WO2013061467A1

WO2013061467A1 - 回路基板および表示装置

Info

Publication number: WO2013061467A1
Application number: PCT/JP2011/074982
Authority: WO
Inventors: 松尾博之
Original assignee: 富士通フロンテック株式会社
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-02
Also published as: TW201330731A

Abstract

　本発明に係る回路基板は、温度によって表示状態が変動する表示パネル（１０）を有する表示装置の回路基板（５０Ａ）であって、前記回路基板（５０Ａ）の一部が切り欠かれた切り欠き部（６１）と、前記表示パネル（１０）の温度を測定するための温度センサ（３０）とを有し、前記温度センサ（３０）を、前記切り欠き部（６１）に配置する。上記構成により、表示パネル（１０）の温度と温度センサ（３０）により測定される温度との差を極力小さくして、表示パネル（１０）の温度変動に正確に追従できるようにすることで、温度に対応して最適な駆動条件で描画を行うことができ、使用温度範囲にわたって表示品質を確保した表示を行うことを可能にする。

Description

回路基板および表示装置

　本発明は、表示装置およびその回路基板に関し、特に、表示装置が備える表示パネルの温度変動に対して、正確に追従して温度を測定することができるように、温度センサを実装した回路基板および表示装置に関する。

　従来、表示装置として、電子ペーパーを用いる電子機器が開発されている。電子ペーパーは、コレステリック液晶等のメモリー性のある液晶表示パネルを用いて構成されており、画面表示の書換えが可能であるという特徴を備えるとともに、薄型、柔軟性、軽量という特徴を備えている。

　このような特徴を備える電子ペーパーを用いた表示装置は、紙や書籍のような感覚で利用することができ、高解像度で表示することが可能である。また、表示情報の書換え時にのみ電力を消費するため省電力性に優れている等の利点がある。

　他方、温度に依存して表示特性が大きく変化してしまうという課題があるため、温度センサを表示装置に設けて温度を測定し、表示制御装置で制御することにより、色むら等を抑え表示を安定的に行なう必要がある。例えば、電子ペーパー等の表示装置において、表示装置を駆動する場合の表示部の周辺温度を測定するために、温度センサを設けている技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

　図１は、従来の表示装置を説明するための表示装置の断面図である。
　図１を用いて、温度センサを備えた従来の表示装置について簡単に説明する。
　図１において、温度センサ３０は、回路基板２０の一方の面に半田付けにより実装されている。そして、回路基板２０は、他方の面で表示パネル１０に対向して配置されている。また、回路基板２０と表示パネル１０は、完全には密着しないことがあり、両者の間には僅かな間隙が存在する。

　温度センサ３０は、表示パネル１０の温度を測定することを目的としているが、回路基板２０と表示パネル１０との間隙、および回路基板２０の厚みがあるため、表示パネル１０の温度を正確に測定することができない。例えば、２０℃前後の雰囲気中では、２～３℃の誤差を含み、０℃前後の低温化では１０℃近くの誤差を含むことがある。また、短時間に大きな温度変化が生じるような環境下、例えば、２０℃前後の室内から氷点下の室外に移動したような場合には、表示パネル１０の温度が急激に低下するにもかかわらず、温度センサ３０が測定する温度は急激には低下しない。

　そこで、このような電子ペーパーを用いた表示装置は、通常の回路構成で内部の温度上昇や環境温度を測定し、温度に応じた条件で表示駆動できるように補正回路を組んでいる。そして、動作時に温度を測定しその温度条件に応じて補正された条件で駆動を行うことにより温度補正を行う。

日本国特許公開公報、特開２０１０－２３７５３１号公報

　しかしながら、上述のような電子ペーパーは、温度依存性が高く、また、可搬可能なポータブル機器に用いることが多いため、動作温度範囲を広くとる必要がある。そのため、内部の温度分布が一定せず、最も温度依存性が高い表示パネルの温度と表示装置の駆動条件にズレが生じてしまい、最適な駆動ができなくなることがある、という問題点があった。

　また、このような表示装置に用いる温度センサ、例えばデジタル温度センサＩＣ（Integrated Circuit）は、非常に高機能であり、その内部に半導体センサとＡＤ（Analog Digital）変換部を備え、外部とシリアル通信により温度情報を伝えている。そして、温度センサの多くは、ＩＣチップの形態で回路基板に実装され、基板温度の測定を前提に設計されている。そのため、他の一般的なＩＣと同様のパッケージ形状であることが多く、電子ペーパー搭載モジュールの表示パネルに密着させてパネル温度を正確に測定することが難しい、という問題点があった。

