JP5488801B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

今日表示装置が様々な場所で利用されている。表示装置には、表示制御部や発光部等で熱が発生する構造を有する場合が多く、効果的に冷却できないと表示装置に不具合を発生させる可能性がある。そこで例えばＴＦＴ等の液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の場合、そのバックライトで発生する熱を効果的に放熱させる手段として、ヒートパイプと放熱フィンを組み合わせた冷却モジュールを用いる従来技術がある（特許文献１）。

特開２００６−２２７０７２号公報

表示装置は他の装置と混在して配置される場合があり、そうした場合には冷却モジュールの設置場所がうまく確保できない場合がある。例えば今日の車両ではインストルメントパネル（あるいはダッシュボード）の中央上部にスピーカを配置する場合があるので、その部位に表示装置を配置する場合、冷却モジュールを設置するスペースが確保しにくい。

冷却モジュールが使用できなくなると発生する熱を低減するために光源の通電電流を下げることとなり、結果として表示の輝度が低く、視認性低下の問題が発生する。今日においては、デザイン面からの要請により表示装置前面に光透過率の低いカバーを装備すること等もあり、熱発生が原因で表示装置の輝度を下げることは回避したい。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、他の装置と併置する状況下で適切に配置空間を確保できて、内部で発生する熱を効果的に外部に放熱できる表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明に係る表示装置は、表示装置以外の装置と併置される表示装置であって、前記表示装置の端面部位に配置されて、情報を表示する表示部に光を供給する発光部と、前記発光部で発生した熱を放熱する放熱部と、前記発光部に当接する位置から延設されて、前記発光部で発生した熱を前記放熱部に伝導する伝熱部と、を備え、前記表示装置以外の装置は前記表示装置の上方に位置し、前記放熱部と前記伝熱部との組は、前記表示装置以外の前記装置との間に間隙を保持した状態で前記表示装置以外の装置を回避するように前記発光部上に複数組形成されていることを特徴とする。

これにより本発明に係る表示装置では、表示装置の発光部で発生した熱を外部に放熱するための放熱部と伝熱部との組を、上方に位置する他の装置を回避するように複数組配置するので、表示装置を他の装置と併置する状況下で、他の装置を回避して配置空間を確保しつつ、発生した熱を効果的に外部に放熱する表示装置が実現できる。したがって熱発生が原因で表示の輝度を低下することが回避されるので、適切な輝度を保った良好な表示装置となる。

また前記発光部は前記表示部の上側端面部位に配置されて、前記伝熱部は前記発光部よりも上方の位置から水平方向あるいは斜め上方へ向けて延設されたとしてもよい。

これにより発光部が表示部の上側端面部位にあり、伝熱部が、そこから水平か斜め上方へ向けて延設されるので、熱が上方に伝導されやすい性質を利用して、効果的に放熱することができる。

また前記放熱部は、前記表示部の表示面の裏面側に位置し、前記放熱部の重心を通る水平方向の直線は、前記発光部よりも上方に位置するとしてもよい。

これにより放熱部は表示部の裏面側に装備され、その重心を通る水平方向の直線は発光部よりも上方にあるので、表示の邪魔にならず、かつ熱が上方に伝達されやすい性質を利用した位置に放熱部を配置して、効果的に放熱することができる。

また前記放熱部は、間隔を置いて平行に配置された複数枚の板状のフィン部であり、そのフィン部の主表面は鉛直方向と平行であるとしてもよい。

これにより放熱部を複数枚のフィン部により構成して、フィン部の主表面を鉛直方向とするので、熱が上方に伝わる性質を利用して、複数枚のフィン部の間から上方へ効果的に放熱できる。

また前記伝熱部は、前記複数枚の板状のフィン部の孔部を貫通するように形成されて、前記発光部で発生した熱を前記フィン部に伝導するパイプ部であるとしてもよい。

これにより複数枚のフィン部を放熱部を配置し、それをパイプ部によって貫通して熱を伝導するので、パイプを用いた簡素な構造により、フィン部に効果的に熱を伝導してフィンから放熱できる。

また前記表示部は、車両のインストルメントパネルに配置された表示部であるとしてもよい。

これにより例えば近年の自動車車両において、インストルメントパネル近傍に様々な装置を装備する要請が高いなかで、他の装置を回避して配置空間を確保できて、効果的に放熱できる車両用表示装置が実現できる。

