JP2016128875A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバＩＣの発熱が多い表示装置においても、ドライバＩＣを表示装置上部に配置することができ、かつ、ベゼルの狭額縁化を可能にする技術を提供する。
【解決手段】表示パネルと、前記表示パネルを前面側から覆う外装部材と、前記表示パネルを駆動する回路基板と、装置内部の空気を外部に排出する冷却手段と、前記外装部材と前記表示パネルの表示面との間に設けられ外部の空気が流入する開口部と、を有し、前記開口部から流入する空気により前記回路基板を冷却する表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関するものである。

液晶を表示パネルとする表示装置は、テレビ、パーソナルコンピューター等の情報処理装置の表示手段、電子広告など、様々な分野で広く使用されている。
図９に、一般的な液晶表示装置１０１の外観とその概略構造を示す。表示装置１０１は、箱状のバックライトユニット１０９、液晶パネル１０４、枠状のパネルホルダ１０３から成る表示モジュール部と、電源基板１１１、システム基板１１２、パネルコントロール基板１１３などの駆動回路、冷却ファン１１４を内蔵する。
外装カバーは、画面側を覆うベゼル１０２と、背面回路側を覆うリアカバー１１５から構成される。液晶パネル１０４には、パネルに駆動信号を供給する複数のフレキシブル基板１０５とドレイン基板１０６が一体に形成されている。
図１０は、表示装置１０１の断面を示したものである。液晶パネル１０４は、バックライトユニット１０９の前面に配置され、パネルホルダ１０３を被せることにより保持されている。同時に、液晶パネル１０４と一体のフレキシブル基板１０５は、バックライトユニット１０９に沿うように曲げられ、ドレイン基板１０６とともにバックライトユニット１０９とパネルホルダ１０３の間に保持される。フレキシブル基板１０５には、液晶パネルのドライバＩＣ１０７が実装されている。
バックライトユニット１０９は、液晶パネル１０４の背面側を照明し、この照明光が液晶パネル１０４を透過し画像が表示される。バックライトユニット１０９の内部にはその光源となるＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１０が複数平面状に配置されており、均一な照明光を出射するように構成されている。

バックライトユニット１０９の背面には、コントロール基板１１３、電源基板１１１、システム基板１１２が固定されている。コントロール基板１１３は、ドレイン基板１０６と接続され、駆動信号のタイミング制御を行う。電源基板１１１は、１００Ｖ ＡＣ等の電源入力を、所定電圧の直流電源に変換し各部に供給する。システム基板１１２は、ＣＰＵ等を搭載し、ＬＥＤ１１０やファン１１４などの各部制御や、入力画像信号の処理などを行う。
上述した各基板には、図示しない各種電気素子が多数実装されているが、動作時に高温となるものが複数存在している。電源基板１１１に実装されるパワートランジスタ類や、システム基板１１２に実装されるＣＰＵ、バックライトユニット１０９内のＬＥＤ１１０、フレキシブル基板１０５に実装されたドライバＩＣ１０７、コントロール基板１１３に実装されるＦＰＧＡなどである。
これらの発熱により、過度に内部温度が上昇し、各素子温度が許容温度を超えると、素子の破壊や動作不良に至るおそれがある。そこで、図１０の矢印Ｄに示したように、冷却ファン１１４の動作により外気を吸入し、高温になった内部空気を強制的に外部に排出することで、内部を一定温度以下に保つようにしている。

バックライトユニット１０９は、外部からの埃などが侵入しないように、ほぼ密閉構造となっている。そのため、ＬＥＤ１１０の発生する熱を、隣接するシャーシ１１６に熱伝導によって伝え、このシャーシ１１６を冷却ファン１１４で冷却している。
フレキシブル基板１０５に実装されたドライバＩＣ１０７の発熱は、フレキシブル基板１０５の反対側に熱伝導ゴム１０８を配置し、パネルホルダ１０３に熱伝導によって熱を伝えている。一般にパネルホルダ１０３は、樹脂に比べて熱伝導性の良い鉄やアルミなどの金属材料で形成され、熱を周囲に拡散することでドライバＩＣ１０７の放熱を行うこと
が一般的である。

