WO2017154372A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2017154372A1
WO2017154372A1 PCT/JP2017/001879 JP2017001879W WO2017154372A1 WO 2017154372 A1 WO2017154372 A1 WO 2017154372A1 JP 2017001879 W JP2017001879 W JP 2017001879W WO 2017154372 A1 WO2017154372 A1 WO 2017154372A1
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WO
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heat sink
liquid crystal
crystal panel
heat
display device
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PCT/JP2017/001879
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康三 結城
潤一 野中
久保田 孝介
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/006Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's

Definitions

  • This disclosure relates to a display device having a configuration that takes into consideration the influence of heat on a liquid crystal panel.
  • a vehicle display device for example, a head-up display: HUD
  • a liquid crystal panel is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • fever from a light source exerts is reduced by providing a heat sink in a light source.
  • the influence which the radiant heat from the sun exerts is reduced by providing the polarizing member and cutting the light of the amplitudes other than the predetermined direction of sunlight.
  • the display device includes a light source, an optical system, a liquid crystal panel, and a first heat sink.
  • the optical system converts light emitted from the light source into irradiation light that becomes an irradiation region having a predetermined width.
  • the liquid crystal panel receives irradiation light.
  • the first heat sink has an opening through which irradiation light passes and supports the liquid crystal panel. The first heat sink is in contact with the liquid crystal panel.
  • the display device of the present disclosure can sufficiently reduce the effect of heat on the liquid crystal panel.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a usage example of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a region of an image displayed by the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the liquid crystal module according to the present embodiment.
  • 6 is a view showing a VI-VI cross section of the liquid crystal module of FIG.
  • FIG. 7 is an external perspective view of the first heat sink according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a usage example of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a region of an image displayed by the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view
  • FIG. 8A is a view of the first heat sink in a state where the liquid crystal panel and the diffusion plate according to the present embodiment are arranged as viewed from the display surface side of the liquid crystal panel.
  • FIG. 8B is a view of the first heat sink in a state where only the diffusion plate according to the present embodiment is disposed as viewed from the display surface side of the liquid crystal panel.
  • FIG. 8C is a view of the first heat sink without the liquid crystal panel and the diffusion plate according to the present embodiment as viewed from the display surface side of the liquid crystal panel.
  • a heat sink that dissipates heat generated by a light source (LED: Light Emitting Diode) that irradiates the back side of the display to form an image is mounted on the circuit board on which the LED is mounted. Is provided.
  • LED Light Emitting Diode
  • the liquid crystal panel is affected by the influence of heat generated by the light source and the influence of heat generated by the light emitted from the light source.
  • the technique of Patent Document 1 cannot sufficiently reduce the influence of heat from the light source, The influence of heat due to light emitted from the light source cannot be sufficiently reduced.
  • a reflective polarizing film is disposed above a liquid crystal cell (liquid crystal panel).
  • the display device includes a light source, an optical system, a liquid crystal panel, and a first heat sink.
  • the optical system converts light emitted from the light source into irradiation light that becomes an irradiation region having a predetermined width.
  • the liquid crystal panel receives irradiation light.
  • the first heat sink has an opening through which irradiation light passes and supports the liquid crystal panel. The first heat sink is in contact with the liquid crystal panel.
  • the first heat sink is configured to have an opening through which light from the light source passes, and a portion of the liquid crystal panel excluding an effective display area irradiated with light from the light source is in contact with the first heat sink. For this reason, heat can be radiated from the portion of the liquid crystal panel that does not contribute to display through the first heat sink, so that the heat of the liquid crystal panel can be efficiently released to the outside. Therefore, the influence of heat on the liquid crystal panel can be sufficiently reduced.
  • the first heat sink is further closer to the opening than the first surface when viewed from the first surface in contact with the liquid crystal panel and the display surface side of the liquid crystal panel. You may have the 2nd surface formed in a position.
  • the second surface may be formed at a position recessed in a direction away from the liquid crystal panel. Further, the diffusion plate may be disposed between the second surface and the liquid crystal panel.
  • the diffusion plate disposed adjacent to the light source side of the liquid crystal panel can be accommodated between the liquid crystal panel and the second surface of the first heat sink. For this reason, even when a diffusion plate is provided on the light source side of the liquid crystal panel, the state in which the liquid crystal panel and the first surface of the first heat sink are in surface contact can be maintained. For this reason, the first heat sink can efficiently release the heat of the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel may further include a holding member for holding the liquid crystal panel from the display surface side, and the first heat sink may protrude from the holding member when viewed from the display surface side.
  • the first heat sink can efficiently release the heat of the liquid crystal panel.
  • the first heat sink may have a first heat radiation fin.
  • the first heat sink can increase the amount of heat radiated by heat transfer from the first heat sink to the external space.
  • a second heat sink that dissipates heat generated from the light source
  • a holding member that is provided between the first heat sink and the second heat sink, and holds the optical system and the light source, and the holding member includes the first heat sink.
  • the holding member comprised by the material whose heat conductivity is smaller than the material which comprises the 1st heat sink and the 2nd heat sink is arrange
  • the holding member can suppress that the heat released by the second heat sink is transmitted to the first heat sink. Therefore, the first heat sink can efficiently release the heat of the liquid crystal panel.
  • the holding member may have a cover portion that covers an end portion of the first heat sink close to the second heat sink.
  • the holding member can effectively suppress the heat released by the second heat sink from being transmitted to the first heat sink.
  • the first heat sink has first radiating fins
  • the second heat sink has second radiating fins, a first plane parallel to the direction in which the first radiating fins extend, and the direction in which the second radiating fins extend.
  • the second planes parallel to each other may intersect each other.
