JP2017015911A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収容部の全体にわたって、十分な排熱効果をえることが可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１は、画像を表示するための表示部１００と、表示部１００の背面側に配置され、表示部１００を駆動する回路基板１１１と、表示部１００の背面側に配置され、回路基板１１１を収容する収容部１１０と、収容部１１０の背面側に配置された排気ファン１１２と、収容部１１０の排気ファン１１２が配置された位置よりも下側で、収容部１１０の内側と外側とを貫通するように設けられた開口１１３と、収容部１１０の排気ファン１１２が配置された位置よりも上側で、収容部１１０の内側と外側とを貫通するように設けられた開口１１４とを備え、開口１１４は、収容部１１０の前面と上面との少なくとも一方に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

液晶パネルを用いた表示装置では、液晶パネルに対し光を照射する光源部と、液晶パネルおよび光源部の駆動を制御する制御回路と、制御回路を収容する収容部を備える。光源部の背面側に制御回路と収容部とを配置した場合、光源部の駆動により、光源部の背面側に伝熱した熱は収容部内に伝わり、収容部内の温度が上昇する。熱せられた収容部内の空気は、収容部内の上側に滞留しやすくなる。

特許文献１には、収容部内にトレイを配置し、更に収容部の下側と上側とに開口部を設けることによって、自然対流によって収容部内の熱を外部に放出する技術が開示されている。

特開２０１４‐５９５０２号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、自然対流による排熱を利用することから、光源部が多量の熱を発する場合、収容部に対して充分な排熱効果を得ることが困難であった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、収容部の全体にわたって、十分な排熱効果をえることが可能な表示装置を提供することを目的とする。

画像を表示するための表示部と、前記表示部の背面側に配置され、前記表示部を駆動する回路基板と、前記表示部の背面側に配置され、前記回路基板を収容する収容部と、前記収容部の背面側に配置された排気手段と、前記収容部の前記排気手段が配置された位置よりも下側で、前記収容部の内側と外側とを貫通するように設けられた第１の開口と、前記収容部の前記排気手段が配置された位置よりも上側で、前記収容部の内側と外側とを貫通するように設けられた第２の開口とを備え、前記第２の開口は、前記収容部の前面と上面との少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る表示装置によれば、収容部の上方に滞留した加熱された空気が排気され、収容部の全体にわたって、十分な排熱効果をえることが可能となる。

本発明の第１の実施例における表示装置１の断面図である。 第１の実施例における表示装置１の背面斜視図と、その拡大図である。 排気ファン１１２を駆動せずに表示装置１の駆動した場合の図１のＸＸ断面での温度分布を示す模式図である。 図１のＸＸ断面において、収容部１１０前面に設けられた開口１１４の様子を示す模式図である。 第１の実施例との比較例として、開口１１４が設けられない場合の表示装置１を示した断面図である。 第２の実施例における表示装置１の断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定され、以下に例示する実施例によって限定されるものではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが本発明に必須とは限らない。本明細書および図面に記載の内容は例示であって、本発明を制限するものと見なすべきではない。本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施例の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、各実施例及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例における表示装置１の断面図である。表示装置１は、画像を表示する表示部１００、表示部１００の制御等を行う回路基板１１１、表示部１００の背面に配置され回路基板１１１を収容する収容部１１０、および収容部１１０の背面に配置された排気ファン１１２を備える。表示部１００の上側に、後述する液晶パネル２０を駆動する回路基板１０８が、複数の柱状の固定部材によって、固定されている。

表示部１００は、フレーム１０と、液晶パネル２０と、光源部（光源モジュール）８０とを備える。光源部８０は、パネルホルダ３０、光学シート４０、光源基板６０、光源６１、及びバックライト筐体７０を備える。液晶パネル２０は、画像を表示する表示領域と、表示領域の周りの周縁領域とを有している。液晶パネル２０は、その周縁領域が、フレーム１０と、光源部８０のパネルホルダ３０との間に挟まれて固定される。