本発明における表示装置の実施例を示す斜視図。 表示装置の断面図。 冷却モジュールを示す斜視図。 放熱フィンを示す斜視図。 冷却モジュールの第２の例を示す上面図。 冷却モジュールの第３の例を示す上面図。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。図１から図３に示された実施例の表示装置１は、液晶パネル２、光誘導部３、ケース４、配線基板５、発光部６、冷却モジュール７を備える。

表示装置１は、例えば自動車車両の車室内のインストルメントパネル（ダッシュボード）中央部に設置する。表示装置１は車両の他の装置とともに装備される。図１の例では、インストルメントパネル（ダッシュボード）の中央部に配置されたスピーカ８（インパネセンタースピーカ）とともに設置されている。スピーカ８は表示装置１の中央上方に位置する。表示装置１に表示される内容に特に限定はなく、車両の各種計器類（スピードメータやタコメータ等）、カーナビ、エアコン関係、オーディオ関係等とすればよい。

液晶パネル２は各種情報を表示する部分であり、図２の図示左側が情報を表示する面（表面）である。液晶パネル２の構造は、周知のとおり、表面側から例えば偏光板、カラーフィルタ基板、液晶、アレイ基板、偏光板が、この順に積層された構造とすればよい。

光誘導部３は、発光部６から出力された光を液晶の裏面側へと導く部分である。光誘導部３は、図２に示されたとおり、表面側から、２枚の光学シート３０、３１、拡散シート３２、導光板３３が積層された構造である。

導光板３３には、発光部６が発光した光が図示上方の端面から入射されて、その光が導光板３３内を散乱しながら伝わったうえで、図示左側の面から拡散シート３２へ向けて出射される。拡散シート３２は、導光板３３から入射された光を拡散させたうえで、光学シート３０、３１へ出射する。拡散シート３２で光が拡散されることにより、画面の中央部分のみが明るく、周辺部分が暗くなることを抑制する。

光学シート３０、３１は、拡散シート３２から入射した光を集光して、光の利用効率を向上させて画面を高輝度化する目的で配置されている。光学シート３０、３１は例えばプリズムシートとすればよい。プリズムシートは、微細なプリズムが表面側に形成され、裏面が平滑な構造を有する透明なシートである。

そのプリズムは、直線状の稜線と谷線とが平行に形成されるように、平行かつ一定のピッチのＶ字状の溝が形成された構造である。このプリズム構造により、プリズムシートに斜め方向から入射された光が、出射面の法線方向へと集光される。

プリズムシートは、その稜線方向が液晶パネルのセルの配列方向から斜め方向となるようにすれば、画面上にいわゆるモアレ縞（干渉縞）が発生しないので好適となる。これを考慮して、２枚のプリズムシート（光学シート）３０、３１は、個々のシートのプリズムの稜線がプリズムシートの端辺から４５度傾き、２枚のプリズムの稜線が互いに直交しているようにすればよい。

ケース４は、上述の液晶パネル２、光誘導部３を収容するケースであり、このケース４の図示上側の側面に発光部６、冷却モジュール７を固定する例えばねじ部が備えられているとすればよい。ケース４は、光の利用効率を低下させないように、発光部６からの光を導光板３３の方に反射する機能も有するとすればよい。配線基板５は、液晶パネルにおける表示を制御する各種回路が装備されており、ケース４の裏面側に固定されている。

発光部６は、発光ダイオード６０（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とＬＥＤ回路６１とを備える。ＬＥＤ６０は、ＬＥＤ回路６１の図示下面において、導光板３３の上端面の長手方向に（つまり図２の紙面に垂直方向に）間隔を置いて複数個装備されて、導光板３３に向けて下向きに発光する。ＬＥＤ回路６１は、図示しない電源部から電力を供給されて、ＬＥＤ６０の発光を制御する。ＬＥＤ回路６１は、例えば長方形の板形状の基板であり、その下側の面に回路が形成されるとともに、その回路内にＬＥＤ６０が複数個、例えば表示部の長手方向に沿って等間隔に設置される。ＬＥＤ回路６１は、導光板３３の上端面と平行に配置すればよい。

