JP2010091715A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型表示装置の放熱効率を高め、機器の内部温度を下げると同時に、ユーザーが可触する部分でのヒートスポットを解消することを目的としている。本発明により上記課題を解決し安全で信頼性の高い薄型表示装置を提供する。
【解決手段】表示パネルと、表示パネルを取り付けた金属シャーシと、金属シャーシの表示パネルと反対側の面にボスを介して配置された回路基板と、金属シャーシ及び回路基板から発せられる熱を冷却する冷却ファンと、金属シャーシと回路基板を接続するオフセットフィンとを備え、回路基板が発した熱を温度の低い金属シャーシに熱伝導することで、ＰＤＰパネル上のヒートスポットの解消が可能であり、ユーザーがＰＤＰパネルや後面筐体に触ったときの高温によるやけどの危険性や不安感を取り除くことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は薄型表示装置に関するものであり、特にプラズマディスプレイテレビに関するものである。

最近の表示装置、特にプラズマディスプレイテレビは機器の薄型化・小型化、実装密度の向上、チューナー部内蔵化により筐体内温度は上昇する一方であり、放熱を適切に行なわないと各部品の品質確保は困難な状況にある。従来のプラズマディスプレイテレビにおいては、熱対策として、ファン空冷による熱気の筐体外への排出で各種部品の温度向上を抑制してきた（例えば特許文献１を参照）。

図１０，１１，１２に従来のプラズマディスプレイテレビの筐体構造を示す。図１０は背面斜視図、図１１は内部の背面図、図１２は側面断面図を示す。

従来のプラズマディスプレイテレビは前面筐体２０１、後面筐体２０２、ファン排気口２０３、吸気口２０４、ＰＤＰパネル２０５、金属シャーシ２０６、回路基板２０７、実装部品２０８、ヒートシンク２０９、排気ファン２１０、伝熱シート２１１で構成されている。従来のプラズマディスプレイテレビの放熱機構として、筐体内部の熱を排出するために排気ファン２１０が取り付けられている。また、実装部品の温度上昇を防ぐためにヒートシンク２０９と、金属シャーシ２０６、回路基板２０７、ヒートシンク２０９からの熱を排出するために排気ファン２１０取り付けられている。

ここで、従来のプラズマディスプレイテレビの筐体内部の気体の流れを図１２を用いて説明する。吸気口２０４から吸気された気体はヒートシンク２０９から後面筐体２０２の間を通る流線２１２ａ、回路基板２０７上実装部品間を通る流線２１２ｂ、金属シャーシ２０６と回路基板２０７の間を通る流線２１２ｃへ分離し、排気ファン２１０から排気される。
特開平１１−２８４３７９号公報

現在、表示装置の更なる薄型化が求められており、プラズマディスプレイテレビの薄型化のためには、筐体内の部品密度、熱密度をさらに高くする方向にある。このような部品密度の高いプラズマディスプレイテレビの筐体内では、ファン空冷のための流路を確保し難くなるため、放熱したい高温部品近傍の空冷の風量を大きくすることができない。そのため従来のファンによる強制空冷機構だけでは十分な放熱構造を構築するのは困難になり、筐体内の温度が上昇してしまう。そして、筐体内が高温になると、プラズマディスプレイテレビの各部品の信頼性が低下するという問題が生じる。

さらに、プラズマディスプレイテレビが薄型になることで金属シャーシ２０６と回路基板２０７の距離、回路基板２０７と後面筐体２０２の距離が小さくなり、そこに流路を確保することは困難である。そのため高温部品の熱がＰＤＰパネル２０５や後面筐体２０２に伝わりやすく、高温部品近傍のＰＤＰパネル２０５上や後面筐体２０２上にヒートスポットができてしまう。ＰＤＰパネル２０５や後面筐体２０２はユーザーが可触であるためＰＤＰパネル２０５や後面筐体２０２が高温になると、ユーザーに高温によるやけどの危険性や不安感を与えてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記課題を解決するもので、薄型表示装置の放熱効率を高め、機器の内部温度を下げると同時に、ユーザーが可触する部分でのヒートスポットを解消することを目的としている。本発明により上記課題を解決し安全で信頼性の高い薄型表示装置を提供する。

前記従来の課題を解決するために本発明の表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを取り付けた金属シャーシと、前記金属シャーシの前記表示パネルと反対側の面にボスを介して配置された回路基板と、前記金属シャーシ及び回路基板から発せられる熱を冷却する冷却ファンと、前記金属シャーシと前記回路基板を接続するオフセットフィンとを備え、回路基板が発した熱を温度の低い金属シャーシに熱伝導する。

