(57)【要約】【課題】放熱性と磁気シールド性を両立することができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、第１の発熱部１１を有する画像表示器１０と、画像表示器１０を制御する複数の部品が実装され第２の発熱部２１を有する回路基板２０と、画像表示器１０が表側に収納され、画像表示器１０の裏側と対向する回路基板２０の裏側を覆う収納部３１を有するケース３０と、を備え、画像表示器１０は、上縁部に第１の発熱部１１を備え、回路基板２０は、第１の発熱部１１の下側にずらして収納部３１内に配置され、ケース３０は、熱伝導性および磁気シールド性を有する材料で形成され、収納部３１の上縁部の第１の発熱部１１と接触する熱結合部３２を備え、ケース３０には、収納部３１の上端部に外部と連通される放熱孔３３と、収納部３１の下端部に回路基板２０のコネクタ２２が貫通し、外部から収納部３１内に空気を吸入する吸気孔３４と、が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示装置であって、
第１の発熱部を有する画像表示器と、
前記画像表示器を制御する複数の部品が実装され第２の発熱部を有する回路基板と、
前記画像表示器が表側に収納され、前記画像表示器の裏側と対向する前記回路基板の裏側を覆う収納部を有するケースと、を備えており、
前記画像表示器は、上縁部に前記第１の発熱部を備え、
前記回路基板は、前記第１の発熱部の下側にずらして前記収納部内に配置され、
前記ケースは、熱伝導性および磁気シールド性を有する材料で形成され、前記収納部の上縁部に位置する前記第１の発熱部と接触する熱結合部を備え、
前記ケースには、
前記収納部の上端部に位置して外部と連通される放熱孔と、
前記収納部の下端部に位置して前記回路基板のコネクタが貫通するとともに、外部から前記収納部内に空気を吸入する吸気孔と、が形成されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記ケースは、前記第１の発熱部と接触する前記熱結合部の外側に位置する放熱用のフィンを備え、
前記放熱用のフィンの間に前記放熱孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記熱結合部と、前記第１の発熱部との間には、熱伝達部材が介装されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する表示装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。
特許文献１に開示された車両用表示装置は、画像表示器として液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）を用い、バックライトが発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）で構成され、回路基板に画像表示器を制御する電子部品が実装され、これらの構成部品がケース内に収納されている。
特許文献１に記載の車両用表示装置では、発光ダイオードや回路基板の電子部品からの発熱があるため、ケースをマグネシウム合金製として放熱性を高めるのに加え、磁気シールド性（耐ノイズ性）を確保するためマグネシウム合金製のケースとは別に、金属製のシールドケースを用いて覆うようにして収納している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の車両用表示装置では、発熱源である発光ダイオードが左右に配置されており、必ずしも放熱に適したレイアウトでないためケースから外部への放熱が十分でなく、ケースに伝わった熱によってケース内の回路基板上の電子部品からの放熱が不十分になるなどの問題がある。
また、磁気シールド性の確保のためにシールドケースを用いているが、シールドケースで覆うことによって放熱性の確保が難しく、シールドケースに多数の孔を開けて放熱性を高めようとすると、磁気シールド性が低下することになり、磁気シールド性と放熱性の両立が難しいという問題がある。特に、画像表示器のコントラストを高め、大型化すると、発熱量が増大し、一層放熱性と磁気シールド性の両立が難しくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、放熱性と磁気シールド性を両立することができる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、
画像を表示する表示装置であって、
第１の発熱部を有する画像表示器と、
前記画像表示器を制御する複数の部品が実装され第２の発熱部を有する回路基板と、
前記画像表示器が表側に収納され、前記画像表示器の裏側と対向する前記回路基板の裏側を覆う収納部を有するケースと、を備えており、
前記画像表示器は、上縁部に前記第１の発熱部を備え、
