JP2021124708A

JP2021124708A - 表示装置

Info

Publication number: JP2021124708A
Application number: JP2020020551A
Authority: JP
Inventors: 敦山脇; Atsushi Yamawaki; 武司森田; Takeshi Morita
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2021-08-30
Also published as: US20210249623A1; DE102021101301A1; CN113260219A

Abstract

【課題】表示装置の大型化を抑制しつつ、発熱を取り除くこと。
【解決手段】実施形態に係る表示装置は、発光パネルと、カバーパネルと、冷却部とを備える。カバーパネルは、発光パネルの発光面を覆う。冷却部は、カバーパネルと発光パネルとの空間に配置され、発光パネルを冷却するとともに、空間の外周を囲うフレーム部と、空間の外から空間内に供給され、空間から空間の外へ排出される冷却剤とを有する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、表示装置に関する。

近年、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）を有する表示装置が普及しつつある。例えば、この種の表示装置では、ＯＬＥＤを有する発光パネルの発熱を取り除くために、発光パネルの周囲に冷却液を循環させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３２６６６０号公報

しかしながら、従来技術では、冷却液の分だけ、部品点数が増加し、表示装置の大型化を招くおそれがあり、表示装置の小型化を図るうえで改善が求められる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表示装置の大型化を抑制しつつ、発熱を取り除くことができる表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る表示装置は、発光パネルと、カバーパネルと、冷却部とを備える。前記カバーパネルは、前記発光パネルの発光面を覆う。前記冷却部は、前記カバーパネルと前記発光パネルとの空間に配置され、前記発光パネルを冷却するとともに、前記空間の外周を囲うフレーム部と、前記空間の外から前記空間内に供給され、前記空間から前記空間の外へ排出される冷却剤とを有する。

本発明によれば、表示装置の大型化を抑制しつつ、発熱を取り除くことができる。

図１Ａは、第１の実施形態に係る表示装置の分解斜視図である。図１Ｂは、第１の実施形態に係る冷却剤の経路の模式図である。図１Ｃは、第１の実施形態に係る冷却部の模式図である。図２Ａは、第２の実施形態に係る冷却部の模式図である。図２Ｂは、第２の実施形態に係る冷却部の製造手法を示す図である。図２Ｃは、第２の実施形態に係る冷却部の製造手法を示す図である。図３は、第３の実施形態に係る冷却部の模式図である。図４は、第４の実施形態に係る冷却部の模式図である。

以下に、本発明にかかる表示装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

＜第１の実施形態＞
まず、図１Ａ〜図１Ｃを用いて、第１の実施形態に係る表示装置について説明する。図１Ａは、第１の実施形態に係る表示装置の分解斜視図である。図１Ｂは、第１の実施形態に係る冷却剤の経路の模式図である。図１Ｃは、第１の実施形態に係る冷却部の模式図である。なお、以下では、実施形態に係る表示装置が車両のインストルメントパネルに設置されるタッチパネルディスプレイである場合について説明する。

図１Ａに示すように、表示装置１は、発光パネル１０と、冷却部２０と、カバーパネル３０とを備える。発光パネル１０は、図示しないＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）や、カラーフィルタなどを備えたいわゆるＯＬＥＤパネルである。なお、発光パネル１０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、プラズマ方式のものであってもよい。

冷却部２０は、発光パネル１０と、カバーパネル３０との空間に設けられ、冷却剤２１が循環する層である。冷却剤２１は、充填剤であり、発光パネル１０からカバーパネル３０までの屈折率の変化を緩和する役割を担う。なお、一般的に、充填剤として、例えば、ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）、ＯＣＲ（Optical Clear Resin）などといった透明性の樹脂が用いられる。

カバーパネル３０は、例えば、発光パネル１０の主面を覆う透明のガラス板である。なお、カバーパネル３０は、透明樹脂などで形成されたものであってもよい。実施形態に係る表示装置１は、タッチパネルディスプレイであることからカバーパネル３０は、ユーザの表示装置１に対するタッチ操作を受け付ける操作受付部としても機能する。なお、表示装置１にボタンなどを別途設けることとし、かかるボタンを操作受付部とすることにしてもよい。

