JP2018087775A - Display device for vehicle - Google Patents

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一成 濱田
Kazunari Hamada
一成 濱田
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Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device for a vehicle which suppresses occurrence of abnormality in display due to temperature rise of a display member.SOLUTION: The display device for a vehicle comprises a tabular display member 21 emitting display light L, a tabular transparent member 22 adhered to the display surface of the display member 21 by transparent adhesive 24, and a metal frame body 25 along the side surface of the transparent member 22. The frame body 25 is provided on the side of a side surface 22c with the exception of an incidence surface 22a and an emission surface 22b, through which the display light L mainly passes, in the transparent member 22.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。   The present invention relates to a vehicle display device.

従来から、表示装置には、好適な表示を維持する観点から、温度上昇を抑制する放熱手段が設けられていた。例えば、特許文献1に記載の表示装置は、液晶パネルと、その液晶パネルを把持するようにその周囲を囲む導熱部材と、その導熱部材の内部を通るヒートパイプと、を備える。液晶パネルの熱は、導熱部材に伝わり、さらに、その熱は、ヒートパイプ内を環流する冷媒(例えば、水)により放熱される。ヒートパイプは、液晶パネルとヒートパイプとの温度差が大きいほど効率的に液晶パネルの放熱を行うことができる。   Conventionally, a display device has been provided with heat radiating means for suppressing temperature rise from the viewpoint of maintaining a suitable display. For example, the display device described in Patent Literature 1 includes a liquid crystal panel, a heat conducting member that surrounds the liquid crystal panel so as to hold the liquid crystal panel, and a heat pipe that passes through the inside of the heat conducting member. The heat of the liquid crystal panel is transmitted to the heat conducting member, and the heat is radiated by the refrigerant (for example, water) circulating in the heat pipe. The heat pipe can efficiently dissipate the liquid crystal panel as the temperature difference between the liquid crystal panel and the heat pipe increases.

また、例えば、特許文献2に記載の表示装置は、例えば液晶パネルの表面に位置し、サファイア又は水晶(石英)からなる透明部材と、液晶パネルを保持する保持枠と、その保持枠に固定される固定部材と、固定部材に連結される放熱フィンと、を備える。液晶パネルの熱は、透明部材から固定部材を介して放熱フィンに放熱可能に構成されている。   Further, for example, the display device described in Patent Document 2 is positioned on the surface of a liquid crystal panel, for example, a transparent member made of sapphire or quartz (quartz), a holding frame that holds the liquid crystal panel, and is fixed to the holding frame. And a heat dissipating fin connected to the fixing member. The heat of the liquid crystal panel can be radiated from the transparent member to the radiating fin through the fixing member.

特開2008−89721号公報JP 2008-89721 A 特開2005−134858号公報JP 2005-134858 A

上記特許文献1の構成において、ヒートパイプは、冷媒の温度が下げられることで、液晶パネルとヒートパイプとの温度差が大きくなった後に、有効に液晶パネルの放熱を行うことができる。このため、ヒートパイプでは、有効に放熱が開始されるタイミングが遅延する。同様に、上記特許文献2の構成においても、放熱フィンは、液晶パネルと放熱フィンとの温度差が大きくなった後に、有効に液晶パネルの放熱を行うことができる。このため、放熱フィンでも、有効に放熱が開始されるタイミングが遅延する。   In the configuration of Patent Document 1, the heat pipe can effectively dissipate heat from the liquid crystal panel after the temperature difference between the liquid crystal panel and the heat pipe is increased by reducing the temperature of the refrigerant. For this reason, in the heat pipe, the timing at which heat radiation is effectively started is delayed. Similarly, also in the configuration of Patent Document 2, the heat dissipating fin can effectively dissipate the liquid crystal panel after the temperature difference between the liquid crystal panel and the heat dissipating fin becomes large. For this reason, the timing at which heat radiation is effectively started is delayed even in the heat radiation fin.

さらに、例えば、表示装置を車両に搭載する場合、車室内等の表示装置の雰囲気温度が高い状況にあっては、雰囲気温度と液晶パネルの耐熱温度との温度差が小さくなる。具体的には、車室内の雰囲気温度が85℃まで上昇した場合、液晶パネルにおける液晶素子の耐熱温度であるボナンザ発生温度は105℃程度であって、液晶パネルの偏光板の耐熱温度は95℃程度であるため、その温度差は20℃〜30℃程度である。この状況において、太陽光が液晶パネル付近に集光されたり、光源からの光が液晶パネルに照射されたりすることで、ヒートパイプ又は放熱フィンが有効に機能できないほど短い時間内に20℃〜30℃を超えて温度上昇すると、液晶パネルの温度が液晶パネルの耐熱温度を超えて、液晶パネルの表示に異常が生じるおそれがある。   Furthermore, for example, when the display device is mounted on a vehicle, the temperature difference between the ambient temperature and the heat-resistant temperature of the liquid crystal panel is small in a situation where the ambient temperature of the display device such as the passenger compartment is high. Specifically, when the atmospheric temperature in the passenger compartment rises to 85 ° C., the Bonanza generation temperature, which is the heat resistance temperature of the liquid crystal element in the liquid crystal panel, is about 105 ° C., and the heat resistance temperature of the polarizing plate of the liquid crystal panel is 95 ° C. Therefore, the temperature difference is about 20 ° C to 30 ° C. In this situation, sunlight is condensed in the vicinity of the liquid crystal panel, or light from the light source is irradiated on the liquid crystal panel, so that the heat pipe or the heat radiating fin cannot function effectively, and the temperature is 20 ° C. to 30 ° C. If the temperature rises above 0 ° C., the temperature of the liquid crystal panel exceeds the heat resistance temperature of the liquid crystal panel, and there is a risk that the display of the liquid crystal panel will be abnormal.