前記回路基板は、前記第１の発熱部の下側にずらして前記収納部内に配置され、
前記ケースは、熱伝導性および磁気シールド性を有する材料で形成され、前記収納部の上縁部に位置する前記第１の発熱部と接触する熱結合部を備え、
前記ケースには、
前記収納部の上端部に位置して外部と連通される放熱孔と、
前記収納部の下端部に位置して前記回路基板のコネクタが貫通するとともに、外部から前記収納部内に空気を吸入する吸気孔と、が形成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、放熱性と磁気シールド性を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の表示装置の一実施形態に係る分解斜視図である。
【図２】本発明の表示装置の一実施形態に係る鉛直方向の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る表示装置を、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の表示装置１００は、例えば車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）の車両の情報を実像として表示し、これをミラーに反射させて虚像としてフロントウインドウに映し出したり、駐車支援装置の前後／左右のカメラによって得られる画像情報を表示するもの等として構成される。
【００１０】
本発明の画像を表示する表示装置１００は、第１の発熱部１１を有する画像表示器１０と、画像表示器１０を制御する複数の部品が実装され第２の発熱部２１を有する回路基板２０と、画像表示器１０が表側に収納され、画像表示器１０の裏側と対向する回路基板２０の裏側を覆う収納部３１を有するケース３０と、を備えており、画像表示器１０は、上縁部に第１の発熱部１１を備え、回路基板２０は、第１の発熱部１１の下側にずらして収納部３１内に配置され、ケース３０は、熱伝導性および磁気シールド性を有する材料で形成され、収納部３１の上縁部に位置する第１の発熱部１１と接触する熱結合部３２を備え、ケース３０には、収納部３１の上端部に位置して外部と連通される放熱孔３３と、収納部３１の下端部に位置して回路基板２０のコネクタ２２が貫通するとともに、外部から収納部３１内に空気を吸入する吸気孔３４と、が形成されて構成されている。
これにより、表示装置１００は、画像表示器１０の第１の発熱部１１に対し、裏側の回路基板２０の第２の発熱部２１を下側にずらすことで、第１の発熱部１１と第２の発熱部２１の熱による干渉を避けて第１発熱部１１と第２発熱部２１のそれぞれから放熱させる。また、第１の発熱部１１を熱伝導性および磁気シールド性のケース３０の熱結合部３２に接触させてケース３０の収納部３１内に収納することで、ケース３０への放熱と磁気シールド性を確保する。さらに、収納部３１内の上部の温度を高めて熱対流を生じさせ、収納部３１の下端部に形成したコネクタ２２が貫通する吸気孔３４から吸引した冷気を上端部の放熱孔３３から排出することで、吸引した空気で放熱を促し、ケース３０に形成する放熱孔３３及び吸気孔３４を最小限として放熱性と磁気シールド性を確保する。
【００１１】
なお、以下の説明では、表示装置１００を正面視したときの（つまり、ユーザーが表示装置１００を正面から見て画像情報を確認する場合の視認側を「表」といい、背面側を「裏」という。
本実施形態の画像表示器１０は、液晶パネルで構成され、例えばドットマトリクス型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）モジュールで構成され、第１の発熱部１１としてバックライトユニットを有している。
画像表示器１０は、第１の発熱部１１となるバックライトユニットからの光を受けて、画像を表示する。画像表示器１０は、一対の透明基板と両基板間に封入された液晶層とからなる液晶セルと、液晶セルを挟んで対向する偏光フィルタと、を有する。透明基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極が形成されている。画像表示器１０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の可撓性基板を介して、回路基板２０に実装される画像表示器１０用のドライバ、制御部（図示せず）と接続されている。制御部の制御の下で、透明電極を介して液晶層に駆動電圧が印加されると、液晶層の液晶分子の配向が制御され、画像表示器１０が有する複数の画素の各々が透過／不透過状態に切り替わる。このような画素の組合せにより、画像表示器１０は、所定の画像を表示する。既述の制御部は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車両情報を取得し、取得した情報をヘッドアップディスプレイ装置で虚像として表示するための画像（実像）を画像表示器１０に表示させる。
【００１２】
