JP5001615B2 - 液晶表示デバイス - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示デバイスに関するものである。

一般に、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）と呼ばれる液晶表示装置は、表面に画素電極が形成されたシリコン基板と、それに相対し表面に対向電極が形成されたガラス基板を所定の位置関係で貼り合わせ、前記基板間に液晶を注入した液晶表示パネルを回路基板若しくは基台上に実装し、画素電極と対向電極間に電位差を与え、液晶の配向を制御することにより各種表示を得るものである。

図５は従来技術による液晶表示デバイスを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。１は液晶表示パネルで、シリコン基板１ａとガラス基板１ｂとがシール部材（不図示）を介して、所望の間隙を確保した状態で貼り合わされている。前記シリコン基板１ａとガラス基板１ｂとの間隙には液晶（不図示）が注入され液晶表示パネル１を構成している。

前記シリコン基板１ａには画素電極（不図示）が形成され、前記ガラス基板１ｂには対向電極（不図示）が形成されており、それぞれの基板は、それぞれの電極に電位を供給するために、ずれた位置関係で貼り合わされている。前記画素電極への電位の供給は、シリコン基板１ａと回路基板２上の電極パッドをワイヤー３で接続し、電気的に導通させることで実現している。一方、前記対向電極への電位の供給は、ガラス基板１ｂと回路基板２間に熱硬化性導電性樹脂４、例えば銀ペーストなどを塗布し、前記対向電極と回路基板２上の電極パッド（不図示）を電気的に導通させることで実現している。前記画素電極と前記対向電極は、それぞれ異なった電位が供給される。

前記液晶表示パネル１は、回路基板２の下部に位置する液晶表示パネル搭載基板５（以下、単に搭載基板という。）に配置固定される構成である。前記回路基板２には、開口部２ａが設けられており、前記液晶表示パネル１は前記開口部２ａの内側に配置される位置関係で前記搭載基板５の所定位置に配置固定される。さらに前記液晶表示パネル１が固定された搭載基板５は、ケース部材６に配置固定される構成である。

前記液晶表示パネル１が固定される搭載基板５には開口部５ａが設けられており、前記開口部５ａに臨む前記液晶表示パネル１のパネル面の一部と、前記ケース部材６との対向部位に、熱伝導部材７が配置されている。当該熱伝導部材７は、前記液晶表示パネル１のパネル面と前記ケース部材６に接触しており、例えば、常温で硬化しないシリコン系ジェル材が用いられている。また、前記熱伝導部材７は、液晶表示パネル１の面と、これに対向するケース部材６に付着した状態となるが、軟らかいシリコン系ジェル材が用いられるので液晶表示パネル１に大きな負荷はかからない。当該構成により液晶表示パネル１に生じる熱を、前記熱伝導部材７を介して前記ケース部材６側に伝熱するようにしたものである。さらに、前記ケース部材６を熱伝導性の高い材料、例えば、アルミニウムで構成することによって、放熱効果を向上させている。

前述の液晶表示デバイスは、主に、強い光を液晶表示パネル面に照射し、その反射光を利用して液晶表示パネルの表示画像を投影するプロジェクター用途に用いられている。このため、高温環境下での動作保証が要求されるもので、液晶表示パネルに生じる熱を外部へ逃がすための放熱構造を具備することが重要な要素となっている。放熱構造を有する液晶表示デバイスに関しては、他に特許文献１や特許文献２のような構成のものが提案されている。

特許第３３６７４８６号公報 特開２００２−２９６５６８号公報

従来技術による液晶表示デバイスの放熱構造は、前述のごとく、液晶表示パネル１の一部面とアルミニウム等から成るケース部材６を熱伝導性の良い熱伝導部材７を挟んで配置し、前記液晶表示パネル１に生じる熱を、前記熱伝導部材７を介して前記ケース部材６側へ放熱しようとしたもので、一定の効果を有するものである。しかしながら、前記液晶表示パネル１の一部面とこれに対向する前記ケース部材６の間隙は、前記搭載基板５の厚み分の間隔があるため、少し離れた位置関係になってしまう。また、前記間隙に介在配置する前記熱伝導部材７は、前記搭載基板５の厚みと同等以上の厚さをもって配置する必要があるため、熱伝導部材７の使用量は必然的に多くなってしまう。より効率的な放熱効果を得ようとする場合には、前記間隙はなるべく狭くし、前記熱伝導部材７の使用量もなるべく少なくした方が、熱伝導率を高めることができて良い。したがって、前記構成の液晶表示デバイスにおいては、より効率的な放熱構造を得るための改良の余地がある。

