(57)【要約】【課題】  表示画面の切り替え前後における表示体の温度変化に起因する表示状態の違いを抑制するとともに、表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制し、画像の表示性能の向した表示装置を提供すること。【解決手段】  表示装置１００は、光を選択的に反射して画像を表示する表示体１０と、表示体１０に画像を表示するために用いられる回路または電池からなる発熱素子２０と、を有し、表示体１０の光を反射する面の反対面側には、表示体１０を保温するための蓄熱層３０が配置され、表示体１０と発熱素子２０は、蓄熱層３０を介して熱的に繋がっている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を選択的に反射して画像を表示する表示体と、前記表示体に画像を表示するために用いられる回路または電池等の発熱素子と、を有する表示装置であって、
前記表示体の光を反射する面の反対面側には、表示体を保温するための蓄熱層が配置され、前記表示体と前記発熱素子は、前記蓄熱層を介して熱的に繋がっていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記蓄熱層の比熱は１Ｊ／ｇ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記蓄熱層は、前記表示体が画像を表示する面とほぼ同じ面積、又はそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記蓄熱層は、前記発熱素子との距離によって層の厚さが異なることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記蓄熱層は、液状の材料を備えること特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示装置は、前記表示体の熱を均一にするための均熱層を有し、前記均熱層と前記蓄熱層は層状に配置され、かつ、少なくとも一つの前記均熱層が前記表示体側に配置され、前記表示体と前記発熱素子は、前記均熱層と蓄熱層を介して熱的に繋がっていることを特徴とする請求項１から５に記載の表示装置。
【請求項７】
表示体側に配置された前記均熱層の熱伝導率は、前記蓄熱層の熱伝導率より大きいことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記均熱層は、前記表示体が画像を表示する面とほぼ同じ面積、又はそれ以上であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を選択的に反射して画像を表示する表示体を備えた表示装置に関する。特に、表示階調や表示速度が温度によって変化しやすいコレステリック液晶方式や電気泳動方式などを用いた表示体を備えた表示装置に有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
コレステリック液晶方式や電気泳動方式などのように光を選択的に反射した表示体を備えた反射型の表示装置がある。このような表示装置においては、外光を積極的に利用するために、屋外でも使えることを目的として、持ち運びが容易となるように薄型や小型に構成される。そのため、駆動用の電池や回路などの発熱素子等の部品が表示装置に近接して配置されている。そのため、駆動用の回路や電池などの発熱素子が発熱すると、表示体が局所的に熱せられ、表示体の表示面内に温度ムラが生じてしまう恐れがあった。
【０００３】
また、表示装置が光を選択的に反射して映像を表示するということは、部分的に光が吸収されるため、同様に表示体が局所的に熱せられ、表示体の表示面内に温度ムラが生じてしまう恐れもあった。
それゆえ、表示階調や表示速度が温度によって変化しやすい表示体を用いていると、表示面内の温度ムラにより、表示対象画像の画質が劣化する恐れがあった。
【０００４】
このような問題を解決するために、従来の表示装置では、発熱素子で発生した熱をすみやかに表示体の表面全体に伝導するために、表示体の光を反射する面の反対面側に熱伝導性の良い材料を配置する構成としていた。この構成により、発熱素子が原因による表示面内の温度ムラによる画質の劣化を防止している。（例えば、特許文献１参照）
また、他の従来の表示装置においても、表示体の光を反射する面の反対面側に熱を拡散するような熱伝導性の高い材料からなる均熱層を配置することで、表示面内の温度ムラを軽減している。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開昭５９−３３４８７号公報