特開２００３−１７３１４７号公報

ところで近年、液晶パネルの高精細化が進んでいる。高精細化が進むと、パネル駆動信号の周波数が高くなり、パネルドライバＩＣの発熱量が増大する。
図１０に示すように、表示装置１０１の上部領域Ｂは、バックライトユニット１０９に内蔵するＬＥＤ１１０の発熱（矢印Ｃ）により高温となり、冷却ファン１１４による換気もできない。そのため、高精細パネルでは、増大したドライバＩＣ１０７の発熱を十分に放熱することが困難になっていた。よって、ドライバＩＣ１０７を、温度の低い表示装置下側に配置しなければならないという制約があった。
また、従来はドライバＩＣ１０７の発熱を、伝熱ゴム１０８を介してパネルホルダ１０３に伝えていたため、近接するベゼル１０２の表面も高温になる傾向があった。ベゼル１０２の表面は、直接ユーザーの手に触れる部分であり、できるだけ温度上昇を抑えることが望ましい。そのためには、ベゼル１０２とパネルホルダ１０３との間に、熱が伝わらないように隙間Ａを設ける必要があり、ベゼル１０２の狭額縁化を妨げていた。

そこで、本発明は、ドライバＩＣの発熱が多い表示装置においても、ドライバＩＣを表示装置上部に配置することができ、かつ、ベゼルの狭額縁化を可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルを前面側から覆う外装部材と、
前記表示パネルを駆動する回路基板と、
装置内部の空気を外部に排出する冷却手段と、
前記外装部材と前記表示パネルの表示面との間に設けられ外部の空気が流入する開口部と、
を有し、
前記開口部から流入する空気により前記回路基板を冷却する表示装置である。

本発明によれば、ドライバＩＣの発熱が多い表示装置においても、ドライバＩＣを表示装置上部に配置することができ、かつ、ベゼルの狭額縁化が可能になる。

実施例１の表示装置の外観と、その一部の拡大断面図 実施例１の表示装置の概略構成図 実施例１の表示装置の断面図 実施例２の表示装置の外観と、その一部の拡大断面図 実施例２の表示装置の概略構成図 実施例２の表示装置の断面図 実施例２の表示装置の断面図 実施例３の表示装置の拡大断面図 従来の表示装置の外観と、概略構成図 従来の表示装置の断面図

（実施例１）
図１に、本発明の実施例１の表示装置１の外観と、矢印Ｅから見た部分の拡大断面図を示す。表示装置１は、液晶パネル３をベゼル２とリアカバー４で覆って構成している。ベゼル２は液晶パネル３を前面側から覆う外装部材である。拡大断面図は、表示装置１の上部における、液晶パネル３の表示面とベゼル２の背面側（液晶パネル３側）とが隣接している箇所を示すものである。ベゼル２の背面側の液晶パネル３と隣接すル、液晶パネル３の表示面と平行な面には、外部の空気が流入する開口部２ａが設けられ、破線で示すように上方に向けて、空気を取り入れる流路２ｂが形成されている。液晶パネル３は弾性部材６を介して、パネルホルダ５によって、表示領域の周囲を前面側から支持及び保持される。ベゼル２はパネルホルダ５を前面側から覆う部材である。パネルホルダ５には、ベゼル２に設けられた流路２ｂに面して開口穴５ａが設けられている。

図２は、本発明の実施例１の表示装置１の概略構成図である。この図では、背面の基板類やリアカバー等は省略している。ベゼル２の側壁の内側（装置内部側）には、突起部２ｃが複数設けられ、パネルホルダ５の側壁の外側の面（外周面）に設けられた複数の開口穴５ｂに嵌合することで、ベゼル２がパネルホルダ５に固定される。液晶パネル３には、液晶パネル３を駆動する回路基板として、駆動信号を送るためのフレキシブル基板７と、ドレイン基板８が接続されている。

