特開 2023-167048 液晶表示装置及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023167048

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】液晶表示装置及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1333 20060101AFI20231116BHJP

   G02F 1/1334 20060101ALI20231116BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20231116BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20231116BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20231116BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1333

G02F1/1334

G02F1/13357

G02F1/1335

G09F9/00 350Z

G09F9/30 349Z

G09F9/00 304

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022077900

(22)【出願日】2022-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】若林 祐太

(72)【発明者】

【氏名】花澤 康行

(72)【発明者】

【氏名】野口 通一

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕理

【テーマコード（参考）】

2H189

2H291

2H391

5C094

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H189AA04

2H189AA52

2H189AA53

2H189AA55

2H189AA57

2H189AA58

2H189AA62

2H189AA74

2H189AA75

2H189AA83

2H189AA86

2H189HA02

2H189HA06

2H189LA02

2H189LA07

2H189LA20

2H291FA56X

2H291FA56Z

2H291FA71X

2H291FA71Z

2H291FA85X

2H291FA85Z

2H291FA95X

2H291FA95Z

2H291FA96X

2H291FA96Z

2H291GA02

2H291GA08

2H291GA19

2H291GA21

2H291JA02

2H291LA02

2H291LA04

2H291MA20

2H291NA62

2H391AA15

2H391AA23

2H391AA25

2H391AB04

2H391AC03

2H391AC09

2H391AC53

2H391CA24

2H391CB03

2H391FA01

2H391FA02

5C094AA34

5C094BA03

5C094BA43

5C094CA19

5C094EB02

5C094ED13

5G435AA12

5G435BB12

5G435CC09

5G435EE05

5G435EE13

5G435EE27

5G435EE50

(57)【要約】

【課題】ＬＥＤ及びドライバＩＣの発熱に起因する、ＬＥＤの発光効率の低下、ドライバＩＣの誤動作、構造物の熱膨張による歪を低減し、消費電力を抑えた、高画質の透明液晶表示装置を実現する。
【解決手段】画素電極を有するＴＦＴ基板と、対向基板との間に液晶が挟持された構成の液晶パネルを有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板が重なっている部分に表示領域１０００が形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記対向基板と重なっていない部分において、前記対向基板の第１の方向に延在する第１の辺に沿って端子領域が形成され、前記対向基板の上には第２カバーガラス５００が配置し、前記ＴＦＴ基板の下には第１カバーガラス４００が配置し、前記第１カバーガラス４００の前記第１の方向の幅は、前記第２カバーガラス５００の前記第１の方向の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画素電極を有するＴＦＴ基板と、対向基板との間に液晶が挟持された構成の液晶パネルを有する液晶表示装置であって、
前記ＴＦＴ基板と前記対向基板が重なっている部分に表示領域が形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記対向基板と重なっていない部分において、前記対向基板の第１の方向に延在する第１の辺に沿って端子領域が形成され、
前記対向基板の上には第２カバーガラスが配置し、
前記ＴＦＴ基板の下には第１カバーガラスが配置し、
前記第１カバーガラスの前記第１の方向の幅は、前記第２カバーガラスの前記第１の方向の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項2】

前記第１カバーガラスは、前記第１の方向の両側において、前記第１の方向の幅は、前記第２のカバーガラスの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記第１の方向と直角方向の前記第２カバーガラスの幅は、前記第１カバーガラスの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記ＴＦＴ基板の前記端子領域の裏側には、第１の放熱板が配置していることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記第２カバーガラスの端部には、レンズの第１の端部が配置し、
前記レンズの、前記第１の端部と反対側の第２の端部には、光源としてのＬＥＤが配置し、ドライバＩＣと前記ＬＥＤは別部品に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記ドライバＩＣは前記端子領域に配置していることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記ＴＦＴ基板の前記端子領域の裏側には、第１の放熱板が配置し、
前記レンズ及び前記ＬＥＤを覆って第２の放熱板が配置し、前記第２の放熱板は、前記第１の放熱板に接続し、前記第２の放熱板は、前記第２カバーガラスとは接着していないことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

【請求項8】

前記液晶はポリマー内に液晶分子を含む微粒子が分散した構成であり、前記対向基板にはコモン電極が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項9】

画素電極を有するＴＦＴ基板と、対向基板との間に液晶が挟持された構成の液晶パネルを有する液晶表示装置と、前記液晶表示装置を載置する支持部と、前記液晶表示装置を囲む枠体を有する表示装置であって、
前記ＴＦＴ基板と前記対向基板が重なっている部分に表示領域が形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記対向基板と重なっていない部分において、前記対向基板の第１の方向に延在する第１の辺に沿って端子領域が形成され、
前記対向基板の上には第２カバーガラスが配置し、
前記ＴＦＴ基板の下には第１カバーガラスが配置し、
前記第１カバーガラスの前記第１の方向の幅は、前記第２カバーガラスの前記第１の方向の幅よりも大きく、
前記第１のカバーガラスの前記第１の方向で幅が広くなった部分が前記支持部によって支えられていることを特徴とする表示装置。

【請求項10】

前記第２カバーガラスは、前記支持部には支えられていないことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

【請求項11】

前記第１カバーガラスの前記第１の方向で幅が広くなった部分は第１枠体と第２枠体によって挟持されていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

【請求項12】

前記第２のカバーガラスは、前記第１枠体及び前記第２枠体によって挟持されていないことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。

【請求項13】

前記第１枠体と前記第２枠体は、前記第１カバーガラスが存在していない部分において、スペーサを挟持していることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。