【特許文献２】特開２００２−８２３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような従来の表示装置においては、表示体の光を反射する面の反対面側に熱伝導性の良い材料を配置するが、一般に、アルミニウムなどの金属など熱伝導性の良い材料は、比熱が相対的に小さく、保温性が悪い。そのため、蓄熱性の悪い材料にのみ接した表示体は急峻に温度変化してしまい、表示画面の切り替え前後での表示への悪影響がでてしまう。つまり、表示体が急峻に温度変化してしまうということは、表示画面を切り替える前後で同じ階調を表示するように表示体に信号を送っても、表示画面の切り替え前後での表示階調や表示速度が温度によって異なるといった影響を敏感に受けてしまい、結果的に、観察者は表示画面の切り替えの度に異なった状態の画像を頻繁に見なくてはならないといった不具合を生じる。
【０００６】
よって、本発明は、上記のような従来の表示装置の課題を解決することを目的としてなされたものであり、表示画面の切り替え前後における表示体の温度変化に起因する表示状態の違いを抑制するとともに、表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制し、画像の表示性能を向上した表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の表示装置は、光を選択的に反射して画像を表示する表示体と、前記表示体に画像を表示するために用いられる回路または電池等の発熱素子と、を有する表示装置であって、前記表示体の光を反射する面の反対面側には、表示体を保温するための蓄熱層が配置され、前記表示体と前記発熱素子は、前記蓄熱層を介して熱的に繋がっていることを特徴とする。
このような構成によれば、表示体と温度を保つことを目的とした蓄熱層とが熱的に繋がっているため、表示体が急峻に温度変化することを軽減でき、表示画面の切り替え前後における表示体の温度変化に起因する表示状態の違いを抑制することができる。また、蓄熱層により、表示体の局所部分を急速に熱せられにくくなり、表示面の温度ムラを抑制することができ、結果として表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制することもできる。また、発熱素子により発熱した熱は、蓄熱層を介して表示体に伝わるため、熱をある程度蓄熱層で蓄熱して表示体を保温することができるため、表示体を比較的暖かい温度に保つことができる。これにより、表示体の表示速度が比較的早い状態で保てるため、画像の表示性能を向上することができる。
【０００８】
また、本発明の表示装置において、前記蓄熱層の比熱は１Ｊ／ｇ・Ｋ以上であることを特徴とする。
このような構成によれば、表示体が急峻に温度変化することを効果的に軽減でき、表示画面の切り替え前後における表示体の温度変化に起因する表示状態の違いを抑制する性能を向上することができる。つまり、空気の定圧比熱が約１Ｊ／ｇ・Ｋであるが、一般に金属材料や表示体を構成する基板として用いられるガラスなどの比熱はそれ以下であるため、蓄熱層として比熱が１Ｊ／ｇ・Ｋ以上であることが、急峻に表示体が温度変化することを軽減するために望ましい。
【０００９】
また、本発明の表示装置において、前記蓄熱層は、前記表示体が画像を表示する面とほぼ同じ面積、又はそれ以上であることを特徴とする。
このような構成によれば、表示体が画像を表示する面の全体を蓄熱層で覆うことができる。よって、表示面の全体で温度ムラを抑制することができ、結果として表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の表示装置において、前記蓄熱層は、前記発熱素子との距離によって層の厚さが異なることを特徴とする。
このような構成によれば、前記発熱素子との距離によって蓄熱層の層の厚さを変えることで、発熱素子から表示体へ熱が伝わり方を調整することができる。よって、表示面の全体で温度ムラを抑制することができ、結果として表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制する性能が向上できる。
【００１１】
また、本発明の表示装置において、前記蓄熱層は、液状の材料を備えること特徴とする。
このような構成によれば、液状の材料は、固体の物質に比べて相対的に比熱が高いため、表示体が急峻に温度変化することを軽減でき、表示画面の切り替え前後における表示体の温度変化に起因する表示状態の違いを効果的に抑制することができる。また、液状の材料が流動すれば、熱を蓄熱層内で効果的に拡散することができる。したがって、表示面の温度ムラを抑制することができ、結果として表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制する性能を向上できる。
【００１２】
また、本発明の表示装置において、前記表示装置は、前記表示体の熱を均一にするための均熱層を有し、前記均熱層と前記蓄熱層は層状に配置され、かつ、少なくとも一つの前記均熱層が前記表示体側に配置され、前記表示体と前記発熱素子は、前記均熱層と蓄熱層を介して熱的に繋がっていることを特徴とする。
