液晶表示装置
【課題】
TFT基板にドライバをCOG実装方式で実装する場合でも、大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】
TFT基板と対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、前記TFT基板には映像信号線と接続している半導体チップが配置され、前記半導体チップは、前記TFT基板の辺に沿って配置され、前記TFT基板の前記辺と前記フレームとの間には、平面的に見て前記半導体チップと対向する位置に、第1のスペーサが配置され、前記TFT基板の前記辺とは異なる他の辺と前記フレームとの間には、前記第1のスペーサよりも熱伝導率が低い第2のスペーサが配置されていることを特徴とする。
TFT基板にドライバをCOG実装方式で実装する場合でも、大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】
TFT基板と対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、前記TFT基板には映像信号線と接続している半導体チップが配置され、前記半導体チップは、前記TFT基板の辺に沿って配置され、前記TFT基板の前記辺と前記フレームとの間には、平面的に見て前記半導体チップと対向する位置に、第1のスペーサが配置され、前記TFT基板の前記辺とは異なる他の辺と前記フレームとの間には、前記第1のスペーサよりも熱伝導率が低い第2のスペーサが配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶表示装置に関し、特に、基板上に半導体チップが実装された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
画像表示手段として、液晶表示装置が利用されている。近年、液晶表示装置は、車載用パネル、車載用モニタとしても用いられている。車載用の液晶表示装置においては、これまでの液晶テレビや携帯電話用ディスプレイ、パーソナルコンピュータ用モニタよりも、使用環境温度が高くなる場合がある。よって、液晶テレビや携帯電話用ディスプレイ、パーソナルコンピュータ用モニタと比べ、車載用の液晶表示装置は高い環境温度(例えば約85℃)での動作保証が求められている。更に、振動衝撃に対しても、車載用の液晶表示装置はより高い信頼性が求められている。このため、液晶表示パネルにドライバ(半導体チップ)を実装する際には、COF(Chip on Film)実装方式よりも、ガラス基板上にドライバを直接実装する、所謂、COG(Chip on Glass)実装方式の方が好適である。なぜなら、COF実装方式では基板とフィルムとを圧着させているが、基板とフィルムとの圧着は温度や振動衝撃への耐性が低く、高温や強い振動衝撃でフィルムが基板から剥がれてしまう可能性が高いからである。特に、映像信号を処理するドライバ(ソースドライバ又はドレインドライバと言う場合もある)については、COG実装方式を使用することが必須となっている。
【0003】
一方、これまではカーナビゲーションなどの車載用の液晶表示装置では、インスツルメントパネル(車載インパネ)用が主流であり、画面サイズも7型が最大であった。最近では、車内での映像コンテンツの多様化やパーソナルコンピュータ的な使い方をしたいという要求に併せて、表示装置の大画面化(例えば17型程度)や高精細化の要求が強くなっている。
【0004】
大画面化や高精細化と、さらに高信頼性を両立させた車載用の液晶表示装置を、COG実装方式で実現するためには、ドライバの発熱を考慮する必要がある。特に、ソースドライバは、大画面化による動作速度の増加や高精細化に伴う駆動周波数アップにより駆動負荷が大きくなるので、ソースドライバの発熱が無視できないほど大きくなる。このため、ソースドライバの放熱方法が重要な問題となっている。
【0005】
図1は、従来のTFT基板を用いた液晶表示装置の上面図であり、図2は図1の一点鎖線X1−X2における断面図、図3は図1の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。ソースドライバと走査信号を処理するドライバ(ゲートドライバ)は、TFTが形成されているTFT基板上にCOG実装方式で実装される。TFT基板は、バックライトを支持するフレーム上にスペーサを介して配置される。図2、図3に示すように、ソースドライバ及びゲートドライバは、TFT基板を介してスペーサと対向する位置に実装されている。スペーサはTFT基板とフレームを安定的に密着させ、またTFT基板の変形を抑えるため、発泡状の比較的やわらかい絶縁物で形成されている。バックライト用光源(発光素子)は発光ダイオード(LED)を用いており、TFT基板のソースドライバが配置された場所の直下に複数個配列される。バックライトは、LEDの光を液晶表示領域全体に広げるための導光板や、TFT基板と導光板との間に配置され、液晶表示パネル側に向かう照明光を拡散・集光する光学シート(不図示)などから構成される。
【0006】
図1乃至3に示す従来の液晶表示装置においては、発熱体はLED及びソースドライバである。なお、ゲートドライバは動作速度が遅いため、ゲートドライバの発熱はほとんどない。図2に示すように、LEDとソースドライバは対向しているが、LEDの熱は発泡絶縁体であるスペーサにより遮断されるため、LEDの熱がソースドライバ側へは殆ど伝わらない。よって、画面サイズや駆動周波数などの使用条件によりソースドライバの発熱を問題の無い程度に抑えれば、ソースドライバの温度は、許容範囲内に収まっている。
【0007】