【請求項14】

前記第１枠体と前記第２枠体は透明材料で形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。

【請求項15】

前記支持部は、平面で視て、内側に矩形の孔部が形成され、前記孔部の前記第１の方向と直角方向の幅は、前記液晶表示装置の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

【請求項16】

前記第２カバーガラスは、前記支持部と接触していないことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。

【請求項17】

前記支持部の前記孔部の内側と前記第２カバーガラスの間には、前記支持部及び前記第２カバーガラスよりも柔らかい材料によるバッファー材が挿入されていることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。

【請求項18】

前記支持部と前記第２枠体とは、支柱によって共通に固定されていることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。

【請求項19】

前記支持部と前記第２枠体とは、板状の第３枠体によって共通に固定されていることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。

【請求項20】

前記液晶はポリマー内に液晶分子を含む微粒子が分散した構成であり、前記対向基板にはコモン電極が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は表示装置に係り、特に液晶表示装置を用いた透明ディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

ガラスのように、背景が見える透明ディスプレイに対する需要が存在する。透明ディスプレイでは、画像を表示する場合、表側と裏側でそれぞれの背景に画面を重ねて表示することが出来る。画像が表示されていない部分では、ガラスを通して背景を視認することが出来る。このような透明ディスプレイは例えば、液晶表示装置を用いて実現することが出来る。特に液晶表示装置を透明ディスプレイとして用いる場合、配線やトランジスタの数の多い有機ＥＬ表示装置を用いた透明ディスプレイに比べ高い透明度を実現できる。

【0003】

透明液晶表示装置では、ＬＥＤもドライバＩＣも高温になるので、二つの部品を近接して配置すると、この部分が高温になる。特許文献１は、端子領域において、２個の部品が極端に近づかないよう、複数のＬＥＤの配置をインライン配置からずれた配置とする構成が記載されている。

【0004】

一方、透明液晶表示装置では、表示装置の種類によって、透明液晶表示パネルの配置方法が問題となる。特許文献２及び特許文献３には、比較的小型の表示装置において、透明液晶表示パネルを配置する構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１８４０５２号公報

【特許文献2】特開２０２１－４９７５号公報

【特許文献3】特開２０２０－１１２６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

透明液晶表示装置では、直下型バックライトを使用することが出来ない。したがって、光源を基板の側面に配置するサイドライト型光源になる。実際の光源は、ＬＥＤが使用されるが、ＬＥＤは発光と同時に熱も発生する。サイドライト方式では、多数のＬＥＤが例えば基板の側面のように、限られた領域に存在するので、光源における温度上昇が問題となる。

【0007】

また、透明液晶表示装置では、光効率を上げるために、カラーフィルタは使用しない。すなわち、カラーフィルタの使用はそれだけで光の利用効率を１／３に低下させる。さらに、カラーフィルタは、光の透過の妨げになる。フィールドシークエンシャル方式を用いればカラーフィルタを使用しなくとも済むが、駆動周波数が高くなるために、ドライバＩＣの発熱が問題になる。

【0008】

本発明の課題は、サイドライト方式を用いた透明液晶表示装置において、ＬＥＤ及びドライバＩＣ等における温度上昇を抑え、ＬＥＤの発光効率の低下、ドライバＩＣの誤動作、熱膨張による周辺部品の劣化等を抑制することである。

【0009】

本発明の他の課題は、透明液晶表示パネルを表示装置に組み込む際、光の導光作用を受け持つカバーガラス、レンズ、ＬＥＤ等に筐体からの機械的なストレスが及ばないようにし、ＬＥＤからの光の光路を正確に維持することができる透明液晶表示装置を実現することである。これによって、高画質であり、かつ、光の利用効率を向上させた透明液晶表示装置を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は上記課題を克服するものであり、代表的な手段は次のとおりである。

【0011】

（１）画素電極を有するＴＦＴ基板と、対向基板との間に液晶が挟持された構成の液晶パネルを有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板が重なっている部分に表示領域が形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記対向基板と重なっていない部分において、前記対向基板の第１の方向に延在する第１の辺に沿って端子領域が形成され、前記対向基板の上には第２カバーガラスが配置し、前記ＴＦＴ基板の下には第１カバーガラスが配置し、前記第１カバーガラスの前記第１の方向の幅は、前記第２カバーガラスの前記第１の方向の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。

【0012】

（２）画素電極を有するＴＦＴ基板と、対向基板との間に液晶が挟持された構成の液晶パネルを有する液晶表示装置と、前記液晶表示装置を載置する支持部と、前記液晶表示装置を囲む枠体を有する表示装置であって、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板が重なっている部分に表示領域が形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記対向基板と重なっていない部分において、前記対向基板の第１の方向に延在する第１の辺に沿って端子領域が形成され、前記対向基板の上には第２カバーガラスが配置し、前記ＴＦＴ基板の下には第１カバーガラスが配置し、前記第１カバーガラスの前記第１の方向の幅は、前記第２カバーガラスの前記第１の方向の幅よりも大きく、 前記第１のカバーガラスの前記第１の方向で幅が広くなった部分が前記支持部によって支えられていることを特徴とする表示装置。

【0013】

（３）前記第２カバーガラスは、前記支持部には支えられていないことを特徴とする（２）に記載の表示装置。

【0014】

（４）前記第１カバーガラスの前記第１の方向で幅が広くなった部分は第１枠体と第２枠体によって挟持されていることを特徴とする（２）に記載の表示装置。

【0015】

（５）前記第２のカバーガラスは、前記第１枠体及び前記第２枠体によって挟持されていないことを特徴とする請求項（２）に記載の表示装置。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】透明液晶表示装置の正面図である。