本発明の目的は、上記課題に着目し、表示部材の温度上昇に伴い表示に異常が生じることを抑制する車両用表示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a display device for a vehicle that pays attention to the above-described problem and suppresses the occurrence of an abnormality in display as the temperature of the display member increases.

上記目的を達成するため、本発明の車両用表示装置は、
表示光を発する板状の表示部材と、
この表示部材の表示面に、透明接着剤を介して接着される板状の透明部材と、
この透明部材の側面に沿って、金属材からなる枠体と、を備える
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a vehicle display device according to the present invention includes:
A plate-like display member that emits display light;
A plate-like transparent member bonded to the display surface of the display member via a transparent adhesive;
A frame body made of a metal material is provided along the side surface of the transparent member.

また、前記枠体と前記透明部材の側面との間に充填されてなる熱伝導部材を備える
ことを特徴とする。
Moreover, it is provided with the heat conductive member filled between the said frame and the side surface of the said transparent member, It is characterized by the above-mentioned.

また、前記枠体は、前記透明接着剤を用いて前記表示部材に接着される
ことを特徴とする。
Further, the frame body is bonded to the display member using the transparent adhesive.

また、前記枠体は、前記透明部材における前記表示光が主に通過する入射面及び出射面以外の側面側に、備える
ことを特徴とする。
Further, the frame body is provided on a side surface other than the incident surface and the light exit surface through which the display light in the transparent member mainly passes.

また、前記表示光は、ヘッドアップディスプレイ用の投影光として用いられる
ことを特徴とする。
The display light is used as projection light for a head-up display.

本発明によれば、表示部材の温度上昇に伴い表示に異常が生じることを抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that abnormality arises in a display with the temperature rise of a display member.

本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の模式図。The schematic diagram of the vehicle carrying the head-up display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the head-up display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る表示ユニットの断面図。Sectional drawing of the display unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る表示部材の温度変化を示すグラフ。The graph which shows the temperature change of the display member which concerns on embodiment of this invention. 同上実施形態の表示ユニットの別例を示す断面図。Sectional drawing which shows another example of the display unit of embodiment same as the above.

以下、本発明に係る車両用表示装置をヘッドアップディスプレイ装置に実装した実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment in which a vehicle display device according to the present invention is mounted on a head-up display device will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置100は、車両2のダッシュボードに搭載されている。ヘッドアップディスプレイ装置100は、車両2における投射部材の一例であるフロントガラス(ウインドシールド)3に表示光Lを投射する。運転者(視認者)5は、フロントガラス3に反射した表示光Lを投影光として受けて、フロントガラス3を通して見える実景に重畳する虚像Vを視認できる。
(ヘッドアップディスプレイ装置の構成)
As shown in FIG. 1, the head-up display device 100 is mounted on the dashboard of the vehicle 2. The head-up display device 100 projects display light L onto a windshield (windshield) 3 that is an example of a projection member in the vehicle 2. The driver (viewer) 5 receives the display light L reflected on the windshield 3 as projection light, and can visually recognize the virtual image V superimposed on the real scene seen through the windshield 3.
(Configuration of head-up display device)

図2に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置100は、表示ユニット(車両用表示装置)20と、光源ユニット30と、平面鏡60と、凹面鏡70と、筐体10と、を備える。   As shown in FIG. 2, the head-up display device 100 includes a display unit (vehicle display device) 20, a light source unit 30, a plane mirror 60, a concave mirror 70, and a housing 10.

筐体10は、例えば黒色の遮光性合成樹脂や金属を組み合わせて箱状に形成されている。筐体10の内部には、表示ユニット20、光源ユニット30、平面鏡60及び凹面鏡70が収納されている。筐体10は、フロントガラス3に対向する位置に開口部11を有する。この開口部11は、透光性カバー12で覆われている。また、筐体10は、放熱の機能も兼ねており、金属部分において、外側に表面積増加を計った放熱フィンや凹凸面を設けている。   The housing 10 is formed in a box shape by combining, for example, black light-shielding synthetic resin or metal. A display unit 20, a light source unit 30, a plane mirror 60, and a concave mirror 70 are housed inside the housing 10. The housing 10 has an opening 11 at a position facing the windshield 3. The opening 11 is covered with a translucent cover 12. Moreover, the housing | casing 10 also has the function of heat dissipation, and in the metal part, the radiation fin and uneven | corrugated surface which measured the surface area increase are provided in the outer side.

光源ユニット30は、例えば、複数のLED(発光ダイオード)により構成され、LEDからの光を表示ユニット20に向けて照射する。LEDは光源の一例である。表示ユニット20は、光源ユニット30からの光を受けて、虚像(画像)Vに対応する表示光Lを生成し、その生成した表示光Lを平面鏡60に照射する。   The light source unit 30 is composed of, for example, a plurality of LEDs (light emitting diodes), and irradiates light from the LEDs toward the display unit 20. An LED is an example of a light source. The display unit 20 receives light from the light source unit 30, generates display light L corresponding to the virtual image (image) V, and irradiates the plane mirror 60 with the generated display light L.

平面鏡60は、例えば合成樹脂やガラス材料からなる基材と、基材の表面に、蒸着等の手段により形成された反射膜とから構成される。平面鏡60は、表示ユニット20から出射された表示光Lを凹面鏡70に向けて反射する。   The flat mirror 60 includes a base material made of, for example, a synthetic resin or a glass material, and a reflective film formed on the surface of the base material by means such as vapor deposition. The plane mirror 60 reflects the display light L emitted from the display unit 20 toward the concave mirror 70.