  • the 1st radiation fin of the 1st heat sink and the 2nd radiation fin of the 2nd heat sink are each parallel to the plane which intersects mutually. That is, since the air heated by the second radiating fin of the second heat sink can be moved along the second radiating fin, the air is moved to a portion excluding the portion where the first radiating fin is disposed. Easy to do. For this reason, it can suppress effectively that the heat discharge
  • the apparatus may further include a first mirror, a second mirror, and a housing that accommodates the first mirror and the second mirror, and the first heat sink may be disposed to be exposed to the outside of the housing. .
  • the first heat sink is disposed so as to be exposed outside the casing, the heat of the liquid crystal panel can be efficiently released.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a usage example of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a display area of an image displayed by the display device according to the present embodiment.
  • the display device 100 is disposed on a dashboard 6 of an automobile 4 (an example of a vehicle), for example.
  • a windshield 10 is disposed above the dashboard 6 of the automobile 4.
  • the windshield 10 is a so-called windshield, and is formed of glass having translucency.
  • the display device 100 projects the light representing the image 8 that is a virtual image toward the display area 11 on the lower side of the driver seat of the windshield 10, for example.
  • the light is reflected toward the driver 12 (an example of a user) by the display area 11 of the shield 10.
  • the image 8 which is a virtual image is displayed in the display area 11 as viewed from the driver 12 and also displayed in the space 16 in front of the windshield 10.
  • the driver 12 can see the image 8 that is a virtual image superimposed on the scenery in front of the windshield 10.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the display device according to the present embodiment.
  • the traveling direction of light emitted from the light source of the liquid crystal module 200 is defined as the Z-axis direction
  • the direction perpendicular to the Z-axis direction is defined as the X-axis direction
  • the direction perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction is defined.
  • the direction is the Y-axis direction.
  • the X-axis direction is a direction corresponding to the horizontal direction (horizontal direction) of the image formed by the liquid crystal panel included in the liquid crystal module 200
  • the Y-axis direction is the vertical direction of the image formed by the liquid crystal panel included in the liquid crystal module 200.
  • the direction corresponds to the direction (vertical direction).
  • the display device 100 includes a casing 110, a first mirror 130, a second mirror 140, a transparent cover 120, and a liquid crystal module 200.
  • the housing 110 includes an upper cover 111 having an opening 121 formed in the upper portion and a lower cover 112 forming an internal space with the upper cover 111.
  • a transparent cover 120 is fitted into the opening 121 of the upper cover 111. That is, the opening 121 is closed by the transparent cover 120.
  • a liquid crystal module 200 is attached to the lower end of the lower cover 112. The housing 110 accommodates the first mirror 130, the second mirror 140, and a part of the liquid crystal module 200.
  • the first mirror 130 is a mirror that reflects the image I1 projected by the liquid crystal module 200.
  • the second mirror 140 reflects the image I2, which is the image I1 reflected by the first mirror 130, and projects the reflected image I3 to the outside of the display device 100 through the opening 121. Specifically, this image I3 is projected onto the windshield 10.
  • the liquid crystal module 200 is an image projection device (display device) that projects an image by irradiating light from a light source onto the liquid crystal panel.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the liquid crystal module according to the present embodiment.
  • 6 is a view showing a VI-VI cross section of the liquid crystal module of FIG.
  • the liquid crystal module 200 includes a holding member 210, a liquid crystal panel 220, a diffusion plate 230, a first heat sink 240, a holding member 250, an optical system 260, a light source 270, A second heat sink 280. Note that the liquid crystal module 200 may not include the holding member 210, may not include the diffusion plate 230, and may not include the holding member 250 and the second heat sink 280.
  • the holding member 210 is a member that holds the liquid crystal panel 220 from the display surface side (Z-axis direction plus side) of the liquid crystal panel 220.
  • the restraining member 210 is a rectangular plate-like member in which a rectangular opening 211 is formed, and is a member that restrains a portion excluding the effective display area of the liquid crystal panel 220.
  • the restraining member 210 may restrain the liquid crystal panel 220 via the cushion member 212.
  • the cushion member 212 is disposed between the holding member 210 and the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 220.
  • the restraining member 210 is made of resin, for example.
  • the liquid crystal panel 220 has a plurality of liquid crystal elements arranged in an array, and the plurality of liquid crystal elements are driven by a drive circuit (not shown) to thereby control the luminance of each pixel based on the input video signal.
  • a panel body 221 to be adjusted and a glass plate 222 are provided.
  • the panel body 221 and the glass plate 222 are in surface contact with each other.
  • the glass plate 222 is disposed on the light source 270 side (back side, Z-axis direction minus side) of the panel body 221.
  • the liquid crystal panel 220 receives the light from the light source 270 converted by the optical system 260 in a state where the luminance of each pixel is adjusted by the drive circuit, and forms an image.
  • the liquid crystal panel 220 may not have the glass plate 222.
  • the diffusion plate 230 is an optical sheet that diffuses the light from the light source 270 converted by the optical system 260.
  • the diffusing plate 230 is, for example, a milky white translucent sheet-like member, and is made of vinyl chloride.
  • the first heat sink 240 is a heat radiating member that contacts the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 220 and radiates the heat of the liquid crystal panel 220 to the outside.
  • the first heat sink 240 is in contact with the four sides of the outer periphery of the liquid crystal panel 220.
  • the first heat sink 240 is made of a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy, for example.
  • the first heat sink 240 is an opening 242 through which light from the light source 270 converted by the optical system 260 passes without being blocked, and is an opening that supports the liquid crystal panel 220 in contact with the outer periphery of the liquid crystal panel 220. Part 242.
  • the opening 242 has four sides corresponding to the four sides of the outer periphery of the liquid crystal panel 220, and the four sides are in contact with the four sides of the outer periphery of the liquid crystal panel 220. That is, the opening 242 is a through hole surrounded by four sides.
