JP2010020119A - 平面型表示機器 - Google Patents

Abstract

【課題】平面型表示機器の壁寄設置時における放熱効率を阻害することがなく、設置場所に関わらず最適な設置状態を可能にする。
【解決手段】表示部と、表示部を収容する筐体３と、筐体３を支持する支持部材と、を有する平面型表示機器において、筐体内に搭載された発熱体６の熱を放熱する冷却装置を搭載して、冷却装置は、筐体内の発熱体に熱的に接続されて設置される第１の遠赤外線授受部材５１と、筐体３の背面側における外部に熱的に接続されて設置される第２の遠赤外線授受部材５２との構成として、第１の遠赤外線授受部材５１の放射面と第２の遠赤外線授受部材５２の吸射面とを筐体３を挟んで対向させることにより第１の遠赤外線授受部材５１からの放射熱を第２の遠赤外線授受部材５２の両平面で放熱する。
【選択図】図２

Description

本発明は、平面型表示機器に係わり、最適な放熱と安定した設置状態を得るための構成に関する。

近年、情報の表示機器の需要は、地上波ディジタル放送への移行等を背景に平面型表示機器に大きくシフトしている。この平面型表示機器は、例えば、液晶表示パネルや、プラズマ表示パネルが使用されている。前者は、液晶素子に電圧を掛けて液晶分子の配列を変えることにより光を透過、あるいは遮蔽させて情報を表示するものであり、透過光としてのバックライト装置を有する。また、後者は、放電する素子をセル状に配置し、二枚のガラス基板を張り合わせて封止し、この放電素子を封止空間で放電させて、ガラス基板上の蛍光体を発光して情報を表示させるものである。

これらの平面型表示機器は、異なる表示方法の表示パネルであるが、ともに画面の大形化、高輝度化によって大きく発熱する状況にある。さらには、表示パネルの発熱だけでなく、表示機器を操作、制御する高性能な半導体デバイス等も発熱する状況にある。よって、高密度に実装されている各発熱体からの発熱による表示機器内の温度上昇に対して、特許文献１に記載されているように筐体内の空間に空気を通風して、上方に排気して機器外に放熱する等の対応が図られている。しかし、平面型表示機器の薄型化によって、筐体内の空間が狭小化され、十分な通風がなされ難い状況にある。

一方、平面型表示機器は、一般的に表示機器を設置する台の卓面上に載せて据付けられる（卓上設置）が、大形化している平面型表示機器を安定に設置するためには、卓面と当接する支持台の接触面積を大きくする必要がある。しかも、平面型表示機器は、年々、薄型化を促進しており、平面型表示機器の特徴を生かすために、設置台の卓面上においても従来の部屋の角隅置き状況から、極力壁面に寄せて平面壁に沿って設置（壁寄設置）される状況にある。

しかし、壁寄設置の場合には、支持台における表示パネルの後方に突出されている部分が邪魔になって壁寄の位置にも限界が生じている。また、壁寄できるように支持台を改善された場合においても、平面型表示機器の筐体の背面における空気の流れが悪くなり、機器内の発熱に対する放熱を阻害する状況にあり、薄型の表示パネルの特質を活かしきれない状態にある。この壁寄設置における問題に対応して、薄型表示機器の支持台が、卓上の中間部に設置する場合と、壁寄せ状態で設置する場合とにおいて形状を変更可能とした構造に関する技術が、例えば、特許文献２乃至４に記載されている。

また、壁寄設置においては、平面表示機器内の発熱を放熱するための筐体背面の空間が確保でき難いことから、壁を利用する冷却構造が、例えば、特許文献５に開示されている。

特開２００２−１６２９１０号公報 特開２０００−４７５９９号公報 特開２００７−３２２７５２号公報 特回２００１−３４１７９号公報 特開２００３−８６９７９号公報