凹面鏡70は、曲面凹状に形成されるとともに、例えば合成樹脂材料からなる基材と、基材の表面に蒸着等の手段により形成された反射膜とから構成される。凹面鏡70は、平面鏡60からの表示光Lをフロントガラス3に向けて反射させる。凹面鏡70で反射した表示光Lは、筐体10の透光性カバー12を透過してフロントガラス3に到達し、フロントガラス3を反射した表示光Lは、図1に示すように、運転者5に到達する。運転者5は、表示光Lを受けることで、フロントガラス3の前方位置に表示される虚像Vを視認可能となる。   The concave mirror 70 is formed in a curved concave shape, and includes a base material made of, for example, a synthetic resin material, and a reflective film formed on the surface of the base material by means such as vapor deposition. The concave mirror 70 reflects the display light L from the plane mirror 60 toward the windshield 3. The display light L reflected by the concave mirror 70 passes through the translucent cover 12 of the housing 10 and reaches the windshield 3, and the display light L reflected by the windshield 3 is shown in FIG. Reach 5 By receiving the display light L, the driver 5 can visually recognize the virtual image V displayed at the front position of the windshield 3.

(表示ユニットの構成)   (Configuration of display unit)

図3に示すように、表示ユニット20は、表示部材21と、透明部材22と、ベゼル23と、透明接着剤24と、枠体25と、熱伝導部材26と、を備える。   As shown in FIG. 3, the display unit 20 includes a display member 21, a transparent member 22, a bezel 23, a transparent adhesive 24, a frame body 25, and a heat conducting member 26.

表示部材21は、例えば、透過型TFT(Thin Film Transistor)液晶パネルにより構成される。表示部材21は、光源ユニット30からの光の透過率を変化させることで、その表示面21a(表面)の表示領域Sに画像を表示する。   The display member 21 is composed of, for example, a transmissive TFT (Thin Film Transistor) liquid crystal panel. The display member 21 displays an image on the display area S of the display surface 21a (front surface) by changing the transmittance of light from the light source unit 30.

透明部材22は、表示部材21の表示面21aに、透明接着剤24を介して接着されている。透明部材22は、例えば、長方形板状で、ガラス材により形成されている。透明部材22は、透明部材22の厚さ方向から見て、表示部材21の表示面21aの表示領域Sを含むように、表示領域Sよりも大きいサイズで積層されている。また、透明部材22の厚さは、表示部材21の厚さよりも厚く形成されている。この透明部材22の材質選定の条件については後述する。透明部材22の表面には、本例では、赤外線を反射する薄膜層221が設けられている。この薄膜層221は、蒸着、スパッタリング又はフィルムの貼りつけ等によって透明部材22の表面に形成される。この薄膜層221によって、太陽光Lsに含まれる赤外線が反射されるため、太陽光Lsによる表示部材21の温度上昇を低減できる。   The transparent member 22 is bonded to the display surface 21 a of the display member 21 via a transparent adhesive 24. The transparent member 22 has, for example, a rectangular plate shape and is formed of a glass material. The transparent member 22 is laminated in a size larger than the display region S so as to include the display region S of the display surface 21 a of the display member 21 when viewed from the thickness direction of the transparent member 22. Further, the transparent member 22 is formed to be thicker than the display member 21. Conditions for selecting the material of the transparent member 22 will be described later. In the present example, a thin film layer 221 that reflects infrared rays is provided on the surface of the transparent member 22. The thin film layer 221 is formed on the surface of the transparent member 22 by vapor deposition, sputtering, film attachment, or the like. The thin film layer 221 reflects infrared rays contained in the sunlight Ls, so that the temperature rise of the display member 21 due to the sunlight Ls can be reduced.

ベゼル23は、表示部材21を囲うように枠状に構成され、例えば、金属又は樹脂により形成される。また、ベゼル23は、表示部材21の外周縁部に沿った長方形の枠状をなし、表示部材21の表示領域Sよりも大きい開口部23hを備える。ベゼル23は、全周に亘る断面がL字状をなす。すなわち、ベゼル23は、表示部材21における裏面(図3の下面)の縁部に対面する箇所で、接着部231を用いて表示部材21に保持される。接着部231は、例えば、両面テープ又は接着剤からなるとともに、表示部材21とベゼル23とを接着する。ベゼル23が表示部材21に装着された状態において、ベゼル23の開口部23bは、表示部材21の表示領域Sを含むように設けられる。また、ベゼル23は、筐体10の金属部分の接触により伝熱させることで、表示部材21の温度上昇を和らげつつ、筐体10外側への放熱を期待できる。   The bezel 23 is configured in a frame shape so as to surround the display member 21 and is formed of, for example, metal or resin. The bezel 23 has a rectangular frame shape along the outer peripheral edge of the display member 21, and includes an opening 23 h that is larger than the display area S of the display member 21. The bezel 23 has an L-shaped cross section over the entire circumference. That is, the bezel 23 is held by the display member 21 using the adhesive portion 231 at a location facing the edge of the back surface (the lower surface in FIG. 3) of the display member 21. The bonding portion 231 is made of, for example, a double-sided tape or an adhesive, and bonds the display member 21 and the bezel 23 to each other. In a state where the bezel 23 is attached to the display member 21, the opening 23 b of the bezel 23 is provided so as to include the display area S of the display member 21. Further, the bezel 23 can be expected to dissipate heat to the outside of the housing 10 while reducing the temperature rise of the display member 21 by transferring heat by contacting the metal part of the housing 10.

