特許 7395854 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/34 20060101AFI20231205BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20231205BHJP

   H05K 5/02 20060101ALI20231205BHJP

   H05K 7/00 20060101ALI20231205BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

H01L23/34 A

H05K7/20 B

H05K5/02 F

H05K5/02 J

H05K5/02 L

H05K7/00 L

B60K35/00 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019114635

(22)【出願日】2019-06-20

(65)【公開番号】P2021002562

(43)【公開日】2021-01-07

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】岡 康太

(72)【発明者】

【氏名】小川 憲弘

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２１９１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９９８４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／３４

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０５Ｋ ５／０２

Ｈ０５Ｋ ７／００

Ｂ６０Ｋ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱を発する発熱体と、
前記発熱体を収容し、取付先に取り付け可能な取付ステーと、前記発熱体から伝わる前記熱を放熱する放熱部と、を有するケースと、を有し、
前記ケースは、少なくとも前記取付ステー及び前記放熱部を有する金属からなる金属部を有し、
前記金属部は、一の部材であり、前記発熱体と熱的に接触する熱接触部を有する第一面と、前記取付先への取付時において鉛直方向上側に位置する前記第一面の上辺と、前記上辺と対向する下辺と、を有し、
前記取付ステーは、前記上辺であって、前記上辺及び前記下辺の辺方向において前記熱接触部に少なくとも一部が重なる位置に設けられる、表示装置。

【請求項2】

熱を発する発熱体と、
前記発熱体を収容し、取付先に取り付け可能な取付ステーと、前記発熱体から伝わる前記熱を放熱する放熱部と、を有するケースと、を有し、
前記ケースは、少なくとも前記取付ステー及び前記放熱部を有する金属からなる金属部を有し、
前記金属部は、前記発熱体と熱的に接触する第一面と、前記第一面と反対の面である第二面と、を有し、
前記放熱部は、前記第二面に設けられる放熱フィンである、表示装置。

【請求項3】

熱を発する発熱体と、
前記発熱体を収容し、取付先に取り付け可能な取付ステーと、前記発熱体から伝わる前記熱を放熱する放熱部と、を有するケースと、を有し、
前記ケースは、少なくとも前記取付ステー及び前記放熱部を有する金属からなる金属部と、前記ケースにおける前記金属部が成す部分以外の部分を成す、樹脂からなる樹脂部と、を有し、
前面と、前記前面と反対の背面を有する表示装置において、
前記発熱体と、コネクタと、を前記背面側に搭載する回路基板を更に備え、
前記樹脂部は、前記前面と前記背面とを結ぶ方向について前記コネクタの周囲を覆いつつ前記コネクタを露出させるコネクタ用突出孔を有し、
前記金属部は、前記樹脂部に対して前記背面側から取り付けられ、前記コネクタ用突出孔を前記金属部から突出させる突出孔用孔を有する、表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の車両に搭載される表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

表示装置は、ディスプレイと、このディスプレイを制御するための回路基板を有する。回路基板は、表示制御のためのグラフィックコントローラ等の電子部品を搭載する。処理負荷が大きい電子部品は、発熱量が大きい。そこで、表示装置においては、電子部品を覆う金属製の放熱部品と、この放熱部品を開口部より外部に露出させて収容するケースと、を有することにより、電子部品の放熱性を向上させる等の対策が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１５１３８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

今日、ディスプレイには、大型化が要求される傾向がある。これに伴い、グラフィックコントローラ等の電子部品からの発熱量も増加する傾向がある。また、例えばディスプレイが液晶ディスプレイである場合には、大型化に伴いバックライトも増加するため、バックライトからの発熱量も増加する。

【0005】

放熱性を高めるため、上述した放熱部品を大型化することが考えられる。しかし、金属製の放熱部品が大型化すると、表示装置全体の重量が増加するという課題がある。また、表示装置の重量の増加に伴い、車両からの振動に対する耐振動性が低下するという課題がある。

【0006】

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、放熱性及び耐振動性を有す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】

