JP2016031457A

JP2016031457A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2016031457A
Application number: JP2014153828A
Authority: JP
Inventors: 康江尻; Yasushi Ejiri; 久保田　孝介; Kosuke Kubota; 孝介久保田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2016-03-07

Abstract

【課題】液晶パネルの透過面の中央部分における過熱を抑制すること。【解決手段】液晶表示装置１００は、光源からの光を透過する液晶パネル３と、液晶パネル３における光の透過面のうち少なくとも中央部分を被覆し、透過面の少なくとも一方に接触して設けられ、液晶パネル３よりも高い熱伝導率を有し、光を透過する透明部材２と、透明部材２の端部に接触して設けられ、透明部材２より高い熱伝導率を有するヒートシンク１と、を備える。液晶パネル３の透過面の中央部分で発生した熱は、透明部材２を介してヒートシンク１へ伝導される。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

近年、車両等の移動体に搭載されるヘッドアップディスプレイ（Head Up Display）装置の開発が進められている。このヘッドアップディスプレイ装置には、光源から照射される光（以下、光源光という）を透過する液晶パネルが備えられる。そして、ユーザの視認性を向上させるために、光源光の輝度を高輝度（例えば、１０万ｃｄ／ｍ^２以上）にすることがある。この場合、光源光の透過により液晶パネルの表面（以下、透過面という）が過熱するという問題がある。

このような透過面の過熱を解決するものとして、例えば特許文献１に開示されている技術（以下、従来技術という）がある。この従来技術では、液晶パネルの端部にペルチェ素子を備えることで、液晶パネルの透過面に発生した熱を放熱できるとしている。

特開２０１０−７９１６９号公報

しかしながら、液晶パネルでは、透過面の中央部分において最も熱が高くなる。また、液晶パネルの熱導電率は低いため、透過面の中央部分の熱は周囲に広がりにくい。そのため、液晶パネルの端部にペルチェ素子を備える従来技術では、充分な放熱ができない。

一方、ファン等を用いて透過面の中央部分を冷却することも考えられるが、ファンの動作により異物が混入するおそれがあるため、好ましくない。

本発明の目的は、液晶パネルの透過面の中央部分における過熱を抑制できる液晶表示装置を提供することである。

本発明の一態様に係る液晶表示装置は、光源からの光を透過する液晶パネルと、前記液晶パネルにおける前記光の透過面のうち少なくとも中央部分を被覆し、前記透過面の少なくとも一方に接触して設けられ、前記液晶パネルよりも高い熱伝導率を有し、前記光を透過する透明部材と、前記透明部材の端部に接触して設けられ、前記透明部材より高い熱伝導率を有するヒートシンクと、を備える構成を採る。

本発明によれば、液晶パネルの透過面の中央部分における過熱を抑制できる。

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の分解斜視図および組み立て斜視図本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の側断面図および上面図本発明の実施の形態の変形例２に係る組み立て斜視図および上面図本発明の実施の形態の変形例２に係る上面図本発明の実施の形態の変形例３に係る側断面図本発明の実施の形態の変形例４に係る側断面図

従来、空気よりも熱伝導率が高い部材を用いて液晶パネルの熱を拡散する技術は存在するが、液晶パネルの過熱を解決するために、液晶パネルに透明部材を直接貼り合わせる構成は存在しない。透過率が１００％未満である透明部材（例えば、ガラス）と液晶パネルとを接合すると透過率の低下を招くため、透明部材と液晶パネルとを接合するモチベーションはなかった。しかし、透過面の中央部分が過熱すると、たとえ透明部材と液晶パネルとを接合していなくても、表示に影響が出る可能性がある。そのため、本実施の形態の液晶表示装置では、透明部材と液晶パネルとを接合し、かつ、透明部材とヒートシンクとを接合し、液晶パネルの透過面の中央部分で発生した熱を、透明部材を介してヒートシンクへ伝導させることにより、液晶パネルの透過面の中央部分における過熱を抑制することを目的とする。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施の形態に係る液晶表示装置１００の構成例について図１を用いて説明する。図１Ａは、液晶表示装置１００の分解斜視図であり、図１Ｂは、液晶表示装置１００の組み立て斜視図である。

液晶表示装置１００は、例えば、ヘッドアップディスプレイ装置に備えられる。図１Ａに示すように、液晶表示装置１００は、ヒートシンク１、透明部材２、液晶パネル３を有する。