しかしながら、大画面、高精細駆動になった場合は、ソースドライバの負荷増加により発熱は大きくなる。試算によれば、ソースドライバの発熱は17型程度の画面サイズで20℃〜25℃であり、さらに大画面化した場合は画面サイズに比例して高くなると予想されている。このため、市場で動作保証が求められている85℃の環境温度において、環境温度にドライバ発熱分が加わると、ドライバの温度規格値(ドライバの動作保証温度、110℃〜115℃程度)を超えてしまう可能性がある。このように、大画面、高精細駆動においては、動作保証温度のマージンはほとんどなくなってしまい、結果的に車載用の液晶表示装置の信頼性を下げてしまうことが危惧される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の解決しようとする課題は、上述した問題を解消し、TFT基板にドライバをCOG実装方式で実装する場合でも、大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決するため、以下のような手段が利用可能である。
(1) 薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、前記半導体チップは、前記TFT基板の辺に沿って配置され、前記TFT基板の前記辺と前記フレームとの間には、平面的に見て前記半導体チップと対向する位置に、第1のスペーサが配置され、前記TFT基板の前記辺とは異なる他の辺と前記フレームとの間には、前記第1のスペーサよりも熱伝導率が低い第2のスペーサが配置されていることを特徴とする。
【0010】
(2) 上記(1)に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの熱伝導率は、0.5W/m・K以上であることを特徴とする。
【0011】
(3) 上記(1)又は(2)に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする。
【0012】
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする。
【0013】
(5) 上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺の1つと対向していることを特徴とする。
【0014】
(6) 上記(5)に記載の液晶表示装置において、前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする。
【0015】
(7) 上記(5)に記載の液晶表示装置において、前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺のうち、前記1辺と平行な辺に対向していることを特徴とする。
【0016】
(8) 上記(5)乃至(7)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする。
【0017】
(9) 薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、前記TFT基板の各辺と前記フレームとの間には、熱伝導率は、0.5W/m・K以上であるスペーサが配置され、前記半導体チップは、前記TFT基板の1辺に沿って、且つ平面的に見て前記スペーサと対向する位置に配置され、前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、前記導光板の1辺は、前記TFT基板の1辺とは異なる他の辺の1つと対向していることを特徴とする。
【0018】
(10) 上記(9)に記載の液晶表示装置において、前記スペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする。
【0019】
(11) 上記(9)又は(10)に記載の液晶表示装置において、前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする。
【0020】
(12) 上記(9)乃至(11)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明のように、薄膜トランジスタ基板の半導体チップが実装された部分に対応する裏面の一部には、該薄膜トランジスタ基板とバックライトを支持するフレームとの間に熱伝導性のスペーサが配置されているため、半導体チップの発熱を当該フレームを用いて放熱でき、大画面化や高精細化で半導体チップへの負荷が増大しても、半導体チップによる温度上昇を抑制できる。これにより、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することである。大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【0022】
また、バックライトの少なくとも一辺の端面に沿って発光ダイオードが配置されており、半導体チップと該発光ダイオードとは、液晶表示パネルの同じ辺に配置しないように構成することで、発光ダイオードの発熱と半導体チップの発熱が合わさり、局所的に高温となることも抑制できる。これらの構成は、ソースドライバとなる半導体チップに対して適用することで、液晶表示装置の信頼性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】従来の液晶表示装置の上面図である。
【図2】図1の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図3】図1の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【図4】本発明の液晶表示装置に係る第1の実施例を説明する上面図である。
