JP2016039529A - 装着型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】重量増加を抑えつつ、表示パネルから放熱することが可能な装着型表示装置を提供する。【解決手段】表示パネルと、表示パネルを保持する筐体と、表示パネルから筐体に熱を伝導させる放熱シートと、を備える装着型表示装置に関する。【選択図】図4
Description
本発明は、装着型表示装置に関するものである。
近年、装着型表示装置として、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)が提案されている。このようなHMDとして、有機EL素子を含む表示パネルを搭載したものが知られている(例えば、下記特許文献1参照)。表示パネルとして有機EL素子を用いた場合、発熱による表示特性低下等といった問題が発生する。そのため、表示パネルの放熱性を向上させることが重要である。
ところで、HMDにおいては装着性が重視されるため、小型かつ軽量なものが望まれている。しかしながら、上記従来技術においては、放熱性を考慮するあまり、軽量化が不十分であり、装着性が優れているとは言い難かった。そこで、重量をできるだけ増やすことなく、熱の影響を低減できる新たな技術の提供が望まれている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、重量増加を抑えつつ、表示パネルから放熱することが可能な装着型表示装置を提供することを目的とする。
本発明の態様に従えば、表示パネルと、前記表示パネルを保持する筐体と、前記表示パネルから前記筐体に熱を伝導させる放熱シートと、を備える装着型表示装置が提供される。
本発明の態様に係る構成によれば、表示パネルで発生した熱を軽量なシート部材により筐体に逃がすことができる。よって、表示パネルの発熱が抑制されることで、表示パネルにおける熱による特性低下といった不具合の発生を抑制することができる。
したがって、製品重量の増加を抑えつつ、表示パネルから放熱することが可能な表示装置を提供することができる。
したがって、製品重量の増加を抑えつつ、表示パネルから放熱することが可能な表示装置を提供することができる。
上記態様において、前記放熱シートは、可撓性を有する構成としてもよい。
この構成によれば、放熱シートが可撓性を有するので、放熱シートを種々の方向に引き回すことができる。よって、熱源となる表示パネルと、放熱先となる筐体との位置関係の制約を受けることなく、良好に放熱することができる。
この構成によれば、放熱シートが可撓性を有するので、放熱シートを種々の方向に引き回すことができる。よって、熱源となる表示パネルと、放熱先となる筐体との位置関係の制約を受けることなく、良好に放熱することができる。
上記態様において、前記表示パネルの端子にフレキシブル基板が接続されており、前記放熱シートは、前記フレキシブル基板に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、放熱シートがフレキシブル基板により構成されるので、部品点数を減らすことでコスト低減および軽量化を実現することができる。
この構成によれば、放熱シートがフレキシブル基板により構成されるので、部品点数を減らすことでコスト低減および軽量化を実現することができる。
上記態様において、前記放熱シートは、前記表示パネルよりも面積が大きい構成としてもよい。
この構成によれば、熱源となる表示パネルの全面から筐体側に効率良く熱を放熱することができる。
この構成によれば、熱源となる表示パネルの全面から筐体側に効率良く熱を放熱することができる。
上記態様において、前記放熱シートは、前記表示パネルと接続される第1の面と、前記第1の面に対して折り曲げられた第2の面と、を有する構成としてもよい。
この構成によれば、第2面を介して筐体に熱を確実に放熱することができる。
この構成によれば、第2面を介して筐体に熱を確実に放熱することができる。
上記態様において、前記第1の面は、熱伝導性接着剤を介して前記表示パネルに接着される構成としてもよい。
この構成によれば、表示パネルから筐体側へ効率良く伝熱することができる。
この構成によれば、表示パネルから筐体側へ効率良く伝熱することができる。
上記態様において、前記筐体は、熱伝導性を有する熱伝導部分を含み、前記第2の面は、前記熱伝導部分に接着されている構成としてもよい。
この構成によれば、筐体から効率良く放熱することができる。
この構成によれば、筐体から効率良く放熱することができる。
上記態様において、前記熱伝導部分は、熱伝導フィラーを含有する構成としてもよい。
