JP2021170070A - 表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光パネルの放熱を促進することができる表示装置および表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】車両用表示装置１０は、有機発光パネルの裏面には間隔をあけて筐体フレーム１４が設けられる。有機発光パネルと筐体フレーム１４との間の閉塞部分には、ポッティング材１７が充填されている。筐体フレーム１４には閉塞部分に連通する複数の穴２４が形成されているので、筐体フレーム１４を有機発光パネルに組み付けた後に、ポッティング材１７の前駆体を穴２４から閉塞空間２３に流し込んで、ポッティング材１７を閉塞空間２３に設けることができる。筐体フレーム１４とポッティング材１７は熱伝導性を有するので、有機発光パネルの熱を伝えて筐体フレーム１４から外部空間に放熱することができる。【選択図】図１０

Description

この明細書における開示は、有機発光（Electlro Luminescence：略称ＥＬ）パネルを有する表示装置および表示装置の製造方法に関する。

特許文献１に記載の車両用表示装置は、ケース内に表示パネルを収納し、有機ＥＬパネルの前側には透光性保護パネルが設けられている。そして透光性保護パネルと表示パネルとの間に透光性部材を設けている。

特開２０１８−１９４６７４号公報

有機ＥＬパネルは、液晶表示パネルと異なり、自発光のため表示部全域が発熱する。車両に搭載する場合など高温になりやすい環境では、有機ＥＬパネルを効率よく放熱して冷却する必要がある。

そこで、開示される目的は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、有機発光パネルの放熱を促進することができる表示装置および表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

本開示は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

ここに開示された表示装置は、画像を表示する表示面を有する有機発光パネル（２１）と、表示面とは反対側の裏面から間隔をあけて設けられ、熱伝導性を有する平板状のフレーム（１４）と、有機発光パネルの裏面と対向する側のフレームの表面から突出するように設けられ、弾力性を有し、有機発光パネルの裏面と接触して、有機発光パネルの裏面とフレームの表面との間隔を維持する壁部（１８）と、壁部と有機発光パネルの裏面とフレームの表面とに囲まれた閉塞部分に充填され、熱伝導性を有するポッティング材（１７）と、有し、フレームには、閉塞部分に連通する複数の穴（２４）が形成されている表示装置である。

このような表示装置に従えば、有機発光パネルの裏面には間隔をあけてフレームが設けられる。そして有機発光パネルとフレームとの間の閉塞部分には、ポッティング材が充填されている。フレームには閉塞部分に連通する複数の穴が形成されているので、フレームを有機発光パネルに組み付けた後に、ポッティング材の前駆体を穴から閉塞空間に流し込んで、ポッティング材を閉塞空間に設けることができる。これによって有機発光パネルが湾曲していたり、製造による公差があっても、隙間なく有機発光パネルの裏面とフレームとをポッティング材で接続することができる。また壁部は弾力性を有するので、有機発光パネルとフレームとの湾曲および公差による間隔の違いを吸収して、閉塞空間を形成することができる。そしてフレームとポッティング材は熱伝導性を有するので、有機発光パネルの熱を伝えてフレームから外部空間に放熱することができる。これによって有機発光パネルを効率よく放熱することができる。

また開示された表示装置の製造方法は、画像を表示する表示面を有する有機発光パネル（２１）と、表示面とは反対側の裏面に間隔をあけて設けられ、複数の穴（２４）が形成されており、熱伝導性を有する平板状のフレーム（１４）と、有機発光パネルの裏面と対向する側のフレームの表面から突出するように設けられ、弾力性を有し、有機発光パネルの裏面と接触して、有機発光パネルの裏面とフレームの表面との間隔を維持する壁部（１８）と、を有する表示装置の製造方法であって、有機発光パネルとフレームとを組み付けて、壁部と有機発光パネルの裏面とフレームの表面とに囲まれた閉塞空間（２３）を形成する第１工程と、フレームの少なくとも１つの穴を除いた他の穴から熱伝導性を有するポッティング材（１７）の前駆体を注入する第２工程と、前駆体を硬化してポッティング材を形成する第３工程と、を含み、フレームの穴のうち注入されない穴は、第２工程で、閉塞空間の空気を除去するための穴である表示装置の製造方法である。