【図5】図4の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図6】図4の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【図7】本発明の液晶表示装置に係る第1の実施例を説明する上面図である。
【図8】図7の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図9】図7の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【図10】本発明の液晶表示装置に係る第1の実施例を説明する上面図である。
【図11】図10の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図12】図10の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明の液晶表示装置について、以下に詳細に説明する。
本発明の液晶表示装置は、図4乃至6に示すように、TFT基板と、TFT基板と対向する対向基板と、TFT基板と対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに照明光を照射するバックライトとを有する液晶表示装置において、該TFT基板の上に液晶表示パネルを駆動するソースドライバ、ゲートドライバが実装され、該TFT基板のソースドライバが実装された部分に対応する裏面の一部には、該TFT基板と該バックライトを支持するフレームとの間に熱伝導性スペーサ(第1のスペーサ、図5参照)が配置されていることを特徴とする。
【0025】
TFT基板は、一例として、ガラス基板上に画素電極や配線、並びに画素電極を駆動するスイッチング素子である薄膜トランジスタを形成して構成される。また、対向基板は、一例として、ガラス基板上にカラーフィルタを形成して構成される。
【0026】
各薄膜トランジスタには走査信号線と映像信号線が接続されている。該薄膜トランジスタを有する液晶表示パネルを駆動するため、走査信号線に供給される走査信号を制御するゲートドライバと、映像信号線に供給される映像信号を制御するソースドライバとが、TFT基板上に配置されている。配置固定方法としては、COG実装方式が採用されている。
【0027】
また、液晶表示パネルの裏面には、液晶表示部を照明するバックライトが配置されている。バックライトは、一例として、光源(発光素子)である複数個のLED、光源からの光を表示領域全体に案内する導光板、さらに、導光板から放出される光の照度を表示領域全体に渡り均一化するため、拡散シートやプリズムシートなどの光学シート(不図示)などで構成される。図4では、LEDが配置されている領域を、LED配置領域として点線で示している。図6に示すように、導光板の側面にLEDが配置固定される。そして、光源や導光板等を含むバックライトは金属製のフレームにより支持されている。
【0028】
本発明の液晶表示装置の特徴は、TFT基板上に実装された発熱の多いソースドライバの放熱効果を高めるよう構成することである。具体的には、TFT基板を支持するフレームとTFT基板との間に、ソースドライバと対向して熱伝導性スペーサ(第1のスペーサ)を配置している。従来の液晶表示装置においては、バックライトの光源から発生する熱を液晶表示パネルやドライバに極力伝えないという目的で、熱伝導率の低いスペーサ、例えば発泡状の比較的やわらかい絶縁物で形成されたスペーサを用いていた。本発明の液晶表示装置では、発熱が顕著なソースドライバと対向する位置に配置されるスペーサは、熱伝導率の高い熱伝導性スペーサを用いることで、ソースドライバが発生させた熱を、フレーム等の他の部材に効率よく放熱させている。
【0029】
熱伝導性スペーサとしては、シリコン系やグラファイト系など種々の熱伝導材が利用可能である。ただし、スペーサの本来の目的として、液晶表示パネルとバックライトとの間の間隔を保持すると共に、液晶表示パネルの変形防止機能を実現するため、密着性や弾性機能も有する材料がより好ましい。
【0030】
本発明に使用される熱伝導性スペーサの熱伝導率は、0.5W/m・K以上であることが好ましい。これより熱伝導率が小さい場合には、十分な放熱効果を期待するには、スペーサの厚みやTFT基板との接触面積を増加させることが必要であり、液晶表示装置の厚みや額縁部分の面積が増加するなどの不具合を生じる。図4に熱伝導スペーサ領域として示した部分に、ソースドライバが配置されたTFT基板の一辺に沿って、2.5mm厚の熱伝導性スペーサを配置したところ、最大約10℃の半導体チップ発熱低減効果が得られた。
【0031】
TFT基板とフレームとの間に配置されるスペーサは、通常、TFT基板の4辺に沿って、連続的又は離散的に配置される。本発明の液晶表示装置では、図4乃至6に示した第1の実施例のように、ソースドライバと対向する位置に配置されたスペーサについては、熱伝導性スペーサを用いている。尚、従来用いられている発泡状の絶縁物で形成されたスペーサに比べ、熱伝導性スペーサは硬い。よって、液晶表示パネルの変形を防止するため、他の位置に配置されたスペーサ(第2のスペーサ)については、発泡状の比較的やわらかい絶縁物で形成されたスペーサを用いることが望ましい。
【0032】
この際、図4に示すように、LED配置領域は、液晶表示パネルの各辺のうち、ソースドライバが配置されている辺とは異なる辺に形成することが望ましい。図4においては、ゲートドライバが配置されている辺にLED配置領域を形成している。