この構成によれば、熱伝導部分から効率良く放熱することができる。
この構成によれば、熱伝導部分から効率良く放熱することができる。
上記態様において、前記放熱シートは、グラファイトシートから構成されてもよい。
この構成によれば、シート自体が軽量なため、製品重量を抑えることができる。
この構成によれば、シート自体が軽量なため、製品重量を抑えることができる。
上記態様において、前記放熱シートは、金属シートから構成されてもよい。
この構成によれば、表示パネルの熱を効率良く放熱することができる。
この構成によれば、表示パネルの熱を効率良く放熱することができる。
上記態様において、前記筐体は、前記表示パネルからの画像を観察者の目に向けて視認させる光学部材を保持する金属製のツル部を含み、前記放熱シートは、前記ツル部と導電性接着剤を介して接着されている構成としてもよい。
この構成によれば、筐体を構成する金属製のツル部を利用して効率良く放熱することができる。
この構成によれば、筐体を構成する金属製のツル部を利用して効率良く放熱することができる。
上記態様において、前記表示パネルは、半導体基板を含む構成としてもよい。
この構成によれば、表示パネル自体の放熱性を向上させることができる。
この構成によれば、表示パネル自体の放熱性を向上させることができる。
上記態様において、前記表示パネルは、マイクロディスプレイから構成される構成としてもよい。
この構成によれば、重量が抑えられた装置を提供することができる。
この構成によれば、重量が抑えられた装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
本実施形態においては、装着型表示装置の一実施形態に係る構成として、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイ(以下、HMDと称す)を例に挙げる。HMDは、該表示装置を装着した観察者又は使用者に対して虚像による画像光を視認させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで視認又は観察させることができる。
(第1実施形態)
図1は、HMD100の使用形態を示す図である。図1に示すように、本実施形態のHMD100は、観察者Mの頭部に装着されることで使用される。
図1は、HMD100の使用形態を示す図である。図1に示すように、本実施形態のHMD100は、観察者Mの頭部に装着されることで使用される。
図2はHMD100の概略構成を示す図である。
図2に示すように、HMD100は、観察者の眼前を透視可能に覆う第1光学部材101及び第2光学部材102と、第1画像形成部103および第2画像形成部104と、筐体105とを備える。
図2に示すように、HMD100は、観察者の眼前を透視可能に覆う第1光学部材101及び第2光学部材102と、第1画像形成部103および第2画像形成部104と、筐体105とを備える。
第1光学部材101及び第2光学部材102は、観察者の顔面に沿うように湾曲した円弧状の部材であり、それぞれ導光及び透視用のプリズム部と、透視用の光透過部とを含む。第1光学部材101及び第2光学部材102は、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されており、例えば金型内に熱可塑性樹脂を注入・固化させることにより成形されている。第1光学部材101および第2光学部材102において、プリズム部は画像光の導波及び射出を可能にするとともに外界光の透視を可能にし、光透過部は可視域で高い光透過性を有する。
ここで、図1中左側の第1光学部材101と第1画像形成部103とを組み合わせた第1表示装置100Aは、右眼用の虚像を形成するとともに、単独でも虚像表示装置として機能する。また、図1中右側の第2光学部材102と第2画像形成部104とを組み合わせた第2表示装置100Bは、左眼用の虚像を形成するとともに、単独でも虚像表示装置として機能する。
筐体105は、U字状に折れ曲がった細長い板状の部材である。筐体105は、第1光学部材101及び第2光学部材102と、第1画像形成部103および第2画像形成部104とを保持する。筐体105は、フレーム105Aと、該フレーム105Aの左右両端から後方に延びるツル部105Bと、外装部品106とを含む。フレーム105Aおよびツル部105Bは、アルミニウムやマグネシウムなどの放熱性に優れた金属製部品から構成される。
フレーム105Aは、第1光学部材101及び第2光学部材102を所定位置にアライメントした状態で保持する。ツル部105Bは、第1画像形成部103および第2画像形成部104を所定位置にアライメントした状態で保持する。なお、ツル部105Bは、ヒンジ構造を有していてもよく、この場合、ツル部105Bは折り畳みが可能となる。
