JP2021001951A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 表示モジュールの中央領域において、送風による熱交換の効率が他の領域よりも低減することを抑制することを可能とすることを目的とする。【解決手段】 本発明の表示装置10は、前面に画像を表示する表示モジュール11と、表示モジュール11の背面に対して空気を送る複数のファン33と、複数のファン33のうち表示モジュール11の外周に対応する領域に空気を送るファン33aによって表示モジュールの背面に送られた空気を排出する流路と、ファン33aによって表示モジュール11の背面に送られた空気を排出する流路と、が互いに異なるように各流路を形成する隔壁32、仕切り板34、およびダクト36を備えることを特徴とする。【選択図】 図3

Description

本発明は、表示装置に関する。
近年、従来よりも表現できる輝度レベルの範囲(ダイナミックレンジ)が広いHDR(High Dynamic Range)に対応する映像信号に基づいて、画像を表示可能な表示装置が求められている。このような表示装置は、従来よりも高い輝度(表示輝度)で画像を表示することが求められる。
表示輝度を高くすると、表示装置に用いられる光源からの発熱が増加する。光源からの発熱により、表示装置の温度が大きく変化すると、表示装置が表示する画像の画質に対する影響が大きくなる。
特許文献1には、液晶パネルとバックライトシステムとを有し、バックライトシステムの背面側に、バックライトシステムを冷却するための複数のファンを有する表示装置が開示されている。特許文献1の表示装置では、バックライトシステムの温度の調整領域に対面するように複数のファンが設けられ、各ファンからバックライトシステムの調整領域に対して風を吹き付ける。
特開2018−141912号公報
特許文献1に開示された表示装置ですべてのファンから風を吹き付けた場合、バックライトシステムの中央の調整領域に対応するファンから吹き付けられた風は、周囲のファンから吹き付けられた風と干渉して、排出されづらい。したがって、バックライトシステムの中央の調整領域に対して、送風を用いた熱交換の効率が、他の調整領域よりも小さくなる。
本発明の表示装置は、表示モジュールの中央領域において、送風による熱交換の効率が他の領域よりも低減することを抑制することを可能とすることを目的とする。
本発明の表示装置の一の形態は、前面に画像を表示する表示モジュールと、表示モジュールの背面に対して空気を送る複数のファンと、複数のファンのうち表示モジュールの外周に対応する領域に空気を送る第一ファンによって表示モジュールの背面に送られた空気を排出する流路と、複数のファンのうち第一ファンと異なる第2ファンによって表示モジュールの背面に送られた空気を排出する流路と、が互いに異なるように各流路を形成する流路部材と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、表示モジュールの中央領域に対応するファンに対応する流路と、他のファンに対応する流路を異ならせることにより、表示モジュールの中央領域において、送風による熱交換の効率が他の領域よりも低減することを抑制することが可能となる。
表示装置の外観図である。 表示モジュールの分解斜視図である。 表示装置の第一の縦断面図である。 隔壁、ファン、仕切り板およびダクトの構成を示す第一の分解斜視図である。 表示装置の表示モジュールに吹き付ける空気の流れを示す第一の模式図である。 表示装置の表示モジュールに吹き付ける空気の流れを示す第二の模式図である。 比較例における表示装置内の空気の流れを示す模式図である。 表示装置の第二の縦断面図である。 隔壁、ファン、仕切り板およびダクトの構成を示す背面斜視図である。 隔壁、ファン、仕切り板およびダクトの構成を示す背面図である。 隔壁、ファン、仕切り板およびダクトの構成を示す第二の分解斜視図である。 表示装置の表示モジュールに吹き付ける空気の流れを示す第三の模式図である。 表示装置の表示モジュールに吹き付ける空気の流れを示す第四の模式図である。
<実施例1>
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図1は、表示装置1の外観図である。