【0033】
図7乃至9は、本発明の第2の実施例を説明する図である。図7乃至9に示すように、全てのスペーサを熱伝導性スペーサ(第1のスペーサ)で置き換えることも可能である。4辺の全てを同一の材料で構成することにより、液晶表示パネルに加わる応力を同程度にすることができるため、液晶表示パネルに局所的な応力が加わることにより発生する表示ムラを抑制することができる。
【0034】
図10乃至12は、本発明の第3の実施例を説明する図である。図10乃至12に示すように、LED配置領域を、ソースドライバが配置されている辺とは異なる辺に、且つゲートドライバが配置されている辺とも異なる辺に形成している。発熱源であるドライバとLEDとを離して配置することで、局所的に高温となる部分を排除し、信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
【0035】
さらに、バックライトを支持するフレームには、液晶表示装置のメインフレームや筐体に取り付けるための金具が設けられている。このような金具の近傍に熱伝導性スペーサを配置することで、フレームに移動した熱をさらに、メインフレームや筐体に効率良く逃がすことができ、より放熱効果を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0036】
以上のように、本発明によれば、TFT基板にドライバをCOG実装方式で実装する場合でも、大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することが可能となる。
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶表示装置に関し、特に、基板上に半導体チップが実装された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
画像表示手段として、液晶表示装置が利用されている。近年、液晶表示装置は、車載用パネル、車載用モニタとしても用いられている。車載用の液晶表示装置においては、これまでの液晶テレビや携帯電話用ディスプレイ、パーソナルコンピュータ用モニタよりも、使用環境温度が高くなる場合がある。よって、液晶テレビや携帯電話用ディスプレイ、パーソナルコンピュータ用モニタと比べ、車載用の液晶表示装置は高い環境温度(例えば約85℃)での動作保証が求められている。更に、振動衝撃に対しても、車載用の液晶表示装置はより高い信頼性が求められている。このため、液晶表示パネルにドライバ(半導体チップ)を実装する際には、COF(Chip on Film)実装方式よりも、ガラス基板上にドライバを直接実装する、所謂、COG(Chip on Glass)実装方式の方が好適である。なぜなら、COF実装方式では基板とフィルムとを圧着させているが、基板とフィルムとの圧着は温度や振動衝撃への耐性が低く、高温や強い振動衝撃でフィルムが基板から剥がれてしまう可能性が高いからである。特に、映像信号を処理するドライバ(ソースドライバ又はドレインドライバと言う場合もある)については、COG実装方式を使用することが必須となっている。
【0003】
一方、これまではカーナビゲーションなどの車載用の液晶表示装置では、インスツルメントパネル(車載インパネ)用が主流であり、画面サイズも7型が最大であった。最近では、車内での映像コンテンツの多様化やパーソナルコンピュータ的な使い方をしたいという要求に併せて、表示装置の大画面化(例えば17型程度)や高精細化の要求が強くなっている。
【0004】
大画面化や高精細化と、さらに高信頼性を両立させた車載用の液晶表示装置を、COG実装方式で実現するためには、ドライバの発熱を考慮する必要がある。特に、ソースドライバは、大画面化による動作速度の増加や高精細化に伴う駆動周波数アップにより駆動負荷が大きくなるので、ソースドライバの発熱が無視できないほど大きくなる。このため、ソースドライバの放熱方法が重要な問題となっている。
【0005】
図1は、従来のTFT基板を用いた液晶表示装置の上面図であり、図2は図1の一点鎖線X1−X2における断面図、図3は図1の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。ソースドライバと走査信号を処理するドライバ(ゲートドライバ)は、TFTが形成されているTFT基板上にCOG実装方式で実装される。TFT基板は、バックライトを支持するフレーム上にスペーサを介して配置される。図2、図3に示すように、ソースドライバ及びゲートドライバは、TFT基板を介してスペーサと対向する位置に実装されている。スペーサはTFT基板とフレームを安定的に密着させ、またTFT基板の変形を抑えるため、発泡状の比較的やわらかい絶縁物で形成されている。バックライト用光源(発光素子)は発光ダイオード(LED)を用いており、TFT基板のソースドライバが配置された場所の直下に複数個配列される。バックライトは、LEDの光を液晶表示領域全体に広げるための導光板や、TFT基板と導光板との間に配置され、液晶表示パネル側に向かう照明光を拡散・集光する光学シート(不図示)などから構成される。
【0006】
図1乃至3に示す従来の液晶表示装置においては、発熱体はLED及びソースドライバである。なお、ゲートドライバは動作速度が遅いため、ゲートドライバの発熱はほとんどない。図2に示すように、LEDとソースドライバは対向しているが、LEDの熱は発泡絶縁体であるスペーサにより遮断されるため、LEDの熱がソースドライバ側へは殆ど伝わらない。よって、画面サイズや駆動周波数などの使用条件によりソースドライバの発熱を問題の無い程度に抑えれば、ソースドライバの温度は、許容範囲内に収まっている。
