JP2014098828A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示素子から発生する熱を、表示装置の内部でこもらせることなく効率的にヒートシンクに伝達して、ヒートシンクにより表示装置の外部に熱を放出させることにより、放熱効果を向上させる。
【解決手段】 前記ヒートシンクにおける前記表示素子側の面に対向して、反射・熱伝導部材が設けられており、
前記反射・熱伝導部材における前記ヒートシンクに対向する面は、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示素子からの熱を放出させるヒートシンクを備えた表示装置に関する。

例えば、液晶表示パネルを備えた表示装置は、液晶表示パネルに照射光を表示して表示を行うためのＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光源を備えている（例えば、特許文献１参照）。このような光源を備えた表示装置は、光源から発光時に発生する熱が表示装置の内部にこもってしまい、表示装置の内部が高熱になると誤動作をまねいてしまうおそれがあることから、熱を表示装置の外部に放出させる必要があった。

また、例えば、表示パネルを駆動するための駆動回路基板に搭載されたチップが、表示パネルを駆動する際に電力を消費することにより熱を発生し、この熱が表示装置の内部にこもってしまうおそれもあった。

そこで、従来より、表示装置の内部に熱がこもってしまうことを低減または防止するために、例えば図６に示すような熱を表示装置の外部に放出させるヒートシンクを用いることが考えられている（例えば、特許文献２参照）。

このようなヒートシンクは、表示素子からの熱がヒートシンクに伝わると、その熱をフィンを用いてふく射することにより、表示装置の内部にこもった熱を表示装置の外部に放出させるようになっている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１２−１５０７０号公報 特開２０１１−２１６２７０号公報 特開２００６−３１９００８号公報

しかし、従来のヒートシンクを備えた表示装置は、ヒートシンクから表示装置の外部方向だけでなく表示素子側にも主に赤外線等の熱エネルギーがふく射されるので、このヒートシンクから表示素子側にふく射された熱エネルギーが液晶表示装置の内部にこもってしまい、放熱効果が低減してしまうおそれがあった。

また、従来のヒートシンクを備えた表示装置において、例えば図７に示すようにヒートシンクにおける表示素子側の面に対向する位置に駆動回路基板が配置されている場合がある。この駆動回路基板の基材は、一般にポリエチレンテレフタレートやポリイミド等、熱伝導率が低い絶縁性の樹脂材料によって構成されているので、駆動回路基板の基材によって表示素子におけるヒートシンク側の面が被覆されることにより、表示素子からヒートシンクへの熱伝導が低下してしまうこととなる。このため、従来の表示装置は、光源から発生する熱を効率的にヒートシンクに伝達することができず、表示装置の内部に熱がこもってしまうおそれがあるという問題を有していた。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、熱エネルギーが表示装置の内部にこもってしまうことを防止するとともに、表示素子からヒートシンクに効率的に熱を伝達して、ヒートシンクによる放熱効果を向上させることが可能な表示装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る表示装置の特徴は、表示素子と、前記表示素子の熱を放出させるヒートシンクとを備え、前記表示素子における前記ヒートシンク側に回路基板が設けられている表示装置において、前記ヒートシンクにおける前記表示素子側の面に対向して、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有する反射・熱伝導部材が配置されている点にある。

本発明に係る表示装置によれば、ヒートシンクとの対向面は、０．８〜２５μｍの波長領域において積分反射率５０％以上の光反射性能を有するので、ヒートシンクから表示素子側に熱エネルギーがふく射されても、ふく射された熱エネルギーを前記対向面によってヒートシンク側に反射することにより、この熱エネルギーが表示装置内にこもってしまうことを防止することができる。また、ヒートシンクとの対向面は、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有するので、表示素子側から伝達された熱を迅速にヒートシンクとの対向面の全体に広げることができ、これにより、ヒートシンク側への熱伝達の経路を広げて効率的にヒートシンク側に熱を伝達することができる。

特に、前記ヒートシンクにおける前記表示素子側の面に対向して、反射・熱伝導部材が設けられているので、表示素子からの熱をヒートシンクにおける表示素子側の面と対向する面により迅速に広げて、効率的にヒートシンク側に伝達することができる。

さらに、前記反射・熱伝導部材の全体が、前記熱伝導性能を有する材料によって構成されているとよい。これにより、本発明に係る表示装置は、表示素子から伝達された熱をより迅速に反射・熱伝導部材におけるヒートシンクとの対向面の全体に広げ、効率的にヒートシンク側に熱を伝達することができる。

さらにまた、前記反射・熱伝導部材は、前記表示素子に接触して配置されているとよい。これにより、本発明に係る表示装置は、発光によって光源から発生した熱を、表示素子との接触部分を介してより迅速に反射・熱伝導部材に伝達し、効率的にヒートシンク側に伝達することができる。