【図2】透明液晶表示装置の側面図である。

【図3】透明液晶表示パネルの動作を示す断面図である。

【図4】液晶層の詳細を示す断面図である。

【図5】パーテーション付き透明液晶表示装置の使用状態の例を示す断面図である。

【図6】パーテーション付き透明液晶表示装置の斜視図である。

【図7】透明液晶表示装置（透明液晶表示パネル）の正面図である。

【図8】図７のＡ－Ａ断面図である。

【図9】図７のＢ－Ｂ断面図である。

【図10】支持部を有する透明液晶表示装置の正面図である。

【図11】支持部による透明液晶表示装置の支持構造を示す斜視図である。

【図12】支持部の平面図である。

【図13】図１０の側面図である。

【図14】図１０のＣ－Ｃ断面図である。

【図15】支柱に取り付ける前の透明液晶表示装置の斜視図である。

【図16】図１５のＤ－Ｄ断面図である。

【図17】図１５を上（Ａ方向）から視た図である。

【図18】図１５のＥ－Ｅ断面図である。

【図19】第１透明板の正面図である。

【図20】第２透明板、第３透明板が取り付けられた状態における第１透明板の正面図である。

【図21】第２透明板及び第３透明板図の斜視図である。

【図22】枠体に透明液晶表示装置が組み込まれた状態における正面図と側面図である。

【図23】枠体に透明液晶表示装置が組み込まれた状態における裏面図と側面図である。

【図24】枠体と支持部を板状部材で共通に固定した構成を示す正面図と側面図である。

【図25】枠体と支持部を板状部材で共通に固定した構成を示す裏面図と側面図である。

【図26】不透明の枠体を使用した場合の液晶表示装置の正面図と側面図である。

【図27】不透明の枠体を使用した場合の液晶表示装置の裏面図と側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

【実施例0018】

図１は透明液晶表示装置４０００の正面図であり、図２は側面図である。図１及び図２は透明液晶表示装置の一例である。透明液晶表示装置の他の使用方法の例は、例えば図５に記載されている。図１及び図２において、表示領域１０００の背面には、バックライトは存在しておらず、基板は、透明なガラスで出来ているので、通常は光が透過し、透明液晶表示装置４０００の背面を視ることが出来る。

【0019】

サイドライトとしての光源や駆動回路領域を含む駆動部２０００は、下側の筐体３０００内に配置されている。表示パネルの表示領域１０００に表示された画像は、裏側、表側のいずれからも視認することが出来る。また、透明液晶表示装置に表示された画像は、背景の中に浮かび上がったような印象を与えることが出来る。

【0020】

図３は、透明液晶表示装置４０００の動作を示す断面図である。図３は、透明液晶表示装置の基本的な構造である。図３において、画素電極１３０、信号線、ＴＦＴ等が配置したＴＦＴ基板１００とコモン電極１４０が形成された対向基板２００との間に液晶３００が挟持されている。図３はいわゆるフィールドシークエンシャル(Ｆｉｅｌｄ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ)で駆動されるので、カラーフィルタは存在していない。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なっている部分に表示領域が形成され、ＴＦＴ基板１００において、対向基板２００と重なっていない部分に端子領域が形成されている。

【0021】

図３において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００はシール材１５０で接着し、内部に液晶３００が封入されている。シール材１５０は透明樹脂で形成されている。図３の液晶３００はいわゆる高分子分散型液晶と呼ばれるものであり、図４にその構成を示す。図４は、図３の液晶部分の拡大断面図である。図４において、画素電極１３０とその上に配向膜１６０が形成されたＴＦＴ基板１００と、コモン電極１４０とその上に配向膜１６０が形成された対向基板２００の間に液晶３００が挟持されている。図４において、画素電極１３０に対応して画素Ｐｉｘが形成されている。

【0022】

この液晶３００は高分子分散型液晶と呼ばれているものであり、高分子（ポリマー）によって形成されたバルク３０１と液晶分子を含む微粒子３０２で構成されている。画素電極１３０とコモン電極１４０との間に電圧が印加されると、液晶分子を含む微粒子３０２が電界によって回転し、光を散乱する。画素電極１３０とコモン電極１４０との間に電圧が印加されなければ光は散乱されない。光の散乱を画素毎に制御するので、画像が形成される。そして、この画像は、液晶表示パネルの表面からも背面からも視認することが出来る。

【0023】

図３に戻り、ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重複していない部分は端子領域となっている。端子領域には、対向基板２００の側面と対向して光源であるＬＥＤ１０が配置している。ＬＥＤ１０からの光は対向基板２００の側面あるいは、シール材１５０を通して液晶表示パネルの内部に入射する。入射した光は全反射を繰り返しながら液晶層３００中の、液晶分子を含む微粒子３０２に衝突する。

【0024】

光が、画素電極１３０とコモン電極１４０との間に電圧が印加されている画素内の微粒子３０２に衝突すると、図３に示すように散乱する。一方、画素電極１３０とコモン電極１４０との間に電圧が印加されていない画素内では、光は直進する。これによって、液晶３００内に入射した光は、画素毎に散乱を制御されるので、画像が形成される。

【0025】

図３に示す透明液晶表示装置は、図５に示すように、パーテーション２を挟んで、二人の人が対面しているような場合に、パーテーション２に透明液晶表示装置３を組み込むことによって、共通の情報を共有して議論を進めることが出来る手段として使用することが出来る。図５において、テーブル５０００を挟んで対面した２人の間にパーテーション２が配置し、パーテーション２中に透明液晶表示装置３が組み込まれている。図５において、透明液晶表示装置３は支持部４によって支えられているが、この支持部４は、色々な構成をとり得る。