このような表示装置の製造方法に従えば、第１行程によって閉塞空間を形成するが、壁部は弾力性を有するので、有機発光パネルの湾曲および製造による公差があっても、有機発光パネルとフレームとの間隔の違いを吸収して、確実に閉塞空間を形成することができる。そして第２工程および第３工程によって、ポッティング材の前駆体を穴から閉塞空間に流し込んで、ポッティング材を閉塞空間に設けることができる。他の穴からポッティング材の前駆体を注入するので、１つの穴から閉塞空間の空気を逃すことができる。したがって閉塞空間に空気が残留することを抑制することができる。また閉塞空間にポッティング材を設けるので、有機発光パネルが湾曲していたり、製造による公差があっても、隙間なく有機発光パネルの裏面とフレームとをポッティング材で接続することができる。そしてフレームとポッティング材は熱伝導性を有するので、有機発光パネルの熱を伝えてフレームから外部空間に放熱することができる。これによって有機発光パネルを効率よく放熱することができる表示装置を製造することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

正面側から見た車両用表示装置の斜視図。 背面側から見た車両用表示装置の斜視図。 正面側から見た車両用表示装置の分解斜視図。 背面側から見た車両用表示装置の分解斜視図。 正面側から見た表示部の斜視図。 背面側から見た表示部の斜視図。 筐体フレームの一部を拡大して示す斜視図。 筐体フレームの一部を拡大して示す斜視図。 表示部の組付け工程を示す斜視図。 製造方法の工程を示す断面図。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に関して、図１〜図１０を用いて説明する。第１実施形態の車両用表示装置１０は、車両のダッシュボードに設置されて、種々の情報を表示する装置として構成されている。車両用表示装置１０は、たとえばダッシュボードの上面部において車幅方向中央部に位置する領域に、ディスプレイの表示面が車両後方に向いた姿勢で配置されている。車両用表示装置１０は、図１および図２に示すように、正面視では長方形状であり、背面視では一部が部分てきに突出した形状である。

車両用表示装置１０には、予め上下方向と左右方向とが設定されている。車両用表示装置１０は、上下方向が車両の上下方向に略平行となるように取り付けられている。また、車両用表示装置１０は、左右方向が車両の左右方向、換言すれば車幅方向に略平行となるように取り付けられている。

車両用表示装置１０は、図３および図４に示すように、表示部１１、フロントパネル１２、リアパネル１３、筐体フレーム１４、基板カバー１５、制御ユニット１６、ポッティング材１７およびシーラー１８を含んで構成される。

表示部１１は、画像を表示する表示装置である。表示部１１は、図５に示すように、長方形の表示面を有する板状である。表示部１１は、図１０に示すように、タッチ部２０、有機発光パネル２１および制御基板２２を含んで構成される。有機発光パネル２１は、有機ＥＬパネルまたは有機発光デバイス（an organic light emitting diode：略称ＯＬＥＤ）ともいい、以下、有機ＥＬパネル２１ということがある。

有機ＥＬパネル２１は、制御基板２２によって駆動が制御される。有機ＥＬパネル２１は、平板状であり、画像を表示する前側に表示面を有する。制御基板２２は、制御ユニット１６に搭載されているディスプレイコントローラからの制御信号に基づいて駆動し、表示画像を制御する。タッチ部２０は、透光性を有するタッチパネルによって実現され、タッチ操作を許容する。有機ＥＬパネル２１の前側に光学接着剤によって貼り付けられている。制御基板２２は、有機ＥＬパネル２１の後側の裏面に設けられる。

