WO2013102997A1 - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

輝度センサー（４２）を収容する輝度センサーユニット（３０）は、ベース部（３５）と薄板状のステー部（３６）とからなる。有底筒状をなすベース部（３５）に形成した収容凹部（３５ｂ）の底面（３５ｃ）を、紫外線硬化型接着剤によって表示パネル本体（１１）の表示面（１１ａ）へ接着固定する。フラットケーブル（４１）に固定した輝度センサー（４２）を収容凹部（３５ｂ）内に収納し、収容凹部（３５ｂ）の輝度センサー（４２）に対向する内面（３５ｄ）に、凹凸を形成して光拡散部とする。表示面（１１ａ）からの光は収容凹部（３５ｂ）の内面（３５ｄ）に設けた光拡散部で拡散されることで、安定した輝度測定を行える。

Description

ディスプレイ装置

　本発明は、表示パネルの輝度を検出する輝度センサーを備えたディスプレイ装置に関する。

　各種電子機器のモニタ等として利用されるディスプレイ装置においては、表示面の輝度を自動的に調整する機能を備えたものがある。このようなディスプレイ装置は、輝度センサーにより表示面の輝度を検出し、その検出輝度に基づき、表示面の輝度を予め設定した範囲内となるよう、コントローラにおいて、表示面の駆動回路を自動的に制御する。

　ディスプレイ装置は、液晶表示パネル等からなる表示パネルと、表示パネルを駆動する駆動回路等が、ディスプレイ装置の筐体内に収容されている。筐体には、表示パネルの表示面を露出する開口部が形成され、開口部には、表示パネルの外周部と筐体との隙間を塞ぐフレームが設けられている。

　例えば、特許文献１には、輝度センサーを、表示面の外周部に位置するフレームに取り付けたディスプレイ装置が開示されている。これにより、輝度センサーでは、表示面上において輝度検出用の表示パターンが表示されている特定位置の輝度を検出する。

国際公開第２００４／０９７５１０号

　しかしながら、表示パネルと筐体の開口部に設けられたフレームは、表示パネルの駆動時に発生する熱や外部環境に基づく温度変化や、外部から加わる振動等により相対的な変位（ズレ）が生じることがある。
　このような変位が表示パネルの表示面に沿ったＸ－Ｙ方向で生じると、表示面上においてフレームに固定された輝度センサーも位置ズレを生じるため、輝度センサーによる輝度を検出する位置が前記の特定位置からずれてしまう。輝度センサーによる表示面の被検査領域は観察者から見えない位置に配設された検査用の特別な画像である。輝度センサーの位置ズレが生じると、検出する輝度にばらつきが生じ、輝度の検出精度、輝度の自動調整性能が低下する。

　これに対し、表示面上において表示パターンが表示される被検査領域の面積を輝度センサーによる検出領域よりも大きく設定し、熱や振動による表示パネルとフレームとの相対的変位が生じても、常に特定位置の範囲内で輝度センサーによる輝度検出が行えるようにすることが考えられる。
　しかしながら、これでは、表示面上において輝度検出のために必要な被検査領域の面積が大きくなり、有効な画像などの情報表示エリアが制限されてしまうという問題がある。

　さらに、表示パネルとフレームの相対的な変位は表示面に沿ったＸ－Ｙ方向のズレ以外に表示面に直交するＺ方向のズレがある。表示面の表面に直交するＺ方向における輝度センサーと表示面との距離が変動すると、輝度センサーによって検出する輝度は、輝度センサーと表示面との距離の二乗に応じて変動するため、輝度センサーが、表示パネルとフレームとが表示面の表面に直交する方向に変動する影響を受けるのは好ましくない。
　そこで、表示パネルとフレームとの剛性を高めたり、輝度センサーを支持する取付具の剛性を高めることも考えられるが、それでは、ディスプレイ装置の大型化、重量増加、取付具の大型化に伴う情報表示エリアの減少、等といった弊害が生じる。

　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ディスプレイ装置の温度変化等の影響を受けることなく、輝度センサーによる表示面の輝度の検出を安定させて高精度に行うことのできるディスプレイ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、以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明のディスプレイ装置は、表示パネル本体と、表示パネル本体の表示面上に固定されていて表示パネル本体の輝度を検出する輝度センサーを備えた輝度センサーユニットと、を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、輝度センサーを有する輝度センサーユニットを表示パネル本体の表示面上に固定することで、表示パネル本体やフレームが温度や駆動熱や振動等により変形・変位しても、輝度センサーが表示面の所定領域、すなわち被検査領域からずれることがないため表示面の輝度を輝度センサーによって高精度に検出できる。