また、本発明の別の態様の液晶表示装置の特徴は、表示素子と、前記表示素子の熱を放出させるヒートシンクとを備え、前記表示素子における前記ヒートシンク側に回路基板が設けられている表示装置において、前記表示素子は、前記ヒートシンクに対向して配置されるライトユニットを有しており、前記ライトユニットは、前記回路基板を被覆しかつ前記ヒートシンクに対向して配置される背面壁を備えており、前記背面壁における前記ヒートシンクに対向する面は、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有する点にある。これにより、回路基板におけるヒートシンクとの対向面、または背面壁におけるヒートシンクとの対向面によって、ヒートシンクから表示素子側にふく射された熱エネルギーをヒートシンク側に反射することができるので、この熱エネルギーが表示装置内にこもってしまうことを防止することができる。また、本発明に係る表示装置によれば、表示素子側から伝達された熱を、回路基板におけるヒートシンクとの対向面、または背面壁におけるヒートシンクとの対向面の全体に迅速に広げることができるので、ヒートシンク側への熱伝達の経路を広げて効率的にヒートシンク側に熱を伝達することができる。

以上述べたように、本発明に係る表示装置は、表示素子から発生する熱を、表示装置の内部でこもらせることなく効率的にヒートシンクに伝達して、ヒートシンクにより表示装置の外部に熱を放出させることにより、放熱効果を向上させることができる。

本発明に係る表示装置の一実施形態を示す側面断面概念図 図１の表示装置のＡ−Ａにおける平面断面図 図１の表示装置が有する反射・熱伝導部材の他の実施形態を示す平面図 本発明に係る表示装置の他の実施形態を示す側面断面図 本発明に係る表示装置のさらに他の実施形態を示す側面断面図 従来のヒートシンクを備えた表示装置の一例を示す側面断面概念図 図６の表示装置のＢ−Ｂにおける平面断面図

以下、本発明に係る表示装置の実施形態を図１乃至５を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１を示す側面断面概念図であり、図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１には、液晶表示素子２における視認側と反対の背面側に、液晶表示素子２から発生する熱を放出させるヒートシンク３が設けられている。

液晶表示素子２は、一対の透明基板５の間隙に液晶が封入された液晶表示パネル７と、液晶表示パネル７の背面側に設けられ、液晶表示パネル７に照射光を照射するライトユニット８とを有している。ライトユニット８は、液晶表示パネル７の背面に対向して配置された導光板９と、導光板９の側面に対向して配置されたＬＥＤ等の光源１０とを有しており、導光板９および光源１０は、支持体１１に支持されている。支持体１１は、導光板９の背面側を被覆する金属材料からなる支持基材１１ａを有し、支持基材１１ａの両側縁部には、背面側に突出する金属材料からなる支持部１１ｂが設けられている。そして、ライトユニット８は、光源１０から照射された照射光を導光板９を介して液晶表示パネル７に照射するようになっている。

また、液晶表示素子２は、ライトユニット８の支持体１１における支持基材１１ａの背面側すなわちヒートシンク３の側に設けられた回路基板としての液晶表示素子２を駆動する駆動回路基板１３を有しており、駆動回路基板１３は、ポリエチレンテレフタレートやポリイミド等の絶縁性を有する樹脂材料からなる基材１３ａに、複数のチップ１３ｂ等が搭載されている。

ヒートシンク３は、基板３ａの一面に複数の板状のフィン３ｂが整列して形成され、基板３ａおよびフィン３ｂは、アルミニウム合金等の熱伝導性が良好な材料によって構成されており、液晶表示素子２におけるライトユニット８や駆動回路基板１３から発生する熱が伝達されると、各フィン３ｂからその熱を空気中にふく射することにより、液晶表示装置１を冷却するようになっている。

液晶表示装置１は、ヒートシンク３における液晶表示素子２側の面に対向して配置された反射・熱伝導部材１５を有しており、反射・熱伝導部材１５は、ライトユニット８の支持部１１ｂに接触して配置されている。この反射・熱伝導部材１５は、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有する材料によって構成されている。これにより、反射・熱伝導部材１５におけるヒートシンク３に対向する対向面１５ａは、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有するとともに、０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有している。

ここで、ヒートシンク３からふく射される熱エネルギーは、主に波長領域が０．８〜２５μｍの赤外線であることがわかっている。そこで、前記波長領域において積分反射率が５０％以上の光反射性能を有する反射・熱伝導部材１５をヒートシンク３における液晶表示素子２側の面に対向して配置することにより、ヒートシンク３から液晶表示素子２側にふく射されたこの波長領域の熱エネルギーを、液晶表示装置１の内部にこもらせることなくヒートシンク３側に反射することができる。

