JP4728489B2 - 液晶ディスプレイのための温度安定化方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという）、およびより詳細にはＬＣＤの温度安定化方法および装置に関する。さらに詳しくは、本発明はたとえば携帯電話のような装置において使用されるタイプのＬＣＤの温度安定化を取り扱う。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、製品の使用者に製品の作動状態を示すために数多くの様々な製品において一般に使用されている。これらの製品は、典型的にはたとえば携帯情報端末（パーソナルデジタルアシスタント）、スキャナーおよび携帯電話のような携帯型のバッテリー作動装置である。これらの製品におけるＬＣＤの性能は、製品が低い環境温度で使用された場合には悪化するので、英数字およびグラフィックスの表示は周囲温度が低下するにつれてより遅くなる。
【０００３】
低い環境温度におけるＬＣＤ性能の悪化は、携帯電話の使用者および携帯電話の性能の両方にとってとくにやっかいである。携帯電話使用者が遭遇するとくにやっかいな様相は、使用者が氷点下または低い環境温度へさらされていた携帯電話を使用して携帯電話の機能をアクセスするかまたは移動体通信を処理することを試みたときのＬＣＤの遅い反応である。携帯電話におけるＬＣＤの遅い反応は容認できず、さらにバッテリーの消費電力が制約されるために、低い環境温度において信頼できる性能を保証する目的でＬＣＤを充分に暖めるためにバッテリーの電力を使用することは不可能である。
【０００４】
また別のやっかいな様相は、携帯電話使用者がＬＣＤ表示が作動可能になるのを待つときに追加のバッテリー電力が消費されること、したがってバッテリー寿命の短縮が生じることである。携帯電話は「最高技術」通信デバイスとして市販されており、これらのデバイスが進化した「最高技術」製品としてのマーケティングイメージを維持できるためには、とくにアウトドアのようなあらゆる典型的な使用者の環境において機能性を維持しなければならない。
【０００５】
製品の信頼できない、または不良な性能によって明白になるもう１つの問題は、製品内において電気部品によって発生する過度の熱（excessive heat）に起因する。この過度の熱はプリント回路基板への部品の電気的および／または機械的接続に影響を及ぼす膨張および収縮を惹起することがある。過度の熱はさらにまた部品自体の性能および信頼性を劣化させる可能性があり、これは決して容認できない製品作動を生じさせる。携帯電話は電話回路によって発生する過度の熱およびとくに無線周波数（以下、ＲＦという）部品区域において発生する過度の熱の結果として生じるそうした信頼性の問題の影響を受けやすい。
【０００６】
当業者には、携帯電話回路部品、とくに出力段階における無線周波数部品は部品の非効率性に起因する過度の熱エネルギーを発生して放射することがよく知られている。典型的にはＧＳＭ（汎欧州デジタル移動電話方式）携帯電話における送信効率は３０〜４０パーセント（％）の範囲内である。熱エネルギーへ変換される電力損を推定するための例示目的で、ＧＳＭ携帯電話の最高送信電力が２ワットであり、パルス負荷サイクルが１／８であるとする。その場合、平均送信電力は０．２５ワットになる。熱エネルギーへ変換される電力損は２×０．２５ワットまたは０．５ワットである。事実上、実際の電力損は話すことにおける休止のためにいくらか小さく、典型的には０．１〜０．２ワットの範囲内である。２つの直接的な利点が、無線周波数部品から無駄なまたは過度の熱エネルギーを取り去ることによって達成される。第１に、ＲＦ部品の作動温度は低くなり、したがってＲＦ部品をより安定性にし、さらに第２に、ＬＣＤを通して廃熱エネルギーを向けさせることによってその作動温度はＲＦ部品とは対照的に高くなり、したがってＬＣＤの反応時間を短縮させるであろう。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の温度安定化のための受動的手段および方法を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、携帯電話において電気回路部品によって発生させられる過度の熱エネルギーまたは熱、とくにＲＦ部品の作動温度を低下させるためにＲＦ部品区域において発生した過度の熱を分散させることである。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、低い環境温度における反応時間を短縮させる目的でＬＣＤを暖めるためにＲＦ部品によって発生した過度の熱を向けることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ＬＣＤデバイスのための温度安定化装置は電気回路部品から過度の熱エネルギーまたは熱を吸収するが、このとき熱伝導性媒体が吸収された熱をＬＣＤの表面へ移送するために誘導する。