外装部品106は、第1画像形成部103および第2画像形成部104を内部に収容するとともにツル部105Bの一部を覆っている。外装部品106は、外面側部品106Aおよび内面側部品106Bを含み、これらが嵌合することで筐体105の一部を構成している。
本実施形態において、第1画像形成部103および第2画像形成部104は、それぞれ第1光学部材101及び第2光学部材102に対してアライメントされた状態でツル部105Bに固定されている。
フレーム105Aには、第1及び第2光学部材101、102の下辺部を保護するためのプロテクター108が設けられている。プロテクター108には、パッド状の鼻当て部材108aがそれぞれ形成されている。プロテクター108は、2段のクランク状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、金属材料又は樹脂材料で形成された一体部品である。
ここで、第1表示装置100Aおよび第2表示装置100Bについて説明する。なお、第1表示装置100Aおよび第2表示装置100Bは同一構成を有することから、ここでは第1表示装置100Aを例に挙げて説明する。
第1表示装置100Aは、投影用の光学系である投射透視装置70と、映像光を形成する表示パネル80とを備えている。投射透視装置70は、第1画像形成部103によって形成された画像を虚像として観察者の眼に投射する役割を有する。投射透視装置70は、第1光学部材101と、結像用の投射レンズ50とを含む。投射透視装置70の投射レンズ50と表示用の画像パターンを形成する表示パネル80とは、第1画像形成部103を構成する。
投射レンズ50は、その鏡筒(不図示)を利用してツル部105Bに直接固定されている。このような固定の際、鏡筒の上面と、ツル部105Bの下面とが当接してアライメントが達成されている。また、第1光学部材101は、その光入射部が鏡筒の光出射面側に光学的に接続されている。これにより、投射レンズ50からの光が第1光学部材101内に良好に導かれる。なお、表示パネル80は、例えば、投射レンズ50の鏡筒に嵌め込むようにして保持されている。
なお、第2表示装置100Bおいても、投射透視装置70と表示パネル80とを備えている。投射透視装置70は、第2光学部材102と投射レンズ50とを含む。投射レンズ50および表示パネル80が第2画像形成部104を構成している。
本実施形態において、第1画像形成部103または第2画像形成部104の構成要素である表示パネル80はマイクロディスプレイから構成される。具体的に、表示パネル80は、複数の画素回路や当該画素回路を駆動する駆動回路などがシリコン等の半導体基板に形成された有機EL装置で構成される。
図3は表示パネル80の概略構成を示す平面図である。図3に示すように、表示パネル80(有機EL装置)は、素子基板81を有している。素子基板81には、表示領域E0(図中、一点鎖線で表示)と、表示領域E0の外側に非表示領域E3とが設けられている。表示領域E0は、実表示領域E1(図中、二点鎖線で表示)と、実表示領域E1を囲むダミー領域E2とを有している。表示パネル80は、有機EL素子30から発した光がカラーフィルターを透過して対向基板(不図示)側から取り出されるトップエミッション方式を採用する。そのため、対向基板は透明な例えばガラスなどの基板である。一方、素子基板81は透明である必要は無く、本実施形態では例えばシリコン基板から構成されている。これにより、後述のように有機EL素子30の熱が素子基板81を介して外部に効率良く取り出されるようになっている。
実表示領域E1には、発光画素としてのサブ画素18がマトリックス状に配置されている。サブ画素18は、発光素子としての有機EL素子30を備えており、不図示のスイッチング用トランジスター及び駆動用トランジスターの動作に伴って、青(B)、緑(G)、赤(R)のうちいずれかの色の発光が得られる構成となっている。
本実施形態では、同色の発光が得られるサブ画素18が第1の方向に配列し、異なる色の発光が得られるサブ画素18が第1の方向に対して交差(直交)する第2の方向に配列した、所謂ストライプ方式のサブ画素18の配置となっている。以降、上記第1の方向をY方向とし、上記第2の方向をX方向として説明する。なお、素子基板81におけるサブ画素18の配置はストライプ方式に限定されず、モザイク方式、デルタ方式であってもよい。
