JP5188245B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電子放出素子、プラズマ放電、液晶、蛍光表示管及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を用いた表示装置に関する。

例えば、プラズマ放電を用いた表示装置の表示パネルでは、蛍光体を設けたマトリックス状の複数の微小放電空間を配置した２枚のガラス基板間に放電ガスを封入する。その微小放電空間のガス放電によって発生する紫外線を励起し、それにより発生する可視光が表示パネルに表示される。このガス放電により、表示装置の表示パネルは高温となり、また、表示パネルの背面に設置された回路基板等により、筐体内も高温になる。

また、液晶表示装置の表示パネルでは、ギャップを隔てて対向する透明電極を設けた２枚のガラス基板の間に液晶物質を充填し、この透明電極に電圧を印加して液晶の配向状態を変化させてここを通過する光の状態を制御する。

そして、その通過する光の量の差により現れるパターンが表示パネルに表示され、この通過させる光は冷陰極管や発光ダイオードによるバックライトにより照光させる。このため、バックライトによる発熱と、液晶パネルの背面に設置される回路基板等により、プラズマ放電を用いた表示装置と同様に、筐体内は高温となる。

このように、プラズマ放電を用いた表示装置や液晶表示装置等では、筐体内が高温となるため、一般に、筐体に放熱穴を設けて外部の空気を筐体内に取り入れることで筐体内の熱を放熱している。

しかし、筐体に放熱穴を設けて外部の空気を筐体内に取り入れると、外気に含まれる塵埃も筐体内に取り入れられるため、内部部品に塵埃が蓄積したり、表示パネル側に塵埃が付着して、画質や輝度の低下等の不具合が生じる可能性がある。

そこで、筐体に放熱穴を設けずに筐体内の空気を循環させて放熱を行う構造を有する表示装置が提案されている（特許文献１）。

図１３を参照して、この表示装置は、プラズマ放電を用いた表示装置であり、筐体１の背面側に設けられた排気口１ａと吸気口１ｂとを覆うように、防塵カバー２が取り付けられている。

防塵カバー２には、筐体１内の熱を排気口１ａを介して該防塵カバー２の背面に取り付けられた袋状の放熱フィン３に送り出す内部ファン６が設けられている。放熱フィン３の外部には、該放熱フィン３を冷却する外部ファン７が設けられている。

内部ファン６により筐体１内から排気口１ａを介して防塵カバー２内に送り出された高温の空気は、袋状の放熱フィン３の内部を通過して冷却された後、放熱フィン３から防塵カバー２内へ排出されて吸気口１ｂを介して筐体１内へ導入される。

なお、筐体１内から排気口１ａを介して防塵カバー２内に送り出される高温の空気と放熱フィン３から防塵カバー２内へ排出されて吸気口１ｂを介して筐体１内へ導入される冷却後の空気とは、シート４と遮蔽板５とによって隔離されている。
特開２００４−２８６９４０号公報

上記特許文献１では、筐体１内から防塵カバー２内に送り出された高温の空気は、放熱フィン３内を通過して冷却されるが、冷却効率を高めるためには、筐体１から放熱フィン３をできるだけ離して配置して筐体１内で発生する熱の影響を極力少なくする必要がある。このため、防塵カバー２の厚みも加わって表示装置の厚みが増し、表示装置の薄型化及び軽量化を妨げる原因になる。

また、放熱フィン３内で冷却された空気は、遮蔽板５の下方の空間を通って吸気口１ｂに導入されるが、このとき、一部の空気がシート４と筐体１と遮蔽板５とによって囲まれる空間へ回り込み、筐体１の背面から熱が伝達されて暖められることになる。このため、暖められた空気の熱がシート４を介して放熱フィン３内へ伝達され、放熱フィン３での放熱効率を低下させる可能性がある。

そこで、本発明は、防塵性を確保しつつ放熱効率を高めることができると共に、薄型化及び軽量化を図ることができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置され、装置内の空気を外気から遮断するリアカバーと、前記装置内の空気を循環させるためのファンと、前記表示パネルと前記リアカバーとの間に配置される電気回路基板と、を備え、前記リアカバーは、外壁部と、該外壁部と前記電気回路基板との間に配置される内壁部と、を有し、前記内壁部は、２つの板金で構成されて、前記２つの板金の間に断熱層が形成され、かつ前記２つの板金のうちの前記表示パネル側の板金が前記外壁部に接合されるとともに、前記表示パネル側の板金と前記電気回路基板の発熱源との間に、放熱部材が設けられ、前記ファンは、前記表示パネルと前記内壁部との間に形成される空間と、該内壁部と前記外壁部との間に形成される空間との間で空気を循環させることを特徴とする。