【００１１】
本明細書で示されている１つの実施態様では、電磁遮蔽包囲体が電気回路部品を被覆して電気回路部品によって生成かつ放射された熱エネルギーまたは熱を吸収する。ＬＣＤデバイスは包囲体の上方に配置され、吸収された熱はＬＣＤを暖めるために空気対流によって移送される。
【００１２】
また別の実施態様では、電磁遮蔽包囲体は包囲体のすぐ上方以外に配置することのできるＬＣＤへ吸収された熱を伝導するための一体として結合された熱伝導性誘導部材を含有する。
【００１３】
本発明のさらに別の実施態様によれば、電磁遮蔽包囲体はより低い温度で作動するＲＦ部品を生じさせるＲＦ部品によって生成かつ放射された過度の熱エネルギーまたは熱を吸収するために携帯電話内のＲＦ部品区域を被覆する。吸収された熱は、誘導部材と物理的に接触していて包囲体のすぐ上方以外に配置することのできる熱伝導性誘導部材に沿ってＬＣＤを暖めるために伝導される。
【００１４】
本発明のこれらおよびその他の目的、特徴および長所は以下の実施態様の詳細な説明および添付の図面に照らして見ればより明白になるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の様々な実施態様を、対応する部分が同様の参照番号で示されている添付の図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１には、ディスプレイ表面１２および非ディスプレイ表面１４を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス１０が示されている。電気部品１６、１６はプリント基板（ＰＣＢ）１８上に取り付けられている。製品の設計がＬＣＤ１０を電気部品１６、１６のきわめて近くに配置できる、または逆の場合のようなものであったら、部品によって発生する熱エネルギーまたは熱の少なくとも一部分は矢印２０、２０によってあらわされるようにＬＣＤ１０の電気部品１６、１６から非ディスプレイ表面１４へ放射線または空気対流によって運ばれる。
【００１７】
多数の製品、とくに携帯電話において、電気部品１６、１６は無線信号の送信に使用されるＲＦ（高周波）部品である。ＲＦ部品は、擬似信号が製品から放射されて他の電子装置に干渉することを防止するために、典型的には図２において示されているように電磁遮蔽包囲体２２によって被覆されている。電磁遮蔽包囲体２２は、製品からＲＦ信号が放射されるのを防止することに加えて、ＲＦ部品によって生成された熱エネルギーまたは熱を吸収する上面２４を有するが、その熱エネルギーまたは熱は矢印２０、２０によって示されるようにＲＦ部品１６、１６から電磁遮蔽包囲体２２へ伝導される。同様に、図１に関連して説明したように、ＬＣＤ１０を電磁遮蔽包囲体２２の上面２４のきわめて近くに配置できるように製品が設計される場合には、矢印２６、２６によって示される吸収された熱エネルギーまたは熱は包囲体２２からＬＣＤ１０の非ディスプレイ表面１４へ空気対流によって伝導される。
【００１８】
空気はあまりすぐれた熱伝導性媒体ではないので、より効率的な熱エネルギー移送は図３に示されているようにＬＣＤ１０を電磁遮蔽包囲体２２と物理的に接触させて配置することによって達成されるであろう。好ましくは、熱伝導性ペースト層２８がＬＣＤ１０の非ディスプレイ表面１４と電磁遮蔽包囲体２２の表面２４とのあいだに置かれる。熱伝導性ペースト層２８はＬＣＤ１０への熱エネルギー移送を高めるものであり、シリコンであってよく、または熱エネルギー移送を高めるための熱伝導性フレーク（flake）を含有していてよい。図３に示された実施態様は所望の結果を生じさせるが、製品内におけるＬＣＤデバイス１０の配置および場所に関する制約が大きいので、製品設計が制限される。
【００１９】