　本発明は、上述のような実状に鑑みたものであり、表示パネルの温度と温度センサにより測定される温度との差を極力小さくするとともに、温度センサにより測定される温度が表示パネルの温度変動に正確に追従できるようにすることで、表示パネルの温度において最適な駆動条件で描画を行うことができ、使用温度範囲内のどの温度においても表示品質を確保した表示を行うことが可能な回路基板および表示装置を提供することを目的とする。

　本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
　すなわち、回路基板の一観点によれば、温度によって表示状態が変動する表示パネルを有する表示装置の回路基板であって、前記回路基板の一部が切り欠かれた切り欠き部と、前記表示パネルの温度を測定するための温度センサとを有し、前記温度センサを、前記切り欠き部に配置することを特徴とする。

　前記回路基板は、前記温度センサが検出した温度情報に基づき、前記表示パネルの駆動信号を生成する制御部をさらに有することが望ましい。

　前記温度センサは、前記表示パネルと前記回路基板との間に配置された熱伝導性を有する熱伝導性部材を介して、前記表示パネルの温度を測定することが望ましい。

　前記切り欠き部は、前記回路基板の縁が切り込まれて形成されてもよいし、前記回路基板に形成された穴であってもよい。

　前記温度センサは、表裏を反転して配置することが望ましい。

　前記表示装置は、電子ペーパーであることが望ましい。
　また、表示装置の一観点によれば、温度によって表示状態が変動する表示パネルを有する表示装置であって、前記表示装置の回路基板の一部が切り欠かれた切り欠き部と、前記表示パネルの温度を測定するための温度センサとを有し、前記温度センサを、前記切り欠き部に配置することを特徴とする。

　前記表示装置は、前記温度センサが検出した温度情報に基づき、前記表示パネルの駆動信号を生成する制御部をさらに有することが望ましい。

　本発明の実施の形態の説明で開示された技術により、表示パネルの温度と温度センサにより測定される温度との差を極力小さくするとともに、温度センサにより測定される温度が表示パネルの温度変動に正確に追従できる、という効果を奏する。また、表示パネルの温度において最適な駆動条件で描画を行うことができ、使用温度範囲内のどの温度においても表示品質を確保した表示を行うことができる、という効果を奏する。

従来の表示装置を説明するための表示装置の断面図である。本発明を適用した表示装置の概略図である。回路基板を示す図である。第１の実施の形態を示す図である。第２の実施の形態を示す図である。第３の実施の形態を示す図である。第４の実施の形態を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　図２は、本発明を適用した表示装置の概略図であり、正面（Ａ）、側面（Ｂ）、背面（Ｃ）、および背面側から見た内部構造（Ｄ）が示されている。

　図２において、表示装置４０は、筐体の一方の面に形成された矩形状の表示部４１を有している。表示部４１の下方には、各種ボタンを含む操作部４２が設けられている。また、表示装置４０は、不図示の電源スイッチ、パーソナルコンピュータ等の外部情報機器との接続を確立するための各種インタフェイス、およびメモリーカードなどを着脱するためのメモリースロット等を備えている。また、図２の（Ｄ）に示すように、表示装置４０の筐体内部には、回路基板５０が実装されている。

　図３は、回路基板を示す図である。
　図３において、回路基板５０は、集積回路、抵抗器、コンデンサー等の多数の電子部品を表面に固定し、その部品間を配線で接続することで電子回路を構成する板状またはフィルム状である。主に、基材に対して絶縁性のある樹脂を含浸した基板上に、銅箔など導電体で回路（パターン）配線を構成する。

　図３において、回路基板５０は、例えば電子ペーパーを用いた表示装置４０に搭載されている。回路基板５０は、電子ペーパー電源回路５１、電子ペーパー制御回路５２、Ｖ－ＲＡＭ（Video RAM（Random Access Memory））５３、ＲＡＭ（Random Access Memory）５４、主電源回路５５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５６、フラッシュメモリー５７、オーディオ回路５８、および温度センサ３０を搭載する。

　電子ペーパー電源回路５１は、電子ペーパーが表示する表示情報の書換え時に電力を供給するための回路である。電子ペーパー制御回路５２は、電子ペーパー電源回路５１を制御する。