このような構成によれば、蓄熱層により、表示体が急峻に温度変化することを軽減でき、表示画面の切り替え前後における表示体の温度変化に起因する表示状態の違いを抑制することができる。また、表示体の熱を均一にするための均熱層が表示体側に配置されているため、表示面の温度ムラを効率的に抑制することができる。さらに、表示体において、部分的に光が吸収されることで表示体が局所的に熱せられて表示体の表示面内に温度ムラが生じてしまう場合に、均熱層が表示体側に配置されているので、表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制することも容易にできる。
【００１３】
また、本発明の表示装置において、表示体側に配置された前記均熱層の熱伝導率は、前記蓄熱層の熱伝導率より大きいことを特徴とする。
このような構成によれば、蓄熱層内のみで熱を拡散する以上に、均熱層内で熱を拡散することができるので、結果として表示体の熱を均一にする性能を向上することができる。
【００１４】
また、本発明の表示装置において、前記均熱層は、前記表示体が画像を表示する面とほぼ同じ面積、又はそれ以上であることを特徴とする。
このような構成によれば、表示体が画像を表示する面の全体を均熱層で覆うことができる。よって、表示面の全体で温度ムラを抑制することができ、結果として表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の表示装置を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１６】
（第１の実施例）
図１は、第１の実施例における表示体の側面の断面図である。また、図２は、第１の実施例における表示装置の側面の断面図である。
図１において、表示体１０は、コレステリック液晶方式を用いた表示体であり、透明電極１１、１２をそれぞれ有する２枚の基板１３、１４でコレステリック液晶１５を挟んだ構成となっている。また、コレステリック液晶１５は、シール材１６で封止され、光の入射側の反対面に黒色の光吸収層１７が設けられている。
そして、電極１１、１２間に電圧を印加することで、コレステリック液晶１５の配光状態が制御される。具体的には、コレステリック液晶１５は、螺旋状に配向した棒状分子からなり、螺旋軸が基板面にほぼ平行に配向した状態では、光はコレステリック液晶１５を通過して光吸収層１７吸収され、螺旋軸が基板面にほぼ垂直に配向した状態では、螺旋ピッチに対応した波長の光のみ反射される。このように、表示体１０は、コレステリック液晶１５の配光状態を電気的に制御しながら、コレステリック液晶１５によって光を選択的に反射して画像を表示することができる。
【００１７】
また、コレステリック液晶１５は、配向の状態を適度に制御することで階調表現も可能となるが、コレステリック液晶１５の応答速度は、液晶分子の動きやすさ、すなわち粘度に依存するため、低温ではパルス電圧を高く、またはパルス印加時間を長く設定する必要がある。そのため、ある一定時間同じ電圧を印加しても、表示体の温度条件が異なる場合は、階調がそれぞれで異なることになる。よって、図２の構成として表示体１０の温度条件を最適に維持することが重要になる。
なお、本実施の形態では、表示体１０としてコレステリック液晶方式を用いた例を示したが、これに限られるものではない。例えば、電気泳動方式やツイストネマティック液晶方式など、各種表示原理を用いた表示体を用いるようにしてもよい。
【００１８】
次に、図２において、表示装置１００は、表示体１０、発熱素子２０、及び蓄熱層３０を含んで構成される。例えば、発熱素子２０は、２次電池、２次電池充電回路、ＣＰＵ、メモリー、液晶駆動回路、及び画像処理回路など、表示体１０に画像を表示するために用いられる回路または電池から構成され、回路基板２１に取り付けられている。
そして、表示体１０の光を反射する面の反対面側には、表示体１０と発熱素子２０の間に蓄熱層３０が接触して配置される。これにより、表示体１０と発熱素子２０は、蓄熱層３０を介して熱的に繋がっていることになる。蓄熱層３０は、金属材料よりも比熱が大きいシリコーンゴムなどからなり、熱容量を利用して蓄熱する。したがって、蓄熱層３０の比熱は１Ｊ／ｇ・Ｋ以上であることが望ましい。また、蓄熱層３０の大きさとして、表示体１０の画像を表示する面（図中のＡの記号で示した領域）とほぼ同じ面積となっている。なお、蓄熱層３０の面積は、表示体１０の画像を表示する面積以上であっても構わない。
また、表示体１０と蓄熱層３０の間及び蓄熱層３０と発熱素子２０の間に熱伝導性の両面テープや接着剤などを用いて熱の伝達を補助しても本発明の主旨を逸脱しない。
【００１９】
