(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子が形成されたガラス基板と、前記電気素子から前記ガラス基板上の周辺端部に延在された電極端子に接続され、かつ前記ガラス基板上に配置された、前記電気素子に対して駆動波形を供給する駆動用半導体素子と、前記駆動用半導体素子に電源および制御信号を供給するための入力信号用配線基板と、前記電気素子が形成されたガラス基板および入力信号用配線基板を支持する支持フレームからなる電気部品において、
前記駆動用半導体素子が配置されたガラス基板面の裏面にあたるガラス基板面と前記支持フレーム間に、前記ガラス基板より熱伝導度が高い伝熱用部材を設けたことを特徴とする電気部品の放熱構造。
【請求項２】
電気素子が形成されたガラス基板と、前記電気素子から前記ガラス基板上の周辺端部に延在された電極端子に接続され、かつ前記ガラス基板上に配置された、前記電気素子に対して駆動波形を供給する駆動用半導体素子と、前記駆動用半導体素子に電源および制御信号を供給するための入力信号用配線基板と、前記ガラス基板および入力信号用配線基板を支持する支持フレームからなる電気部品において、
前記駆動用半導体素子と前記支持フレーム間に、前記ガラス基板より熱伝導度が高い伝熱用部材を設けたことを特徴とする電気部品の放熱構造。
【請求項３】
前記駆動用半導体素子と前記支持フレーム間にも伝熱用部材を設けたことを特徴とする、請求項１記載の電気部品の放熱構造。
【請求項４】
前記伝熱用部材が柔軟性を持つ部材で形成されるか、あるいは柔軟性を持つように形成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気部品の放熱構造。
【請求項５】
前記電気素子が液晶表示素子であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気部品の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気部品の放熱構造に関するものであり、具体的には、液晶表示素子とその駆動用半導体素子、より具体的には、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子とその駆動用半導体素子の放熱構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子に代表されるような電気素子が基板上に形成され、それを駆動するための外部回路としてＴＡＢ法によりフィルムキャリアに半導体チップを実装し個別に切り離した駆動回路を、液晶表示素子のガラス基板の周辺に延在された電極端子に接続したものや、或いは、半導体チップを液晶表示素子のガラス基板の周辺に延在された電極端子に直接フェースダウンで接続した（ＣＯＧ実装と呼ぶ）電気部品がある。
【０００３】
しかしながら、近年液晶表示素子が大型化するとともに駆動負荷が増大し、駆動用の半導体素子の消費電力が大きくなるため半導体素子の温度上昇が大きくなり、使用されている半導体チップの寿命を短くし、信頼性を低下させることになっている。さらに、特に駆動用半導体素子をＣＯＧ実装された液晶表示素子の場合、液晶表示素子の表示画面部の温度が半導体素子からの熱影響により画面全体で不均一となり、光学応答特性が温度特性を持っているために画面全体で不均一となり、表示品質を低下させるという問題点が起こる場合があった。
【０００４】
特に強誘電性液晶を用いた液晶表示素子は、他の液晶を用いた液晶表示素子に比べ応答速度が速くメモリー性を有するため大画面化が可能であるという長所を有しており、近年特に研究開発および製品化が進められてきたが、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子は、従来のＴＮ型液晶を用いた液晶表示素子に比べ、液晶を挟持する二枚の透明基板間のギャップが小さく、一般的に駆動電圧も大きく、かつ液晶材料の誘電率も高いことから、駆動回路から見た負荷容量が大きく、駆動用半導体素子から出力される電流値も大きいものとなる。そのため消費電力もより大きく、半導体素子の温度上昇も大きいものとなる。また負荷容量が増大すると共に、液晶駆動印加電圧の遅延を抑えるために（容量性負荷への印加電圧の立ち上がりを早くするために）液晶表示素子の配線抵抗を小さくする必要がある。そのため半導体素子の消費電力はさらに増大し、温度上昇もさらに大きいものとなってしまう。半導体素子の温度上昇が大きいことは、用いられている半導体チップの寿命を短くし、信頼性を低下させることになる。
【０００５】
さらに、液晶表示素子の画面部の温度がＣＯＧ実装された駆動用半導体素子からの熱影響により、画面全体で不均一となり、強誘電性液晶の光学応答特性が温度依存性を有するため、画面内の温度ばらつきにより光学応答のばらつきを生じ、表示品質を低下させるという問題点があった。
【０００６】
こうした問題点に対し、例えば特開平５−３１３１８４号公報に示されているように、液晶表示素子の駆動用半導体素子に直接放熱部材を取り付けて放熱させる方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４に従来例を示すが、液晶表示素子のガラス基板１ｂの周辺に延在された電極端子に、駆動用半導体素子３がフェースダウン状態で異方性導電接着膜（図示せず）を用いて接続されＣＯＧ実装されており、駆動用半導体素子３に放熱部材１１（実施例としてはヒートシンク）が取り付けられている。ここで、放熱部材１１は、表示面上面（偏光板２ａ上面）より下部に位置するように取り付けられており、液晶表示パネルの厚さを増すことなく放熱を行うことができるようになっている。