本構成によって、回路基板の温度を低減することができる。

本発明によれば、高温実装部品の熱を伝熱により空冷の風量の大きい位置へ移動させ、空冷の風量の大きい位置での積極的な放熱が可能となる。その結果、高温実装部品の温度を効率良く低減することができるため、ＰＤＰパネル上のヒートスポットの解消が可能であり、ユーザーがＰＤＰパネルや後面筐体に触ったときの高温によるやけどの危険性や不安感を取り除くことができる。また、機器全体の放熱量も増えるため各部品の温度上昇を防ぎ、部品の信頼性を高めることが可能である。

以上本発明により、安全で信頼性の高い薄型表示装置を提供することが可能である。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビの背面図である。前面筐体１０１と後面筐体１０２はビス１１６により締結されており、ともに本プラズマディスプレイテレビの外郭を成す。また、ファン排気口１０３及び吸気口１０４は、後面筐体１０２に加工された孔である。

図２は本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビ内部の背面図であり、前面筐体１０１と後面筐体１０２を省略し、筐体内部の構成を示している。図３は本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビの側面断面図である。

金属シャーシ１０６の前面には伝熱シート１１４を介してＰＤＰパネル１０５が固定されている。金属シャーシ１０６の他方の面に形成されたボスに回路基板１０７がビス止めされており、さらにその回路基板１０７には実装部品１０８が実装されている。実装部品１０８には熱伝導性粘着テープ１１３を介してオフセットフィン１１０ａの一端が取り付けられている。そして、そのオフセットフィン１１０ａの上にヒートシンク１０９がビス１１６によりビス止めされている。また、オフセットフィン１１０aの他端は金属シャーシ１０６の排気ファン１１１の直下に当たる箇所に熱伝導性粘着テープ１１３を介して取り付けられている。

ここで、筐体内部の気体の流れを図３を用いて説明する。金属シャーシ１０６と回路基板１０７の距離が小さいため、従来と同様の流路は得られない。本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビでは吸気口１０４から吸気された気体は、ヒートシンク１０９及びヒートシンク１０９と後面筐体１０２の間を通る流線１１５ａ、回路基板１０７の上実装部品間を通る流線１１５ｂへ分離し、排気ファン１１１によりファン排気口１０３から排気される。ここでオフセットフィン１１０aは、中央部が流線１１５ａに沿うように、且つ、流線１１５ｂを横断するように取り付けられている。

図４は本発明の実施の形態１におけるオフセットフィンの斜視図である。本発明で使用したオフセットフィン１１０は板厚０．１ｍｍのアルミニウム板金を加工したものであり、図４（ｂ）拡大図に示すように横方向には高さ１ｍｍ、ピッチ４ｍｍのコの字形状の凹凸が連続して形成され、縦方向にはコの字形状の凹凸が１／４位相ずれたものと位相のずれがないものが交互に連続して配置されている。この形状にすることにより、表面積の増加と、図４の上下方向での孔の連続と、平面の機械強度を確保している。

本構成ではオフセットフィンを、図４（ａ）概形図に示すように幅６０ｍｍ、長さ１００ｍｍに加工し、また高さが異なる金属シャーシ１０６と実装部品１０８を滑らかに繋ぐために、２ヶ所の曲げ加工を行っている。

ここで、本構成におけるオフセットフィン１１０の作用について説明する。本構成におけるオフセットフィン１１０の役割として、高温部である実装部品１０８から低温部である金属シャーシ１０６の排気ファン１１１の直下に当たる箇所へ熱伝導を行う第一の役割が挙げられる。つまり、図３において実装部品１０８が発熱するとオフセットフィン１１０ａを介して金属シャーシ１０６の排気ファン１１１直下まで伝熱する。図４に示すようにオフセットフィン１１０ａは表面積を増やすよう立体的に加工されているため、流量が大きい排気ファン１１１の直下で効果的な熱交換を行い、熱せられた空気を排気ファン１１１で排気する。次にオフセットフィンにより放熱表面積を大きくした状態で流線１１５ａに沿って配置することにより、流線１１５ａに対する流路抵抗の増加を抑えつつ流線１１５ａの風量を利用した積極的な熱交換を行うという第２の役割が挙げられる。さらにオフセットフィン１１０ａは図４拡大図にあるように多数の孔が開いており、厚み方向に対しても流路を確保することができる為、流線１１５ｂに対する通風抵抗の増加を最小限に抑えるとともにオフセットフィン１１０ａの孔を通過する空気と熱交換を行うという第３の役割も挙げることができる。

従来のくし型フィンは図４（ｂ）拡大図にあるようなオフセットフィン１１０ａの孔が開いていない為、流路１１５ｂに対する通風抵抗の増加につながり、第３の役割をなすことができない。

