(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルと、
前記表示パネルの周縁部を前面側から支持するフレームと、
前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
前記表示パネルに背面から光を照射する光源を収容したケース部材と、
前記表示パネルの周縁部を背面側から支持する支持部材と
を備え、
前記支持部材は、貫通部を有し、
前記駆動回路は、前記貫通部に配置されている第１の熱伝導部材を介して前記ケース部材と結合し、かつ第２の熱伝導部材を介して前記フレームと結合していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記貫通部は、前記支持部材に形成された穴または前記支持部材の一部を切り欠いて形成した切り欠き部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】
前記ケース部材にて前記光源とは反対の背面側に放熱手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
表示パネルと、
前記表示パネルの周縁部を前面側から支持するフレームと、
前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
前記表示パネルに背面から光を照射する光源を収容したケース部材と
を備え、
前記ケース部材は、当該ケース部材の周縁部に、側面側から見てコ字状の断面形状をなすように折り返された折り返し部を有し、
前記駆動回路は、熱伝導部材を介して前記折り返し部に設けられた放熱手段と結合していることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルの周縁部を背面側から支持する支持部材と、
前記折り返し部に設けられた第１の貫通部と、
前記支持部材に設けられた第２の貫通部と
を備え、
前記熱伝導部材は、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とを貫通するように配置されていることを特徴とする請求項４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、表示装置の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックライトを用いた表示装置では、光源の駆動回路部で発生する熱を装置外に排出するために放熱対策が講じられる。
従来の液晶表示装置は、液晶パネルの背面に直下型のバックライト装置を備え、液晶パネルの周縁部を表示面側から金属製フレームで覆っている。液晶パネルの背面側には該パネルの周縁部を支持する支持部材が設けられ、さらに箱形状に形成したバックライトケースが配置される。液晶パネルと駆動回路基板を繋ぐＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）には、液晶パネルを駆動する液晶ドライバＩＣが実装され、該ＩＣが発生した熱は、外枠の金属製フレームに伝熱されて筐体内の空間に排出される。自然空気冷却式、または冷却ファン等による強制空気冷却式の放熱構造が採用される。
近年、液晶表示装置は、限られたスペースに設置する用途上の要請やデザイン性向上の要求を受けて、表示画面周囲の非表示エリアである額縁幅、つまり外装枠を正面から見た場合の枠幅を極力狭くすることが求められている。このため、金属製フレームを外装枠と兼用する構造が提案されている。一方では、液晶パネルの大型化や高精細化、液晶ドライバＩＣの高密度化に伴い、その発熱量は増加傾向にある。よって温度上昇幅を動作保証温度内に抑えるためには更なる放熱構造の工夫が必要になる。特許文献１には、液晶ドライバＩＣが発生した熱を、熱伝導性部材を介して、外装枠と兼用したフレームに伝熱する放熱技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術のように、液晶ドライバＩＣの熱を外装枠と兼用したフレームに伝える構成では以下の問題がある。
金属製の外装部材の温度が、規格温度値（例えば７０°Ｃ）付近まで上昇した場合や、規格温度値以下であっても誤ってユーザが外装部材に触れた場合、不快感を抱く可能性があった。加えて、液晶パネルの大型化や高精細化、液晶ドライバＩＣの高密度化に伴い、液晶ドライバＩＣの過熱を防止するための、更なる放熱構造が必要であった。