フロントパネル１２は、長方形枠状であり、表示部１１の外周を覆い、フロント意匠を形成する部分である。フロントパネル１２は、有機ＥＬパネル２１の後側に図１０に示すように弾性接着材によって貼り付けられている。

筐体フレーム１４は、図６に示すように、平板状であり、有機発光パネルの後側の裏面から間隔をあけて設けられる。筐体フレーム１４は、熱伝導性を有する平板状のフレームである。平板状は、平らな板状および湾曲した板状も含む。筐体フレーム１４は、熱伝導性に優れる材料、たとえばアルミニウムまたはマグネシウムを含む合金からなる。筐体フレーム１４は、有機ＥＬパネル２１の熱を外部に放熱する機能を有する。筐体フレーム１４には、図８に示すように、複数の穴２４が形成されている。

シーラー１８は、図７および図１０に示すように、有機ＥＬパネル２１の裏面と対向する側の筐体フレーム１４の表面から突出するように設けられる。シーラー１８は、弾力性を有し、有機ＥＬパネル２１の裏面と接触して、有機ＥＬパネル２１の裏面と筐体フレーム１４の表面との間隔を維持する。シーラー１８は、有機ＥＬパネル２１の裏面と筐体フレーム１４の表面とに囲まれた閉塞空間２３を形成する。シーラー１８は、シーリング材またはダム材とも呼ばれ、壁部として機能する。シーラー１８の材料としては、たとえばゴム系、ウレタン系クッションおよびシリコン系ゲルが選択される。

ポッティング材１７は、熱伝導性を有する材料からなる。ポッティング材１７は、閉塞空間２３に充填されて、閉塞空間２３を満たすように設けられる。ポッティング材１７は、有機ＥＬパネル２１と筐体フレーム１４とを熱的に接合し、有機ＥＬパネル２１の熱量を筐体フレーム１４に伝熱する。閉塞空間２３は、ポッティング材１７で充填されると閉塞空間２３がなくなるので、ポッティング材１７で充填された部分を閉塞部分と称する。

ポッティング材１７は、好ましくは遅延硬化性を有する材料が硬化して形成される。遅延硬化性とは、閉塞空間２３に注入したときに直ちに硬化することなく、閉塞空間２３を流れて閉塞空間２３を充填した後に硬化が開始可能な性質のことである。したがって注入後、数分後から硬化を開始したり、熱によって硬化が開始したりする遅延硬化性であることが望ましい。

またポッティング材１７は、低粘度を有する前駆体が硬化して形成されている。ポッティング材１７が高粘度であると、閉塞空間２３の隅々まで流れることなく留まるおそれがある。ポッティング材１７が低粘度であると、注入したときに閉塞空間２３の隅々まで行き渡らせることができる。低粘度は、注入圧力にも依存し、製造時に採用された注入圧力で注入したときに閉塞空間２３を隅々まで充填できる粘性を意味する。

ポッティング材１７は、熱伝導性、遅延硬化性および低粘度を有する樹脂材料、たとえばシリコンからなる。この場合、ポッティング材１７の前駆体として、液体状のシリコングリースが用いられることになる。

基板カバー１５は、筐体フレーム１４の後側の一部に設けられ、制御基板２２を覆う位置に設けられる。基板カバー１５は、接続するための開口が形成されている。

リアパネル１３は、長方形枠状であり、筐体フレーム１４の後側を覆い、リア意匠を形成する部分である。リアパネル１３の前面の外周部分は、フロントパネル１２に嵌合または接合される。リアパネル１３は、基板カバー１５が露出するように開口を有する。

制御ユニット１６は、リアパネル１３の開口部分に設けられる。制御ユニット１６は、基板カバー１５の開口を介して、制御基板２２に電気的に接続される。制御ユニット１６は、直方体の箱状を成して、有機ＥＬパネル２１の表示状態を制御する制御部となっている。制御ユニット１６は、表示用の画像データ、および乗員による操作状態等に応じて、有機ＥＬパネル２１の画像表示を制御するようになっている。