　Ｖ－ＲＡＭ５３は、表示装置４０に表示する内容を保持するためのメモリー（ＲＡＭ）であり、ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５６が各種演算処理を行なう際に、データやプログラムを一時的に展開および格納するためのメモリーである。

　主電源回路５５は、表示装置４０の全体に電力を供給するための回路であり、ＣＰＵ５６は、各種の数値演算、情報処理および機器制御等を行なう。

　フラッシュメモリー５７は、電源を切ってもデータが消えない不揮発性の半導体メモリーで、主に各種データやプログラムの保存に用いられる。また、オーディオ回路５８は、音声情報の入出力、変換、音声の再生、音量の調整等、音声情報に関する処理を実行する。

　そして、温度センサ３０は、表示パネル１０の温度を測定することを目的とし、例えば一定周期で表示パネル１０乃至表示パネル１０の近傍の温度を測定し、測定する毎にその温度に対応する信号を出力する。

　また、電子ペーパー制御回路５２には、温度センサ３０が出力した表示パネル１０の温度信号が入力され、ＲＡＭ５４などにあらかじめ記憶されている表示パネル１０の温度と駆動信号が対応付けられたテーブル情報に基づき駆動信号を生成し、表示パネル１０に出力する。

（第１の実施の形態）
　図４は、第１の実施の形態を示す図である。
　図４において、回路基板５０Ａは、温度によって表示状態が変動する電子ペーパーを用いた表示装置４０が備える。回路基板５０Ａは、その一部が切り欠かれることにより、貫通した穴部６１が形成されている。

　そして、表示パネル１０の温度を測定するための温度センサ３０が、穴部６１に配置されている。

　また、温度センサ３０は、通常、矩形形状のパッケージから、基板やソケットに接続するための多数の接続端子を出した形態をしている。このような温度センサ３０の場合は、図４に示すように、温度センサ３０のＩＣチップを穴部６１に収容される様に配置することにより、温度センサ３０と表示パネル１０の間の距離が小さくなり、表示パネル１０の温度をより正確に測定することが可能となる。なお、穴部６１は少なくとも、温度センサ３０を収容する大きさを有する。また、温度センサ３０のＩＣチップの表裏（上下）を反転させて仰向けにして穴部６１に配置するようにしても良い。温度センサ３０は、ダイの温度を検出するため、パッケージの温度、ピンの温度、ピンがハンダ付けされるパッド（電極）の温度等の影響を受ける。しかしながら、温度センサ３０を表示パネル１０に近づけることにより、温度センサ３０が測定する温度を表示パネル１０の温度に近づけることが可能となる。

（第２の実施の形態）
　図５は、第２の実施の形態を示す図である。
　図５において、回路基板５０Ｂは、第１の実施の形態と同様、温度によって表示状態が変動する電子ペーパーを用いた表示装置４０が備える。回路基板５０Ｂは、その縁の一部が切り込まれることにより、切り欠き部６２が形成されている。そして、表示パネル１０の温度を測定するための温度センサ３０が、穴部６１に配置されている。また、温度センサ３０は、第１の実施の形態と同様であり、図５に示すように、温度センサ３０のＩＣチップを切欠き部６２に収容される様に配置することにより、温度センサ３０と表示パネル１０の間の距離が小さくなり、表示パネル１０の温度をより正確に測定することが可能となる。なお、切欠き部６２は少なくとも、温度センサ３０を収容する大きさを有する。また、温度センサ３０のＩＣチップの表裏（上下）を反転させて仰向けにして切り欠き部６２に配置するようにしても良い。

（第３の実施の形態）
　図６は、第３の実施の形態を示す図である。
　図６に示すように、本発明を適用した第３の実施の形態は、上述の第１の実施の形態および第２の実施の形態において、表示パネル１０と温度センサ３０との間の僅かな間隙に、熱伝導性を有する部材であるグリス７０が介在する。そして、温度センサ３０は、表示パネル１０と回路基板５０Ａ又は回路基板５０Ｂとの間に配置されたグリス７０を介して表示パネル１０の温度を測定する。なお、グリス７０の代わりに、熱伝導性接着剤、伝熱シート、放熱ラバー等を用いてもよい。