  • the first heat sink 240 protrudes beyond the restraining member 210 when viewed from the display surface side (Z-axis direction plus side) of the liquid crystal panel 220. For this reason, it can reduce as much as possible that the heat radiation from the 1st heat sink 240 is interrupted
  • the first heat sink 240 extends from each of the end portions on both sides in the X-axis direction toward the outside in the X-axis direction, and has a plurality of plate-like first heat dissipation parallel to the Z-axis direction. Fins 241 are provided. That is, the plurality of first heat radiation fins 241 are portions parallel to the first plane that is the XZ plane. Thus, since the 1st heat sink 240 has a plurality of 1st heat dissipation fins 241, it is possible to increase the amount of heat radiated by heat transfer from the first heat sink 240 to the external space.
  • the holding member 250 is a member that holds the optical system 260 and the light source 270.
  • the holding member 250 is a substantially box-shaped member that forms an internal space that is open at the top, and supports the light source 270 and the second heat sink at the bottom.
  • the holding member 250 holds a plurality of lenses constituting the optical system 260 at a position above the light source 270 in the internal space. That is, the holding member 250 forms a backlight of the liquid crystal module 200 with the optical system 260 and the light source 270.
  • the holding member 250 is made of, for example, resin.
  • the optical system 260 is a member that converts light emitted from the light source 270 into light (irradiation light) having a predetermined width (irradiation area width).
  • the optical system 260 is an optical member that converts light (irradiation light) to be an irradiation area having a width corresponding to the effective display area of the liquid crystal panel 220, and includes a plurality of lenses.
  • the optical system 260 is made of a transparent resin such as acrylic.
  • the light source 270 is configured by, for example, an LED 271 mounted on the substrate 272.
  • the light source 270 has a plurality of LEDs 271.
  • the second heat sink 280 is a heat radiating member that radiates heat generated from the light source 270. Specifically, the second heat sink 280 is disposed in contact with the back surface of the substrate 272 of the light source 270.
  • the second heat sink 280 is made of a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy, for example.
  • the second heat sink 280 extends toward the side opposite to the side where the light source 270 is disposed (Z-axis direction minus side), and has a plurality of flat plate-like second heat radiation fins 281 parallel to the Y-axis direction. Have That is, the plurality of second heat radiation fins 281 are portions parallel to the second plane that is the YZ plane.
  • FIG. 7 is an external perspective view of the first heat sink according to the present embodiment.
  • FIG. 8A is a view of the first heat sink in a state where the liquid crystal panel and the diffusion plate according to the present embodiment are arranged as viewed from the display surface side of the liquid crystal panel.
  • FIG. 8B is a view of the first heat sink in a state where only the diffusion plate according to the present embodiment is disposed as viewed from the display surface side of the liquid crystal panel.
  • FIG. 8C is a view of the first heat sink without the liquid crystal panel and the diffusion plate according to the present embodiment as viewed from the display surface side of the liquid crystal panel.
  • the first heat sink 240 is formed at a position recessed on the opposite side (Z-axis direction minus side) from the liquid crystal panel 220. It has a surface 244. That is, the second surface 244 is formed at a position recessed in a direction away from the liquid crystal panel 220. Further, when viewed from the display surface side of the liquid crystal panel 220, the second surface 244 is closer to the opening 242 than the first surface 243 in contact with the liquid crystal panel 220 (closer to the opening 242 than the first surface 243). Position). That is, a step is formed between the first surface 243 and the second surface 244. For example, the second surface 244 is formed in a region surrounding the opening 242 when viewed from the display surface side of the liquid crystal panel 220.
  • the diffuser plate 230 has a shape that is larger than the opening 242 and smaller than the outer periphery of the second surface 244, and is disposed so as to be accommodated in the second surface 244.
  • the thickness of the diffusion plate 230 is equal to or less than the step between the first surface 243 and the second surface 244. That is, the diffusion plate 230 is disposed between the second surface 244 and the liquid crystal panel 220. Furthermore, in other words, a step between the first surface 243 and the second surface 244 is formed on the side of the diffusion plate 230 over the entire thickness of the diffusion plate 230.
  • the diffusion plate 230 disposed adjacent to the light source 270 side (Z-axis direction negative side) of the liquid crystal panel 220 can be accommodated between the liquid crystal panel 220 and the second surface 244 of the first heat sink 240. . That is, the diffusion plate 230 can be disposed at a position excluding the space between the first surface 243 and the liquid crystal panel 220. Therefore, even when the diffusion plate 230 is provided on the light source 270 side of the liquid crystal panel 220, the liquid crystal panel 220 and the first surface 243 of the first heat sink 240 can be kept in surface contact. For this reason, the first heat sink 240 can efficiently release the heat of the liquid crystal panel 220.
  • the diffusing plate 230 is preferably in contact with the liquid crystal panel 220 and the second surface 244 of the first heat sink 240 in a state where the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 220 and the first heat sink 240 are in surface contact.
  • the liquid crystal panel 220 and the second surface 244 of the first heat sink 240 are not necessarily in contact with each other.
  • the first heat sink 240 is disposed so as to be exposed to the outside of the lower cover 112 of the housing 110. ing.
  • the first heat radiation fins 241 formed on the X-axis direction plus side and the X-axis direction minus side of the first heat sink 240 are exposed to the outside of the housing 110. For this reason, the first heat sink 240 can efficiently release the heat of the liquid crystal panel 220.
  • the holding member 250 is provided between the first heat sink 240 and the second heat sink 280 and is made of a material constituting the first heat sink 240 and the second heat sink 280. Is also made of a material having a low thermal conductivity. That is, the holding member 250 also functions as a heat insulating member that can suppress heat exchange by heat conduction between the first heat sink 240 and the second heat sink 280. For this reason, the holding member 250 can suppress the heat released by the second heat sink 280 from being transmitted to the first heat sink 240. Therefore, the first heat sink 240 can efficiently release the heat of the liquid crystal panel 220.