上記した従来技術には、本発明における平面型表示機器の壁寄設置において、最適な設置状態を提供する上で解決しなければならない技術課題がある。

特許文献１に記載のディスプレイ装置は、筐体の頂部および底部に外部と連通する開口を設け、開口に連なる空気流通空間を形成しているため、ディスプレイ装置を壁際に設置したときにも、ディスプレイ内部の放熱効率を高めるとしている。しかし、特許文献１に記載の技術においては、空気通流空間を専用に設けることから、ディスプレイ装置の薄型を阻害することになる。また、空気への熱伝達と対流によって放熱することから、放熱効果を上げるためには強制通風などの対応が必要になる。

特許文献２に記載されている薄型表示装置は、スタンドのベース部にベース部底面と平行にスライドして出没可能な補助ベース板を設けている。補助ベース板を引き出すことで薄型表示装置の安定化が図れるとしている。しかし、特許文献２に記載の技術においては、薄型表示装置の転倒防止のためにおける補助ベース板による机への固定に関するものであり、平面型表示機器背面のコネクタへのケーブルの挿抜や、メンテナンス時の作業アクセス時の作業時に机ごと動かす必要があり、また、壁寄設置および卓上設置の随時の変更等への配慮がなされていない。また、放熱については何らの記載されていない。

特許文献３に記載されている表示装置は、スタンドを介して表示部を支持する支持台に回動可能に支持され卓面に当接する形状可変構造が設けられている。回動部は、少なくとも支持台前方側に直立に起立されることにより、壁掛設置が行えるとしている。また、支持台の可動部を卓面に当接される方向に付勢する機構を設けているので、壁掛設置と卓上設置の変更が容易になるとしている。しかし、特許文献３に記載の技術においては、壁掛設置時における放熱の配慮はなされていない。

特許文献４に記載されている表示装置は、床面と接する底面部が、可動しない第１の底面部と表示装置の背面方向に可動する第２の底面部を有するスタンドを設けている。壁際設置、壁から離れた床面設置のいずれの設置方法にも対応可能としている。しかし、特許文献４に記載の技術においても、特許文献２と同様に壁際設置時における放熱への対応はなされていない。

特許文献５に記載の電子機器は、Ａｌ合金のケーシングの全体又は一部の表面に黒色陽極酸化皮膜を形成した遠赤外放射材を形成し、遠赤外線の放射によってケーシング内を冷却する構造としている。しかし、特許文献５に記載の技術においては、遠赤外放射部材から放射された遠赤外線が壁に吸収されて熱に変換され、壁の広範囲に分散されるとしているが、壁材は、一般的に熱伝導率の小さい材質の傾向にあり、また逆に遠赤外線を吸収しやすい材質の傾向にあるため、電子機器の遠赤外放射部材の対向面が急速に加熱される懸念があり、この壁材によって冷却効果が左右されることになり、また、壁焼けとなる等の問題がある。また、壁寄配置でない場合には、冷却性能が大幅に変化する懸念がある。

上記課題を解決するために、本発明の平面型表示機器は、表示部と、表示部を収容する筐体と、筐体を支持する支持部材と、を有する平面型表示機器であって、筐体内に搭載された発熱体の熱を放熱する冷却装置を備えている。この冷却装置は、筐体内の発熱体に熱的に接続されて設置される第１の遠赤外線授受部材と、表示部の背面側における筐体の外部に熱的に接続されて設置される第２の遠赤外線授受部材とを有しており、第１の遠赤外線授受部材の放射面と第２の遠赤外線授受部材の吸射面とを筐体を挟んで対向させて配置することによって、第１の遠赤外線授受部材からの放射熱を第２の遠赤外線授受部材の両平面で放熱する構成としている。

さらには、支持部材は、筐体に一体的に固定して設置された第１の支持部材と、第１の支持部材に対して摺動自在に進退する第２の支持部材とを有している。第２の支持部材は、第１の支持部材への進退において第２の遠赤外線授受部材と熱的な接続の離合を行う構成とし、平面型表示機器を壁寄設置とする際に、第２の支持部材が第１の支持部材側への移動によって第２の遠赤外線授受部材と熱的に接続している。