透明接着剤24は、紫外線硬化型の透明樹脂からなる接着手段を適用できる。透明接着剤24は、表示部材21の表示面21aに塗布され、表示部材21と透明部材22との間に気泡が入らないように重ね合わせ、この状態にて紫外線が照射されて表示部材21と透明部材22を接着させる。なお、透明接着剤24として、紫外線硬化型でなく熱硬化型や湿気硬化型の透明樹脂を適用することもできる。また、透明接着剤24として、透明樹脂を塗布するものでなく、接着シートを適用し、貼り合わせて接着構造とすることもできる。   As the transparent adhesive 24, an adhesive means made of an ultraviolet curable transparent resin can be applied. The transparent adhesive 24 is applied to the display surface 21a of the display member 21, and is superposed so that bubbles do not enter between the display member 21 and the transparent member 22. In this state, the transparent adhesive 24 is irradiated with ultraviolet rays to The transparent member 22 is adhered. As the transparent adhesive 24, a thermosetting or moisture curable transparent resin can be applied instead of the ultraviolet curable type. Further, as the transparent adhesive 24, a transparent resin is not applied, but an adhesive sheet can be applied and bonded to form an adhesive structure.

また、透明接着剤24は、表示部材21の表示面21aと透明部材22面との隙間(エアギャップ)を埋めることで、各境界面における余計な反射光の発生を低減し視認性の良い表示出力ができる。そのため、透明接着剤24は、透明部材22や表示部材21との屈折率が近い材質が好適である。また、隙間を埋めることによって、透明部材22と表示部材21との間を効率よく伝熱できる。このため、透明接着剤24は、熱伝導率の高い材質が好適である。   Further, the transparent adhesive 24 fills a gap (air gap) between the display surface 21a of the display member 21 and the transparent member 22 surface, thereby reducing generation of extra reflected light on each boundary surface and displaying with good visibility. Output is possible. For this reason, the transparent adhesive 24 is preferably made of a material having a refractive index close to that of the transparent member 22 or the display member 21. Further, by filling the gap, heat can be efficiently transferred between the transparent member 22 and the display member 21. For this reason, the transparent adhesive 24 is preferably made of a material having high thermal conductivity.

枠体25は、透明部材22の側面を囲うように枠状に形成される。枠体25は、例えば、アルミニウム、鉄、銅などの比熱と密度の積が大きい金属が好適であり、他にも高熱伝導率樹脂又はグラファイト積層材等の熱伝導率が高い材質を適用できる。また、枠体25の外周面には、光を反射しにくい色調(例えば、艶消し黒色)又は表面形状(例えば、シボ加工)が形成されてもよい。また、枠体25は、表示部材21の表示面21a側の面において、表示領域Sよりも外側に、透明接着剤24を用いて固定される。この場合、枠体25は、表示部材21よりも外側に延びるように突出して設けられる。また、枠体25の該突出部分を、筐体10の金属箇所に接するように設け、筐体10へ伝熱させることもできる。   The frame body 25 is formed in a frame shape so as to surround the side surface of the transparent member 22. For example, a metal having a large product of specific heat and density, such as aluminum, iron, or copper, is suitable for the frame body 25. In addition, a material having high thermal conductivity such as a high thermal conductivity resin or a graphite laminate can be applied. In addition, a color tone (for example, matte black) or a surface shape (for example, embossing) that hardly reflects light may be formed on the outer peripheral surface of the frame body 25. Further, the frame body 25 is fixed on the display surface 21 a side of the display member 21 on the outer side of the display region S by using the transparent adhesive 24. In this case, the frame body 25 is provided so as to protrude outward from the display member 21. Further, the protruding portion of the frame body 25 can be provided so as to be in contact with a metal portion of the housing 10, and heat can be transferred to the housing 10.

熱伝導部材26は、透明部材22と枠体25との間に設けられている。熱伝導部材26は、例えば、シリコンシート又はグリースなどの柔軟性のある部材からなる。熱伝導部材26により、透明部材22及び枠体25の間の熱伝導が可能となる。この場合、熱伝導部材26は、流動性のある状態で、透明部材22と枠体25との隙間に充填され、柔軟性を保つ程度に硬化することで、透明部材22と枠体25とに接触する。なお、枠体25には、熱伝導部材26が充填される際に、空気が抜けるように流路設定されることが望ましく、該隙間から枠体25の外側まで達する空気抜き用の貫通孔や溝などを設けることもできる。   The heat conducting member 26 is provided between the transparent member 22 and the frame body 25. The heat conducting member 26 is made of a flexible member such as a silicon sheet or grease. The heat conduction member 26 enables heat conduction between the transparent member 22 and the frame body 25. In this case, the heat conduction member 26 is filled in the gap between the transparent member 22 and the frame body 25 in a fluid state, and is cured to the extent that flexibility is maintained, so that the transparent member 22 and the frame body 25 are formed. Contact. In addition, it is desirable that a flow path is set so that air can escape when the heat conducting member 26 is filled in the frame body 25, and through holes or grooves for venting air reaching from the gap to the outside of the frame body 25. Etc. can also be provided.

(透明部材の選定条件)
次に、透明部材22の材質等を選定する条件について、選定条件1〜3に沿って説明する。この選定条件1〜3を満たす材質は、上述したガラス材の他、例えば、合成石英、透明ジルコニア等がある。すなわち、透明部材22は、選定条件1〜3を満たす材質であればよく、ガラス材の他、例えば、合成石英、透明ジルコニア等により形成されてもよい。さらに、透明部材22は、選定条件1〜3を満たすものであれば、透明な容器に相変化材料を充填するものであってもよい。
(Conditions for selecting transparent materials)
Next, conditions for selecting the material and the like of the transparent member 22 will be described along the selection conditions 1 to 3. Examples of the material satisfying the selection conditions 1 to 3 include synthetic quartz and transparent zirconia in addition to the glass material described above. That is, the transparent member 22 only needs to satisfy the selection conditions 1 to 3 and may be formed of, for example, synthetic quartz, transparent zirconia, or the like in addition to the glass material. Furthermore, as long as the transparent member 22 satisfies the selection conditions 1 to 3, the transparent member 22 may be filled with a phase change material.

