JPH07335015A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、液晶などの透過型表示パネルと、こ
のパネルを照明するための光源が水銀ガスを封入した蛍
光管である表示装置に関し、その目的は、低温から高温
と広い動作温度範囲が必要とされる車両、飛行機等の搭
載に適した表示装置を提供することにある。 【構成】反射箱体１００の外面に対して、一定の距離を
おいて設けられている放熱部である放熱フィン６と、形
状記憶合金４１と恒弾性材料４２とで積層されて設けら
れていて、蛍光管１０１が一定温度以下の場合には、反
射箱体１００の外面から一定間隔で離れ、蛍光管１０１
が一定温度以上の場合には、反射箱体１００の外面と接
し、蛍光管１０１によって暖められた反射箱体１００の
熱を放熱フィン６に伝達する温度スイッチ４００とを設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過型液晶等の表示パ
ネルと、このパネルを照明するための光源が水銀ガスを
封入した蛍光管である表示装置に係り、特に、低温から
高温と広い動作温度範囲が必要とされる車両、飛行機等
の搭載に適した表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型、軽量、薄型で、狭いスペー
スにも配置できる透過型液晶等の表示パネルと蛍光管に
よる表示装置を、車両、飛行機等に搭載して使用する機
会が増加している。

【０００３】車両搭載の表示装置は、外光（太陽光）を
受け、車両のフロントボックスに組み込まれて使用され
る機会が多いので、熱が装置周辺にこもりやすくなり、
家庭用のものに比べ、高温環境下（７０℃以上）の中で
使用されることが多い。また、特に、夏の晴天時の昼間
では、外光が入射し表示画像が見えにくくなってしまう
ので、外光に負けないように蛍光管の放電電流を大電流
にして高輝度な表示画像にする必要がある。その時、蛍
光管から発生する熱の量が多くなり、表示装置内に熱が
こもりやすくなってしまう。このように車両搭載の液晶
表示装置は、装置内外とも高温になることが多いため、
蛍光管の温度依存性により発光効率が低下したり、表示
パネルの表面温度がパネルの動作保証温度を越えてしま
うなど、画質劣化さらにはパネルの破壊を招いてしまう
という問題があり、何らかの放熱手段が必要であった。

【０００４】従来の放熱手段は、例えば、特開平２−８
２４０６号公報に記載のような放熱手段がある。図９
に、その分解斜視図を示し、液晶等の透過型表示パネル
１、光拡散板２、材質が鉄、アルミニウム等の金属で、
内面が鏡面、白色面等の反射面になっている反射箱体１
００、該反射箱体１００の反射面上に配置された蛍光管
１０１、該蛍光管１０１両端の電極部を被うように成形
されている金属製の筒形キャップ１０２を示す。図９に
おいて、該筒形キャップ１０２は、該蛍光管１０１両端
の電極部表面、反射箱体１００の側面とそれぞれ熱伝導
性に優れた接着剤やかしめ等により密着、固定されてい
る。それにより、蛍光管１０１で最も熱が発生する電極
部からの熱が筒形キャップ１０２に集められこれを加熱
する。そして、これら筒形キャップ１０２の熱は、反射
箱体１００全面に熱伝導され、反射箱体１００の外表面
を通じて外気に放熱される。このように、従来の放熱手
段は、光源である蛍光管からの熱を金属製の反射箱体か
ら放熱するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】車両等に搭載する表示
装置において、使用時の装置の周囲温度は、特に寒冷地
（北海道、東北等）の冬の朝では、０℃以下の低温環境
下になる。しかし、前記従来例は、低温環境下でも放熱
するので、低温時の発光効率を低下させてしまうという
問題がある。

【０００６】図１０に、蛍光管の輝度の温度依存性を示
す。蛍光管は高輝度長寿命タイプの冷陰極蛍光管であり
管電流（放電電流）９ｍＡである。周囲温度２５℃にお
ける輝度を１００％としている。図１０に示すように、
蛍光管の輝度は、４０℃時をピークとして、それ以上、
それ以下の温度になると輝度は低くなってゆき、特に低
温時での輝度の低下が激しく、０℃の輝度は２５℃の時
の輝度の約５０％になっている。これは、低温時に蛍光
管の封入された水銀ガスの蒸気圧が低下することによ
り、蛍光管の発光効率が落ちるためである。

【０００７】前記従来例では、低温時においても、蛍光
管の熱は、蛍光管電極部を被っている金属製の筒型キャ
ップにより、ある程度反射箱体全面から放熱してしま
う。この時、図１０に示した蛍光管特性により低温時の
発光効率低下をさらに増長させてしまう。