ダミー領域E2には、主として各サブ画素18の有機EL素子30を発光させるための周辺回路が設けられている。例えば、図3の左右方向において実表示領域E1を挟んだ位置にY方向に延在して一対の走査線駆動回路16が設けられている。
素子基板81の左右方向に平行な一辺部(図中の下方の辺部)に、外部駆動回路との電気的な接続を図るためのフレキシブル基板(以下、FPCと称す)43が接続されている。FPC43の表面43aには、FPC43の配線を介して素子基板81側の周辺回路と接続される駆動用IC44が実装されている。
表示領域E0と素子基板81の外縁との間、つまり非表示領域E3には、例えば各サブ画素18の有機EL素子30の対向電極(不図示)に電位を与えるための配線29、端子部40などが形成されている。配線29は、FPC43が接続される素子基板81の辺部を除いて、表示領域E0を囲むように素子基板81に設けられている。端子部40は、FPC43が接続される素子基板81の辺部に形成されている。
また、表示パネル80は、大気中の酸素および水等から保護すべく、有機EL素子30を内部に封止した構造を採用している。表示パネル80は、有機EL素子30に電流を流して発光させるが、印加された電力を全て光に変換できないため、熱が発生する。発熱した状態で長時間使用すると、熱の影響により発光特性が変化してしまうといった問題が生じるおそれがある。
特に、HMD100においては、表示パネル80(第1画像形成部103または第2画像形成部104)が外装部品106によって覆われた構造を採用するため、上述したような熱のこもりが発生しやすい。熱の影響を抑制して安定した画像表示特性を得るためには、表示パネル80で発生した熱を外部に効率良く放出することが重要である。
このような問題に対し、本実施形態のHMD100は、表示パネル80から筐体105に熱を放熱させる放熱シートを備えることで、表示パネル80で発生した熱を外部に放出するようにした。
具体的に本実施形態において、放熱シートは表示パネル80に接続されたFPC43に設けられている。以下、放熱シートを用いた表示パネル80の放熱構造について説明する。
図4は、表示パネル80の放熱構造を示す分解斜視図である。図4では図を見易くするため、外装部品106を取り外し、表示パネル80を露出させた状態としている。
図4に示されるように、放熱シート90は、FPC43における駆動用IC44(図3参照)が実装された表面43aと反対の裏面43bに形成されている。放熱シート90は、FPC43の裏面43bに形成された金属シートから構成される。本実施形態では、放熱シート90として例えばアルミニウムやマグネシウムを用い、50μm程度まで薄くすることにより可撓性と形状復元性(バネ性)を持たせている。これにより、放熱シート90を軽量化することでHMD100の製品重量の増加を抑制している。
図4に示されるように、放熱シート90は、FPC43における駆動用IC44(図3参照)が実装された表面43aと反対の裏面43bに形成されている。放熱シート90は、FPC43の裏面43bに形成された金属シートから構成される。本実施形態では、放熱シート90として例えばアルミニウムやマグネシウムを用い、50μm程度まで薄くすることにより可撓性と形状復元性(バネ性)を持たせている。これにより、放熱シート90を軽量化することでHMD100の製品重量の増加を抑制している。
本実施形態において、放熱シート90は、表示パネル80に接続される第1の面90aと、第1の面90aに対して折り曲げられ、ツル部105Bに接続される第2の面90bとを含む。そのため、放熱シート90は、表示パネル80の発熱面となる素子基板81の裏面よりも広い面積を有している。
FPC43は投射レンズ50(鏡筒)に保持された状態の表示パネル80から下方に引き出される。以下、FPC43のうち、素子基板81と接続された側を基部側といい、反対側を先端側という。
FPC43は、基部側にて、ツル部105Bに向けて折り曲げられることで裏面43bに形成された放熱シート90の第1の面90aが表示パネル80の素子基板81に接続されている。第1の面90aは、表示パネル80(素子基板81)の裏面(表示パネル80の画像投射側と反対の面)の全面に接続されている。第1の面90aは、素子基板81に対して熱伝導接着剤83を介して接着されている。熱伝導接着剤83は、例えば、酸化ケイ素や酸化アルミニウム等のフィラーを含有する。
また、放熱シート90は、第1の面90aよりも先端側において該第1の面90aに対して折り曲げられた第2の面90bがツル部105Bの下面に接続される。ここで、ツル部105Bは、少なくとも第2の面90bとの接続面が平坦である。これによれば、放熱シート90とツル部105Bとの接触面積が十分確保される。なお、放熱シート90の第2の面90bは、ツル部105Bの下面に対して熱伝導接着剤83を介して接着されている。
