JP2019086548A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体素子の熱による表示パネルへの影響、および表示パネル自身の発熱による影響を抑制可能とする表示装置を提供する。【解決手段】回路基板１１０と、回路基板の一方側に配置されて、画像表示する表示パネル１２０と、回路基板に設けられて、表示パネルの画像表示状態を制御する半導体素子１３０と、を備える表示装置において、表示パネルの回路基板側に、半導体素子から表示パネルに伝達される熱を遮断する断熱材１６０を設けると共に、断熱材の少なくとも表示パネル側に、空気の対流発生を可能とする対流路１６１を設ける。断熱材によって半導体素子による表示パネルへの熱の影響を抑制することができる。また、対流路によって、表示パネルの熱を受けた空気を対流させることができ、表示パネル１２０の温度を全体的に均一化することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両に搭載されて、車両に関連する各種情報を表示する表示装置に関するものである。

従来の表示装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の表示装置は、表示パネル（有機ＥＬ表示装置）、回路基板、半導体素子、および筐体を備えている。表示パネルの一方側に回路基板が配置され、回路基板は第１の熱伝導性接着剤で表示パネルに固定されている。また、回路基板の表示パネルとは反対側に半導体素子が設けられている。そして、回路基板の半導体素子側は、第２の熱伝導性接着剤によって筐体に固定されている。

特許文献１の表示装置では、表示パネルから発生する熱が、第１の熱伝導性接着剤、回路基板、および第２の熱伝導性接着剤を介して筐体側に伝達されて、表示パネルの放熱が成されるようになっている。

特開２０１５−１１４６４１号公報

特許文献１の表示装置では、表示パネルの熱を筐体外部へ放出させる（放熱させる）という観点で、第１、第２熱伝導性接着剤が設けられたものとなっている。しかしながら、各部材の発熱の観点からすると、作動時の表示パネルの温度上昇に対して、半導体素子の温度上昇の方が圧倒的に大きく、表示パネルは半導体素子からの熱の影響を受けやすいという実態がある。表示パネルは、半導体素子から熱を受けると、画素部における発光輝度の低下を招き、表示見栄えが低下してしまう。

また、表示パネルの作動時に発生する熱の影響も見過ごすことはできず、表示パネル自身の発熱は、上記と同様に表示見栄えの低下に繋がる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、半導体素子の熱による表示パネルへの影響、および表示パネル自身の発熱による影響を抑制可能とする表示装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、回路基板（１１０）と、
回路基板の一方側に配置されて、画像表示する表示パネル（１２０）と、
回路基板に設けられて、表示パネルの画像表示状態を制御する半導体素子（１３０）と、を備える表示装置において、
表示パネルの回路基板側に、半導体素子から表示パネルに伝達される熱を遮断する断熱材（１６０）が設けられると共に、
断熱材の少なくとも表示パネル側に、空気の対流発生を可能とする対流路（１６１）が設けられたことを特徴としている。

この発明によれば、断熱材（１６０）によって、半導体素子（１３０）から表示パネル（１２０）に伝達される熱を遮断することができるので、半導体素子（１３０）による表示パネル（１２０）への熱の影響を抑制することができる。

加えて、断熱材（１６０）の少なくとも表示パネル（１２０）側に、対流路（１６１）が設けられている。よって、表示パネル（１２０）自身の発熱に対して、熱を受けた空気を対流路（１６１）で対流させることができるので、表示パネル（１２０）の温度を全体的に均一化することができ、画像表示時の表示見栄えの低下を抑制することができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態の表示装置の外観を示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ部を示す断面図である。 第１実施形態の断熱材を示す斜視図である。 第１実施形態の変形例１の断熱材を示す斜視図である。 第１実施形態の変形例２の断熱材を示す斜視図である。 第２実施形態の表示装置の外観を示す斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ部を示す断面図である。 第３実施形態の表示装置を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の表示装置１００を、図１〜図３に示す。第１実施形態の表示装置１００は、例えば、車両に搭載されて、各種車両機器の作動状態等を表示するようになっている。表示装置１００は、各種車両機器として、例えば、カーナビゲーション装置、カーオーディオ装置、カーエアコン装置、あるいは車両後側方表示装置等に使用される。表示装置１００は、例えば、表示パネル１２０の表示面１２１が立ち姿勢（上下方向）となるように、車両のダッシュボートに装着されて、表示される画像が視認者（例えば、運転者）に視認されるようになっている。

表示装置１００は、図１、図２に示すように、回路基板１１０、表示パネル１２０、半導体素子１３０、筐体１４０、フレキシブル配線１５０、および断熱材１６０等を備えている。

回路基板１１０は、例えば、ガラスエポキシ基板等から成り、表示装置１００の電気回路部を形成している。回路基板１１０は、後述する筐体１４０の内部に配置されて、この筐体１４０に支持（固定）されている。

表示パネル１２０は、表示面１２１にマトリックス配置される複数の画素の発光よって、各種車両機器の作動状態等を画像表示する表示器であり、筐体１４０内で、回路基板１１０の一方側に配置されて、回路基板１１０に支持（固定）されている。表示パネル１２０は、例えば、有機化合物を用いた層状の構造体から成る有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイが使用されたものとなっている。そして、回路基板１１０と表示パネル１２０との間は、後述する断熱材１６０を設けるための所定の隙間が設けられている。表示パネル１２０は、作動時にある程度の発熱を伴う。

