(57)【要約】【課題】ドライバＩＣを効率よく放熱することが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示装置は、ＦＰＣ５とフロントフレーム２６及びリアフレーム２７とを備える。ＦＰＣ５は、フロントフレーム２６に近接または接触されることによって金属配線２ｂから伝わった熱をフロントフレーム２６に伝えるＧＮＤベタパターン部５ｃと、リアフレーム２７に近接または接触されることによって金属配線２ｂから伝わった熱をリアフレーム２７に伝えるＧＮＤベタパターン部５ｄとを備える。ＧＮＤベタパターン部５ｃは、折り曲げられたＦＰＣ５の復元力によって、フロントフレーム２６に押圧される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に金属配線が形成されたアレイ基板と、
前記アレイ基板にＣＯＧ（Chip On Glass）実装され、前記金属配線と接続されたドライバＩＣ（Integrated Circuit）と、
前記アレイ基板に実装され、前記金属配線を介して前記ドライバＩＣと接続された、弾性を有するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）と、
前記アレイ基板を内包する、金属からなるフロントフレーム及びリアフレームと
を備え、
前記ＦＰＣは、
前記フロントフレームに近接または接触されることによって前記金属配線から伝わった熱を前記フロントフレームに伝える第１ベタパターン部を備え、
前記第１ベタパターン部は、折り曲げられた前記ＦＰＣの復元力によって、前記フロントフレームに押圧される、液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記ＦＰＣは、
前記リアフレームに近接または接触されることによって前記金属配線から伝わった熱を前記リアフレームに伝える第２ベタパターン部をさらに備える、液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置であって、
前記第１及び前記第２ベタパターン部のうち前記ＦＰＣの表面から露出された部分は、前記フロントフレーム及び前記リアフレームにそれぞれ接触されており、
前記第１及び前記第２ベタパターン部は、ＧＮＤベタパターン部である、液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示装置であって、
前記フロントフレーム及び前記リアフレームは、外部からのＧＮＤ電位と接続されている、液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、
前記ドライバＩＣは、
内部回路と、
前記金属配線を介して前記ＦＰＣと接続されているが、前記内部回路と接続されていない熱伝導用ＰＡＤと
を備える、液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、
前記折り曲げられた前記ＦＰＣとともに、前記第１ベタパターン部を前記フロントフレームに押圧する弾性体
をさらに備える、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ基板を備える液晶表示装置に関するものであり、特にアレイ基板にＣＯＧ（Chip On Glass）実装されたドライバＩＣ（Integrated Circuit）の駆動によって発生する熱を、効率的に放熱させる液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、映像信号に基づいて表示パネルに画像を表示させるためのドライバＩＣを、表示パネルのアレイ基板に実装している。ドライバＩＣを表示パネル（アレイ基板）に実装する方法として、従来ではＴＣＰ（Tape Career Package）及びＣＯＦ（Chip On Film）などが主流であったが、近年では表示パネルにドライバＩＣを直接実装するＣＯＧへと移行してきている。なお、例えば、特許文献１には、ＣＯＧを用いた液晶表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３７２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アレイ基板は、一般的に熱伝導率が低いガラスでできている。このため、アレイ基板に直接実装されて接触しているＣＯＧタイプのドライバＩＣが駆動されて、当該ドライバＩＣに熱が発生した場合には、ドライバＩＣの熱はアレイ基板（表示パネル）を介してほとんど放熱されない。この結果、ドライバＩＣ表面から主に放熱されることになるが、ドライバＩＣの表面積が小さいため、放熱効率は極めて低い。