  • the holding member 250 has a cover portion 251 that covers the lower side of the first heat sink 240.
  • the cover portion 251 is a bowl-shaped member that extends outward from the end of the holding member 250 on the first heat sink 240 side (Z-axis direction plus side). The end portion close to the second radiation fin is covered. That is, the cover portion 251 is formed so as to cover an end portion of the first heat sink 240 close to the second heat sink 280. For this reason, the cover part 251 can divert the air flow produced when the air heated by the 2nd heat sink 280 rises from the 1st heat sink 240.
  • the first heat sink 240 can efficiently release the heat of the liquid crystal panel 220.
  • the air heated by the heat radiation from the second heat radiation fin 281 of the second heat sink 280 can be moved along the second heat radiation fin 281. Thereby, the said air can be easily moved to the part except the part in which the 1st radiation fin 241 is arrange
  • a portion of liquid crystal panel 220 excluding an effective display area irradiated with light from light source 270 is in contact with first heat sink 240. For this reason, heat can be radiated from the portion of the liquid crystal panel 220 that does not contribute to display through the first heat sink 240, so that the heat of the liquid crystal panel 220 can be efficiently released to the outside. Thereby, the influence which the radiant heat from the sunlight given to the liquid crystal panel 220 or the heat_generation
  • the display device 100 is a head-up display.
  • the display device 100 is not limited to the head-up display, but may be a liquid crystal display, a liquid crystal television, a projector device, or the like having the liquid crystal module 200 configured as described above. There may be.
  • the opening 242 included in the first heat sink 240 is a through-hole surrounded by four sides. It may be a notch-like part having a part corresponding to the side. That is, the first heat sink 240 may not be in contact with the four sides of the outer peripheral portion of the liquid crystal panel 220, and may be in contact with the two or three sides of the outer peripheral portion.
  • the display device has been described based on the embodiment.
  • the present disclosure is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present disclosure, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, and forms constructed by combining components in different embodiments are also within the scope of one or more aspects. May be included.
  • the present disclosure can be applied to a head-up display device for a vehicle.

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Abstract

液晶パネルへの熱が及ぼす影響を十分に低減することを課題とする。 本発明の表示装置(100)は、光源(270)と、光学系(260)と、液晶パネル(220)と、第1ヒートシンク(240)と、を備えている。 光学系(260)は、光源(270)から発せられた光を所定の幅を有する照射領域となる照射光に変換する。液晶パネル(220)は、照射光を受ける。第1ヒートシンク(240)は、照射光を通過させる開口部(242)を有し、液晶パネル(220)を支持する。第1ヒートシンク(240)は、液晶パネル(220)と接触している。

Description

表示装置
 本開示は、液晶パネルへの熱の影響を考慮した構成の表示装置に関する。