冷却モジュール７は、プレート７０、ヒートパイプ７１、７２、放熱フィン７３（フィン）、間隔部材７４を備える。プレート７０は、ＬＥＤ回路６１（が形成された基板）と同様の形状として、ＬＥＤ回路６１（が形成された基板）の上面に固定されている。プレート７０の材質は例えば熱伝導性を考慮してアルミニウム等とすればよい。

ヒートパイプ７１、７２は、プレート７０の上面に固定されて、そこからプレート７０と平行に表示装置１の後部側（液晶パネル２の裏側）へ向けて延設される。そしてフィン７３は、表示装置１の後部側に液晶パネル２と平行な方向に複数枚、間隔を置いて配置されており、ヒートパイプ７１、７２が、各フィン７３の同じ位置に形成された孔部７３ａを貫通している。

ヒートパイプ７１、７２は、両端の出口が閉鎖されたパイプ形状であり、内部には水が封入されているか、あるいは何も封入されていない。図１、３のとおり、ヒートパイプ７１の方がヒートパイプ７２より長く、ヒートパイプ７１の方が表示装置１の内側位置に、ヒートパイプ７２が同外側位置に配置されている。

ヒートパイプ７１は、プレート７０の上面においてその長手方向と平行に配置されてから、９０度屈折して液晶パネル２の裏面方向へ延設されている。ヒートパイプ７２は、その一端部がプレート７０の上面に置かれ、そこから直線状に液晶パネル２の裏面方向へ延設されている。ヒートパイプ７１、７２は水平方向に延設されていてもよく、プレート７０の上面から斜め上方に上がってから水平方向に延びる形状でもよい。ヒートパイプ７１、７２のプレート７０上の部分は、その位置に溝を形成して、そこにヒートパイプ７１、７２を埋設して溶接、接着等の方法で固定すればよい。なお溝は形成しなくてもしなくてもよい。

複数枚のフィン７３の形状は例えば長方形状等とし、全て同一形状とする。全てのフィン７３には同一の位置に２つの貫通する孔部７３ａが形成されている。図４に示されているように、孔部７３ａの位置は、表示装置１に固定したときの位置関係で述べると、左右に関しては対称で、上下方向に関しては中央よりも下側に寄った位置である。

フィン７３を互いに間隔を置いて平行に配置し、この孔部７３ａをヒートパイプ７１、７２が貫くように配置する。隣り合うフィン７３の間隔は間隔部材７４によって一定に保たれる。図３に示されている様に、以上のとおりプレート７０とフィン７３とがヒートパイプ７１、７２によって連結された構成を２組分作成して、プレート７０の左半分、右半分に一対ずつ固定する。そしてプレート７０をＬＥＤ回路６１（が形成された基板）の図示上側の面に例えばねじにより固定する。

これにより、ヒートパイプ７１、７２が液晶パネル２の裏面側に延設されたように配置され、複数のフィン７３が液晶パネル２の裏面側で、液晶パネル２と平行な位置に配置される。フィン７３の上下方向の位置は、図２に示すように、フィン７３の重心を通る水平方向の線が発光部６よりも上方に位置するようにする、つまりフィン７３の少なくとも半分以上が発光部６よりも上方に位置するようにすれば、熱が上方へ伝導する性質に合致するので、効果的な放熱に好適である。

ヒートパイプ７１、７２は、熱の伝導の機能とともに、フィン７３の固定、位置決めの機能を果す。特に各フィン７３に２本のヒートパイプ７１、７２が貫通されているので、フィン７３が揺動、回転することなく確実に固定される。なお図１ではヒートパイプ７２は直線状としているが、これをプレート７０上でヒートパイプ７１と逆方向に延びるように屈折させるとしてもよい。

以上のように構成された冷却モジュール７は、以下の様に機能する。発光部６で発生した熱により、プレート７０が昇温し、その熱がヒートパイプ７１、７２内の水を蒸発させる。水蒸気がフィン７３に熱を伝導して、フィン７３から放熱される。フィン７３に熱を伝導した水蒸気は水に戻って、再びプレート７０からの熱で蒸発する。

