WO2012102179A1

WO2012102179A1 - 表示装置

Info

Publication number: WO2012102179A1
Application number: PCT/JP2012/051116
Authority: WO
Inventors: 裕之大西
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2012-08-02
Also published as: JP2014062927A

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）の周縁部を外側から保持する金属製ベゼル（９）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、回路基板（１０）は前記金属製ベゼル（９）の内面に固定されている。

Description

表示装置

　本発明は表示装置に関するものであり、特に、回路基板に搭載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。

　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を備えており、パネル支持枠１０９には回路基板１１５が取り付けられている。

日本国公開特許公報「特開２００９－２９４５２０号公報（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。図７の（ｂ）に示すように、回路基板１１５は、表示パネル１１０を駆動する駆動回路１１６を搭載し、塵埃が入り込まないように密閉された表示装置１００の内部に配置されていた。このため、駆動回路１１６の熱は、外部に直接放熱されることがなく、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ていた。

　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。

　表示パネルと、表示パネルの周縁部を外側から保持する金属製ベゼルと、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、回路基板は前記金属製ベゼルの内面に固定されている。

　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断面図である。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。回路基板の取り付け状態を示す別の断面図であり、（ａ）は回路基板として多層基板を用いた例を示し、（ｂ）はさらに密着部材を用いた例を示す。回路基板の取り付け状態を示す別の断面図であり、（ａ）は金属ベゼルが絞り加工により窪ませられた状態を示し、（ｂ）は金属ベゼルに貫通孔が設けられた状態を示す。金属製ベゼルの凹部を示す平面図である。従来の表示装置を示す断面図であり、（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、枠状の金属製ベゼル９が被着され、表示パネル２の周縁部が金属製ベゼル９と樹脂製フレーム８とにより保持されている。

　金属製ベゼル９は、表示パネル２を保持する機能や保護する機能を有する部材であり、表示パネル２の周縁部の上面および側面を覆うように被着される。この金属製ベゼル９は、ステンレスなどの金属製の板材からプレス加工等により開口した四辺形の枠形状に形成されている。金属製ベゼル９の各辺は、上壁と側壁を有した断面が逆Ｌ字状の形状を有しており、側壁は背面側に向って起立している。

　金属製ベゼル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に示すように、金属製ベゼル９の側壁部と平行に配置されている。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。

　本発明の実施例1は、回路基板１０を金属製ベゼル９の内面に固定したことを特徴としている。固定とは、回路基板１０と金属製ベゼル９が直接的または間接的に接触させて保持することであり、ネジ止めや接着剤等で固定したり、爪状の部材で回路基板１０を金属製ベゼル９に押さえ付けてもよい。

　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を金属製ベゼル９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製ベゼル９に熱伝導させ、金属製ベゼル９全体から外側に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の金属製ベゼル９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の下部に配置し、金属製ベゼル９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。

　なお、金属製ベゼル９は、樹脂製フレーム８と近接して配置され、駆動回路２０によって熱せられた空気が金属製ベゼル９と樹脂製フレーム８の間に滞りやすいので、樹脂製フレーム８の駆動回路２０と対面（対向）する部分を切り抜いて開口部８ａを設けて、駆動回路２０の発熱を開口部８ａから内側にも放熱させてもよい。

　図３は、回路基板１０と金属製ベゼル９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と金属製ベゼル９との接触状態を高めるために、回路基板１０の裏面と金属製ベゼル９の内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と金属製ベゼル９とが密着して隙間が生じないので、駆動回路２０の熱が金属製ベゼル９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（グランド配線）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を金属製ベゼル９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が金属製ベゼル９に接触することにより、駆動回路２０から金属製ベゼル９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が金属製ベゼル９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(electro-static discharge)によって破壊されることが防止される。

