を指針１１及び指標板１４側に案内する照明室が複数形成されている。なお、計器ハウジング１６は、指標板１４や表示ユニット２０を保持する保持体としての機能を有している（図２、図３参照）。

計器ハウジング１６の前方には、見返し部材１７が配置されており、この見返し部材１７には、指針式表示部１０の可視領域（つまり指針１１と指標部１４ａ）を露出する第１の窓部１７ａと、前記表示素子の表示領域を露出すべく、開口窓１４ｂと略同一の開口形状を有する第２の窓部１７ｂとが形成され、見返し部材１７の前方には、例えば湾曲形状に形成された透明または半透明の透視パネル１８が配置されている。

また、１９は、駆動装置１２や回路基板１３、指標板１４、発光素子１５、計器ハウジング１６、表示ユニット２０、前記放熱部材等を収容する例えば黒色の遮光性合成樹脂からなるケース体である。

このケース体１９は、略有底カップ形状にて形成され、回路基板１３と離間するように回路基板１３の背後側に位置する略平板状の基部１９ａと、この基部１９の周縁から指標板１４の周縁に向けて延びる立壁形状からなる側壁部１９ｂと、回路基板１３を保持する複数個の図示しない突起部（図示せず）とが一体形成された構成となっている。

表示ユニット２０は、図３に示すように表示素子２１と、この表示素子２１のソース線（信号線）を駆動するソース線駆動回路（図示せず）と、表示素子２１のゲート線（走査線）を駆動するゲート線駆動回路（図示せず）と、導光体２２ａや光源２２ｂ、第１のフレキシブル配線板２２ｃ等から構成され、表示素子２１に照明光を導くための照明手段２２と、表示素子２１及び導光体２２ａを保持する略平板状の白色樹脂からなる樹脂ケース２３と、前面フレーム２４と背面フレーム２５とでなり、表示ユニット２０の外装ケースを構成する導電性材料からなるフレーム体２６と、前記ソース線駆動回路並びに前記ゲート線駆動回路のタイミングを制御する各種タイミング信号を生成するタイミングコントローラ（図示せず）等が搭載されたプリント基板２７とを備えている。

そして、この場合、前面フレーム２４とこの前面フレーム２４と対をなす背面フレーム２５とから構成されるフレーム体２６は、その内部に表示素子２１や導光体２２ａ、光源２２ｂ、樹脂ケース２３等を収納し、またプリント基板２７は、背面フレーム２５の後述する第２の本体部の背面に適宜固定手段を用いて固定されている。

なお、必要に応じて、表示素子２１を略均一にバックライト照明するための光学部材（例えば拡散シートやプリズムシート）を表示素子２１と導光体２２ａとの間に１つ以上配置してもよい。

表示素子２１は、例えば複数の画素を有するＴＦＴ型の液晶表示素子からなり、車両に搭載された各種センサからの検出信号に基づいて、走行距離や燃料消費等の車両情報（所定情報）を表示する表示部２１ａを備えている（図１参照）。この表示部２１は、表示素子２１の表示領域（図示せず）に表示される。

導光体２２ａは、略平板状の透光性合成樹脂からなり、表示素子２１の背面に沿うように配置される。別の言い方をすれば、導光体２２ａは、光源２２ｂから表示素子２１へと至る照明光路中に配置されていることになる。

光源２２ｂは、適宜色を発するチップ型発光ダイオードからなり、図３中、導光体２２ａの上側に位置する一側面２２ｄに沿うように列状に複数個配置され、表示素子２１に照明光を供給する発光体からなる。

前面フレーム２４は、導電性材料からなり、略枠状にプレス成形され、その主要部をなす第１の本体部２４ａと、この第１の本体部２４ａの周縁から下方に向けて垂下形成された第１の周壁部２４ｂとが一体形成された構成となっている。そして、第１の本体部２４ａの略中央部には、表示部２１ａに対応するように略矩形状の開口窓からなる表示窓部２４ｃが形成されている。

