JP2015087403A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a liquid crystal display device including an array substrate, and in particular, a liquid crystal display that efficiently dissipates heat generated by driving a driver IC (Integrated Circuit) mounted on the array substrate by COG (Chip On Glass). It relates to the device.
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。
In a liquid crystal display device, a driver IC for displaying an image on a display panel based on a video signal is mounted on an array substrate of the display panel. Conventionally, TCP (Tape Career Package) and COF (Chip On Film) have been mainly used as a method for mounting a driver IC on a display panel (array substrate). It has moved to. For example,
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。 The array substrate is generally made of glass having a low thermal conductivity. For this reason, when a COG type driver IC that is directly mounted on and touches the array substrate is driven and heat is generated in the driver IC, the heat of the driver IC passes through the array substrate (display panel). Little heat is dissipated. As a result, heat is mainly radiated from the surface of the driver IC. However, since the surface area of the driver IC is small, the heat radiation efficiency is extremely low.
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。 On the other hand, the number of driver ICs is reduced in order to meet the cost requirements of the market, and accordingly, the number of outputs per driver IC tends to increase. In addition, since the power consumption of the driver IC is increased due to the increase in the load related to signal processing in the display panel and the increase in the frequency of pixel writing accompanying the increase in the resolution of the display panel, it is proportional to the power consumption. The heat generation of the driver IC is also increasing.
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。
As described above, since heat generation is increasing despite the low heat dissipation efficiency, there is a problem that the recommended operating temperature of the driver IC may be exceeded depending on the usage environment. Moreover, although the technique which improves heat dissipation efficiency is proposed in
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。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique capable of efficiently radiating heat from a driver IC.
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。 A liquid crystal display device according to the present invention includes an array substrate in which metal wiring is formed on a main surface, a driver IC (Integrated Circuit) mounted on the array substrate by COG (Chip On Glass) and connected to the metal wiring, An elastic FPC (Flexible Printed Circuit) mounted on the array substrate and connected to the driver IC via the metal wiring, and a metal front frame and a rear frame including the array substrate are provided. . The FPC includes a first solid pattern portion that transmits heat transferred from the metal wiring to the front frame by being brought close to or in contact with the front frame, and the metal wiring by being brought close to or in contact with the rear frame. And a second solid pattern portion for transmitting the transmitted heat to the rear frame. The first solid pattern portion is pressed against the front frame by the restoring force of the folded FPC.
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。 According to the present invention, the heat of the driver IC can be efficiently radiated. Further, the first solid pattern portion is pressed against the front frame by the restoring force of the folded FPC, so that the heat of the driver IC can be reliably transmitted to the front frame.
<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。
<
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration before assembly of a liquid crystal display device according to
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。
The
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。
The
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。
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the
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。
On the main surface of the
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。
The driver IC 4 is COG mounted on the
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。
The FPC 5 is mounted on the
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。
With the configuration described above, the
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。
FIGS. 3A and 3B are plan views showing the configuration of the
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。
The
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。
The
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。
The GND
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。
In FIG. 3A, the GND
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。
In FIGS. 3A and 3B, a
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。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration after assembly of the liquid crystal display device according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the
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。
Here, the GND
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。
According to the liquid crystal display device according to the first embodiment as described above, the heat of the
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。
The size and shape of the GND
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。
In the above, the configuration in which the GND
<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。
<
5 (a) and 5 (b) are plan views showing the configuration of the
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。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the
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。
As shown in FIG. 6, a portion of the GND
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。
According to the liquid crystal display device according to the second embodiment as described above, the heat of the
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。
The
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。
Further, the size and shape of the GND
<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。
<
FIG. 7 is a plan view of the
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。
In FIG. 7, the
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。
The
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。
The
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。
According to the liquid crystal display device according to the third embodiment as described above, the thermal conductivity between the
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。
From the viewpoint of improving the heat dissipation performance of the driver IC against heat, as shown in FIG. 7, the
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。
The shape, size, and number of the
<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。
<Modification of
In the configuration of the third embodiment, the
<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。
<
10 is a perspective view showing the configuration of the liquid crystal display device according to
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。
As shown in FIGS. 10 and 11, the liquid crystal display device according to the fourth embodiment is configured by adding an insulating
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。
As shown in FIG. 10, the
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。
According to such a liquid crystal display device according to the fourth embodiment, the GND
<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。
<Modification of
In the configuration of the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, the
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。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
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。 2 array substrate, 2b metal wiring, 4 driver IC, 4d PAD for heat conduction, 5 FPC, 5c, 5d GND solid pattern part, 26 front frame, 27 rear frame, 31 elastic body.
Claims (6)
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。 An array substrate with metal wiring formed on the main surface;
A driver IC (Integrated Circuit) mounted on the array substrate by COG (Chip On Glass) and connected to the metal wiring;
FPC (Flexible Printed Circuit) having elasticity, mounted on the array substrate and connected to the driver IC via the metal wiring,
A front frame and a rear frame made of metal that enclose the array substrate;
The FPC is
A first solid pattern portion that transmits heat transferred from the metal wiring to the front frame by being in proximity to or in contact with the front frame;
The liquid crystal display device, wherein the first solid pattern portion is pressed against the front frame by a restoring force of the folded FPC.
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。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The FPC is
A liquid crystal display device further comprising: a second solid pattern portion that transfers heat transferred from the metal wiring to the rear frame by approaching or contacting the rear frame.
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。 The liquid crystal display device according to claim 2,
Of the first and second solid pattern portions, portions exposed from the surface of the FPC are in contact with the front frame and the rear frame, respectively.
The liquid crystal display device, wherein the first and second solid pattern portions are GND solid pattern portions.
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。 The liquid crystal display device according to claim 3,
The liquid crystal display device, wherein the front frame and the rear frame are connected to an external GND potential.
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。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4,
The driver IC is
Internal circuitry,
A liquid crystal display device comprising: a thermal conduction PAD connected to the FPC through the metal wiring but not connected to the internal circuit.
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。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5,
The liquid crystal display device further comprising an elastic body that presses the first solid pattern portion against the front frame together with the bent FPC.
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