半導体素子１３０は、表示パネル１２０の複数の画素に対して通電制御することで、表示パネル１２０の画像表示状態を制御する制御回路部となっている。半導体素子１３０は、回路基板１１０の表示パネル１２０とは反対側の面に装着されている。半導体素子１３０は、作動時において表示パネル１２０よりも大きな発熱を伴う発熱体に成り得る。

筐体１４０は、上記の回路基板１１０、表示パネル１２０、および半導体素子１３０を内部に収容する扁平な容器体となっている。筐体１４０において、表示パネル１２０の表示面１２１と対向する対向面１４１には、パネル側開口部１４２が形成されて、表示パネル１２０の大半が視認者側に露出されている。よって、筐体１４０の対向面１４１は、実質的に表示パネル１２０の外周部を覆う額縁を成すように形成されている。

フレキシブル配線１５０は、柔軟性に富むプリント配線基板であり、回路基板１１０（半導体素子１３０）と、表示パネル１２０とを電気的に接続している。

断熱材１６０は、表示パネル１２０の回路基板１１０側、つまり、表示パネル１２０と回路基板１１０との隙間部（所定の隙間）に設けられて、半導体素子１３０から回路基板１１０を介して、表示パネル１２０に伝達される熱を遮断する部材となっている。断熱材１６０は、板状を成しており、例えば、発泡ポリエチレン、シリコンスポンジ、ウレタン、その他フィルム内に気泡を多く含む樹脂フィルム等によって形成されている。

加えて、図３に示すように、断熱材１６０の表示パネル１２０側の面（少なくとも表示パネル１２０側）には、上下方向に延びる複数の縦溝１６１が形成されている。縦溝１６１は、例えば、断面が半円形を成すような溝となっている。複数の縦溝１６１は、本発明の対流路を形成するものであり、この縦溝１６１の空間内において、温度変化（特に、温度上昇）に伴って、空気の対流が発生し得るようになっている。

本実施形態の表示装置１００の構成は、以上のようになっており、以下、その作動および作用効果について説明する。

視認者が表示装置１００の作動操作（例えば、スイッチオン）をすると、表示パネル１２０の表示面１２１における各画素の発光状態が、半導体素子１３０によって制御されて、所定の画像が表示される。

表示装置１００の作動中においては、半導体素子１３０は発熱して、例えば、１００℃以上の温度上昇を伴う。一方、表示パネル１２０も発熱を伴うものの、半導体素子１３０よりも発熱の度合いは小さく、１０℃程度の温度上昇を招く。

表示パネル１２０、および半導体素子１３０において、上記のような温度上昇を伴うと、温度上昇に伴う熱は、主に、半導体素子１３０から回路基板１１０を介して、表示パネル１２０に伝達される。この熱伝達によって、表示パネル１２０は、温度上昇する。特に、半導体素子１３０の位置に近い部位での温度上昇分が大きくなり、局所的に温度の高い領域（温度分布）が形成される。表示パネル１２０においては、温度上昇に伴い、画素における発光輝度が低下して、表示画像の見栄えが低下してしまう。

本実施形態では、表示パネル１２０の回路基板１１０側に断熱材１６０を設けており、この断熱材１６０によって、半導体素子１３０から回路基板１１０を介して表示パネル１２０に伝達される熱を遮断することができるので、半導体素子１３０による表示パネル１２０への熱の影響を抑制することができる。

加えて、断熱材１６０の少なくとも表示パネル１２０側に、対流路（縦溝１６１）が設けられており、表示パネル１２０自身の発熱に対して、熱を受けた空気を対流路で対流させることができるので、表示パネル１２０の温度を全体的に均一化することができ、画像表示時の表示見栄えの低下を抑制することができる。

また、表示パネル１２０の表示面１２１は、立ち姿勢で配置されており、対流路は、上下方向に延びる縦溝１６１によって形成されている。吸熱した空気の対流の動きは、密度変化に伴い上下方向に移動するものとなるので、上記のように対流路を上下方向に延びる縦溝１６１とすることで、効果的な対流を発生させることができる。

（第１実施形態の変形例１）
第１実施形態の変形例１における断熱材１６０ａを、図４に示す。変形例１における断熱材１６０ａは、上記第１実施形態の断熱材１６０に対して、対流路の形状を変更したものである。

断熱材１６０ａの対流路は、縦溝１６１に加えて、左右方向に延びる複数の横溝１６２を有している。つまり、断熱材１６０ａの対流路は、縦溝１６１と、横溝１６２とから形成されており、両溝１６１、１６２が互いに交差して、全体では、網目状となっている。横溝１６２における左右方向は、本発明の上下方向に対して交差する方向に対応する。

本変形例１では、横溝１６２によって、左右方向の対流も発生させることが可能となり、対流による温度の均一化の効果を向上させることができる。

（第１実施形態の変形例２）
第１実施形態の変形例２における断熱材１６０ｂを、図５に示す。変形例２における断熱材１６０ｂは、上記第１実施形態の断熱材１６０に対して、対流路の形状を変更したものである。