さらには、第２の支持部材は、前記第１の支持部材に対し離間する方向に弾性的な付勢力を与えるように保持する付勢部材と、外部からの押圧力によって前記第２の遠赤外線授受部材を押圧する弾性押圧部材を有している。

上記構成による本発明によれば、卓上設置時おける平面型表示機器の安定な設置を図れるとともに、壁寄設置時における平面型表示機器の放熱効率を阻害することがなく、設置場所に関わらず最適な設置状態を可能にする平面型表示機器を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る平面型表示機器の一実施例の構成を模式的に示した概念斜視図である。図１は、支持部材４を部分的に分解して記載している。図１に示されるように、平面型表示機器１は、表示パネル（表示部）２と、表示部２や図示しない回路基板等を収容する筐体３と、筐体３を支持する支持部材４を有しており、支持部材４は、更に第１の支持部材４１と第２の支持部材４２とを有している。第１の支持部材４１は、筐体３に一体的に固定されている。第２の支持部材４２は、第１の支持部材４１に対して矢印（イ）方向への嵌合によって組付けられる。支持部材４の構造についての詳細は後述するが、第２の支持部材４２は、第１の支持部材４１に対し、塗潰し矢印方向に進退自在に摺動可能な構成としている。さらに、筐体３の内部には、冷却装置５を搭載している。

つぎに、この冷却装置５を搭載した平面型表示機器１および冷却装置５の詳細について図２乃至図４によって説明する。

図２は、本実施例に係る平面型表示機器の設置毎の状態を示した断面図である。

図２の（１）は、平面型表示機器を壁から離した位置で卓上設置されている状態を示し、図２の（２）は、平面型表示機器を壁寄せして設置されている状態を示している。図２の（１）、（２）において示されるように、冷却装置５は、筐体３内で発熱体６に熱的に接続された第１の遠赤外線授受部材５１と、筐体３の背面側の外部平面と熱的に接続して設置された第２の遠赤外線授受部材５２とを有している。すなわち、第１の遠赤外線授受部材５１と第２の遠赤外線授受部材５２とは、筐体３を挟んで対向して配置されている。

ここで、平面型表示機器１の発熱体６の一部は、プラズマディスプレイ機器においてはプラズマディスプレイパネル自身の表示部２であり、液晶表示機器においてはバックライト装置を含む表示部２となる。また、冷却対象の発熱体６は、各表示パネルを制御する例えばＣＰＵや画像処理ＩＣ等の半導体デバイスを載置した回路基板であっても、回路基板を含む表示部２であってもよい。前述したように、表示部２、あるいは回路基板である発熱体６には、第１の遠赤外線授受部材５１を熱的に接続している。第１の遠赤外線授受部材５１を挟んで発熱体６の反対側には、平面型表示機器１の薄型化のために極力狭小化された空間を設定する筐体３が配置されている。筐体３の背面側の外部平面において遠赤外線授受部材５１と対向する位置には、第２の遠赤外線授受部材５２が筐体３と熱的に接続して設置されている。

一方、平面表示機器１の筐体３を支持する支持部材４は、筐体３に一体的に構成されている第１の支持部材４１と、第１の支持部材４１に対して、平面型表示機器１の設置状態において進退自在となす第２の支持部材４２とで構成されている。

ここで、第２の支持部材４２は、弾性的な付勢力を有する付勢部材７によって、矢印（ロ）方向に偏寄して保持されている。すなわち、壁より離れた机上設置状態における平面型表示機器１の第２の支持部材４２は、平面型表示機器１を安定に支持されるに十分な長さ（Ｌ）を設定するように保持されている。よって、第２の遠赤外線授受部材５２と第２の支持部材４２との間は、所定の距離を有して空気を通風するに十分な空間を形成している。