背面フレーム２５は、前面フレーム２４と同様に導電性材料からなり、断面略凹部形状にて形成され、その主要部をなす第２の本体部２５ａと、この第２の本体部２５ａの周縁から第１の周壁部２４ｂ側に向けて突出形成された第２の周壁部２５ｂとが一体形成された構成となっている。

そして、図３中、上方に位置する第２の周壁部２５ｂの内壁面２５ｃには、第１のフレキシブル配線板２２ｃが適宜固定手段を用いて固定され、各光源２２ｂは、導光体２２ａの一側面２２ｄと対向するように第１のフレキシブル配線板２２ｃに設けられる導電路（図示せず）に実装される。

なお、図３中、２７ａは、プリント基板２７に実装される第２のコネクタであり、この第２のコネクタ２７ａと回路基板１３に実装された第１のコネクタ１３ｂとは第２のフレキシブル配線板Ｆによって導通接続されている。

また、図３中、回路基板１３の上方側には、ケース体１９に設けられた開口部１９ｃを臨むようにヒートシンクである放熱部材３０が配設されている。

この場合、放熱部材３０は、アルミ等の熱伝導率の高い金属材料からなり、各光源２２ｂの設置箇所から比較的近い位置となる図３中、第２の本体部２５ａの上端側底面に固定され、その先端側にはケース体１９の外部にある外気（大気）と接触可能な多数の放熱フィン３１が設けられている（図４参照）。なお、必要に応じて、第２の本体部２５ａと放熱部材３０との間に、熱伝導部材である熱伝導シート（図示せず）を介在させてもよい。

また、放熱部材３０は、各光源２２ｂの背後側に設置しており、各光源２２ｂの点灯時に各光源２２ｂから発せられる熱を背面フレーム２５（フレーム体２６）を通じて放熱可能とするものである。具体的には、各光源２２ｂから発せられる熱は、第１のフレキシブル配線板２２ｃ、図３中、上方に位置する第２の周壁部２５ｂ箇所、第２の本体部２５ａ上端側、並びに放熱部材３０（放熱フィン３１）へと順次至り、その後、ケース体１９（開口部１９ｃ）の外部へと放散される。

ところで、本例においては、ケース体１９の開口部１９ｃと対向する領域である放熱フィン３１の先端部分を放熱部材３０に備えられる第１放熱領域Ｈ１と定義し、一方、ケース体１９の開口部１９ｃと対向しない領域である放熱フィン３１（放熱部材３０）箇所を放熱部材３０に備えられる第２放熱領域Ｈ２と定義することにする。

なお、本例の場合、放熱フィン３１の先端部分が、ケース体１９の基部１９ａの底面と略同一面上に位置しているが、例えば放熱フィン３１の先端部分を基部１９ａの底面から突出させてもよい。

また、図３中、１９ｄは、開口部１９ｃの近傍となる基部１９ａ箇所において、略平板状の基部１９と一体的に設けられた折曲部であり、この折曲部１９ｄは、基部１９ａと所定の角度をなすように回路基板１３側に折り曲げられた傾斜壁からなる。

このように、開口部１９ｃの近傍に位置する基部１９ａ箇所に、回路基板１３側に折り曲げられる折曲部１９ｄを設けたことで、各光源２２ｂから発せられる熱は、放熱部材３０を介して、第１放熱領域Ｈ１と対向している開口部１９ｃ部分から大気中へと放散されると同時に、折曲部１９ｄと向かい合う第２放熱領域Ｈ２の一部（所要部）から大気中へと放散される構成となる。

従って、第２放熱領域Ｈ２の一部（所要部）が外気にさらされるようにケース体１９（基部１９ａ）に傾斜壁からなる折曲部１９ｄを設けたことにより、従来に比べて折曲部１９ｄを設けた分だけ外気が放熱部材３０と接触する面積が増加することに起因して、各光源２２ｂが発する熱が放熱部材３０を通じて効率よく大気中へと放散され、放熱効率を向上させることができる。