画像表示器１０の第１の発熱部１１となるバックライトユニットは、光源１２と導光体１３とで構成される。
光源１２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成される。光源１２は、画像表示器１０のＴＦＴモジュールの基板（図示せず）の上縁部に複数のＬＥＤが直線上に並べて実装され、光源１２が実装された基板は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の可撓性基板（図示せず）を介して、後述する回路基板２０の第１の発熱部１１となるバックライトユニット用のドライバ、制御部（図示せず）と接続されている。制御部の制御の下で、可撓性基板を介して光源１２に駆動電流が供給されると、光源１２は、ＴＦＴモジュールに沿って下方に向けて光を出射する。この光源１２が第１の発熱部１１となり、ＬＥＤによる発光によって発生する熱が第１の発熱部１１による発熱となり、放熱（冷却）が必要となる。
【００１３】
導光体１３は、光源１２が出射した光を画像表示器１０のＴＦＴモジュールに向けて導くものである。導光体１３は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などの透明樹脂から、平板状に形成されている。導光体１３は、略矩形に形成され、反射フィルムを介して、後述するケース３０内に配設されている。
導光体１３は上端面が切り欠かれることによって複数の光源１２の各々と対向し、対向する面は、各光源１２からの光が入射する入射面となっている。この入射面には、入射する光源１２からの光を拡散させて導光体１３の内部に導く光拡散処理が施されている。光拡散処理としては、微細な凹凸や、ドット状の突起・印刷などで粗面化されることで、光拡散処理が施されている。
また、導光体１３の画像表示器１０のＴＦＴモジュールに向く面は、導光体１３を通過した光源１２からの光が出射する出射面となっている。この出射面には、導光体１３からの出射光を拡散させて出射させる拡散処理が施されている。出射面の光拡散処理としては、入射面と同様に、微細な凹凸や、ドット状の突起・印刷などで粗面化されることで、光拡散処理が施されている。
【００１４】
導光体１３の裏面には、反射フィルムが配置される。反射フィルムは、樹脂等から白色に形成されたフィルム状の部材であり、導光体１３から漏れ出た光を反射させて、再び導光体１３に入射させることで、導光体１３を通過する光源１２からの光のロスを低減するためのものである。
【００１５】
画像表示器１０は、衝撃や塵埃などから画像表示器１０を保護するために表側にカバープレート４０設けられる。カバープレート４０は、透明板４１と、遮光部４２と、を有する。透明板４１は、例えば、無機ガラス、アクリルガラスからなり、平板状に形成されている。遮光部４２は、例えば、透明板４１の裏面に形成された遮光性印刷層からなる。透明板４１には、遮光部４２が形成されていない部分があり、その部分が画像表示器１０の表示画像を透視可能とする透光部となっている。なお、透明板４１の表側の面に、図示しないＡＧ（Anti-Glare）層や、ＡＲ（Anti-Reflection）層を設け、外光反射を低減し、画像表示器１０の表示画像の視認性を向上させるようにしてもよい。
【００１６】
カバープレート４０の裏面と、画像表示器１０の表示面との間には、透光層が充填されており、硬化後の光硬化型接着剤（例えば、紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤）から構成されている。カバープレート４０と画像表示器１０とは、光硬化型接着剤を挟んで重ね合わせた後に光を照射して接着剤を硬化させる手法（いわゆるオプティカルボンディング）により接着されている。この画像表示器１０とカバープレート４０の間に、両者と密着する透光層が介在することで、カバープレート４０の背面に結露や曇りが生じることを防止する。
【００１７】
回路基板２０は、表示装置１００を構成するための画像表示器１０用のドライバ、制御部などのＩＣや各種の電子部品が実装されており、種々の電子部品からの発熱が生じることで、第２の発熱部２１となる。各種の電子部品は、例えば画像表示器１０用のドライバ、制御部などのＩＣのほか、コンデンサ、抵抗等を挙げることができる。
回路基板２０は、実装された画像表示器１０用のドライバ、制御部などのＩＣや電子部品との接続用のコネクタ２２が下端部に設けられている。
これらの電子部品からも光源１２と同等ないしそれ以上の発熱量があり、電子部品からの発熱によって回路基板２０の略全面が第２の発熱部２１を構成する。
【００１８】
ケース３０は、第１の発熱部１１を有する画像表示器１０や第２の発熱部２１を有する回路基板２０を収納部３１に収納すると共に、ケース３０を介して第１の発熱部１１及び第２の発熱部２１からの熱の放熱を行う。また、ケース３０によって磁気シールド性を確保する。