また、輝度センサーユニットは、表示パネル本体の表示面に接着された接着面と、表示パネル本体からの光を拡散する光拡散部と、を有する光透過性材料からなるセンサホルダと、センサホルダの光拡散部を挟んで表示面と対向する位置に固定された輝度センサーと、を備えたことを特徴とする。
　表示パネル本体の表示面から発せられた光は、センサホルダを介して輝度センサーに到達し、しかもセンサホルダの光拡散部を透過することによって表示面から照射される光を拡散させることができるため、輝度センサーによって安定して輝度の検出を行える。

また、光拡散部は、接着面に対向する面が凹凸処理されて形成されていてもよい。或いは、光拡散部は、光拡散材を含有する光拡散部材であってもよい。
いずれの場合でも、表示パネル本体からの光は光拡散部で拡散されて輝度センサーで受光できるため、安定した輝度を検出できる。

また、センサホルダは、輝度センサーを収容する収容凹部が形成されたベース部を備え、収容凹部内の輝度センサーと対向する位置に光拡散部が設けられていることが好ましい。
表示パネル本体からの光は光拡散部で拡散されて収容凹部内に設けた輝度センサーで受光できる。

また、輝度センサーユニットは、表示パネル本体の外周部に設けられたフレーム及びベゼルと非接触構造とされていることが好ましい。
このような構成とすれば、表示パネルの駆動熱や周囲環境の温度や振動等によってフレームやベゼルが熱膨張したり収縮したりしても、輝度センサーを収容する輝度センサーユニットが表示パネル本体のフレームやベゼルの変位に応じて変位するなどの悪影響を受けない。

　また、輝度センサーは、フレキシブルケーブルを介して表示パネル本体の輝度調整を行う輝度制御部に接続されていてもよい。
これにより、表示パネル本体の変形や変位が輝度制御部から輝度センサーに伝達されるのをフレキシブルケーブルによって吸収して防ぐことができる。

　本発明によれば、輝度センサーを有する輝度センサーユニットを表示パネル本体の表示面上に固定することで、表示パネル本体が振動や熱により変形したり変位したりしても、輝度センサーユニットは表示面上の接着位置からずれることがない。これにより、ディスプレイ装置の温度変化や環境の温度変化等があっても、その影響を受けることなく輝度センサーによる表示面の輝度の検出を高精度に行うことができる。
しかも、ディスプレイ装置等の大型化や重量増加、情報表示エリアの制限等を招くことなく輝度センサーによる輝度の高精度な検出を行える。

本発明の実施形態によるディスプレイ装置の一例を示す正面図である。 図１に示すディスプレイ装置に設けた輝度センサーを示す一部破断拡大図である。 輝度センサーユニットを示す図１のＡ－Ａ線拡大断面図である。 図３に示す輝度センサーユニットの拡大図である。 図２に示す輝度センサーユニットの構成を示す分解斜視図である。 輝度センサーユニットの変形例を示す図３と同様な図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるディスプレイ装置を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
　図１に示すように、本実施形態によるディスプレイ装置１０は、液晶表示パネル等からなる表示パネル本体１１と、表示パネル本体１１及びこの表示パネル本体１１を駆動する駆動回路を備えた制御基板等を内蔵した筐体１２と、筐体１２を支持するベース部材１３と、を備えている。
　ベース部材１３は、例えば、ベースプレート１４と、ベースプレート１４上に設けられていて筐体１２を支持する支柱１５とから構成されている。

　図２、図３に示すように、表示パネル本体１１は、その表示面１１ａが透過パネルにより形成されている。この透過パネルの外周部は、表示パネル本体１１の外側面１１ｂを形成するパネルフレーム１７により覆われている。このパネルフレーム１７は、表示パネル本体１１の外周部において、表示面１１ａと平行に延びる押さえ部１７ａを有する。

　筐体１２は、表示パネル本体１１の背面全体を覆う図示しない背面筐体と、背面筐体に嵌め込まれて、表示パネル本体１１の表示面１１ａ側において、表示パネル本体１１の外周部を塞ぐ四角枠状のベゼル１８を備えている。
　このベゼル１８は、断面Ｌ字状で、表示パネル本体１１の外側面１１ｂに平行で、背面筐体に嵌め込まれた外周壁部１８ａと、外周壁部１８ａに直交し、表示パネル本体１１の表示面１１ａと平行に位置して、表示パネル本体１１の外周部を覆うカバー部１８ｂとを有する。ここで、パネルフレーム１７の押さえ部１７ａとベゼル１８のカバー部１８ｂとは、間隔を隔てて互いに対向している。

