JP2019003102A

JP2019003102A - 表示装置

Info

Publication number: JP2019003102A
Application number: JP2017118792A
Authority: JP
Inventors: 崇山▲崎▼; Takashi Yamazaki; 浩史辻; Hiroshi Tsuji; 奥山　剛秀; Takehide Okuyama; 剛秀奥山
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2019-01-10

Abstract

【課題】表示モジュールの温度上昇を好適に抑制することができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１は、映像を表示する表示モジュール３と、可視光線を透過させ、表示モジュールの外側に配置されて当該表示モジュールを保護する保護部材４と、表示モジュールに対する熱を遮断する遮熱層６と、を備え、保護部材の外面及び内面の少なくとも一方に遮熱層が形成され、遮熱層の波長５μｍ〜５０μｍの帯域の遠赤外線に対する放射率は０．２５以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置に関する。

特許文献１には、表示モジュールと当該表示モジュールを保護する保護部材を有する表示装置が記載されている。この表示装置では、表示モジュールの温度が高くなることを防止するために、表示モジュールと保護部材との間に空気の流れを形成している。これにより、表示モジュールの空冷が行われる。

特開２０１１−１５００３４号公報

上述の特許文献１に示す表示装置では、表示モジュールと保護部材との間に空気の流れを形成して空冷を行っている。このような表示装置では、表示モジュールの画面サイズが拡大する場合は、画面の拡大と共に空冷を行う範囲が増加する。従って、空冷を行うための消費電力が増加するという問題が生じる。また、保護部材の層構成を工夫することによって表示モジュールの温度が高くなることを抑制する構成が考えられる。しかしながら、このような構成であっても、特定の周波数の赤外線を低減することができず、表示モジュールの温度上昇を好適に抑制することができていない場合があった。従って、表示モジュールの温度上昇を好適に抑制することができる表示装置が要請されていた。

本発明の一形態に係る表示装置は、映像を表示する表示モジュールと、可視光線を透過させ、表示モジュールの外側に配置されて当該表示モジュールを保護する保護部材と、表示モジュールに対する熱を遮断する遮熱層と、を備え、保護部材の外面及び内面の少なくとも一方に遮熱層が形成され、遮熱層の波長５μｍ〜５０μｍの帯域の遠赤外線に対する放射率は０．２５以下である。

この表示装置では、保護部材の外面及び内面の少なくとも一方に遮熱層が形成されている。ここで、遮熱層の波長５μｍ〜５０μｍの帯域の遠赤外線に対する放射率は０．２５以下である。すなわち、遮熱層は、遠赤外線に対する放射率が低い層である。遠赤外線に対する放射率が低い遮熱層は、遠赤外線の反射率が高い。従って、遮熱層は、保護部材の外面に形成されている場合においては、外界からの遠赤外線を反射することで表示モジュールへ向う遠赤外線を遮蔽する。また、遮熱層は、保護部材の内面に形成されている場合においては、保護部材が外界からの遠赤外線を吸収することで当該保護部材から遮熱層に対して熱が熱伝導された場合でも、遮熱層の放射率が低いため、表示モジュール側への熱（遠赤外線）の再放出を低く抑えることができる。従って、遮熱層が表示モジュール側へ向かう遠赤外線を抑制することができる。以上により、表示モジュールの温度上昇を好適に抑制することができる。

遮熱層は、保護部材の内面に形成されてよい。これにより、遮熱層は、保護部材が外界からの遠赤外線を吸収することで当該保護部材から遮熱層に対して熱が熱伝導された場合でも、表示モジュール側への遠赤外線の再放出を低く抑えることができる。従って、遮熱層が表示モジュール側へ向かう遠赤外線を抑制することができる。

遮熱層は、保護部材の外面に形成されてよい。これにより、外界からの遠赤外線を反射することで表示モジュールへ向う遠赤外線を遮蔽する。従って、遮熱層が表示モジュール側へ向かう遠赤外線を抑制することができる。