<選定条件1>
透明部材22として、サファイア又は水晶(石英)よりも低い熱伝導率を有する材質が選定される。ここで、一般的には、高い熱伝導率を有する材料は高額である。よって、この条件1を満たすことにより、表示ユニット20のコストを抑えることができる。なお、室温付近において、水晶の熱伝導率は8W/(m・k)程度、サファイアの熱伝導率は40W/(m・k)程度である。
<Selection condition 1>
A material having a thermal conductivity lower than that of sapphire or quartz (quartz) is selected as the transparent member 22. Here, in general, a material having a high thermal conductivity is expensive. Therefore, when the condition 1 is satisfied, the cost of the display unit 20 can be suppressed. In the vicinity of room temperature, the thermal conductivity of quartz is about 8 W / (m · k), and the thermal conductivity of sapphire is about 40 W / (m · k).

<選定条件2>
図4に示すように、表示部材21の温度が温度上昇時間T1において耐熱温度Th未満となるように、表示部材21及び透明部材22を合わせた全体の熱容量が設定される。この条件2を満たすように、透明部材22の材質等が選定される。耐熱温度Thは、液晶パネル(表示部材21)が黒化するボナンザ発生温度又は液晶パネルの偏光板の耐熱温度に基づき設定される温度である。温度上昇時間T1は、太陽光、光源ユニット30からの光及び表示部材21の電極(図示略)に印加される電圧による熱量が表示部材21に加えられることにより、表示部材21の温度上昇が予想される時間である。本例では、温度上昇時間T1は、図7に示すように、太陽光による焦点Oが表示部材21を通過するのに要する時間に設定されている。なお、特許文献1及び2に記載の放熱フィン又はヒートパイプでは、温度上昇時間T1の経過後に効率的に放熱が開始される。
<Selection condition 2>
As shown in FIG. 4, the total heat capacity of the display member 21 and the transparent member 22 is set so that the temperature of the display member 21 is less than the heat resistant temperature Th during the temperature rise time T1. The material of the transparent member 22 is selected so as to satisfy the condition 2. The heat resistant temperature Th is a temperature set based on the Bonanza generation temperature at which the liquid crystal panel (display member 21) is blackened or the heat resistant temperature of the polarizing plate of the liquid crystal panel. The temperature rise time T <b> 1 is expected to be due to sunlight, light from the light source unit 30, and heat generated by a voltage applied to an electrode (not shown) of the display member 21 to the display member 21. It is time to be. In this example, the temperature rise time T <b> 1 is set to a time required for the focus O due to sunlight to pass through the display member 21 as shown in FIG. 7. In addition, in the radiation fin or heat pipe described in Patent Documents 1 and 2, heat dissipation is efficiently started after the temperature rise time T1 has elapsed.

具体的には、車載されるヘッドアップディスプレイ装置100において、太陽光Lsは、図2に示すように、表示光Lの経路を遡って表示部材21に達する。このとき、太陽光Lsは、凹面鏡70により集光されるため、表示部材21に光が集まる焦点Oが形成される。焦点Oは、時間経過とともに太陽が傾くことで、表示部材21において移動する。よって、表示部材21が所定位置へ移動するのに要する時間に基づき温度上昇時間T1が設定される。よって、温度上昇時間T1が経過した後では、焦点Oが表示部材21に存在しないため、表示部材21の温度上昇が抑制される。なお、図7の焦点Oの移動経路は一例である。さらに、本例では、温度上昇時間T1は、車両2のイグニッションスイッチがオンに切り替えられた時刻t1から開始される。なお、ヘッドアップディスプレイ装置100は、車両2のイグニッションスイッチがオンに切り替えられたとき、光源ユニット30から表示ユニット20への光の照射を開始することで、虚像Vの表示を開始する。   Specifically, in the head-up display device 100 mounted on the vehicle, the sunlight Ls reaches the display member 21 by going back the path of the display light L as shown in FIG. At this time, since sunlight Ls is condensed by the concave mirror 70, a focal point O where the light gathers is formed on the display member 21. The focal point O moves in the display member 21 as the sun tilts over time. Therefore, the temperature rise time T1 is set based on the time required for the display member 21 to move to the predetermined position. Therefore, after the temperature rise time T1 has elapsed, the focus O does not exist on the display member 21, and thus the temperature rise of the display member 21 is suppressed. The moving path of the focus O in FIG. 7 is an example. Furthermore, in this example, the temperature rise time T1 starts from time t1 when the ignition switch of the vehicle 2 is switched on. The head-up display device 100 starts displaying the virtual image V by starting the light irradiation from the light source unit 30 to the display unit 20 when the ignition switch of the vehicle 2 is switched on.

熱容量は、比熱、密度及び体積の積で求められる。熱容量が大きいほど、表示部材21の温度上昇を遅延させることができる。よって、透明部材22は、光透過性、搭載性、製品全体の重量等を妨げない範囲で、厚さを厚く形成することで、体積、ひいては熱容量を大きく設定することが望ましい。すなわち、選定条件2では、透明部材22の材質だけでなく、透明部材22の体積も条件を満たすための要素となる。   The heat capacity is determined by the product of specific heat, density and volume. As the heat capacity increases, the temperature rise of the display member 21 can be delayed. Therefore, it is desirable that the transparent member 22 is set to have a large volume and thus a large heat capacity by forming a thick thickness within a range that does not hinder light transmission, mountability, weight of the entire product, and the like. That is, in the selection condition 2, not only the material of the transparent member 22 but also the volume of the transparent member 22 is an element for satisfying the condition.