　このようなディスプレイ装置１０は、表示パネル本体１１の表示面１１ａの端部に輝度センサーユニット３０が設けられている。
　図５に示すように、輝度センサーユニット３０は、パネルフレーム１７の押さえ部１７ａ上に設けられた基板３１と、センサ本体３２とを備えている。

　基板３１は、表示パネル本体１１の駆動回路の一部を構成するもので、表示パネル本体１１の背面側等に設けられたメイン基板等に電気的に接続されている。基板３１の端部には、センサ本体３２を接続するためのコネクタ３３が設けられている。センサ本体３２は、表示パネル本体１１の表示面１１ａに固定されるセンサホルダ３４を有している。
センサホルダ３４は、図３及び図４に示すように、透明あるいは乳白色等をなした半透明の光透過性材料により略Ｌ字状に形成され、表示パネル本体１１の表面の規定位置に固定されてなるベース部３５と、ベース部３５からベゼル１８のカバー部１８ｂに向けて、表示面１１ａに平行に延びる薄板状のステー部３６とを有する。

　ベース部３５は、表示パネル本体１１の表示面１１ａに接着される面側に板状のコア部３５ａと筒状部３５ｅとによって略有底筒状とされており、その内部が収容凹部３５ｂとされている。収容凹部３５ｂ内には、表示パネル本体１１の表示面１１ａの輝度を測定する輝度センサー４２が収容されている。このベース部３５は、筒状部３５ｅを含む外周面が光を透過しない遮光性の塗料等によって塗装されている。ただし、底面３５ｃは塗装していない。

　ベース部３５は、表示パネル本体１１の表示面１１ａにおいて、輝度検出用の規定の表示パターンが表示されるエリアＡに対向する位置に底面３５ｃが接着されて固定されている。
　ベース部３５の表示面１１ａへの固定手段としては、接着剤等を用いるものとし、特に紫外線（ＵＶ）硬化型の接着剤を用いることが好ましい。通常の溶剤揮発型の接着剤では、溶剤が揮発するまでの間に周囲に滲んだり、接着剤が固化するまでの間にベース部３５が表示面１１ａ上で動いてしまう可能性がある。

これに対し、紫外線硬化型の接着剤であれば、紫外線を照射することによって短時間で接着剤が硬化し、ベース部３５を速やかに表示面１１ａ上に接着固定できて好ましい。また、接着剤に代えて両面テープを用いることも可能である。しかし、両面テープでは接着能力が比較的小さく、それを補おうとすると大きな接着面積が必要となってベース部３５が大型化してしまう。紫外線硬化型の接着剤を用いることで、より小さな接着面積で十分な接着強度を得ることができ、ベース部３５を小型化できて好ましい。

　また、ベース部３５において、表示面１１ａに接着される底面３５ｃに対向する収容凹部３５ｂの内面３５ｄには、光拡散部として、光を拡散させる光拡散処理が施されている。この光拡散部は、内面３５ｄに凹凸等を形成することで構成される。なお、表示面１１ａに接着される底面３５ｃにも光拡散のための凹凸を形成するようにしてもよい。この場合、ベース部３５と表示面１１ａとの接着強度が向上する。

　輝度センサーユニット３０の薄板状をなすステー部３６は、ベース部３５からベゼル１８のカバー部１８ｂに向けて延び、その先端部には、ステー部３６の延びる方向に直交して表示パネル本体１１の外周部に沿った方向に連続する取付部３７が形成されている。これらのベース部３５、ステー部３６、取付部３７により、このセンサホルダ３４は、図５に示すように略Ｔ字状をなしている。
　ステー部３６および取付部３７は、図３に示すように、パネルフレーム１７の押さえ部１７ａとベゼル１８のカバー部１８ｂとの間に、双方に対して非接触な状態で位置するよう設けられている。ステー部３６および取付部３７とパネルフレーム１７の離間距離、ステー部３６および取付部３７とベゼル１８との離間距離は、１～２ｍｍである。この構成によって、パネルフレーム１７やベゼル１８が温度変化によって伸縮したりしても輝度センサーユニット３０に悪影響を与えない。

　また、図５に示すように、このようなセンサホルダ３４の取付部３７上に、センサ部材４０が取り付けられている。センサ部材４０は、センサホルダ３４の取付部３７上に支持された平面視略Ｔ字形状のフラットケーブル（フレキシブルケーブル）４１と、フラットケーブル４１上に実装されていてセンサホルダ３４の収容凹部３５ｂ内に保持される輝度センサー４２と、を有している。