遮熱層は、金属膜によって構成されてよい。これにより、遠赤外線に対する放射率が低い遮熱層を得ることができる。

本発明によれば、表示モジュールの温度上昇を好適に抑制することができる表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る表示装置の各部材の概略断面図である。図３は、変形例に係る表示装置の各部材の概略断面図である。図４は、比較例に係る表示装置の各部材の概略断面図である。図５は、比較例に係る表示装置の各部材の概略断面図である。図６は、比較例に係る表示装置の各部材の概略断面図である。図７は、比較例に係る表示装置の各部材の概略断面図である。実施例及び比較例の各種特性及び測定結果を示す表である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る表示装置１の構成について説明する。図１に示すように、表示装置１は、表示モジュール３（図２参照）の映像を表示する装置である。表示装置１は、フレーム２の内部に表示モジュール３が設けられており、フレーム２の開口部２ａに設けられた保護部材４を介して、表示モジュール３の映像を表示する。図２に示すように、表示装置１は、表示モジュール３と、保護部材４と、遮熱層６と、を備えている。なお、以降の説明においては、表示装置１のフレーム２より外界へ向かう方向を「外側」と称し、フレーム２の内部へ向かう方向を「内側」と称する。

表示モジュール３は、表面に映像を表示する平板状のモジュールである。表示モジュールとしては、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが採用される。表示モジュール３として液晶モジュールを採用する場合、表示モジュール３は、たとえば、液晶セルの裏面にバックライトを取り付けることによって構成される。表示モジュール３は、表示装置１のフレーム２の内部において、開口部２ａと対向するように配置されている（図１参照）。

保護部材４は、表示モジュール３の外側に配置されて当該表示モジュール３を保護する平板状の部材である。保護部材４は、表示モジュール３に対して外側に配置される外面４ａと、内側に配置される内面４ｂと、を有している。保護部材４は、表示モジュール３から外側へ離間した位置にて対向するように配置される。保護部材４は、表示モジュール３の映像を保護部材４を通して見ることができるよう、透明な部材で構成される。保護部材４は、一般的にガラス等の透明無機材料及びポリカーボネート等の透明樹脂材料で構成される。一般的に、保護部材４の可視光線（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に対する透過率は、６０％以上であってよく、更に７０％以上であってよい。本発明においては、可視光線透過率としてＪＩＳＡ５７５９：２０１６の６．４（可視光線透過率試験）の方法で求めた値を使用する。また、一般的に保護部材４は、近赤外線に対しても高い透過率を有する。例えば、保護部材４の波長７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの帯域の近赤外線に対する透過率は７０％以上である。本発明では、近赤外線透過率として、ＪＩＳＲ３１０６：１９９８の４．３（可視光及び日射の波長域における測定）の方法で求めた波長７８０ｎｍから２５００ｎｍの透過率の算術平均の値を用いる。また、一般的に保護部材４は、遠赤外線に対しても高い放射率を有する。例えば、保護部材４の波長５μｍ〜５０μｍの帯域の遠赤外線に対する放射率は０．８０以上である。なお、「放射率」とは、物体が熱放射で放出する光のエネルギーを、同温の黒体が放出する光（黒体放射）のエネルギーを１としたときの比で表した値である。放射率は、光の波長によって異なる。遠赤外線に対する放射率が高い保護部材４は、高い遠赤外線の吸収率を有し、高い遠赤外線の再放射性能を有し、遠赤外線に対して低い反射率を有する。本発明においては、遠赤外線反射率及び放射率として、ＪＩＳＲ３１０６：１９９８の７（常温の熱放射の放射率の算定）に記載の方法によって測定した遠赤外線反射率の値と、同じ方法により当該遠赤外線反射率から計算した修正放射率の値を使用する。