【０００８】本発明は、放熱手段を低温時にはオフ、高
温時にはオンするような構成にして、低温から高温まで
広い動作温度範囲を持つ車両、飛行機等の搭載に適した
表示装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、水銀ガスを封入した光源である蛍光管
からの光を、直接または、金属製反射箱体の内面の反射
面での反射により、光拡散板に入射させ均一な面光にし
て、液晶等の透過型表示パネルを照明し画面表示を行う
表示装置において、該反射箱体の背面に対して、一定の
距離をおいて設けられている放熱フィン等の放熱部と、
形状記憶合金と恒弾性材料とで積層され、該放熱部に一
部が固定され、該蛍光管が一定温度以下の場合には、該
反射箱体の背面から一定間隔で離れるように変形し、蛍
光管が一定温度以上の場合には、反射箱体の背面と広い
範囲で接触するように変形する温度スイッチを有するこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明では、低温時においては、形状記憶合金
と恒弾性材料とで積層されて設けられている該温度スイ
ッチにより、該反射箱体と該放熱部を非接触にするため
放熱効果はなくなり、蛍光管からの熱は表示装置内に保
温されやすくなり、蛍光管の発光効率の低下を少なくす
ることができる。逆に、高温時においては、該温度スイ
ッチにより該反射箱体と該放熱部を接触させ、蛍光管か
らの熱を反射箱体、放熱部を通して外気に放熱させるの
で、液晶等の透過型表示パネルの温度上昇を防ぐことが
でき、画質の劣化さらにはパネルの破壊を防ぐことが出
来る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１２】図１、図２は、第１の実施例の低温時と高
温時における、本発明の表示装置の断面図を示す。図
１、図２において、透過型表示パネル１を保護する透明
なプラスチックなどのフェースプレート３、外装ケース
５、所定の温度において形状を記憶させた形状記憶合金
４１、温度の変化に対し常に一定のバネ弾性を有する材
料である恒弾性材料４２である。該形状記憶合金４１と
該恒弾性材料４２は貼り合わされ、その中央部分は放熱
部である放熱フィン６にねじ止めなどで固定されて温度
スイッチ４００を形成している。反射箱体内部温度ａ、
ケース内温度ｂはそれぞれ蛍光管１０１の周辺温度、温
度スイッチ４００の周辺温度を示す。

【００１３】図１は、放熱を必要としない低温状態の一
例で、反射箱体内部温度ａが、前記図１０に示すように
蛍光管の輝度のピーク温度４０℃より低い温度の場合で
あり（ａ＜４０℃）、その時のケース内温度ｂは、実測
の結果より、反射箱体内部温度ａより１５℃低い２５℃
であるから、ｂ＜２５℃である。その時の温度スイッチ
４００は、反射箱体１００の背面に非接触の離れた関係
を維持しており、放熱フィン６による放熱手段はオフの
状態である。図２は、放熱を必要とする高温状態の一例
で、反射箱体内部温度はａ≧４０℃であり、ケース内温
度はｂ≧２５℃である。その時の温度スイッチ４００
は、固定された中央部分を残して変型して反射箱体１０
０の背面に接触し、放熱手段はオンの状態である。

【００１４】前記のケース内温度ｂが２５℃で変型する
温度スイッチ４００は、反射箱体１００の背面と図２の
ように広い範囲で接触する形状に変型するように２５℃
において形状記憶させた形状記憶合金４１と、２５℃以
下の場合の形状記憶合金４１が働かない場合に、該反射
箱体１００の背面と一定の離れた関係（形）を維持する
ような図１のように成型した恒弾性材料４２で構成さ
れ、該形状記憶合金４１は該反射箱体１００の背面側、
該恒弾性材料４２は放熱フィン側に配置する。これによ
り、温度スイッチ４００全体の動きは、放熱を必要とし
ない温度以下では恒弾性材料４２の弾性力が勝るので、
図１のような反射箱体１００の背面から離れた状態を維
持し、放熱を必要とする温度以上では形状記憶合金４１
の記憶された形状に戻るため、図２のような該反射箱体
１００の背面に密着した状態となる。

【００１５】このような温度スイッチ４００により、図
１の放熱を必要としない低温状態においては、蛍光管１
０１から発生する熱は、反射箱体１００から放熱フィン
６へは伝達されず、ほとんど装置内に保温され、低温に
よる蛍光管の発光効率の低下を少なくすることが出来
る。逆に、図２の放熱を必要とする高温状態において
は、蛍光管１０１から発生する熱は放熱フィン６より外
部に放熱され、液晶パネル１の温度上昇を低減すること
ができるので画質劣化、パネル破壊を防ぐことができ、
低温から高温まで広い動作温度範囲を持つ車両、飛行機
等の搭載に適した表示装置を提供することができる。