また、壁寄設置状態における平面型表示機器１の第２の支持部材４２は、壁面によって付勢部材７の付勢力に抗して矢印（イ）方向に押圧され、第１の支持部材４１内に進入して、壁面に寄添う状態に保持される。この際、第２の支持部材４２の背面には、壁面に当接して弾性変形をする弾性押圧部材８を設けている。この弾性押圧部材８の弾性的な付勢力によって、第２の支持部材４２の平面４２１と第２の遠赤外線授受部材５２とが熱的に接続する構成としている。

上記のような構成によって、例えば、図２の（２）の壁寄状態に設置されている平面型表示機器１の背面のコネクタにケーブルの挿抜等を行うために平面型表示機器１を設置している机上面で壁から離した場合においても、第２の支持部材４２が、付勢部材７の付勢力によって自動的に伸張されて、平面型表示機器１の安定支持を保つことができる。この動作を容易に行うためには、第２の支持部材４２の机上面との当接部４２２には、例えば回転コロ（詳細を図示しない）などによる低摩擦部材が付設されていることが好ましい。

つぎに、冷却装置５について説明する。

図３は、本実施例に係る遠赤外線授受部材による冷却装置の構成を概念的に示す分解斜視図である。図４は、本実施形態の表示装置の構成における熱の移送状態を説明する概念図である。

図３に示すように、第１の遠赤外線授受部材５１および第２の遠赤外線授受部材５２は、それぞれ、熱が加わると遠赤外線を放射する例えばセラミックを主体にした熱放射層５１１、および５２１を有するものである。

筐体３内部の発熱体６と熱的に接続して付設される第１の遠赤外線授受部材５１は、熱放射層５１１と、熱伝導性のよいアルミニウウムやカーボングラファイトシート等による熱伝導層５１２とを有し、さらに発熱体６と熱伝導層５１２との微小接触を回避する（すなわち両者の面的な接触を）に好都合な接着層５１３とを有する積層構造としている。すなわち、発熱体６と熱伝導層５１２とを、接着層５１３を介して熱的な接続を行っている。

第１の遠赤外線授受部材５１の熱放射層５１１と筐体３の背面３１との間には、わずかな（例えば１ｍｍ前後）空間が形成されている。そして、筐体３の背面３１の外平面には、第２の遠赤外線授受部材５２が取り付けられている。第２の遠赤外線授受部材５２は、筐体３との微小接触を回避（すなわち両者の面的な接触を）するに好都合な接着層５２３を有する構造としている。すなわち、筐体３の背面３１と熱放射層５２１とを、接着層５２３を介して熱的な接続を行っている。

ここで、筐体３は、発熱体３の熱を放熱するために熱伝導性のよいアルミニウム材などの金属材料で構成されることが好ましい。また、筐体３には、第１の遠赤外線授受部材５１から放射される電磁波を第２の遠赤外線授受部材５２に向けて放射するために電磁波を通過させる複数の開口部３２が形成されている。

次に、第１の遠赤外線授受部材５１および第２の遠赤外線授受部材５２の熱放射層５１１および５１２について説明する。遠赤外線（電磁波）を放射し易い物質は、電磁波を吸収し易く、樹脂や鉱物は放射率が大きく、金属類は放射率が小さい特徴を有している。発熱体６に熱的に接続された遠赤外線授受部材５１は、発熱体６の発熱を熱伝導層５１２により受熱した熱によって、熱放射層５１１で遠赤外線の電磁波に変換し、発熱体の熱エネルギーを放出する。

この単位面積あたりの放射エネルギーは下記の数１で示される。
（数１）Ｅ＝σ・Ｔ⁴
（σ＝５．６６９７×１０^-8)
Ｅ（放射エネルギー） ：〔Ｗ／ｍ²〕
σ（ステファン：ボルツマン定数）：〔Ｗｍ^-2Ｋ^-4〕
Ｔ（絶対温度） ：〔Ｋ〕
一般的な通風等によって空気への熱伝達よる放熱が、発熱体６の温度と空気の温度との差に比例する熱移送量であるのに対して、遠赤外線の放射による放射エネルギーは、数１に示されるように、発熱体６側の遠赤外線授受部材５１の温度と放熱側の遠赤外線授受部材５２の温度との差の４乗に比例して放熱される。よって、放射側と吸射側との間における若干の温度差においても多くの熱を第１の遠赤外線授受部材５１から第２の遠赤外線授受部材５２に移送することが出来、発熱体６の温度低下が図れ、冷却装置５の冷却性能を向上することができることを示している。