遮熱層６は、表示モジュール３に対する熱を遮断する層である。本実施形態において、遮熱層６は、保護部材４の内面４ｂに形成されている。遮熱層６は、表示モジュール３から外側へ離間した位置にて対向するように配置される。遮熱層６の外面６ａが保護部材４の内面４ｂに接合され、遮熱層６の内面６ｂが表示モジュール３と離間して対向する。遮熱層６は、表示モジュール３の映像を遮熱層を通して見ることができるよう可視光線を透過させる。具体的には、遮熱層６の可視光線（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に対する透過率は、６０％以上であってよく、更に７０％以上であってよい。遮熱層６は、外界の太陽光線の熱線成分である近赤外線を遮蔽するため、透過率は低いほうがよい。具体的には、保護部材４の波長７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの帯域の近赤外線に対する透過率は３０％以下であってよく、更に２０％以下であってもよい。また、遮熱層６は、遠赤外線に対する放射率が低い。具体的には、遮熱層６の波長５μｍ〜５０μｍの帯域の遠赤外線に対する放射率は０．２５以下であってよく、更に０．２０以下であってよい。遠赤外線に対する放射率が低い遮熱層６は、低い遠赤外線の吸収率を有し、低い遠赤外線の再放射性能を有し、高い遠赤外線に対する反射率を有する。上述の様な特性を有する遮熱層６は、金属膜によって構成される。また、上述のような特性を持った遮熱層を実現するために、例えば特開昭６３−１１３４２３２号公報に記載されているような透明層と金属層からなる多層構造を用いることもできる。遮熱層６を構成する金属膜の材質として、例えば、金、銀、銅等の金属またはこれら金属と他の金属の合金等が採用される。また、遮熱層６の厚みは、５ｎｍ〜３０ｎｍとしてよい。また、遮熱層６の形成方法は特に限定されないが、例えばスパッタ法、真空蒸着法等のドライプロセスによる成膜方法を採用してよい。

次に、本実施形態に係る表示装置１の作用・効果について説明する。

まず、図４〜図７を参照して、比較例に係る表示装置について説明する。図４に示す表示装置２０では、表示モジュール３は遮熱層が形成されていない保護部材４で保護されている。また、表示装置２０では、表示モジュール３と保護部材４との間の空間にファンによる空気を流すことで、表示モジュール３の空冷を行っている。このような表示装置２０においては、表示モジュール３のサイズが大きくなると、それに伴ってファンのサイズの増大や消費電力の増加という問題が生じる。

図５に示す比較例に係る表示装置３０では、保護部材４の内面４ｂに近赤外線吸収層３１が形成されている。近赤外線吸収層３１は、近赤外線に対する高い吸収率、つまり低い透過率を有し、また、遠赤外線に対する高い放射率を有している。このような表示装置３０においては、近赤外線が表示モジュール３へ入射することは抑制できるが、近赤外線を近赤外線吸収層３１が吸収することによって近赤外線吸収層３１の温度が上昇し、そして、遠赤外線に対する放射率が高いため、近赤外線吸収層３１の表面から熱（遠赤外線）の再放射が行われる。その結果、遠赤外線が表示モジュール３へ到達し、表示モジュール３の温度が上昇する。また、表示装置３０では、外界からの遠赤外線は保護部材４で吸収され、保護部材４の温度が上昇し、保護部材４の熱が近赤外線吸収層３１へ熱伝導される。温度が上昇した近赤外線吸収層３１の表面から熱（遠赤外線）の再放射が行われる。その結果、遠赤外線が表示モジュール３へ到達し、当該表示モジュール３の温度が上昇する。

図６に示す比較例に係る表示装置４０では、保護部材４の内面４ｂに近赤外線反射層４１が形成され、更に当該近赤外線反射層４１の内面４１ａに近赤外線吸収層３１が形成されている。近赤外線反射層４１は、２種類の誘電体膜の交互積層構造からなり、各層の界面における光の干渉を利用し、近赤外線に対する反射率が高くなるように設計された層である。近赤外線吸収層３１は、近赤外線に対する高い吸収率を有している。このような表示装置４０においては、近赤外線反射層４１が近赤外線を反射する。従って、近赤外線の透過率は低く、近赤外線が表示モジュール３へ入射することを抑制できる。しかしながら、近赤外線は近赤外線反射層４１を一部透過するため、当該近赤外線が近赤外線吸収層３１で吸収され、近赤外線吸収層３１の温度が上昇し、近赤外線吸収層３１の表面から熱（遠赤外線）の再放射が行われる。その結果、遠赤外線が表示モジュール３へ到達し、表示モジュール３の温度が上昇する。また、表示装置３０では、外界からの遠赤外線は保護部材４で吸収され、保護部材４の温度が上昇し、保護部材４の熱が熱伝導により近赤外線反射層４１を通って近赤外線吸収層３１へ伝達される。温度が上昇した近赤外線吸収層３１の表面から熱（遠赤外線）の再放射が行われる。その結果、遠赤外線が表示モジュール３へ到達し、当該表示モジュール３の温度が上昇する。

