JP2003104086A

JP2003104086A - 表示装置

Info

Publication number: JP2003104086A
Application number: JP2001299358A
Authority: JP
Inventors: Tetsuaki Kojima; 徹晃小島; Yuichi Takahashi; 祐一高橋
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】光源から発する熱を効率よく放熱することので
きる放熱構造を備えた表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示素子３３と、この液晶表示素子３
３を照明するディスクリートタイプの発光ダイオード３
５と、発光ダイオード３５を接続固定する硬質配線板３
７と、硬質配線板３７における発光ダイオード３５の接
続固定面側に設けられるヒートシンク３８と、硬質配線
板３７とヒートシンク３８との間に設けられる弾性を有
するシリコーンゴム３９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置に関する
ものであり、特に透過型表示部材（例えば透過型液晶表
示素子）を後方から照明する光源を有する表示装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図５に示すような表示装置が
知られており、一対の透光性基板に液晶を封入した液晶
セルの前後面に偏光部材を貼着した液晶表示素子Ａと、
硬質配線板Ｂに接続され液晶表示素子Ａを照明する光源
Ｃを備え、光源Ｃにて照明された液晶表示素子Ａの発す
る表示像を反射鏡Ｄで反射させ車両のフロントガラスま
たは半透過板（反射板）等の表示部Ｅに投影するものが
ある。このような表示装置はヘッドアップディスプレイ
と称されている。

【０００３】このような表示装置は、表示部Ｅに投影す
る構造であるため、この投影時に光の一部が透過してし
まうこと、また昼間においてもコントラスト良く表示像
を投影する必要があることから、ハロゲン灯や発光ダイ
オード等の高輝度を有する光源にて液晶表示素子Ａを照
明する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
表示装置は、例えば車両のように直射日光を受けるなど
して高温度環境下で使用される可能性がある他に、光源
Ｃが略密閉された状態で発熱しながら照明を行うため、
光源Ｃや他の電子部品の耐熱許容温度を越えてしまう虞
があり問題となっていた。

【０００５】そこで、本発明は上述した問題に着目して
なされたものであり、光源から発する熱を効率よく放熱
することのできる放熱構造を備えた表示装置を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、請
求項１に記載したように、透過型表示部材と、この透過
型表示部材を照明するディスクリートタイプの発光ダイ
オードと、前記発光ダイオードを接続固定する配線基板
と、前記配線基板における前記発光ダイオードの接続固
定面側に設けられる放熱部材と、前記配線基板と前記放
熱部材との間に設けられる弾性を有する熱伝達部材と、
を備えてなることを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明の表示装置は、請求項２に記
載したように、車両に搭載され、光源によって照明され
た透過型表示部材の表示像を前記車両のフロントガラス
面または反射板に投影して表示する表示装置であって、
前記光源はディスクリートタイプの発光ダイオードから
なり、この発光ダイオードを配線基板に半田接続して固
定配設し、前記配線基板の半田接続面側に放熱部材を設
けるとともに、前記配線基板の半田接続面と前記放熱部
材とに接するように弾性を有する熱伝達部材を備えてな
ることを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項３に記載したように、請求項
１または請求項２に記載の表示装置において、前記熱伝
達部材は電気絶縁性であり、前記発光ダイオードのリー
ドに接触するようにして配設されてなることを特徴とす
るものである。

【０００９】また、請求項４に記載したように、請求項
１から請求項３のいずれかに記載の表示装置において、
前記熱伝達部材は前記配線基板と前記放熱部材とによっ
て押圧されながら挟み込むようにして設けられることを
特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、車両の速度，エンジン回転数等を表示する車両用ヘ
ッドアップディスプレイに適用したものを例に挙げ添付
図面に基づいて説明する。

【００１１】図１は、車両用ヘッドアップディスプレイ
が車両に搭載されたものを示し、車両１のダッシュボー
ド２上部に設けられた表示装置３が投影する表示像が、
フロントガラス４面により観察者５の方向に反射される
構造となっている。観察者５は表示像を虚像Ｖとして風
景と重畳させて観察することができる。

【００１２】また、本発明の実施の形態における表示装
置３は、ダッシュボード２上部に埋め込まれるようにし
て設けられるハウジング３０内に凹面鏡３１や液晶表示
器３２を備えるものであり、図２を用いて説明する。

【００１３】ハウジング３０は、遮光性の合成樹脂材か
らなり、凹面鏡３１の配設位置の上部（フロントガラス
側）を開口する第１の開口部３０Ａと後述するヒートシ
ンクを突出する第２の開口部３０Ｂとが設けられるとと
もに、ハウジング３０内には、太陽光が液晶表示器３２
に入射し虚像Ｖが見えにくくなること（ウォッシュアウ
ト）を防止する遮光壁３０Ｃが設けられており、本実施
の形態ではハウジング３０と一体にして成形されてい
る。また、ハウジング３０の上部には、透光性の合成樹
脂材（例えばアクリル）からなる透光性カバー３０Ｄが
設けられ、第１の開口部３０Ａを塞ぐようにして配設さ
れている。