これとともに、反射・熱伝導部材１５の対向面１５ａが２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有することにより、図２に示すように、ライトユニット８の支持部１１ｂを介して液晶表示素子２側から反射・熱伝導部材１５に伝達された熱は、反射・熱伝導部材１５におけるヒートシンク３との対向面１５ａの全体に迅速に広がる。これにより、本実施形態に係る液晶表示装置１は、反射・熱伝導部材１５によってヒートシンク３側への熱伝達の経路を広げて効率的にヒートシンク３側に熱を伝達することができる。

このように、本実施形態に係る液晶表示装置１は、ヒートシンク３から液晶表示素子２側にふく射された熱エネルギーをヒートシンク３側に反射するとともに、反射・熱伝導部材１５によってヒートシンク３側への熱伝達の経路を広げて効率的にヒートシンク３側に熱を伝達することにより、ライトユニット８の光源１０や駆動回路基板１３のチップ１３ｂ等、液晶表示素子２から発生する熱を、液晶表示装置１の内部にこもらせることなく効率的にヒートシンク３に伝達することができる。

前記熱伝導性能および前記光反射性能を有する反射・熱伝導部材１５の一例としては、アルミニウム、金、銀、または銅等からなる金属シートがあげられる。また、前記光反射性能については、反射・熱伝導部材１５を構成する材料自体の性質によらず、反射・熱伝導部材１５におけるヒートシンク３との対向面1５ａに光反射加工を施すことにより、前記光反射性能を有するものであってもよい。さらに、反射・熱伝導部材１５自体が前記熱伝導性能および前記光反射性能を有する材料により構成されているものでなくても、少なくとも、反射・熱伝導部材１５におけるヒートシンク３に対向する面が前記熱伝導性能および前記光反射性能を有するものであればよい。ただし、熱伝導性能については、液晶表示素子２側から伝達された熱を効率的に反射・熱伝導部材１５に広げるという観点から、反射・熱伝導部材１５が前記熱伝導性能を有する材料で構成されている方が好ましい。

また、反射・熱伝導部材１５は、駆動用回路に接続されたフレキシブル配線基板や、その他液晶表示装置１の種々の部材との干渉を回避するため、図３に示すように、他の部材との干渉部分に孔１５ｂを形成したり、さらには、折曲して配置したりしてもよい。

次に、本実施形態に係る液晶表示装置１の作用について説明する。

光源１０によって導光板９を介して液晶表示パネル７に照射光を照射するとともに、液晶表示パネル７を駆動すると、発光により光源１０から熱が発生し、また、電力を消費することにより液晶表示パネル７を駆動する駆動回路基板１３のチップ１３ｂから熱が発生する。この液晶表示素子２から発生する熱は、ライトユニット８の支持体１１における支持部１１ｂを介して反射・熱伝導部材１５に伝達され、反射・熱伝導部材１５の全体に広がり、反射・熱伝導部材１５の全面からヒートシンク３に伝達される。ヒートシンク３に伝達された熱は、ヒートシンク３から液晶表示装置１の外部にふく射されるとともに、一部の熱はヒートシンク３から液晶表示素子２側にふく射されるが、液晶表示素子２側にふく射された熱エネルギーは、反射・熱伝導部材１５におけるヒートシンク３側の面によって反射されて再度ヒートシンク３に伝達され、ヒートシンク３からふく射される。

このとき、反射・熱伝導部材１５は、ヒートシンク３との対向面１５ａが０．８〜２５μｍの波長領域において積分反射率５０％以上の光反射性能を有するので、ヒートシンク３から液晶表示素子２側に熱エネルギーがふく射されても、ふく射された熱エネルギーを反射・熱伝導部材１５によってヒートシンク３側に反射することにより、この熱エネルギーが液晶表示装置１内にこもってしまうことを防止することができる。

また、反射・熱伝導部材１５は、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有するので、ライトユニット８の支持部１１ｂを介して液晶表示素子２側から伝達された熱を迅速に反射・熱伝導部材１５におけるヒートシンク３との対向面１５ａの全体に広げることができ、これにより、ヒートシンク３側への熱伝達の経路を広げて効率的にヒートシンク３側に熱を伝達することができる。

さらに、液晶表示装置１は、液晶表示素子２とヒートシンク３との間の空隙に、熱伝導率が低い空気にかえて熱伝導率が高い反射・熱伝導部材１５が配置されることにより、液晶表示素子２からの熱をヒートシンク３における液晶表示素子２側の面と対向する面により迅速に広げて、効率的にヒートシンク３側に伝達することができる。

