JP2011133613A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲温度が変化した場合でも、表示品質を保持できる表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１では、表示パネル２０を構成するＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂに熱伝導シート３０を密着させ、その一部である突出部３１の先端部を、制御基板４０の下面４０Ａに設けられた温度センサ５０の近傍に固定している。表示パネル２０の温度は、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂから熱伝導シート３０に伝わり、制御基板４０に設けられた温度センサ５０の周囲に伝わる。従って、表示パネル２０と温度センサ５０とが互いに離間する位置にあっても、周囲環境の温度変化の影響を受けることなく、表示パネル２０の温度を検出できるので表示品質を保持できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示パネルを備えた表示装置に関する。

従来、電気泳動現象を利用して表示パネルに画像を表示する表示装置が知られている。電気泳動現象とは、液体中に微粒子を分散させた分散系に、電界を印加したときに微粒子がクーロン力により泳動する現象である。周囲温度の変化は表示品質を低下させる場合がある。例えば、分散媒の粘性抵抗が周囲温度により変化することがある。電気泳動粒子の分散媒中の移動速度は主として印加電圧によって決まるが、分散媒には粘性抵抗があるため、その影響を受けることになる。粘性抵抗には温度依存性があるため、周囲温度が変化すると電気泳動粒子の移動速度や移動距離が変化し、所望の階調表示を得ることができなくなることもある。従って、階調表示を正確に行うためには、温度変化に応じて何らかの温度補正をする必要がある。そこで、温度センサの出力変化に基づき、電気泳動表示パネルのＴＦＴを駆動するための基準値としての基準駆動電圧を変更できる電気光学装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１９６６１５号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の電気光学装置において、温度センサと、電気泳動表示パネルとが別々の位置にあると、周囲温度が変化した場合、温度センサの検出値と、電気泳動表示パネルの実際の温度との間にずれを生じるという問題点があった。例えば、温度センサを基板に設けている場合、基板と電気泳動表示パネルとでは、熱伝導率が互いに異なる。よって、周囲温度が変化した場合、温度センサは基板の温度の影響を受けてしまい、電気泳動表示パネルの温度を正確に検出することができず、表示品質を低下させるという問題点があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、周囲温度が変化した場合でも、表示品質を保持できる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の態様に係る表示装置は、筐体と、前記筐体内に設けられ、表面に画像が表示される表示部を有する表示パネルと、前記筐体内において、前記表示パネルとは別の位置に設けられ、前記表示パネルの温度を検出するための温度検出手段とを備え、前記温度検出手段で検出された温度に基づき、前記表示パネルの駆動を制御する制御機能を備えた表示装置であって、前記表示パネルの裏面側から前記温度検出手段に向けて延設され、かつ熱伝導性を有する熱伝導性部材を備えている。

本態様に係る表示装置では、表示パネルの裏面側に設けられた熱伝導性部材が、表示パネルとは別の位置に設けられた温度検出手段に向けて延設されている。これにより、表示パネルの温度が、その裏面側から熱伝導性部材を介して温度検出手段にまで伝わる。よって、周囲温度が変化した場合でも、温度検出手段において表示パネルの温度を正確に検出できるので、その温度に基づき、表示パネルの駆動を制御することで、表示部の表示品質を保持できる。

また、本態様に係る表示装置において、前記温度検出手段は、前記筐体内に設けられた基板に設けられ、前記基板には、熱伝導性を有し、前記温度検出手段の近傍に配置された熱伝導性パターンが設けられ、前記熱伝導性部材の前記温度検出手段側の一端部は、前記熱伝導性パターンの少なくとも一部に接触させてもよい。これにより、熱伝導性部材に伝わった表示パネルの温度を、熱伝導性パターンを介して、基板上の温度検出手段に伝えることができる。また、熱伝導性部材を、基板に設けられた温度検出手段まで延設させなくてもよいので、熱伝導性部材の節約にもなる。さらに、基板上に熱伝導性パターンを設けることで、基板上の温度検出手段と、基板上の熱伝導性パターンとの互いの位置関係を固定できるので、表示パネルの温度を温度検出手段に対して確実かつ安定して伝えることができる。

また、本態様に係る表示装置において、前記筐体の内壁には、前記熱伝導性部材の前記一端部を、前記熱伝導パターンの前記一部に向けて押圧するためのリブが設けられていてもよい。これにより、熱伝導性部材を熱伝導パターンに対して確実に接触させることができる。