【0026】

図６は、パーテーションの中に透明液晶表示装置４１００を配置した、パーテーション付き透明液晶表示装置１の例である。図６において、透明液晶表示装置４１００は、パーテーションを構成する透明板７００によって上限左右の３方を囲まれ、駆動部等を収容した支持部６００の上に載置されている。

【0027】

図６において、透明液晶表示装置４１００は、第１カバーガラス４００と第２カバーガラス５００とで構成され、第１カバーガラス４００の幅が第２カバーガラス５００の幅よりも、片側でｘ１だけ大きくなっており、この部分（以後拡張部４１０ということもある）が支持部６００の上に載置されることによって、透明液晶表示装置４１００を支えている。また、この部分を、パーテーションを構成する透明板７１０、７３０によって、挟むことによって、前後の固定を行っている。そして、透明板７１０、７３０はベース６取り付けられて支柱５にビス止めして固定している。なお、図６では、ベース６の構成は、詳細は記載していないが、ベース６に給電ダクトのようなものを使用することによって、電力や信号を透明液晶表示装置４１００に供給することも可能である。

【0028】

ところで、図３は透明液晶表示装置の基本的な動作を示す構成であるが、この透明液晶表示装置は以下に示すような課題を有している。すなわち、熱源であるドライバＩＣ４０と光源であるＬＥＤ１０が端子領域において近接して配置している。図３の透明液晶表示装置は、フィールドシークエンシャルで駆動されるので、ドライバＩＣ４０の発熱が大きい。また、光源であるＬＥＤ１０は、図３の紙面垂直方向に多数配列している。したがって、この部分の端子領域は、非常に高温になる。高温になると、ＬＥＤ１０の発光効率が低下する、ドライバＩＣ４０が誤動作する、周辺部品に熱膨張による歪が発生し、寸法に狂いが生ずるなどである。また、光の入射部分が対向基板２００だけなので、面積が小さく、十分な入射光を確保することが困難である。

【0029】

本発明では、図７乃至図９に示す構成の透明液晶表示装置４１００を用いることによって、上記課題を解決している。図７は実施例１における透明液晶表示装置４１００の正面図である。図７において、透明液晶表示装置４１００は表示領域１０００と駆動領域とで構成されている。駆動領域は、光源及びドライバＩＣを含む駆動部と、プリント配線基板（ＰＣＢ、Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）５５０と、これを接続するフレキシブル配線基板５０とから構成されている。図７において、駆動部は金属で形成された第２放熱板７０で覆われている。実施例１では、第２放熱板７０はアルミニウムで形成される。

【0030】

図７において、第２放熱板７０には、ソケット２５が２か所取り付けられている。このソケット２５は、第２放熱板７０の内側に配置しているＬＥＤ基板と導通し、各ＬＥＤに電力を供給する。図７において、６個のフレキシブル配線基板５０が配置している。６個のうち、両側の２個は、走査線駆動用ドライバＩＣと接続し、中央側の４個が映像信号線駆動用のドライバＩＣと接続する。映像信号線駆動用ドライバＩＣのほうが、走査線駆動用ドライバＩＣよりも発熱が大きいので、互いに、より大きな間隔をもって配置している。

【0031】

図８は図７のＡ－Ａ断面図である。図８において、画素電極やＴＦＴが配置するＴＦＴ基板１００に対向してコモン電極を有する対向基板２００が配置している。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間の液晶層は、図８では省略されている。図８において、ＴＦＴ基板１００の裏側には、第１カバーガラス４００が配置し、対向基板２００の表側には第２カバーガラス５００が配置している。図８の特徴は、第１カバーガラス４００の幅が第２カバーガラス５００の幅よりも片側でｘ１だけ大きいことである。ｘ１の大きさは、例えば、横幅が３００ｍｍ程度の第２カバーガラスに対して１５ｍｍ程度である。以後この部分を拡張部４１０と呼ぶこともある。

【0032】

図９で説明するように、本発明による透明液晶表示装置は、第２カバーガラス５００に光源１０やレンズ３０からの光が入射するので、仮に、第２カバーガラス５００に熱ストレスや機械的なストレスが加わって、第２カバーガラス５００が変形すると、光の経路が影響を受け、画質を維持できなくなる。そこで、第１カバーガラス５００の拡張部４１０を用いて透明液晶表示装置４１００を支え、かつ、透明液晶表示装置４１００の前後動きを抑えて、固定している。したがって、光の導光板としての役割を有する第２カバーガラス５００には、ストレスが加わらないので、光の光路は影響を受けず、画質を維持することが出来る。

【0033】

図９は、図７のＢ－Ｂ断面図であり、駆動部の構成を示す断面図である。図９の中央よりもｘ方向右側が表示領域１０００側である。図９において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００がシール材１５０によって接着し、内部に液晶３００が封止されている。ＴＦＴ基板１００の下側には、表示領域１０００に対応する部分には、第１カバーガラス４００が配置し、駆動部に対応する部分においては、第１放熱板６０が配置している。第１放熱板６０は金属で形成されており、実施例１では、アルミニウムで形成され、厚さは１ｍｍ程度である。第１放熱板６０はＴＦＴ基板１００と接着し、さらに左側に延在する。