【0007】

本開示の表示装置は、上述した課題を解決するために、熱を発する発熱体と、前記発熱体を収容し、取付先に取り付け可能な取付ステーと、前記発熱体から伝わる前記熱を放熱する放熱部と、を有するケースと、を有し、前記ケースは、少なくとも前記取付ステー及び前記放熱部を有する金属からなる金属部を有し、前記金属部は、一の部材であり、前記発熱体と熱的に接触する熱接触部を有する第一面と、前記取付先への取付時において鉛直方向上側に位置する前記第一面の上辺と、前記上辺と対向する下辺と、を有し、前記取付ステーは、前記上辺であって、前記上辺及び前記下辺の辺方向において前記熱接触部に少なくとも一部が重なる位置に設けられる。
また、本開示の表示装置は、上述した課題を解決するために、熱を発する発熱体と、前記発熱体を収容し、取付先に取り付け可能な取付ステーと、前記発熱体から伝わる前記熱を放熱する放熱部と、を有するケースと、を有し、前記ケースは、少なくとも前記取付ステー及び前記放熱部を有する金属からなる金属部を有し、前記金属部は、前記発熱体と熱的に接触する第一面と、前記第一面と反対の面である第二面と、を有し、前記放熱部は、前記第二面に設けられる放熱フィンである。
また、本開示の表示装置は、上述した課題を解決するために、熱を発する発熱体と、前記発熱体を収容し、取付先に取り付け可能な取付ステーと、前記発熱体から伝わる前記熱を放熱する放熱部と、を有するケースと、を有し、前記ケースは、少なくとも前記取付ステー及び前記放熱部を有する金属からなる金属部と、前記ケースにおける前記金属部が成す部分以外の部分を成す、樹脂からなる樹脂部と、を有し、前面と、前記前面と反対の背面を有する表示装置において、前記発熱体と、コネクタと、を前記背面側に搭載する回路基板を更に備え、前記樹脂部は、前記前面と前記背面とを結ぶ方向について前記コネクタの周囲を覆いつつ前記コネクタを露出させるコネクタ用突出孔を有し、前記金属部は、前記樹脂部に対して前記背面側から取り付けられ、前記コネクタ用突出孔を前記金属部から突出させる突出孔用孔を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示の表示装置においては、放熱性及び耐振動性を有することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の表示装置の実施形態である表示装置を前面側から見た構成図。

【図2】図１の表示装置を背面側から見た構成図。

【図3】図１のIII－III線に沿う断面図。

【図4】ケースの樹脂部を背面側から示す斜視図。

【図5】ケースの金属部を背面側から示す斜視図。

【図6】図２のVI－VI線に沿う断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本開示に係る表示装置は、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される。本実施形態においては、一例として、取付先としての車両のインストルメントパネル内に搭載される表示装置を用いて本開示の表示装置を説明する。

【0011】

図１は、本開示の表示装置の実施形態である表示装置１を前面側から見た構成図である。
図２は、図１の表示装置１を背面側から見た構成図である。
図３は、図１のIII－III線に沿う断面図である。

【0012】

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１から図６における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。なお、表示装置１がユーザに視認される側を「前」とする。

【0013】

表示装置１は、車両のインストルメントパネル内に搭載される。表示装置１は、ケース１０と、バイザー２０と、カバー３０と、表示ユニット４０と、回路基板５０と、を主に有する。

【0014】

ケース１０は、内部空間に表示ユニット４０及び回路基板５０をこれらの後方から収容し、これらを外的衝撃や塵埃等から保護する。ケース１０は、表示画面４１を露出させる略四角形の開口１１を前方に有する。ケース１０は、樹脂部６０と、金属部７０と、を有する。樹脂部６０及び金属部７０の詳細は後述する。

【0015】

バイザー２０は、黒色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン樹脂）からなる。バイザー２０は、ケース１０の樹脂部６０に前方からフック等を介して取り付けられ、表示装置１の前方のケースとしても機能する。バイザー２０は、本体２１と、バイザープレート２５と、を有する。本体２１は、表示画面４１に対して下方に向って徐々に離れる方向に傾斜する開口面を有する開口２２を有する。バイザープレート２５は、本体２１と別体に形成され、本体２１の後方に配置される。バイザープレート２５は、ケース１０内部の不要な領域を覆い、表示ユニット４０の表示画面４１を矩形に区画する。

【0016】

カバー３０は、透光性を有する無機ガラスや樹脂（例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））からなる。カバー３０は、本体２１の開口２２を前方から覆い、ケース１０内部の表示ユニット４０や回路基板５０を塵埃等から保護する。

【0017】

表示ユニット４０は、回路基板５０及びケース１０に支持されてケース１０内部に配置される。表示ユニット４０は、表示パネルと、バックライトユニットと、を有する。

【0018】

表示パネルは、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示パネルである。表示パネルは、例えば１２インチ以上の大型パネルである。表示パネルは、液晶層を封入する一対の表面ガラス基板を有する。一対のガラス基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により透明電極が形成される。また、表示パネルは、一対の表面ガラス基板を挟み込むように配置された一対の表面偏光板（偏光フィルタ）を有する。表示パネルは、図示しないフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits））を介して、回路基板５０に接続される。表示パネルは、回路基板５０の制御部５１により制御されることにより、透明電極を介して液晶層に駆動電圧が印加される。これにより、液晶層の液晶分子の配向が制御され、表示パネルの個々の画素の透過率が変化することにより、表示パネルは画像を表示する。