次に、有機ＥＬパネル２１の放熱に関して説明する。有機ＥＬパネル２１は、自発光のため、表示面の全域が発熱する。そこで有機ＥＬパネル２１の放熱技術として、たとえば有機ＥＬパネル２１の裏面に放熱シートを設けることが考えられる。しかし放熱シートの場合、有機ＥＬパネル２１の形状が平板状であればよいが、曲面になると放熱シートの挟み込みでは形状の追従性が悪く、また組付け性が悪いという問題がある。さらに放熱シートであると、寸法公差がある場合に有機ＥＬパネル２１の裏面と部分的に隙間が生じるおそれがあり、隙間の空気によって放熱性が低下する。また放熱シートとの隙間が生じないように押圧した状態で挟みこむことも寸法公差もあり困難である。また放熱性を向上させるためには、熱抵抗を下げるために放熱シートの厚みは薄い方がよいが、放熱シートの場合は加工上の制約がある。

そこで本実施形態では、放熱シートではなくポッティング材１７を用いている。ポッティング材１７は、前駆体は液状であり、液状の状態で閉塞空間２３に充填する。したがって閉塞空間２３の形状の追従性に優れる。また有機ＥＬパネル２１の形状だけでなく、有機ＥＬパネル２１と筐体フレーム１４の間隔のばらつきにも追従することができる。またポッティング材１７であれば薄くして、熱抵抗を小さくすることができる。

次に、具体的な製造方法に関して図９および図１０を用いて説明する。図９および図１０の（１）に示すように、表示部１１を筐体フレーム１４に積層する。有機ＥＬパネル２１は表面に光学接着材３０を介してタッチ部２０が接着されている。またタッチ部２０は、弾性接着材３１が周囲に塗布されている。タッチ部２０は、フロントパネル１２に弾性接着材３１で接着される。表示部１１が筐体フレーム１４に組み付けられると、有機ＥＬパネル２１の裏面は、シーラー１８の先端部に弾力的に接触する。そして図１０の（２）に示すように、有機ＥＬパネル２１の裏面と筐体フレーム１４の表面とシーラー１８とに囲まれた閉塞空間２３が形成される。

そして図１０の（２）に示すように、筐体フレーム１４の穴２４を用いて、ポッティング材１７の前駆体を注入する。図８および図９に示すように、筐体フレーム１４には複数の穴２４、本実施形態では９個の穴２４が形成されているが、全ての穴２４から前駆体を注入しない。筐体フレーム１４の少なくとも１つの空気抜き用の穴２４を除いた他の注入用の穴２４から前駆体を注入する。筐体フレーム１４の穴２４のうち注入されない空気抜き用の穴２４は、閉塞空間２３の空気を除去するための穴２４である。全ての穴２４に前駆体を注入すると、閉塞空間２３の内部に空気が残留するおそれがある。そこで少なくとも１つの空気抜き用の穴２４を残すことによって、空気を外部に逃して、閉塞空間２３を前駆体で満たすことができる。

そして前駆体を注入した後は、時間が経過すると前駆体が硬化してポッティング材１７を形成する。その後または硬化中のタイミングで、図１０の（３）に示すように、リアパネル１３など残余の組み付けることで車両用表示装置１０の主な部分が完成する。

以上説明したように本実施形態の車両用表示装置１０は、有機発光パネルの裏面には間隔をあけて筐体フレーム１４が設けられる。そして有機発光パネルと筐体フレーム１４との間の閉塞部分には、ポッティング材１７が充填されている。筐体フレーム１４には閉塞部分に連通する複数の穴２４が形成されているので、筐体フレーム１４を有機発光パネルに組み付けた後に、ポッティング材１７の前駆体を穴２４から閉塞空間２３に流し込んで、ポッティング材１７を閉塞空間２３に設けることができる。これによって有機発光パネルが湾曲していたり、製造による寸法公差があっても、隙間なく有機発光パネルの裏面と筐体フレーム１４とをポッティング材１７で接続することができる。またシーラー１８は弾力性を有するので、有機発光パネルと筐体フレーム１４との湾曲および寸法公差による間隔の違いを吸収して、閉塞空間２３を形成することができる。そして筐体フレーム１４とポッティング材１７は熱伝導性を有するので、有機発光パネルの熱を伝えて筐体フレーム１４から外部空間に放熱することができる。これによって有機発光パネルを効率よく放熱することができる。