【0034】

図９において、対向基板２００の上側には、第２カバーガラス５００が配置している。第２カバーガラス５００は、対向基板２００よりも大きく形成され、平面で視て、第２カバーガラス５００の端部は、ＴＦＴ基板１００の端部とｘ方向でほぼ同程度の位置になっている。ＴＦＴ基板１００と第１カバーガラス４００との接着及び対向基板２００と第２カバーガラス５００との接着は、例えば、光学カップリンングを考慮してＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）が使用されている。但し、第1放熱板６０とＴＦＴ基板１００とは、放熱性を考慮して、いわゆる導電シート３３が使用されている。

【0035】

図９において、ＴＦＴ基板１００と第２カバーガラス５００との間、すなわち、ＴＦＴ基板１００の端子部には、ドライバＩＣ４０が配置し、また、端子部の端部には、液晶表示パネルに信号や電源を供給するために、フレキシブル配線基板５０が接続している。また、ＴＦＴ基板１００と第２カバーガラス５００との間には、スペーサ１１０が配置している。スペーサ１１０は、ＴＦＴ基板１００と接着することによって、ＴＦＴ基板１００の機械的な強度を補強している。

【0036】

図９において、ＴＦＴ基板１００の厚さは０．５ｍｍ、対向基板２００の厚さは０．７ｍｍ、第１カバーガラス４００の厚さは３ｍｍ、第２カバーガラス５００の厚さは３ｍｍ程度である。液晶層３００の層厚は１０μm以下であるので、他の部品の厚さに比べれば、無視できる程度の厚さである。スペーサ１１０の厚さは、対向基板２００と同程度である。

【0037】

図９において、ＴＦＴ基板１００の厚さが対向基板２００の厚さよりも小さいのは、ドライバＩＣ４０で発生した熱が、ＴＦＴ基板１００を介して、ＴＦＴ基板１００の下側に配置した第１放熱板６０に伝わりやすくするためである。ＴＦＴ基板１００と第１放熱板６０を接着している導電シート３３は、基材が樹脂であるから、ＴＦＴ基板１００及び第１カバーガラス４００と柔軟に接触して、第１放熱板６０への熱の移動を容易にしている。なお、対向基板２００の厚さをＴＦＴ基板１００よりも厚い、０．７ｍｍ、とすることによって、ＴＦＴ基板１００と第２カバーガラス５００との間隔を大きく出来、ドライバＩＣ４０等の配置のためのスペースに余裕をとることが出来る。

【0038】

導電シート３３は電気を導通させるとともに、高い熱伝導性を有する。また、導電シート３３は、導電テープ３３と表現することもでき、両面に接着性を有し、後述するようにＴＦＴ基板１００と第1放熱板６０とを接着・固定させている。本実施例において、導電シート３３は、熱伝導シートとして用いている。導電シート３３は多くのメーカーによって提供されている。導電シート３３の構造は、例えば、細い金属繊維をメッシュ状に形成したものを、基材である樹脂によって固めたもの、さらに、基材である樹脂内に金属微粒子あるいは炭素微粒子を分散させて導電性及び熱伝導性を向上させたもの、等が存在する。

【0039】

第１放熱板６０は、厚さ１ｍｍのアルミニウムで形成されているので、ヒートシンクとして作用する。また、アルミニウムは熱伝導に優れているので、外部への熱放散も効率的におこなうことが出来る。このように、ドライバＩＣ４０で発生する熱は、主に、第１放熱板６０に吸収され、ドライバＩＣ４０の温度上昇を緩和する。

【0040】

図９において、第２カバーガラス５００の端部には、レンズ３０が付き合わせの状態で配置している。レンズ３０の逆側の端部には、光源としてのＬＥＤ１０が配置している。ＬＥＤ１０からの光は、レンズ３０によって、表示領域１０００側に向かうように、導かれる。したがって、レンズ３０は、導光板と呼ばれることもあるが、本明細書はレンズという名称を用いる。

【0041】

図９における、レンズ３０の縦方向（ｚ方向）の厚さは、第２カバーガラス５００の厚さと同じ３ｍｍ程度である。したがって、ＬＥＤ１０からの光の、レンズ３０、ひいては、第２カバーガラス５００への光の入射は、面積的には、十分な余裕をもって行うことが出来る。また、入射面が大きい分、光の量を増すことができるので、コントラストの高い画像を得ることが出来る。

【0042】

図９において、レンズ３０の上側の面は、断面が屈曲し、金属で形成された第２放熱板７０に接着して固定されている。実施例１では、金属としてアルミニウムが使用されている。レンズ３０は第２放熱板７０の、対向基板２００の主面と平行方向である、第１の面に懸垂した形で配置しており、レンズ３０の位置合わせも第２放熱板７０を介して行われる。したがって、第２放熱板７０の寸法精度、及び、他の部品との組み立て精度は重要である。第２放熱板の厚さは、例えば、０．５ｍｍである。

【0043】

第２放熱板７０との接着のために、レンズ３０の上側には、反射シートを配置し、その上に両面粘着材を配置したもの（以後この構成を接着シート３１とも呼ぶ）を使用している。なお、レンズ３０は熱源となるＬＥＤ１０と接近して配置するので、高温となることも予想される。この場合は、接着シート３１として、例えばレンズ側に反射シートを用い、第２放熱板７０側に導電シートを配置した、ラミネート材としてもよい。導電シートを用いれば、レンズ３０の熱を第２放熱板７０に伝導しやすくすることが出来る。なお、レンズ３０の下側は、反射面としての機能のみが要求されるので、レンズ３０と接着あるいは粘着することが出来る例えば、反射シート３２を用いればよい。