また、本態様に係る表示装置において、前記熱伝導性部材の前記一端部は、前記熱伝導パターンの前記一部に対して、熱導伝性を有する樹脂で接着されていてもよい。これにより、熱伝導性部材に伝わった温度を、樹脂を介して熱伝導性パターンに確実に伝えることができる。

また、本態様に係る表示装置において、前記熱伝導性部材の前記表示パネル側の部分は、前記表示パネルの前記裏面に接触していてもよい。これにより、表示パネルの温度を熱伝導性部材に直接伝えることができる。

表示装置１の斜視図である。 表示装置１の断面図である。 表示パネル２０及び制御基板４０を裏側から見た図である。 第１変形例である表示装置の制御基板１４０の断面図である。 制御基板１４０を下方から見た図である。

以下、本発明の第１実施形態である表示装置１について、図面を参照して説明する。なお、以下説明において、図１の右斜め下側、左斜め上側、右斜め上側、左斜め下側を、夫々、表示装置１の右側、左側、上方、下方とする。図２の右側、左側を、夫々、表示装置１の右側、左側とする。

はじめに、表示装置１の構造について説明する。図１，図２に示すように、表示装置１は、薄い平板状に形成された筐体４を備えている。筐体４は、後述する表示パネル２０（図２参照）を内側に収容する下ケース２と、該下ケース２の内側を覆う上ケース３とで構成されている。上ケース３の上面には、平面視縦長長方形状の開口５が左寄りに設けられている。開口５は、表示パネル２０の後述する表示部２１（図２参照）の位置に対応して配置されている。表示部２１には、例えば、電子書籍等のドキュメント情報や、メニュー画面等が表示される。開口５には、表示部２１を保護するために、樹脂製の透明保護板６が嵌め込まれている。

図１に示すように、開口５の右側には、上から順に、電源をオンオフするための電源ボタン８、表示部２１にメニューを表示させるためのメニューボタン９、表示部２１に表示されたドキュメントを閉じるための閉ボタン１０、ドキュメントを拡大するための拡大ボタン１１、ドキュメントをページ送りするためのページ送りボタン１２が各々設けられている。これら各ボタン８〜１２と開口５との間には、表示部２１に表示されたメニューを選択操作するための１３個のボタンからなる選択ボタン群１３が設けられている。

次に、表示装置１の内部構造について説明する。図２に示すように、下ケース２の内側には、金属フレーム１５が左寄りに設置されている。金属フレーム１５は、底壁の周囲に側壁を有する平面視縦長長方形状に形成されている。金属フレーム１５の内側の底面には、平面視縦長長方形状の表示パネル２０が固定されている。表示パネル２０の右隣には、所定の隙間を介して、表示装置１の制御を行う平面視縦長長方形状の制御基板４０が設置されている。

表示パネル２０は、ＴＦＴ基板２２と、該ＴＦＴ基板２２の上面に設けられた板状の表示部２１とで構成されている。表示部２１は、図示しないが、ＴＦＴ基板２２上に設けた電解層と、該電解層の上面に設けた透明電極付きフィルムとで構成されている。電解層には、多数の帯電粒子（図示省略）が分散している。そして、ＴＦＴ基板２２と透明電極付きフィルムとの間に電圧が印加される。すると、電界層に電界が発生して帯電粒子が移動するので、表示部２１に画像が表示される。表示部２１は、上ケース３に設けられた開口５に対向する位置に配置される。従って、ユーザは、透明保護板６を介して表示部２１に表示された画像を視認できる。

ＴＦＴ基板２２は、後述する制御基板４０の指令に基づき、表示部２１に駆動電圧を印加する。ＴＦＴ基板２２の上面２２ＡにはＩＣ２８が設けられている。ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂには、両面テープ２４が各所定位置に各々貼着されている。表示パネル２０は、これら両面テープ２４によって、金属フレーム１５の内側底面に接着固定されている。また、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂには、熱伝導シート３０（本発明の「熱伝導性部材」
に相当）が接触している。熱伝導シート３０には、保護テープ（図示外）が貼られており、両面テープ２４よりも僅かに厚くなっている。このような熱伝導シート３０を、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂと金属フレーム１５の内側底面との間に配置させることによって、熱伝導シート３０を下面２２Ｂに対して直接接触させることができる。なお、熱伝導シート３０を導電性樹脂を用いて下面２２Ｂに接着してもよい。導電性樹脂の材質として、例えば、無機粒子（窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム等）を含有する複合プラスチック材料が利用可能である。