【0007】
しかしながら、大画面、高精細駆動になった場合は、ソースドライバの負荷増加により発熱は大きくなる。試算によれば、ソースドライバの発熱は17型程度の画面サイズで20℃〜25℃であり、さらに大画面化した場合は画面サイズに比例して高くなると予想されている。このため、市場で動作保証が求められている85℃の環境温度において、環境温度にドライバ発熱分が加わると、ドライバの温度規格値(ドライバの動作保証温度、110℃〜115℃程度)を超えてしまう可能性がある。このように、大画面、高精細駆動においては、動作保証温度のマージンはほとんどなくなってしまい、結果的に車載用の液晶表示装置の信頼性を下げてしまうことが危惧される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の解決しようとする課題は、上述した問題を解消し、TFT基板にドライバをCOG実装方式で実装する場合でも、大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決するため、以下のような手段が利用可能である。
(1) 薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、前記半導体チップは、前記TFT基板の辺に沿って配置され、前記TFT基板の前記辺と前記フレームとの間には、平面的に見て前記半導体チップと対向する位置に、第1のスペーサが配置され、前記TFT基板の前記辺とは異なる他の辺と前記フレームとの間には、前記第1のスペーサよりも熱伝導率が低い第2のスペーサが配置されていることを特徴とする。
【0010】
(2) 上記(1)に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの熱伝導率は、0.5W/m・K以上であることを特徴とする。
【0011】
(3) 上記(1)又は(2)に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする。
【0012】
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする。
【0013】
(5) 上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺の1つと対向していることを特徴とする。
【0014】
(6) 上記(5)に記載の液晶表示装置において、前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする。
【0015】
(7) 上記(5)に記載の液晶表示装置において、前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺のうち、前記1辺と平行な辺に対向していることを特徴とする。
【0016】
(8) 上記(5)乃至(7)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする。
【0017】
(9) 薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、前記TFT基板の各辺と前記フレームとの間には、熱伝導率は、0.5W/m・K以上であるスペーサが配置され、前記半導体チップは、前記TFT基板の1辺に沿って、且つ平面的に見て前記スペーサと対向する位置に配置され、前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、前記導光板の1辺は、前記TFT基板の1辺とは異なる他の辺の1つと対向していることを特徴とする。
【0018】
(10) 上記(9)に記載の液晶表示装置において、前記スペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする。
【0019】
(11) 上記(9)又は(10)に記載の液晶表示装置において、前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする。
【0020】
(12) 上記(9)乃至(11)のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明のように、薄膜トランジスタ基板の半導体チップが実装された部分に対応する裏面の一部には、該薄膜トランジスタ基板とバックライトを支持するフレームとの間に熱伝導性のスペーサが配置されているため、半導体チップの発熱を当該フレームを用いて放熱でき、大画面化や高精細化で半導体チップへの負荷が増大しても、半導体チップによる温度上昇を抑制できる。これにより、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することである。大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【0022】
また、バックライトの少なくとも一辺の端面に沿って発光ダイオードが配置されており、半導体チップと該発光ダイオードとは、液晶表示パネルの同じ辺に配置しないように構成することで、発光ダイオードの発熱と半導体チップの発熱が合わさり、局所的に高温となることも抑制できる。これらの構成は、ソースドライバとなる半導体チップに対して適用することで、液晶表示装置の信頼性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】従来の液晶表示装置の上面図である。