ケース３０は、熱伝導性と磁気シールド性を備えた材料で造られ、例えばアルミニウムやマグネシウム等の合金製とされるほか、熱伝導性と導電性（磁気シールド性）を兼ね備えた熱伝導樹脂などを材料として用いることができる。
ケース３０は、必要な導電性として、例えば体積抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であれば、十分な導電性を確保することができ、ケース３０は、回路基板２０と電気的に接地されている。
【００１９】
ケース３０は、表側に開口部が形成され、裏側を含む周囲が閉じられた箱状に形成されており、箱状の部分で収納部３１が構成されている。ケース３０の開口部を塞ぐように画像表示器１０が収納部３１の表側に収納される。収納部３１は、画像表示器１０や回路基板２０などを、空気が流れる隙間を表裏方向にあけて収納できる大きさとしてある。
ケース３０は、収納部３１の内側の上端縁から下方に延長されて画像表示器１０の光源１２と接触させる熱結合部３２が表側に向けて平面状に形成してある。ケース３０の熱結合部３２の平面に接触させて第１の発熱部１１となる光源１２がケース３０に固定されている。
ケース３０は、熱結合部３２と画像表示器１０の第１の発熱部１１となる光源１２との間に、熱伝達シート５０が介装してあり、第１の発熱部１１の熱をより効率的にケース３０の熱結合部３２に伝えることができるようにしている。熱伝達シート５０は、例えばシリコンシートやグラファイトシートなどで構成される。
ケース３０には、図２に示すように、収納部３１の表側に第１の発熱部１１を有する画像表示器１０が配置され、第１の発熱部１１を構成する光源１２に対して第２の発熱部２１を有する回路基板２０は、下方にずらして配置されてケース３０の収納部３１に収納される。なお、本実施の形態では、ケース３０は、インナケース３６を備え、画像表示器１０がインナケース３６を介して収納部３１内に固定されており、インナケース３６の外側の収納部３１内に回路基板２０が配置されて固定されている。
なお、第２の発熱部２１を有する回路基板２０をケース３０の収納部３１に取り付ける場合にも、熱伝達シート５０を介装して熱結合し、第２の発熱部２１の熱のケース３０への熱の拡散を促し、放熱効果を高めるようにしても良い。
ケース３０は、収納部３１の熱結合部３２の外側に、上下方向と平行に複数の放熱用のフィン３５が形成してあり、伝熱面積を増大することで、ケース３０の外部への放熱を促進できるようにしてある。ケース３０は、複数の放熱用のフィン３５の間に収納部３１の内部と連通する複数の放熱孔３３が貫通して形成してある。
ケース３０は、回路基板２０の接続用のコネクタ２２を貫通させる筒状に突き出した貫通孔が下端部に形成され、筒状の貫通孔とコネクタ２２との隙間が吸気孔３４を構成している。すなわち、ケース３０には、回路基板２０の接続用のコネクタ２２を貫通させる筒状の貫通孔と、収納部３１の内部と連通する吸気孔３４とが兼用して形成されている。
これにより、ケース３０は、収納部３１の上部の放熱用のフィン３５との間の放熱孔３３と、収納部３１の下部のコネクタ２２との周囲の吸気孔３４によって収納部３１の上下が外部と連通する状態となっている。
なお、ケース３０には、コネクタ２２を貫通させる貫通孔の周囲の隙間を吸気孔３４と兼用する場合に限らず、吸気孔を追加するようにしても良い。
【００２０】
ケース３０の裏側には、図１に示すように、枠状のリアカバー６０が設けられてケース３０の放熱用のフィン３５の外側などを覆っている。
【００２１】
このように構成した表示装置１００では、画像表示器１０の第１の発熱部１１である光源１２が発熱すると、温度が上昇し、第１の発熱部１１がケース３０の熱結合部３２に熱伝達シート５０を介して接触していることで、ケース３０の上部の熱結合部３２の温度が高くなる。
すると、収納部３１内の空気に上部と下部の温度差による対流が生じ、収納部３１の下方の吸気孔３４から、図２中の矢印Ａで示すように、冷気が吸引される。吸引された空気は、温度が低く、収納部３１に間隔をあけて収納されている画像表示器１０の裏面と回路基板２０の間を上昇し、図２中の矢印Ｂで示すように、第１の発熱部１１及び第２の発熱部２１の熱をそれぞれから受け取って放熱させる。
また、表示装置１００では、画像表示器１０の第１の発熱部１１である光源１２が発熱すると、温度が上昇し、ケース３０の熱結合部３２と熱伝達シート５０を介して接触していることで、ケース３０の外側の放熱用のフィン３５の温度が外気に比べて高くなってケース３０の熱が放熱用のフィン３５から放熱される。
さらに、ケース３０の外側の放熱用のフィン３５の温度が高くなると、放熱用のフィン３５の間を流れる上昇気流が生じ、放熱用のフィン３５の間の放熱孔３３に対して、図２中の矢印Ｃで示すように、ベンチュリー効果が生じて収納部３１内の暖かくなった空気をケース３０外に吸引して排出を促進する。
また、画像表示器１０の第１の発熱部１１となる光源１２に対して第２の発熱部２１となる回路基板２０を下方にずらして収納部３１に収納してあるので、第１の発熱部１１によって放熱が阻害されたり、回路基板２０が加熱されることが防止される。
