WO2012093626A1

WO2012093626A1 - 表示装置

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Publication number: WO2012093626A1
Application number: PCT/JP2011/080353
Authority: WO
Inventors: 裕之大西
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-12
Also published as: JP2014053332A

Abstract

　回路基板（１０）に搭載された駆動回路（２０）の温度上昇による信頼性低下を防止し、また、駆動回路（２０）が静電気で破壊されることを防止した表示装置（１）を提供する。表示パネル（２）と、表示パネル（２）の背面に配されるバックライト（３）と、表示パネル（２）を駆動する駆動回路（２０）と、駆動回路（２０）を搭載する回路基板（１０）とを備えた表示装置（１）であって、バックライト（３）は金属製シャーシ（４）を有し、回路基板（１０）は、金属製シャーシ（４）に固定されている。

Description

表示装置

　本発明は表示装置に関するものであり、特に、回路基板に実装された駆動回路の放熱構造に関するものである。

　従来の表示装置は、光源を支持するバックライトシャーシの正面に、映像を表示する表示パネルに向けて光を拡散する光学シートを配置して、該光学シートの正面側周縁部分に取付体を配置し、該取付体により光学シートをバックライトシャーシに取り付けていた。また取付体と光学シートとの隙間に、塵埃の侵入を防ぐために可撓体等を設けていた。

　図７の（ａ）は、従来の表示装置の一例として、特許文献１の表示装置１００の構造を示した断面図である。表示装置１００は、表示パネル１１０の縁部分を支持するパネル支持枠１０９に、表示パネル１１０の縁に沿う突出部１０９ｄ及び溝１０９ｃを設けており、パネル支持枠１０９と表示パネル１１０との隙間に入り込んだ塵埃を突出部１０９ｄ及び溝１０９ｃに留め、塵埃による映像品位の低下を回避できるようになっている。

日本国公開特許公報「特開２００９－２９４５２０号」（２００９年１２月１７日公開）

　図７の（ｂ）は、回路基板１１５が取り付けられているＡ部を拡大した図面である。表示装置１００は、塵埃が入り込まないように密閉されており、図７の（ｂ）に示すように、表示装置１００の内部に配置された回路基板１１５は、駆動回路１１６の熱が外部に直接放熱されず、駆動回路１１６の熱は、パネル支持枠の一部１０９ｂからバックライトシャーシ１０４ｃに少しずつ伝わることにより、バックライトシャーシ１０４の全体に拡散して放熱される。

　しかしながら、近年、表示パネル１１０の大型化に伴い、回路基板１１５に実装される駆動回路１１６の発熱量が増加しており、図７の（ｂ）に示す従来の構造では放熱が追いつかず、駆動回路１１６の温度が上昇し、信頼性が低下する問題があった。

　そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、密閉された表示装置においても、内部に配置された駆動回路の熱を十分に放熱することができる表示装置を提供することにある。

　本発明の表示装置は、表示パネルと、表示パネルの背面に配されるバックライトと、表示パネルを駆動する駆動回路と、駆動回路を搭載する回路基板とを備えた表示装置であって、バックライトは金属製シャーシを有し、回路基板は、金属製シャーシに固定されていることを特徴とする。

　上記の構成によれば、回路基板が、バックライトの金属製シャーシに固定されているため、回路基板に搭載された駆動回路の発熱を金属製シャーシに効率よく熱伝導させて放熱することができる。

　本発明によれば、表示装置の密閉内部に配置された駆動回路の熱を効率よく放熱することができ、駆動回路の温度が上昇して、信頼性が低下することを防止できる。

本発明の一実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。（ａ）は本発明の一実施形態の表示装置の概略構成を示す断面であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大したものである。回路基板の取り付け位置を示す断面図である。回路基板の取り付け状態を示す断面図である。回路基板の断面図である。別の実施形態の回路基板とバックライトシャーシの断面図である。バックライトシャーシの凹部を示す平面図である。従来の表示装置を示す図である。（ａ）は従来の表示装置を示す断面であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大したものである。

　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

　〔実施例１〕
　図１の（ａ）は、本発明の実施例1に係る表示装置１の概略構成を示す断面図である。表示装置１は、表示パネル２を備え、表示パネル２の背面側にはバックライトユニット３が配置されている。表示パネル２は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板２１とＣＦ（カラーフィルタ）基板２２とからなる一対の基板間に液晶が充填された構成をなしている。この表示パネル２は、バックライトユニット３から照射される光を透過して、正面側に画像として表示する。