かかる構成によれば、高温実装部品１０８と金属シャーシ１０６の排気ファン１１１直下部をオフセットフィン１１０aにより熱的に結合することで、流速が大きいファン直下で効率の良い熱交換と流線１１５ａ、１１５ｂの風量を利用した熱交換が行われることとなり、実装部品１０８の温度低減が果たされ、ＰＤＰパネル１０５及び背面筐体１０２のヒートスポットを解消することができる。

実験では、本実施の形態１の構成により、プラズマディスプレイを薄型化することで生じる温度上昇をＰＤＰパネル１０５の最高温部で温度が約２℃、後面筐体１０２の最高温部で温度が約３℃低減することを確認している。

（実施の形態２）
本実施の形態２の構成は、絶縁性や構造的な観点から実施の形態１に示すような実装部品にオフセットフィンを取り付ける構成が困難な場合に使用する。

図５は本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイテレビ内部の背面図であり、前面筐体１０１と後面筐体１０２を省略し、筐体内部の構成を示している。図６は本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイテレビの側面断面図である。

金属シャーシ１０６のボスに固定された回路基板１０７上に熱伝導性粘着テープ１１３を介してオフセットフィン１１０ｂの一端が取り付けられている。そして、そのオフセットフィン１１０ｂの一端の上にヒートシンク１０９がビス１１６によりビス止めされている。また、オフセットフィン１１０ｂの他端は金属シャーシ１０６の排気ファン１１１の直下に当たる箇所に熱伝導性粘着テープ１１３を介して取り付けられている。なお、本構成で用いたオフセットフィン１１１の形状は実施の形態１に用いた図４と同等の形状である。

ここで、筐体内部の気体の流れを図６を用いて説明する。金属シャーシ１０６と回路基板１０７の距離が小さいため、従来と同様の気体の流れる面積及び風量は得られない。本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビでは、吸気口１０４から吸気された気体は、ヒートシンク１０９及びヒートシンク１０９と後面筐体１０２の間を通る流線１１８ａとなり排気ファン１１１によりファン排気口１０３から排気される。

ここで、本構成におけるオフセットフィン１１０の作用について説明する。本構成におけるオフセットフィン１１０の役割として、図６において高温部である回路基板１０７から低温部である金属シャーシ１０６の排気ファン１１１の直下に当たる箇所へ伝熱を行う第１の役割が挙げられる。つまり、図６において実装部品１０８が発熱することで高温になる回路基板１０７の熱をオフセットフィン１１０ｂを介して金属シャーシ１０６の排気ファン１１１直下まで伝熱する。図４に示すようにオフセットフィン１１０ｂは表面積を増やすよう立体的に加工されているため、より多くの熱量を空気中に放熱することができる。そして、流速が大きい排気ファン１１１の直下で熱交換を行い、熱せられた空気を排気ファン１１１で排気する。次にオフセットフィンにより表面積を大きくした状態で流線１１８ａに沿って配置することにより、流線１１８ａに対する流路抵抗の増大を抑えつつ流線１１８ａの風量を利用した積極的な熱交換を行うという第２の役割が挙げられる。

かかる構成によれば、回路基板１０７と金属シャーシ１０６の排気ファン１１１直下部をオフセットフィン１１０ｂにより熱的に結合することで、流速が大きいファン直下で効率の良い熱交換と流線１１８ａの風量を利用した熱交換が行われることとなり、回路基板１０７の温度低減が果たされ、ＰＤＰパネル１０５及び後面筐体１０２のヒートスポットを解消することができる。

実験では、本実施の形態１の構成により、プラズマディスプレイを薄型化することで生じる温度上昇をＰＤＰパネル１０５の最高温部の温度で約２℃、後面筐体１０２の最高温部の温度で約２℃低減することを確認している。

（実施の形態３）
実施の形態１、実施の形態２の効果を高める手段として整流板１１７を用いた放熱構造を図７、図８、図９を用いて説明する。

図９は本構成に用いた整流板１１７の斜視図である。本発明の実施の形態３に用いた整流板１１７はＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）を加工したものであり、図７に示す２つの排気ファン１１１の幅に合わせ、幅１８０ｍｍに加工されている。図９に示すように整流板１１７は両面粘着テープ１１２を介して後面筐体１０２の内壁へ取り付けられている。その後、前面筐体１０１と後面筐体１０２が締結された際に図８に示す排気ファン１１１の横の位置へ配置される。このとき整流板１１７の、オフセットフィン１１０の中央テーパ部と向き合う面は、オフセットフィン１１０の中央テーパ部と平行をなす。