したがって、本実施形態に係る液晶表示装置１は、ライトユニット８の光源１０や駆動回路基板１３のチップ１３ｂ等、液晶表示素子２から発生する熱を、液晶表示装置１の内部でこもらせることなく効率的にヒートシンク３に伝達して、ヒートシンク３により液晶表示装置１の外部に熱を放出させることにより、放熱効果を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、反射・熱伝導部材１５全体が、前記熱伝導性能を有する材料によって構成されていることにより、液晶表示素子２から伝達された熱をより迅速に反射・熱伝導部材１５におけるヒートシンク３との対向面１５ａの全体に広げ、効率的にヒートシンク３側に熱を伝達することができる。

さらに、本実施形態によれば、反射・熱伝導部材１５が、液晶表示素子２におけるライトユニット８の支持部１１ｂに接触していることにより、発光によって光源１０から発生した熱を支持部１１ｂを介してより迅速に反射・熱伝導部材１５に伝達し、効率的にヒートシンク３側に伝達することができる。

また、本実施形態に係る液晶表示装置１においては、ヒートシンク３における表示素子側の面に対向する面は、前記光反射性能および前記熱伝導性能を有する反射・熱伝導部材１５によって構成されているが、本発明に係る表示装置では、本実施形態に限定されるものではない。

図４は、本発明に係る表示装置の他の実施形態であり、図４に示すように、この第２の実施形態に係る液晶表示装置１は、ヒートシンク３における液晶表示素子２側の面に対向して、駆動回路基板１３が配置されている。駆動回路基板１３は、基材１３ａの視認側にチップ１３ｂが搭載されており、基材１３ｂの背面、すなわちヒートシンク３との対向面１３ｃは、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有している。

また、図５は、本発明に係る表示装置のさらに他の実施形態であり、図５に示すように、この第３の実施形態に係る液晶表示装置１は、ライトユニット８における支持体１１が、駆動回路基板１３を被覆しかつヒートシンク３に対向して配置される背面壁１１ｃを備えている。背面壁１１ｃは、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有する材料によって構成されている。

これら第２、３の実施形態に係る液晶表示装置１によっても、第２の実施形態における駆動回路基板１３におけるヒートシンク３との対向面１３ｃ、または第３の実施形態に係る支持体１１の背面壁１１ｃにおけるヒートシンク３との対向面１１ｄによって、ヒートシンク３から液晶表示素子２側にふく射された熱エネルギーをヒートシンク３側に反射することができるので、この熱エネルギーが液晶表示装置１内にこもってしまうことを防止することができる。

また、第２、３の実施形態に係る液晶表示装置１は、液晶表示素子２側から伝達された熱を迅速に駆動回路基板１３におけるヒートシンク３との対向面１３ｃまたは背面壁１１ｃの全体に広げることができるので、ヒートシンク３側への熱伝達の経路を広げて効率的にヒートシンク３側に熱を伝達することができる。

したがって、第２、３の実施形態に係る液晶表示装置１も、ライトユニット８の光源１０や駆動回路基板１３のチップ１３ｂ等、液晶表示素子２から発生する熱を、液晶表示装置１の内部にこもらせることなく効率的にヒートシンク３に伝達して、ヒートシンク３により液晶表示装置１の外部に熱を放出させることができ、放熱効果を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

本実施形態においては、表示装置として液晶表示装置１を用いて説明しているが、本発明に係る表示装置は、これに限定されるものではなく、表示パネル、回路基板、およびヒートシンク３を備えた種々の表示装置に用いることが可能である。

１ 液晶表示装置
２ 液晶表示素子
３ ヒートシンク
３ａ 基板
３ｂ フィン
５ 透明基板
６ 液晶
７ 液晶表示パネル
８ ライトユニット
９ 導光板
１０ 光源
１１ 支持体
１１ａ 支持板
１１ｂ 支持部
１３ 駆動回路基板
１３ａ 基材
１３ｂ チップ
１５ 反射・熱伝導部材
１５ａ 対向面

Claims (4)

1. 表示素子と、前記表示素子の熱を放出させるヒートシンクとを備え、前記表示素子における前記ヒートシンク側に回路基板が設けられている表示装置において、
   前記ヒートシンクにおける前記表示素子側の面に対向して、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有する反射・熱伝導部材が配置されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記反射・熱伝導部材の全体が、前記熱伝導性能を有する材料によって構成されている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記反射・熱伝導部材は、前記表示素子に接触して配置されている請求項１または２に記載の表示装置。
4. 表示素子と、前記表示素子の熱を放出させるヒートシンクとを備え、前記表示素子における前記ヒートシンク側に回路基板が設けられている表示装置において、
   前記表示素子は、前記ヒートシンクに対向して配置されるライトユニットを有しており、前記ライトユニットは、前記回路基板を被覆しかつ前記ヒートシンクに対向して配置される背面壁を備えており、
   前記背面壁における前記ヒートシンクに対向する面は、２０℃の環境温度において５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性能を有し、かつ０．８〜２５μｍの波長領域における積分反射率が５０％以上の光反射性能を有することを特徴とする表示装置。

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