【0044】

図９において、第２カバーガラス５００に対向する側と反対側の、レンズ３０の側面には、光源としてのＬＥＤ１０が配置されている。ＬＥＤ１０は、ＬＥＤ基板２０に取り付けられている。ＬＥＤ基板２０は、第２放熱板７０の第２の面に密着して配置している。なお、第２放熱板７０の第２の面は第１の面と直角方向である。したがって、ＬＥＤ１０で発生する熱は、ＬＥＤ基板２０を介して、第２放熱板７０に放出される。なお、熱カップリングを向上させるために、ＬＥＤ１０と第２放熱板７０との接着には、導電シート３３が使用されている。このように、ＬＥＤ１０で発生する熱は、主に、第２放熱板７０に放熱される。

【0045】

ＬＥＤ１０には、ＬＥＤ基板２０を介して電流が供給される。ＬＥＤ基板２０には、第２放熱板７０の外側に配置したソケット２５を介し、外部から電源が供給される。ソケット２５に対応して、第２放熱板７０には、孔、あるいは切り欠きが形成されてソケット２５とＬＥＤ基板２０を接続可能としている。

【0046】

図９では、ＬＥＤ１０とレンズ３０の入射面とは密着しているように見えるが、実際には、１０μm程度の小さな間隔が形成されている。このような、細かな寸法の精度は、第２放熱板７０自体の寸法精度、第２放熱板７０へのＬＥＤ基板２０及びレンズ１０の取り付け精度、ＬＥＤ基板２０へのＬＥＤ１０の取り付け精度等によって決められる。第２放熱板７０へのＬＥＤ基板２０及びレンズ３０の接着は、第２放熱板７０を表示装置に取り付ける前、すなわち、第２放熱板７０単体の状態において行うので、寸法精度は出しやすい。また、実施例１では、第２放熱板７０は、厚さが０．５ｍｍ程度のアルミニウムで形成されているが、放熱性、加工精度の条件を考慮して、厚さは調整してもよい。ところで、第２放熱板７０をプレスで製造すれば、高い寸法精度で形成することが出来る。

【0047】

図９において、ＬＥＤ１０からレンズ３０に入射した光は、第２カバーガラス５００の側面から第２カバーガラス５００に入射する。光は、第２カバーガラス５００に入射後、全反射を繰り返しながら、表示領域１０００に導かれる。レンズ３０の出射面から、表示領域１０００までは、ＴＦＴ基板１００の端子領域に相当する距離が存在する。この領域において、全反射をせずに、外部に放出される光を防止するために、実施例１では、ＴＦＴ基板１００の端子側において、スペーサ１１０に例えば白色のＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｉｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）を用いることによって、光を反射させ、光の利用効率を向上させている。

【0048】

図９において、レンズ３０から出射した光は、スペーサ１１０の表面で反射し、さらに、第２カバーガラス５００で全反射して液晶層３００に入射する。なお、スペーサ１１０としては、ＰＥＴの代わりに、上側に反射フィルムを形成した樹脂のブロックをＴＦＴ基板１００の端子領域に貼り付けてもよい。すなわち、実施例１において、スペーサ１１０は、ＴＦＴ基板１００の機械的な強度を補強するとともに、光の利用効率を向上させるための、反射部品を兼ねている。

【0049】

一方、第２カバーガラス５００の上側においては、平面で視て、ＴＦＴ基板１００の端子領域に対向する部分は、第２放熱板７０によって覆われており、この放熱板７０が、第２カバーガラス５００から、全反射せずに上方向に向かう光を反射して第２カバーガラス５００側に戻し、光の利用効率を向上させる。但し、図６では、第２放熱板７０は、第２カバーガラス５００とは、接触するのみで、接着していない。第２カバーガラス５００へのストレスを防止するためである。このように、第２カバーガラス５００には、レンズ３０、ＬＥＤ１０、第２放熱板７０等を含むレンズユニットは接着しておらず、レンズユニットに起因する熱ストレスが第２カバーガラス５００に伝わるのを防止している。これによって、第２カバーガラス５００の変形による画質への影響を防止することが出来る。言い換えれば、レンズ３０、ＬＥＤ１０、第２放熱板７０等を含むレンズユニットは、ＴＦＴ基板１００に導電シート３３により接着されている第1放熱板６０及び後述する第３放熱板８０を介してＴＦＴ基板１００に固定されている。

【0050】

本実施例の他の特徴は、熱源であるＬＥＤ１０とドライバＩＣ４０との距離ｄ１を大きくとれることである。従来のように、ＴＦＴ基板１００の端子領域にＬＥＤ１０とドライバＩＣ４０が小さな距離を置いて並んで配置されていると、相乗効果によって、単独で配置される場合よりもさらに温度が上昇する。したがって、ＬＥＤ１０の発光効率の低下がより深刻になり、また、ドライバＩＣ４０の誤動作の確率も増加する。

【0051】

これに対して、本実施例では、平面で視て、レンズ３０を介してＬＥＤ１０とドライバＩＣ４０との間に大きな距離をとることが出来るので、相乗効果による温度上昇は抑えることが出来る。さらに、ＬＥＤ１０、ドライバＩＣ４０については、個別に温度上昇を抑える手段が形成されているので、ＬＥＤ１０、ドライバＩＣ４０の温度上昇は、抑えることが出来る。

【0052】

図９において、第１放熱板６０と、第２放熱板７０の第３の面は、ｘ方向左側に延在し、第３放熱板８０を介して接続する。第３放熱板８０は、フレキシブル配線基板５０を避けて、ｙ方向に飛び飛びに配置されている。したがって、外へ延在するフレキシブル配線基板５０が第３放熱板８０によって止められることは無い。第３放熱板８０と第１放熱板６０及び第２放熱板７０とは、面接触しているので、これらの放熱板間の熱抵抗は小さい。また、第３放熱板８０と第１放熱板６０及び第２放熱板７０との間に導電シート３３を挟むことによって、これらの部品間の熱接触をさらに向上させている。