【図2】図1の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図3】図1の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【図4】本発明の液晶表示装置に係る第1の実施例を説明する上面図である。
【図5】図4の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図6】図4の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【図7】本発明の液晶表示装置に係る第1の実施例を説明する上面図である。
【図8】図7の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図9】図7の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【図10】本発明の液晶表示装置に係る第1の実施例を説明する上面図である。
【図11】図10の一点鎖線X1−X2における断面図である。
【図12】図10の一点鎖線Y1−Y2における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明の液晶表示装置について、以下に詳細に説明する。
本発明の液晶表示装置は、図4乃至6に示すように、TFT基板と、TFT基板と対向する対向基板と、TFT基板と対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに照明光を照射するバックライトとを有する液晶表示装置において、該TFT基板の上に液晶表示パネルを駆動するソースドライバ、ゲートドライバが実装され、該TFT基板のソースドライバが実装された部分に対応する裏面の一部には、該TFT基板と該バックライトを支持するフレームとの間に熱伝導性スペーサ(第1のスペーサ、図5参照)が配置されていることを特徴とする。
【0025】
TFT基板は、一例として、ガラス基板上に画素電極や配線、並びに画素電極を駆動するスイッチング素子である薄膜トランジスタを形成して構成される。また、対向基板は、一例として、ガラス基板上にカラーフィルタを形成して構成される。
【0026】
各薄膜トランジスタには走査信号線と映像信号線が接続されている。該薄膜トランジスタを有する液晶表示パネルを駆動するため、走査信号線に供給される走査信号を制御するゲートドライバと、映像信号線に供給される映像信号を制御するソースドライバとが、TFT基板上に配置されている。配置固定方法としては、COG実装方式が採用されている。
【0027】
また、液晶表示パネルの裏面には、液晶表示部を照明するバックライトが配置されている。バックライトは、一例として、光源(発光素子)である複数個のLED、光源からの光を表示領域全体に案内する導光板、さらに、導光板から放出される光の照度を表示領域全体に渡り均一化するため、拡散シートやプリズムシートなどの光学シート(不図示)などで構成される。図4では、LEDが配置されている領域を、LED配置領域として点線で示している。図6に示すように、導光板の側面にLEDが配置固定される。そして、光源や導光板等を含むバックライトは金属製のフレームにより支持されている。
【0028】
本発明の液晶表示装置の特徴は、TFT基板上に実装された発熱の多いソースドライバの放熱効果を高めるよう構成することである。具体的には、TFT基板を支持するフレームとTFT基板との間に、ソースドライバと対向して熱伝導性スペーサ(第1のスペーサ)を配置している。従来の液晶表示装置においては、バックライトの光源から発生する熱を液晶表示パネルやドライバに極力伝えないという目的で、熱伝導率の低いスペーサ、例えば発泡状の比較的やわらかい絶縁物で形成されたスペーサを用いていた。本発明の液晶表示装置では、発熱が顕著なソースドライバと対向する位置に配置されるスペーサは、熱伝導率の高い熱伝導性スペーサを用いることで、ソースドライバが発生させた熱を、フレーム等の他の部材に効率よく放熱させている。
【0029】
熱伝導性スペーサとしては、シリコン系やグラファイト系など種々の熱伝導材が利用可能である。ただし、スペーサの本来の目的として、液晶表示パネルとバックライトとの間の間隔を保持すると共に、液晶表示パネルの変形防止機能を実現するため、密着性や弾性機能も有する材料がより好ましい。
【0030】
本発明に使用される熱伝導性スペーサの熱伝導率は、0.5W/m・K以上であることが好ましい。これより熱伝導率が小さい場合には、十分な放熱効果を期待するには、スペーサの厚みやTFT基板との接触面積を増加させることが必要であり、液晶表示装置の厚みや額縁部分の面積が増加するなどの不具合を生じる。図4に熱伝導スペーサ領域として示した部分に、ソースドライバが配置されたTFT基板の一辺に沿って、2.5mm厚の熱伝導性スペーサを配置したところ、最大約10℃の半導体チップ発熱低減効果が得られた。
【0031】
TFT基板とフレームとの間に配置されるスペーサは、通常、TFT基板の4辺に沿って、連続的又は離散的に配置される。本発明の液晶表示装置では、図4乃至6に示した第1の実施例のように、ソースドライバと対向する位置に配置されたスペーサについては、熱伝導性スペーサを用いている。尚、従来用いられている発泡状の絶縁物で形成されたスペーサに比べ、熱伝導性スペーサは硬い。よって、液晶表示パネルの変形を防止するため、他の位置に配置されたスペーサ(第2のスペーサ)については、発泡状の比較的やわらかい絶縁物で形成されたスペーサを用いることが望ましい。
【0032】