バックライトユニット９の前面に、液晶パネル３が配置され、パネルホルダ５が覆うことで液晶パネルモジュールを構成する。バックライトユニット９は箱状であり、液晶パネル３の背面側に配置される。バックライトユニット９の側壁の外側の面（外周面）は樹脂で成形されたバックライトケース１０となっている。バックライトケース１０の液晶パネル３が配置される前面には、液晶パネル３の辺縁部（表示領域の周囲の枠状領域）に沿うように、位置決め用の突起部１０ａが設けられている。この突起部１０ａは、液晶パネル３の位置決めをするとともに、パネルホルダ５と当接することで、液晶パネル３の厚み方向の保持空間を規定している。また、突起部１０ａは、隣接するフレキシブル基板７間に配置されており、パネルホルダ５の側面とその上面が当接することで、ドレイン基板８の保持空間も規定している。パネルホルダ５及びバックライトケース１０は４辺に側壁面を有し、フレキシブル基板７とドレイン基板８はパネルホルダ５の上側壁面とバックライトケース１０の上側壁面との間の空間に配置される。

図３は図１中のＦ−Ｆ断面を示したものである。液晶パネル３は、パネルホルダ５とバックライトケース１０との間で保持される。パネルホルダ５は、バックライトケース１０の突起部１０ａに当接して、図示しないネジ等の手段でバックライトケース１０に固定される。パネルホルダ５と液晶パネル３の間には弾性部材６が、液晶パネル３とバックライトケース１０の間には弾性部材１２が配置される。弾性部材６と弾性部材１２は、液晶パネル３の表示領域の周囲を囲むように設けられており、液晶パネル３を弾性的に支持する。これにより、液晶パネル３には過剰な力が掛かからないようにするとともに、液晶パネル３とバックライトユニット９との間、及びバックライトユニット９の内部に埃や異物が入らないようにしている。

バックライトユニット９は、ＬＥＤ１３を複数実装したＬＥＤ基板と１４と、シャーシ１６、フレーム１５、光学シート群１１から構成される。光学シート群１１は、フレーム１５とバックライトケース１０との間で、前記液晶パネル３と同様に図示しない弾性部材で隙間がないように保持される。フレーム１５の内壁面、バックライト基板１４の表面には、図示しない反射シートが配置され、ＬＥＤ１３の光を反射させ、光学シート群１１を介して液晶パネル３の背面を照明する。

バックライトユニット９の背面には、電源基板１７、コントロール基板１８、図示しないシステム基板などが固定され、リアカバー４で覆われる。リアカバー４は、ベゼル２と嵌合し、図示しないネジ等により、シャーシ１６に固定される。リアカバーの上部には、装置内部の空気を外部に排出する冷却手段である冷却ファン１９が固定される。
液晶パネル３と一体に接続されているフレキシブル基板７は、バックライトケース１０に沿って曲げられ、ドレイン基板８とともにバックライトケース１０とパネルホルダ５の間に保持される。フレキシブル基板７には、ドライバＩＣ２０が実装されており、フレキシブル基板７を挟んで反対側には伝熱ゴム２１が配置される。

図１で説明したように、ベゼル２の液晶パネル３と隣接する部分には開口部２ａと、それにつながる流路２ｂが形成され、対向するパネルホルダ５には開口穴５ａが設けられている。これによって、冷却ファン１９の作用により、矢印Ｇに示すようにベゼル２と液晶パネル３との間から外気を吸入し、ドライバＩＣ２０及び伝熱ゴム２１の周囲を冷却する空気流が形成される。冷却風が流れることにより、ドライバＩＣ２０の放熱性能は大幅に向上し、高精細パネルにおけるドライバＩＣの放熱が十分に可能となる。

空気流を前面から吸入しても、前述した複数の弾性部材により埃等が液晶パネル３の背面、バックライトユニット９の内部に入ることは抑制される。
図２で説明したように、ベゼル２に設けられた複数の突起部２ｃは、パネルホルダ５の開口穴５ｂに嵌合し、ベゼル２を固定する。本発明によれば、ドライバＩＣ２０と伝熱ゴム２１及びパネルホルダ５の冷却が十分に行われるため、ベゼル２の表面が高温になることが抑制されるので、パネルホルダ５とベゼル２に大きな隙間をあける必要がなくなる。このため、実施例１によれば、ベゼルの狭額縁化も可能となる。実施例１では、開口部から流入する空気をフレキシブル基板７に導く流路が形成され、フレキシブル基板７を通過する空気により直接的にフレキシブル基板７やドライバＩＣ２０等が冷却される。