 画像を表示するための表示装置として、液晶パネルを備える車両用の表示装置(例えばヘッドアップディスプレイ:HUD)が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。特許文献1では、光源にヒートシンクを設けることにより光源からの発熱が及ぼす影響を低減している。また、特許文献2では、偏光部材を設けて太陽光の所定方向以外の振幅の光をカットすることで、太陽からの輻射熱が及ぼす影響を低減している。
特開2011-165624号公報 特開2000-131682号公報
 本開示の一態様に係る表示装置は、光源と、光学系と、液晶パネルと、第1ヒートシンクと、を備えている。光学系は、光源から発せられた光を所定の幅を有する照射領域となる照射光に変換する。液晶パネルは、照射光を受ける。第1ヒートシンクは、照射光を通過させる開口部を有し、液晶パネルを支持する。第1ヒートシンクは、液晶パネルと接触している。
 本開示の表示装置は、液晶パネルへの熱が及ぼす影響を十分に低減できる。
図1は、本実施の形態に係る表示装置の使用例を示す図である。 図2は、本実施の形態に係る表示装置により表示される画像の領域を示す図である。 図3は、本実施の形態に係る表示装置の外観を示す斜視図である。 図4は、本実施の形態に係る表示装置の構成を示す模式的な断面図である。 図5は、本実施の形態に係る液晶モジュールの外観斜視図である。 図6は、図5の液晶モジュールのVI-VI断面を示す図である。 図7は、本実施の形態に係る第1ヒートシンクの外観斜視図である。 図8Aは、本実施の形態に係る液晶パネル及び拡散板を配置した状態の第1ヒートシンクを液晶パネルの表示面側から見た図である。 図8Bは、本実施の形態に係る拡散板のみを配置した状態の第1ヒートシンクを液晶パネルの表示面側から見た図である。 図8Cは、本実施の形態に係る液晶パネル及び拡散板を除いた状態の第1ヒートシンクを液晶パネルの表示面側から見た図である。
 本開示の実施の形態の説明に先立ち、従来の表示装置における問題点を簡単に説明する。特許文献1や特許文献2の技術では、液晶パネルへの熱が及ぼす影響を十分に低減できていないという課題がある。そこで、本開示は、液晶パネルへの熱が及ぼす影響を十分に低減できる表示装置を提供する。
 (本開示の基礎となった知見)
 本願発明者らは、「背景技術」の欄において記載した、表示装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
 特許文献1の車両用表示装置では、画像を形成するために表示器の背面側を照射する光源(LED:Light Emitting Diode)が発生する熱を放熱するヒートシンクが、LEDが実装されている回路基板に設けられている。
 液晶パネルは、光源が発生する熱の影響と、当該光源が発した光による熱の影響とを受けるが、特許文献1の技術では光源からの熱の影響を十分に低減することができず、光源が発した光による熱の影響は十分に低減することができない。
 特許文献2の表示装置では、液晶セル(液晶パネル)の上方に、反射型偏光フィルムが配置されている。これにより、反射型偏光フィルムが太陽光の所定方向に沿った波長を含む光以外を反射するため、液晶パネルに及ぼす太陽からの輻射熱の影響を低減している。
 しかしながら、特許文献2の技術では、太陽からの輻射熱を低減できているが、低減できない太陽光の所定方向の光によって液晶パネルに熱が蓄積されるおそれがある。つまり、特許文献2の技術では、液晶パネルに与える熱の影響を十分に低減できていない。
 また、例えば、ヘッドアップディスプレイでは、太陽光にさらされた状態であっても、映像を表示することが求められるため、光源の更なる高輝度化、高出力化が求められている。しかし、光源の高輝度化、高出力化は、光源から発生する熱及び光が増加する原因となり、上記の液晶パネルに与える熱の影響を十分に低減できないため、光源の更なる高輝度化、高出力化は難しい。
 以下では、液晶パネルへの熱が及ぼす影響を十分に低減できる表示装置について説明する。
 本開示の一態様に係る表示装置は、光源と、光学系と、液晶パネルと、第1ヒートシンクと、を備えている。光学系は、光源から発せられた光を所定の幅を有する照射領域となる照射光に変換する。液晶パネルは、照射光を受ける。第1ヒートシンクは、照射光を通過させる開口部を有し、液晶パネルを支持する。第1ヒートシンクは、液晶パネルと接触している。
 第1ヒートシンクは、光源からの光を通過する開口部を有する構成であり、液晶パネルのうちの、光源によって光が照射される有効表示領域を除く部分が、第1ヒートシンクに接触している。このため、液晶パネルのうちの、表示には寄与しない部分から第1ヒートシンクを介して放熱させることができるので、液晶パネルの熱を効率よく外部に放出させることができる。よって、液晶パネルへの熱が及ぼす影響を十分に低減できる。
 また、照射光を拡散する拡散板をさらに備え、第1ヒートシンクは、液晶パネルと接触している第1面と、液晶パネルの表示面側から見たとき、第1面よりも開口部に近い位置に形成される第2面を有してもよい。第2面は、液晶パネルから離れる方向に凹んだ位置に形成されてもよい。また、拡散板は、第2面と液晶パネルとの間に配置されてもよい。
 これによれば、液晶パネルの光源側に隣接して配置される拡散板を液晶パネルと第1ヒートシンクの第2面との間に収納することができる。このため、液晶パネルの光源側に拡散板を設ける場合であっても、液晶パネルと第1ヒートシンクの第1面とが面接触した状態を維持できる。このため、第1ヒートシンクは、液晶パネルの熱を効率よく放出することができる。
 また、前記液晶パネルを、液晶パネルの表示面側から抑える抑え部材をさらに備え、第1ヒートシンクは、表示面側から見たとき、抑え部材からはみ出していてもよい。
 このため、第1ヒートシンクからの放熱が、抑え部材によって遮られることを極力低減することができる。このため、第1ヒートシンクは、液晶パネルの熱を効率よく放出することができる。
 また、第1ヒートシンクは、第1放熱フィンを有してもよい。
 このため、第1ヒートシンクは、第1ヒートシンクから外部空間への熱伝達で放熱される熱量を大きくすることができる。
 また、光源から発生する熱を放熱する第2ヒートシンクと、第1ヒートシンク及び第2ヒートシンクの間に設けられ、光学系及び光源を保持する保持部材と、さらにを備え、保持部材は、第1ヒートシンク及び第2ヒートシンクを構成している材料よりも熱伝導率が小さい材料により構成されてもよい。
 これによれば、第1ヒートシンクと第2ヒートシンクとの間に、第1ヒートシンクと第2ヒートシンクとを構成している材料よりも熱伝導率が小さい材料により構成されている保持部材が配置されている。このため、保持部材は、第2ヒートシンクにより放出された熱が、第1ヒートシンクに伝わることを抑制できる。よって、第1ヒートシンクは、液晶パネルの熱を効率よく放出することができる。
 また、保持部材は、第1ヒートシンクの前記第2ヒートシンクに近い端部を覆う覆い部を有してもよい。
 このため、保持部材は、第2ヒートシンクにより放出された熱が、第1ヒートシンクに伝わることを効果的に抑制できる。
 また、第1ヒートシンクは、第1放熱フィンを有し、第2ヒートシンクは、第2放熱フィンを有し、第1放熱フィンが延びる方向に平行な第1平面と、第2放熱フィンが延びる方向に平行な第2平面とは、互いに交差してもよい。