表示装置10は、前面に画像を表示する表示モジュール11と、表示モジュール11の背面に対して空気を送る複数のファン33を備える。また、表示モジュール11の背面側には、ベゼル12、隔壁32、および仕切り板34によって、複数の分割空間が設けられる。各分割空間は、少なくとも1つのファン33によって空気が導入される。各分割空間に導入された空気は、それぞれの分割空間に設けられた排出口から排出される。つまり、分割空間は流路の少なくとも一部分を構成する。そこにおいて、表示モジュール11の外周に対応する分割空間の空気を排出する流路は、表示モジュール11の外周に対応しない分割空間の空気を分割空間の外に排出する流路と、異なる。
表示装置10は、表示モジュール11、ベゼル12、およびケース13を有する。表示モジュール11は、液晶パネルとバックライトモジュールを含む。表示モジュール11は、前面側に画像を表示する表示ジュールである。表示モジュール11は、液晶パネルの表示領域に画像を表示する。ベゼル12およびケース13は、表示モジュール11を格納する筐体を形成する部材である。
ベゼル12は、表示モジュール11の前面側を支持する。ベゼル12は、表示モジュール11の表示領域を露出させるための開口部12aを有する。開口部12aを介して表示モジュール11の表示領域に表示された画像が、ユーザに視認される。ベゼル12は、表示装置10の側面、天面、および底面に対応する位置に、開口部12bを有する。ここで、天面は、表示装置10の表示面を鉛直方向に平行になるように設置した場合における、上側の面である。底面は、表示装置10の表示面を鉛直方向に平行になるように設置した場合における、下側の面である。側面は、表示装置10の表示面を鉛直方向に平行になるように設置した場合における、表示装置10の左側および右側の面である。開口部12bは、表示モジュール11の背面に吹き付けられた空気が排出される排出孔である。
ケース13は、表示モジュール11の背面側を収容する。ケース13は、表示モジュール11を駆動させるための電気回路を備える基板群および表示モジュール11を冷却するための複数のファンを収容する収容部材である。ケース13は、表示装置10の側面、天面、および底面に対応する位置に、開口部13aを備える。開口部13aは、それぞれ表示モジュール11の背面に吹き付けるための空気が導入される導入孔である。また、開口部13aの一部の領域は、表示モジュール11の中央領域の背面に吹き付けられた空気が排出される排出孔としても機能する。また、ケース13は、背面側に開口部13bを有する。
図2は、表示モジュール11の分解斜視図である。表示モジュール11は、液晶パネル21、パネルホルダー22、光学シート23、およびバックライトユニット24を有する。
液晶パネル21は、バックライトユニット24から照射された光を透過して画像を表示する透過型の表示パネルである。
パネルホルダー22は、液晶パネル21を背面側から支持し、かつ、光学シート23の前面側から支持する保持部材である。パネルホルダー22は、光学シート23と液晶パネル21との間に、光学シート23から出力された光が拡散するための空間を設けるように、光学シート23と液晶パネル21とを支持する。
光学シート23は、光を拡散・集光させることにより光ムラをなくし輝度を向上させるためのシート状の光学部材である。光学シート23は、それぞれ機能が異なる複数のシート状の光学部材を含むとする。
バックライトユニット24は、液晶パネル21に照射する光を発する照明装置である。バックライトユニット24は、ケース25、光源基板26、および反射シート27を有する。ケース25は、光源基板26および反射シート27を収容し、光学シート23の背面側を支持する部材である。
光源基板26は、複数の光源26aが配置された基板である。光源26aは、例えば、白色のLEDを用いるとする。なお、光源26aは、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp、冷陰極管)などであっても構わない。本実施例では、光源基板26には、複数の光源26aがマトリクス状に配置されているとする。すなわち、バックライトユニット25は、いわゆる直下型のバックライトユニットである。