また、前記導電部材７としてシリコン系ジェル材が用いられるが、前記ケース部材６へ前記搭載基板５を配置する際に、前記シリコン系ジェル材が前記ケース部材６と前記搭載基板５の間に流れ込んでしまうと、前記搭載基板５に傾きを生じさせた状態で固定してしまう結果となり、品質上好ましくない。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、優れた放熱性能を有すると共に、高品質の液晶表示デバイスを提供しようとするものである。

少なくとも、
複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板を有し、前記第一電極基板と前記第二電極基板が所定の位置及び間隔でシール部材により貼り合わされた液晶表示パネルと、
一部に開口部を有し、当該開口部に前記液晶表示パネルの表示エリアを中心とする一部面を対応させて配置固定する液晶表示パネル搭載基板と、
前記液晶表示パネルを配置した前記液晶表示パネル搭載基板を配置収納するケース部材と、を備え、
前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面には、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に突出する凸部が形成され、当該凸部の頂面と、これに対向する前記液晶表示パネルとの間隙に熱伝導部材が介在配置された液晶表示デバイスであって、
前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面であり、且つ前記凸部の外周領域には、前記熱伝導部材の流れ出しを防止する、溝部から成る流出防止手段が設けられている液晶表示デバイスとする。

少なくとも、
複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板を有し、前記第一電極基板と前記第二電極基板が所定の位置及び間隔でシール部材により貼り合わされた液晶表示パネルと、
一部に開口部を有し、当該開口部に前記液晶表示パネルの表示エリアを中心とする一部面を対応させて配置固定する液晶表示パネル搭載基板と、
前記液晶表示パネルを配置した前記液晶表示パネル搭載基板を配置収納するケース部材と、を備え、
前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面には、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に突出する凸部が形成され、当該凸部の頂面と、これに対向する前記液晶表示パネルとの間隙に熱伝導部材が介在配置された液晶表示デバイスであって、
前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面であり、且つ前記凸部の外周領域には、前記熱伝導部材の流れ出しを防止する、粗面から成る流出防止手段が設けられている液晶表示デバイスとする。

前記凸部は、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に配置できる程度の最大外形を有し、前記凸部の頂面面積は、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部に臨む前記液晶表示パネルの一部面にほぼ対応する大きさの面積を有して成る液晶表示デバイスとする。

前記熱伝導部材は、シリコン系ジェル材である液晶表示デバイスとする。

前記ケース部材は、アルミニウムで構成されている液晶表示デバイスとする。

本発明によれば、前記ケース部材に、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に突出する凸部を形成したので、当該凸部の頂面と、これに対向する前記液晶表パネルの一部面との間隙を狭められ、各々を近接配置できる。また、熱伝導部材は、僅かな隙間にのみ介在させればよいため、その使用量は少量で済む。よって、液晶表示パネルに生じる熱を、前記ケース部材側へ効率よく逃がすことができるので放熱性能が向上する。

また、前記凸部は、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に配置できる程度の最大外形を有し、前記凸部の頂面面積は、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部に臨む前記液晶表示パネル面にほぼ対応する大きさの面積を有する構成としたので、凸部頂面と液晶表示パネル面を近接配置できると共に、熱伝導面を大きく取れるので放熱性能がさらに向上する。

また、前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面であり、且つ前記凸部の外周領域に、前記熱伝導部材の流れ出しを防止する流出防止手段を設けたので、前記熱伝導部材の流れ出しがあっても、前記液晶表示パネル搭載基板の配置面側への流出を防止できる。よって、前記ケース部材と前記液晶表示パネル搭載基板の間への入り込み等も起こらない。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。尚、前述の従来技術と同一部材については同一符号を用いることとする。
図１は本発明の一実施形態の液晶表示デバイスを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。１は液晶表示パネルで、シリコン基板１ａとガラス基板１ｂとがシール部材（不図示）を介し、所望の間隙を確保した状態で貼り合わされている。前記シリコン基板１ａとガラス基板１ｂとの間隙には液晶が注入され液晶表示パネル１を構成している。