 これによれば、第1ヒートシンクの第1放熱フィンと、第2ヒートシンクの第2放熱フィンとは、それぞれ、互いに交差する平面に平行である。つまり、第2ヒートシンクの第2放熱フィンによって温められた空気を、第2放熱フィンに沿って移動させることができるため、当該空気を第1放熱フィンが配置されている部分を除く部分に移動しやすくできる。このため、第2ヒートシンクにより放出された熱が、第1ヒートシンクに伝わることを効果的に抑制できる。
 また、第1ミラーと、第2ミラーと、第1ミラーと第2ミラーとを収容する筐体と、をさらに備え、第1ヒートシンクは、筐体の外側に露出して配置されていてもよい。
 これによれば、第1ヒートシンクは、筐体の外側に露出して配置されているため、液晶パネルの熱を効率よく放出することができる。
 以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 (実施の形態)
 [1.表示装置の使用例]
 まず、図1及び図2を参照しながら、本実施の形態に係る表示装置100の使用例及び概略構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る表示装置の使用例を示す図である。図2は、本実施の形態に係る表示装置により表示される画像の表示領域を示す図である。
 図1に示すように、本実施の形態に係る表示装置100は、例えば、自動車4(車両の一例)のダッシュボード6に配置されている。なお、自動車4のダッシュボード6の上方には、ウインドシールド10が配置されている。このウインドシールド10は、いわゆるフロントガラスであり、透光性を有するガラスで形成されている。
 図1及び図2に示すように、表示装置100では、虚像である画像8を表す光をウインドシールド10の例えば運転席寄り下側の表示領域11に向けて投射することにより、この光をウインドシールド10の表示領域11で運転者12(ユーザの一例)に向けて反射させる。これにより、虚像である画像8は、運転者12から見て、表示領域11内に表示されるとともに、ウインドシールド10の前方の空間16に表示される。このように表示されることにより、運転者12は、ウインドシールド10の前方の景色上に、虚像である画像8を重ね合わせて見ることができる。
 [2.表示装置の構成]
 次に、図3及び図4を参照しながら、本実施の形態に係る表示装置100の構成を説明する。図3は、本実施の形態に係る表示装置の外観を示す斜視図である。図4は、本実施の形態に係る表示装置の構成を示す模式的な断面図である。なお、図3以降の図では、液晶モジュール200が有する光源が発する光の進行方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な方向をX軸方向とし、Z軸方向及びX軸方向に垂直な方向をY軸方向とする。また、X軸方向は、液晶モジュール200が有する液晶パネルが形成する画像の横方向(水平方向)に対応する方向であり、Y軸方向は、液晶モジュール200が有する液晶パネルが形成する画像の縦方向(鉛直方向)に対応する方向である。
 図3及び図4に示すように、表示装置100は、筐体110と、第1ミラー130と、第2ミラー140と、透明カバー120と、液晶モジュール200とを備える。
 筐体110は、上部に開口部121が形成された上部カバー111と、上部カバー111とで内部空間を形成している下部カバー112とを有する。上部カバー111の開口部121には、透明カバー120がはめ込まれている。つまり、開口部121は、透明カバー120により塞がれている。下部カバー112の下端には、液晶モジュール200が取り付けられている。筐体110は、第1ミラー130と、第2ミラー140と、液晶モジュール200の一部とを収容している。
 第1ミラー130は、液晶モジュール200により投影された映像I1を反射するミラーである。第2ミラー140は、第1ミラー130で反射された映像I1である映像I2を反射し、反射した映像I3を、開口部121を介して表示装置100の外部に投影する。具体的には、この映像I3は、ウインドシールド10に投影される。
 液晶モジュール200は、液晶パネルに光源からの光を照射することで映像を投影する映像投影装置(表示装置)である。
 [3.液晶モジュールの構成]
 次に、図5及び図6を参照しながら、液晶モジュール200の構成を説明する。図5は、本実施の形態に係る液晶モジュールの外観斜視図である。図6は、図5の液晶モジュールのVI-VI断面を示す図である。
 液晶モジュール200は、図5及び図6に示すように、抑え部材210と、液晶パネル220と、拡散板230と、第1ヒートシンク240と、保持部材250と、光学系260と、光源270と、第2ヒートシンク280とを有する。なお、液晶モジュール200は、抑え部材210を有していなくてもよいし、拡散板230を有していなくてもよいし、保持部材250及び第2ヒートシンク280を有していなくてもよい。
 抑え部材210は、液晶パネル220を液晶パネル220の表示面側(Z軸方向プラス側)から抑える部材である。抑え部材210は、具体的には、矩形の開口部211が形成された矩形板状の部材であり、液晶パネル220の有効表示領域を除く部分を抑える部材である。抑え部材210は、液晶パネル220を、クッション部材212を介して抑えていてもよい。クッション部材212は、抑え部材210と液晶パネル220の外周部との間に配置されている。抑え部材210は、例えば、樹脂により構成されている。
 液晶パネル220は、アレイ状に配置された複数の液晶素子を有しており、当該複数の液晶素子が図示しない駆動回路により駆動されることで、入力された映像信号に基づく各画素の輝度を調整するパネル本体221と、ガラス板222とを有する。パネル本体221とガラス板222とは、互いに面接触している。ガラス板222は、パネル本体221の光源270側(背面側、Z軸方向マイナス側)に配置されている。液晶パネル220は、駆動回路により各画素の輝度が調整された状態で、光学系260により変換された、光源270からの光を受けて映像を形成する。液晶パネル220は、ガラス板222を有していなくてもよい。
 拡散板230は、光学系260により変換された光源270からの光を、拡散させる光学シートである。拡散板230は、例えば、乳白色の透光性を有するシート状の部材であり、塩化ビニルにより構成されている。
 第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の外周部に接触し、液晶パネル220の熱を外部に放熱する放熱部材である。第1ヒートシンク240は、例えば、液晶パネル220の外周部の4辺の部分に接触している。第1ヒートシンク240は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属により構成されている。第1ヒートシンク240は、光学系260により変換された、光源270からの光を遮蔽せずに通過させる開口部242であって、液晶パネル220の外周部に接触して液晶パネル220を支持する開口部242を有する。開口部242は、液晶パネル220の外周部の4辺に対応した4辺の部分を有し、当該4辺の部分が液晶パネル220の外周部の4辺の部分に接触している。つまり、開口部242は、4辺で囲まれた貫通孔である。