<選定条件3>
表示部材21及び透明部材22を接着した構成における表示面21aの面方向の熱抵抗が、透明部材22が接着されていない表示部材21の熱抵抗未満となるように設定される。この条件3を満たすように、熱抵抗が小さく設定されることで、表示部材21及び透明部材22からなる複合材料において、熱拡散が促進されて温度の高低の偏りが迅速に解消される。よって、表示部材21の一部が耐熱温度Thを超える前に、表示部材21から透明部材22に放熱され、これにより、表示部材21が耐熱温度Thを超えることが抑制される。 面方向の熱抵抗は以下の式(1)により算出される。

Figure 2018087775
ここで、面方向とは、表示部材21の表示面21aに沿う方向をいう。また、断面積は、表示部材21及び透明部材22からなる複合材料をその厚さ方向に沿って切った場合の複合材料の断面積をいう。
複合材料の面方向等価熱伝導率は以下の式(2)により算出される。
Figure 2018087775
ここで、全体の厚さは、複合材料の厚さをいう。各層の面方向熱伝達率とは、表示部材21の熱伝導率又は透明部材22の熱伝導率をいう。層の厚さとは、表示部材21の厚さ又は透明部材22の厚さをいう。層の存在比率は、層の厚さに対して材料が存在する比率をいい、例えば、透明部材22では空隙がないため100%となる。なお、透明接着剤24を含めた複合材料として断面積及び面方向熱伝達率を求めてもよい。 <Selection condition 3>
The thermal resistance in the surface direction of the display surface 21a in the configuration in which the display member 21 and the transparent member 22 are bonded is set to be less than the thermal resistance of the display member 21 to which the transparent member 22 is not bonded. By setting the thermal resistance to be small so as to satisfy this condition 3, in the composite material composed of the display member 21 and the transparent member 22, thermal diffusion is promoted, and temperature unevenness is quickly eliminated. Therefore, before a part of the display member 21 exceeds the heat resistant temperature Th, heat is radiated from the display member 21 to the transparent member 22, thereby suppressing the display member 21 from exceeding the heat resistant temperature Th. The thermal resistance in the surface direction is calculated by the following equation (1).
Figure 2018087775
Here, the surface direction refers to a direction along the display surface 21 a of the display member 21. Moreover, a cross-sectional area means the cross-sectional area of the composite material at the time of cutting the composite material which consists of the display member 21 and the transparent member 22 along the thickness direction.
The plane direction equivalent thermal conductivity of the composite material is calculated by the following equation (2).
Figure 2018087775
Here, the total thickness refers to the thickness of the composite material. The surface direction heat transfer coefficient of each layer refers to the heat conductivity of the display member 21 or the heat conductivity of the transparent member 22. The thickness of the layer refers to the thickness of the display member 21 or the thickness of the transparent member 22. The abundance ratio of the layer refers to a ratio of the material to the thickness of the layer. For example, the transparent member 22 has 100% because there is no void. In addition, you may obtain | require a cross-sectional area and a surface direction heat transfer rate as a composite material containing the transparent adhesive 24. FIG.

(作用)   (Function)

次に、ヘッドアップディスプレイ装置100の作用について説明する。   Next, the operation of the head-up display device 100 will be described.

ヘッドアップディスプレイ装置100は車載されているため、特に夏期においては車室内の温度は上昇しやすい。よって、車室内の温度に対応する表示部材21の雰囲気温度Taは上昇し、表示部材21の耐熱温度Thに近い状態になる。このような状態にあって、車両2のイグニッションスイッチがオンされることで、光源ユニット30から表示部材21に光が照射される。表示部材21は、その偏光板により光の一部を吸収するため、光源ユニット30からの光を受けて発熱する。また、表示部材21はその電極間に電圧が印加されることで発熱する。さらに、このとき、太陽光Lsに基づき焦点Oが表示部材21に位置してしまう場合、表示部材21の温度は太陽光Lsに基づき上昇する。   Since the head-up display device 100 is mounted on the vehicle, the temperature in the passenger compartment tends to rise particularly in summer. Therefore, the ambient temperature Ta of the display member 21 corresponding to the temperature in the passenger compartment rises and becomes close to the heat resistant temperature Th of the display member 21. In such a state, when the ignition switch of the vehicle 2 is turned on, light is emitted from the light source unit 30 to the display member 21. Since the display member 21 absorbs a part of the light by the polarizing plate, the display member 21 receives the light from the light source unit 30 and generates heat. The display member 21 generates heat when a voltage is applied between the electrodes. Furthermore, at this time, when the focus O is positioned on the display member 21 based on the sunlight Ls, the temperature of the display member 21 rises based on the sunlight Ls.

このような状況にあっても、透明部材22が表示部材21に接着されることで、表示部材21の温度が耐熱温度Th未満のまま温度上昇することになる。このため、表示部材21に表示異常が発生することが抑制される。また、温度上昇が納まった後は、太陽光Lsの焦点Oは表示部材21上には存在しないため、表示部材21の温度は耐熱温度Th未満に維持されて、温度上昇時間T1の経過後も表示異常が発生することが抑制される。   Even in such a situation, the transparent member 22 is bonded to the display member 21, so that the temperature of the display member 21 rises while the temperature is lower than the heat resistant temperature Th. For this reason, the occurrence of a display abnormality in the display member 21 is suppressed. Moreover, since the focus O of the sunlight Ls does not exist on the display member 21 after the temperature rise is settled, the temperature of the display member 21 is maintained below the heat-resistant temperature Th and even after the temperature rise time T1 has elapsed. Occurrence of display abnormality is suppressed.

