JP5932297B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
従来の液晶表示装置は、液晶パネルの背面に直下型のバックライト装置を備え、液晶パネルの周縁部を表示面側から金属製フレームで覆っている。液晶パネルの背面側には該パネルの周縁部を支持する支持部材が設けられ、さらに箱形状に形成したバックライトケースが配置される。液晶パネルと駆動回路基板を繋ぐFPC(Flexible Printed Circuit)には、液晶パネルを駆動する液晶ドライバICが実装され、該ICが発生した熱は、外枠の金属製フレームに伝熱されて筐体内の空間に排出される。自然空気冷却式、または冷却ファン等による強制空気冷却式の放熱構造が採用される。
近年、液晶表示装置は、限られたスペースに設置する用途上の要請やデザイン性向上の要求を受けて、表示画面周囲の非表示エリアである額縁幅、つまり外装枠を正面から見た場合の枠幅を極力狭くすることが求められている。このため、金属製フレームを外装枠と兼用する構造が提案されている。一方では、液晶パネルの大型化や高精細化、液晶ドライバICの高密度化に伴い、その発熱量は増加傾向にある。よって温度上昇幅を動作保証温度内に抑えるためには更なる放熱構造の工夫が必要になる。特許文献1には、液晶ドライバICが発生した熱を、熱伝導性部材を介して、外装枠と兼用したフレームに伝熱する放熱技術が開示されている。
金属製の外装部材の温度が、規格温度値(例えば70°C)付近まで上昇した場合や、規格温度値以下であっても誤ってユーザが外装部材に触れた場合、不快感を抱く可能性があった。加えて、液晶パネルの大型化や高精細化、液晶ドライバICの高密度化に伴い、液晶ドライバICの過熱を防止するための、更なる放熱構造が必要であった。
そこで本発明の目的は、外装枠の温度上昇を抑えつつ、表示パネルの駆動回路部の過熱を防止することである。
[第1実施形態]
図1および図2を用いて本発明の第1実施形態に係る表示装置を説明する。
図1は、直下型バックライト装置を有する液晶表示装置100の部分断面図である。以下では、液晶パネル105の表示面側を上方とし、非表示面(背面)側を下方と定義して各部の位置関係を説明する。
図1には、液晶パネル105の周縁部を表示面側から支持する上フレーム106と、液晶パネル105を背面側から支持する下ホルダ107と、光源部を収容するバックライトケース(以下、BLケースという)109を示す。液晶ドライバIC101への制御信号を生成するコントロール基板102は、BLケース109の背後に配置され、液晶ドライバIC101に信号を分配する駆動回路基板103は上フレーム106と下ホルダ107との間に形成された空間に位置する。液晶パネル105と駆動回路基板103を接続するFPC104には液晶ドライバIC101が実装されている。
まず、作業者は光源110を収容したBLケース109を下にして、これに光学シート群108を載置した後、光学シート群108の熱伸縮を考慮して下ホルダ107で0.5mm程度のクリアランス(隙間)をもって挟持している。これにより、BLケース109および光学シート群108からなる略密閉構造の光拡散空間が形成される。次に作業者は光学シート群108を下にして、液晶パネル105を下ホルダ107に載置する。液晶パネル105のガラス端部から延伸したFPC104上の液晶ドライバIC101は熱伝導部材112と密着し、BLケース109に対して熱的に結合される位置関係に組み立てられる。
熱伝導部材112は、下ホルダ107にて液晶ドライバIC101と対向する貫通部107b内に配置されているので、液晶ドライバIC101が発生した熱は熱伝導部材112からBLケース109に伝わる。貫通部107bは、下ホルダ107に形成した穴部または下ホルダ107の一部を切り欠いて形成した切り欠き部である。熱伝導部材112は、金属製のBLケース109の外側面にて液晶ドライバIC101と対向する位置に両面テープ等で接着されている。
以上のように本実施形態では、熱伝導部材112を液晶ドライバIC101とBLケース109の間に設けることで、上フレーム106に伝わる熱量を減少させることができる。これにより、外装枠と兼用した上フレーム106の温度上昇を抑えつつ、液晶ドライバIC101の放熱を行える。
図3は、液晶表示装置400の放熱構造に係る解析モデルを断面図で示す。図3には、液晶ドライバIC401、図の上側の熱伝導部材402、上フレーム403、図の下側の熱伝導部材404、BLケース405、放熱板406、光源407を示す。また液晶表示装置400の周囲には、その大きさに対して十分に大きい放熱空間408が設けられ、熱伝導、熱対流、熱輻射を考慮した解析を行った。発熱部品として液晶ドライバIC401と複数の光源407を想定し、それぞれの発熱量を0.8(W/個)、0.17(W/個)で与えた。以上に示した構成部品については、互いの接触熱抵抗を解析上無視して結果を導出している。
(I)熱伝導部材402を液晶ドライバIC401と上フレーム403との間に配置した場合(上向三角印参照)
(II)熱伝導部材404を液晶ドライバIC401とBLケース405との間に配置した場合(下向三角印参照)
(III)熱伝導部材402を液晶ドライバIC401と上フレーム403との間に配置し、かつ熱伝導部材404を液晶ドライバIC401とBLケース405との間に配置した場合(四角印参照)。
図4(A)は、横軸に放熱板406の拘束温度を示し、縦軸に上フレーム403の解析温度を示す。前記(II)の場合(下向三角印参照)と、前記(III)の場合(四角印参照)のグラフ線を実線で示す。比較例として、前記(I)を採用した従来構造の場合(上向三角印参照)のグラフ線を破線で示す。