この発熱体６による熱によって遠赤外線授受部材５１から放射された遠赤外線は、遠赤外線授受部材５２において受熱される。遠赤外線の放射エネルギーは、数１００μｍの深さにおいてほとんど吸収されて熱エネルギーとして変換されることになる。すなわち、遠赤外線授受部材５２で吸射した遠赤外線は、受熱の反対面に透過されることはほとんど無く、遠赤外線授受部材５２の背面に配置されている壁面に放射されることが無いため、遠赤外線授受部材５２が受けた熱による壁焼けの懸念はないものである。

また、遠赤外線授受部材５１から放射された遠赤外線のうち、筐体３に照射された遠赤外線は、筐体３が遠赤外線を吸収し難い金属材料の場合は、反射されることになる。

この反射された熱が、再度、第１の遠赤外線授受部材５１によって吸収されても支障が無いが、熱移送の効率を上げるには、筐体３においても電磁波を吸収する方が好ましい。このために筐体３の内側の遠赤外線授受部材５１と対向する平面には、吸収し易い黒色塗料などを施すことが、より好ましいと言える。

遠赤外線を放射しやすい物質は、遠赤外線を吸収しやすいため、第１の遠赤外線部材５１と第２の遠赤外線部材５２とは、同一のセラミックを主体に構成してもよい。

一部繰り返しの説明となるが、図４を参照にして熱移送の状態を説明する。発熱体６の熱は、（ａ）第１の遠赤外線授受部材５１の熱伝導層５１２に熱伝達され、（ｂ）熱伝導層５１２における熱伝導により熱拡散した後、熱伝達によって熱放射層５１１に熱移送される。（ｃ）熱放射層５１１は熱によって電磁波エネルギーとして変換されて放射され、（ｄ）第２の遠赤外線授受部材５２において吸射され、第２の遠赤外線授受部材５２の内部で熱エネルギーに変換される。

ここで、第２の遠赤外線授受部材５２は、変換された熱エネルギーによって温度上昇することになる。しかしながら、遠赤外線授受部材５２は、熱伝導性の良い材質で形成された筐体３と熱的に接続させているので、遠赤外線授受部材５２において変換された熱は、（ｅ）筐体３の平面３１との熱的な接続によって、筐体３に熱伝達され、（ｆ）筐体３の熱伝導性によって筐体３の他の部分、あるいは筐体３と一体的に接続されて構成されている第１の支持部材４１等に熱拡散される。（ｇ）熱拡散された筐体３あるいは第１の支持部材４１等の各表面部分において外部空気中へ熱伝達して放熱されることになる。すなわち、発熱体の熱を筐体３内部より効率よく移送して、筐体３の外部の広い領域の低温度領域に熱伝導することによって空気中に放熱することができる。よって、本実施例によれば、筐体３の内部の空間内で通風する空気に熱伝達して、自然対流や強制通風などによって熱移送する従来方法よりも冷却性能を向上できるとともに、通風する空間を確保する必要が無いことから平面型表示機器１の薄型が図れるものである。