【0019】

バックライトユニットは、表示パネルの後方に設けられる。バックライトユニットは、光源基板及び導光体からなり、表示パネルを後方から照明する。光源基板は、光源の一例である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を実装する。光源基板は、ＦＰＣ等の可撓性基板を介して、回路基板５０と接続される。ＬＥＤは、駆動電流が供給されると、導光体に向けて光を出射する。導光体は、ＬＥＤが出射した光を表示パネルに向けて導く。導光体は、平板状に形成された、透明樹脂（例えばＰＭＭＡ）である。

【0020】

回路基板５０は、ケース１０に支持されて表示ユニット４０の後方でケース１０内部に配置される。回路基板５０は、表示ユニット４０を制御するための制御部５１を主に有する。回路基板５０は、制御部５１を背面５０ｂ（表示装置１の背面側）に搭載する。制御部５１は、いわゆるＧＤＣ（Graphics Display Controller）であり、相対的に高熱を発する発熱体である。制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有し、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部５１は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、エンジン回転数、各種車両情報、ナビゲーション情報等を、各種センサ等を介して取得する。制御部５１は、取得した情報に基づき、表示ユニット４０に情報を表示させる。

【0021】

回路基板５０は、複数のコネクタ５２を背面５０ｂに有する。コネクタ５２は、ケース１０を貫通して露出し、車両から延びるケーブル（図示せず）と接続する。

【0022】

次に、ケース１０の詳細について説明する。

【0023】

図４は、ケース１０の樹脂部６０を背面６２ｂ側から示す斜視図である。
図５は、ケース１０の金属部７０を背面７４ｂ側から示す斜視図である。
図６は、図２のVI－VI線に沿う断面図である。

【0024】

樹脂部６０は、基面６２と、基面６２から前方に立ち上がった側壁６５と、からなる箱状であり、ケース１０の略外形を成す。樹脂部６０は、黒色等の樹脂（例えばポリプロピレン樹脂）からなる。基面６２は、背面開口６３と、コネクタ用突出孔６４と、を有する。

【0025】

背面開口６３は、基面６２であって、主に金属部７０が配置される領域に形成される。コネクタ用突出孔６４は、前後方向（表示装置１の前面と背面とを結ぶ方向）についてコネクタ５２の周囲を覆いつつコネクタ５２の端子５３を露出させ、筒状を有する。

【0026】

金属部７０は、熱伝導性に優れ、剛性を有する金属（例えば、マグネシウム合金、アルミニウム合金）からなる。金属部７０は、連続した一の部材から形成される。金属部７０は、樹脂部６０の背面６２ｂに重なるように、後方からネジで樹脂部６０に取り付けられる。また、ケース１０は、複数の金属製の部材が組み合わされた金属部が樹脂部６０に取り付けられて形成されるのではなく、一部品としての金属部７０が樹脂部６０に組み合わされることにより形成される。

【0027】

金属部７０は、基面７４と、熱接触部７５と、放熱フィン７６と、突出孔用孔７７と、上取付ステー７８と、下取付ステー７９と、を有する。

【0028】

基面７４は、上辺７１及び下辺７２を有する略台形状を有する平板状部材である。上辺７１は、表示装置１の車両への取付時における鉛直（重力）方向上側に位置する、基面７４の辺である。下辺７２は、車両への取付時において上辺７１に対して鉛直方向下側に位置する、上辺７１と対向する基面７４の辺である。基面７４は、樹脂部６０にネジ止めされるための複数のネジ孔８０を有する。

【0029】

熱接触部７５は、基面７４の前面７４ａ（第一面）に設けられる、回路基板５０の制御部５１と熱的に接触する部分である。図３に示すように、熱接触部７５は、熱伝導シート９０を介して制御部５１と接触する。熱伝導シート９０は、制御部５１の熱を金属部７０に効率良く伝えるために設けられる。熱伝導シート９０は、例えば柔軟で密着性に優れた良熱伝導性のシリコーンやアクリル、ポリオレフィン等からなる。

【0030】

放熱フィン７６（放熱部）は、制御部５１から伝わる熱を放熱する。放熱フィン７６は、熱接触部７５を略中心にして背面７４ｂ（第二面）に設けられた複数のリブ状部材である。放熱フィン７６は、上下方向に延び、背面７４ｂから後方に突出する。放熱フィン７６は、基面７４の表面積を増加させるため、形成可能な位置に多く設けられるのが好ましい。

【0031】

突出孔用孔７７は、樹脂部６０のコネクタ用突出孔６４に対応する位置に形成される。突出孔用孔７７は、コネクタ用突出孔６４を金属部７０の背面７４ｂから後方に突出させる。これにより、金属部７０とコネクタ５２との間には突出孔用孔７７が位置し、金属部７０はコネクタ５２に非接触となる。

