JP2008096916A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平板状ディスプレイを有し、優れた放熱効果をもつ表示装置を提供する。
【解決手段】平板状ディスプレイを収納する表示ユニットと、前記平板状ディスプレイを駆動するための電源回路を含む平板状回路ユニットとを備える。表示ユニットと平板状回路ユニットの間に空気流通路を形成するように表示ユニットと平板状回路ユニットを平行に配置する。表示ユニットおよび回路ユニットはほぼ密閉構造のケースに収納される。
【選択図】図２

Description

本発明は、平板状のディスプレイを有する表示装置に関し、特に優れた放熱効果を有する表示装置に関する。

液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイのような薄型の平板状ディスプレイが普及し、ますます大型化している。この平板状ディスプレイは発熱部品を冷却するために、空気流通路を形成している。
表示装置が家庭に設置される場合は、放熱対流とともに、いわゆるハウスダストが表示装置内部に入り込み、回路部品の放熱効果を妨げる場合がある。また表示装置が公共施設に設置され、案内板、掲示板として使用される場合、表示装置の近辺は人や物の移動が多く、また環境が悪い場所では塵埃とともに、砂、小石、雨、水滴、水蒸気なども侵入する。

電子機器の筺体内部を熱的に仕切り,放熱を良好にする構造が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１は、筺体のフロントフレームに実装される光学系、撮像管または固体撮像素子及び周辺回路などと、筺体内部に実装される電気回路ユニットと、筺体背面部に実装される電源ユニット等の発熱実装部品とを、筺体内部で独立して仕切った構造を備えるビデオカメラである。この特許文献１のビデオカメラは、それぞれの仕切りごとに筺体底面または側面に設けた空気穴から筺体天井面に設けた空気穴に通じる自然対流熱伝達路を形成する。
実開平４−６４８７７号公報

上記特許文献１は、ユニットごとに筺体内部で熱的に仕切るので、自然対流熱伝達路がユニットごとに形成され、各ユニットに対応した放熱が行われる。
しかしながら、ユニットごとに仕切り、ユニットごとに内部に自然対流が形成されるので、自然対流とともに塵埃がユニット内に侵入する。
本発明は、平板状ディスプレイを有し、優れた放熱効果をもつ表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、上記課題を解決するため、平板状ディスプレイを収納する表示ユニットと、前記平板状ディスプレイを駆動するための電源回路を含み、前記表示ユニットとの間に空気流通路を形成するように前記表示ユニットと平行に配置した回路ユニットとを備える。ここで、前記表示ユニットおよび回路ユニットはほぼ密閉構造のケースよりなることが好ましい。

また、前記空気流通路に、前記表示ユニットおよび回路ユニットに接するように放熱ユニットを配置することが好ましい。この場合に、前記放熱ユニットは、前記表示ユニットと回路ユニットを平行に配置するボスに固定するとよい。
また、前記表示ユニットはインバータ回路を収納し、前記回路ユニットは前記インバータ回路と対向しない位置に電源回路を収納するとよい。
また、前記表示ユニットと前記回路ユニットは、両ユニット間に配置したブッシュの中を通した接続配線により接続することが好ましい。前記ブッシュは弾性材により構成するとよい。

本発明によれば、表示ユニットと回路ユニットの間を通る空気によって優れた放熱効果を得ることができる。また表示ユニットおよび回路ユニットはほぼ密閉構造にケースにすることにより、塵埃、砂、小石、雨、水滴、水蒸気などの侵入を防止することができる。

図１は、本発明の実施形態の概略構成図である。
図１に示すように、本発明の表示装置は、表示ユニット１０と、回路ユニット２０と、両ユニットを結合するボス３０と、両ユニット間の電気接続線を通すブッシュ４０とからなる。
より詳細な構造を図２により説明する。表示ユニット１０は、液晶ディスプレイまたはプラズマディスプレイのように平板状ディスプレイ１１を収納する。平板状のディスプレイは、例えば家庭用の場合は、１４型〜６０型である。また公共施設に設置される表示装置の場合は、２０型〜６５型であり、複数のディスプレイを繋ぎ合わせて更に大型画面を形成する場合がある。図示しないが、液晶ディスプレイの場合は液晶パネル、バックライトおよび液晶ドライバーが一体的構造に構成される。プラズマディスプレイの場合は、プラズマパネルとプラズマドライバーが一体的構造に構成される。