光源部８０は、液晶パネル２０の背面側に配置され、液晶パネル２０に光を照射する。光源基板６０には、複数の光源６１が配置される。本実施例では、光源６１としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いる。なお、光源６１は、ＬＥＤ以外の光源を用いることも可能である。例えば、冷陰極管や、Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｓｅ（ＥＬ）素子を用いてもよい。また、光源６１は、液晶パネルの表示領域の背面に対応する光源基板６０上だけではなく、光源基板６０の端部に配置されていてもよい。光源６１から発せられた光は、光学シート４０に光を入射する。

光学シート４０は、複数枚の光学部材から構成される。本実施例では、光学シート４０は、視野角向上フィルムと、輝度向上フィルムと、輝度拡散フィルムとを備える。各フィルムは、アクリル系樹脂及びポリエステル基材によって構成される。光学シート４０は、光源基板６０から光学シート４０に入射する光の特性を調整する。光学シート４０は、パネルホルダ３０によって固定される。

バックライト筐体７０は、鋼板により液晶パネル２０側に開口を有する箱形状に形成される。バックライト筐体７０の内側に、光源基板６０が収納される。また、バックライト筐体７０には、光源から発せられた光を光学シート４０に入射させるために、白色のＰＥＴ材で成型され、複数の光源６１を露出する複数の開口を有する反射シート等が配置されていてもよい。液晶パネル２０の表示領域に光源部８０から光が照射され、画像が表示される。

なお、本実施例では、表示装置が、表示パネルとして透過型の液晶パネルを用いた液晶表示装置である場合の例を説明するが、表示装置は、透過型の液晶表示装置に限らない。例えば、表示装置は、反射型の液晶表示装置であってもよい。また、表示装置は、液晶素子の代わりにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）シャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式ディスプレイであってもよい。

枠状のフレーム１０は、液晶パネル２０の前面側に配置される。フレーム１０は、１ｍｍの厚さの鋼板が、液晶パネル２０と光源部８０の側面を覆うように配置される。フレーム１０とバックライト筐体７０とは、ネジ（不図示）で締結して固定される。

本実施例において、フレーム１０は、フレーム部材１０ａと、フレーム部材１０ｂとが、図示していない結合部材によって結合して形成される。フレーム部材１０ａは、表示部１００の上側と、回路基板１０８とを覆うように配置される。フレーム部材１０ｂは、液晶パネル２０の周縁領域の前面側を覆うように配置される。なお、フレーム１０は、上述のように複数の部材で形成されず、単一の部材で形成されていてもよい。

パネルホルダ３０は、樹脂材料を用い、４辺が個別に成型される。パネルホルダ３０の各辺は、バックライト筐体７０とネジ（不図示）で締結し、４辺が枠状になるように組み立てられる。枠状に組み立てられたパネルホルダ３０は、液晶パネル２０を、光学シート４０から一定の空間を保つように固定する。

回路基板１１１は、表示パネルを制御する表示パネル制御基板、複数の光源６１の駆動を制御する光源制御基板、および光源制御基板に電力を供給する電源基板等である。複数の回路基板１１１は、図１に示すように積層して配置されるほか、同一平面上に配置されていてもよい。

表示部１００の背面側に配置された箱型の収容部１１０は、複数の回路基板１１１を収容する。収容部１１０は、樹脂成型によって、一体の部材で形成されていてもよい。また、収容部１１０は、金属のプレートで形成した複数の部材を組み合わせて形成されていてもよく、材質、構成は任意に選択可能である。

収容部１１０には、複数の開口１１３，１１４，１１５，１１６が設けられている。開口１１３は、収容部１１０の排気ファン１１２が配置されたよりも下側で、収容部１１０の背面に設けられている。また、開口１１４は、収容部１１０の排気ファン１１２が配置された位置よりも上側で、収容部１１０の前面に設けられている。開口１１３と、開口１１４とはそれぞれ、収容部１１０の内側と外側を貫通するように設けられている。