【０００５】
一方、市場のコスト要求へ対応するため、ドライバＩＣの個数が減らされ、これに伴って、ドライバＩＣの１個当たりの出力数は増加傾向にある。加えて、表示パネルの高解像度化に伴う、表示パネルにおける信号処理に係る負荷の増大と、画素書き込みの高周波数化とによってドライバＩＣの消費電力が増えていることから、当該消費電力に比例するドライバＩＣの発熱も大きくなっている。
【０００６】
以上のように、放熱効率が低いにも関わらず、発熱が大きくなってきていることから、使用環境によっては、ドライバＩＣの推奨動作温度を超えることがあるという問題があった。また、放熱効率を高める技術も特許文献１などにおいて提案されているが、放熱効率は充分とは言えない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、ドライバＩＣを効率よく放熱することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液晶表示装置は、主面に金属配線が形成されたアレイ基板と、前記アレイ基板にＣＯＧ（Chip On Glass）実装され、前記金属配線と接続されたドライバＩＣ（Integrated Circuit）と、前記アレイ基板に実装され、前記金属配線を介して前記ドライバＩＣと接続された、弾性を有するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）と、前記アレイ基板を内包する、金属からなるフロントフレーム及びリアフレームとを備える。前記ＦＰＣは、前記フロントフレームに近接または接触されることによって前記金属配線から伝わった熱を前記フロントフレームに伝える第１ベタパターン部と、前記リアフレームに近接または接触されることによって前記金属配線から伝わった熱を前記リアフレームに伝える第２ベタパターン部とを備える。前記第１ベタパターン部は、折り曲げられた前記ＦＰＣの復元力によって、前記フロントフレームに押圧される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ドライバＩＣの熱を効率よく放熱することができる。また、第１ベタパターン部が、折り曲げられたＦＰＣの復元力によってフロントフレームに押圧されることにより、ドライバＩＣの熱をフロントフレームに確実に伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る表示パネルの構成を示す平面図である。
【図３】実施の形態１に係るＦＰＣの構成を示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態２に係るＦＰＣの構成を示す平面図である。
【図６】実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態３に係るドライバＩＣの構成を示す平面図である。
【図８】実施の形態３に係るドライバＩＣの構成を示す平面図である。
【図９】実施の形態３に係るドライバＩＣの構成を示す平面図である。
【図１０】実施の形態４に係る液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態４に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の組立前の構成を示す斜視図である。図１に示す液晶表示装置は、表示パネル１と、表示パネル１の下側から表示パネル１の背面に光を発するバックライト２１と、表示パネル１及びバックライト２１を内包するフロントフレーム２６及びリアフレーム２７とを備えて構成されている。
【００１２】
表示パネル１は、外部からの映像信号に基づいて、バックライト２１からの光を画素単位で選択的に通過及び遮断する。これにより、表示パネル１において、映像信号に基づく画像が表示される。この表示パネル１の詳細な構成については後述する。
【００１３】
フロントフレーム２６及びリアフレーム２７は金属で構成されている。フロントフレーム２６の主面には、表示パネル１に表示された画像を外部に露出する開口２６ａが設けられている。
【００１４】
図２は、表示パネル１の構成を示す平面図である。図２に示す表示パネル１（本実施の形態１に係る液晶表示装置）は、アレイ基板２と、カラーフィルタ基板３と、ドライバＩＣ４と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）５とを備えて構成されている。
【００１５】