そこで本発明の目的は、外装枠の温度上昇を抑えつつ、表示パネルの駆動回路部の過熱を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る装置は、表示パネルと、前記表示パネルの周縁部を前面側から支持するフレームと、前記表示パネルを駆動する駆動回路と、前記表示パネルに背面から光を照射する光源を収容したケース部材と、前記表示パネルの周縁部を背面側から支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、貫通部を有し、前記駆動回路は、前記貫通部に配置されている第１の熱伝導部材を介して前記ケース部材と結合し、かつ第２の熱伝導部材を介して前記フレームと結合していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、外装枠の温度上昇を抑えつつ、表示パネルの駆動回路部の過熱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図２ないし４と併せて本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成例を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の変形例に係る表示装置の構成例を示す断面図である。
【図３】熱解析モデルの断面を模式的に例示する図である。
【図４】各部の熱解析結果を例示するグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る表示装置の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の各実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１および図２を用いて本発明の第１実施形態に係る表示装置を説明する。
図１は、直下型バックライト装置を有する液晶表示装置１００の部分断面図である。以下では、液晶パネル１０５の表示面側を上方とし、非表示面（背面）側を下方と定義して各部の位置関係を説明する。
図１には、液晶パネル１０５の周縁部を表示面側から支持する上フレーム１０６と、液晶パネル１０５を背面側から支持する下ホルダ１０７と、光源部を収容するバックライトケース（以下、ＢＬケースという）１０９を示す。液晶ドライバＩＣ１０１への制御信号を生成するコントロール基板１０２は、ＢＬケース１０９の背後に配置され、液晶ドライバＩＣ１０１に信号を分配する駆動回路基板１０３は上フレーム１０６と下ホルダ１０７との間に形成された空間に位置する。液晶パネル１０５と駆動回路基板１０３を接続するＦＰＣ１０４には液晶ドライバＩＣ１０１が実装されている。
【０００９】
まず、液晶パネル１０５の支持構造を説明すると、その周縁部を表示面側から覆う枠状のフレーム部材として上フレーム１０６が設けられている。液晶パネル１０５の周縁部はその背面から下ホルダ１０７によって保持されている。上フレーム１０６と液晶パネル１０５との間には弾性部材１０６ａが配置され、液晶パネル１０５と下ホルダ１０７の間には弾性部材１０７ａが配置されている。これらの弾性部材は、液晶パネル１０５に局所的な応力がかからないように液晶パネル１０５に近接または接触している。変形のし難さを表す物性値である弾性率に関して、弾性部材１０６ａより弾性部材１０７ａの方が大きい材質を用いている。これより、局所的な応力を逃がしつつ液晶パネル１０５の組込位置の保持や塵埃等の異物侵入を防止できる。弾性率の値としては、弾性部材１０６ａがアスカーＣ硬度１０から３０程度であり、弾性部材１０７ａがアスカーＣ硬度３０から５０程度である。なお、アスカーＣとはＳＲＩＳ０１０１（日本ゴム協会標準規格）に規定されたデュロメータ（スプリング式硬度計）の一つである。アスカーＣで２０と記載されていれば、アスカーＣ硬度計での測定値が２０であることを示す。弾性部材１０６ａ、１０７ａついては、経年変化によって部材の厚みが変化し難いように圧縮残留歪が３％程度の材料が用いられる。
【００１０】
下ホルダ１０７は液晶パネル１０５の周縁部を下方から支持する支持部材としての役割の他に、直下型バックライト光源（以下、単に光源という）１１０の光学シート群１０８を上方から押え、駆動回路基板１０３を保持する機能をもつ。液晶パネル１０５に背面から光を照射する光源１１０には発光ダイオード等が使用され、光学シート群１０８は光を拡散させるシート部材や輝度を向上させるためのシート部材等を含む。下ホルダ１０７は電気的絶縁性やその断面形状を考慮して、ＡＢＳ樹脂や、ＡＢＳおよびＰＣ（ポリカーボネート）等のポリマーアロイの樹脂で形成されている。下ホルダ１０７の内側には、バックライト装置を構成するＢＬケース１０９が位置しており、金属製の板状材料を用いたプレス加工により略箱形状に形成される。光源１１０は、ＢＬケース１０９の開口部を光学シート群１０８が閉塞して形成される空間内にてＢＬケース１０９の内底面に配置されている。ＢＬケース１０９の背面には、光源１１０が発生した熱を液晶表示装置１００の筐体内部の空間へ伝えるために放熱器１１１が取り付けられている。
【００１１】