【0053】

したがって、図９の構成によれば、透明液晶表示装置の駆動部の温度上昇を抑えるとともに、駆動部全体として温度を均一化することが出来る。したがって、駆動部に起因する熱ストレスを小さくすることが出来る。つまり、第２カバーガラス５００等の熱ストレスによる変形を抑え、画質の低下を抑えることが出来る。

【0054】

図１０は、透明液晶表示装置４１００を下側（ｘ方向）から支持する構成を示す正面図である。図１０において、支持部６００は前カバー６１０を有しているが、図１０では省略され、透明液晶表示装置４１００の駆動部が見えるようになっている。図１０において、透明液晶表示装置４１００は第１カバーガラス４００と第２カバーガラス５００で構成されており、第１カバーガラス４００のほうが、第２カバーガラス５００よりも片側でｘ１だけ幅が広い。この部分が支持部６００に載置され、透明液晶表示装置４１００を支えている。第２カバーガラス５００には、支持のための機械的なストレスは加わらない。

【0055】

図１１は、透明液晶表示装置４１００を支持部６００で支えている状態を示す斜視図である。図１１において、透明液晶表示装置４１００は、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００で構成される液晶パネル４２００を第１カバーガラス４００と第２カバーガラス５００で挟んだ構成となっている。支持部６００は前カバー６１０、スペーサ６２０、後カバー６３０で構成されている。透明液晶表示装置４１００の第１カバーガラス４００の拡張部４１０が支持部６００の後カバーの６３０上に載置されることによって、透明液晶表示装置４１００が支えられている。

【0056】

図１２は支持部６００を上から視た平面図である。支持部６００は前カバー６１０、スペーサ６２０、後カバー６３０で構成され、内側に長方形の孔部が形成されている。この孔部に透明液晶表示装置４１００が挿入される。図１２において、後カバー６３０の点線で囲まれた領域６３１に透明液晶表示装置４１００の第１カバーガラス４００の拡張部４１０が載置されることによって、透明液晶表示装置４１００が支えられる。より正確には、第1カバーガラス４００の拡張部４１０と左右２つの拡張部４１０の間の第1カバーガラス４００の一部が後カバー６３０で支持されることで透明液晶表示装置４１００が支えられる。

【0057】

図１２において、支持部６００の中に形成された孔部のｚ方向の幅は、透明液晶表示装置４１００の厚さよりも十分に大きい。透明液晶表示装置４１００のＴＦＴ基板１００の端子部の裏面に取り付けられた第１放熱板６０は後カバー６３０の内壁にほぼ接触した形で配置されるので、第２カバーガラス５００と前カバー６１０の内壁との間には、隙間が存在する。したがって、組み立て時、あるいは動作時の熱膨張等によって、支持部６００から第２カバーガラス５００にストレスが与えられることはない。しかし、この隙間からレンズユニットからの光が外部に漏れる可能性あるため、これを防止するために、図１１に示すように、機械的なストレスが加わらないような、柔らかいバッファー材６５０を挿入している。バッファー材６５０は、例えば、ウレタンで形成されたスポンジのようなものであり、支持部６００を構成する材料や第２カバーガラス５００よりは格段に柔らかい。

【0058】

図１３は、図１０の側面図である。図１３において、支持部６００の後カバー６３０の上に透明液晶表示装置の第１カバーガラス４００が載置されている。透明液晶表示装置４１００を構成するＴＦＴ基板１００、対向基板２００、第２カバーガラス５００、レンズ３０、等は、支持部６００のスペーサ６２０で形成された内部空間に挿入されている。

【0059】

図１４は、図１０のＣ－Ｃ断面図である。この部分は、支持部６００に孔部が形成された部分であり、支持部６００のスペーサ６２０は存在していない。この孔部には、ＴＦＴ基板１００、対向基板２００、第１放熱板６０、第２放熱板７０、レンズ３０、ＬＥＤ１０等の光学部品等が配置されている。図１４において、導光板を構成する第２カバーガラス５００は、支持部６００とは直接接触していない。バッファー材６５０とは接触しているが、バッファー材６５０は極めて柔らかい物質で形成されているので、第２カバーガラスに対して機械的なストレスを与えるものではない。ここからまた、光学部品である、レンズ３０、ＬＥＤ１０、ＬＥＤ基板２０等を支える第２放熱板７０も、第２カバーガラス５００と接触するが、接着はしていないので、第２カバーガラス５００にストレスを与えることは無い。

【0060】

図１１乃至図１４に示すように、透明液晶表示装置４１００は、第１カバーガラス４００を用いて支持部６００によって支持されている。しかし、これだけでは、図１３に示すような、θ方向、すなわち、前後への倒れこみには対処できない。本実施例では、図１５に示すように、第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板７３０を用いて透明液晶表示装置の第１カバーガラス４００の拡張部４１０を挟持し、第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板７３０を、図６に示すように、ビス８００によって支柱５に固定することによって、透明液晶表示装置４１００を固定している。この場合も、第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板７３０が接触する部分は、透明液晶表示装置の第１カバーガラス４００拡張部４１０のみなので、第２カバーガラス５００や、他の光学部品にストレスがかかることはない。