断熱材１６０ｂにおいては、表示パネル１２０側の面に、上下、左右に所定間隔で並ぶ複数の凸部１６３を設けることで、凸部１６３と凸部１６３との間が、相対的に凹まされた凹部となるようにしたものである。この凹部が変形例２における対流路となっている。凸部１６３が上下、左右に並ぶことで、凹部は、縦、横にそれぞれ延びるものとなって、実質的に、上記変形例１と同等のものとなっている。よって、本変形例２においても、上記変形例１と同様の効果を得ることができる。

尚、変形例２の究極の形態として、凸部１６３を断熱材１６０ｂの４隅に配置したものとしてもよい。この場合であれば、表示パネル１２０と回路基板１１０との間に、概ね平板状の空間が形成されて、この空間を対流路とすることができ、対流の発生を促すことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の表示装置１００Ａを図６、図７に示す。第２実施形態の表示装置１００Ａは、上記第１実施形態の表示装置１００に対して、筐体１４０に対流用開口部１４３を設けたものである。対流用開口部１４３は、本発明の開口部に対応する。

対流用開口部１４３は、筐体１４０の外部から内部の縦溝１６１（対流路）に連通する孔となっており、筐体１４０の上面と下面において、複数の縦溝１６１のそれぞれの長手方向の端部位置と対応するように設けられている。

本実施形態では、対流用開口部１４３によって、対流路（縦溝１６１）が筐体１４０の外部と連通するので、対流路における対流の発生を効果的に促すことができる。

（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態に対して、筐体１４０の上面および下面のいずれか一方の対流用開口部１４３から、所定の温度に制御された空気を対流路（縦溝１６１）に供給するようにしてもよい。所定の温度に制御された空気は、例えば、車両用空調装置によって車室内に送風される温調空気を用いることができる。

これにより、対流路（縦溝１６１）内の空気の温度を所定温度に制御することが可能となり、表示パネル１２０の温度を好適に制御することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態の表示装置１００Ｂを図８に示す。第３実施形態の表示装置１００Ｂは、上記第１実施形態の表示装置１００に対して、断熱材１６０の対流路を増設して、断熱材１６０ｃとしたものである。

上記第１実施形態で説明した対流路（縦溝１６１）を第１の対流路としたときに、本実施形態では、断熱材１６０ｃの回路基板１１０側にも縦溝１６４を追加して、第２の対流路を設けている。

これにより、第２の対流路（縦溝１６４）内においても、空気を対流させることができるので、半導体素子１３０を含む回路基板１１０の温度の均一化を図ることができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、半導体素子１３０は、回路基板１１０において、表示パネル１２０とは反対側に設けられるものとしたが、回路基板１１０の表示パネル１２０側に設けられるものとしてもよい。

また、上記各実施形態では、表示パネル１２０として、有機ＥＬディスプレイが使用されたものとして説明したが、これに限定されることなく、例えば、薄膜状のトランジスタを利用したＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶ディスプレイ等、他の表示パネルを用いたものとしてもよい。

また、上記各実施形態では、表示装置１００、１００Ａ、１００Ｂは、車両に搭載されるものとして説明したが、これに限らず、施設や家庭等で使用されるテレビやディスプレイ等に適用されるものとしてもよい。

１００、１００Ａ、１００Ｂ 表示装置
１１０ 回路基板
１２０ 表示パネル
１３０ 半導体素子
１４０ 筐体
１４３ 対流用開口部（開口部）
１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ 断熱材
１６１ 縦溝（対流路、第１の対流路）
１６２ 横溝（対流路）
１６４ 縦溝（第２の対流路）

Claims (6)

1. 回路基板（１１０）と、
   前記回路基板の一方側に配置されて、画像表示する表示パネル（１２０）と、
   前記回路基板に設けられて、前記表示パネルの画像表示状態を制御する半導体素子（１３０）と、を備える表示装置において、
   前記表示パネルの前記回路基板側に、前記半導体素子から前記表示パネルに伝達される熱を遮断する断熱材（１６０）が設けられると共に、
   前記断熱材の少なくとも前記表示パネル側に、空気の対流発生を可能とする対流路（１６１）が設けられた表示装置。
2. 前記表示パネルの表示面は、立ち姿勢で配置されており、
   前記対流路は、上下方向に延びる縦溝によって形成された請求項１に記載の表示装置。
3. 前記対流路は、前記上下方向に対して交差する方向に延びる横溝（１６２）を有する請求項２に記載の表示装置。
4. 前記回路基板、前記表示パネル、および前記半導体素子を内部に収容する筐体（１４０）を備え、
   前記筐体には、前記対流路に連通する開口部（１４３）が設けられた請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 前記開口部から所定の温度に制御された空気が前記対流路に供給される請求項４に記載の表示装置。
6. 前記対流路を第１の対流路としたとき、
   前記断熱材の前記回路基板側に、前記第１の対流路と同様の第２の対流路（１６４）が設けられた請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載された表示装置。

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