有機ＥＬパネル２１は、フィルム状の薄さであるため薄型化しやすく、また曲面化に適している。さらに軽量であるため、大型化しやすいという長所がある。しかし、表示面の全域が発光して発熱し、放熱性を確保する必要があるという短所がある。しかし本実施形態では、前述のように閉塞空間２３にポッティング材１７を充填して放熱構造を実現しているので、大型化および曲面化しても確実に放熱させることができる。

また本実施形態の車両用表示装置１０の製造方法に従えば、有機発光パネルと筐体フレーム１４とを組み付けて閉塞空間２３を形成する第１工程と、筐体フレーム１４の穴２４からポッティング材１７の前駆体を注入する第２工程と、前駆体を硬化してポッティング材１７を形成する第３工程とを含む。図１０の（１）に示す第１行程によって閉塞空間２３を形成するが、シーラー１８は弾力性を有するので、有機発光パネルの湾曲および製造による公差があっても、有機発光パネルとフレームとの間隔の違いを吸収して、確実に閉塞空間２３を形成することができる。そして図１０の（２）に示す第２工程および図１０の（３）に示す第３工程によって、ポッティング材１７の前駆体を注入用の穴２４から閉塞空間２３に流し込んで、ポッティング材１７を閉塞空間２３に設けることができる。注入用の穴２４からポッティング材１７の前駆体を注入するので、空気抜き用の穴２４から閉塞空間２３の空気を逃すことができる。したがって閉塞空間２３に空気が残留することを抑制することができる。また閉塞空間２３にポッティング材１７を設けるので、有機発光パネルが湾曲していたり、製造による寸法公差があっても、隙間なく有機発光パネルの裏面と筐体フレーム１４とをポッティング材１７で接続することができる。そして筐体フレーム１４とポッティング材１７は熱伝導性を有するので、有機発光パネルの熱を伝えて筐体フレーム１４から外部空間に放熱することができる。これによって有機発光パネルを効率よく放熱することができる車両用表示装置１０を製造することができる。

さらに本実施形態では、ポッティング材１７は、遅延硬化性を有する材料が硬化して形成されている。これによって閉塞空間２３にポッティング材１７の前駆体を注入したときに、直ちに硬化することなく、閉塞空間２３を充填することができる。したがってポッティング材１７による伝熱性を確保することができる。遅延硬化性としては、時間で硬化するだけでなく、加熱によって硬化する熱硬化性であってもよく、紫外線および湿気および２液で固まる材料であってもよい。

また本実施形態では、低粘度を有する前駆体が硬化して形成されている。これによって閉塞空間２３にポッティング材１７の前駆体を注入したときに、閉塞空間２３の隅々まで充填することができる。したがってポッティング材１７による伝熱性を確保することができる。

さらに本実施形態では、筐体フレーム１４は金属材料からなる。これによって硬化に加熱が必要なポッティング材１７であっても、筐体フレーム１４を加熱することで確実に硬化させることができ、また硬化を促進することができる。

またポッティング材１７、２液硬化型を使用することもでき、１液硬化型の加熱式の場合は、前述のように筐体フレーム１４を加熱することで、硬化を促進出来る。また筐体フレーム１４に穴２４を複数設けることで、充填箇所、充填スピードもコントロールすることができる。これによって組付け設備側の設計自由度も向上することができる。

さらに本実施形態では、有機ＥＬパネル２１の裏面のほぼ全域にわたってポッティング材１７を設けている。そして筐体フレーム１４も有機ＥＬパネル２１の裏面とほぼ同じ表面の面積を有し、ポッティング材１７が設けられている。したがって有機ＥＬパネル２１の裏面の広範囲にわたって放熱面積を確保することができる。これによって冷却性能を向上することができる。