図4(B)は、横軸に放熱板406の拘束温度を示し、縦軸に液晶ドライバIC401の解析温度を示す。三角印および四角印、並びに実線、破線のグラフ線の意味は図4(A)の場合と同じである。なお、グラフには示していないが、前記の表2に示した結果より、BLケース405の解析温度は放熱板406の拘束温度とほぼ等しい値が得られた。
まず、熱伝導部材の配置箇所による解析温度の違いに注目すると、図4(A)に示すように、放熱板406の拘束温度50°Cにおける上フレーム403の解析温度は、以下の通りである。
・前記(I)の場合 :56.7°C
・前記(II)の場合 :42.2°C
・前記(III)の場合:50.2°C
上フレーム403の温度は、熱伝導部材404を液晶ドライバIC401とBLケース405との間にのみ設置した場合が最も低い。これは液晶ドライバIC401の熱が殆どBLケース405に伝わる構造にしたことによる。
・前記(I)の場合 :81.9°C
・前記(II)の場合 :78.2°C
・前記(III)の場合:64.3°C
液晶ドライバIC401の温度は、その両側にて熱伝導部材402、404をそれぞれ配置した場合が最も低い。これは液晶ドライバIC401の熱が上フレーム403とBLケース405の両方に伝わる構造にしたことによる。
以上の解析結果から、放熱板406の温度を所定値以下に保てば液晶ドライバIC401や上フレーム403の温度上昇値を従来構造に比べて低減できることが分かる。本実施形態を効果的に適用するための放熱板406の温度としては、図4の解析結果から60°C未満に保てばよいことが判明した。
第1実施形態によれば、液晶パネルの駆動回路部とBLケース部材とを熱的に結合させて当該駆動回路部からBLケース部材への伝熱経路を形成することにより、外装枠の温度上昇を抑えつつ、表示パネルの駆動回路部の過熱を防止できる。
次に図5を用いて本発明の第2実施形態に係る表示装置を説明する。なお、第2実施形態に係る液晶表示装置600にて、第1実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略する。
液晶パネル105の背後にあるBLケース601は、光源110の光を光拡散空間で均一化させるだけでなく、液晶表示装置600の剛性を保つ役割も果たしている。金属製のBLケース601は、その周辺部がコ字状の断面形状をもつように折り返されている。つまり、側面部が図5の右方に向けて折り返された形状となっており、折り返し部601bには、液晶ドライバIC101と対向する箇所に貫通部601aが形成されている。貫通部601a内には熱伝導部材604が配置されており、該部材を介して液晶ドライバIC101と放熱器602とが結合している。放熱器602は、折り返し部601bによって形成される空間にて当該部分が下ホルダ107に密着した面とは反対側に取り付けられている。液晶ドライバIC101が発生した熱は、熱伝導部材604を介して放熱器602に伝わり、放熱器602から筐体内部の空間へ排出される。この筐体内部に放熱された空気は、自然空気冷却やファン等の強制空気冷却手段(図示せず)を用いて速やかに筐体外部へと排出される。
101,401 液晶ドライバIC
105 液晶パネル
106,403 上フレーム
107 下ホルダ
107b 貫通部
109,405,601 BLケース
110,407 光源
111 放熱器
112,201,402,404,604 熱伝導部材
601a 貫通部
602,603 放熱器
Claims (5)
- 表示パネルと、
前記表示パネルの周縁部を前面側から支持するフレームと、
前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
前記表示パネルに背面から光を照射する光源を収容したケース部材と、
前記表示パネルの周縁部を背面側から支持する支持部材と
を備え、
前記支持部材は、貫通部を有し、
前記駆動回路は、前記貫通部に配置されている第1の熱伝導部材を介して前記ケース部材と結合し、かつ第2の熱伝導部材を介して前記フレームと結合していることを特徴とする表示装置。 - 前記貫通部は、前記支持部材に形成された穴または前記支持部材の一部を切り欠いて形成した切り欠き部であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記ケース部材にて前記光源とは反対の背面側に放熱手段を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
- 表示パネルと、
前記表示パネルの周縁部を前面側から支持するフレームと、
前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
前記表示パネルに背面から光を照射する光源を収容したケース部材と
を備え、
前記ケース部材は、当該ケース部材の周縁部に、側面側から見てコ字状の断面形状をなすように折り返された折り返し部を有し、
前記駆動回路は、熱伝導部材を介して前記折り返し部に設けられた放熱手段と結合していることを特徴とする表示装置。 - 前記表示パネルの周縁部を背面側から支持する支持部材と、
前記折り返し部に設けられた第1の貫通部と、
前記支持部材に設けられた第2の貫通部と
を備え、
前記熱伝導部材は、前記第1の貫通部と前記第2の貫通部とを貫通するように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
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