以上の動作を繰り返すことにより、発光部６で発生した熱が効果的に外部に放熱される。なお十分な熱伝導性を確保できるならば、ヒートパイプ７１、７２のうち一方のみ（例えばヒートパイプ７１のみ）に水を封入してもよく、どちらにも水を封入しなくてもよい。

フィン７３の主表面（面積が一番大きい表面）が鉛直方向と平行に配置されていることは、フィン７３からの放熱がフィン７３の間を通って上方に抜け易いので放熱に好適である。またフィン７３においてヒートパイプ７１、７２を貫通する孔部７３ａが中央よりも下部に形成されていることも、熱は上方に伝導されやすいので、放熱に好適である。

各部材の材質は、例えばヒートパイプ７１、７２は銅製、銅合金製、鉄製、あるいは金属を配合した樹脂製等とし、フィン７３はアルミニウム製とすればよい。これらの熱伝導性に優れた材質を使用することにより、効果的な冷却が達成できる。

表示装置１では、上記のとおり、フィン７３、ヒートパイプ７１、７２の構成を、表示装置１の左右一対分作成する。これによりスピーカ８と表示装置１とが、互いに障害とならないように配置できる。

図１、図３では表示装置１におけるフィン７３やヒートパイプ７１、７２の形状、配置は左右対称としたが、本発明はそれに限定されず、冷却モジュール７の配置が許容される空間に応じて、様々な変形が可能である。

例えば左右のうち一方のフィン７３の大きさを他方より大きくしてもよい。また左右のうち一方のフィン７３の枚数を他方より多くしてもよい。また左右のフィン７３の形状を変えてもよい。また左右のフィン７３の位置を左右対称の位置からずらしてもよい。図５には、表示装置１以外の装置８ａの形状が異なっており、これを避けるために、左右のフィン７３の大きさ、枚数が異なる場合が示されている。

また図１の例では表示装置１以外の装置（図１ではスピーカ８）が１つで、フィン７３の組が２組だが、表示装置１以外の装置の数に応じてフィン７３の組を増やしてもよい。

図６には、表示装置１以外の装置８ｂが２個あるので、フィン７３の組を３組としている例が示されている。フィン７３の数、位置等の変形に応じて、ヒートパイプ７１、７２の数、形状等も図５、図６のように適切に変形すればよい。以上の変形によって、許容された空間を有効に利用して、効果的に表示装置１の放熱を実現できる。

またフィン７３の形状も長方形、正方形に限定されず、様々な他の多角形や円、楕円などでもよい。本発明の表示装置は車両用に限定されない。本発明は他の様々な用途の表示装置に何ら限定無く適用できる。

１ 表示装置
２ 液晶パネル
６ 発光部
７ 冷却モジュール
７０ プレート（伝熱部）
７１、７２ ヒートパイプ（パイプ部、伝熱部）
７３ 放熱フィン（フィン部、放熱部）

Claims (6)

1. 表示装置以外の装置と併置される表示装置であって、
   前記表示装置の端面部位に配置されて、情報を表示する表示部に光を供給する発光部と、
   前記発光部で発生した熱を放熱する放熱部と、
   前記発光部に当接する位置から延設されて、前記発光部で発生した熱を前記放熱部に伝導する伝熱部と、を備え、
   前記表示装置以外の装置は前記表示装置の上方に位置し、
   前記放熱部と前記伝熱部との組は、前記表示装置以外の前記装置との間に間隙を保持した状態で前記表示装置以外の装置を回避するように前記発光部上に複数組形成されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記発光部は前記表示部の上側端面部位に配置されて、
   前記伝熱部は前記発光部よりも上方の位置から水平方向あるいは斜め上方へ向けて延設された請求項１に記載の表示装置。
3. 前記放熱部は、前記表示部の表示面の裏面側に位置し、
   前記放熱部の重心を通る水平方向の直線は、前記発光部よりも上方に位置する請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記放熱部は、間隔を置いて平行に配置された複数枚の板状のフィン部であり、そのフィン部の主表面は鉛直方向と平行である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記伝熱部は、前記複数枚の板状のフィン部の孔部を貫通するように形成されて、前記発光部で発生した熱を前記フィン部に伝導するパイプ部である請求項４に記載の表示装置。
6. 前記表示部は、車両のインストルメントパネルに配置された表示部である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。