【００１６】図３、図４は、本発明表示装置の第２の実
施例の断面図を示す。第２の実施例は、第１の実施例の
ように放熱フィンで放熱させるのではなく、金属製の外
装ケース全面から放熱させるようにした構成としてい
る。

【００１７】図３、図４において、金属製の外装ケース
７、形状記憶合金４３と恒弾性材料４４が貼り合わさ
れ、一つの端部分が該外装ケース７にねじ止めなどで固
定されている温度スイッチ４０１を示す。図３は、放熱
を必要としない低温状態で、その時の温度スイッチ４０
１は、反射箱体１００の背面に非接触の離れた関係を維
持しており、蛍光管１０１から発生する熱は、反射箱体
１００から外装ケース７へは伝達されず、ほとんど装置
内に保温され、低温による蛍光管の発光効率の低下を少
なくすることが出来る。図４は、放熱を必要とする高温
状態で、その時の温度スイッチ４０１は、変型して反射
箱体１００の背面に接触しており、蛍光管１０１から発
生する熱は外装ケース全面より外部に放熱され、液晶パ
ネル１の温度上昇を低減することができるので画質劣
化、パネル破壊を防ぐことができる。このように第２の
実施例は第１の実施例と同様に、低温から高温まで広い
動作温度範囲を持つ車両、飛行機等の搭載に適した表示
装置を提供することができる。

【００１８】図５、図６は、本発明表示装置の第３の実
施例の断面図を示す。第３の実施例は、反射箱体に金属
ではなくＡＢＳ，ＰＢＴなどの樹脂系材料を用い、放熱
手段に放熱フィン、金属の外装ケースではなくファンを
用いて、低温時の蛍光管周辺の保温性、高温時の放熱効
果を高めた構成としている。

【００１９】図５、図６において、開口部が光拡散板２
の背面に対して所定の距離を持って配置された樹脂系材
料の反射箱体２００、形状記憶合金４５と恒弾性材料４
６が貼り合わされ、一つの端部分が該反射箱体２００の
開口部に固定されている温度スイッチ４０２を形成す
る。また、ダイオード、サーミスタなどの温度検出素子
８、温度検出回路９、ファン用電源１２をオン、オフす
るスイッチ手段１１を制御するファン制御回路１０、フ
ァン１３を示す。図５、図６において、ファンの制御系
は、温度検出素子８と温度検出回路９はケース５内の温
度を検出して、温度情報をファン制御回路１０に伝え
る。該ファン制御回路１０は、ケース５内の温度が所定
の温度以下の場合には、スイッチ手段１１はオフにして
ファンをオフにする。また、ケース５内の温度が所定の
温度以上の場合には、スイッチ手段１１はオンにしてフ
ァンをオンにするものである。

【００２０】図５は、放熱を必要としない低温状態で、
温度スイッチ４０２は、反射箱体２００の開口部と光拡
散板２の背面までの空間を埋めるような形状になってお
り、蛍光管１０１周辺は反射箱体２００と光拡散板２と
該温度スイッチ４０２により密閉状態になっている。ま
た、放熱用のファン１３はオフの状態である。この時、
反射箱体２００内の蛍光管１０１の周辺温度は、第１、
第２の実施例の金属製の反射箱体の時より、反射箱体２
００の材料が樹脂系であるので熱伝導率が悪いため、蛍
光管１０１からの熱が反射箱体２００内に保温されやす
くなり、蛍光管１０１の周辺温度は高くなり、発光効率
が良くなる。図６は、放熱を必要とする高温状態で、温
度スイッチ４０２は、反射箱体２００の開口部と光拡散
板２の背面の間に隙間が開くように反射箱体２００の外
側に折れ曲がり、反射箱体２００と光拡散板２と該温度
スイッチ４０２による密閉はない。それにより、蛍光管
１０１からの熱は反射箱体２００内に保温されず直接ケ
ース５内に伝達され、ケース５内全体に放散する。そし
て、その時、ファン１３をオン（排気）にして、ケース
５内の熱を外に放熱する。蛍光管１０１からの熱は、放
熱フィン、金属製の外装ケースを介さずに、ファン１３
で直接、外に放熱されるため、第１、第２の実施例に比
べ放熱効果も良い。