【０００８】
しかしながら、従来例においては駆動用半導体素子３に直接放熱部材１１を取り付けているために、例えば実施例のようにアルミ製のヒートシンクを放熱部材として取り付けるとパネル周辺部分にそのための空間が必要となるとともに、放熱部材の支持構造を考慮しなければならなくなる。
【０００９】
また、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子は、強い衝撃や外力が加わると液晶の配向性が乱れて正常な表示ができなくなくなるという問題点があり、特開平９−７３０７２号公報（本明細中では図示せず）に示されているような衝撃吸収構造で液晶表示パネルを支持する必要がある。このような衝撃吸収構造においては、液晶表示パネルはある程度移動可能な状態となっているため、従来例で示したような放熱部材を直接駆動用半導体素子に取り付けると支持構造に影響を与えることとなる。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、電気素子に駆動用半導体素子を接続してなる外部回路構造において、放熱部材の取付に余分な空間を取ること無く、また電気素子の支持構造に影響を与えずに伝熱用部材を取り付けることが可能で、駆動用半導体素子の発熱による電気素子への熱影響を軽減することにより、高品質な性能発揮を実現するとともに、電気素子や駆動用半導体素子の温度上昇を抑えることにより、半導体チップの寿命を長くし、信頼性を向上することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、電気素子が形成されたガラス基板と、前記電気素子から前記ガラス基板上の周辺端部に延在された電極端子に接続され、かつ前記ガラス基板上に配置された、前記電気素子に対して駆動波形を供給する駆動用半導体素子と、前記駆動用半導体素子に電源および制御信号を供給するための入力信号用配線基板と、前記電気素子が形成されたガラス基板および入力信号用配線基板を支持する支持フレームからなる電気部品において、前記駆動用半導体素子が配置されたガラス基板面の裏面にあたるガラス基板面と前記支持フレーム間に、前記ガラス基板より熱伝導度が高い伝熱用部材を設けたことを特徴とする電気部品の放熱構造にある。
【００１３】
請求項２に係る本発明は、電気素子が形成されたガラス基板と、前記電気素子から前記ガラス基板上の周辺端部に延在された電極端子に接続され、かつ前記ガラス基板上に配置された、前記電気素子に対して駆動波形を供給する駆動用半導体素子と、前記駆動用半導体素子に電源および制御信号を供給するための入力信号用配線基板と、前記ガラス基板および入力信号用配線基板を支持する支持フレームからなる電気部品において、前記駆動用半導体素子と前記支持フレーム間に、前記ガラス基板より熱伝導度が高い伝熱用部材を設けたことを特徴とする電気部品の放熱構造にある。
【００１４】
請求項３に係る本発明は、前記駆動用半導体素子と前記支持フレーム間にも伝熱用部材を設けたことを特徴とする、請求項１記載の電気部品の放熱構造にある。
【００１５】
請求項４に係る本発明は、前記伝熱用部材が柔軟性を持つ部材で形成されるか、あるいは柔軟性を持つように形成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気部品の放熱構造にある。
【００１６】
請求項５に係る本発明は、前記電気素子が液晶表示素子であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気部品の放熱構造にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例）
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお以下の実施例においては液晶表示素子を一例として説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例を示す図であり、図中１ａ、１ｂはガラス基板、２ａ、２ｂは偏光板、３は駆動用半導体素子、４はフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）、５は入力信号用配線基板（ＰＣＢ）、６は基板支持リブ、７はゴム、８ａは前フレーム、８ｂは後フレーム、９ａはカバーガラス、９ｂは後ガラス、１０は伝熱用部材である。本図中において、液晶表示パネルはカバーガラス９ａ、後ガラス９ｂ、およびゴム７によって略密閉空間中に支持され、特開平９−７３０７２号公報にて示されているエアダンパ効果による衝撃吸収構造を形成している。
【００１９】
本実施例においては、液晶表示素子のガラス基板１ｂ上の周辺端部に延在された電極端子に接続され液晶表示素子に対して駆動波形を供給する駆動用半導体素子３がフェースダウン状態で異方性導電接着膜（図示せず）を用いて接続されＣＯＧ実装されており、駆動用半導体素子３に電源および制御信号を供給するためのフレキシブル配線基板４と入力信号用配線基板５が同様に異方性導電接着膜（図示せず）を用いて相互に接続され、液晶表示パネルを形成している。ここで、液晶表示パネルのガラス基板１ａ、１ｂはゴム７を介して、また入力信号用配線基板５は基板支持リブ６を介してカバーガラス９ａ、後ガラス９ｂ、および前、後フレーム８ａ、８ｂに支持されている。さらに、駆動用半導体素子３が接続されたガラス基板１ｂ上の周辺端部に延在された電極端子の概略裏面にあたるガラス基板面と後フレーム８ｂ間に伝熱用部材１０をほぼ密着するように設けている。