 また、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の表示面側(Z軸方向プラス側)から見た場合、抑え部材210よりもはみ出している。このため、第1ヒートシンク240からの放熱が、抑え部材210によって遮られることを極力低減することができる。このため、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の熱を効率よく放出することができる。
 また、第1ヒートシンク240は、X軸方向の両側の端部のそれぞれについて、当該端部からX軸方向の外側に向かって延びており、Z軸方向に平行な平板状の複数の第1放熱フィン241を有する。つまり、複数の第1放熱フィン241は、X-Z平面である第1平面に平行な部位である。このように、第1ヒートシンク240は、複数の第1放熱フィン241を有しているため、第1ヒートシンク240から外部空間への熱伝達で放熱される熱量を大きくすることができる。
 保持部材250は、光学系260及び光源270を保持する部材である。保持部材250は、具体的には、上方が開放された内部空間を形成している略箱状の部材であり、底部において光源270と第2ヒートシンクとを支持している。また、保持部材250は、内部空間のうちの、光源270の上方の位置で光学系260を構成している複数のレンズを保持している。つまり、保持部材250は、光学系260及び光源270とで液晶モジュール200のバックライトを構成している。保持部材250は、例えば、樹脂により構成されている。
 光学系260は、光源270が発した光を所定の幅(照射領域の幅)を有する光(照射光)に変換する部材である。光学系260は、具体的には、液晶パネル220の有効表示領域に対応する大きさの幅を有する照射領域となる光(照射光)に変換する光学部材であり、複数のレンズにより構成される。光学系260は、例えば、アクリルなどの透明な樹脂により構成されている。
 光源270は、例えば、基板272に実装されたLED271により構成されている。光源270は、複数のLED271を有する。
 第2ヒートシンク280は、光源270から発生する熱を放熱する放熱部材である。第2ヒートシンク280は、具体的には、光源270の基板272の裏面に接触して配置されている。第2ヒートシンク280は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属により構成されている。
 また、第2ヒートシンク280は、光源270が配置されている側とは反対側(Z軸方向マイナス側)に向かって延びており、Y軸方向に平行な平板状の複数の第2放熱フィン281を有する。つまり、複数の第2放熱フィン281は、Y-Z平面である第2平面に平行な部位である。
 次に、図6、図7、図8A、図8B及び図8Cを参照しながら、液晶パネル220、拡散板230及び第1ヒートシンク240の位置関係ついて説明する。図7は、本実施の形態に係る第1ヒートシンクの外観斜視図である。図8Aは、本実施の形態に係る液晶パネル及び拡散板を配置した状態の第1ヒートシンクを液晶パネルの表示面側から見た図である。図8Bは、本実施の形態に係る拡散板のみを配置した状態の第1ヒートシンクを液晶パネルの表示面側から見た図である。図8Cは、本実施の形態に係る液晶パネル及び拡散板を除いた状態の第1ヒートシンクを液晶パネルの表示面側から見た図である。
 図6、図7、図8A、図8B及び図8Cに示すように、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220とは反対側(Z軸方向マイナス側)に凹んだ位置に形成されている第2面244を有する。すなわち、第2面244は、液晶パネル220から離れる方向に凹んだ位置に形成されている。また、第2面244は、液晶パネル220の表示面側から見たとき、液晶パネル220と接触している第1面243よりも開口部242側(第1面243よりも開口部242に近い位置)に形成されている。つまり、第1面243と、第2面244との間には段差が形成されている。第2面244は、例えば、液晶パネル220の表示面側から見た場合に、開口部242の周囲を囲う領域に形成されている。
 拡散板230は、開口部242よりも大きく、第2面244の外周よりも小さい形状を有し、第2面244に収まるように配置されている。また、拡散板230の厚みは、第1面243と、第2面244との間の段差以下である。つまり、拡散板230は、第2面244と液晶パネル220との間に配置されている。さらに、言い換えると、拡散板230の側方には、拡散板230の厚みの全体に亘って、第1面243と第2面244との間の段差が形成されている。
 このため、液晶パネル220の光源270側(Z軸方向マイナス側)に隣接して配置される拡散板230を液晶パネル220と第1ヒートシンク240の第2面244との間に収納することができる。つまり、拡散板230を、第1面243と液晶パネル220との間を除く位置に配置できる。このため、液晶パネル220の光源270側に拡散板230を設ける場合であっても、液晶パネル220と第1ヒートシンク240の第1面243とが面接触した状態を維持できる。このため、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の熱を効率よく放出することができる。
 なお、拡散板230は、液晶パネル220の外周部と第1ヒートシンク240とが面接触している状態で、液晶パネル220と第1ヒートシンク240の第2面244とに接触していることが好ましいが、必ずしも液晶パネル220と第1ヒートシンク240の第2面244との両方に接触していなくてもよい。
 次に、図3、図5及び図6を参照しながら、筐体110、第1ヒートシンク240、保持部材250及び第2ヒートシンク280の関係について説明する。
 図3に示すように、液晶モジュール200が筐体110の下部カバー112の所定の位置に配置された状態で、第1ヒートシンク240は、筐体110の下部カバー112の外側に露出して配置されている。例えば、第1ヒートシンク240のX軸方向プラス側及びX軸方向マイナス側に形成されている第1放熱フィン241は、筐体110の外側に露出している。このため、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の熱を効率よく放出することができる。
 また、図5及び図6に示すように、保持部材250は、第1ヒートシンク240及び第2ヒートシンク280の間に設けられており、第1ヒートシンク240及び第2ヒートシンク280を構成している材料よりも熱伝導率が小さい材料により構成されている。つまり、保持部材250は、第1ヒートシンク240と第2ヒートシンク280との間で熱伝導による熱交換が行われることを抑制することができる断熱部材としても機能する。このため、保持部材250は、第2ヒートシンク280により放出された熱が、第1ヒートシンク240に伝わることを抑制できる。よって、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の熱を効率よく放出することができる。