図７に示す比較例に係る表示装置５０では、遮熱層６の内面６ｂに他の部材９が形成されている。部材９の遠赤外線の放射率は、一般的に保護部材４と同様に高い。このような表示装置５０では、保護部材４が遠赤外線を吸収することで当該保護部材４で発生した熱が熱伝導により、遮熱層６を通り、部材９に伝熱されることで、当該部材９の温度が上昇する。この場合、部材９の遠赤外線に対する放射率が高いため、内面９ｂからは熱（遠赤外線）が再放出され、その結果、表示モジュール３の温度が上昇してしまう。なお、遮熱層６の内面６ｂに保護部材４が設けられ、外面６ａに他の部材９が設けられた場合も同様の作用により、表示モジュール３の温度が上昇する。

一方、図２に示す本実施形態に係る表示装置１では、保護部材４の内面４ｂに遮熱層６が形成されている。ここで、遮熱層６の波長５μｍ〜５０μｍの帯域の遠赤外線に対する放射率は０．２５以下である。すなわち、遮熱層６は、遠赤外線に対する放射率が低い層である。従って、遮熱層６は、保護部材４の内面４ｂにおいては、保護部材４が外界からの遠赤外線を吸収することで温度が上昇し、当該保護部材４からの熱が熱伝導された場合でも、遮熱層６の放射率が低いため、遮熱層６の表面から表示モジュール３側への遠赤外線の再放出を低く抑えることができる。従って、遮熱層６が表示モジュール３側へ向かう遠赤外線を抑制することができる。なお、この構成においては、保護部材４及び遮熱層６で可視光線を透過させつつ、近赤外線を遮熱層６で反射し、透過量を低くすることができる。以上により、表示モジュール３の温度上昇を好適に抑制することができる。

遮熱層６は、金属膜によって構成されてよい。これにより、遠赤外線に対する放射率が低い遮熱層６を得ることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、図３に示すような表示装置１００を採用してもよい。図３に示す表示装置１００では、保護部材４の内面４ｂに代えて、外面４ａに遮熱層６が形成されている。このような構成において、遮熱層６は、遠赤外線に対する放射率が低い層である。遠赤外線に対する放射率が低い遮熱層６は、遠赤外線の反射率が高い。従って、遮熱層６は、保護部材４の外面４ａにおいては、外界からの遠赤外線を反射することで表示モジュール３へ向う遠赤外線を遮蔽する。また、同時に遮熱層６は近赤外線に対する反射率が高く、透過率を低くすることができる。従って、遮熱層６が外界からの遠赤外線及び太陽光の近赤外線を遮蔽することができる。以上により、表示モジュール３の温度上昇を好適に抑制することができる。

なお、表示装置１００の構成によれば、外面４ａの遮熱層６で遠赤外線を反射することができるため、遮熱層及び保護部材４の温度が上昇することを抑制できる。すなわち、表示装置１００では、保護部材４からの熱伝導によって遮熱層６自体の温度が上昇する表示装置１の構成に比して、表示モジュール３の温度上昇を更に抑制できる。一方、表示装置１では、遮熱層６の外面６ａを外界に対して保護部材４で保護することができる。従って、表示装置１は、外界に遮熱層６が露出する表示装置１００に比して、遮熱層６に対するダメージを抑制することができる。

また、保護部材４の内面４ｂと外面４ａの両方に遮熱層６を形成してもよい。このような構成においては、表示装置１及び表示装置１００の両方の作用によって、表示モジュールの温度上昇を抑制できる。