アレイ基板２の主面には、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）などのスイッチング素子（図示せず）と、当該スイッチング素子と接続された金属配線２ａと、当該金属配線２ａと対向する金属配線２ｂとが形成されている。カラーフィルタ基板３は、アレイ基板２においてスイッチング素子が形成された領域と対向して設けられている。
【００１６】
ドライバＩＣ４は、アレイ基板２にＣＯＧ実装されており、金属配線２ａ，２ｂと電気的に接続されている。このＣＯＧ実装には、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film、異方性導電フィルム）が用いられる。ＡＣＦは、熱硬化性樹脂と、当該熱硬化性樹脂に混入された金属粒子とからなるフィルムであり、加熱されながら厚み方向に加圧されると、当該加圧した部分が、厚み方向に対して導電性を有する機能を有している。
【００１７】
ＦＰＣ５は、アレイ基板２に実装されているとともに、金属配線２ｂを介してドライバＩＣ４と電気的に接続されている。ここでのＦＰＣ５は弾性を有している。なお、アレイ基板２へのＦＰＣ５の実装には、例えば上述のＡＣＦが用いられる。
【００１８】
以上のような構成により、表示パネル１が、外部からのＦＰＣ５を経た映像信号に基づいて光を画素単位で選択的に通過及び遮断するように、ドライバＩＣ４は、アレイ基板２のスイッチング素子を制御することが可能となっている。また、ドライバＩＣ４は、熱伝導性がよい金属配線２ｂを介してＦＰＣ５と接続されていることから、ドライバＩＣ４にて発生する熱がＦＰＣ５に効率よく伝わることが可能となっている。
【００１９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本実施の形態１に係るＦＰＣ５の構成を示す平面図である。図３（ａ）は、ＦＰＣ５の端子と逆側から視た図であり、図３（ｂ）は、ＦＰＣ５の端子側から視た図である。
【００２０】
ＦＰＣ５は、金属配線２ｂと接続されるアレイ面実装端子５ａと、外部機器などと接続されるコネクタ端子５ｂと、アレイ面実装端子５ａ及びコネクタ端子５ｂ（以下まとめて「端子５ａ，５ｂ」と記すこともある）を接続する配線（図示せず）とを備えて構成されている。また、ＦＰＣ５は、端子５ａ，５ｂ及び当該配線を挟む２つの絶縁基材（図示せず）と、ＧＮＤベタパターン部５ｃ，５ｄと、カバーレイ５ｅとを備えて構成されている。
【００２１】
カバーレイ５ｅは、絶縁性を有しており、例えばポリイミドから構成される。このカバーレイ５ｅは、上述した２つの絶縁基材と、ＧＮＤベタパターン部５ｃ，５ｄとを覆っており、ＦＰＣ５の表面に現れている。
【００２２】
ＧＮＤベタパターン部５ｃ，５ｄは、金属で構成されており、絶縁基材とカバーレイ５ｅとの間に形成されている。ＧＮＤベタパターン部５ｃ，５ｄは、ＦＰＣ５の配線のうち、ドライバＩＣ４のＧＮＤ電位が付与される配線（ＧＮＤ配線）と電気的に接続されており、当該配線と同電位を有するように構成されている。
【００２３】
図３（ａ）では、図３（ａ）において絶縁基材よりも手前側に位置するＧＮＤベタパターン部５ｃが二点鎖線（想像線）で示されている。同様に、図３（ｂ）では、図３（ｂ）において絶縁基材よりも手前側に位置するＧＮＤベタパターン部５ｄが二点鎖線（想像線）で示されている。
【００２４】
また、図３（ａ）及び図３（ｂ）には、液晶表示装置の組立時に折り曲げられる折り曲げ部５ｆが破線で示されている。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）には示していないが、ＦＰＣ５は、電源の電力を伝えるベタパターン部、または、信号を伝えるベタパターン部などを備えていてもよい。
【００２５】
図４は、本実施の形態１に係る液晶表示装置の組立後の構成を示す断面図である。図４に示すように、ＦＰＣ５は、２箇所の折り曲げ部５ｆにて折り曲げられることにより、断面視におけるＦＰＣ５の形状はＵ字形状となっている。
【００２６】
ここで、ＧＮＤベタパターン部５ｃ（第１ベタパターン部）は、フロントフレーム２６に近接されることによって、金属配線２ｂから伝わった熱（例えば金属配線２ｂがドライバＩＣ４から受けた熱）をフロントフレーム２６に伝える。同様に、ＧＮＤベタパターン部５ｄ（第２ベタパターン部）は、リアフレーム２７に近接されることによって、金属配線２ｂから伝わった熱（例えば金属配線２ｂがドライバＩＣ４から受けた熱）をリアフレーム２７に伝える。
【００２７】