　フラットケーブル４１は、その一端４１ａが基板３１のコネクタ３３に接続される。そして、このフラットケーブル４１は、一端４１ａから、表示パネル本体１１の外周部に沿った反対方向に延びて、折り返し部４１ｂで１８０°折り返された後、取付部３７上において表示パネル本体１１の外周部に直交し、かつステー部３６上においてベース部３５に向けて延びるよう、略Ｔ字状に形成されている。ここで、フラットケーブル４１は取付部３７上に両面テープにより固定されている。

　輝度センサー４２は、図３乃至図５に示すように、フラットケーブル４１の他端４１ｃに設けられ、ベース部３５に形成された収容凹部３５ｂ内に配置されている。
　図４において、センサ部材４０のフラットケーブル４１は、その一方の面にセンサホルダ３４が配設され、他方の面にこれらを覆うカバー４５が設けられることで挟まれている。カバー４５の一端は、ベゼル１８のカバー部１８ｂとセンサ部材４０との間に位置し、ベゼル１８に対しては間隙を空けて配置されている。
　つまり、輝度センサーユニット３０は、センサホルダ３４が表示面１１ａに固定され、自由に動くフラットケーブル４１が基板３１のコネクタ３３と接続される以外は他の部位に固定しておらず、自由に動くことができる。よって、輝度センサーユニット３０は、表示パネル本体１１のパネルフレーム１７やベゼル１８の変位の影響を受けない。

　図５に示すように、上述した輝度センサーユニット３０は、センサホルダ３４のベース部３５内に固定された輝度センサー４２により、表示パネル本体１１の表示面１１ａ上のエリアＡに表示される輝度検出用の規定の表示パターンの光の輝度を測定する。そして、ディスプレイ装置１０の図示しない輝度制御部では、輝度センサー４２での測定結果に応じて、予め定められた動作プログラムに基づき、表示パネル本体１１の背面側に設けられたバックライト等の光源の光出力を調整する。そして、その時の光源の光出力に応じて、輝度調整、階調特性の調整、変更を自動的に実行する。

　上述したように、本実施形態によるディスプレイ装置１０の輝度センサーユニット３０によれば、輝度センサーユニット３０におけるベース部３５の底面３５ｃが表示パネル本体１１の表示面１１ａ上に紫外線硬化型の接着剤によって固定されているため、温度変化や熱や振動によって表示面１１ａに対して位置ずれを起こすことがなく、位置ずれによる輝度のばらつきが生じず、輝度の検出精度を高く維持することができる。
　また、これに伴い、表示面１１ａ上においては、輝度検出のために最低限の面積が確保できればよいので、有効な情報表示エリアを最大限に確保することができる。
　そして、このような構成では、輝度センサーユニット３０が大型化することもなく、ディスプレイ装置１０の大型化、重量増加といった弊害も生じない。

　さらに、輝度センサーユニット３０は、ベース部３５における収容凹部３５ｂの内面３５ｄに、光拡散処理を施した光拡散部を設けたから、表示面１１ａから射出した光がベース部３５のコア部３５ａを透過して収容凹部３５ｂの内面３５ｃの光拡散部で拡散されて輝度センサー４２に到達するため、より安定した輝度測定が行える。

　また、輝度センサーユニット３０は、パネルフレーム１７の押さえ部１７ａとベゼル１８のカバー部１８ｂとの間に、双方に対して非接触な状態で位置するよう設けられているので、パネルフレーム１７やベゼル１８が熱等で変位したり変形したとしても、輝度センサーユニット３０が位置ズレすることを防ぐことができる。

　ここで、ベース部３５を、コア部３５ａを設けずに円筒状の筒状部３５ｅのみによって形成することも可能ではあるが、筒状部３５ｅの表示面１１ａ側に底部として板状のコア部３５ａを連結して封止することで、コア部３５ａの一方の面である底部３５ｃによって表示パネル本体１１の表示面１１ａへの接着面積を確保することができると共に、輝度センサーユニット３０の小型化を図ることができる。
また、底部３５ｃに対向する内面３５ｄに凹凸からなる光拡散部を形成して入射光を分散させたことで、均一で安定した輝度の測定を行える。
　さらに、ベース部３５の表示パネル本体１１の表示面１１ａへの接着に紫外線（ＵＶ）硬化型の接着剤を用いるようにしたので、輝度センサーユニット３０の取り付けを速やかに行えると共に接着剤のにじみを防いで高品質な輝度測定を行える。