【００１４】凹面鏡３１は、液晶表示器３２から投射さ
れる表示光をフロントガラス４側に反射させるものであ
り、観察者５が表示像を視認し易いように角度調節可能
に設けられている。

【００１５】また、液晶表示器３２は、透過型表示素子
の表示像を凹面鏡３２を介してフロントガラスへ投影す
るものであり、図２に示すように、液晶表示素子（透過
型表示部材）３３，反射部材３４，発光ダイオード３
５，レンズアレイ（レンズ）３６，硬質配線板（配線基
板）３７，ヒートシンク（放熱部材）３８，シリコーン
ゴム（熱伝達部材）３９を備えている。

【００１６】液晶表示素子３３は、一対の透光性基板に
液晶を封入した液晶セルの前後面に偏光部材を貼着した
ものである。また、液晶表示素子３３は、車両１に設け
られる車速センサやエンジン回転センサからの出力信号
に基づいて車速，エンジン回転数を計測する演算回路
（図示しない）及びこの演算結果に基づいて液晶を駆動
する液晶駆動回路（図示しない）によって、車両１の速
度，エンジン回転数の計測値を数値として表すためのも
のである。

【００１７】反射部材３４は、白色の合成樹脂材にて両
端を開口する筒形状に形成され、一方の開口（凹面鏡側
の開口）３４Ａが液晶表示素子３３にて塞がれるように
して配設される。

【００１８】発光ダイオード３５は、反射部材３４の他
方の開口３４Ｂ側に設けられ、この場合、ディスクリー
トタイプで，かつ指向性の狭いもの（本実施の形態で
は、２０度から３０度）が複数個用いられ、その照明光
が反射部材の筒内を通過して液晶表示素子３３を照明す
る向きに硬質配線板３７上に固定配設される。なお、発
光ダイオード３５は、照明むらが発生しないように、硬
質配線板３７上に均等間隔に配設することが望ましく、
この場合、図３に示すように密集するようにして均等間
隔に配設している。

【００１９】レンズアレイ３６は、透光性の合成樹脂材
（例えば、アクリル）からなり、複数の発光ダイオード
３５それぞれの配設位置に対向する球面の凸形状部３６
Ａを有するものであり、反射部材３４と発光ダイオード
３５との間に設けられる。この凸形状部３６Ａにより、
発光ダイオード３５からの照明光を屈折させて更に指向
性の狭い照明光として液晶表示素子３３を照明すること
ができる。

【００２０】なお、レンズアレイ３６の凸形状部３６Ａ
は、レンズアレイ３６に対して略垂直方向に照明光が発
せられるような形状が望まれるため、発光ダイオード３
５の指向性の度合いと発光ダイオード３５からレンズア
レイ３６までの配設距離とに応じた曲率や大きさを有す
る形状にて形成される。

【００２１】硬質配線板３７は、図３，図４に示すよう
に、貫通孔３７Ａ，３７Ｂと、裏面に設けられる銅箔配
線と、これに連続するランド（図示しない）とを施した
絶縁性のガラス布基材エポキシ樹脂からなる。また硬質
配線板３７は、表面側に配設される発光ダイオード３５
のリード３５Ａが貫通孔３７Ａに貫通し、このリード３
５Ａの硬質配線板３７の裏面側から突き出た部分と前記
ランドとが半田３７Ｃにより接続固定される。

【００２２】ヒートシンク３８は、アルミ材からなり、
図３，図４に示すように、被固定部３８Ａ，収納部３８
Ｂ，放熱フィン３８Ｃが設けられる。被固定部３８Ａ
は、硬質配線板３７の貫通孔３７Ｂの位置に対応したネ
ジ孔からなり、このネジ孔にネジやボルトからなる固定
部材（図示しない）を螺着して、硬質配線板３７の裏面
側にヒートシンク３８を固定配設するためのものであ
る。また、収納部３８Ｂはシリコーンゴム３９の厚みよ
りもやや浅い凹形状に形成されシリコーンゴム３９を収
納するためのものである。また、放熱フィン３８Ｃは、
ハウジング３０の第２の開口部３０Ｂから突出するよう
にして多数設けられ（図２に示す）、ハウジング３０外
の空気に接触可能にしてある。したがって、ヒートシン
ク３８の放熱フィン３８Ｃによって空気中に熱を効率よ
く放散することができ、ヒートシンク３８及びこれに接
触するシリコーンゴム３９や硬質配線板３７を冷却する
ことができる。