図２（ａ）と図２（ｂ）とは、第１の実施例における表示装置１の背面斜視図と、その拡大図である。図２（ａ）と図２（ｂ）とは、フレーム部材１０ａを取り外した様子を示している。排気ファン１１２は、収容部１１０の背面に４つ配置されている。収容部１１０の背面に、長方形の形状を有する３つの開口１１３が設けられている。

また、開口１１５が、収容部１１０の排気ファン１１２が配置された位置よりも下側で、収容部１１０の側面に設けられている。開口１１５は複数のスリット状の開口で形成されている。なお、排気ファン１１２、開口１１３、および開口１１５の位置や数、形状は、上述した構成に限定されず、任意に設定することが可能である。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の枠Ｙの領域を拡大した図である。表示部１００の側面上側に、バックライト筐体７０の上面、収容部１１０の前面、フレーム部材１０ｂ、および回路基板１０８で各辺を形成された開口１１６が設けられる。開口１１６は、高さＨが１０ｍｍ、幅Ｗが１８ｍｍである。開口１１６の寸法はこれに限られず、バックライト筐体７０や、収容部１１０の大きさ等によって任意に決定することが可能である。開口１１６は、バックライト筐体７０の上面、収容部１１０の前面、フレーム部材１０ｂ、および回路基板１０８で囲われたトンネル状の空気の流路と連通している。

なお、空気の流路は、バックライト筐体７０の上面、収容部１１０の前面、フレーム部材１０ｂ、およびフレーム部材１０ａで囲われた空間としてもよい。この場合、回路基板１０８が流路内に配置され、回路基板１０８は、開口１１６から開口１１４に流れる外気によって、冷却される。

図３は、排気ファン１１２を駆動せずに表示装置１の駆動した場合の図１のＸＸ断面での温度分布を示す模式図である。図中の点線は、バックライト筐体７０の上面の位置を示している。表示装置１を駆動する際に、各光源６１から発生した熱の一部は、光源基板６０やバックライト筐体７０を経由して、収容部１１０に伝わる。収容部１１０に伝わった熱は、収容部１１０内の空気を加熱する。また、回路基板１１１から発生した熱は、収容部１１０内の空気を加熱する。

暖められた収容部１１０内の空気は、密度が小さくなるため、収容部１１０の上方に移動する。したがって、収容部１１０の前面は、図３に示すような温度分布となる。温度ＴＨ，ＴＭ，ＴＬは、ＴＨ＞ＴＭ＞ＴＬの関係であり、収容部１１０の前面とバックライト筐体７０の背面が接触する面の上側ほど、温度が高くなる。

図４は、図１のＸＸ断面において、収容部１１０前面に設けられた複数の開口１１４の配置を示す模式図である。図３で示した温度分布のうち、温度が高い領域に対して、開口１１４から流入する外気が多くなるように、開口１１４が形成される。図４（ａ）は、第１の実施例における開口１１４の配置を示す模式図である。直径２．５ｍｍの円形の複数の開口１１４は、収容部１１０の中央側に近いほど、高密度に配置される。各開口の中心間距離Ｌ１〜Ｌ６は、端部から中央に向かうほど短くなる。

なお、開口１１４の配置方法は、上述の例に限られない。図４（ｂ）に示すように、複数の開口１１４の配置密度は均一とし、収容部１１０の中央側に配置される開口１１４ほど、面積が大きくなるようにしてもよい。図４（ｂ）において、複数の長方形の開口１１４が等ピッチで並んで形成されている。それぞれの開口１１４の寸法は、高さがＤ４＝５ｍｍで一定とし、幅がＤ１＝１０ｍｍ、Ｄ２＝３０ｍｍ、およびＤ３＝４０ｍｍである。したがって中央に配置される開口ほど、収容部１１０に流入する空気の量が多くなる。

また、図４（ｃ）に示すように、開口１１４を１つの開口で形成し、収容部１１０の中央側ほど、開口１１４の幅が大きくなるようにすることも可能である。つまり、開口１１４は、収容部１１０の中央側ほど、開口１１４から収容部１１０に流入する空気の量が増加すればよい。言い換えると、開口１１４は、収容部１１０の中央側ほど、その流体抵抗が減少するように設けられるといえる。