FPC43は、第2の面90bよりも先端側において下方に折り曲げられており、該折り曲げられた部分の先端が電源部(不図示)に接続されることで表示パネル80に対して電力を供給可能である。
本実施形態のHMD100は、第1画像形成部103および第2画像形成部104において、表示パネル80から射出された画像光が投射レンズ50を介して第1光学部材101および第2光学部材102内を導光される。第1光学部材101および第2光学部材102の所定面を通過した画像光は、観察者の眼の瞳に略平行光束として入射する。つまり、観察者は、虚像としての画像光により、表示パネル80に形成された画像を観察することができる。また、観察者は、第1光学部材101および第2光学部材102越しに外界像を観察することができる。
HMD100は画像表示時に表示パネル80が発熱する。本実施形態では、表示パネル80が熱伝導性に優れたシリコン基板からなる素子基板81を備えるので、表示パネル80の熱が素子基板81に伝わる。素子基板81の熱は、該素子基板81の裏面に接した放熱シート90へと伝わる。放熱シート90は、第1の面90aが表示パネル80(素子基板81)の裏面全面に接続されるので、表示パネル80の熱を効率良く取り出すことができる。放熱シート90に伝わった熱は、放熱シート90の面方向に沿って伝達し、第2の面90bおよび熱伝導接着剤83を介してツル部105Bへと伝わり、該ツル部105Bから大気中に放出される。放熱シート90は、表示パネル80の発熱面よりも表面積が大きいため、熱源となる表示パネル80の全面からツル部105B側に効率良く放熱することができる。
以上、述べたように本実施形態のHMD100によれば、表示パネル80で発生した熱を軽量且つ導電性に優れた放熱シート90を介してツル部105B(筐体)に伝導させることで外部に放出することができる。よって、有機EL素子30における熱のこもりを緩和することで長時間に亘って安定した表示特性を得ることができる信頼性の高い表示装置を提供することができる。
また、HMD100は観察者の頭部に装着されることから製品重量を抑えることが重要である。これについても、放熱シート90が可撓性を有する程度の厚みで薄く構成されているため、HMD100の製品重量の増加させることが無い。したがって、製品重量の増加を抑えつつ、表示パネル80の放熱を行うことができる信頼性の高いHMD100を提供できる。
また、放熱シート90が可撓性を有するので、放熱シート90を種々の方向に引き回すことができる。よって、熱源となる表示パネル80と、放熱先となるツル部105Bとの位置関係の制約を受けることなく、良好に放熱を行うことができる。
また、HMD100は、放熱シート90がFPC43により構成されるので、部品点数を減らすことでコスト低減および軽量化を実現することができる。
また、HMD100は、マイクロディスプレイから構成された表示パネル80を搭載するので、小型化および軽量化が図られたものとなる。
また、HMD100は、マイクロディスプレイから構成された表示パネル80を搭載するので、小型化および軽量化が図られたものとなる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態として表示パネル80の放熱構造の別形態について説明する。図5は本実施形態に係る表示パネル80の放熱構造を示す図である。本実施形態と第1実施形態との違いは、放熱構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、上記実施形態と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、第2実施形態として表示パネル80の放熱構造の別形態について説明する。図5は本実施形態に係る表示パネル80の放熱構造を示す図である。本実施形態と第1実施形態との違いは、放熱構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、上記実施形態と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