前記シリコン基板１ａには画素電極（不図示）が形成され、前記ガラス基板１ｂには対向電極（不図示）が形成されており、それぞれの基板は、それぞれの電極に電位を供給するために、ずれた位置関係で貼り合わされている。前記画素電極及び前記対向電極各々への電位の供給形態は、従来技術において説明した構成と同様であるため、その説明は省略する。

前記液晶表示パネル１は、回路基板２の下部に位置する液晶表示パネル搭載基板５（以下、単に搭載基板という。）に配置固定される構成である。また、前記回路基板２には、開口部２ａが設けられており、前記液晶表示パネル１が前記開口部２ａの内側に配置される位置関係で前記搭載基板５の所定位置に配置固定されている。

前記液晶表示パネル１の前記搭載基板５への配置固定は、図示しない接着手段によって行われている。当該接着手段は、前記搭載基板５の開口部５ａの周縁部に枠状に設けられるもので、エポキシ樹脂系接着剤や粘着性両面テープを貼着したものを適宜選択して使用することが可能である。前記液晶表示パネル１が固定された搭載基板５は、ケース部材８に配置固定される構成である。

前記液晶表示パネル１が固定される搭載基板５には開口部５ａが設けられており、前記開口部５ａに臨む前記液晶表示パネル１の一部面は、前記ケース部材８と対向配置された位置関係になる。尚、前記ケース部材８は、放熱性を考慮し、熱伝導性の高い材料、例えば、アルミニウム等の金属を選択的に用いることが可能である。

ここで、本発明の特徴は、前記搭載基板５の開口部５ａ内に、前記ケース部材８に設けた凸部８ａを配置した点にある。当該構成によれば、前記凸部８ａの頂面を液晶表示パネル１に近接配置することが可能となり、前記液晶表示パネル１の一部面と、これに対向する前記凸部８ａの間は狭められ、この間に介在させるシリコン系ジェル材等による熱伝導部材７を薄く少量にすることができる。このため、前記液晶表示パネル１の熱を前記ケース部材８側へ効率よく逃がすことができ、放熱性能を向上させることができる。尚、前記凸部８ａは、前記ケース部材８と同一材料で、一体的に形成されたものである。

また、前記凸部８ａは、前記搭載基板５の開口部５ａ内に配置できる程度の最大外形を有し、前記凸部８ａの頂面面積は、前記搭載基板５の開口部５ａに臨む前記液晶表示パネル面にほぼ対応する大きさの面積を有している。当該構成により凸部８ａの頂面を液晶表示パネル面に近接配置できると共に、熱伝導面を大きく取れるので、前記液晶表示パネル１に生じる熱を、前記熱伝導部材７を介して前記ケース部材８側に速やかに伝熱することが可能となり、放熱効果がさらに向上する。

前記熱伝導部材７は、液晶表示パネル１の一部面と、これに対向するケース部材８の凸部８ａに付着した状態となるが、前記熱伝導部材７として軟らかいシリコン系ジェル材を用いるので液晶表示パネル１に大きな負荷はかからない。

また、本発明の一実施形態の構成においては、前記ケース部材８の搭載基板５の配置面であり、且つ前記凸部８ａの外周領域に、前記凸部８ａの頂面に設ける前記熱伝導部材７の流れ出しを防止する流出防止手段を設ける構成とした。当該流出防止手段の一例を、図面を用いて説明する。

図２は、本発明の液晶表示デバイスに用いるケース部材を示す一例で、上面図である。図３は、図２に示すケース部材を用いた液晶表示デバイスの断面図である。
９はケース部材で、凸部９ａが一体的に形成されている。また、前記ケース部材９の前記搭載基板５の配置面であり、且つ前記凸部９ａの外周領域となる部位には、前記熱伝導部材７の流れ出しを防止する流出防止手段９ｂが設けられている。前記流出防止手段９ｂは前記凸部９ａを取り囲むようにして形成された溝部で構成されている。当該構成によれば、前記ケース部材９へ前記搭載基板５を配置する際に、前記熱伝導部材７（シリコン系ジェル材）が前記ケース部材９と前記搭載基板５の間に流れ込んでしまうという問題は生じない。これは、前記熱伝導部材７が前記凸部９ａ頂面から流れ出しても、前記流出防止手段９ｂの溝部内で留めるられるためである。