遠赤外線授受部材５２において吸射される電磁波は、遠赤外線授受部材５２の吸射平面表面部（数１００μｍ）において熱エネルギーに変換されることから、吸射平面側で熱的に接続している筐体３に熱伝達され冷却されるが、発熱体６の発熱量によっては、温度上昇の一部が遠赤外線授受部材５２に残留し、遠赤外線の深部が温度上昇をする場合も想定される。このような発熱状態においては、卓上設置状態における平面型表示装置１の場合には、遠赤外線授受部材５２の筐体３側の反対平面において、第２の支持部材４２との間に空間が設けられているため、外部の空気との接触によって（ｈ）外気に熱伝達し放熱されることになる。一方、壁寄設置状態の場合には、遠赤外線授受部材５２と第２の支持部材４２が熱的に接続されるので、遠赤外線授受部材５２の熱は、（ｉ）第２の支持部材４２に熱伝達され、（ｊ）第２の支持部材４２に熱拡散され、第２の支持部材が外気との接触により、（ｋ）外気に熱伝達して放熱される。すなわち第２の支持部材４２が放熱のためのヒートシンクとして作用することになる。よって、第２の支持部材４２は、放熱のために熱伝導性の良いアルミニウム材などで構成されることが好ましい。

すなわち、遠赤外線授受部材５２の両平面において、筐体３や第２の支持部材４２を外部の放熱部材と熱的に接続させることによって冷却作用をおこうことから、筐体全体を放熱部材として利用する構成となり、薄型の平面型表示機器１における実装密度の増加した発熱体６に対し効率の良い放熱を実現できるものである。加えるに、平面型表示機器を壁寄設置した場合において、第２の遠赤外線授受部材５２の背面における空間を取り難い場合においても、第２の遠赤外線部材５２に第２の支持部材４２を熱的に接続することで、放熱作用の低下を回避させることが可能としている。

この第２の遠赤外線授受部材５２における放熱作用を、進退自在な支持部材の移動により行うことによるために、壁より離れた机上設置と、平面型表示機器の特徴を生かすべく壁寄設置の場合においても、安定な保持と放熱を実現することができるという大きな特徴を実現されるものである。

本発明に係る平面型表示機器の一実施例の構成示した斜視図。 本実施例に係る平面型表示機器の設置の様子を示した図。 本実施例に係る遠赤外線授受部材による冷却装置の構成を示す分解斜視図 本実施形態の表示装置の構成における熱の移送状態を説明する図

符号の説明

１…平面型表示機器、 ２…表示部、 ３…筐体、
４…支持部材、 ４１…第１の支持部材、 ４２…第２の支持部材
５…冷却装置、 ５１…第１の遠赤外線授受部材、
５２…第２の遠赤外線授受部材、 ６…発熱体、 ７…付勢部材、
８…弾性押圧部材

Claims (3)

1. 表示部と、前記表示部を収容する筐体と、前記筐体を支持する支持部材と、を有する平面型表示機器において、
   前記筐体内に搭載された発熱体の熱を放熱する冷却装置を備え、
   前記冷却装置は、前記筐体内の前記発熱体に熱的に接続される第１の遠赤外線授受部材と、前記筐体の背面側において外部に熱的に接続される第２の遠赤外線授受部材とを有し、
   前記第１の遠赤外線授受部材の放射面と前記第２の遠赤外線授受部材の吸射面とを前記筐体を挟んで対向させて配置し、前記第１の遠赤外線授受部材からの放射熱を前記第２の遠赤外線授受部材の両平面で放熱する構成とした
   ことを特徴とした平面型表示機器。
2. 請求項１に記載の平面型表示機器において、
   前記支持部材は、前記筐体に一体的に固定して設置された第１の支持部材と、前記第１の支持部材に対して摺動自在に進退する第２の支持部材を有し、
   前記第２の支持部材は、前記第１の支持部材への進退において前記第２の遠赤外線授受部材との熱的な接続の離合を行い、前記平面型表示機器を壁寄設置とする際に、前記第２の支持部材が前記第１の支持部材側への移動によって前記第２の遠赤外線授受部材と熱的に接続する
   ことを特徴とする平面型表示機器。
3. 請求項１乃至２のいずれかに記載の平面型表示機器において、
   前記第２の支持部材は、前記第１の支持部材に対し離間する方向に弾性的な付勢力を与えるように保持する付勢部材と、外部からの押圧力によって前記第２の遠赤外線授受部材を押圧する弾性押圧部材を有している
   ことを特徴とする平面型表示機器。

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