図5に示されるように、本実施形態の放熱シート190は、グラファイトシートから構成されている。グラファイトシートからなる放熱シート190は、層厚方向よりも面内方向に高い熱伝導性を有する。このようなグラファイトシートとしては、例えば、グラファイトの層状構造が巨視的なスケールで積み重なった高配向性グラファイトを用いるのが好適である。このような放熱シートとしては、例えば、特開昭58−147087号公報、特開昭60−012747号公報、特開平07−109171号公報、特許第3948000号等に開示されたものを用いることができる。特に、パナソニック株式会社製のPGSグラファイトシート(商品名)は、熱伝導率が銅(Cu)の2〜4倍、アルミニウム(Al)の3〜6倍という高い熱伝導性を有し、紙のような柔軟性(可撓性)を備えていることから、本実施形態の放熱シート190として好適である。これにより、放熱シート190が軽量化されるので、HMD100の製品重量の増加を抑制することができる。
放熱シート190は、表示パネル80の裏面において、少なくとも実表示領域E1(図3参照)と重なる位置に設けられており、望ましくは、走査線駆動回路16等の周辺駆動回路を含む表示領域E0(図3参照)と重なる位置に設けられている。これにより、実表示領域E1や周辺駆動回路から発生した熱を放熱シート190により効率よく外部に放出することができる。
本実施形態において、放熱シート190は、表示パネル80の発熱面となる素子基板81の裏面に接続される第1の面190aと、第1の面190aに対して折り曲げられ、ツル部105Bに接続される第2の面190bとを含む。すなわち、放熱シート190は、表示パネル80(素子基板81)よりも広い面積を有している。
放熱シート190は、第1の面190aが表示パネル80(素子基板81)の裏面全面に接続されている。第1の面190aは素子基板81に対して熱伝導接着剤83を介して接着されており、第2の面190bはツル部105Bの下面に対して熱伝導接着剤83を介して接着されている。
本実施形態において、表示パネル80で発生した熱は、素子基板81の裏面に接着された放熱シート190へと伝わる。放熱シート190は、第1の面190aが表示パネル80(素子基板81)の裏面に接続されるので、表示パネル80の熱を効率良く取り出す。放熱シート190に伝わった熱は、放熱シート190の面方向に沿って伝達し、第2の面190bおよび熱伝導接着剤83を介してツル部105Bへと伝わり、該ツル部105Bから大気中に放出される。放熱シート190は、表示パネル80の発熱面よりも表面積が大きいため、熱源となる表示パネル80の全面からツル部105B側に効率良く放熱することができる。
以上、述べたように本実施形態によれば、表示パネル80で発生した熱を軽量且つ導電性に優れた放熱シート90を介してツル部105B(筐体)に伝導させることで外部に放出することができる。よって、有機EL素子30における熱のこもりが緩和され、長時間に亘って安定した表示特性が得られる信頼性の高いHMDが提供される。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態として表示パネル80の放熱構造の別形態について説明する。図6は本実施形態に係る表示パネル80の放熱構造を示す図である。本実施形態と第1実施形態との違いは、放熱シート90における放熱先であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、上記実施形態と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、第3実施形態として表示パネル80の放熱構造の別形態について説明する。図6は本実施形態に係る表示パネル80の放熱構造を示す図である。本実施形態と第1実施形態との違いは、放熱シート90における放熱先であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、上記実施形態と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態において、放熱シートはHMD100の筐体105の一部を構成する外装部品106に伝達させることで、表示パネル80で発生した熱を外部に放出する。
具体的に、図6に示すように、本実施形態の放熱シート290は、第1実施形態の放熱シート90と同一構成を有しており、FPC43の裏面43bに形成された金属シートから構成される。放熱シート290は、表示パネル80に接続される第1の面290aと、第1の面290aに対して折り曲げられ、筐体105の一部を構成する外装部品106に接続される第2の面290bとを含む。そのため、放熱シート290は、表示パネル80の発熱面となる素子基板81の裏面よりも広い面積を有している。