　ここで、ＥＳＤとは、静電気の蓄積と放電により駆動回路が破壊される現象である。

　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、金属製ベゼル９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と金属製ベゼル９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と金属製ベゼル９との密着が高まり、駆動回路２０の熱が金属製ベゼル９に熱伝導され易く、また、グランドランド部１４と金属製ベゼル９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）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に対応する金属製ベゼル９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ベゼル９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を金属製ベゼル９に接触させるときに、信号ランド部１５も金属製ベゼル９と接触して、グランドランド部１４と信号ランド部１５が金属製ベゼル９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、金属製ベゼル９には信号ランド部１５が接触しないように凹部１７が設けられている。凹部１７は、金属製ベゼルに、信号ランド部と対応する個所に設けられている。信号ランド部と対応する個所とは、例えば、金属製ベゼル上の、信号ランド部と対向する面である。凹部１７は、例えば、金属製ベゼル９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を金属製ベゼル９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が金属製ベゼル９と接触せず、グランドランド部１４と信号ランド部１５が金属製ベゼル９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、金属製ベゼル９に凹部１７を設ける際、図５の（ｂ）に示すように、金属製ベゼル９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、金属製ベゼル９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、金属製ベゼル９の凹部１７とを重ねて図示し、対応関係について説明する。

　信号ランド部１５の数や配置に合せて、金属製ベゼル９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、金属製ベゼル９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を金属製ベゼル９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ベゼル９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が金属製ベゼル９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、金属製ベゼル９に凹部１７を加工するよりも容易に設けることができる。

　〔実施例の総括〕
　前記回路基板は、前記金属製ベゼルの側壁部に固定されていてもよい。

　上記の構成により、表示装置の額縁幅を小さくすることができる。

　前記回路基板は、前記金属製ベゼルの下部に固定されていてもよい。

　表示装置の金属製ベゼルの温度は、ＣＣＦＬ等から発する熱が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、上記の構成により、回路基板を表示装置の下部に配置し、金属製ベゼル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。

　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、前記金属製ベゼルに固定されていてもよい。

　上記の構成により、回路基板と金属製ベゼルとの接触状態を高め、駆動回路の熱が金属製ベゼル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。

　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ってもよい。

　上記の構成により、密着部材の密着性と熱伝導性とを高めることができ、放熱効率をさらに向上させることができる。

　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、前記金属製ベゼルと導通していてもよい。

　上記の構成により、回路基板のＧＮＤ電位が安定化される。このため、駆動回路に静電気がチャージされ難くなり、ＥＳＤ(electro-static discharge)によって破壊されることが防止される。

　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、前記金属製ベゼルは、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ベゼルが絶縁されていてもよい。

　上記の構成により、信号ランド部が金属製ベゼルと接触せず、グランドランド部と信号ランド部が金属製ベゼルを介して短絡することを防止することができる。

　前記凹部は、前記金属製ベゼルに設けられた貫通穴であってもよい。

　上記の構成により、簡易な方法で金属製ベゼルに凹部を形成することができる。

　前記グランドランド部は、熱伝導性を有する第２の密着部材を介して、前記金属製ベゼルと導通していてもよい。

　上記の構成により、回路基板と金属製ベゼルとの密着が高まり、駆動回路の熱が金属製ベゼルに熱伝導され易く、また、グランドランド部と金属製ベゼル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。

　前記第２の密着部材は、カーボンを含んでいてもよい。

　上記の構成により、密着部材の密着性、熱伝導性及び導電性を高めることができ、放熱効率をさらに高め、ＥＳＤ防止の効果をさらに高めることができる。

　また、本発明の表示装置は、前記表示パネルの周縁部を内側から保持する樹脂製フレームを有し、前記樹脂製フレームは、前記駆動回路と対向する個所に開口部を有していてもよい。

　上記の構成により、駆動回路の発熱を上記開口部から、表示装置の内側にも放熱させることができる。

　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
８ａ　開口部
９　金属製ベゼル
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、３１　密着部材
５０　脚部

Claims

　表示パネルと、
　前記表示パネルの周縁部を外側から保持する金属製ベゼルと、
　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、
　前記回路基板は前記金属製ベゼルの内面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、前記金属製ベゼルの側壁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、前記金属製ベゼル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、前記金属製ベゼル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、前記金属製ベゼルと導通し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、
　前記金属製ベゼルは、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ベゼル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、前記金属製ベゼル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、熱伝導性を有する第２の密着部材を介して、前記金属製ベゼルと導通し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。
　前記表示パネルの周縁部を内側から保持する樹脂製フレームを有し、
　前記樹脂製フレームは、前記駆動回路と対向する個所に開口部を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の表示装置。