表示ユニット１０はこのほかに、表示基板１２とインバータ回路１３を備える。インバータ回路１３は発熱部品を含むので、表示ユニット１０の周辺部に配置される。表示基板１２は高い発熱部品を含まないとともに、回路ユニット２０と信号の交換が容易なように、表示ユニット１０のほぼ中央部で、ブッシュ４０の近傍に配置される。ここでは表示基板１２とインバータ回路１３を示したが、インバータ回路１３は発熱部品を含む回路として代表的に示したものであり、また表示基板１２は高い発熱部品を含まない回路として代表的に示したものである。表示ユニット１０の構成によっては、表示基板１２またはインバータ回路１３が１つになっている場合もあるし、表示基板１２およびインバータ回路１３とともにその他の回路を有する場合もある。

表示ユニット１０は以上のような部品を収納し、アルミニュウム板や鉄板、銅板、ステンレス板のように放熱性の高い材質によりほぼ密閉構造のケース１４に形成される。ほぼ密閉構造とは、日常生活程度の防水構造が好ましいが、多少の空気の流通があってもかまわないことを意味している。このように表示ユニット１０はケース１４に収納される構造であるので、表示ユニット１０の表面積を大きくして、放熱を良好にする。またほぼ密閉構造のケースであるので、塵埃、砂、小石、雨、水滴、水蒸気などの侵入を防止することができる。
ケース１４は、図２に示すように平板状ディスプレイがある表示面側は平面に形成され、背面側は周辺部が土手のように高く形成され、中央部がへこんだ形状に形成される。へこんだ部分の大きさは、図２に示すように、回路ユニット２０より数ｃｍ大きく形成される。このようにケース１４の周辺部を高く形成して、その周辺部にインバータ回路１３を配置するので、インバータ回路１３の放熱を効果的にする。

回路ユニット２０は、主として電源回路２１と制御基板２２を収納する。しかし、表示ユニット１０と回路ユニット２０の大きさ、配置などにより、電源回路２１の一部、制御基板２２の一部が表示ユニット１０に収納されてもよい。逆に、表示ユニット１０の表示基板１２、インバータ回路１３の一部を回路ユニット２０に収納してもよい。回路ユニット２０は表示ユニット１０の表示基板１２と接続する接続線２４および回路ユニット２０の内部に配線された接続線２５を有する。
電源回路２１は、ＡＣ／ＤＣ変換インバータや例えばトランス、コンデンサのような発熱部品を含み、また制御基板２２は例えばＣＰＵ、ドライバー、インターフェースのような部品を含む。ＣＰＵは高熱を発生する場合がある。ここでは回路ユニット２０は電源回路２１と制御基板２２を示すが、１つの基板に搭載される場合もある。また、このほかに表示装置を駆動するために必要な部品を搭載した基板を備える場合もある。

この実施形態では、表示ユニット１０のインバータ回路１３と、回路ユニット２０の電源回路２１は互いに対向しないように配置している。これにより、発熱部品を集中配置させないので、放熱効果を高くすることができる。この実施形態では、インバータ回路１３と電源回路２１が表示装置の幅方向で対向しないように配置しているが、高さ方向で対向しないように配置してもよい。
回路ユニット２０は以上のような部品を収納し、アルミニュウム板や鉄板、銅板、ステンレス板のように放熱性の高い材質によりほぼ密閉構造のケース２３に形成される。ほぼ密閉構造とは、日常生活程度の防水構造が好ましいが、多少の空気の流通があってもかまわないことを意味している。このように回路ユニット２０はケース２３に収納される構造であるので、回路ユニット２０の表面積を大きくして、放熱を良好にする。またほぼ密閉構造のケースであるので、塵埃、砂、小石、雨、水滴、水蒸気などの侵入を防止することができる。