【0061】

図１６は、図１５のＤ－Ｄ断面図である。図１６において、透明液晶表示装置４１００の第１カバーガラス４００の拡張部４１０は第１透明板７１０及び第３透明板７３０によって挟持されて固定されている。第１透明板７１０及び第３透明板７３０は図１５及び図６に示すように、ビス８００によって支柱５に固定される。つまり、透明液晶表示装置４１００全体が第１カバーガラス４００の拡張部４１０を用いて固定されることになる。

【0062】

図１７は図１５のＥ－Ｅ断面図である。図１７において、透明液晶表示装置４１００は第１カバーガラス４００、ＴＦＴ基板１００、対向基板２００、第２カバーガラス５００で構成されている。第１カバーガラス４００の拡張部４１０を第１透明板７１０と第３透明板７３０で挟持して固定している。第１カバーガラス４００の拡張部４１０の端部よりも右側には、スペーサとしての第２透明板７２０が第１透明板７１０と第３透明板７３０で挟持されている。第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板には、共通にビス用の孔８１０が形成されている。

【0063】

図１８は図１５に示す透明液晶表示装置の組み立て体を、Ａ方向、すなわち、上方向から視た上面図である。図１８において、第１カバーガラスの拡張部４１０を第１透明板７１０と第３透明板７３０で挟持して固定している。図１８において、第１透明板７１０はさらに、透明液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板１００、対向基板２００、第２カバーガラス５００の一部を上方向から覆って左方向（－ｙ方向）に延在している。第２カバーガラス５００の一部は、第１透明板７１０よりも前面（－ｚ方向）に突出している。

【0064】

図１９は、前面から透明液晶表示装置を支えるための第１透明板７１０の正面図である。第１透明板７１０は、コの字型をしており、コの字型で囲まれた矩形の部分に透明液晶表示装置４１００の表示領域１０００が配置される。第１透明板７１０の外側端部付近には、ビス８００で支柱５に固定するためのビス孔８１０が形成されている。

【0065】

図２０は第１透明板７１０の裏面図である。図２０はコの字のｘ方向に延在する部分には、透明液晶表示装置の第１カバーガラス４００の拡張部４１０を第１透明板７１０とで挟み込むための、第３透明板７３０が配置している。第２透明板７２０は、第１カバーガラス４００が存在しない部分を埋めるスペーサである。

【0066】

図２１は第３透明板７３０と第２透明板７２０の斜視図である。図２１に示すように、第３透明板７３０と第２透明板７２０も単純な板材であるが、第３透明板７３０の幅は、第２透明板７２０の幅よりも広い。第２透明板２００と第３透明板３００の幅の差が、透明液晶表示装置の第１カバーガラス４００の拡張部４１０の幅ｘ１に該当する。

【0067】

図２２は第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板７３０を用いて透明液晶表示装置を挟持した状態を示す正面図及びその側面図である。図２２の左側の側面において、支持部６００の上に、第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板７３０が載置されている。図２２の正面図において、第１透明板７１０で囲まれた部分に透明液晶表示装置の第２カバーガラス５００、すなわち、表示領域１０００が配置している。第１カバーガラス４００の拡張部４１０は第１透明板７１０と、裏側に配置する第３透明板７３０で挟持されている。

【0068】

図２３は、第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板７３０を用いて透明液晶表示装置を挟持した状態を示す裏面図及びその側面図である。図２３の左側の側面図は、左右が異なるだけで、図２２と同じである。図２３に裏面図において、透明液晶表示装置の第１カバーガラス４００の拡張部４１０を第１透明板７１０と第３透明板７３０によって挟持している。

【0069】

図２２及び図２３において、第１透明板７１０、第２透明板７２０、第３透明板７３０はビス８００によって支柱５に固定される。透明板７１０、７２０、７３０、は、例えば、アクリル、ポリカーボネート等で形成することが出来る。透明板７１０、７２０、７３０の厚さは、各々、例えば３ｍｍ程度である。

【0070】

以上のように、本発明によれば、透明液晶表示装置における導光板としての役割を有する第２カバーガラス５００への組み立て時の機械的なストレスや熱的なストレスを小さくできるので、第２カバーガラス５００における光路のばらつきを小さくすることが出来る。したがって、画像品質のばらつきを抑えることが出来る。

【実施例0071】

実施例１では、透明板７００と支持体６００を共通に支えるための構造体として、図６に示すように、支柱５を用いている。ところで、本発明の透明液晶表示装置の用途は、図６に示すようなパーテーションには限らない。例えば、ショウウィンドウの一部にはめ込んで使用することも可能である。あるいは大きな窓の一部に組み込むことも可能である。

【0072】

このような用途においては、図６に示すような支柱５は使用しにくい場合がある。実施例２では、支柱５の代わりに、透明板７００と支持体６００を共通に支えるための構造体として図２４及び図２５に示すように、第４透明板７４０を用いる。

【0073】

図２４は、透明液晶表示装置を有する組み立て体を、第３透明板７３０及び後カバー８３０の背面から第４透明板７４０によって共通に支持した状態を示す正面図及び側面図である。第４透明板７４０と、他の透明板７００及び支持部６００とは、例えばビス８００で固定されている。その他の構成は実施例１の図２２と同じである。

【0074】

図２５は、第３透明板７３０及び後カバー６３０の背面から第４透明板７４０によって共通に支持した状態を示す裏面図及び側面図である。第４透明板７４０と、他の透明板７００及び支持部６００とは、例えばビス８００で固定されている。その他の構成は実施例１の図２３と同じである。

【0075】

図２４及び図２５に示す構成であれば、透明表示装置全体がフラットな形状を維持できるので、透明表示装置を必要とする、いろいろな場所に使用することが出来る。