 また、保持部材250は、第1ヒートシンク240の下方を覆う覆い部251を有する。具体的には、覆い部251は、保持部材250の第1ヒートシンク240側(Z軸方向プラス側)の端部から外側に向かって拡がっている鍔状の部材であり、第1放熱フィン241の第2放熱フィンに近い端部を覆っている。すなわち、覆い部251は、第1ヒートシンク240の第2ヒートシンク280に近い端部を覆うように形成されている。このため、覆い部251は、第2ヒートシンク280により加熱された空気が上昇することで生じた空気流を第1ヒートシンク240から逸らすことができる。これにより、当該空気が第1ヒートシンク240に直接接触することを抑制でき、第2ヒートシンク280により放出された熱が、第1ヒートシンク240に伝わることを効果的に抑制できる。よって、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の熱を効率よく放出することができる。
 また、第1ヒートシンク240が有する複数の第1放熱フィン241に平行な第1平面と、第2ヒートシンク280が有する複数の第2放熱フィン281に平行な第2平面とは互いに交差している。
 このため、第2ヒートシンク280の第2放熱フィン281からの放熱によって温められた空気を、第2放熱フィン281に沿って移動させることができる。これにより、当該空気を第1放熱フィン241が配置されている部分を除く部分に移動しやすくできる。具体的には、第2放熱フィン281によって温められた空気を、第1ヒートシンク240の第1放熱フィン241が配置されていない、液晶モジュール200のY軸方向の両端の方向に流すことができる。このため、第2ヒートシンク280により放出された熱が、第1ヒートシンク240に伝わることを効果的に抑制できる。
 [4.効果]
 本実施の形態に係る表示装置100によれば、液晶パネル220のうちの、光源270によって光が照射される有効表示領域を除く部分を、第1ヒートシンク240に接触させている。このため、液晶パネル220のうちの、表示には寄与しない部分から第1ヒートシンク240を介して放熱させることができるので、液晶パネル220の熱を効率よく外部に放出させることができる。これにより、液晶パネル220に与える太陽光からの輻射熱または光源270からの発熱が及ぼす影響を十分に低減できる。つまり、液晶パネルへの熱が及ぼす影響を十分に低減できる。
 [5.変形例]
 上記実施の形態に係る表示装置100は、ヘッドアップディスプレイであるとしたが、ヘッドアップディスプレイに限らずに、上記のような構成の液晶モジュール200を有する、液晶ディスプレイ、液晶テレビ、プロジェクタ装置などであってもよい。
 上記実施の形態に係る表示装置100によれば、第1ヒートシンク240が有する開口部242は、4辺で囲まれた貫通孔であるとしたが、これに限らずに、4辺のうちの3辺に対応する部分を有する切り欠き状の部位であってもよい。つまり、第1ヒートシンク240は、液晶パネル220の外周部の4辺の部分に接触していなくてもよく、当該外周部の2辺、3辺に接触していてもよい。
 以上、一つまたは複数の態様に係る表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
 本開示は、車両用のヘッドアップディスプレイ装置等に適用できる。
 4 自動車
 6 ダッシュボード
 8 画像
 10 ウインドシールド
 11 表示領域
 12 運転者
 16 空間
100 表示装置
110 筐体
111 上部カバー
112 下部カバー
120 透明カバー
121 開口部
130 第1ミラー
140 第2ミラー
200 液晶モジュール
210 抑え部材
211 開口部
212 クッション部材
220 液晶パネル
221 パネル本体
222 ガラス板
230 拡散板
240 第1ヒートシンク
241 第1放熱フィン
242 開口部
243 第1面
244 第2面
250 保持部材
251 覆い部
260 光学系
270 光源
271 LED(Light Emitting Diode)
272 基板
280 第2ヒートシンク
281 第2放熱フィン
I1,I2,I3 映像

Claims (7)

  1.  光源と、
     前記光源から発せられた光を所定の幅を有する照射領域となる照射光に変換する光学系と、
     前記照射光を受ける液晶パネルと、
     前記照射光を通過させる開口部を有し、前記液晶パネルを支持する第1ヒートシンクと、を備え、
     前記第1ヒートシンクは、前記液晶パネルと接触している、
     表示装置。
  2.  前記照射光を拡散する拡散板をさらに備え、
     前記第1ヒートシンクは、前記液晶パネルと接触している第1面と、前記液晶パネルの表示面側から見たとき前記第1面よりも前記開口部に近い位置に形成され、前記液晶パネルから離れる方向に凹んだ位置に形成される第2面を有し、
     前記拡散板は、前記第2面と前記液晶パネルとの間に配置される、
     請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記液晶パネルを、前記液晶パネルの前記表示面側から抑える抑え部材をさらに備え、
     前記第1ヒートシンクは、前記表示面側から見たとき、前記抑え部材からはみ出している、
     請求項1または2に記載の表示装置。
  4.  前記光源から発生する熱を放熱する第2ヒートシンクと、
     前記第1ヒートシンク及び前記第2ヒートシンクの間に設けられ、前記光学系及び前記光源を保持する保持部材と、をさらに備え、
     前記保持部材は、前記第1ヒートシンク及び前記第2ヒートシンクを構成している材料よりも熱伝導率が小さい材料により構成される、
     請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5.  前記第1ヒートシンクは、第1放熱フィンを有し、
     前記第2ヒートシンクは、第2放熱フィンを有し、
     前記第1放熱フィンが延びる方向に平行な第1平面と、前記第2放熱フィンが延びる方向に平行な第2平面とは、互いに交差する、
     請求項4に記載の表示装置。
  6.  前記保持部材は、前記第1ヒートシンクの前記第2ヒートシンクに近い端部を覆う覆い部を有する、
     請求項4または5に記載の表示装置。
  7.  第1ミラーと、
     第2ミラーと、
     前記第1ミラーと前記第2ミラーとを収容する筐体と、をさらに備え、
     前記第1ヒートシンクは、前記筐体の外側に露出して配置されている、
     請求項1から6のいずれか1項に記載の表示装置。
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