また、開口１１４から排気ファン１１２までの流体抵抗が、開口１１３および開口１１５から排気ファン１１２までの流体抵抗と同程度となるように、開口１１４を形成することが望ましい。これらの流体抵抗に大きな差が発生すると、流体抵抗の高い経路に空気が流れづらくなる。各開口から排気ファン１１２までの流体抵抗を同程度とすることによって、各開口から空気を収容部１１０内に流入する。

第１の実施例において、排気ファン１１２が収容部１１０の上側に配置されていることから、開口１１４から排気ファン１１２までの経路が、開口１１３または開口１１５から排気ファン１１２までの経路よりも短い。したがって、開口１１４の総面積を、開口１１３および開口１１５の総面積よりも小さくすることにより、開口１１３、開口１１５、および開口１１４から空気を収容部１１０へ流入させることが可能となる。

図１を用いて、第１の実施例における空気の流れについて説明する。排気ファン１１２は、収容部１１０内の空気を外側に排出する。これにより、収容部１１０内の気圧は、収容部１１０の外側よりも負圧となることから、各開口から外気が流入する。図１中の黒矢印で示すように、開口１１３から流入した空気は、収容部１１０内を上昇し、排気ファン１１２に到達し、排気される。図１には示していないが、開口１１５から流入した空気も同様に、収容部１１０内を上昇し、排気ファン１１２に到達し、排気される。

開口１１４から収容部１１０内に流入する空気は、収容部１１０の上側から排気ファン１１２に向かって下降し、排気ファン１１２に到達する。このとき、開口１１４から流入した空気が、収容部１１０の上側の空気を、排気ファン１１２に移送して、排出させることが可能となる。開口１１４から流入する空気は、開口１１６からトンネル状の空間を経由して開口１１４に供給される。また、開口１１４から流入する空気は、開口１１６からだけではなく、例えば収容部１１０の上面とフレーム１０との隙間から供給されることも可能である。

図５は、第１の実施例との比較例として、開口１１４が設けられない場合の表示装置１を示した断面図である。図１と同一の符号は、図１と同様であるため説明を省略する。収容部２１０は、回路基板１１１を収容し、表示部１００の背面に配置されている。収容部２１０の背面に配置された排気ファン１１２は、収容部２１０内の空気を収容部２１０の外側に排出する。開口１１３は、収容部２１０の排気ファン１１２が配置された位置よりも下側で、収容部１１０の背面に設けられている。第１の実施例に対して、比較例では、収容部２１０に開口１１４が設けられていない。

比較例において、収容部２１０内の空気の流れは、図５中の黒矢印で示される。収容部２１０の排気ファン１１２より下側に設けられた開口１１３から流入した空気は、図５中黒矢印で示すように、収容部２１０の下側から排気ファン１１２に到達する。一方で、図５の斜線で示した領域ＨＡには、外気が流れ込まないため、領域ＨＡの空気は排気ファン１１２から排気されづらくなる。

領域ＨＡの空気は、図３で示したように、加熱した空気が滞留しやすい。従って、比較例は、第１の実施例よりも、収容部２１０内の加熱された空気が、排気されづらい。収容部２１０の領域ＨＡに、加熱された空気が滞留することにより、領域ＨＡ近傍の回路基板１１１の動作不良等の原因となる可能性がある。

第１の実施例によれば、収容部１１０の排気ファン１１２の配置位置よりも上側で、かつ収容部１１０の前面に設けられた開口１１４から流入した外気によって、収容部の上方に滞留した加熱された空気が排気される。したがって、収容部の全体にわたって、十分な排熱効果を得ることが可能となる。

また、開口１１４が、中央ほど流体抵抗が低くなるように形成されることにより、収容部１１０の温度が高い領域により多くの外気を流すことが可能となる。これにより、排熱効果が高まり、収容部１１０の温度上昇を抑制することが可能となる。