上述のように、ヘッドアップディスプレイ装置100は、画像に対応する表示光Lを発する表示面21aを含む、板状の表示部材21と、表示部材21の表示面21aに、透明接着剤24を介して接着される透明部材22と、を備える。透明部材22は、水晶よりも低い熱伝導率を有する材質、例えばガラス材からなる。また、熱量が表示部材21に加えられることにより表示部材21の温度上昇が予想される時間(ヘッドアップディスプレイ装置100が起動してから所定時間)において、表示部材21の温度が、表示部材21の表示に異常が生じることが予想される耐熱温度Th未満となるように、表示部材21及び透明部材22を合わせた全体の熱容量が設定される。   As described above, the head-up display device 100 includes the plate-like display member 21 including the display surface 21 a that emits the display light L corresponding to the image, and the display surface 21 a of the display member 21 via the transparent adhesive 24. And a transparent member 22 to be bonded. The transparent member 22 is made of a material having a thermal conductivity lower than that of quartz, for example, a glass material. In addition, during the time when the temperature of the display member 21 is expected to increase due to the amount of heat applied to the display member 21 (a predetermined time after the head-up display device 100 is activated), the temperature of the display member 21 is The total heat capacity of the display member 21 and the transparent member 22 is set so as to be lower than the heat-resistant temperature Th at which the display is expected to be abnormal.

表示部材21及び透明部材22を合わせた全体の熱容量が大きくなるほど、表示部材21の温度上昇を遅延させることができる。従って、上記のように熱容量を設定することで、温度上昇時間T1において、表示部材21の温度が耐熱温度Th未満に維持され、表示部材21の表示に異常が生じることが抑制される。   As the overall heat capacity of the display member 21 and the transparent member 22 increases, the temperature rise of the display member 21 can be delayed. Therefore, by setting the heat capacity as described above, the temperature of the display member 21 is maintained below the heat resistant temperature Th during the temperature rise time T1, and the display of the display member 21 is suppressed from being abnormal.

また、一般的には、高い熱伝導率を有する材料は高額であるため、透明部材22として、水晶よりも低い熱伝導率を有する材質が採用されることで、ヘッドアップディスプレイ装置100のコストを抑えることができる。   In general, since a material having a high thermal conductivity is expensive, a material having a thermal conductivity lower than that of quartz is adopted as the transparent member 22, thereby reducing the cost of the head-up display device 100. Can be suppressed.

さらに、透明部材22が表示部材21に接着されることにより熱抵抗が小さく設定される。これにより、表示部材21及び透明部材22からなる複合材料において、熱拡散が促進される。よって、表示部材21の一部が耐熱温度Thを超えて温度上昇することが抑制される。また、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置100では、特許文献1及び2に記載の放熱フィン又はヒートパイプを省略可能となる。よって、ヘッドアップディスプレイ装置100をよりコンパクトに構成できる。   Furthermore, the transparent member 22 is bonded to the display member 21 so that the thermal resistance is set small. Thereby, in the composite material which consists of the display member 21 and the transparent member 22, thermal diffusion is accelerated | stimulated. Therefore, it is suppressed that a part of display member 21 exceeds the heat-resistant temperature Th and the temperature rises. Further, in the head-up display device 100 of the present embodiment, the heat dissipating fins or heat pipes described in Patent Documents 1 and 2 can be omitted. Therefore, the head-up display device 100 can be configured more compactly.

斯かるヘッドアップディスプレイ装置100の表示ユニット20は、表示光Lを発する板状の表示部材21と、この表示部材21の表示面21aに、透明接着剤24を介して接着される板状の透明部材22と、この透明部材22の側面に沿って、金属材からなる枠体25と、を備える。また、枠体25は、透明部材22における表示光Lが主に通過する入射面22a及び出射面22b以外の側面22c側に、備える。   The display unit 20 of the head-up display device 100 includes a plate-like display member 21 that emits display light L, and a plate-like transparent member that is bonded to the display surface 21 a of the display member 21 via a transparent adhesive 24. A member 22 and a frame body 25 made of a metal material are provided along the side surface of the transparent member 22. The frame body 25 is provided on the side surface 22c side other than the incident surface 22a and the emission surface 22b through which the display light L in the transparent member 22 mainly passes.

これにより、表示部材21が発熱時に、枠体25が、表示領域Sを通る光路の邪魔をすることなく、効率よく透明部材22を介して、表示部材21の熱を取り出すことができる。従って、表示部材21の温度上昇に伴い表示に異常が生じることを抑制する車両用表示装置となる。   Thereby, when the display member 21 generates heat, the frame 25 can efficiently extract the heat of the display member 21 via the transparent member 22 without obstructing the optical path passing through the display region S. Therefore, the display device for a vehicle suppresses the occurrence of an abnormality in display as the temperature of the display member 21 increases.

また、枠体25と透明部材22の側面との間に充填されてなる熱伝導部材26を備えることによって、枠体25と透明部材22との寸法公差があっても、これらの隙間を埋めて、効率よく透明部材22と枠体25との熱伝達を行うことができる。   Moreover, even if there is a dimensional tolerance between the frame 25 and the transparent member 22 by providing the heat conducting member 26 filled between the frame 25 and the side surface of the transparent member 22, these gaps are filled. The heat transfer between the transparent member 22 and the frame body 25 can be performed efficiently.