【００２３】シリコーンゴム３９は、熱伝達性で、かつ
弾性を有する板状の電気絶縁部材であり、収納部３８Ｂ
にて硬質配線板３７とヒートシンク３８とによって押圧
されながら挟み込まれることにより、硬質配線板３７の
裏面におけるリード３５Ａや半田３７Ｃによる凹凸に沿
って弾性変形し、硬質配線板３７の裏面と、リード３５
Ａと、半田３７Ｃと、ヒートシンク３８の収納部３８Ｂ
とに接するようして配設される。したがって、発光ダイ
オード３５によって熱せられる硬質配線板３７と、リー
ド３５Ａと、半田３７Ｃとの熱を広い接触面積にてヒー
トシンク３８に放散することができる。

【００２４】かかる表示装置は、液晶表示素子３３と、
この液晶表示素子３３を照明するディスクリートタイプ
の発光ダイオード３５と、発光ダイオード３５を接続固
定する硬質配線板３７と、硬質配線板３７における発光
ダイオード３５の接続固定面側に設けられるヒートシン
ク３８と、硬質配線板３７とヒートシンク３８との間に
設けられる弾性を有するシリコーンゴム３９とを備えて
なることにより、シリコーンゴム３９の弾性変形によっ
て、硬質配線板３７裏面側の凹凸に関係なく、硬質配線
板３７の裏面に熱伝達部材となるシリコーンゴム３９が
広い面積にて接触することができる。そのため、発光ダ
イオード３５によって熱せられた硬質配線板３７の熱を
効率よくシリコーンゴム３９へ放散することができ、発
光ダイオード３５が耐熱許容範囲以上に上昇することを
抑制することができる放熱効率の優れた表示装置とな
る。

【００２５】また、本実施の形態では、リード３５Ａや
半田３７Ｃにもシリコーンゴム３９が接触するため、熱
源となる発光ダイオード３５及び発光ダイオード３５に
より近い箇所（高温になりやすい箇所）から熱を放散で
きる構造となり、放熱効率の優れた表示装置となる。

【００２６】また、シリコーンゴム３９は、硬質配線板
３７とヒートシンク３８とによって押圧されながら挟み
込むようにして設けられるため、密着性が高い構造とな
り、接触面積の広い放熱効率の優れた表示装置となる。

【００２７】なお、本発明の実施の形態では、熱伝達部
材としてシリコーンゴム３９を用いたものを例に挙げて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば、生ゴム，天然ゴム，ウレタン系やスチレン系の
合成ゴム等のゴムを含む弾性材に、粉末状のアルミナや
ベリリヤ，マグネシヤ等の熱伝導性充填材を混入したも
のを用いてもよい。

【００２８】また、本発明の実施の形態における透過型
表示部材は、液晶表示素子を用いたものであったが、例
えばエレクトロクロミックであってもよいし、透光性の
基板に所定部分を除いて遮光性印刷を施し、裏面側から
の照明により前記所定部分に対応した形状の表示像を透
過表示するものであってもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、ディスクリートタイプの発光
ダイオードによって照明された透過型表示部材の表示像
を表示する表示装置であって、光源から発する熱を効率
よく放熱することのできる放熱構造を備えた表示装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す車両の側面図。

【図２】同上実施の形態を示す表示装置の断面図。

【図３】同上実施の形態を示す要部斜視図。

【図４】同上実施の形態を示す一部を断面にて示す要
部側面図。

【図５】従来例を示す表示装置の側面図。

【符号の説明】

１車両３表示装置３３液晶表示素子（透過型表示部材）３５発光ダイオード３５Ａリード３７硬質配線板（配線基板）３７Ｃ半田３８ヒートシンク（放熱部材）３９シリコーンゴム（熱伝達部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過型表示部材と、この透過型表示部材を
照明するディスクリートタイプの発光ダイオードと、前
記発光ダイオードを接続固定する配線基板と、前記配線
基板における前記発光ダイオードの接続固定面側に設け
られる放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との間
に設けられる弾性を有する熱伝達部材と、を備えてなる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】車両に搭載され、光源によって照明された
透過型表示部材の表示像を前記車両のフロントガラス面
または反射板に投影して表示する表示装置であって、前
記光源はディスクリートタイプの発光ダイオードからな
り、この発光ダイオードを配線基板に半田接続して固定
配設し、前記配線基板の半田接続面側に放熱部材を設け
るとともに、前記配線基板の半田接続面と前記放熱部材
とに接するように弾性を有する熱伝達部材を備えてなる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】前記熱伝達部材は電気絶縁性であり、前記
発光ダイオードのリードに接触するようにして配設され
てなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の表示装置。
【請求項４】前記熱伝達部材は前記配線基板と前記放熱
部材とによって押圧されながら挟み込むようにして設け
られることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
かに記載の表示装置。