このような表示装置においては、発光パネルによる発熱が問題となる。例えば、発光パネルの温度が上昇した状態で発光素子を発光させると、発光素子の寿命の低下を招くおそれがある。また、発光パネルの発熱がカバーパネルに伝搬すると、カバーパネルの温度が上昇するおそれもある。

このため、従来、発光パネルの発熱を取り除くために、発光パネルの周囲に冷却液を循環させるものがある。しかしながら、この場合においては、冷却液および冷却液を循環させる循環機構を別途設ける必要があるので、表示装置の小型化を図るうえで足かせとなる。

そこで、実施形態に係る表示装置１は、発光パネル１０と、カバーパネル３０との間に設けられるボンディング層に着目し、ボンディング層に発光パネル１０の冷却機能を付与することとした。つまり、実施形態に係る表示装置１では、表示装置１において必須構成であるボンディング層にさらに冷却機能を付与することで、表示装置１の大型化を抑制しつつ、発光パネル１０の発熱を取り除くことができる。なお、一般的に、ボンディング層は、発光パネルと、カバーパネルとの隙間を埋める充填剤や、発光パネルと、カバーパネルとを接着する接着剤等により構成される。

具体的には、図１Ａに示すように、冷却部２０は、冷却器２６と、ポンプ２７と備えるとともに、カバーパネル３０と発光パネル１０との空間の外周を囲うフレーム部２５を備える。なお、冷却器２６およびポンプ２７は、熱交換部に対応する。冷却器２６は、例えば、コイル状の筒であり、その外部にラジエータ（不図示）などの冷却機構が設置され、冷却器２６の内部を通過する冷却剤２１を冷却する。

図１Ｂに示すように、冷却部２０には、液状の冷却剤２１が充填されており、冷却剤２１が冷却器２６により冷却されたのちに、ポンプ２７により冷却部２０内部へ圧送される。これにより、冷却器２６により冷却された冷却剤２１が冷却部２０内部を循環することになる。

ここで、冷却剤２１は、屈折率が１．５程度の透明の液体であることが好ましい。これにより、カバーパネル３０から表示装置１内部へ入射した外来光によるカバーパネル３０と冷却部２０との境界での反射を抑止することができる。言い換えれば、冷却剤２１の屈折率をカバーパネル３０と同等にすることで、外来光による表示装置１の視認性の低下を抑制することができる。

このように、実施形態に係る表示装置１では、発光パネル１０の冷却に際し、充填剤に着目し、充填剤に発光パネル１０の冷却機能を付与することとした。これにより、実施形態に係る表示装置１では、表示装置１の大型化を抑制しつつ、発熱を取り除くことができる。

また、実施形態に係る表示装置１では、発光パネル１０の主面、言い換えれば、発光パネル１０の発熱部位に当接する冷却部２０によって発光パネル１０の発熱を取り除く。これにより、実施形態に係る表示装置１では、発光パネル１０の発熱を効率よく取り除くことができる。

このような冷却部２０は、例えば、図１Ｃに示すように、フレーム部２５によって構成することが可能である。なお、図１Ｃは、図１Ｂに示すＡ−Ａ線に沿った断面図に対応する。

図１Ｃに示すように、フレーム部２５は、発光パネル１０と、カバーパネル３０との空間の外周を囲うフレームである。フレーム部２５によって、発光パネル１０と、カバーパネル３０との空間が密閉され、密閉された空間の内部を冷却剤２１が循環することとなる。

つまり、この場合には、カバーパネル３０と、発光パネル１０との空間全域にわたって、冷却剤２１が循環するため、発光パネル１０全体を均一に冷却することができる。

＜第２の実施形態＞
ところで、第１の実施形態に係る冷却部２０では、冷却部２０内部で冷却剤２１の一部が滞留するなど、発光パネル１０全体が均等に冷却されないおそれもある。