本実施形態に係る液晶表示装置１００にて液晶ドライバＩＣ１０１は、金属製のＢＬケース１０９と熱的に接合されることによって放熱が行われる。更には、液晶ドライバＩＣ１０１とＢＬケース１０９との接触熱抵抗を下げるために、熱伝導部材１１２を介して熱的に接合されることが好ましい。図１には、下ホルダ１０７に形成した貫通部１０７ｂ内に熱伝導部材１１２を設けた例を示す。熱伝導部材１１２は、液晶ドライバＩＣ１０１の放熱を十分に行いつつ、液晶ドライバＩＣ１０１やＦＰＣ１０４に機械的負荷が加わらないことが好ましい。そのため、熱伝導率が１ないし６（W/m・K）程度であって、かつアスカーＣ硬度が１０程度の柔軟性を有する材質を用いる。さらにはシロキサンを含まないアクリル系基材等の材質を使用することが好ましい。これは、電子回路への障害を引き起こす一因となる低分子シロキサンガスが発生しないようにするためである。
【００１２】
以下、液晶表示装置１００の組立順序を説明する。
まず、作業者は光源１１０を収容したＢＬケース１０９を下にして、これに光学シート群１０８を載置した後、光学シート群１０８の熱伸縮を考慮して下ホルダ１０７で０．５ｍｍ程度のクリアランス（隙間）をもって挟持している。これにより、ＢＬケース１０９および光学シート群１０８からなる略密閉構造の光拡散空間が形成される。次に作業者は光学シート群１０８を下にして、液晶パネル１０５を下ホルダ１０７に載置する。液晶パネル１０５のガラス端部から延伸したＦＰＣ１０４上の液晶ドライバＩＣ１０１は熱伝導部材１１２と密着し、ＢＬケース１０９に対して熱的に結合される位置関係に組み立てられる。
熱伝導部材１１２は、下ホルダ１０７にて液晶ドライバＩＣ１０１と対向する貫通部１０７ｂ内に配置されているので、液晶ドライバＩＣ１０１が発生した熱は熱伝導部材１１２からＢＬケース１０９に伝わる。貫通部１０７ｂは、下ホルダ１０７に形成した穴部または下ホルダ１０７の一部を切り欠いて形成した切り欠き部である。熱伝導部材１１２は、金属製のＢＬケース１０９の外側面にて液晶ドライバＩＣ１０１と対向する位置に両面テープ等で接着されている。
以上のように本実施形態では、熱伝導部材１１２を液晶ドライバＩＣ１０１とＢＬケース１０９の間に設けることで、上フレーム１０６に伝わる熱量を減少させることができる。これにより、外装枠と兼用した上フレーム１０６の温度上昇を抑えつつ、液晶ドライバＩＣ１０１の放熱を行える。
【００１３】
図２は第１実施形態の変形例を示す。図１の構成に加えて、ＢＬケース１０９とは反対側の上フレーム１０６にも熱伝導部材２０１を設けている。熱伝導部材２０１を介して上フレーム１０６にも液晶ドライバＩＣ１０１の熱が伝わるので、上フレーム１０６の温度は図１の構成に比べて上昇する。しかし、液晶ドライバＩＣ１０１の上昇温度値に関しては、放熱経路が上下二つの経路となるので、熱伝達量が増加する。その結果、上昇温度値を図１の構成に比べて減少させることができる。
【００１４】
次に図３および４を用いて、本実施形態に係る表示装置を模式化した場合の熱解析の結果を説明する。
図３は、液晶表示装置４００の放熱構造に係る解析モデルを断面図で示す。図３には、液晶ドライバＩＣ４０１、図の上側の熱伝導部材４０２、上フレーム４０３、図の下側の熱伝導部材４０４、ＢＬケース４０５、放熱板４０６、光源４０７を示す。また液晶表示装置４００の周囲には、その大きさに対して十分に大きい放熱空間４０８が設けられ、熱伝導、熱対流、熱輻射を考慮した解析を行った。発熱部品として液晶ドライバＩＣ４０１と複数の光源４０７を想定し、それぞれの発熱量を０．８（Ｗ/個）、０．１７（Ｗ/個）で与えた。以上に示した構成部品については、互いの接触熱抵抗を解析上無視して結果を導出している。
【００１５】
下表１は、液晶表示装置４００の熱解析を行うにあたっての解析条件値を示し、雰囲気温度（周囲温度）を２５°Ｃとした。
【表１】
0005932297.tif 000002
【００１６】
下表２は、熱伝導部材を以下に示す位置にそれぞれ設けた場合の各部の温度を示す。
（Ｉ）熱伝導部材４０２を液晶ドライバＩＣ４０１と上フレーム４０３との間に配置した場合（上向三角印参照）
（ＩＩ）熱伝導部材４０４を液晶ドライバＩＣ４０１とＢＬケース４０５との間に配置した場合（下向三角印参照）
（ＩＩＩ）熱伝導部材４０２を液晶ドライバＩＣ４０１と上フレーム４０３との間に配置し、かつ熱伝導部材４０４を液晶ドライバＩＣ４０１とＢＬケース４０５との間に配置した場合（四角印参照）。
【表２】
0005932297.tif 000003
本例では上フレーム４０３、液晶ドライバＩＣ４０１、ＢＬケース４０５の温度を熱解析により求めた結果を示す。解析パラメータについては、放熱板４０６に対する拘束条件の温度を４０°Ｃ、５０°Ｃ、６０°Ｃとして解析を行った。
【００１７】
図４に熱解析の結果を例示する。