具体的に、図6に示すように、本実施形態の放熱シート290は、第1実施形態の放熱シート90と同一構成を有しており、FPC43の裏面43bに形成された金属シートから構成される。放熱シート290は、表示パネル80に接続される第1の面290aと、第1の面290aに対して折り曲げられ、筐体105の一部を構成する外装部品106に接続される第2の面290bとを含む。そのため、放熱シート290は、表示パネル80の発熱面となる素子基板81の裏面よりも広い面積を有している。
本実施形態において、FPC43は、投射レンズ50の鏡筒に保持された表示パネル80から側方に向かって(観察者M側に向かって)引き出されている。FPC43は、基部側にて、外面側部品106Aに向けて折り曲げられることで裏面43bに形成された放熱シート290の第1の面290aが素子基板81の裏面に接続されている。第1の面290aは、表示パネル80(素子基板81)の裏面(表示パネル80の画像投射側と反対の面)の全面に接続されている。第1の面290aは、素子基板81に対して熱伝導接着剤83を介して接着されている。
また、放熱シート290は、第1の面290aよりも先端側において該第1の面290aに対して折り曲げられた第2の面290bが外面側部品106Aの内面に接続される。ここで、外面側部品106Aは、少なくとも第2の面290bに接続面が平坦となっている。これによれば、放熱シート290と外面側部品106Aとの接触面積が十分確保される。なお、放熱シート290の第2の面290bは、外面側部品106Aの内面に対して熱伝導接着剤83を介して接着されている。なお、FPC43は、第2の面290bよりも先端側が折り曲げられており、該折り曲げられた部分が電源部(不図示)に接続されることで表示パネル80に対して電力を供給可能である。
本実施形態において、外装部品106のうち少なくとも外面側部品(熱伝導部分)106Aは、熱伝導フィラーを含有した樹脂材料から構成されている。
表示パネル80で発生した熱は、素子基板81の裏面に接着された放熱シート290へと伝わる。放熱シート290は、第1の面290aが表示パネル80(素子基板81)の裏面に接続されるので、表示パネル80の熱を効率良く取り出す。放熱シート290に伝わった熱は、放熱シート290の面方向に沿って伝達し、第2の面290bおよび熱伝導接着剤83を介して外面側部品106Aへと伝わり、該外面側部品106Aから大気中に放出される。放熱シート290は、表示パネル80の発熱面よりも表面積が大きいため、熱源となる表示パネル80の全面から外面側部品106A側に効率良く放熱することができる。
ここで、外面側部品106Aは、内面側部品106Bと異なり、HMDを装着している観察者の顔に接触することがない。そのため、放熱シート290から外装部品106に放熱した場合であっても、観察者に熱を感じさせることで不快感を生じさせるといった不具合の発生を防止することができる。
以上、述べたように本実施形態によれば、表示パネル80で発生した熱を軽量且つ導電性に優れた放熱シート90を介して外装部品106(筐体)に伝導させることで外部に放出することができる。よって、有機EL素子30における熱のこもりが緩和され、長時間に亘って安定した表示特性が得られる信頼性の高いHMDが提供される。
なお、本発明は上記実施形態の態様に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
(変形例1)
上記第2実施形態において、放熱シート190は、グラファイトシートから構成されたが、金属シートから構成されてもよい。放熱シート190として例えばアルミニウムやマグネシウムを用いてもよい。
上記第2実施形態において、放熱シート190は、グラファイトシートから構成されたが、金属シートから構成されてもよい。放熱シート190として例えばアルミニウムやマグネシウムを用いてもよい。
(変形例2)
上記第2実施形態において、放熱シート190の第2の面190bはツル部105Bの下面に対して熱伝導接着剤83を介して接着されていたが、第3実施形態のように、放熱シート190の第2の面190bは外面側部品106Aの内面に接続されてもよい。この場合、HMD100の筐体105の一部を構成する外装部品106に伝達させることで、表示パネル80で発生した熱を外部に放出する。
上記第2実施形態において、放熱シート190の第2の面190bはツル部105Bの下面に対して熱伝導接着剤83を介して接着されていたが、第3実施形態のように、放熱シート190の第2の面190bは外面側部品106Aの内面に接続されてもよい。この場合、HMD100の筐体105の一部を構成する外装部品106に伝達させることで、表示パネル80で発生した熱を外部に放出する。
(変形例3)