熱伝導シート３０は、熱伝導性のよい材質であればよく、例えば、銅箔等が利用可能である。図３に示すように、熱伝導シート３０は、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂを左右方向に横断するように平面視略長方形状に形成されている。その右端部の略中央には、右側方に突出する突出部３１が設けられている。突出部３１の先端部は、制御基板４０の下面４０Ａの左端の略中央に透明接着テープ３６で固定されている。突出部３１の先端部は、透明接着テープ３６ではなく、例えば、導電性樹脂でＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂに固定してもよい。なお、制御基板４０の下面４０Ａにおける突出部３１の固定位置は、後述する温度センサ５０の近傍とする。

制御基板４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた積層基板である。制御基板４０とＴＦＴ基板２２との間は、通信を行うためのＦＰＣ２７が設けられている。制御基板４０の下面４０Ａにおいて左側の上下方向略中央部位には、表示パネル２０の温度を検出するための温度センサ５０（本発明の「温度検出手段」に相当）が設けられている。なお、本実施形態では、温度センサ５０を制御基板４０の下面４０Ａに設けているが、上面側に設けてもよい。制御基板４０では、温度センサ５０で検出される温度の変化に基づき、ＴＦＴ基板２２の制御波形が変更される。具体的には、ＴＦＴ基板２２の駆動電圧は一定で、パルス幅及びパルス回数が変更される。これにより、表示部２１の電解層における帯電粒子の移動速度や移動距離が補正されるので、表示部２１において所望の階調表示を得ることができる。図３に示すように、その温度センサ５０の近傍に、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂから延出する熱伝導シート３０の突出部３１の先端部が位置する。

次に、上記構造を備える表示装置１において、表示パネル２０に熱伝導シート３０を設けたことによる効果について説明する。図２，図３に示すように、温度センサ５０は、表示パネル２０から離間した位置にあるため、その周囲環境の温度変化に左右されやすい。例えば、表示装置１が駆動すると、制御基板４０の温度が各種回路やＣＰＵ等の駆動によって上昇するので、温度センサ５０の検出値は、その制御基板４０の温度変化に影響されやすい。さらに、表示パネル２０と制御基板４０とは互いに材質が異なるので、周囲環境が変化した場合にも、それらの温度変化にずれが生じやすい。

ところが、本実施形態では、図２，図３に示すように、表示パネル２０の温度は、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂに密着する熱伝導シート３０に伝わる。そして、その温度は、突出部３１を介して、制御基板４０の下面４０Ａに設けられた温度センサ５０に伝わる。そして、制御基板４０では、その温度センサ５０によって検出された表示パネル２０の温度に基づき、ＴＦＴ基板２２の制御波形が変更され、表示パネル２０の表示部２１の電解層における帯電粒子の移動速度や移動距離が補正される。そして、表示部２１において所望の階調表示を得ることができるので、表示品質を良好に保持できる。

次に、表示パネル２０に熱伝導シート３０を設けたことによる効果を実証するために、以下の確認実験を行った。まず、実験条件について説明する。実験サンプルとして２つの表示装置を用意した。サンプル１を比較品、サンプル２を発明品とした。サンプル１は、表示パネルの下面に、熱伝導シートがない従来品である。サンプル２は、本実施形態の表示装置１であり、表示パネルの下面に熱伝導シートを設けた本発明品である。熱伝導シートは、銅箔を用いた。

なお、実験に用いた表示装置の各寸法（図３参照）は、以下に示す通りである。各寸法については、サンプル１，２共に同じである。
・表示パネル２０（ＴＦＴ基板２２）の横方向の長さａ＝１５６ｍｍ
・表示パネル２０（ＴＦＴ基板２２）の縦方向の長さｂ＝２１９ｍｍ
・表示部２１の横方向の長さｃ＝１４９ｍｍ
・表示部２１の縦方向の長さｄ＝２０３ｍｍ
・熱伝導シート３０の縦方向の長さｅ＝１３０ｍｍ
・熱伝導シート３０の左端から突出部３１の先端までの長さｆ＝２１０ｍｍ
・突出部３１の長さｇ＝１０ｍｍ
・突出部３１の幅ｈ＝１ｍｍ

これら２つのサンプルを２７℃の恒温室内に設置し、各表示装置を所定時間連続動作させた。そして、この条件下において、各表示装置の動作前と動作後の温度センサの検出値をそれぞれ記録し、各サンプルにおける温度変化を比較した。