なお、基部１９ａ側とは反対側となる回路基板１３側に位置する折曲部１９ｄの先端側には、放熱部材３０と回路基板１３とを仕切る（区画する）ように表示ユニット２０側に延びる仕切り壁１９ｅが延長形成され、この仕切り壁１９ｅは、放熱部材３０側から回路基板１３側へと熱が伝わるのを抑制する熱遮蔽壁としての機能を有している。

従って、例えば折曲部１９ｄ側に位置する第２放熱領域Ｈ２から放散される熱が、仕切り壁１９ｅによって回路基板１３上に実装されている前記回路部品へと伝わりにくくなることから、前記回路部品の誤動作を防止することができる。また、仕切り壁１９ｅを設けたことで、ケース体１９の内部に塵等が侵入するのを防止することができるというメリットもある。

また、図４中、１９ｆは、放熱部材３０と隣接するケース体１９の側壁部１９ｂ箇所に設けられた複数個のスリットであり、これらスリット１９ｆは、放熱フィン３１の非形成領域と連通するように設けられている。

以上の各部により、車両用計器Ｄが構成されている。図５は、車両用計器Ｄが、車両のインストルメントパネル４０に設けられた収納部４１内に収納された状態を示している。ここでは、車両用計器Ｄの重力が作用する重力方向Ｇと、ケース体１９に設けられる折曲部１９ｄが形成される方向とが、略一致するように、車両用計器Ｄがインストルメントパネル４０（収納部４１）に傾斜配置された構成としている。

かかる構成によれば、折曲部１９ｄが重力方向Ｇに沿うように形成されていることから、各光源２２ｂの点灯時に各光源２２ｂから放熱部材３０へと伝達される熱は、折曲部１９ｄ側から折曲部１９ｄの上方に位置するスリット１９ｆ側へと向かう空気（外気）の通気路を利用して効率よく放散される。

すなわち、折曲部１９ｄ側から折曲部１９ｄの上方に位置するスリット１９ｆ側へと向かう空気は、折曲部１９ｄに沿うように上昇し、その後、放熱フィン３１並びに放熱フィン３１の非形成領域に連通するように設けられた複数のスリット１９ｆを通って上昇し、最終的にケース体１９（車両用計器Ｄ）の外部へと放散されるので、放熱性の良好な車両用計器Ｄ（表示装置）を提供することができる。

なお、放熱部材３０の近傍に位置する側壁部１９ｂにスリット１９ｆを設けずに、放熱部材３０の近傍に位置する側壁部１９ｂ自体を廃止してもよい。この場合、折曲部１９ｄ側から折曲部１９ｄの上方側へと向かう空気は、折曲部１９ｄに沿うように上昇し、その後、放熱フィン３１を通って、車両用計器Ｄの外部へと放散されるので、放熱性の良好な車両用計器Ｄ（表示装置）を提供することができる。

以上のように本実施形態では、所定情報を表示する表示部２１ａを備えた表示素子２１とこの表示素子２１に照明光を供給する光源２２ｂと表示素子２１及び光源２２ｂを収納するとともに表示部２１ａに対応するように表示窓部２４ｃが形成された導電性材料からなる前面フレーム２４（フレーム体２６）とを有する表示ユニット２０と、光源２２ｂから発せられる熱をフレーム体２６を通じて放熱可能とする放熱部材３０と、この放熱部材３０を収容するケース体１９とを備え、放熱部材３０は、ケース体１９に設けられた開口部１９ｃと対向する領域である第１放熱領域Ｈ１と、開口部１９ｃと対向しない領域である第２放熱領域Ｈ２とを有し、ケース体１９には、第２放熱領域Ｈ２の一部（所要部）が外気にさらされるように折曲部１９ｄが設けられていることにより、従来に比べて折曲部１９ｄを設けた分だけ外気が放熱部材３０と接触する面積が増加することに起因して、各光源２２ｂが発する熱が放熱部材３０を通じて効率よく大気中へと放散され、放熱効率を向上させることができる。