【００２０】
液晶表示パネルに情報を表示するために駆動波形を供給することにより、駆動用半導体素子３はその消費電力に応じて発熱し、ガラス基板１ｂ上に直接フェースダウン実装されているために、その熱がガラス基板１ｂに伝熱するが、さらに伝熱用部材１０を介して後フレーム８ｂに伝熱する。また、液晶表示パネル自身も駆動によりその消費電力に応じて発熱するが、この熱もガラス基板１ｂから伝熱し、さらに伝熱用部材１０を介して後フレーム８ｂに伝熱する。さてこの時フレーム８ａ、８ｂをできるかぎり熱伝導率が高い材質（金属等）で形成しておけば、その熱は支持フレーム全体に伝熱して放熱されるので、結果として液晶表示パネルや駆動用半導体素子の放熱を行うことができ、特に駆動用半導体素子の発熱が伝熱したガラス基板を直接放熱することができるので、駆動用半導体素子の発熱がガラス基板を介して液晶表示素子に伝熱し、液晶の光学応答特性の温度依存性により、画面内の温度ばらつきにより光学応答のばらつきを生じ、表示品質を低下させるという問題点を効果的に低減することができる。
【００２１】
ここで、放熱をより効果的に行うためには、伝熱用部材１０はガラス基板１ａ、１ｂよりも熱伝導率が高いことが当然望ましく、また液晶表示パネルの衝撃吸収支持構造が有効に働くためにガラス基板支持用のゴム７とほぼ同等の柔軟性を有するのが望ましい。具体的には、放熱用シリコンゴムや、あるいはフィルム製の袋の中に冷媒であるパーフロロカーボン液を充填したもの（商品名３Ｍ製リキッドヒートシンク）等を用いることができる。
【００２２】
（実施例２）
図２は、実施例１に対して、駆動用半導体素子３と前フレーム８ａ間に伝熱用部材１０を設けたもので、この放熱構造においては直接駆動用半導体素子３の発熱を前フレーム８ａに伝熱することができるので、駆動用半導体素子３の放熱をより効果的に行うことができる。
【００２３】
ただし、この放熱構造においては、液晶表示パネルの熱を直接放熱することはできないが、実施例１よりも駆動用半導体素子の発熱を直接放熱して駆動用半導体素子の発熱を低減することができるために、結果として駆動用半導体素子の発熱がガラス基板を介して液晶表示素子に伝熱することを低減することができる。
【００２４】
しかしながら、駆動用半導体素子の発熱が電気素子に伝熱し熱影響を与えることを低減するためには実施例１の形態の方がより効果的であるので、どちらの放熱を優先するかにおいて実施例１あるいは実施例２の放熱構造を使い分けることができる。
【００２５】
（実施例３）
図３は、実施例１および２の両方の位置に伝熱用部材１０を設けたもので、液晶表示パネルおよび駆動用半導体素子３の両方から直接伝熱用部材１０を介してフレーム８ａ、８ｂに伝熱し放熱することができるため、より効率的に放熱を行うことができ、実施例１および２で述べた効果を両方とも効果的に発揮させることができる。
【００２６】
なお、上記実施例においては支持フレームとして前フレームと後フレームがある形状で説明したが、どちらか一方のみが存在するような形状でも、実施例１あるいは実施例２のいずれかを用いることにより同様の効果を発揮させることができる。
【００２７】
また、上記実施例においては基板１ｂの周辺端部に延在された上面の電極端子に駆動用半導体素子３がフェースダウン状態で接続されているが、基板１ａの周辺端部に延在された下面の電極端子に駆動用半導体素子３がフェースダウン状態で接続されてても、実施例を上下逆に用いれば同様の効果を発揮させることができる。
【００２８】
また、上記実施例は全て液晶表示素子について述べたが、例えば非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）を用いたエリアセンサとその駆動用半導体等の放熱構造においても同様に用いることができ、同様の構造を持った電気部品全般に応用できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における電気部品の放熱構造を用いることにより、放熱部材の取付に余分な空間を取ること無く、また電気素子の支持構造に影響を与えずに伝熱用部材を取り付けて支持フレームを介して放熱することが可能で、半導体素子の発熱による電気素子への熱影響を軽減することにより、高品質な性能発揮を実現するとともに、電気素子の駆動用半導体素子の温度上昇を抑えることにより、半導体チップの寿命を長くし、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明による第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明による第３の実施例を示す図である。
【図４】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ    ガラス基板
２ａ、２ｂ    偏光板
３    駆動用半導体素子
４    フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）
５    入力信号用配線基板（ＰＣＢ）
６    基板支持リブ
７    ゴム
８ａ    前フレーム
８ｂ    後フレーム
９ａ    カバーガラス
９ｂ    後ガラス
１０    伝熱用部材
１１    放熱部材
【図１】
0003890251.tif 000002
【図２】
0003890251.tif 000003
【図３】
0003890251.tif 000004
【図４】
0003890251.tif 000005