この際、図4に示すように、LED配置領域は、液晶表示パネルの各辺のうち、ソースドライバが配置されている辺とは異なる辺に形成することが望ましい。図4においては、ゲートドライバが配置されている辺にLED配置領域を形成している。
【0033】
図7乃至9は、本発明の第2の実施例を説明する図である。図7乃至9に示すように、全てのスペーサを熱伝導性スペーサ(第1のスペーサ)で置き換えることも可能である。4辺の全てを同一の材料で構成することにより、液晶表示パネルに加わる応力を同程度にすることができるため、液晶表示パネルに局所的な応力が加わることにより発生する表示ムラを抑制することができる。
【0034】
図10乃至12は、本発明の第3の実施例を説明する図である。図10乃至12に示すように、LED配置領域を、ソースドライバが配置されている辺とは異なる辺に、且つゲートドライバが配置されている辺とも異なる辺に形成している。発熱源であるドライバとLEDとを離して配置することで、局所的に高温となる部分を排除し、信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
【0035】
さらに、バックライトを支持するフレームには、液晶表示装置のメインフレームや筐体に取り付けるための金具が設けられている。このような金具の近傍に熱伝導性スペーサを配置することで、フレームに移動した熱をさらに、メインフレームや筐体に効率良く逃がすことができ、より放熱効果を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0036】
以上のように、本発明によれば、TFT基板にドライバをCOG実装方式で実装する場合でも、大画面化や高精細化、さらには高信頼性を両立させることが可能な液晶表示装置を提供することが可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、
前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、
前記半導体チップは、前記TFT基板の辺に沿って配置され、
前記TFT基板の前記辺と前記フレームとの間には、平面的に見て前記半導体チップと対向する位置に、第1のスペーサが配置され、
前記TFT基板の前記辺とは異なる他の辺と前記フレームとの間には、前記第1のスペーサよりも熱伝導率が低い第2のスペーサが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
請求項1に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの熱伝導率は、0.5W/m・K以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第2のスペーサは発泡状の絶縁物で形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、
前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、
前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺の1つと対向していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項6】
請求項5に記載の液晶表示装置において、
前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、
前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項7】
請求項5に記載の液晶表示装置において、
前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺のうち、前記1辺と平行な辺に対向していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項8】
請求項5乃至7のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項9】
薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、
前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、
前記TFT基板の各辺と前記フレームとの間には、熱伝導率は、0.5W/m・K以上であるスペーサが配置され、
前記半導体チップは、前記TFT基板の1辺に沿って、且つ平面的に見て前記スペーサと対向する位置に配置され、
前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、
前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、
前記導光板の1辺は、前記TFT基板の1辺とは異なる他の辺の1つと対向している
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項10】
請求項9に記載の液晶表示装置において、前記スペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項11】
請求項9又は10に記載の液晶表示装置において、
前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、
前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項12】
請求項9乃至11のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項1】
薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、
前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、
前記半導体チップは、前記TFT基板の辺に沿って配置され、
前記TFT基板の前記辺と前記フレームとの間には、平面的に見て前記半導体チップと対向する位置に、第1のスペーサが配置され、
前記TFT基板の前記辺とは異なる他の辺と前記フレームとの間には、前記第1のスペーサよりも熱伝導率が低い第2のスペーサが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
請求項1に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの熱伝導率は、0.5W/m・K以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の液晶表示装置において、前記第1のスペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第2のスペーサは発泡状の絶縁物で形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、
前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、
前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺の1つと対向していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項6】
請求項5に記載の液晶表示装置において、
前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、
前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項7】
請求項5に記載の液晶表示装置において、
前記導光板の前記1辺は、前記TFT基板の前記他の辺のうち、前記1辺と平行な辺に対向していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項8】
請求項5乃至7のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項9】
薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、前記TFT基板と対向する対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶を封止した液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を照射するバックライトと、前記液晶表示パネルを支持するフレームとを有する液晶表示装置において、
前記TFT基板には、走査信号線と映像信号線とが形成されると共に、前記映像信号線と接続している半導体チップが配置され、
前記TFT基板の各辺と前記フレームとの間には、熱伝導率は、0.5W/m・K以上であるスペーサが配置され、
前記半導体チップは、前記TFT基板の1辺に沿って、且つ平面的に見て前記スペーサと対向する位置に配置され、
前記バックライトは、発光素子と導光板とを有し、
前記発光素子は、前記導光板の1辺に配置され、
前記導光板の1辺は、前記TFT基板の1辺とは異なる他の辺の1つと対向している
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項10】
請求項9に記載の液晶表示装置において、前記スペーサの材質はシリコン又はグラファイトを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項11】
請求項9又は10に記載の液晶表示装置において、
前記TFT基板には、前記走査信号線と接続しているゲートドライバが配置され、
前記ゲートドライバは、前記TFT基板の辺のうち、前記導光板の前記1辺と対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項12】
請求項9乃至11のいずれかに記載の液晶表示装置において、
前記発光素子は、複数の発光ダイオードからなることを特徴とする液晶表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2012−73388(P2012−73388A)
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−217796(P2010−217796)
【出願日】平成22年9月28日(2010.9.28)
【出願人】(502356528)株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】(506087819)パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年9月28日(2010.9.28)
【出願人】(502356528)株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】(506087819)パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Fターム(参考)】
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