また、枠体25は、透明接着剤24を用いて表示部材21に接着されることによって、透明部材22と同様に、表示部材21からの伝熱を期待できる。また、透明部材22と表示部材21とを接着する接着剤を用いることで、表示部材21に透明部材22や枠体25を組み付ける際の工程や時間を低減できる作用もある。   Further, the frame body 25 can be expected to transfer heat from the display member 21 in the same manner as the transparent member 22 by being bonded to the display member 21 using the transparent adhesive 24. In addition, by using an adhesive that bonds the transparent member 22 and the display member 21, there is an effect that the process and time when the transparent member 22 and the frame body 25 are assembled to the display member 21 can be reduced.

なお、本発明を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。例えば、上述実施の形態にあっては、直方体形状の平板な透明部材22を適用したが、図5に示すように、透明部材220の入射面(表示部材21の表示面21aに対向する面)220aよりも出射面220b側の面積が小さく、透明部材220の側面220cが傾斜した形状とし、この側面220cに沿って枠体250に対向する面250aを形成することもできる。この際、枠体250は、透明部材220が表示部材21から離れることを抑止する作用を期待できる。ここで、上述実施形態の別例となる表示ユニット200を示す図5において、図3で示す各構成と同様の構成については、同じ符号を付して詳細な説明を省いている。   Although the present invention has been described by way of example in the configuration of the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and various other configurations can be used without departing from the spirit of the present invention. Of course, it is possible to improve the display and change the display. For example, in the above embodiment, the rectangular parallelepiped flat transparent member 22 is applied, but as shown in FIG. 5, the incident surface of the transparent member 220 (the surface facing the display surface 21a of the display member 21). The area on the emission surface 220b side is smaller than that of 220a, and the side surface 220c of the transparent member 220 is inclined, and the surface 250a facing the frame body 250 can be formed along the side surface 220c. At this time, the frame body 250 can be expected to suppress the separation of the transparent member 220 from the display member 21. Here, in FIG. 5 showing the display unit 200 as another example of the above-described embodiment, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

また、枠体25,250にあっては、透明部材22,220の他の部材を保持するホルダとして作用する構造にもでき、例えば、ホットミラーや平面鏡を保持するホルダとして兼用されるものであっても良い。   Further, the frame bodies 25 and 250 can be structured to act as holders for holding other members of the transparent members 22 and 220. For example, the frame bodies 25 and 250 can also be used as holders for holding hot mirrors and plane mirrors. May be.

また、上記実施形態においては、表示部材21は、透過型TFT液晶パネルにより構成されていたが、有機EL(OLED:Organic Light Emitting Diode)ディスプレイであってもよい。この場合、光源ユニット30は省略可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the display member 21 was comprised by the transmissive | pervious TFT liquid crystal panel, an organic EL (OLED: Organic Light Emitting Diode) display may be sufficient. In this case, the light source unit 30 can be omitted.

また、上記実施形態では、表示装置(表示ユニット20,200)を車載用のヘッドアップディスプレイ装置100に適用したが、この他にも、飛行機、船等の乗り物に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置に適用してもよい。また、表示光Lが投影される投射部材はフロントガラスに限られず、専用のコンバイナであってもよい。   In the above embodiment, the display device (display units 20 and 200) is applied to the vehicle head-up display device 100. However, in addition to this, the head-up display device mounted on a vehicle such as an airplane or a ship is used. You may apply. Further, the projection member on which the display light L is projected is not limited to the windshield, but may be a dedicated combiner.

本発明は、車両用表示装置に関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載され、車両情報やターンバイターン表示等の道路情報などを投影表示する車載ヘッドアップディスプレイとして好適である。   The present invention relates to a display device for a vehicle, for example, an in-vehicle head-up that is mounted on a moving body including an automobile, a motorcycle, an agricultural machine, or a construction machine, and projects and displays road information such as vehicle information and turn-by-turn display. It is suitable as a display.

100 ヘッドアップディスプレイ装置
2 車両
20,200 表示ユニット(車両用表示装置)
21 表示部材
21a 表示面
22,220 透明部材
221 薄膜層
23 ベゼル
231 接着部
24 透明接着剤
25,250 枠体
26 熱伝導部材
30 光源ユニット
60 平面鏡
70 凹面鏡
100 Head-Up Display Device 2 Vehicle 20, 200 Display Unit (Vehicle Display Device)
21 Display member 21a Display surface 22, 220 Transparent member 221 Thin film layer 23 Bezel 231 Adhesive portion 24 Transparent adhesive 25, 250 Frame body 26 Heat conduction member 30 Light source unit 60 Flat mirror 70 Concave mirror

Claims (5)

表示光を発する板状の表示部材と、
この表示部材の表示面に、透明接着剤を介して接着される板状の透明部材と、
この透明部材の側面に沿って、金属材からなる枠体と、を備える
ことを特徴とする車両用表示装置。
A plate-like display member that emits display light;
A plate-like transparent member bonded to the display surface of the display member via a transparent adhesive;
A vehicle display device comprising: a frame body made of a metal material along a side surface of the transparent member.
前記枠体と前記透明部材の側面との間に充填されてなる熱伝導部材を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
The vehicle display device according to claim 1, further comprising a heat conductive member filled between the frame and a side surface of the transparent member.
前記枠体は、前記透明接着剤を用いて前記表示部材に接着される
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
The vehicle display device according to claim 1, wherein the frame body is bonded to the display member using the transparent adhesive.
前記枠体は、前記透明部材における前記表示光が主に通過する入射面及び出射面以外の側面側に、備える
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
The vehicle display device according to claim 1, wherein the frame body is provided on a side surface other than an incident surface and an exit surface through which the display light in the transparent member mainly passes.
前記表示光は、ヘッドアップディスプレイ用の投影光として用いられる
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
The vehicle display device according to claim 1, wherein the display light is used as projection light for a head-up display.
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