【0032】

上取付ステー７８及び下取付ステー７９は、表示装置１を取付先としての車両のインストルメントパネル内に取り付けるために用いられる。上取付ステー７８は、基面７４の上辺７１であって、上辺７１及び下辺７２の辺方向（左右方向）において熱接触部７５に少なくとも一部が重なる位置に設けられる。２個の下取付ステー７９は、下辺７２の左右方向両端にそれぞれ設けられる。

【0033】

このように形成されたケース１０においては、金属部７０は少なくとも上取付ステー７８及び放熱フィン７６を成し、樹脂部６０は金属部７０で形成される部分以外の部分を成す。またケース１０が回路基板５０と接触する箇所において、樹脂部６０が金属部７０よりも回路基板５０側に配置される。すなわち、金属部７０は、回路基板５０に対しては非接触となるように、ケース１０は形成される。例えば、図３におけるケース１０と回路基板５０との接触箇所１５は、背面視において金属部７０の位置に重なり合うが、樹脂部６０のネジ孔６６が前面視において金属部７０のネジ孔８０を覆うように形成される。これにより、金属部７０と回路基板５０との間には、樹脂部６０が配置される。

【0034】

このような表示装置１は、ケース１０のうち、放熱フィン７６、上取付ステー７８、及び下取付ステー７９を金属部７０で形成し、それ以外の箇所を樹脂部６０で形成した。これにより、表示装置１は、制御部５１から伝わる熱を放熱フィン７６で効率的に放熱すると共に、剛性を有する金属で形成された取付ステー７８、７９を介して強固に車両に取り付けられる。また、表示装置１は、金属材料からなるケース１０の範囲が抑制されるため、ケース１０の過度な重量の増加を抑制できる。表示装置１は、重量の増加が抑制できる上、金属製の取付ステー７８、７９により強固に取り付けられる。このため、表示装置１は、車両への取付強度の低下を抑制し、耐振動性の低下も抑制する。

【0035】

よって、表示装置１は、放熱性と耐振動性とを両立できる。また、金属部７０は、樹脂材料に比べて高価な金属材料が使用されるが、表示装置１は、金属材料からなる範囲を限定したため、材料費の増加も抑制できる。

【0036】

また、熱接触部７５を介して伝わる制御部５１の熱は、鉛直方向上方に流れる。表示装置１は、上取付ステー７８を熱接触部７５が形成される基面７４と連続した、熱接触部７５の直上に配置した。これにより、表示装置１は、熱接触部７５からの熱を上取付ステー７８まで到達させ、上取付ステー７８から効率良く放熱できる。すなわち、上取付ステー７８は、放熱部として機能する。これにより、表示装置１はより放熱性を向上させることができる。

【0037】

さらに、金属部７０を設けたことに伴い、回路基板５０自体やコネクタ５２と、金属部７０との振動等による接触により、接触面が削れ、傷付いたり粉ふきが生じたりする虞がある。これに対しては、表示装置１は、金属部７０と回路基板５０とが非接触となるようにケース１０を構成した。これにより、回路基板５０と接触するのは金属部７０より柔らかい材料である樹脂部６０となり、金属部７０との接触に比べて傷付きや粉ふきを低減できる。また、回路基板５０と金属部７０とが非接触であるため、表示装置１は、回路基板５０と金属部７０との不要な導通を抑制できる。

【0038】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0039】

例えば、金属部７０の形状は一例であって、放熱フィン７６（放熱部）と上取付ステー７８（取付ステー）が少なくとも形成されていれば、他の形状であってもよい。

【0040】

静電気対策のため、回路基板５０と金属部７０とが意図的に接触してもよい。発熱体が制御部５１である例を説明したが、他の電子部品であってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 表示装置
１０ ケース
１１ 開口
１５ 接触箇所
２０ バイザー
２１ 本体
２２ 開口
２５ バイザープレート
３０ カバー
４０ 表示ユニット
４１ 表示画面
５０ 回路基板
５０ｂ 背面
５１ 制御部（発熱体）
５２ コネクタ
５３ 端子
６０ 樹脂部
６２ 基面
６２ｂ 背面
６３ 背面開口
６４ コネクタ用突出孔
６５ 側壁
６６ ネジ孔
７０ 金属部
７１ 上辺
７２ 下辺
７４ 基面
７４ａ 前面
７４ｂ 背面
７５ 熱接触部
７６ 放熱フィン（放熱部）
７７ 突出孔用孔
７８ 上取付ステー（取付ステー）
７９ 下取付ステー
８０ ネジ孔
９０ 熱伝導シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】