表示ユニット１０と回路ユニット２０の間は、空気が流通する程度、例えば数ｃｍ〜１０数ｃｍの間隔を開けて取り付けられる。この間隔は表示ユニット１０および回路ユニット２０の発熱量、設置場所の大きさ、空気の流通量などによって決定される。そのため、表示ユニット１０と回路ユニット２０は、ボス３０によって間隔を開けるようにして、取り付けられる。ボス３０はこの実施形態では四角形の回路ユニット２０の四隅に配置される。ボス３０は表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を確保すると共に両者を結合するものであり、例えばネジやボルトにより固定する。また、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を保つためにスペーサを挟むようにしてもよい。

表示ユニット１０と回路ユニット２０の平面上のほぼ中央部にブッシュ４０が配置され、表示ユニット１０と回路ユニット２０を電気接続する接続線２４が通される。接続線２４は、例えばポリイミドのようなフレキシブル基板にプリント配線を施した接続線が使用され、一方の端部は半田付けされ、他方はコネクタにより接続するとよい。または電線やケーブルであってもよい。
ブッシュ４０はゴムのような弾性体よりなり、内部に接続線、電線またはケーブルを通す切込みを形成し、接続線、電線またはケーブルを通した後は、弾性によって接続線、電線またはケーブル密着するようにするとよい。このようにブッシュ４０が接続線、電線またはケーブルに密着するようにすると、表示ユニット１０と回路ユニット２０を交流する空気をなくし、表示ユニット１０と回路ユニット２０の独立気密性を高めることができる。また外部との交流をなくし、塵埃が侵入するのを防止する。勿論、このように高い気密性を必要としない場合は、ブッシュ４０はプラスチック材料等を使用して、接続線を通す大きい穴を形成すればよい。

本発明の表示装置は、別の実施形態では、放熱ユニット５０を取り付ける点を特徴とする。その他は上記実施形態と同様であるので、ここでは放熱ユニット５０について説明する。
図３に示すように、放熱ユニット５０は、ほぼコの字型に形成され、橋渡し部分５１にシロッコファン５２が収納され、両脚部分５３ａ、５３ｂに空気流通路５４ａ、５４ｂが形成される。脚部分５３ａにシロッコファン５２のモータ５５が配置される。この放熱ユニット５０はほぼ平板型に形成され、表示ユニット１０と回路ユニット２０に密着させる。そのため表示ユニット１０と回路ユニット２０が相対向する面は平滑な平面に形成するのが望ましい。空気流通路５４ａ、５４ｂは下端に開口を有し、橋渡し部分５１の上方に開口を有する。従って、空気流通路５４ａ、５４ｂの開口を下向きに配置し、橋渡し部分５１の開口を上向きに配置することにより、空気流通路５４ａ、５４ｂの下端から、シロッコファン５２を通り、橋渡し部分５１の上方へ空気を流通させることができる。
このように、表示ユニット１０と回路ユニット２０が放熱ユニット５０に密着することにより放熱効果を高くすることができる。

図４は、放熱ユニット５０に給電するため、放熱ユニット５０の両端に備えた鉤状の端子部５６ａ、５６ｂを示す。この端子部５６ａ、５６ｂは銅など導電性材料よりなり、モータ５５と接続される。端子部５６ａ、５６ｂに対向して配置されたボス３０ａ、３０ｂは、回路ユニット２０の放熱ファン駆動電源に接続される。そして、表示ユニット１０、回路ユニット２０、放熱ユニット５０を組み立てるとき、ボス３０ａ、３０ｂが端子部５６ａ、５６ｂに接触するようにして、組立て固定する。ボス３０ａ、３０ｂと端子部５６ａ、５６ｂの電気接触を確実にするため端子部５６ａ、５６ｂをリング状に形成し、ボス３０ａ、３０ｂにワッシャをはめるとよい。
放熱ユニット５０のモータ５４への給電は、図４に示すようにボス３０ａ、３０ｂを使用するほかに、接続線を使用してもかまわない。

本発明のさらに別の実施形態は、表示ユニット１０と回路ユニット２０が必要に応じて、間隔を開けて配置したり、間隔を閉じて配置したりすることができる点を特徴とする。その他は上記実施形態と同様であるので、ここでは表示ユニット１０と回路ユニット２０の取り付け構造について説明する。
図５は表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を閉じて取り付けた場合を示す。
図６は表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を開けて取り付けた場合を示す。
図７は間隔を閉じた場合の断面図、図８は間隔を開けた場合の断面図を示す。
表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔Ｓは、例えば数ｃｍ〜１０数ｃｍの間隔を開けて取り付けられる。この間隔Ｓは表示ユニット１０および回路ユニット２０の発熱量、設置場所の大きさ、空気の流通量などによって決定する。