また本実施形態では、表示装置は、車両に搭載される車両用計器Ｄからなり、折曲部１９ｄが形成される方向と車両用計器Ｄの重力が作用する重力方向Ｇとが略一致するように、車両用計器Ｄが車両のインストルメントパネル４０（収納部４１内）に配置されていることにより、折曲部１９ｄ側から折曲部１９ｄの上方側へと向かう空気は、折曲部１９ｄに沿うように上昇し、その後、放熱フィン３１を通って、車両用計器Ｄの外部へと放散されるので、放熱性の良好な表示装置を提供することができる。

また本実施形態では、表示素子２１を動作させる制御手段１３ａを有する回路基板１３が、放熱部材３０の配設位置を避けるように表示ユニット２０の背後側に設けられ、折曲部１９ｄには、放熱部材３０と回路基板１３とを仕切るように表示ユニット２０側に延びる仕切り壁１９ｅが延長形成されていることにより、折曲部１９ｄ側に位置する第２放熱領域Ｈ２から放散される熱が、仕切り壁１９ｅによって回路基板１３上に実装されている前記回路部品へと伝わりにくくなることから、前記回路部品の誤動作を防止することができる。

また本実施形態では、折曲部１９ｄが、第２放熱領域Ｈ２の所要部を外気にさらすための傾斜壁からなる例について説明したが、例えば第２放熱領域Ｈ２の所要部を外気にさらすべく異なる傾斜角度を有する複数の傾斜壁によって折曲部１９ｄを形成してもよいし、第２放熱領域Ｈ２の所要部を外気にさらす湾曲壁からなる折曲部１９ｄを形成してもよい。あるいは折曲部１９ｄの形状が、第２放熱領域Ｈ２の所要部を外気にさらすべく、前述の異なる傾斜角度を有する複数の傾斜壁と前述の湾曲壁とを混在させた形状であってもよい。

Ｄ車両用計器（表示装置）
１０指針式表示部
１３回路基板
１３ａ制御手段
１９ケース体
１９ａ基部
１９ｂ側壁部
１９ｃ開口部
１９ｄ折曲部
１９ｅ仕切り壁
１９ｆスリット
２０表示ユニット
２１表示素子
２１ａ表示部
２２照明手段
２２ａ導光体
２２ｂ光源
２２ｃ第１のフレキシブル配線板
２３樹脂ケース
２４前面フレーム
２４ｃ表示窓部
２５背面フレーム
２６フレーム体
３０放熱部材
３１放熱フィン
４０インストルメントパネル
４１収納部
Ｇ重力方向
Ｈ１第１放熱領域
Ｈ２第２放熱領域

Claims

所定情報を表示する表示部を備えた表示素子と前記表示素子に照明光を供給する光源と前記表示素子及び前記光源を収納するとともに前記表示部に対応するように表示窓部が形成された導電性材料からなるフレーム体とを有する表示ユニットと、
前記光源から発せられる熱を前記フレーム体を通じて放熱可能とする放熱部材と、
前記放熱部材を収容するケース体とを備え、
前記放熱部材は、前記ケース体に設けられた開口部と対向する領域である第１放熱領域と、前記開口部と対向しない領域である第２放熱領域とを有し、
前記ケース体には、前記第２放熱領域の所要部が外気にさらされるように折曲部が設けられていることを特徴とする表示装置。
前記表示装置は、車両に搭載される車両用計器からなり、
前記折曲部が形成される方向と前記車両用計器の重力が作用する重力方向とが略一致するように、前記車両用計器が前記車両のインストルメントパネルに配置されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記表示素子を動作させる制御手段を有する回路基板が、前記放熱部材の配設位置を避けるように前記表示ユニットの背後側に設けられ、
前記折曲部には、前記放熱部材と前記回路基板とを仕切るように前記表示ユニット側に延びる仕切り壁が延長形成されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。