また本実施形態では、シーラー１８を設けている。シーラー１８を図７に示すように筐体フレーム１４の全周に追加しているので、有機ＥＬパネル２１との密着性を高めることができる。これによってポッティング材１７の充填作業を容易に実現することができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、表示装置は車両用によって実現されているが、車両に限るものではなく、他の用途であってもよい。

前述の第１実施形態では、表示部１１はタッチパネルとしての機能も有するが、タッチパネルの機能がない表示装置であってもよい。また表示部１１は、有機ＥＬパネル２１を有する構成であるが、他の表示方式、たとえば液晶表示パネルであってもよい。

前述の第１実施形態では、シーラー１８は、筐体フレーム１４の全周に設けられているが、このような構成に限るものではない。たとえば格子条に分割してシーラー１８を設けてもよい。この場合、区分けした部分に対応するように筐体フレーム１４に穴２４を設けることで、区分けされた閉塞空間２３にポッティング材１７を充填することができる。

また前述の第１実施形態では、筐体フレーム１４とフロントパネル１２とは別体があったが、一体であってもよい。一体の場合は、タッチ部２０を筐体フレーム１４に固定する必要があるが、シーラー１８が接着材として機能、すなわちシーラー１８が弾性接着材３１の機能を有してもよい。

１０…車両用表示装置 １１…表示部 １２…フロントパネル １３…リアパネル
１４…筐体フレーム（フレーム） １５…基板カバー １６…制御ユニット
１７…ポッティング材 １８…シーラー（壁部） ２０…タッチ部
２１…有機ＥＬパネル（有機発光パネル） ２２…制御基板 ２３…閉塞空間
２４…穴

Claims (4)

1. 画像を表示する表示面を有する有機発光パネル（２１）と、
   前記表示面とは反対側の裏面から間隔をあけて設けられ、熱伝導性を有する平板状のフレーム（１４）と、
   前記有機発光パネルの裏面と対向する側の前記フレームの表面から突出するように設けられ、弾力性を有し、前記有機発光パネルの裏面と接触して、前記有機発光パネルの裏面と前記フレームの表面との間隔を維持する壁部（１８）と、
   前記壁部と前記有機発光パネルの裏面とフレームの表面とに囲まれた閉塞部分に充填され、熱伝導性を有するポッティング材（１７）と、有し、
   前記フレームには、前記閉塞部分に連通する複数の穴（２４）が形成されている表示装置。
2. 前記ポッティング材は、遅延硬化性を有する材料が硬化して形成されている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記ポッティング材は、低粘度を有する前駆体が硬化して形成されている請求項１または２に記載の表示装置。
4. 画像を表示する表示面を有する有機発光パネル（２１）と、
   前記表示面とは反対側の裏面に間隔をあけて設けられ、複数の穴（２４）が形成されており、熱伝導性を有する平板状のフレーム（１４）と、
   前記有機発光パネルの裏面と対向する側の前記フレームの表面から突出するように設けられ、弾力性を有し、前記有機発光パネルの裏面と接触して、前記有機発光パネルの裏面と前記フレームの表面との間隔を維持する壁部（１８）と、を有する表示装置の製造方法であって、
   前記有機発光パネルと前記フレームとを組み付けて、前記壁部と前記有機発光パネルの裏面とフレームの表面とに囲まれた閉塞空間（２３）を形成する第１工程と、
   前記フレームの少なくとも１つの穴を除いた他の穴から熱伝導性を有するポッティング材（１７）の前駆体を注入する第２工程と、
   前記前駆体を硬化して前記ポッティング材を形成する第３工程と、を含み、
   前記フレームの穴のうち注入されない穴は、前記第２工程で、前記閉塞空間の空気を除去するための穴である表示装置の製造方法。

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