本発明の実施の形態３における整流板１１７の作用として、図８に示す流線１１９ａに対する流路抵抗の低減と流線１１９ａを流れる空気とオフセットフィン１１０の熱交換効率の向上である。説明すると、排気ファン１１１の側面は後面筐体１０２の内壁に対して垂直を成している。そのため狭筐体内では排気ファン１１１の側面による流路抵抗に対する影響が大きく、流線１１９ａ上の気流を乱すと同時に流路抵抗の増大に繋がっている。ここに整流板１１７を用いることで、流線１１９ａの流路を滑らかにし流路抵抗の増大を防ぐことができる。また、整流板１１７をオフセットフィン１１０の中央のテーパ部と平行に配置することで、流線１１９ａを流れる空気をオフセットフィン１１０の近傍に集中させる効果が生じる為、オフセットフィン１１０と流線１１９ａを流れる空気との熱交換効率が上がり、筐体内部からの放熱量を増やすことができる。

かかる構成によれば整流板１１７により流線１１９ａに対する流路抵抗の低減と、流路がオフセットフィン１１０近傍に制限され、オフセットフィン１１０近傍の風量が大きくなることで、オフセットフィン１１０と筐体内部の気体との熱交換効率が上がるため筐体内部からの放熱量を増やすことができる。

上記構成による実験では、実施の形態１、実施の形態２の温度低減効果よりさらに約１℃の温度低減効果を確認している。

なお、本実施の形態において、整流板１１７の材質としてＡＢＳ樹脂を用いたが、同様な形状が可能であれば材質は問わない。また本構成では図９に示す整流板１１７の面はすべて平面で構成されているが、筐体内での流線によってはオフセットフィン１１０の中央のテーパ部と向き合う面に曲面を用いてもよい。

なお、本実施の形態１乃至３において、表示ディスプレイとしてＰＤＰパネルとしたが、液晶ディスプレイやＳＥＤディスプレイとしても良い。

なお、本実施の形態１乃至３において、オフセットフィンの材質をアルミニウムとしたが、熱伝導率の良い銅などの他材質を用いても良い。さらにオフセットフィンに黒色塗装を施し、放射による放熱効果を高めることも有効である。

本発明にかかる表示装置は、薄型筐体内で高温部品の効率の良い放熱を可能とし、各部品の信頼性を高めること、また表示パネルや後面筐体のヒートスポットを解消し、ユーザーが可触部を触った際の高温による不安感を与えない表示装置として有用である。

本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビの背面斜視図 本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビの内部の背面図 本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイテレビの側面断面図 本発明の実施の形態１におけるオフセットフィンの斜視図 本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイテレビの内部の背面図 本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイテレビの側面断面図 本発明の実施の形態３におけるプラズマディスプレイテレビの内部の背面図 本発明の実施の形態３におけるプラズマディスプレイテレビの側面断面図 本発明の実施の形態３における整流板の斜視図 従来のプラズマディスプレイテレビの背面斜視図 従来のプラズマディスプレイテレビの内部の背面図 従来のプラズマディスプレイテレビの側面断面図

符号の説明

１０１ 前面筐体
１０２ 後面筐体
１０３ ファン排気口
１０４ 吸気口
１０５ ＰＤＰパネル
１０６ 金属シャーシ
１０７ 回路基板
１０８ 実装部品
１０９ ヒートシンク
１１０ オフセットフィン
１１１ 排気ファン
１１２ 両面粘着テープ
１１３ 熱伝導性粘着テープ
１１４ 伝熱シート
１１５ 流線
１１６ ビス
１１７ 整流板
１１８ 流線
１１９ 流線
２０１ 前面筐体
２０２ 背面筐体
２０３ ファン排気口
２０４ 吸気口
２０５ ＰＤＰパネル
２０６ 金属シャーシ
２０７ 回路基板
２０８ 実装部品
２０９ ヒートシンク
２１０ 排気ファン
２１１ 伝熱シート
２１２ 流線

Claims (5)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルを取り付けた金属シャーシと、
   前記金属シャーシの前記表示パネルと反対側の面にボスを介して配置された回路基板と、
   前記金属シャーシ及び回路基板から発せられる熱を冷却する冷却ファンと、
   前記金属シャーシと前記回路基板を接続するオフセットフィンとを備えることを特徴とする表示装置。
2. 表示パネルと、
   前記表示パネルを取り付けた金属シャーシと、
   前記金属シャーシの前記表示パネルと反対側の面にボスを介して配置された回路基板と、
   前記金属シャーシ及び回路基板から発せられる熱を冷却する冷却ファンと、
   前記金属シャーシと前記回路基板上の実装部品を接続するオフセットフィンとを備えることを特徴とする表示装置。
3. 前記オフセットフィンは、コの字形状の凹凸が連続して形成され、面方向に連続した孔を有することを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記冷却ファンは、前記オフセットフィンが接続された金属シャーシの上部に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
5. オフセットフィンを設置した流路壁面と対面する流路壁面に、整流板を設置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。

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