このため、第２の実施形態に係る表示装置１は、冷却部２０に冷却剤２１の流路を形成するガイド部を設けることとした。なお、第２の実施形態に係る表示装置１は、冷却部２０の構造のみが第１の実施形態に係る表示装置１と異なる。

図２Ａは、第２の実施形態に係る冷却部２０Ａの模式図である。図２Ａに示すように、冷却部２０Ａは、冷却剤２１の流れを規定するガイド部２２を備える。図２Ａに示す例では、冷却部２０Ａの全域にわたって、ガイド部２２によってサーベンタイン状に冷却剤２１の流路が形成される場合を示す。

詳しくは、図２Ａに示すように、流路は、直線部と隣接する直線部を繋ぐ折り返し部によって形成される。このように、冷却剤２１の流れをガイド部２２によって規制することで、冷却剤２１の循環効率の向上を図ることができる。

したがって、第２の実施形態に係る表示装置１においては、発光パネル１０全体を効率よく冷却することができる。また、この際、ガイド部２２は、冷却剤２１と略同一の光学特性を有する樹脂により形成することが好ましい。

より詳しくは、ガイド部２２については、透明の樹脂であり、冷却剤２１と同程度の屈折率を有する樹脂（例えば、ＯＣＲ）であることが好ましい。これにより、カバーパネル３０側から見て冷却剤２１とガイド部２２とが分離して見えることを抑制することができる。言い換えれば、表示装置１に表示される映像の視認性の低下を抑えることができる。

また、ガイド部２２によって形成される冷却剤２１の流路は、口径が略一定であることが好ましい。これにより、流路内部において、冷却剤２１の流れを一定に保つことができるので、冷却剤２１の滞留を抑制することができ、冷却剤２１の循環効率を向上させることができる。

ところで、図２Ａに示す例では、冷却器２６によって冷却された冷却剤２１が一方向に流れることになる。このため、発光パネル１０の発熱が十分に大きい場合には、冷却部２０Ａ内の流路を通過中に冷却剤２１が温まり、冷却部２０Ａにおける冷却剤２１の流路のはじめと終わりとで冷却効率が変化することも想定される。

このため、例えば、ポンプ２７による冷却剤２１の圧送方向を所定周期で反転させることにしてもよい。また、図２Ａの例では、１系統の流路を設ける場合について示したが、これに限定されるものではなく、複数系統の流路を設けることにしてもよい。

すなわち、発光パネル１０を複数の流路で分担して冷却することにしてもよい。なお、この場合には、複数の流路それぞれに対して、冷却器２６とポンプ２７とを設けることにしてもよいし、あるいは、冷却器２６とポンプ２７とを複数の流路で共有することにしてもよい。

ところで、このようなガイド部２２は、図２Ｂや図２Ｃに示す製造手法により製造することができる。図２Ｂおよび図２Ｃは、第２の実施形態に係る冷却部２０Ａの製造手法を示す図である。

図２Ｂに示す例では、流路の形状をプリントした遮光フィルムを表面に樹脂Ａが塗布された発光パネル１０に張り付けたのちに、遮光フィルム側からＵＶ照射器によりＵＶを照射する。

これにより、流路を残して、樹脂Ａが硬化し、硬化しなかった未硬化分の樹脂Ａを洗浄により洗い流すことにより、流路を形成することができる。また、図２Ｃに示す例では、例えば、樹脂Ａが入ったディスペンサーをガイド部２２に沿って発光パネル１０の表面に塗布していく。

その後、樹脂Ａが塗布された発光パネル１０に対して、樹脂Ａ側からカバーパネル３０を張り合わせることで、樹脂Ａの未塗布部分に流路が形成されることになる。その他、例えば、予め流路を成形した樹脂を発光パネル１０と、カバーパネル３０との間に貼り合わせることによっても、冷却部２０に流路を形成することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、図３を用いて、第３の実施形態に係る表示装置１について説明する。図３は、第３の実施形態に係る冷却部２０Ｂの模式図である。図３に示す例において、冷却部２０Ｂは、冷却部２０Ｂの外周に沿って冷却剤２１の流路が形成される。

