JP2006235093A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤ光源を使用したバックライト装置を有する液晶表示装置では、ＬＥＤの周辺部への熱による影響により、表示品位の低下を起こすという課題を有していた。
【解決手段】 ＬＥＤ実装部にヒートシンク形状の放熱用部材を隣接して配置することとした。このような構成により、ＬＥＤに電流が流れて、高温に発熱されても、放熱用部材により効率的に放熱されるため、ＬＥＤ周辺部に熱の影響を及ぼすことがなくなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器に使用される液晶表示装置等の非自発光型の表示装置に関するものである。詳しくは、バックライトを利用する液晶表示装置の表示品位の向上に関する。

従来の液晶表示装置においては、液晶表示素子のバックライト光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用したものが提案されている。ＬＥＤは光に指向性があり、特にフィルム基板への面実装タイプでは正面方向に光が取り出されるため、光のロスも少なく、面状光源方式のバックライト光源に使用されている。液晶表示素子の後面に照明光を与えるバックライト装置として、ＬＥＤ光源の光出射面から出射される光を導光板の端面に形成された光入射面に入射し、導光板の内部で拡散された光を導光板の厚さ方向の一方の面から液晶表示パネルの後面に向けて照射する構成のものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。このようなバックライト装置は、ＬＥＤ光源が実装されたプリント基板と、導光板の一方の面に配設され光を液晶表示パネル側に導く光学シートと、導光板の他方の面に配設され光を反射して液晶表示パネル側に導く反射シートによって構成される。
特開OLE_LINK1２００２−７５０３８OLE_LINK1号公報

このようなＬＥＤ光源を使用したバックライト装置にて構成された液晶表示装置においては、ＬＥＤはその特性上、電流を多く流すと高温に発熱する特性があり、ＬＥＤの周辺部への熱による影響を受け易いという問題がある。すなわち、従来の特許文献１のような構成のバックライト装置を使用した液晶表示装置の構成では、発光ダイオードからの発熱が、近傍に配置されている液晶駆動用ＩＣに伝わってしまう為、本来、雰囲気温度の変化に伴って、液晶表示素子の駆動特性を変化させる目的で液晶駆動用ＩＣに内蔵された温度補償回路に影響を及ぼし、階調表示時の階調反転現象など表示品位の低下を避けることが出来なかった。また、液晶パネルに内在されている液晶材料に温度変化を生じさせてしまうため、液晶材料の温度特性の変化によるコントラスト比の低下等の表示品位の低下を避けることが出来ないという課題も有していた。そこで、本発明の目的は、コストの上昇を抑えつつ、ＬＥＤ光源の放熱効果を高めることができるバックライト装置を備えた液晶表示装置を実現することにある。

本発明は、ＬＥＤ実装部にヒートシンク形状の放熱用部材を隣接して配置することとした。このようにＬＥＤ実装部に放熱用部材を配置することにより、ＬＥＤに電流が流れ、高温に発熱されても、放熱用部材により効率的に放熱されるため、ＬＥＤ周辺部に熱の影響を及ぼすことがなくなる。

本発明の液晶表示装置は、ＬＥＤ実装部にヒートシンク形状の放熱部材を隣接して配置したことにより、光源の発熱を効果的に放熱し、光源周辺部への熱による影響を回避するようにしたため、ＬＥＤの温度上昇を抑制することができ、液晶駆動用ＩＣに内蔵された温度補償回路の誤動作を防ぎ、表示品位を向上する効果を有している。また、極めて簡単な構成の放熱手段を用いている為、コストの上昇も抑制することが出来る。

本発明の表示装置は、光源と、光源が搭載された回路基板と、光源からの光を照射面から出射する導光体と、光源が搭載された面の裏面の回路基板に設けられた放熱部材と、導光体から出射した光で照明される非自発光型の表示素子を備えている。このような構成により、光源で発生した熱を効果的に放熱することができる。

さらに、表示素子には半導体素子が直接実装されているとともに、半導体素子と光源が表示装置の同一辺に設けられている。これにより表示面積を変えずに表示装置の大きさを最小限にする構成でも、光源で発生する熱が半導体素子に伝わることを防ぐことが可能になる。また、半導体素子が液晶駆動用ＩＣである場合でも、ＩＣの液晶に対する温度補償機能に影響を与えることがないので、高い表示品質を保つことが可能になる。