以上のような本実施の形態１に係る液晶表示装置によれば、高い熱伝導性及び広い表面積を有する（放熱の効率性が高い）フロントフレーム２６及びリアフレーム２７に、ドライバＩＣ４の熱を伝えることができる。したがって、ドライバＩＣ４の熱を効率的及び効果的に放熱することができ、ドライバＩＣ４の温度上昇を抑制することができる。この結果、液晶表示装置の長寿命化なども期待できる。また、本実施の形態１では、ＦＰＣ５は弾性を有しており、ＦＰＣ５の折り曲げられた部分に、フロントフレーム２６を押圧する復元力が生じるように、ＦＰＣ５及びフロントフレーム２６は配設されている。すなわち、ＧＮＤベタパターン部５ｃは、折り曲げられたＦＰＣ５の復元力によってフロントフレーム２６に押圧されている。これにより、ＧＮＤベタパターン部５ｃは、ドライバＩＣ４の熱をフロントフレーム２６に確実に伝えることができる。
【００２８】
なお、ＧＮＤベタパターン部５ｃのサイズ及び形状は問わないが、フロントフレーム２６と近接する部分の面積が広いほうが放熱効率の観点から好ましい。同様に、ＧＮＤベタパターン部５ｄのサイズ及び形状は問わないが、リアフレーム２７と近接する部分の面積が広いほうが放熱効率の観点から好ましい。
【００２９】
また、以上では、第１及び第２ベタパターン部に、ＧＮＤベタパターン部５ｃ，５ｄをそれぞれ適用した構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、第１及び第２ベタパターン部に、電源の電力を伝えるベタパターン部、または、信号を伝えるベタパターン部などＦＰＣ５に設けやすいベタパターン部が適用されてもよい。
【００３０】
＜実施の形態２＞
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るＦＰＣ５の構成を示す平面図であり、図６は、本実施の形態２に係る液晶表示装置の組立後の構成を示す断面図である。以下、本実施の形態２に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、異なる点を中心に以下説明する。
【００３１】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、本実施の形態２に係るＦＰＣ５では、ＧＮＤベタパターン部５ｃを露出する開口５ｇと、ＧＮＤベタパターン部５ｄを露出する開口５ｈとが、カバーレイ５ｅに設けられている。
【００３２】
そして、図６に示されるように、ＧＮＤベタパターン部５ｃのうちＦＰＣ５の表面（カバーレイ５ｅ）から露出された部分は、フロントフレーム２６に直接接触されている。同様に、ＧＮＤベタパターン部５ｄのうちＦＰＣ５の表面（カバーレイ５ｅ）から露出された部分は、リアフレーム２７に直接接触されている。
【００３３】
以上のような本実施の形態２に係る液晶表示装置によれば、高い熱伝導性及び広い表面積を有する（放熱の効率性が高い）フロントフレーム２６及びリアフレーム２７に、ドライバＩＣ４の熱をより効率よく伝えることができる。したがって、ドライバＩＣ４の熱をより効率的及び効果的に放熱することができ、ドライバＩＣ４の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
なお、フロントフレーム２６及びリアフレーム２７は、外部からのＧＮＤ電位（例えば液晶表示装置が取り付けられるシステム上のドライバＩＣのＧＮＤ電位、または、当該システム上のＧＮＤ電位）と接続されてもよい。このように構成した場合には、静電気を外部に逃すことによって、当該静電気がドライバＩＣ４に印加されることを抑制することができる。したがって、静電気耐性の悪化を防止することができる。
【００３５】
また、ＧＮＤベタパターン部５ｃ及び開口５ｇのサイズ及び形状は問わないが、ＧＮＤベタパターン部５ｃとフロントフレーム２６とが接触する部分の面積が広いほうが放熱効率の観点から好ましい。同様に、ＧＮＤベタパターン部５ｄ及び開口５ｈのサイズ及び形状は問わないが、ＧＮＤベタパターン部５ｄとリアフレーム２７とが接触する部分の面積が広いほうが放熱効率の観点から好ましい。
【００３６】
＜実施の形態３＞
図７は、本発明の実施の形態３に係るドライバＩＣ４を、金属配線２ａ，２ｂ側から視た平面図である。以下、本実施の形態３に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、異なる点を中心に以下説明する。
【００３７】
図７には、金属配線２ｂが二点鎖線（想像線）で示されている。ただし、図７に示される金属配線２ｂとドライバＩＣ４との接続は一例であり、これに限ったものではない。図７に示すドライバＩＣ４は、内部回路（図示せず）と、内部回路を覆うパッケージ４ａと、パッケージ４ａ表面に設けられた入力端子４ｂ、出力端子４ｃ及び熱伝導用ＰＡＤ４ｄとを備えて構成されている。