図３に示される実施態様における固有の設計上の限界は、図４に示される実施態様を用いて克服される。図４では、電磁遮蔽包囲体２２は、包囲体２２の上面２４から間隔をあけてそれに実質的に平行である軸方向に伸長する脚部分３２を有する、一体として結合された熱伝導性誘導部材３０を含有している。包囲体２２によって吸収された熱エネルギーまたは熱は包囲体に沿って矢印３４によって示されている方向にある、一体として結合された熱伝導性脚部分３２へ伝導される。この方法では、熱エネルギーまたは熱は包囲体２２から脚部分３２へ向けられる。熱伝導性ペースト層２８は、ＬＣＤへの熱エネルギーまたは熱の移送を高めるためにＬＣＤ１０の非ディスプレイ表面１４と脚部分３２の上面３６とのあいだに置かれる。
【００２０】
熱伝導性誘導部材３０は電磁遮蔽包囲体２２の一部としての一部分品として作られてもよく、または吸収された熱が包囲体２２から脚部分３２へ向けられて誘導されるように半剛性金属材料から打抜加工されて包囲体２２に固定されてもよい。熱伝導性誘導部材３０は打抜金属、金属箔またはその他の技術において知られている半剛性の熱伝導性金属であってよい。好ましくは、熱伝導性誘導部材は製作公差を補正するためおよび製品の組立て中のＬＣＤ１０のポジショニングに適応するためにいくらか柔軟である。
【００２１】
ＬＣＤ１０を電磁遮蔽包囲体２２の表面のすぐ上方以外に配置することを許容することによって製品設計における柔軟性および汎用性を可能にするための本発明のさらにもう１つの実施態様は図５に示されている。図５に示されるように、熱伝導性誘導部材３８は電磁遮蔽包囲体２２に一体として結合されており、プリント基板１８の表面から間隔をあけて実質的に平行である軸方向に細長い延長脚部材４０を形成している。プリント基板１８に実質的に平行であるように示されているが、熱伝導性誘導部材３８および延長脚部材４０は製品設計に適応するように相違する方向に配置されてもよい。包囲体２２によって吸収された熱エネルギーまたは熱は一体として結合された熱伝導性誘導部材３８に向かって矢印４２によって表された方向で包囲体２２の表面部分によって限定された経路に沿って向けられる。誘導部材３８は順に矢印４４によって示されているような方向で誘導部材３８の表面４６によって限定された経路に沿って熱エネルギーまたは熱を誘導する。以上で説明されたように、熱伝導性ペースト層２８はＬＣＤへの熱エネルギーまたは熱の移送を高めるためにＬＣＤ１０の下面１４と熱伝導性誘導部材３８の脚部材４０の表面４６のあいだに配置される。
【００２２】
前記では液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のための温度安定化装置が数種の実施態様で説明されている。本発明の精神および範囲から逸脱することなく数多くの修正および置換が可能であることは理解されるであろう。このために、本発明は限定するためではなく例示する目的で説明されている。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の温度安定化のための受動的手段および方法を提供することができる。また、携帯電話において電気回路部品によって発生させられる過度の熱エネルギーまたは熱、とくにＲＦ部品の作動温度を低下させるためにＲＦ部品区域において発生した過度の熱を分散させることができる。さらに、低い環境温度における反応時間を短縮させる目的でＬＣＤを暖めるためにＲＦ部品によって発生した過度の熱を向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶ディスプレイのための温度安定化装置の一実施の形態であって、プリント基板上に取り付けられた電気部品によって生成かつ放射された熱を空気対流によって受け入れるように配置されたＬＣＤを概略的に示した断面図である。
【図２】本発明の液晶ディスプレイのための温度安定化装置の他の実施の形態であって、電気部品を被覆している電磁遮蔽包囲体によって吸収された熱を空気対流によって受け入れるように配置されたＬＣＤデバイスを概略的に示した断面図である。
【図３】本発明の液晶ディスプレイのための温度安定化装置のさらに他の実施の形態であって、図２に示されている電磁遮蔽包囲体の外面と物理的に接触して配置された非ディスプレイ表面を有するＬＣＤデバイスを概略的に示した断面図である。
【図４】本発明の液晶ディスプレイのための温度安定化装置のさらに他の実施の形態であって、図２に示された電磁遮蔽包囲体の上方に配置されて一体として結合された熱伝導性誘導部材の表面と物理的に接触して配置された非ディスプレイ表面を有するＬＣＤデバイスを概略的に示した断面図である。
