JPS638928Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、液晶表示装置に関し、特に、照明
用の白熱灯光源による液晶表示素子の温度上昇を
少なくするための改良に関するものである。

以下従来例およびこの考案の一実施例を自動車
用計器板に適用したものを例に説明する。

液晶表示装置は透明電極を蒸着あるいはスパツ
タした２枚のガラス板の間に液晶材料を注入し、
その周囲を有機シール材で封止し、さらにTN形
液晶を用いたものでは二枚の偏光板が両面にはり
付けられた構成になつている。液晶材料は電気的
に光を制御できるがその使用可能な温度範囲は最
近の材料では−40℃〜＋85℃で動作するものが報
告されているが、この温度範囲、特に高温側を越
えると全く表示機能が失なわれる。このことは自
動車の計器板、安全表示板等に使用する場合、そ
の安全性を確保する見地から大きな課題となつて
いる。

液晶表示装置の使用上の点からは、液晶表示素
子が受光素子であることから、暗いところでも視
認できるためには照明用光源が必要である。特に
自動車用計器板に使用する場合はダシユボードに
表示装置を装着するので限られた空間に所定のも
のを入れるため、接近して部品を配置しなければ
ならない。自動車には照明灯としてタングステン
ランプが使われている。このタングステンランプ
は入力電力に対して可視光の出力は約６〜10％
で、残りの90〜94％は赤外線と熱になる。この赤
外線も熱に変換されるので液晶表示素子の照明光
源に近い部分ほど加熱され温度が上昇する。表示
板が配設される自動車のダシユボードの周囲温度
は75℃近くになることがあるから、液晶表示素子
の動作可能温度の上限85℃に対し約10℃（85℃−
75℃）の余裕しかなく、熱設計がきびしくなるこ
とが理解できる。

第１図ａは従来の液晶表示装置を用いた自動車
の計器板の要部の断面図、第１図ｂはその温度分
布を示す図で、液晶表示装置１は、液晶表示素子
２、この液晶表示素子２を照明する透明なアクリ
ル等からなる面光源３、その光源となる複数個の
ランプ４、表示を視認しやすくし、また保護する
ためのフロントシート５およびフロントパネル６
で構成されている。フロントパネル６およびフロ
ントシート５は透明なアクリルまたはポリカーボ
ネイトが安価で量産可能という理由から用いら
れ、フロントパネルの表示面以外の面域は余計な
照明光をしや断するための塗装したり、表示の視
認性を上げるため補助線や文字・数字および背景
色等が印刷されている。

第１図ｂ中の温度分布曲線ａ及びｂは、それぞ
れ第１図ａ中のａ−a′線上（ランプ４の中心を通
る）および断面ｂ−b′線上（液晶表示素子２の面
上）の温度分布をランプ４からの距離を横軸に、
縦軸に温度をとつて示した。ランプ４による液晶
表示素子２の温度上昇は面光源３及びフロントシ
ート５を介する熱伝導と、ランプ４から直接入射
する赤外線による（曲線ａではランプ４からの距
離l₁で、曲線ｂではランプ４の位置でピーク値を
もつ）。第１図ａでは光を実線の矢印で、熱伝導
を破線の矢印で示した。通常、液晶表示素子２や
ランプ４を収納する容器は軽量で量産できること
からプラスチツクで形成されているので、容器の
側壁７からの熱の放出はほとんど期待できない。
そのため、液晶表示素子２のランプ４に近い端部
の温度が上昇し、液晶材料の温度範囲を越える恐
れがある。

従来の自動車用計器板は以上のように構成され
ているので、光源の熱により、液晶表示素子に局
部的な温度上昇を生じ、表示不能となり易い欠点
があつた。

この考案は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので照明用光源から輻射
される可視光のみを液晶表示装置を構成する面光
源内に導くとともに、熱および赤外線が液晶表示
素子に伝播するのをさえぎる構成とすることによ
り液晶素子の照明光源による温度上昇を少なくし
たものである。