上記実施形態及び変形例において、放熱シート90、190、290は可撓性を有していたが、可撓性を有していなくてもよく、放熱シート90、190、290の厚さは0.1から1.5mmであってもよい。放熱シート90、190、290が厚ければ、高い熱伝導性により、表示パネルで発生した熱を放熱シート90、190、290により効率よく外部に放出することができる。放熱シート90、190、290が薄ければ、HMD100の製品重量の増加を抑制することができる。したがって、放熱シート90、190、290の厚さは0.1から1.5mmであることが好ましい。
上記実施形態及び変形例において、放熱シート90、190、290は可撓性を有していたが、可撓性を有していなくてもよく、放熱シート90、190、290の厚さは0.1から1.5mmであってもよい。放熱シート90、190、290が厚ければ、高い熱伝導性により、表示パネルで発生した熱を放熱シート90、190、290により効率よく外部に放出することができる。放熱シート90、190、290が薄ければ、HMD100の製品重量の増加を抑制することができる。したがって、放熱シート90、190、290の厚さは0.1から1.5mmであることが好ましい。
40…端子部(端子)、43…FPC(フレキシブル基板)、50…投写レンズ(光学部品)、80…表示パネル、83…熱伝導接着剤、90、190、290…放熱シート、90a、190a、290a…第1の面、90b、190b、290b…第2の面、100…HMD(装着型表示装置)、105…筐体、105A…フレーム、105B…ツル部、106A…外面側部品(熱伝導部分)。
Claims (13)
- 表示パネルと、
前記表示パネルを保持する筐体と、
前記表示パネルから前記筐体に熱を伝導させる放熱シートと、
を備える
装着型表示装置。 - 前記放熱シートは、可撓性を有する
請求項1に記載の装着型表示装置。 - 前記表示パネルの端子にフレキシブル基板が接続されており、
前記放熱シートは、前記フレキシブル基板に設けられている
請求項2に記載の装着型表示装置。 - 前記放熱シートは、前記表示パネルよりも面積が大きい
請求項1〜3のいずれか一項に記載の装着型表示装置。 - 前記放熱シートは、前記表示パネルと接続される第1の面と、前記第1の面に対して折り曲げられた第2の面と、を有する
請求項4に記載の装着型表示装置。 - 前記第1の面は、熱伝導性接着剤を介して前記表示パネルに接着される
請求項5に記載の装着型表示装置。 - 前記筐体は、熱伝導性を有する熱伝導部分を含み、
前記第2の面は、前記熱伝導部分に接着されている
請求項5又は6に記載の装着型表示装置。 - 前記熱伝導部分は、熱伝導フィラーを含有する
請求項7に記載の装着型表示装置。 - 前記放熱シートは、グラファイトシートから構成される
請求項1〜8のいずれか一項に記載の装着型表示装置。 - 前記放熱シートは、金属シートから構成される
請求項1〜8のいずれか一項に記載の装着型表示装置。 - 前記筐体は、前記表示パネルからの画像を観察者の目に向けて視認させる光学部材を保持する金属製のツル部を含み、
前記放熱シートは、前記ツル部と導電性接着剤を介して接着されている
請求項1〜10のいずれか一項に記載の装着型表示装置。 - 前記表示パネルは、半導体基板を含む
請求項1〜11のいずれか一項に記載の装着型表示装置。 - 前記表示パネルは、マイクロディスプレイから構成される
請求項1〜12のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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ID=55530277
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020155937A (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | 頭部装着型表示装置 |
US11256103B2 (en) | 2019-08-28 | 2022-02-22 | Seiko Epson Corporation | Optical device and wearable display device |
US11454818B2 (en) | 2019-03-25 | 2022-09-27 | Seiko Epson Corporation | Wearable display device |
-
2014
- 2014-08-08 JP JP2014162484A patent/JP2016039529A/ja active Pending
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