図９は、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔Ｓを閉じて取り付けたり、開けて取り付けたりするためのボス３１を示す。ボス３１は、例えば２軸構造になっており、図９（ａ）のように、中軸３１ａを外軸３１ｂに収めたとき、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔Ｓを閉じて取り付けることができる。図９（ｂ）のように、中軸３１ａを外軸３１ｂから出したとき、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔Ｓを開けて取り付けることができる。表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔Ｓは、中軸３１ａを外軸３１ｂから出る長さによって決めることができる。図９において、２０は回路ユニット２０のケース２３が表示ユニット１０と対向する側の面板を示す。
表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を開けて配置した場合は、両者の間に放熱ユニット５０を配置するとよい。

本発明のさらに他の実施形態は、上記実施形態のように表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を開けて配置したり、間隔を閉じて配置したりするどちらの場合にも更に放熱効果を高くすることができる構造に特徴を有する。
図１０は表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を閉じて配置した場合を示し、回路ユニット２０内の回路モジュール２６が回路ユニット２０のケース２３の外表面に取り付けた放熱板２７に接近または接触する構成である。回路モジュール２６は、例えば電源回路２１に使用されるトランスやコンデンサなどを含み、一体化された部品またはトランスやコンデンサなどの総称である。放熱板２７は、例えばアルミニュウムや銅など放熱性の高い材質よりなり、回路ユニット２０のケース２３の外表面に密着するように取り付ける。放熱板２７はケース２３がアルミニュウムや銅など放熱性の高い材質よりなる場合は、兼用することができる。

図１１は、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を開けて配置した場合を示し、回路ユニット２０内の回路モジュール２６が回路ユニット２０の内表面に取り付けた放熱板２８に接近または接触する構成である。したがって、回路モジュール２６の熱は放熱板２８により、効果的に放熱される。
表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を開けて配置した場合は、両者の間に放熱ユニット５０を配置すると、さらに放熱効果を高くすることができる。

このように、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を閉じて配置した場合は、ケース２３の外表面に接近または接触させ、開けて配置した場合は、ケース２３の内表面に接近または接触させて、放熱効果を高くすることができる。
表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を閉じて配置した場合は、例えば表示装置を取り付ける壁面が金属性など放熱効果の高いときに有効であり、表示装置の取付壁面を利用して放熱することができる。
また表示ユニット１０と回路ユニット２０の間隔を開けて配置した場合は、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間に空気を流通させて放熱する場合に有効である。

また本発明の表示装置は、表示ユニット１０を縦型表示または横型表示のように、表示ユニット１０を同一平面内で回転させることができる点に特徴を有する。その他は上記実施形態と同様であるので、ここでは表示ユニット１０と回路ユニット２０の回転取付構造について説明する。
図１２（ａ）は、放熱板を取り外した状態の横型表示を示し、図１２（ｂ）は放熱板を取り外した状態の縦型表示を示す。図中、３２はVESA規格に準拠したマウントを示し、表示ユニット１０のケース１４に取り付けられ、回路ユニット２０を貫通するように、所定の間隔で２列に配置したボスである。
図１３（ａ）は、放熱板２９を取り付けた状態の横型表示を示し、図１３（ｂ）は放熱板２９を取り付けた状態の縦型表示を示す。

図１２および図１３に示すように、表示ユニット１０を縦型表示または横型表示のどちらに配置した場合でも回路ユニット２０の方向は変化せず、表示ユニット１０のみが縦型表示または横型表示に変化する。また上記実施形態で説明したように、表示ユニット１０を縦型表示または横型表示にした場合に、表示ユニット１０と回路ユニット２０の間に間隔を開けたり、または閉じたりして取り付けることができる。間隔を開けた場合は、両者の間に放熱ユニット５０を配置するとよい。
従って、電源回路２１および制御回路２２は非常に多くの部品を搭載し、発熱部品の放熱効果が高くなるように配置しているが、この方向を変化させないので、表示ユニット１０を縦型表示または横型表示に変えたときも回路ユニット２０の放熱効果は変化せず、高い放熱効果を保つ。例えば、図１３（ａ）と図１３（ｂ）に示すように、自然対流が生じやすいように放熱板２９に形成した縦方向の放熱溝３５が縦型表示の場合も、横型表示の場合も変化しない。