　バックライトユニット３は、浅底の略箱形状の金属製シャーシ４を備えており、その内部には、光源となる複数本のＣＣＦＬ（冷陰極型蛍光ランプ）５が配置されている。ＣＣＦＬ５の背面側には、表示パネル２側に光を反射させる反射シート６が備えられている。ＣＣＦＬ５の正面側には、表示パネル２の入射光を調整する光学シート７が金属製シャーシ４の開口部に設置されている。光学シート７は、拡散板、拡散シート、レンズシート、偏光シートなどの光学部材が積層されている。

　金属製シャーシ４の開口部には、枠状の樹脂製フレーム８が組み合わされ、光学シート７の縁部が金属製シャーシ４と樹脂製フレーム８とにより固定されている。また、樹脂製フレーム８には表示パネル２が設置された後、枠状のベゼル９が組み合わされ、表示パネル２の周縁部がベゼル９と樹脂製フレーム８とにより固定されている。

　ベゼル９の内側には、回路基板１０が備えられている。回路基板１０は、表示装置１の額縁幅を小さくするため、図１の（ａ）に示すように、ベゼル９の側面部に平行して配置されている。また、回路基板１０は、ＴＦＴ基板２１のソース配線２３等とＳＯＦ１１で接続されている。

　図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の要部Ａを拡大した断面図である。本発明の実施例1は、回路基板１０を金属製シャーシ４に固定したことを特徴としており、樹脂製フレーム８には、回路基板１０を金属製シャーシ４に接触させるための開口部が設けられている。

　回路基板１０には表示パネル２を駆動する駆動回路２０が搭載されているが、回路基板１０を金属製シャーシ４に接触させることにより、駆動回路２０の発熱を熱伝導性の良い金属部材である金属製シャーシ４に熱伝導させ、金属製シャーシ４全体から効率よく放熱させることができる。このため、駆動回路２０の温度上昇による信頼性の低下を防止することができる。

　図２は、表示装置１の脚部５０側である下部の断面模式図である。図２に示すように、表示装置１の下部は、図１で示した上部の構造とほぼ対称の構造となっている。そして、表示装置１内の金属製シャーシ４の温度は、ＣＣＦＬ５等から発する熱が矢印で示すように上昇して蓄積される上部よりも下部の方が低くなっている。

　このため、回路基板１０を表示装置１の下部（金属製シャーシの下部側面部）に配置し、金属製シャーシ４の温度が比較的低い部分に接触させることより、放熱効率を高めることができる。

　図３は、回路基板１０と金属製シャーシ４との接触状態を高めた構成を示す断面図である。図３に示すように、回路基板１０と金属製シャーシ４との接触状態を高めるために、回路基板１０の裏面と金属製シャーシ４の表面との間に密着部材３０（第１の密着部材）を介在させてもよい。密着部材３０としては、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤等、密着性と熱伝導性の良い部材を用いることができる。密着部材３０を介在させることにより、回路基板１０と金属製シャーシ４とが密着して隙間が生じないので、駆動回路２０の熱が金属製シャーシ４に熱伝導され易くなり、放熱効率をさらに向上させることができる。

　なお、回路基板１０は、ベークライト基板、ガラスエポキシ基板、テフロン（登録商標）系の基板等の各種材料を用いることができるが、特に熱伝導率の優れたセラミック基板を用いることが好ましい。

　〔実施例２〕
　図４の（ａ）は、実施例２の表示装置に用いられる回路基板１０の概略構成を示す断面図である。実施例２では、回路基板１０に多層基板１０aを用いていることが実施例1とは異なり、他の構成については同じであるため詳細な説明は省略する。

　実施例２の回路基板１０は、絶縁層や配線層などが積層され、腐食防止用のソルダーレジスト１２で被覆された多層基板１０aが用いられている。回路基板１０の表面に搭載されたドライバＩＣ等の駆動回路２０は、多層基板１０aの各層に設けられた電源配線、ＧＮＤ配線、信号配線等に、貫通したビア１３を通じて導電性材料で接続されている。また、回路基板１０の裏面に貫通したビア１３には、ＧＮＤ配線と接続されたグランドランド部１４が設けられている。

　実施例２では、回路基板１０において、多層基板１０aの裏面に設けられたグランドランド部１４を金属製シャーシ４に接触させて固定したことを特徴としている。

　回路基板１０のグランドランド部１４が金属製シャーシ４に接触することにより、駆動回路２０から金属製シャーシ４に至って、ＧＮＤ配線、ビア１３、グランドランド部１４の金属部材同士で接続されて、熱伝導性の優れた熱伝導経路が構成されるため、駆動回路２０の発熱が放熱され易くなる。したがって、駆動回路２０の温度上昇による信頼性低下を防止することができる。