以上のように、第１の実施例における表示装置１００は、光を選択的に反射して画像を表示する表示体１０と、表示体１０に画像を表示するために用いられる回路または電池からなる発熱素子２０と、を有し、表示体１０の光を反射する面の反対面側には、表示体１０を保温するための蓄熱層３０が配置され、表示体１０と発熱素子２０は、蓄熱層３０を介して熱的に繋がっている。これにより、表示体１０と温度を保つことを目的とした蓄熱層３０とが熱的に繋がっているため、表示体１０が急峻に温度変化することを軽減でき、表示画面の切り替え前後における表示体１０の温度変化に起因する表示状態の違いを抑制することができる。また、蓄熱層３０により、表示体１０の局所部分を急速に熱せられにくくなり、表示面１０の温度ムラを抑制することができ、結果として表示面１０の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制することもできる。また、発熱素子２０により発熱した熱は、蓄熱層を介して表示体に伝わるため、熱をある程度蓄熱層３０で蓄熱して表示体を保温することができるため、表示体を比較的暖かい温度に保つことができる。これにより、表示体１０の表示速度が比較的早い状態で保てるため、画像の表示性能を向上することができる。
【００２０】
また、蓄熱層３０の比熱は１Ｊ／ｇ・Ｋ以上であることや、蓄熱層３０の面積が、表示体１０の画像を表示する面とほぼ同じ面積またはそれ以上であることによって、上述の効果を高める構成となっている。
【００２１】
（第２の実施例）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
図３は、第２の実施例における表示装置の側面の断面図である。なお、第１の実施例においては、蓄熱層３０が、均一の厚みの構造であったのに対して、第２の実施例では、蓄熱層が、発熱素子２０との距離によって層の厚さを異なるようにした点が異なる。
図３において、発熱素子２０との距離が近い場所は、蓄熱層３１の厚さが厚く、発熱素子２０との距離が離れていくにしたがって、蓄熱層３１の厚さが薄くなっている。これにより、発熱素子２０の熱を、蓄熱層３１を介してできる限り均等に表示体１０に伝える。
以上のように、第２の実施例における表示装置２００は、蓄熱層３１が、発熱素子２０との距離によって層の厚さを異なるようにすることで、表示面の温度ムラを抑制することができ、結果として表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制する効果を高めることができる。
【００２２】
（第３の実施例）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００２３】
図４は、第３の実施例における表示装置の側面の断面図である。なお、第１の実施例においては、蓄熱層３０がシリコーンゴムなどの固体の材料のみで構成されていたが、第３の実施例では、蓄熱層が液状の材料を備える点が異なる。
図４において、蓄熱層３２は、フッ素ゴムや天然ゴムなどの材料からなる中空の構造物３３の内部にエチレングリコールなどの液状の材料３４を充填した構成である。なお、液状の材料３４はエチレングリコール以外に液体シリコーンなど他の液状の材料でも構わない。また、液状の材料３４及び液状の材料を充填する構造物３３の比熱は１Ｊ／ｇ・Ｋ以上であることが望ましい。
さらに、液状の材料３４を充填する構造物３３の形状はこれに限らず、例えば、図５に示す変形例のように、表示体１０と液状の材料を充填する構造物とが接する面を排除して、表示体１０と液状の材料３４が直接接する構造にしても構わない。
【００２４】
以上のように、第３の実施例及び変形例における表示装置３００は、蓄熱層３２が液状の材料３４を備える。これにより、表示体が急峻に温度変化することを軽減でき、表示画面の切り替え前後における表示体の温度変化に起因する表示状態の違いを効果的に抑制することができる。また、液状の材料３４が流動すれば、熱を蓄熱層内で効果的に拡散することができる。したがって、表示面の温度ムラを抑制することができ、結果として表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を効果的に抑制することもできる。
【００２５】
（第４の実施例）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
図６は、第４の実施例における表示装置の側面の断面図である。なお、第１の実施例においては、表示体１０と発熱素子２０の間に蓄熱層３０しか配置されなかったが、第４の実施例では、表示体１０と発熱素子２０の間に蓄熱層及び均熱層が配置される点が異なる。
図６において、均熱層４０は、蓄熱層３０に使われているシリコーン樹脂やシリコーンゴムよりも熱伝導率が高い材料、つまり熱伝導率が比較的大きいアルミニウムや銅などの金属材料からなり、熱伝導率による熱の拡散を利用して均熱層全体の温度を均一にする。また、均熱層４０の大きさとして、表示体１０の画像を表示する面（図中のＡの記号で示した領域）とほぼ同じ面積となっている。なお、均熱層４０の面積は、表示体１０の画像を表示する面積以上であっても構わない。