本発明の表示装置によれば、防塵性を確保しつつ放熱効率を高めることができると共に、薄型化及び軽量化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である表示装置の外観斜視図、図２は図１に示す表示装置の分解斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の表示装置１０は、ベゼル１２、リアカバー１９及び前面板１３で構成される筐体１０ａと、筐体１０ａ内に収容される表示パネル１１とを有する。

ベゼル１２には、画像表示範囲に対応する開口部１２ａが設けられている。また、ベゼル１２及び前面板１３は、押え金具１５，１６により狭持されている。押え金具１５，１６は、前面板１３を押えるための金具である。

表示パネル１１は、電子放出素子、プラズマ放電、液晶、蛍光表示管或いは有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの薄型画像表示パネルが用いられる。表示パネル１１の背面には、電気回路基板１７が取り付けられている。

図３はリアカバー１９の分解斜視図、図４は表示装置１０の縦断面図である。

図３及び図４に示すように、リアカバー１９は、外壁部２０及び内壁部２１を有している。外壁部２０は、放熱穴を設けておらず、外気から遮断されるようになっており、従って、筐体１０ａ内へ塵埃が入らない構造となっている。

内壁部２１は、板金２１ａと、板金２１ａに係合される板金２１ｂとから構成され、板金２１ａと板金２１ｂとの間には、断熱層として機能する密閉された空気層２１ｃ（図４参照）が形成される。

また、内壁部２１の板金２１ａは、板金２１ｂより上方に突出しており、該突出部分には、外壁部２０側への強制的な空気の流れを形成するファン１８を取り付けるための取付穴２１ｄが複数箇所設けられている。

そして、図４に示すように、内壁部２１の板金２１ａの上端部を外壁部２０に接合することにより、リアカバー１９が組み立てられる。組み立てられた状態においては、内壁部２１と下端部と外壁部２０との間には、開口部１９ｃが形成されるとともに、内壁部２１の背面側と外壁部２０との間には、空間１９ｂが形成される。

このように構成されたリアカバー１９は、押え金具１５，１６（押え金具１６は図４では図示せず）を介してベゼル１２に取り付けられている。

次に、図４を参照して、本実施形態の表示装置１０の筐体１０ａ内での空気の流れについて説明する。

リアカバー１９の内壁部２１に取り付けられているファン１８の駆動により、筐体１０ａ内の空気は、図４の矢印に示すように、表示パネル１１と内壁部２１との間の空間１９ａからリアカバー１９の外壁部２０と内壁部２１との間の空間１９ｂに流れ込む。

前述したように、リアカバー１９の外壁部２０には放熱穴を設けていないので、筐体１０ａ内の空気は、外部へ流出することなく、外壁部２０と内壁部２１との間の空間１９ｂを下降する。

そして、空間１９ｂを下降する空気は、外壁部２０と内壁部２１の下端部との間の開口部１９ｃから再び表示パネル１１と電気回路基板１７との間の空間１９ａへ流れ込む。

即ち、表示パネル１１と内壁部２１との間の空間１９ａにある空気は、表示パネル１１及び電気回路基板１７等が発生する熱により暖められ上昇する。そして、空間１９ａで暖められて上昇した空気は、ファン１８によりリアカバー１９の外壁部２０と内壁部２１との間の空間１９ｂに流入して下降し、その際に空気の熱が外壁部２０を介して筐体１０ａ外へ放熱される。

ここで、リアカバー１９の内壁部２１の板金２１ａと板金２１ｂとの間には、前述したように、密閉された空気層２１ｃが形成され、この空気層２１ｃは、空気が循環している空間１９ａ，１９ｂとは隔離されて、断熱層として機能する。

このように、本実施形態では、リアカバー１９の内壁部２１の内部に密閉された空気層２１ｃを設けているので、表示パネル１１と電気回路基板１７と間の空間１９ａで暖められた空気の熱や電気回路基板１７が発生する熱が空気層２１ｃで断熱されることになる。

これにより、表示パネル１１と電気回路基板１７と間の空間１９ａ側の熱が空間１９ｂ側を下降して放熱される空気に伝わりにくくなり、冷却効率（放熱効率）を上げることができる。

また、リアカバー１９の内壁部２１の内部に設けた空気層２１ｃにより、短い距離で熱伝導率を低くすることができるので、電気回路基板１７に対して放熱側の空間１９ｂを接近配置することができ、表示装置１０の薄型化及び軽量化を図ることができる。