ヒートシンク１は、後述の透明部材２の熱伝導率より高い熱伝導率を有する金属（例えばアルミなど）で構成される。このヒートシンク１には、図示しない光源からの光源光Ｌが通過する開口部１０が形成されている。光源光Ｌは、開口部１０を通過し、透明部材２および液晶パネル３を透過する。

また、ヒートシンク１には、透明部材２と対向する面（以下、部材対向面という）において、鉤状の保持部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられている。これら保持部材１１ａ〜１１ｄは、例えば、樹脂で構成される。そして、保持部材１１ａ〜１１ｄは、図１Ｂに示すように、透明部材２および液晶パネル３を保持する。このとき、保持部材１１ａ〜１１ｄの折れ曲がった部分は、開口部１０を通過する光源光Ｌを遮らないものとする。なお、本実施の形態では、保持部材の数を４つとしたが、数はこれに限定されない。

透明部材２は、光源光Ｌを透過するとともに、液晶パネル３よりも高い熱伝導率を有する板状の部材である。透明部材２は、例えばガラスで構成されるが、これに限定されない。

この透明部材２におけるヒートシンク１と対向する面（以下、透明部材２の第１面という）の面積は、ヒートシンク１の開口部１０の面積よりも大きい。そして、図１Ｂに示すように、透明部材２は、その第１面の周囲部分（端部）がヒートシンク１の部材対向面に接合（接着）される。

また、透明部材２における光源光Ｌの透過面の面積は、開口部１０の面積と等しい。また、透明部材２の第１面とその裏面（以下、透明部材２の第２面という）の面積は等しい。

液晶パネル３は、液晶セルと、それを挟持する一対の偏光板とを含む。この液晶パネル３は、透明部材２と同じく板状である。

この液晶パネル３における透明部材２と対向する面（以下、液晶パネル３の第１面という）の面積は、透明部材２の第１面の面積と同じ大きさである。そして、図１Ｂに示すように、液晶パネル３は、その第１面が透明部材２の第２面に接合（接着）される。

また、液晶パネル３における光源光Ｌの透過面の面積は、開口部１０の面積と等しい。よって、液晶パネル３の透過面の面積と透明部材２の透過面の面積とは等しい。また、液晶パネル３の第１面とその裏面（以下、液晶パネル３の第２面という）の面積は等しい。

そして、図１Ｂに示すように組み立てられた液晶表示装置１００において、光源光Ｌは、ヒートシンク１の開口部１０を通過し、透明部材２および液晶パネル３を透過し、図示しない反射鏡などを経た後で、例えば車両のフロントガラス等において虚像として表示される。

次に、本実施の形態の液晶表示装置１００における放熱の例について、図２を用いて説明する。図２Ａは、図１Ｂに示すＡ−Ａ’の断面図であり、図２Ｂは、液晶表示装置１００の上面図である。

光源光Ｌの透過により、液晶パネル３の透過面（図２Ｂの点線で囲まれた領域）には、熱が発生する。特に、図２Ａおよび図２Ｂに示す透過面の中央部分Ｍでは、発熱が集中し、高温となる。本実施の形態の液晶表示装置１００では、液晶パネル３よりも熱伝導率が高い透明部材２を液晶パネル３に接合し、かつ、透明部材２よりも熱伝導率が高いヒートシンク１を透明部材２に接合するため、透過面の中央部分Ｍで発生した熱は、矢印Ｂに示すように、透明部材２を伝って、ヒートシンク１へ到達する。なお、図２Ｂでは、４つの矢印Ｂのみを示しているが、実際には、中央部分Ｍの熱は、中央部分Ｍから放射状に広がってヒートシンク１へ到達する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

（変形例１）
上記実施の形態では、透明部材２の第１面（第２面）の面積と液晶パネル３の第１面（第２面）の面積とを同じ大きさとしたが、これに限定されない。例えば、液晶パネル３の第１面の面積は、透明部材２の第１面の面積よりも小さくてもよい。これにより、液晶パネル３の透過面で発生する熱を効果的に放散することができる。

なお、本変形例では、保持部材１１ａ〜１１ｄが透明部材２および液晶パネル３を同時に保持できるようにするために、液晶パネル３の第１面の周囲に枠部材を設けるようにしてもよい。