【００２６】
そして、表示体１０の光を反射する面の反対面側には、均熱層４０及び蓄熱層３０が層状に配置され、均熱層４０は表示体１０側に配置される。そして、表示体１０と発熱素子２０の間には均熱層４０及び蓄熱層３０が接触して配置されるため、表示体１０と発熱素子２０は、均熱層４０及び蓄熱層３０を介して熱的に繋がっていることになる。したがって、発熱素子２０の熱は、蓄熱層３０にある程度蓄えられながら均熱層４０に伝わり、均熱層４０に伝わった熱は、均熱層４０内部で拡散する。そして、均熱層４０内部で拡散した熱は、表示体１０全体の温度を均一にする。同時に、蓄熱層３０で熱をある程度蓄熱しているので表示体１０を保温することもできる。また、表示体１０において、部分的に光が吸収されることで表示体１０が局所的に熱せられ、表示体１０の表示面内に温度ムラが生じてしまう場合に、均熱層４０が表示体１側に配置されているため、表示面の温度ムラによって生じる画質の劣化を抑制することも容易にできる。
【００２７】
なお、表示体１０と均熱層４０の間、均熱層４０と蓄熱層３０の間、及び蓄熱層３０と発熱素子２０の間に熱伝導性の両面テープや接着剤などを用いて熱の伝達を補助しても本発明の主旨を逸脱しない。
さらに、図６では、均熱層４０と蓄熱層３０との２層であったが、均熱層や蓄熱層の層数はこれに限らず、例えば、図７に示す変形例のように、発熱素子２０と蓄熱層３０の間に、均熱層４１を設けて、発熱素子２０の熱を均一にして蓄熱層３０に伝える構成としても構わない。
【００２８】
以上のように、第４の実施例及び変形例における表示装置４００は、表示体１０の熱を均一にするための均熱層４０を有し、均熱層４０と蓄熱層３０は層状に配置され、かつ、少なくとも一つの均熱層４０は表示体１０側に配置され、表示体１０と発熱素子２０は、均熱層４０と蓄熱層３０を介して熱的に繋がっている。これにより、蓄熱層３０により、表示体１０が急峻に温度変化することを軽減でき、表示画面の切り替え前後における表示体１０の温度変化に起因する表示状態の違いを抑制することができる。また、表示体１０の熱を均一にするための均熱層４０が表示体１０側に配置されているため、蓄熱層３０から均熱層４０を介して熱を表示体１０に伝えることで、表示面の温度ムラを効率的に抑制することができる。
また、均熱層４０の比熱は１Ｊ／ｇ・Ｋ以上であることや、均熱層４０の大きさとして、表示体１０が画像を表示する面とほぼ同じ面積またはそれ以上であることによって、表示面の温度ムラを抑制する効果を高める構成となっている。
【００２９】
なお、これまでに述べた本発明の実施例及び変形例では、均熱層及び蓄熱層のそれぞれを全て均一の材料で構成される例で示したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、部分的に異なる材料を組み合わせた構成としても構わない。
また、表示体の一部が、均熱層または蓄熱層を含む構成であっても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。例えば、第１の実施例において、光吸収層を蓄熱層として、発明の効果を満たす材質、構成、形状に光吸収層を変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施例における表示体の側面の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における表示装置の側面の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例における表示装置の側面の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例における表示装置の側面の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例における表示装置の変形例である。
【図６】本発明の第４の実施例における表示装置の側面の断面図である。
【図７】本発明の第４の実施例における表示装置の変形例である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  表示体、２０  発熱素子、３０，３１，３２  蓄熱層、３３  液状の材料を充填する構造物、３４  液状の材料、４０，４１  均熱層、１００，２００，３００，４００  表示装置。
【図１】
2006267799.tif 000003
【図２】
2006267799.tif 000004
【図３】
2006267799.tif 000005
【図４】
2006267799.tif 000006
【図５】
2006267799.tif 000007
【図６】
2006267799.tif 000008
【図７】
2006267799.tif 000009