　また、グランドランド部１４が金属製シャーシ４に接触して電気的に導通するため、回路基板１０のＧＮＤ電位が安定化される。このため、駆動回路２０に静電気がチャージされ難くなり、ＥＳＤによって破壊されることが防止される。

　なお、グランドランド部１４は、図４の（ｂ）に示すように、ビア１３からパターンの面積を広げてベタパターンとして設けてもよい。ベタパターンとしてグランドランド部１４の面積を大きくすることにより、金属製シャーシ４と金属部材同士で接触する面積が増加し、放熱効率やＥＳＤ防止の効果を高めることができる。

　また、図４の（ｂ）に示すように、グランドランド部１４と金属製シャーシ４との接触状態を良くするため、間に密着部材３１（第２の密着部材）を介在させてもよい。密着部材３１としては、密着性、熱伝導性及び導電性の良い部材が望ましく、例えば、カーボン系フィラーを含むシートや塗料などを用いることができる。密着部材３１を介在させることにより、回路基板１０と金属製シャーシ４との密着が高まり、駆動回路２０の熱が金属製シャーシ４に熱伝導され易く、また、グランドランド部１４と金属製シャーシ４との間の電気抵抗が小さくなるため、放熱効率やＥＳＤ防止の効果をさらに高めることができる。

　〔実施例３〕
　図５の（ａ）と図５の（ｂ）は、実施例３の表示装置に用いられる回路基板１０と、回路基板１０に対応する金属製シャーシ４の断面図である。実施例３の回路基板１０では、上記の実施例２に対して、回路基板１０の裏面にグランドランド部１４と信号ランド部１５が並設されている構成が異なり、信号ランド部１５に対応させて金属製シャーシ４の形状を変更している。他の構成については実施例２と同じであり、詳細な説明は省略する。

　回路基板１０において、多層基板１０aの裏面には、グランドランド部１４の他に、信号配線とビア１３で接続された信号ランド部１５が並設されている場合がある。信号ランド部１５が並設されている場合、グランドランド部１４を金属製シャーシ４に接触させるときに、信号ランド部１５も金属製シャーシ４と接触して、グランドランド部１４と信号ランド部１５が金属製シャーシ４を介して短絡する不具合が生じる。

　このような短絡の不具合を避けるため、金属製シャーシ４には信号ランド部１５が接触しないように、信号ランド部１５に対応する個所に凹部１７が設けられている。凹部１７は、例えば、金属製シャーシ４を絞り加工で窪ませることにより設けることができる。そして、回路基板１０を金属製シャーシ４に固定するとき、信号ランド部１５を凹部１７に対応させて配置することにより、信号ランド部１５が金属製シャーシ４と接触せず、グランドランド部１４と信号ランド部１５が金属製シャーシ４を介して短絡することを防止できる。このため、回路基板１０のランド構造に限定されず、回路基板１０の裏面にグランドランド部１４と信号ランド部１５が並設される構造でも、本発明を広く適用することができる。

　なお、金属製シャーシ４に凹部１７を設ける際、図５の（ｃ）に示すように、金属製シャーシ４に貫通孔（貫通穴）として形成することも可能である。貫通孔の加工は絞り加工よりも容易であり、凹部１７を様々な形状で設けることができる。

　図６は、金属製シャーシ４に設けた凹部１７の形状の一例を示す平面図である。図６において、回路基板１０のグランドランド部１４及び信号ランド部１５と、金属製シャーシ４の凹部１７との位置関係を重ねて表示する。

　信号ランド部１５の数や配置に合せて、金属製シャーシ４の凹部１７は、図６に示す凹部１７ａ～１７ｆのように、様々な形状で対応させることができる。特に、一つの凹部１７で複数の信号ランド部１５を取り囲むような形状にすれば、複数の信号ランド部１５のそれぞれに凹部１７を設けるより、凹部１７の形成が容易になるとともに、グランドランド部１４をベタパターンとして設けたときに、金属製シャーシ４との接触面積を大きく確保することができる。