更に、リアカバー１９の外壁部２０には放熱穴を設けておらず、外気から遮断されて筐体１０ａ内へ塵埃が入らない構造となっているため、表示装置１０の防塵性を確保することができる。

（第２の実施形態）
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２の実施形態である表示装置について説明する。図５は本発明の第２の実施形態である表示装置の縦断面図、図６は図５に示す表示装置の横断面図である。なお、上記第１の実施形態に対して重複又は相当する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、図５及び図６に示すように、リアカバー１９の外壁部２０にヒートシンク２２が設けられている。

ヒートシンク２２には、外壁部２０の外側で外気に露出するフィン２２ａ及び外壁部２０の内側で空間１９ｂに露出するフィン２２ｂが設けられている。

ファン１８の駆動により電気回路基板１７側の空間１９ａで暖められた空気がリアカバー１９の外壁部２０と内壁部２１との間の空間１９ｂに流れ込むと、該空気の熱がヒートシンク２２のフィン２２ａ及びフィン２２ｂを通して外気へ放熱される。これにより、空気層２１ｃの断熱効果と相まって更に冷却効率を上げることができる。

なお、ヒートシンク２２の材質を、アルミ、銅等の熱伝導率の高い材質を用いることで、より高い冷却効果を得ることができる。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
次に、図７及び図８を参照して、本発明の第３の実施形態である表示装置について説明する。図７は本発明の第３の実施形態である表示装置の縦断面図、図８は図７に示す表示装置の横断面図である。なお、上記第１の実施形態に対して重複又は相当する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、図７及び図８に示すように、上記第１の実施形態に対して、リアカバー１９の内壁部２１の板金２１ａと板金２１ｂとの配置を逆になっており、板金２１ｂが冷却側の空間１９ｂに面している。

板金２１ａは、電気回路基板１７側で常に高温の熱に曝されており、板金２１ａに熱伝達された熱は、板金２１ａの面に沿って水平方向（図８の左右方向）に広がって、板金２１ａに連続する外壁部２０との接合部へ伝達され、外壁部２０を通して外気へ放熱される。

また、電気回路基板１７上に高温の発熱源がある場合、その箇所に放熱シート２９を設置し、放熱シート２９を板金２１ａに接するようにする。

これにより、電気回路基板１７からの熱は放熱シート２９を通して板金２１ａへ伝達され、板金２１ａに伝達された熱は、面と水平方向（図８の左右方向）に広がって、外壁部２０との接合部へ伝達され、外壁部２０を通して外気へ放熱される。

なお、内壁部２１の内部の空気層２１ｃにより板金２１ａの熱は板金２１ｂに伝わりにくくなっているが、板金２１ａと板金２１ｂとの接合部に熱伝導率が低いシート等を介装することで、板金２１ａから板金２１ｂへ熱がさらに伝わりにくくすることも可能である。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（第４の実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第４の実施形態である表示装置について説明する。図９は、本発明の第４の実施形態である表示装置の横断面図である。なお、上記第１の実施形態に対して重複又は相当する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

電気回路基板１７に実装される部品の高さによっては、上記第１の実施形態のように、リアカバー１９全域で内壁部２１を２重構造にすることができない場合があるので、本実施形態では、リアカバー１９を、外壁部２０と２つの内壁部２１とにより構成している。

即ち、冷却側の空間１９ｂが横方向（図の左右方向）に互いに離間して２つ形成され、２つの内壁部２１の各ファン１８により電気回路基板１７側の高温の空気が２つの空間１９ｂに分かれて流れ込むようになっている。

なお、本実施形態では、リアカバー１９を、外壁部２０と２つの内壁部２１とにより構成しているが、リアカバー１９を、外壁部２０と３つ以上の内壁部２１とにより構成するようにしてもよい。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（第５の実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第５の実施形態である表示装置について説明する。
図１０は、本発明の第５の実施形態である表示装置の縦断面図である。なお、上記第１の実施形態に対して重複又は相当する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、リアカバー１９の内壁部２１の板金２１ａと板金２１ｂとの間に、空気層を形成するのではなく、断熱材３５を装填している。

断熱材３５は、例えば発泡スチロールやその他の熱伝導率の低い部材を用いており、これにより、内壁部２１の熱伝導率を低くして、電気回路基板１７側の高温の熱が冷却側の空間１９ｂに更に伝わりにくくなるようにしている。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（第６の実施形態）
次に、図１１及び図１２を参照して、本発明の第６の実施形態である表示装置について説明する。図１１は本発明の第６の実施形態である表示装置の縦断面図、図１２は図１１に示す表示装置の横断面図である。なお、上記第１の実施形態に対して重複又は相当する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、ファン１８に代えて、図１１及び図１２に示すように、水冷パイプ３９を用いている。