【００３８】
入力端子４ｂは、パッケージ４ａ内の内部回路と接続されているとともに、金属配線２ｂを介してＦＰＣ５と接続されている。出力端子４ｃは、パッケージ４ａ内の内部回路と接続されているとともに、金属配線２ａを介して上述したスイッチング素子と接続されている。
【００３９】
熱伝導用ＰＡＤ４ｄは、金属配線２ｂを介してＦＰＣ５と接続されているが、内部回路と接続されていない。すなわち、本実施の形態３に係るドライバＩＣ４には、電気的接続とは無関係な、ＦＰＣ５とドライバＩＣ４との間の熱伝導性を高めるための実装ＰＡＤである熱伝導用ＰＡＤ４ｄが設けられている。
【００４０】
以上のような本実施の形態３に係る液晶表示装置によれば、熱伝導用ＰＡＤ４ｄによってＦＰＣ５とドライバＩＣ４との間の熱伝導性を高めることができる。したがって、高い熱伝導性及び広い表面積を有する（放熱の効率性が高い）フロントフレーム２６及びリアフレーム２７に、ドライバＩＣ４の熱をより効率よく伝えることができ、ドライバＩＣ４の温度上昇を抑制することができる。
【００４１】
なお、ドライバＩＣの熱に対する放熱性を高める観点から、図７に示すように熱伝導用ＰＡＤ４ｄの面積は、その他のＰＡＤ（入力端子４ｂ及び出力端子４ｃ）の面積よりも広くすることが、放熱効率を高める観点から好ましい。
【００４２】
また、熱伝導用ＰＡＤ４ｄの形状、大きさ及び数は、動作に問題なければどのように設計されてもよいが、熱伝導用ＰＡＤ４ｄの総面積が大きいほど放熱効率を高めることができる。また、例えば、図８及び図９に示されるように、ドライバＩＣ４の長軸方向に沿って熱伝導用ＰＡＤ４ｄを延設するとともに、ドライバＩＣ４の長軸方向の一端から他端を通るように金属配線２ｂを設けてもよい。このような構成によれば、ドライバＩＣ４において熱が局所的に高くなることを抑制することができる。
【００４３】
＜実施の形態３の変形例＞
実施の形態３の構成では、実施の形態１の構成に熱伝導用ＰＡＤ４ｄを設けたものであった。しかしこれに限ったものではなく、実施の形態２の構成に熱伝導用ＰＡＤ４ｄを設けたものであってもよい。また、実施の形態１及び実施の形態２で説明したＧＮＤベタパターン部５ｃ，５ｄがない通常の構成に、熱伝導用ＰＡＤ４ｄを設けたものであってもよい。
【００４４】
＜実施の形態４＞
図１０は、本発明の実施の形態４に係る液晶表装置の構成を示す斜視図であり、図１１は、当該液晶表示装置の構成を示す断面図である。以下、本実施の形態４に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、異なる点を中心に以下説明する。
【００４５】
図１０及び図１１に示されるように、本実施の形態４に係る液晶表示装置は、実施の形態１の構成に、絶縁性を有する弾性体３１が追加されて構成されている。この弾性体３１には、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの反発弾性を持つゴム類が適用される。
【００４６】
図１０に示すように、弾性体３１は棒形状を有し、弾性体３１の延在方向の長さはＦＰＣ５の横幅と同じ程度に揃えられている。また、弾性体３１は、リアフレーム２７の外側側面に沿って配設されている。図１１に示すように、弾性体３１は、断面視においてＵ字形状のＦＰＣ５における内面とフロントフレーム２７との間に設けられている。そして、この弾性体３１は、折り曲げられたＦＰＣ５とともに、ＧＮＤベタパターン部５ｃをフロントフレーム２６に押圧する。
【００４７】
このような本実施の形態４に係る液晶表示装置によれば、ＧＮＤベタパターン部５ｃは、ドライバＩＣ４の熱をフロントフレーム２６に確実に伝えることができる。
【００４８】
＜実施の形態４の変形例＞
実施の形態４の構成では、図１１に示したとおり、実施の形態１で使用したＦＰＣ５を採用したが、さらに熱伝導を高めるために、実施の形態２で説明した開口５ｇ及び開口５ｈを有するＦＰＣ５を採用してもよい。
【００４９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
２  アレイ基板、２ｂ  金属配線、４  ドライバＩＣ、４ｄ  熱伝導用ＰＡＤ、５  ＦＰＣ、５ｃ，５ｄ  ＧＮＤベタパターン部、２６  フロントフレーム、２７  リアフレーム、３１  弾性体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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