（変形例２）
上記実施の形態では、透明部材２の透過面の面積と液晶パネル３の透過面の面積とを同じ大きさとしたが、これに限定されない。例えば、透明部材の透過面が液晶パネル３の透過面の中央部分を被覆していれば、透明部材の透過面の面積は、液晶パネルの透過面の面積よりも小さくてもよい。この具体例について、図３を用いて以下に説明する。

図３Ａは、本変形例に係る液晶表示装置１００の斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す液晶表示装置１００の上面図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂにおいて、図１、図２と同じ構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。図３Ａおよび図３Ｂに示す透明部材４は、上述した透明部材２と同じ性質を有する部材であり、大きさのみが異なる。

図３Ａに示すように、透明部材４は、ヒートシンク１の保持部材１１ａにより保持されている。また、透明部材４の第１面はヒートシンク１の部材対向面に接合しており、透明部材４の第２面は液晶パネル３の第１面に接合している。

図３Ｂに示すように、透明部材４の透過面は、液晶パネル３の透過面の中央部分Ｍを被覆している。よって、中央部分Ｍの熱は、透明部材４を介してヒートシンク１へ到達する。

なお、図３Ａおよび図３Ｂの構成の場合、ヒートシンク１の開口部１０を通過する光源光Ｌ（図示略）は、透明部材４を透過してから液晶パネル３へ進入するものと、直接液晶パネル３へ進入するものとに分かれる。このとき、透明部材４の透過面の周囲部分を、画像の表示が行われない領域に位置するように配置することが望ましい。

このように本変形例によれば、透明部材４の材料コストを削減することができる。

なお、上述した透明部材４以外にも、例えば、図４Ａに示す透明部材５または図４Ｂに示す透明部材６を用いてもよい。これらの場合、図３の構成に比べて、中央部分Ｍの熱がより多くの方向へ伝導されるので、放熱性が向上する。

（変形例３）
上記実施の形態では、図２Ａに示すように、透明部材２の第１面の周囲部分のみがヒートシンク１の部材対向面に接合される構成としたが、これに限定されない。例えば、図５に示すヒートシンク７を用いてもよい。このヒートシンク７は、図５に示すように、透明部材２の第１面の周囲部分に加えて、透明部材２の第２面の周囲部分と、透明部材２の側面部分（第１面および第２面に対して垂直な面）全体とに接合する形状を有する。

このように本変形例によれば、透明部材２とヒートシンク７との接合面積を大きくすることで、より高い放熱を実現できる。

（変形例４）
上記実施の形態では、透明部材２を液晶パネル３の第１面のみに接合する構成としたが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、透明部材２を２つ用いてもよい。図６に示すように、透明部材２は、液晶パネル３の第１面および第２面の両方に接合されている。

また、図６に示すヒートシンク８は、変形例３と同様、各透明部材２とヒートシンク８との接合面積が大きくなるように各透明部材２と接合している。また、ヒートシンク８は、２つの透明部材２および液晶パネル３を同時に保持している。

このように本変形例によれば、透明部材２を液晶パネル３の第１面および第２面の両方に接合することで、より高い放熱を実現できる。

（変形例５）
また、上記実施の形態において、透明部材２は、紫外線をカットする機能を有してもよい。これにより、光源光Ｌに含まれる紫外線が透明部材２でカットされるので、液晶パネル３における発熱をより抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態の変形例について説明した。なお、上述した変形例は、任意に組み合わせてもよい。

本発明は、光源から照射される光を透過する液晶表示装置に有用である。

１、７、８ヒートシンク
２、４、５、６透明部材
３液晶パネル
１０開口部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ保持部材
１００液晶表示装置

Claims

光源からの光を透過する液晶パネルと、
前記液晶パネルにおける前記光の透過面のうち少なくとも中央部分を被覆し、前記透過面の少なくとも一方に接触して設けられ、前記液晶パネルよりも高い熱伝導率を有し、前記光を透過する透明部材と、
前記透明部材の端部に接触して設けられ、前記透明部材より高い熱伝導率を有するヒートシンクと、を備える、
液晶表示装置。
前記透明部材は、ガラスである、
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記ヒートシンクは、金属である、
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記ヒートシンクは、
前記液晶パネルおよび前記透明部材を保持する保持部材を有し、
前記保持部材は、樹脂で形成される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記透明部材における前記液晶パネルと接触する側の面の面積は、
前記液晶パネルの前記透過面の面積より大きい、
請求項１に記載の液晶表示装置。