（その他の実施形態）
　なお、本発明のディスプレイ装置は、図面を参照して説明した上述の実施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限り種々の変更や変形を適用することができる。
例えば、変形例として、ベース部３５における収容凹部３５ｂ内の内面３５ｄに加えて表示パネル本体１１の表示面１１ａに接着する底面３５ｃにも凹凸からなる光拡散部を形成しても良い。これにより、コア部３５ａの両面である底面３５ｃと内面３５ｄに光拡散部が形成されるため輝度センサー４２で受光する光の拡散効果が二重に高く、より安定した輝度測定を行える。また、底面３５ｃの凹凸面に接着剤が充填されるため、輝度センサーユニット３０の表示パネル本体１１の表示面１１ａへの接着強度を向上させることができる。また、内面３５ｄに代えて表示面１１ａへの接着面である底面３５ｃにのみ凹凸からなる光拡散部を形成してもよい。

また、図６は上述した実施形態による輝度センサーユニット３０の変形例を示すものである。本変形例において、フラットケーブル４１に固定された輝度センサー４２を収納したセンサホルダ３４のベース部３５は筒状部３５ｅを有している。そして、ベース部３５の筒状部３５ｅにおいて輝度センサー４２と対向する端部には板状の光拡散部材４７が固着されている。ベース部３５は、筒状部３５ｅと光拡散部材４７によって輝度センサー４２を収納する収容凹部３５ｂを構成する。
この光拡散部材４７は内部に微細粒径の光拡散材が分散配置されており、このような構成を有する光拡散部材も光拡散部に含めるものとする。
或いは、光拡散部材４７における輝度センサー４２側の内面４７ａまたは対向する表面４７ｂに凹凸による光拡散部が形成されていてもよい。そして、光拡散部材４７の内面４７ａに対向する表面４７ｂが表示面１１ａへの接着面とされている。

また、ディスプレイ装置１０自体の構成については何ら限定するものではなく、表示パネル本体１１の表示方式や、その他各部の構造等、他のいかなる構成としても良い。
　さらには、輝度センサーユニット３０自体をベゼル１８内に収容し、ベゼル１８に覆われる部分で輝度検出を行うような構成とすることも可能である。
　これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

本発明によるディスプレイ装置は、表示パネル本体の表示面上に輝度センサーユニットを固定してなり、輝度センサーユニットは輝度センサーを収納する収容凹部を形成し、輝度センサーに対向する収容凹部の内面に光拡散部を形成すると共に内面に対向する底面を表示面に接着固定した。これによって、温度変化や振動等の影響を受けることなく、表示面の輝度を光拡散部によって高精度に検出することができる。

１０      ディスプレイ装置
１１  表示パネル本体
１１ａ　表示面
１１ｂ    　外側面
１２    筐体
１３  ベース部材
１４  ベースプレート
１５    支柱
１７  パネルフレーム
１８    ベゼル
３０  輝度センサーユニット
３１    基板
３２  センサユニット
３４  センサホルダ
３５      ベース部
３５ａ　コア部
３５ｂ      　収容凹部
３５ｃ      　底面
３５ｄ    　内面
３５ｅ　筒状部
３６    ステー部
４０  センサ部材
４１  フラットケーブル（フレキシブルケーブル）
４２  輝度センサー
４５      カバー
４７　光拡散部材
Ａ    エリア

Claims (7)

1. 　表示パネル本体と、
   　前記表示パネル本体の表示面上に固定されていて前記表示パネル本体の輝度を検出する輝度センサーを備えた輝度センサーユニットと、
   　を備えたことを特徴とするディスプレイ装置。
2. 　前記輝度センサーユニットは、
   　前記表示パネル本体の前記表示面に接着された接着面と、前記表示パネル本体からの光を拡散する光拡散部と、を有する光透過性材料からなるセンサホルダと、
   　前記センサホルダの光拡散部を挟んで前記表示面と対向する位置に固定された前記輝度センサーと、
   　を備えたことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 前記光拡散部は、前記接着面に対向する面が凹凸処理されて形成されている請求項２に記載のディスプレイ装置。
4. 前記光拡散部は、光拡散材を含有する光拡散部材である請求項２に記載のディスプレイ装置。
5. 　前記センサホルダは、前記輝度センサーを収容する収容凹部が形成されたベース部を備え、前記輝度センサーと対向する収容凹部の内面に前記光拡散部が設けられていることを特徴とする請求項２乃至４に記載のディスプレイ装置。
6. 　前記センサホルダは、前記表示パネル本体の外周部に設けられたフレーム及びベゼルと非接触構造とされていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
7. 　前記輝度センサーは、フレキシブルケーブルを介して前記表示パネル本体の輝度調整を行う輝度制御部に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。

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