　なお、凹部１７の代用として、実施例２で示した密着部材３１に貫通孔を設けて、回路基板１０を金属製シャーシ４に固定するとき、信号ランド部１５を密着部材３１の貫通孔に対応させて配置してもよい。密着部材３１の貫通孔により、信号ランド部１５は、密着部材３１の厚み分だけ金属製シャーシ４との間に隙間が生じて接触が回避されるため、信号ランド部１５とグランドランド部１４が金属製シャーシ４を介して短絡することが防止される。また、密着部材３１に貫通孔を設けて凹部１７の代用とすることにより、金属製シャーシ４に凹部１７を加工するよりも容易に設けることができる。

　また、回路基板は、金属製シャーシの側面部に固定されていることを特徴としており、回路基板が金属製シャーシの側面部に固定されているため、表示装置の額縁を小さくすることができる。

　また、回路基板の裏面は、金属製シャーシの下部に固定されていることを特徴としており、金属製シャーシの下部では温度が低いため放熱効率を高めることができる。

　また、回路基板は、熱伝導性を有する第１の密着部材を介して、金属製シャーシに固定されていることを特徴としており、第１の密着部材により回路基板と金属製シャーシとの密着が高まり、駆動回路の熱が金属製シャーシに熱伝導され易くなり、放熱効率をさらに向上させることができる。

　また、第１の密着部材は、熱伝導性シートまたは熱伝導性接着剤であることを特徴とする。

　また、回路基板は、駆動回路のグランド配線と接続されたグランドランド部を有し、グランドランド部が金属製シャーシに固定されていることを特徴としており、グランドランド部と金属製シャーシとの金属部材間を熱伝導するため、放熱効率をさらに高めることができる。また、回路基板のグランド面積が増加してグランド電位が強化されるため、静電気の蓄積と放電により駆動回路が破壊されるＥＳＤ(electro-static discharge)を防止することができる。

　また、回路基板は、信号配線と接続された信号ランド部を有し、金属製シャーシは、信号ランド部に対応する個所に凹部を有し、信号ランド部と凹部とを対応させることにより、信号ランド部と金属製シャーシが絶縁されていることを特徴としており、グランドランド部と信号ランド部が金属製シャーシを介して短絡することを防止できる。

　また、凹部は、金属製シャーシに設けられた貫通穴であることを特徴としており、金属製シャーシの凹部を容易に形成することができる。

　また、グランドランド部は、導電性と熱伝導性を有する第２の密着部材を介して、金属製シャーシに固定されていることを特徴としており、グランドランド部と金属製シャーシが第２の密着部材で密着されるので、放熱効率とＥＳＤ防止の効果をさらに高めることができる。

　第２の密着部材は、カーボンを含むことを特徴とする。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　本発明は、放熱構造を有する表示装置に利用することができる。

　１　　表示装置
　２　　表示パネル
　３　　バックライトユニット
　４　　金属製シャーシ
　５　　ＣＣＦＬ
　６　　反射シート
　７　　光学シート
　８　　樹脂製フレーム
　９　　ベゼル
　１０　回路基板
　１０ａ　多層基板
　１１　ＳＯＦ
　１２　ソルダーレジスト
　１３　ビア
　１４　グランドランド部
　１５　信号ランド部
　１７　凹部
　１７ａ～１７ｆ　凹部
　２０　駆動回路
　２１　ＴＦＴ基板
　２２　ＣＦ基板
　２３　ソース配線
　３０　密着部材
　３１　密着部材
　５０　脚部

Claims

　表示パネルと、
　前記表示パネルの背面に配されるバックライトと、
　前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
　前記駆動回路を搭載する回路基板とを備えた表示装置であって、
　前記バックライトは金属製シャーシを有し、
　前記回路基板は、前記金属製シャーシに固定されていることを特徴とする表示装置。
　前記回路基板は、前記金属製シャーシの側面部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記回路基板は、前記金属製シャーシの下部に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
　前記回路基板は、熱伝導性を有する第１の密着部材を介して、前記金属製シャーシに固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置。
　前記第１の密着部材は、熱伝導性シートまたは熱伝導性接着剤であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
　前記回路基板は、前記駆動回路のグランド配線と接続されたグランドランド部を有し、
　前記グランドランド部は、前記金属製シャーシに固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置。
　前記回路基板は、信号配線と接続された信号ランド部を有し、
　前記金属製シャーシは、前記信号ランド部に対応する個所に凹部を有し、
　前記信号ランド部と前記凹部とを対応させることにより、前記信号ランド部と前記金属製シャーシが絶縁されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
　前記凹部は、前記金属製シャーシに設けられた貫通穴であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
　前記グランドランド部は、導電性と熱伝導性を有する第２の密着部材を介して、前記金属製シャーシに固定されていることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の表示装置。
　前記第２の密着部材は、カーボンを含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。