より詳細には、カバーパネル３０の縁などによって隠れる位置に冷却剤２１の流路が形成される。また、ガイド部２２は、冷却部２０Ｂの周縁部に沿って形成された流路の内側空間に充填される。すなわち、図３の例では、ガイド部２２は、冷却部２０Ｂの周縁部に沿って形成された流路を除いた領域に充填される。したがって、この場合には、冷却剤２１は、カバーパネル３０等によって隠れるので、冷却剤２１に対して求められる光学特性の制約を緩和することができる。

すなわち、この場合には、冷却剤２１は、透明でなくてもよく、また、屈折率についても考慮しなくてよい。したがって、この場合には、例えば、熱伝導率などに特化した液体を用いることが可能となる。

＜第４の実施形態＞
次に、図４を用いて、第４の実施形態に係る表示装置１について説明する。図４は、第４の実施形態に係る冷却部２０Ｃの模式図である。上述した第２および第３の実施形態では、流路が略一定の口径である場合について説明した。

これに対して、図４に示すように、第４の実施形態に係る冷却部２０Ｃでは、円柱状のガイド部２２が千鳥配置状に設けられる場合を示す。この場合、ガイド部２２を避けて冷却剤２１が流れることになり、ガイド部２２によって冷却剤２１の流れを分散させることができる。

なお、図４に示すガイド部２２の形状や配置は一例であり、例えば、流体工学に基づいて、冷却部２０内を冷却部２０が均等に流れるように、適宜、変更することにしてもよい。

上述したように、実施形態に係る表示装置１は、発光パネル１０と、カバーパネル３０と、冷却部２０とを備える。カバーパネル３０は、発光パネルの発光面を覆う。冷却部２０は、カバーパネル３０と発光パネル１０との空間に配置され、発光パネル１０を冷却するとともに、空間の外周を囲うフレーム部２５と、空間の外から空間内に供給され、前記空間から空間の外へ排出される冷却剤２１とを有する。したがって、実施形態に係る表示装置１によれば、表示装置１の大型化を抑制しつつ、発熱を取り除くことができる。

ところで、上述した実施形態では、カバーパネル３０側から冷却部２０によって発光パネル１０を冷却する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、発光パネル１０の裏面側に冷却部２０を配置し、裏面側から発光パネル１０を冷却することにしてもよい。

また、上述した実施形態では、冷却部２０によって発光パネル１０を冷却する表示装置１について説明したが、冷却部２０を例えば、照明装置などに適用することにしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１表示装置
１０発光パネル
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ冷却部
２１冷却剤
２２ガイド部
２５フレーム部
２６冷却器
２７ポンプ
３０カバーパネル

Claims

発光パネルと、
前記発光パネルの発光面を覆うカバーパネルと、
前記カバーパネルと前記発光パネルとの空間に配置され、前記発光パネルを冷却する冷却部と
を備え、
前記冷却部は、
前記空間の外周を囲うフレーム部と、前記空間の外から前記空間内に供給され、前記空間から前記空間の外へ排出される冷却剤とを有する
ことを特徴とする表示装置。
前記冷却部は、
前記空間の外に排出された前記冷却剤の熱を外気の熱と交換することにより、前記冷却剤を冷却し、前記冷却剤を前記空間内に供給する熱交換部
を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記冷却部は、
前記空間内に設けられ、前記冷却剤の流路を形成するガイド部
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
前記ガイド部は、
サーベンタイン形状に形成された前記流路を形成すること
を特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記ガイド部は、
前記空間の周縁部に沿って前記流路を形成し、前記周縁部に沿って形成された前記流路の内側空間に充填されること
を特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記ガイド部は、
前記冷却剤と略同一の光学特性を有する樹脂により形成されること
を特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の表示装置。
前記ガイド部は、
口径が略一定の前記流路を形成すること
を特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の表示装置。