【図５】本発明の液晶ディスプレイのための温度安定化装置のさらに他の実施の形態であって、図２に示されている電磁遮蔽包囲体に一体として結合されているが離れて配置された熱伝導性誘導部材の表面と物理的に接触して配置された非ディスプレイ表面を有するＬＣＤデバイスを概略的に示した断面図である。
【符号の説明】
１０ 液晶ディスプレイデバイス
１６ 電気部品
２２ 電子遮蔽包囲体

Claims (20)

1. 電気回路部品によって分散された熱エネルギーを吸収するための手段、
   所定の経路に沿って前記吸収された熱エネルギーを液晶ディスプレイの非ディスプレイ表面へ向けるための前記熱エネルギー吸収手段に一体として結合された熱伝導性誘導部材、および
   前記吸収された熱エネルギーを前記熱伝導性誘導部材から液晶ディスプレイの非ディスプレイ表面へ移送するための手段を備える携帯型装置。
2. 前記電気回路部品が無線周波数部品を含む請求項１記載の携帯型装置。
3. 前記熱エネルギーを吸収するための手段が前記電気回路部品を被覆する電磁遮蔽包囲体を含む請求項１または２記載の携帯型装置。
4. 前記液晶ディスプレイの非ディスプレイ表面が前記熱伝導性誘導部材と物理的に接触している請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯型装置。
5. 前記液晶ディスプレイの非ディスプレイ表面と熱伝導性誘導部材とのあいだに熱伝導性ペースト層を含む請求項４記載の携帯型装置。
6. 前記熱伝導性誘導部材が半剛性材料を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の携帯型装置。
7. 前記熱伝導性誘導部材が柔軟性熱伝導性材料を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の携帯型装置。
8. 前記熱伝導性誘導部材が金属箔を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の携帯型装置。
9. 前記携帯型装置が液晶ディスプレイ温度安定化装置である請求項１〜８のいずれか１項に記載の携帯型装置。
10. 前記熱伝導性誘導部材が伸長された脚部分を含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の携帯型装置。
11. 前記伸長された脚部分が前記熱エネルギーを吸収するための手段から間隔をあけて配置されている請求項１０記載の携帯型装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置、
    電気回路部品、および
    液晶ディスプレイを含む携帯型装置。
13. 携帯型装置の電気回路部品によって分散された熱エネルギーを吸収する熱エネルギーを吸収するための手段を備え、
    前記熱エネルギー吸収手段に一体として結合された熱伝導性誘導部材に沿って前記吸収された熱エネルギーを誘導し、
    前記吸収された熱エネルギーを前記熱伝導性誘導部材から携帯型装置の液晶ディスプレイの非ディスプレイ表面へ移送する方法であって、携帯型装置の液晶ディスプレイを安定化させるための方法。
14. 前記電気回路部品が無線周波数部品を含む請求項１３記載の方法。
15. 前記熱エネルギーを吸収するための手段が前記電気回路部品を被覆する電磁遮蔽包囲体を含む請求項１３または１４記載の方法。
16. 前記液晶ディスプレイの非ディスプレイ表面が前記熱伝導性誘導部材と物理的に接触している請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記液晶ディスプレイの非ディスプレイ表面と熱伝導性誘導部材とのあいだに熱伝導性ペースト層を含む請求項１６記載の方法。
18. 前記熱伝導性誘導部材が半剛性材料を含む請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記熱伝導性誘導部材が柔軟性熱伝導性材料を含む請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記熱伝導性誘導部材が金属箔を含む請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の方法。

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