［実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１として、図２に示す構成を有する表示装置を準備した。実施例１の保護部材として、厚さ３ｍｍのガラスからなる透明板を採用した。表示モジュールとして、液晶パネルを採用した。遮熱層として銀合金膜が形成されたフィルム（３Ｍ社製：「３Ｍ^ＴＭシンサレート^ＴＭ断熱フィルムＣＣ７５」）を採用した。実施例２として、図３に示す構成を有する表示装置を準備した。実施例２の遮熱層以外の構成は実施例１と同様である。比較例１として実施例１及び実施例２のものから遮熱層を省略した表示装置を準備した。比較例１の他の構成は実施例１と同様である。比較例２として図６に示すように近赤外線反射層及び近赤外線吸収層を有するフィルム（３Ｍ社製：「３Ｍ^ＴＭスコッチティント^ＴＭウインドウフィルムＮＡＮＯ８０Ｓ」）が保護部材の内面側に形成された表示装置を準備した。比較例２の他の構成は実施例１と同様である。比較例３として比較例２と同様のフィルムが保護部材の外面側に形成された表示装置を準備した。比較例３の他の構成は実施例１と同様である。実施例１，２及び比較例１〜３の各種特性を図８の上段の表に示す。

図８の上段の表から理解されるように、実施例１では遮熱層の内面の修正放射率が、他の実施例２及び比較例１〜３に比して非常に小さくなっている。また、実施例２では、遮熱層の外面の遠赤外線反射率が、他の実施例１及び比較例１〜３に比して非常に大きくなっている。

実施例１，２及び比較例１〜３の表示装置に対して光を当てた際の温度上昇を測定した。測定で用いる光源として、白熱電球（パナソニック社製「ＲＦ１００Ｖ１５０ＷＷＤ」）を採用した。光源を保護部材から２００ｍｍ外側へ離間させた位置に配置し、保護部材を介して表示モジュールへ光を照射した。このときの液晶パネルの表面（図２の「３ａ」に示す位置）、透明板の内面（図２の「４ｂ」に示す位置）、及び透明板の外面（図２の「４ａ」に示す位置）の温度を測定した。測定は、対象箇所に温度センサを取り付け、所定の検出装置にてデータを取得することで行った。また、光の照射開始初期、照射２０分後の温度を測定した。各測定結果を図８の下段の表に示す。また、初期温度と照射２０分後の温度差を図８の下段の表に「温度上昇」として示す。

図８の下段に示すように、実施例１の液晶パネル表面の「温度上昇」は、比較例１〜３に比して低く抑えられていることが理解される。このことより、実施例１の構成を採用することで、表示モジュールの温度上昇を抑制できることが理解される。また、実施例１の照射２０分後の「透明板内面」の温度は比較例１よりも高くなっているが、実施例１の液晶パネル表面の「温度上昇」は比較例１より低い。このことより、遮熱層自体の温度が高くなっても、放射率が低いことにより、表示モジュールの温度上昇を抑制できることが理解される。

図８の下段に示すように、実施例２の液晶パネル表面の「温度上昇」は、実施例１及び比較例１〜３に比して低く抑えられていることが理解される。このことより、実施例２の構成を採用することで、表示モジュールの温度上昇を抑制できることが理解される。また、実施例２の照射２０分後の「透明板内面」の温度は実施例１及び比較例１〜３に比して低く抑えられている。このことより、遮熱層が外面に形成されることで、当該外面にて遠赤外線を反射し、保護部材自体の温度が高くなることも抑制できることが理解される。

１，１００…表示装置、３…表示モジュール、４…保護部材、６…遮熱層。

Claims

映像を表示する表示モジュールと、
可視光線を透過させ、前記表示モジュールの外側に配置されて当該表示モジュールを保護する保護部材と、
前記表示モジュールに対する熱を遮断する遮熱層と、を備え、
前記保護部材の外面及び内面の少なくとも一方に前記遮熱層が形成され、
前記遮熱層の波長５μｍ〜５０μｍの帯域の遠赤外線に対する放射率は０．２５以下である、表示装置。
前記遮熱層は、前記保護部材の前記内面に形成されている、請求項１に記載の表示装置。
前記遮熱層は、前記保護部材の前記外面に形成されている、請求項１に記載の表示装置。
前記遮熱層は、金属膜によって構成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の表示装置。