次に、実験結果について説明する。表１に示すように、サンプル１（比較品）では、動作前は２６．４℃であったのが、動作後では２８．４℃となり、温度差は＋２．０℃であった。これに対し、サンプル２（発明品）では、動作前は２６．７℃であったのが、動作後では２７．９℃となり、温度差は＋１．２℃であった。何れのサンプルにおいても、表示装置の連続動作に伴って制御基板が発熱した。この状態において、サンプル１では、制御基板に設けられた温度センサは、制御基板の発熱の影響を受けてしまい、温度センサから離間した位置にある表示パネルの温度を正確に検出できなかったと思われる。これに対し、サンプル２では、熱伝導シートによって、表示パネルの温度が温度センサの周囲にまで伝わったことから、制御基板の発熱の影響が小さかったと思われる。以上の結果より、発明品は、比較品に比べ、周囲温度の変化に影響されることなく、表示パネルの温度を正確に検出できることが実証された。

以上説明したように、第１実施形態の表示装置１では、表示パネル２０を構成するＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂに熱伝導シート３０を密着させ、その一部である突出部３１の先端部を、制御基板４０の下面４０Ａに設けられた温度センサ５０の近傍に固定している。このような構造により、表示パネル２０の温度は、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂから熱伝導シート３０に伝わり、制御基板４０に設けられた温度センサ５０の周囲の空気に伝わる。これにより、表示パネル２０と温度センサ５０とが互いに離間する位置にあっても、周囲の温度変化の影響を受けることなく、表示パネル２０の温度を精度良く検出できる。また、温度センサ５０の周囲の温度が変化した場合でも、熱伝導シート３０から伝わる温度によって、表示パネル２０の温度を検出できるので、表示品質を保持できる。

次に、本発明の第２実施形態である表示装置について、図４，図５を参照して説明する。第２実施形態の表示装置は、第１実施形態の表示装置１と同様の構造を備えるが、図４に示す制御基板１４０の下面１４０Ａにおいて、温度センサ５０の周囲を取り囲むように配置したダミーパターン６５（図５参照）を設け、そのダミーパターン６５の一部（ダミー端子７３）に熱伝導シート３０の突出部３１の先端部を接触させる点に特徴がある。よって、ここでは、第２実施形態の特徴部分であるダミーパターン６５を中心に説明し、熱伝導シート３０との位置関係についてさらに説明する。なお、第１実施形態の表示装置１と構造が同じ部分については同符号を付して説明する。

まず、制御基板１４０の構造について説明する。図４に示すように、制御基板１４０は、４枚の第１基板４１、第２基板４２、第３基板４３、第４基板４４を下から順に積層した所謂「積層構造」である。第３基板４３と第４基板４４との間には、第１導電層６１が形成され、第３基板４３と第２基板４２との間には、第２導電層６２が形成され、第２基板４２と第１基板４１との間に、第３導電層６３が形成されている。第１導電層６１及び第２導電層６２は、ＣＰＵと導通状態である。さらに、制御基板１４０の下面１４０Ａには、第１導電層６１に導通する第１端子７１と、第２導電層６２に導通する第２端子７２とが各々設けられている。これら第１端子７１及び第２端子７２に対して温度センサ５０が接続されている。

そして、第３導電層６３は、温度センサ５０や他の電子部品とは導通をとらないものである。図５に示すように、制御基板１４０の下面１４０Ａには、温度センサ５０の周囲を取り囲むようにして、第３導電層６３に導通する複数のダミー端子７３が各々設けられ、ダミーパターン６５（本発明の「熱伝導性パターン」に相当）を形成している。そして、ダミーパターン６５を構成する１つのダミー端子７３に対して、熱伝導シート３０の突出部３１の先端部を接触させる構造になっている。

そして、ダミー端子７３に対して、熱伝導シート３０の突出部３１の先端部を接触させる構造としては、種々のものが適用可能である。例えば、図４に示すように、下ケース２の内側底面に、先端を水平に切断した円錐状の当接リブ８０を設けてもよい。この場合、ダミー端子７３と当接リブ８０の先端との間に、熱伝導シート３０の突出部３１の先端部を挟み込むことによって、熱伝導シート３０をダミー端子７３に対して確実に押し当てることができる。なお、導電性樹脂によって、ダミー端子７３に対して、熱伝導シート３０の突出部３１の先端部を接着固定してもよく、第１実施形態のように、透明接着テープ等で固定してもよい。