また、表示素子に向けて光を反射する反射板を導光体の背面側に備えるとともに、放熱部材が反射板にも接着固定されている構成とした。

さらに、表示素子として、温度によって光学特性が変化する液晶表示素子を用いても、光源からの熱が伝わらないため、高い表示品質を保つことができる。

さらに、回路基板としてフィルム基板を用いる構成とした。これにより、光源で発生した熱が放熱部材に効率よく伝わることとなり、熱の影響をさらに抑えることができる。

本実施例の液晶表示装置の構成を図１に模式的に示す。図示するように、この液晶表示装置は、液晶パネル１上に液晶駆動用ＩＣ２が実装された液晶表示素子と、バックライト装置を備えている。バックライト装置は、光源としてフィルム基板７上に実装されたＬＥＤ６と、ＬＥＤ６からの光を液晶表示素子に照射するための導光体４を備えている。導光体４の上面には光学フィルム類３と反射シート５が配置され、フィルム基板７にはヒートシンク状の放熱部材８が配置されている。ここで、導光板４は、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂を射出成型する事で作製され、その表面には微細な凹凸が形成されている。導光体４の上にはＬＣＤの正面輝度を上昇させる目的で拡散シートやプリズムシート等からなる光学フィルム類３が配置され、導光体４の下には、導光体内に効率よく光を伝播する目的で、銀等の反射率の高い材料が表面にコーティングされた反射板５が配置されている。導光体４の端部にはＬＥＤ６が配置されている。フィルム基板７は、ポリイミド等の絶縁性材料上に銅箔パターンが施されて構成されており、ＬＥＤ６とは、はんだ等の材料にて実装され、パターン接続されている。このフィルム基板は、外部からＬＥＤへの電流供給の役目だけでなく、ＬＥＤからの光が効率よく導光体に入射するように導光体とＬＥＤが相対的に適切な位置を保持するための機能も有している。フィルム基板７のＬＥＤが取り付けられた反対側には、ヒートシンク状の放熱部材８が配置されている。放熱部材８はたとえば、銅、アルミなどの熱伝導率の高い金属を加工し、表面積が大きくなるよう、断面が凹凸形状を有する部材である。放熱部材８とフィルム基板７とは熱伝導性の高いシリコーン系接着剤などで接着固定されている。

図１では、液晶駆動用ＩＣ２とＬＥＤ６が表示装置の同一辺に設けられている。すなわち、液晶駆動用ＩＣ２とＬＥＤ６が対向するような位置関係に描かれている。このような構成にするのは、表示面積に対して表示装置全体の大きさを最小限にするためである。画面表示に寄与しないＬＥＤ実装部とＩＣ実装部を別の辺に設けてしまうとその分だけ表示装置の外形寸法が大きくなってしまうからである。

このように、本実施例の構成によれば、ＬＥＤ６に電流が流れることで発生した熱は、主にフィルム基板７に伝熱され、さらに接着剤を介して放熱部材８に伝熱放熱される。すなわち、ＬＥＤから発生した熱は、それ自体にこもることなく放熱部材より効果的に放出される。したがって、ＬＥＤの近傍に配置されている液晶駆動用ＩＣへ伝熱されることがなくなるため、温後補償回路が熱による影響を受けることがなくなり、階調表示の表示時の反転現象などの表示品位の低下を防止することが可能となる。また、液晶パネルの内部への伝熱されることがなくなり、コントラスト比の低下などの表示品位の低下も防止することが出来た。

本実施例の液晶表示装置の構成を図２に模式的に示す。図示するように、放熱部材を反射板下部まで延長し、反射板と接着した場合の実施例である。その他の部分は実施例１と同様であるので、重複する説明は省略する。

この構成によれば、放熱部材の放熱面積がより大きくなるので、放熱効果がより高まることとなる。したがって、より表示品位が安定することとなった。また、放熱効果がさらに高まったため、ＬＥＤに流すことの出来る電流を多くすることが可能となり、バックライトの輝度を高めることが出来るようになった。さらに、放熱部材が反射板とフィルム基板の支持体としても機能することとなるので、導光体とＬＥＤが相対的に適切な位置を保持するようになり、ＬＥＤからの光が効率よく導光体に入射するようになったため、バックライトの輝度の安定化が図れることとなった。

上述した各実施例においては、放熱部材については金属部材を用いたが、材料に関しては金属に限らず高い熱伝導率特性を有した材料でも良く、形状に付いては凹凸形状だけでなく、大きな表面積を得る事ができれば、どのような形状でも同様の効果が得られる。

放熱特性に優れた液晶表示装置を提供することができるので、携帯電話等の表示品位を向上することが出来る。さらに本発明によればとＬＥＤに流す電流を増やすことが出来るので、ＬＥＤの個数を減らすことが出来、液晶表示装置の低コスト化にも貢献できる。

本発明の第１実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第２実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 液晶パネル
２ 液晶駆動用IC
３ 光学フィルム類
４ 導光体
５ 反射フィルム
６ 発光ダイオード
７ フィルム基板
８ 放熱部材

Claims (7)

1. 非自発光型の表示素子と、前記表示素子に光を照射する照明装置を有する表示装置であって、
   前記照明装置は、光源と、前記光源が搭載された回路基板と、前記光源からの光を前記表示素子に導く導光体と、前記回路基板の前記光源が搭載された面の裏面に設けられた放熱部材を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記表示素子には半導体素子が直接実装されているとともに、前記半導体素子と前記光源が表示装置の同一辺に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記導光体の背面側に、前記表示素子に向けて光を反射する反射板を備えるとともに、前記放熱部材が前記反射板にも接着固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記表示素子が、温度によって光学特性が変化する液晶表示素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記半導体素子が液晶駆動用ＩＣであることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記光源がＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記回路基板がフィルム基板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置。

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