（実施例２）
図４に、本発明の実施例２の表示装置２４の外観と、矢印Ｅから見た部分の拡大断面図を示す。表示装置２４は、液晶パネル３をベゼル２２とリアカバー４で覆って構成している。拡大断面図は、表示装置２４の上部、液晶パネル３の表示面とベゼル２２の背面側（液晶パネル３側）と隣接している箇所を示すものである。ベゼル２２の背面側の液晶パネル３と隣接する部分には、開口部２２ａが設けられ、破線で示すように上方に向けて、空気を取り入れる流路２２ｂが形成されている。実施例２では、流路２２ｂは、開口部２２ａから次第に狭くなるように設定されている。

図５は、本発明の実施例２の表示装置２４の概略構成図である。この図では、背面の基板類やリアカバー等は省略している。ベゼル２２の側壁の内側（装置内部側）には、爪形状２２ｃが複数設けられ、パネルホルダ２３の側壁の外側の面（外周面）に設けられた複数の開口穴２３ａに嵌合することで、ベゼル２２がパネルホルダ２３に固定される。液晶パネル３及びバックライトユニット９の構成は、上述した実施例１と同様である。

図６は、図４中のＨ−Ｈ断面を示したものである。液晶パネル３と一体に接続されているフレキシブル基板７は、バックライトケース１０に沿って曲げられ、ドレイン基板８とともにバックライトケース１０とパネルホルダ２３の間に保持される。フレキシブル基板７には、ドライバＩＣ２０が実装されており、フレキシブル基板７を挟んで反対側には伝熱ゴム２１が配置される。

実施例２では、ベゼル２２とパネルホルダ２３との間に、冷却風の流路（矢印Ｊ）を設けている。冷却ファン１９の作用により、開口部２２ａから外気を吸入し、パネルホルダ
２３の表面を冷却する。この構成では、パネルホルダ２３の内部、すなわち、ドライバＩＣ２０の近傍に直接空気流を当てないため、バックライトユニット９や液晶パネル３周囲への埃や異物の侵入をより効果的に防ぐことができる。

図７は、図４のＩ−Ｉ断面を示したものである。前述したように、ベゼル２２の開口部２２ａから、流路２２ｂは徐々に細くなり、パネルホルダ２３の上面に対向する面に設けられた流路２２ｄとつながっている。流路２２ｄは、伝熱ゴム２１（ドライバＩＣ２０）の位置を過ぎた排気側では、次第にその幅が広くなるように形成されている。このように、ドライバＩＣからの伝熱が大きい箇所の近傍でそれ以外の箇所よりも流路の断面積を狭めるように構成することで、ドライバＩＣ上部を流れる空気流の速度が速められ、更に効果的に冷却を行うことが可能となる。実施例２では、フレキシブル基板７やドライバＩＣ２０と熱的に接触しかつこれらの回路要素に対し空間的に遮蔽された第１の流路が、ベゼル２２の上側壁面とパネルホルダ５の上側壁面との間に形成される。そして、開口部２２ａから流入する空気は、第２の流路２２ｂにより、この第１の流路に導かれる。これにより、第１の流路を通過する空気により間接的にフレキシブル基板７やドライバＩＣ２０等が冷却される。

（実施例３）
図８に、本発明の実施例３の表示装置の断面図を示す。実施例３では、実施例２と同様、冷却風の流路はパネルホルダ２３とベゼル２７との間に構成している。表示面側のベゼル構造は、実施例２（図４）と同様であるが、ベゼル２７の上部壁の内側の面には、図７に示したような流路を形成する溝は形成せず、ヒートシンク２５を配置したものである。ヒートシンク２５には、図中に示したように、流路断面積が変化するようなフィン形状が設けられており、熱伝達性能の向上と、ドライバＩＣ部での流速の向上を合わせて実現したものである。ヒートシンク２５は、フレキシブル基板７からの伝熱が大きい箇所の近傍に設けると良い。