　このようなグリス７０等を介することにより、温度センサ３０は、表示パネル１０の測定温度をより正確に測定および追従することができる。

　なお、グリス７０やシート類としては、非シリコーン系熱伝導グリス、放熱シリコーンゲルシート、放熱シリコーン、シート状熱伝導ゲル、ペースト状熱伝導ゲル、放熱ノンシリコーンゲル、絶縁コーティング剤、超高熱伝導グラファイトシート、高熱伝導シリコンシート等がある。

（第４の実施の形態）
　図７は、第４の実施の形態を示す図である。
　図７において、回路基板５０Ｃは、第１乃至第３の実施の形態と同様、温度によって表示状態が変動する電子ペーパーを用いた表示装置４０が備える。

　回路基板５０Ｃは、その一部が切り欠かれることにより、貫通したスルーホール６３が形成されている。スルーホール６３は、第１の実施の形態において説明した穴部６１より小さいため、温度センサ３０をその空隙に配置することができない。そこで、温度センサ３０は、スルーホール６３を覆うように回路基板５０Ｃの表面に配置される。言い換えると、温度センサ３０が実装される回路基板５０Ｃの下部位置にスルーホール６３を設け、温度センサ３０が実装されている対面側のスルーホール６３周辺に表示パネル１０が密着させる。これにより、温度センサ３０が測定する温度と表示パネル１０の温度との差が小さくなり、温度センサ３０が表示パネル１０の温度を正確に測定することができる。

　なお、第３の実施の形態において説明した熱伝導性のグリス７０等の熱伝導性を有する部材をスルーホール６３に充填してもよい。

　また、回路基板５０Ｃのスルーホール６３以外の部分であって、温度センサ３０が実装される部分の回路パターンを、多層の場合には内層を含めた全層について排除するように製造することで、温度センサ３０以外の電子部品（半導体装置）の熱の影響が小さくなり、温度測定の精度を上げることが可能となる。

　さらに、図７に示すように、温度センサ３０の本体部分のみではなく、温度センサ３０のピンに接続されるパッド部についてもスルーホール６４を設けることにより、ピンから温度センサ３０の内部への熱伝導性がよくなる。もちろん、熱伝導性のグリス７０等の熱伝導性を有する部材をスルーホール６４に充填してもよい。

　以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。

　　　　１０　　　表示パネル
　　　　２０　　　回路基板
　　　　３０　　　温度センサ
　　　　４０　　　表示装置
　　　　４１　　　表示部
　　　　４２　　　操作部
　　　　５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ　回路基板
　　　　５１　　　電子ペーパー電源回路
　　　　５２　　　電子ペーパー制御回路
　　　　５３　　　Ｖ－ＲＡＭ（Video RAM（Random Access Memory））
　　　　５４　　　ＲＡＭ（Random Access Memory）
　　　　５５　　　主電源回路
　　　　５６　　　ＣＰＵ（Central Processing Unit）
　　　　５７　　　フラッシュメモリー
　　　　５８　　　オーディオ回路
　　　　６１　　　切り欠き部（穴部）
　　　　６２　　　切り欠き部
　　　　６３　　　スルーホール
　　　　６４　　　スルーホール
　　　　７０　　　グリス

Claims

　温度によって表示状態が変動する表示パネルを有する表示装置の回路基板であって、
　前記回路基板の一部が切り欠かれた切り欠き部と、前記表示パネルの温度を測定するための温度センサと、を有し、
　前記温度センサを、前記切り欠き部に配置することを特徴とする回路基板。
　前記温度センサが検出した温度情報に基づき、前記表示パネルの駆動信号を生成する制御部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
　前記温度センサは、前記表示パネルと前記回路基板との間に配置された熱伝導性を有する熱伝導性部材を介して、前記表示パネルの温度を測定することを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
　前記切り欠き部は、前記回路基板の縁が切り込まれて形成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回路基板。
　前記切り欠き部は、前記回路基板に形成された穴であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回路基板。
　前記温度センサは、表裏を反転して配置することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の回路基板。
　前記表示装置は、電子ペーパーであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の回路基板。
　温度によって表示状態が変動する表示パネルを有する表示装置であって、
　前記表示装置の回路基板の一部が切り欠かれた切り欠き部と、前記表示パネルの温度を測定するための温度センサと、を有し、
　前記温度センサを、前記切り欠き部に配置することを特徴とする表示装置。
　前記温度センサが検出した温度情報に基づき、前記表示パネルの駆動信号を生成する制御部をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。