また、開口１１４が、表示装置１の側面に設けられた開口１１６と連通し、開口１１６から空気を吸入することにより、表示装置１に付着した埃等が、収容部１１０内部に引き込まれることを抑制することが可能となる。

（第２の実施例）
図６は、第２の実施例における表示装置１の断面図である。第１の実施例と同一の付番を付した構成要素は、第１の実施例と同様であることから説明を省略する。第２の実施例において、収容部１１０の上面に開口１１６が設けられる。また、開口１１６の上側を覆うように、羽板１１７が設けられる。羽板１１７を設けることにより、外気中を漂う埃等の異物が、収容部１１０内に入り込むことを抑制する。

第２の実施例において、収容部１１０内部の空気の流れを図６を用いて説明する。排気ファン１１２は、収容部１１０内の空気を外側に排出する。これにより、収容部１１０内の気圧は、収容部１１０の外側よりも負圧となることから、各開口から外気が流入する。図６中の黒矢印で示すように、開口１１３から流入した空気は、収容部１１０内を上昇し、排気ファン１１２に到達し、排気される。

図６中白矢印で示すように、開口１１６から流入した空気は、収容部１１０上方を通って、排気ファン１１２に到達し、排気される。これによって、収容部１１０の上方の光源基板の駆動によって加熱された空気が、排気ファン１１２によって排出される。

第２の実施例によれば、収容部１１０の排気ファン１１２の配置位置よりも上側で、かつ収容部１１０の上面に設けられた開口１１６から流入した外気によって、収容部の上方に滞留した加熱された空気が排気される。したがって、収容部の全体にわたって、十分な排熱効果をえることが可能となる。また、外気を吸引する開口が上面に設けられることで、複数の表示装置１を水平方向に連結して使用する際等に、収容部１１０上方に外気を吸引することが可能となる。

１ 表示装置
１００ 表示部
１１０ 収容部
１１１ 回路基板
１１２ 排気ファン
１１３ 開口
１１４ 開口

Claims (14)

1. 画像を表示するための表示部と、
   前記表示部の背面側に配置され、前記表示部を駆動する回路基板と、
   前記表示部の背面側に配置され、前記回路基板を収容する収容部と、
   前記収容部の背面側に配置された排気手段と、
   前記収容部の前記排気手段が配置された位置よりも下側で、前記収容部の内側と外側とを貫通するように設けられた第１の開口と、
   前記収容部の前記排気手段が配置された位置よりも上側で、前記収容部の内側と外側とを貫通するように設けられた第２の開口と
   を備え、
   前記第２の開口は、前記収容部の前面と上面との少なくとも一方に設けられていることを特徴とする表示装置。
2. 前記表示部の水平方向に、複数の前記第２の開口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 複数の前記第２の開口は、前記表示部の中央側ほど、高密度に設けられることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 複数の前記第２の開口のうち、前記表示部の中央側に設けられる開口ほど面積が大きいことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第２の開口の幅は、前記表示部の水平方向に対して中央側ほど、広く形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記表示部の前面の周縁領域および側面を覆う枠状に形成されたフレームを備え、
   前記第２の開口は、前記収容部の前面に設けられており、
   前記第２の開口は、前記フレームに設けられた第３の開口と連通することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記第３の開口は、前記フレームの側面に設けられており、
   前記第２の開口は、前記フレームと前記表示部の上面と前記収容部の前面とで形成された流路を経由して、第３の開口と連通することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記流路の内側に、前記表示部を駆動するための回路基板が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 複数の前記第１の開口を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記第１の開口は、前記収容部の背面側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記第１の開口は、前記収容部の側面に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記第１の開口の面積は、前記第２の開口の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。
13. 前記表示部は、画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの背面側に配置され、前記表示パネルに光を照射する光源部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の表示装置。
14. 前記回路基板は、
    前記表示パネルの制御を行うパネル制御基板と、
    前記光源部の制御を行う光源制御基板と、
    前記パネル制御基板と前記光源制御基板に電力を供給する電源基板と
    を備えることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。

Images