【００２１】このように第３の実施例は、第１、第２の
実施例より本発明の効果をさらに向上させたものであ
る。

【００２２】図７は、本発明表示装置の第４の実施例の
断面図を示す。第４の実施例は、低温時に蛍光管表面に
装着されたヒータをオンして、蛍光管を加熱して発光効
率の低下を防ぐ一般的な低温輝度補償手段であるヒータ
制御手段を第１の実施例に適用したことを特徴としてい
る。

【００２３】図７において、蛍光管１０１の表面に装着
されたダイオード、サーミスタなどの温度検出素子１５
とＮｉ−Ｃｒ，Ｃｕ−Ｎｉなどの材質からなるヒータ１
６、温度検出回路１７、ヒータ用電源２０をオン、オフ
するスイッチ手段１９を制御するヒータ制御回路１８を
示す。ヒータの制御系は、温度検出素子１５と温度検出
回路１７は蛍光管１０１の温度を検出して、温度情報を
ヒータ制御回路１８に伝える。該ヒータ制御回路１８
は、蛍光管１０１の温度が所定の温度以下の場合には、
スイッチ手段１９をオンさせ、ヒータ用電源２０よりヒ
ータ１６に電力を供給しヒータ１６を加熱し、蛍光管１
０１を暖め発光効率の低下を防ぐ。また、蛍光管１０１
の温度が所定の温度以上の場合には、スイッチ手段１９
をオフにして、ヒータ１６への給電を停止させ、蛍光管
１０１の加熱をやめる。

【００２４】図７は、ヒータ１６をオンして蛍光管１０
１を加熱する低温状態で、形状記憶合金４１と恒弾性材
料４２により構成する温度スイッチ４００は、前記図１
と同様に、反射箱体１００の背面に非接触の離れた関係
を維持しており、放熱フィン６による放熱手段はオフの
状態である。これにより、ヒータ１６から蛍光管１０１
への熱は外に放熱されることなく、ヒータ１６は効率良
く蛍光管１０１を加熱し、ヒータ１６による蛍光管１０
１の輝度補償の効果を上げることが出来る。また、放熱
を必要とする高温状態では、図示していないが、ヒータ
はオフの状態で、温度スイッチは、前記図２と同様に、
放熱フィンに固定された中央部分を残して変型して反射
箱体の背面に接触し、放熱手段がオンの状態であり、装
置内の熱を外に放熱する。

【００２５】このように、第４の実施例は、低温時はヒ
ータによる輝度補償の効果を向上させ、高温時は第１の
実施例と同様の放熱効果を得ることが出来る。

【００２６】図８は、本発明表示装置の第５の実施例の
断面図を示す。第５の実施例は、低温時に蛍光管の管電
流（放電電流）を制御して、低温による蛍光管の発光効
率の低下を防ぐ低温輝度補償手段である管電流制御手段
を第１の実施例に適用したことを特徴とする。

【００２７】図８において、温度検出回路２１、蛍光管
１０１を点灯しているインバータ２３の電源電圧や調光
比などを制御して蛍光管１０１の管電流を制御するイン
バータ制御回路２２を示す。管電流の制御系は、温度検
出素子１５と温度検出回路２１は蛍光管１０１の温度を
検出して、温度情報をインバータ制御回路２２に伝え
る。該インバータ制御回路２２は、蛍光管１０１の温度
が所定の温度以下の場合には、インバータ２３の電源電
圧や調光比などを制御して、蛍光管１０１の管電流を常
温時に比べ大電流にして、低温時に蛍光管１０１自身の
発熱量を大きくして、蛍光管１０１を暖め発光効率の低
下を防ぐものである。

【００２８】図８は、管電流を大電流にして輝度補償を
する低温状態で、形状記憶合金４１と恒弾性材料４２に
より構成した温度スイッチ４００は、前記図１と同様
に、反射箱体１００の背面に非接触の離れた関係を維持
しており、放熱フィン６による放熱手段はオフの状態で
ある。これにより、蛍光管からの大熱量の熱は外に放熱
されることなく、装置内に保温され、管電流制御による
輝度補償の効果を上げることが出来る。また、放熱を必
要とする高温状態では、図示していないが、蛍光管の管
電流は常温時の状態であり、温度スイッチは前記図２と
同様に、放熱フィンに固定された中央部分を残して変型
して反射箱体の背面に接触し、放熱手段がオンの状態で
あり、装置内の熱を外に放熱する。