図４は、本発明の液晶表示デバイスに用いるケース部材を示す他の例で、上面図である。
本構成のケース部材１０に設ける流出防止手段１０ｂは、前記搭載基板５の配置面上の、凸部１０ａを取り囲む領域に、網目状のローレットを形成し粗面加工処理したものである。また、前記流出防止手段１０ａは、網目状のローレットに限定されるものではなく、例えば、梨地加工を施したものであっても良い。当該構成によれば、前記と同様に、熱伝導部材７の前記ケース部材１０と前記搭載基板５の間への流れ込みが防止できる。

本発明の一実施形態の液晶表示デバイスを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図 本発明の液晶表示デバイスに用いるケース部材を示す一例で、上面図。 図２に示すケース部材を用いた液晶表示デバイスの断面図 本発明の液晶表示デバイスに用いるケース部材を示す他の例で、上面図。 従来技術による液晶表示デバイスを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。

符号の説明

１ 液晶表示パネル
１ａ シリコン基板
１ｂ ガラス基板
２ 回路基板
２ａ 開口部
３ ワイヤー
４ 導電性樹脂
５ 液晶表示パネル搭載基板
５ａ 開口部
６ ケース部材
７ 熱伝導部材
８ ケース部材
８ａ 凸部
９ ケース部材
９ａ 凸部
９ｂ 流出防止手段
１０ ケース部材
１０ａ 凸部
１０ｂ 流出防止手段

Claims (5)

1. 少なくとも、
   複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板を有し、前記第一電極基板と前記第二電極基板が所定の位置及び間隔でシール部材により貼り合わされた液晶表示パネルと、
   一部に開口部を有し、当該開口部に前記液晶表示パネルの表示エリアを中心とする一部面を対応させて配置固定する液晶表示パネル搭載基板と、
   前記液晶表示パネルを配置した前記液晶表示パネル搭載基板を配置収納するケース部材と、を備え、
   前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面には、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に突出する凸部が形成され、当該凸部の頂面と、これに対向する前記液晶表示パネルとの間隙に熱伝導部材が介在配置された液晶表示デバイスであって、
   前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面であり、且つ前記凸部の外周領域には、前記熱伝導部材の流れ出しを防止する、溝部から成る流出防止手段が設けられていることを特徴とする液晶表示デバイス。
   
2. 少なくとも、
   複数の画素電極を有する第一電極基板と該第一電極基板に相対する対向電極を有する第二電極基板を有し、前記第一電極基板と前記第二電極基板が所定の位置及び間隔でシール部材により貼り合わされた液晶表示パネルと、
   一部に開口部を有し、当該開口部に前記液晶表示パネルの表示エリアを中心とする一部面を対応させて配置固定する液晶表示パネル搭載基板と、
   前記液晶表示パネルを配置した前記液晶表示パネル搭載基板を配置収納するケース部材と、を備え、
   前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面には、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に突出する凸部が形成され、当該凸部の頂面と、これに対向する前記液晶表示パネルとの間隙に熱伝導部材が介在配置された液晶表示デバイスであって、
   前記ケース部材の前記液晶表示パネル搭載基板の配置面であり、且つ前記凸部の外周領域には、前記熱伝導部材の流れ出しを防止する、粗面から成る流出防止手段が設けられていることを特徴とする液晶表示デバイス。
   
3. 前記凸部は、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部内に配置できる程度の最大外形を有し、前記凸部の頂面面積は、前記液晶表示パネル搭載基板の開口部に臨む前記液晶表示パネルの一部面にほぼ対応する大きさの面積を有して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示デバイス。
4. 前記熱伝導部材は、シリコン系ジェル材であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の液晶表示デバイス。
5. 前記ケース部材は、アルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の液晶表示デバイス。
   

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