図１４は、縦型表示から横型表示または横型表示から縦型表へ切換える場合の組立て工程を示す。図１４（ａ）は、表示ユニット１０に取り付けたボス３０からネジ３３を外した状態を示す。図１４（ｂ）は、回路ユニット２０をボス３０から外して、表示ユニット１０と分離した状態を示す。次に表示ユニット１０を９０度右または左回転させて、回路ユニット２０をボス３０に嵌め、ネジ３３をねじ込み、組立てを完了する。

図１５はブッシュ４１、４２を示し、表示ユニット１０を縦型表示または横型表示に回転して取り付けられるように、構成される。
図１５（ａ）は、円形のブッシュ４１を示す。ブッシュ４１が円形である場合、表示ユニット１０と回路ユニット２０は９０度以外に任意の角度で取り付けることが可能である。ブッシュ４０はゴムのような弾性材料よりなり、接続線を通すため切込みを形成する。切込みは接続線の断面積より少し小さく形成され、切込みに接続線を通すと、弾性材料が接続線に密着して、隙間をなくす。これにより、表示ユニット１０と回路ユニット２０の空気流通をなくし、表示ユニット１０と回路ユニット２０のそれぞれの独立性を高める。あるいは、このように独立性を高くする必要がない場合は、ブッシュ４０に接続線の断面積より大きい穴をあけ、この穴に接続線を通してもかまわない。

図１５（ｂ）は、２つの四角形のブッシュ４２を示し、小径のブッシュ４２ａは大径のブッシュ４２ｂの内側に嵌まる構造になっている。ブッシュ４２ａは表示ユニット１０に取り付けられ、他方のブッシュ４２ｂは回路ユニット２０に取り付けられる。従って、接続線をブッシュ４２ａと４２ｂの中を通し、表示ユニット１０を縦型表示または横型表示に回転させ、ブッシュ４２ａと４２ｂを嵌め合わせて、ボス３０を固定する。

表示装置の外観図である。 表示装置の断面図である。 表示装置の他の実施形態の外観図である。 放熱ユニットの一部拡大図である。 表示装置の一使用状態を説明する外観図である。 表示装置の他の使用状態を説明する外観図である。 表示装置の一使用状態の断面図である。 表示装置の他の使用状態の断面図である。 ボスを示す図である。 表示装置の一使用状態の断面図である。 表示装置の他の使用状態の断面図である。 縦型表示と横型表示を示す外観図である。 縦型表示と横型表示を示す外観図である。 表示ユニットと回路ユニットの組立てを説明する図である。 ブッシュを示す図である。

符号の説明

１０ 表示ユニット
２０ 回路ユニット
３０ ボス
４０ ブッシュ
５０ 放熱ユニット
１１ ディスプレイ
１２ 表示基板
１３ インバータ回路
１４ ケース
２１ 電源回路
２２ 制御基板
２３ ケース
２４ 接続線
２６ 回路モジュール
３２ マウント
３６ 接続端子
５２ ファン

Claims (6)

1. 平板状ディスプレイを収納する表示ユニットと、
   前記平板状ディスプレイを駆動するための電源回路を含み、前記表示ユニットとの間に空気流通路を形成するよう前記表示ユニットと平行に配置した回路ユニットと
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記表示ユニットおよび回路ユニットは、ほぼ密閉構造のケースを備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記空気流通路に、前記表示ユニットおよび回路ユニットに接するように放熱ユニットを配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記放熱ユニットは、前記表示ユニットと回路ユニットを平行に配置するボスに固定することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記表示ユニットはインバータ回路を収納し、前記回路ユニットは前記インバータ回路と対向しない位置に電源回路を収納することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記表示ユニットと前記回路ユニットは、両ユニット間に配置したブッシュの中を通した接続配線により接続することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。