【００２９】このように、第５の実施例は、低温時は管
電流制御による輝度補償の効果を向上させ、高温時は第
１の実施例と同様の放熱効果を得ることが出来る。

【００３０】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、例えば、図３、図４の第２の実施例、
図５、図６の第３の実施例に、図７のヒータ制御による
低温輝度補償手段、図８の管電流制御による低温輝度補
償手段を付加しても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低温時においては、形状記憶合金と恒弾性材料を積層し
形成した温度スイッチにより、該反射箱体と該放熱部を
非接触にするため放熱効果はなくなり、蛍光管からの熱
は表示装置内に保温されやすくなり、蛍光管の発光効率
の低下を少なくすることができる。逆に、高温時におい
ては、該温度スイッチにより該反射箱体と該放熱部を接
触させ、蛍光管からの熱を反射箱体、放熱部を通して外
部に放散させるので、透過型液晶等の表示パネルの温度
上昇を防ぐことができ、画質の劣化さらにはパネルの破
壊を防ぐことが出来、低温から高温まで広い動作温度範
囲を持つ車両、飛行機等の搭載に適した表示装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明表示装置の第１の実施例の低温時の断面
図である。

【図２】本発明表示装置の第１の実施例の高温時の断面
図である。

【図３】本発明表示装置の第２の実施例の低温時の断面
図である。

【図４】本発明表示装置の第２の実施例の高温時の断面
図である。

【図５】本発明表示装置の第３の実施例の低温時の断面
図である。

【図６】本発明表示装置の第３の実施例の高温時の断面
図である。

【図７】本発明表示装置の第４の実施例の低温時の断面
図である。

【図８】本発明表示装置の第５の実施例の低温時の断面
図である。

【図９】従来例の分解斜視図である。

【図１０】周囲温度および蛍光管表面温度ー蛍光管の輝
度特性図である。

【符号の説明】

１…透過型表示パネル、 ２…光拡散板、 ３…フェースプレート、 ５，７…外装ケース、 ６…放熱フィン、 ８，１５…温度検出器、 ９，１７，２１…温度検出回路、 １０…ファン制御回路、 １１，１９…スイッチ手段、 １２…ファン用電源、 １３…ファン、 １６…ヒータ、 １８…ヒータ制御回路、 ２０…ヒータ用電源、 ２２…インバータ制御回路、 ２３…インバータ、 ４１，４３，４５…形状記憶合金、 ４２，４４，４６…恒弾性材料、 １００，２００…反射箱体、 １０１…蛍光管、 ４００，４０１，４０２…温度スイッチ、 ａ…反射箱体内部温度、 ｂ…ケース内温度。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源である蛍光管、均一な面光にする光拡
   散板、透過型液晶等の表示パネル、内面が反射面の反射
   箱体、装置内の熱を放熱する放熱部、温度によって形状
   が変化する温度スイッチより構成される表示装置におい
   て、該反射箱体は金属製で、該放熱部は反射箱体の背面
   に対して一定の距離をおいて設けられ、該温度スイッチ
   は形状記憶合金と恒弾性材料とで積層され、該放熱部に
   一部が固定され、装置内温度が一定温度以下の場合に
   は、該反射箱体の背面から一定間隔離れるように変形
   し、装置内温度が一定温度以上の場合には、該反射箱体
   の背面と広い範囲で接触するように変形することを特徴
   とする表示装置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記放熱部が、上記反
   射箱体の背面に配置された放熱フィンであることを特徴
   とする表示装置。
3. 【請求項３】請求項１において、上記放熱部が、上記表
   示装置全体を覆う金属製の外装ケースであることを特徴
   とする表示装置。
4. 【請求項４】光源である蛍光管、均一な面光にする光拡
   散板、透過型液晶等の表示パネル、内面が反射面の反射
   箱体、温度検出手段により検出された装置内温度に応じ
   て、オンまたはオフ制御するファンによる放熱手段、温
   度によって形状が変化する温度スイッチより構成される
   表示装置において、該反射箱体は樹脂系材料で、開口部
   が該光拡散板の背面に対して所定の距離を持って配置さ
   れ、該温度スイッチは形状記憶合金と恒弾性材料とで積
   層され、その一端部分が該反射箱体の開口部に固定さ
   れ、装置内温度が一定温度以下の場合には、該反射箱体
   の開口部と該光拡散板の背面までの空間を埋め、該反射
   箱体内部を密閉するような形状に変形し、装置内温度が
   一定温度以上の場合には、該反射箱体の開口部と該光拡
   散板の背面の間に隙間が空くように、折れ曲がるように
   変形することを特徴とする表示装置。