図４（Ａ）は、横軸に放熱板４０６の拘束温度を示し、縦軸に上フレーム４０３の解析温度を示す。前記（ＩＩ）の場合（下向三角印参照）と、前記（ＩＩＩ）の場合（四角印参照）のグラフ線を実線で示す。比較例として、前記（Ｉ）を採用した従来構造の場合（上向三角印参照）のグラフ線を破線で示す。
図４（Ｂ）は、横軸に放熱板４０６の拘束温度を示し、縦軸に液晶ドライバＩＣ４０１の解析温度を示す。三角印および四角印、並びに実線、破線のグラフ線の意味は図４（Ａ）の場合と同じである。なお、グラフには示していないが、前記の表２に示した結果より、ＢＬケース４０５の解析温度は放熱板４０６の拘束温度とほぼ等しい値が得られた。
まず、熱伝導部材の配置箇所による解析温度の違いに注目すると、図４（Ａ）に示すように、放熱板４０６の拘束温度５０°Ｃにおける上フレーム４０３の解析温度は、以下の通りである。
・前記（Ｉ）の場合    ：５６．７°Ｃ
・前記（ＩＩ）の場合  ：４２．２°Ｃ
・前記（ＩＩＩ）の場合：５０．２°Ｃ
上フレーム４０３の温度は、熱伝導部材４０４を液晶ドライバＩＣ４０１とＢＬケース４０５との間にのみ設置した場合が最も低い。これは液晶ドライバＩＣ４０１の熱が殆どＢＬケース４０５に伝わる構造にしたことによる。
【００１８】
一方、放熱板４０６の拘束温度５０°Ｃにおける液晶ドライバＩＣ４０１の解析温度は、以下の通りである。
・前記（Ｉ）の場合    ：８１．９°Ｃ
・前記（ＩＩ）の場合  ：７８．２°Ｃ
・前記（ＩＩＩ）の場合：６４．３°Ｃ
液晶ドライバＩＣ４０１の温度は、その両側にて熱伝導部材４０２、４０４をそれぞれ配置した場合が最も低い。これは液晶ドライバＩＣ４０１の熱が上フレーム４０３とＢＬケース４０５の両方に伝わる構造にしたことによる。
以上の解析結果から、放熱板４０６の温度を所定値以下に保てば液晶ドライバＩＣ４０１や上フレーム４０３の温度上昇値を従来構造に比べて低減できることが分かる。本実施形態を効果的に適用するための放熱板４０６の温度としては、図４の解析結果から６０°Ｃ未満に保てばよいことが判明した。
第１実施形態によれば、液晶パネルの駆動回路部とＢＬケース部材とを熱的に結合させて当該駆動回路部からＢＬケース部材への伝熱経路を形成することにより、外装枠の温度上昇を抑えつつ、表示パネルの駆動回路部の過熱を防止できる。
【００１９】
［第２実施形態］
次に図５を用いて本発明の第２実施形態に係る表示装置を説明する。なお、第２実施形態に係る液晶表示装置６００にて、第１実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略する。
液晶パネル１０５の背後にあるＢＬケース６０１は、光源１１０の光を光拡散空間で均一化させるだけでなく、液晶表示装置６００の剛性を保つ役割も果たしている。金属製のＢＬケース６０１は、その周辺部がコ字状の断面形状をもつように折り返されている。つまり、側面部が図５の右方に向けて折り返された形状となっており、折り返し部６０１ｂには、液晶ドライバＩＣ１０１と対向する箇所に貫通部６０１ａが形成されている。貫通部６０１ａ内には熱伝導部材６０４が配置されており、該部材を介して液晶ドライバＩＣ１０１と放熱器６０２とが結合している。放熱器６０２は、折り返し部６０１ｂによって形成される空間にて当該部分が下ホルダ１０７に密着した面とは反対側に取り付けられている。液晶ドライバＩＣ１０１が発生した熱は、熱伝導部材６０４を介して放熱器６０２に伝わり、放熱器６０２から筐体内部の空間へ排出される。この筐体内部に放熱された空気は、自然空気冷却やファン等の強制空気冷却手段（図示せず）を用いて速やかに筐体外部へと排出される。
【００２０】
図４（Ａ）および（Ｂ）の解析結果が示すように、放熱板やＢＬケースの温度を低下させることにより、液晶ドライバＩＣ１０１や上フレーム１０６の温度低減効果を確認することができた。そこで、第２実施形態では、光源１１０の放熱については第１の放熱手段として放熱器６０３を使用し、液晶ドライバＩＣ１０１の放熱については第２の放熱手段として放熱器６０２を使用している。このように、各々の発熱源に対して放熱部材を別個に設けているので、外装枠を兼用した上フレームの温度上昇を抑えつつ、液晶ドライバＩＣの過熱を防止する放熱構造を実現できる。
【符号の説明】
【００２１】
１００，２００，４００，６００  液晶表示装置
１０１，４０１  液晶ドライバＩＣ
１０５  液晶パネル
１０６，４０３  上フレーム
１０７  下ホルダ
１０７ｂ  貫通部
１０９，４０５，６０１  ＢＬケース
１１０，４０７  光源
１１１  放熱器
１１２，２０１，４０２，４０４，６０４  熱伝導部材
６０１ａ  貫通部
６０２，６０３  放熱器
【図１】
0005932297.tif 000004
【図２】
0005932297.tif 000005
【図３】
0005932297.tif 000006
【図４】
0005932297.tif 000007
【図５】
0005932297.tif 000008