第２図ａはこの考案の一実施例の要部の断面
図、同図ｂはそのａ−a′線およびｂ−b′線上の温
度分布を示す図で、８はランプ４を囲むようにし
て、光をよく反射すると共に熱伝導のよい金属フ
イルムや金属板等で形成された反射板で、ランプ
４からの赤外線がフロントシート５および液晶表
示素子２に直接照射されない構造になつている。
９は赤外線吸収体でランプ４からの赤外線を吸収
し、可視光のみを通すもので鉛ガラスまたはやや
厚いアクリル板で構成され、この吸収体９と反射
板８とでランプ４を収容するランプハウジング１
２を構成する。このランプハウジング１２と面光
源３、フロントシート５および液晶表示素子２と
の間には断熱作用をする空気の間げき１１ａ，１
１ｂを設ける。このような構造によりランプ４と
液晶表示素子２との間の熱抵抗は大きくなり、反
射板８を介して放熱片８ａから熱が逃げやすくな
る。さらに面光源３の液晶表示素子２の反対側に
金属フイルムや金属板等で形成された放熱板１０
を、ランプ５に近い側で密着するようにして取り
つけているので面光源３の端面に入射した熱エネ
ルギーは、この放熱板１０を介して放出されるの
で面光源３の温度上昇がさけられる。この結果、
面光源３を介して加熱されることによる液晶表示
素子２の温度上昇を防ぐことができる。第２図ｂ
に示し、曲線ａ，ｂを第１図ｂに示した特性曲線
ａ，ｂと比較すると、温度上昇している部分がａ
−a′線上では吸収体９（ランプ４から吸収体９ま
での距距l₂）に集中しており、ｂ−b′線上ではラ
ンプ４よりやや吸収体９に近い側にピーク値があ
る。しかし、液晶表示素子２の側は空隙１１ｂに
よる断熱で熱抵抗が大きく反射板８へ熱が逃げや
すいため、温度分布は側壁７の側へ集まつている
ことが理解できる。

このように、この考案にかかる装置では、光源
から輻射される熱エネルギーは、液晶表示素子に
は極めてわずかしか伝達されないので、照明光源
による温度上昇は最小限に抑制される。

なお、上記実施例では、放熱板１０を設けたも
のを示したが、赤外線吸収体９による吸収を増
し、放熱片８ａを介して放熱する量が多くなるよ
うに構成すれば省略することができる。

以上の説明は、自動車用計器板に適用したもの
を例にしたが、周囲温度が高温となるところで使
用される液晶表示装置に広く適用できることはい
うまでもない。

この考案は、液晶表示素子の背面に配設された
透明板へ照明光を供給する白熱灯光源を、、透明
板と間隙をもつて配設されたランプハウジングに
収容するとともに、白熱灯光源から上記透明板端
面への光路上に赤外線吸収体を設けたことを特徴
とするもので、白熱灯光源による液晶表示素子の
温度上昇を少く抑制することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の自動車のダツシユボードに装
着した液晶表示素子を用いた計器板の照明光源ま
わりの構成を示す断面図、同図ｂはその温度分布
図、第２図ａはこの考案の一実施例の要部断面
図、同図ｂはその温度分布図である。 図において１は液晶表示装置、２は液晶表示素
子、３は面光源、４はランプ、５はフロントシー
ト、６はフロントパネル、７は側壁、８は反射
板、８ａは放熱片、９は赤外線吸収体、１０は放
熱板、１１ａ，１１ｂは空隙、１２はランプハウ
ジングである。なお図中同一符号はそれぞれ同一
または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液晶表示素子と、この液晶表示素子の背面に配
   設された透明板と、この透明板の端面から照明光
   を入射させる白熱灯光源と、この白熱灯光源を収
   容し、上記透明板の端面と間隙をもつて配設され
   たランプハウジングと、上記白熱灯光源から上記
   透明板の端面への光路上に設けられ、上記白熱灯
   光源からの赤外線を吸収する赤外線吸収体とを備
   え、上記白熱灯光源から上記液晶表示素子への熱
   および赤外線の伝播を抑制するようにしたことを
   特徴とする液晶表示装置。