水冷パイプ３９は、リアカバー１９の内壁部２１の横方向（図１２の左右方向）の一部において、縦方向（図１１の上下方向）の全周域を取り囲むように設置されている。水冷パイプ３９の内部には、筐体１０ａ内の熱を放熱させる為に液体の冷媒が充填される。冷媒は、ポンプ４０によって内壁部２１の周囲を図１１の矢印に示すように時計回り方向に循環する。

水冷パイプ３９は、電気回路基板１７上に配置された複数のＩＣ４１に当接しており、ＩＣ１７で発生した熱は水冷パイプ３９へ伝達され、さらに水冷パイプ３９内の冷媒へ伝達される。

そして、水冷パイプ３９内の冷媒は、内壁部２１の電気回路基板１７側に沿って上昇して内壁部２１の上方に達すると、外壁部２０側に沿って下降し、該外壁部２０を通して放熱される。

水冷パイプ３９内を外壁部２０側に沿って下降した冷媒は、ポンプ４０により押し出され、再び電気回路基板１７側へ循環される。

このとき、内壁部２１の内部には、空気層２１ｃが設けられている為、水冷パイプ３９内を外壁部２０側に沿って下降する放熱側の冷媒に対して電気回路基板１７側の熱が伝わりにくくなっており、効率良く放熱させることができる。

なお、本実施形態では、ファン１８を省略しているが、ファン１８を設けて放熱効率を更に高めるようにしてもよく、また、図５及び図６に示すように、外壁部２０にヒートシンクを設ける等して表面積を拡大することで、放熱効率を更に高めるようにしてもよい。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明の第１の実施形態である表示装置の外観斜視図である。 図１に示す表示装置の分解斜視図である。 リアカバーの分解斜視図である。 図１に示す表示装置の縦断面図である。 本発明の第２の実施形態である表示装置の縦断面図である。 図５に示す表示装置の横断面図である。 本発明の第３の実施形態である表示装置の縦断面図である。 図７に示す表示装置の横断面図である。 本発明の第４の実施形態である表示装置の横断面図である。 本発明の第５の実施形態である表示装置の縦断面図である。 本発明の第６の実施形態である表示装置の縦断面図である。 図１１に示す表示装置の横断面図である。 従来の表示装置を説明するための縦断面図である。

符号の説明

１０ 表示装置
１０ａ 筐体
１１ 表示パネル
１２ ベゼル
１３ 前面板
１５，１６ 押え金具
１７ 電気回路基板
１８ ファン
１９ リアカバー
２０ 外壁部
２１ 内壁部
２１ａ 板金
２１ｂ 板金
２１ｃ 空気層
２２ ヒートシンク
２２ａ フィン
２２ｂ フィン
２９ 放熱シート
３５ 断熱材
３９ 水冷パイプ
４０ ポンプ
４１ ＩＣ

Claims (7)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルの背面側に配置され、装置内の空気を外気から遮断するリアカバーと、
   前記装置内の空気を循環させるためのファンと、
   前記表示パネルと前記リアカバーとの間に配置される電気回路基板と、を備え、
   前記リアカバーは、外壁部と、該外壁部と前記電気回路基板との間に配置される内壁部と、を有し、
   前記内壁部は、２つの板金で構成されて、前記２つの板金の間に断熱層が形成され、かつ前記２つの板金のうちの前記表示パネル側の板金が前記外壁部に接合されるとともに、前記表示パネル側の板金と前記電気回路基板の発熱源との間に、放熱部材が設けられ、
   前記ファンは、前記表示パネルと前記内壁部との間に形成される空間と、該内壁部と前記外壁部との間に形成される空間との間で空気を循環させることを特徴とする表示装置。
2. 前記２つの板金の接合部に、前記板金より熱伝導率が低い部材が介装されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記内壁部の内部に形成される密閉された空気層、又は前記内壁部の内部に装填された断熱材が、前記断熱層として機能することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記外壁部には、前記装置内の空気を外部へ流出させるための放熱穴が設けられていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記外壁部には、外気に露出するフィン及び該外壁部と前記内壁部との間の空間に露出するフィンを含むヒートシンクが設けられる、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記内壁部が、前記外壁部と前記表示パネルとの間に複数配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記装置内で冷媒を循環させるためのポンプを備え、
   前記ポンプは、前記内壁部の一部の周囲を取り囲むように配置されたパイプの内部に充填された冷媒を循環させ、
   前記パイプには、前記電気回路基板の発熱源が当接することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置。

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