また、実施例３では、冷却ファン１９の近傍に、仕切り板２６を設けた。仕切り板２６には、開口部２６ａが設けられている。仕切り板２６は、冷却ファン１９が発生する冷却風を制御する。実施例３の表示装置には、複数の空気流路がある。ドライバＩＣ部を冷却するベゼル２７とパネルホルダ２３との間の空気流路と、リアカバー４の下部の設けた吸気孔２８から吸気し、電源基板１７、図示しないシステム基板、バックライトシャーシ１６を通過する空気流路である。仕切り板２６は、これら複数の空気流路の流量が所定の最適な比率になるように、各空気流路の流量調節をする。この比率は、各基板の発熱量、ドライバＩＣの発熱量を考慮し全体温度のバランスを見て決定される。

なお、上記実施例では、液晶を表示パネルとして使用する例を示したが、表示パネルとして別のデバイスを用いた場合でも、ドライバＩＣ周囲の冷却に有効である。装置内部の空気を外部に排出することが可能な冷却手段であれば、冷却ファンに限らず用いることができる。上記実施例では表示パネルを駆動する回路基板がバックライトケースの上側壁面とパネルホルダの上側壁面との間の空間に配置される構成において、その空間又はその空間に熱的に接触する空間に外部の空気を流入させる構成を示した。しかし、発熱して積極的な冷却が必要な部材が上辺の近傍以外の箇所に存在する場合は、その部材に外部の空気を導くよう、開口部や流路を構成すると良い。つまり、開口部や流路を設ける箇所は、上辺に限らず、下辺、右辺、左辺であっても良い。

１：表示装置、２：ベゼル、２ａ：開口部、３：液晶パネル、７：フレキシブル基板、１９：冷却ファン

Claims (10)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルを前面側から覆う外装部材と、
   前記表示パネルを駆動する回路基板と、
   装置内部の空気を外部に排出する冷却手段と、
   前記外装部材と前記表示パネルの表示面との間に設けられ外部の空気が流入する開口部と、
   を有し、
   前記開口部から流入する空気により前記回路基板を冷却する表示装置。
2. 前記開口部から流入する空気を前記回路基板に導く流路を更に有し、
   前記回路基板を通過する空気により直接的に前記回路基板を冷却する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記回路基板と熱的に接触しかつ前記回路基板に対し空間的に遮蔽された第１の流路と、
   前記開口部から流入する空気を前記第１の流路に導く第２の流路とを更に有し、
   前記第１の流路を通過する空気により間接的に前記回路基板を冷却する請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１の流路は、前記回路基板からの伝熱が大きい箇所の近傍においてそれ以外の箇所よりも断面積が小さくなる請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第１の流路にはヒートシンクが設けられている請求項３又は４に記載の表示装置。
6. 前記装置内部には、前記開口部から流入する空気の流路を含め複数の空気流路があり、
   前記複数の空気流路の流量が所定の比率となるように、前記装置内部の前記冷却手段の近傍に流量調節手段を備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記開口部は、前記表示パネルの上辺の近傍に設けられる請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記表示パネルの表示領域の周囲を前面側から支持するパネルホルダと、
   前記表示パネルの背面側に配置されるバックライトユニットと、
   を更に有し、
   前記外装部材は前記パネルホルダを前面側から覆う部材であり、
   前記パネルホルダ及び前記バックライトユニットは４辺に側壁面を有し、
   前記回路基板は前記バックライトユニットの上側壁面と前記パネルホルダの上側壁面との間の空間に配置される請求項１に記載の表示装置。
9. 前記パネルホルダの前記表示パネルの表示面に平行な面には、前記開口部から流入する空気を前記回路基板が配置された空間に導く開口部が設けられる請求項８に記載の表示装置。
10. 前記外装部材の上側壁面と前記パネルホルダの上側壁面との間には、前記回路基板が配置された空間に隣接する第１の流路が設けられ、
    前記開口部から流入する空気を前記第１の流路に導く第２の流路を更に有する請求項８に記載の表示装置。

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