【００２２】
このような表示装置１００によれば、第１の発熱部１１及び第２の発熱部２１により発生じた熱は、ケース３０の熱結合部３２との接触による熱伝導及び放熱用のフィン３５への熱伝導による放熱、収納部３１内の熱結合部３２による上部と下部の温度差によって生じる対流による吸気孔３４から放熱孔３３への空気の流れによる放熱、放熱用のフィン３５の外側を流れる外気のベンチュリー効果による収納部３１内の空気の吸引による放熱の３つの放熱作用が組み合わされた状態で放熱されることになる。
これにより、表示装置１００として必要な放熱性をケース３０の形状と第１の発熱部１１の熱を利用した空気の流れによって確保することができる。
また、ケース３０には、吸気孔３４としてコネクタ２２との接続のための筒状の貫通孔の周囲の隙間を兼用して利用しているので、ケース３０に形成する孔を最小限にすることができ、磁気シールド性を十分確保することができる。
これにより、金属製のシールドケースをケース３０とは別に設けることなく、磁気シールド性を確保することができる。
【００２３】
以上，実施の形態と共に、具体的に説明したように、本発明の表示装置１００によれば、第１の発熱部１１を有する画像表示器１０と、画像表示器１０を制御する複数の部品が実装され第２の発熱部２１を有する回路基板２０と、画像表示器１０が表側に収納され、画像表示器１０の裏側と対向する回路基板２０の裏側を覆う収納部３１を有するケース３０と、を備えており、画像表示器１０は、上縁部に第１の発熱部１１を備え、回路基板２０は、第１の発熱部１１の下側にずらして収納部３１内に配置され、ケース３０は、熱伝導性および磁気シールド性を有する材料で形成され、収納部３１の上縁部に位置する第１の発熱部１１と接触する熱結合部３２を備え、ケース３０には、収納部３１の上端部に位置して外部と連通される放熱孔３３と、収納部３１の下端部に位置して回路基板２０のコネクタ２２が貫通するとともに、外部から収納部３１内に空気を吸入する吸気孔３４と、が形成されて構成されているので、熱伝導性および磁気シールド性のケース３０によって放熱性と磁気シールド性を両立することができる。
また、表示装置１００は、画像表示器１０の第１の発熱部１１に対し、裏側の回路基板２０の第２の発熱部２１を下側にずらすことで、第１の発熱部１１と第２の発熱部２１の熱による干渉を避けて第１発熱部１１と第２発熱部２１のそれぞれから放熱させることができる。さらに、収納部３１内の上部の温度の上昇を利用して熱対流を生じさせることができ、収納部３１の下端部に形成したコネクタ２２が貫通する吸気孔３４から吸引した冷気を上端部の放熱孔３３から排出することで、吸引した空気で、発生する熱の放熱を促すことができる。また、ケース３０に形成する放熱孔３３及び吸気孔３４を最小限として磁気シールド性を確保することができる。
【００２４】
本発明の表示装置１００によれば、ケース３０は、第１の発熱部１１と接触する熱結合部３２の外側に位置する放熱用のフィン３５を備え、放熱用のフィン３５の間に放熱孔３３が形成してあるので、ケース３０の外側の放熱用のフィン３５によって伝熱面積が大きくなり、一層効率的に放熱することができる。
また、ケース３０の外側の放熱用のフィン３５の温度が高くなると、放熱用のフィン３５の間を流れる上昇気流が生じ、放熱用のフィン３５の間の放熱孔３３に対してベンチュリー効果が生じて収納部３１内の暖かくなった空気をケース３０外に吸引して排出を促進し、放熱効果を高めることができる。
【００２５】
本発明の表示装置１００によれば、熱結合部３２と、第１の発熱部１１との間には、熱伝達部材５０が介装してあるので、第１の発熱部１１の熱をより効率的にケース３０の熱結合部３２に伝えることができ、放熱性を向上することができる。
【００２６】
なお、上記の実施形態では、第１の発熱部１１を備える画像表示器１０としてＴＦＴモジュールに適用した例で説明したが、他の画像表示器であっても良い。
また、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１００    表示装置
１０      画像表示器
１１      第１の発熱部（バックライトユニット）
１２      光源
１３      導光体
２０      回路基板
２１      第２の発熱部
２２      コネクタ
３０      ケース
３１      収納部
３２      熱結合部
３３      放熱孔
３４      吸気孔
３５      放熱用のフィン
３６      インナケース
４０      カバープレート
４１      透明板
４２      遮光部
４３      透明層
５０      熱伝達シート（熱伝達部材）
６０      リアカバー
【図１】
2017096799.tif 000003
【図２】
2017096799.tif 000004