このような構造により、表示パネル２０から熱伝導シート３０に伝わった温度は、突出部３１が接触するダミー端子７３を介して第３導電層６３に伝わる。そして、第３導電層６３に伝わった温度は、他の複数のダミー端子７３を介して、温度センサ５０を取り囲む領域に伝わるため、温度センサ５０において、表示パネル２０の温度をより正確に検出できる。なお、ダミーパターンの囲み形状については、矩形状に限らず、円形状、三角形状等でもよく、全周囲を取り囲まなくてもよい。さらに、ダミーパターンは、少なくとも温度センサ５０の近傍に設ければよく、例えば直線状であってもよい。

このように、温度センサ５０の近傍にダミーパターンを設けることで、例えば、温度センサ５０の位置が、制御基板１４０の下面１４０Ａにおいて、表示パネル２０から離間した位置にあっても、熱伝導シート３０の突出部３１の先端部を、その一部に接触させることで、表示パネル２０の温度を温度センサ５０に伝えることができる。また、熱伝導シート３０の突出部３１の長さを節約できる。

以上説明したように、第２実施形態の表示装置では、制御基板１４０の下面１４０Ａにおいて、温度センサ５０の周囲を取り囲むようにして、第３導電層６３に導通する複数のダミー端子７３が各々設けられ、ダミーパターン６５を形成している。そして、ダミーパターン６５を構成する１つのダミー端子７３に対して、熱伝導シート３０の突出部３１の先端部を接触させる。表示パネル２０から熱伝導シート３０に伝わった温度は、突出部３１が接触するダミー端子７３を介して第３導電層６３に伝わる。そして、第３導電層６３に伝わった温度は、他の複数のダミー端子７３を介して、温度センサ５０を取り囲む領域に伝わるため、温度センサ５０において、表示パネル２０の温度をより正確に検出できる。

なお、本発明は上記した第１、第２実施形態に限らず、種々の変更が可能である。例えば、筐体４の外部の温度変化の影響を最小限にするために、透明保護板６の上面に、断熱シートを設けてもよい。さらに、下ケース２と上ケース３との間に、ゴムパッキン等を設け、筐体４の密閉性を高めてもよい。さらに、筐体４の内面、外面、又は両面に、断熱素材を設けてもよい。また、筐体４の材質を断熱材料にしてもよく、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂等を利用することが可能である。これらの方法により、表示パネル２０の温度変化を最小限にできるので、表示部２１における表示品質をより向上できる。

また、第１実施形態では、ＴＦＴ基板２２の下面２２Ｂに対して、熱伝導シート３０を導電性樹脂で接着しているが、例えば、熱伝導シート３０を下方から下面２２Ｂに対して押し当てるように、金属フレーム１５の底面にリブ等を設けてもよい。

１ 表示装置
４ 筐体
５ 開口
２０ 表示パネル
２１ 表示部
２２ ＴＦＴ基板
２２Ｂ 下面
２４ 両面テープ
３０ 熱伝導シート
３１ 突出部
４０ 制御基板
４０Ａ 下面
５０ 温度センサ
６５ ダミーパターン
７３ ダミー端子
８０ 当接リブ
１４０ 制御基板

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体内に設けられ、表面に画像が表示される表示部を有する表示パネルと、
   前記筐体内において、前記表示パネルとは別の位置に設けられ、前記表示パネルの温度を検出するための温度検出手段と
   を備え、前記温度検出手段で検出された温度に基づき、前記表示パネルの駆動を制御する制御機能を備えた表示装置であって、
   前記表示パネルの裏面側から前記温度検出手段に向けて延設され、かつ熱伝導性を有する熱伝導性部材を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記温度検出手段は、前記筐体内に設けられた基板に設けられ、
   前記基板には、熱伝導性を有し、前記温度検出手段の近傍に配置された熱伝導性パターンが設けられ、
   前記熱伝導性部材の前記温度検出手段側の一端部は、前記熱伝導性パターンの少なくとも一部に接触していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記筐体の内壁には、前記熱伝導性部材の前記一端部を、前記熱伝導パターンの前記一部に向けて押圧するためのリブが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記熱伝導性部材の前記一端部は、前記熱伝導パターンの前記一部に対して、熱導伝性を有する樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
5. 前記熱伝導性部材の前記表示パネル側の部分は、前記表示パネルの前記裏面に接触していることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の表示装置。

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