反射シート27は、光源26aから発せられた光を光学シート23に向かって出力するための反射部材である。反射シート27は、ケース25の内面に沿って形成されたシート状の部材であり、光源26aが露出するように複数の開口を有する。
バックライトユニット24から照射された光が光学シート23により拡散、集光され、液晶パネル21によって透過することで、液晶パネル21の表示領域に画像が表示される。
なお、表示モジュール11は、後述するヒートシンク31を含んでいてもよい。ケース25とヒートシンク31とが一体的に形成されてもよい。
図3は、表示装置10の縦断面図である。表示装置10は、表示モジュール11の背面に設けられた複数のヒートシンク31、表示モジュール11の背面を複数の領域に区切るための隔壁32、および隔壁32で区切られた領域ごとに風を吹き付けるための複数のファン33を有する。隔壁32は、表示モジュール11の背面に対して垂直に固定されている。本実施例において、隔壁32は、9個の領域に区切るが、領域の数は9個より多くても少なくてもよい。表示モジュール11の大きさや、ファン33が導入可能な空気の量、流速等によって任意に決定してもよい。
また、複数のファン33は、仕切り板34に固定される。隔壁32と仕切り板34とによって、表示モジュール11の背面側の空間は、複数の冷却のための空間に分割される。
仕切り板34は、表示モジュール11の背面から所定距離だけ離れた位置に平行に配置された板状の部材である。仕切り板34は、表示モジュール11の背面側の大部分を覆うように設けられる。なお、仕切り板34は、表示モジュール11の中央領域に対応する空間から空気を排出するための開口部34aを有する。隔壁32および仕切り板34は、表示モジュール11の背面と組み合わさって、表示モジュール11の背面側の空間を複数の空間(分割空間)に分割する部材である。
複数のファン33は、表示モジュール11、特にバックライトユニット24を冷却するために、表示モジュール11の背面に空気を吹き付けるように、仕切り板34に取り付けられている。ファン33が駆動すると、ケース13に設けられた開口部13aを介して表示装置10の外部の空気が流入する。
表示装置10のファン33および仕切り板34の背面側に表示モジュール11の駆動基板35、およびダクト36が設けられる。駆動基板35は、表示モジュール13の液晶パネル2や表示モジュール13に内蔵される光源を駆動させるための電気基板である。
ダクト36は、表示モジュール11の中央領域に対して吹き付けられた空気を排出するための流路である。ダクト36は、仕切り板34の開口部34aと接続する。また、ダクト36は、ケース13の開口部13aと接続する。ダクト36によって形成される流路については、後述する。
隔壁32、仕切り板34、およびダクト36は、それぞれ金属の板を加工して形成される。これらの部材は、後述するように、表示モジュール11の背面を冷却するための空気を導入し、排出するための流路を形成する流路部材である。
さらに、表示装置10の駆動基板35よりも背面側に、システムユニット37が設けられる。システムユニット37は、ケース13と仕切り板38で構成された空間に、表示モジュール11に画像を送信する信号処理回路、および表示モジュール11や駆動基板35に電力を供給するための電源回路を有する複数の基板40を収容する。すなわち、ケース13と仕切り板38とは、システムユニット37に起きて基板40を収容する終了部材である。また、システムユニット37は、背面側にファン39を有する。ファン39は、ケース13の開口部13bと連通し、表示装置10の外部の空気をシステムユニット37内に導入する。ファン39によって導入された空気によって、基板40で発生した熱が排熱される。すなわち、基板40が冷却される。
図4は、表示モジュール11の背面側に設けられた隔壁32、ファン33、仕切り板34、およびダクト36の構成を示す分解斜視図である。説明のため、ベゼル12、ケース13およびシステムユニット37は、省略している。
表示モジュール11の背面側の空間は、表示モジュール11の背面、隔壁32、および仕切り板34によって、9つの空間(Va、Vb、Vc、Vd、Ve、Vf、Vg、Vh、Vi)に分割される。
複数のファン33は、各空間に対応して9つ設置される。複数のファン33を個別に示す場合、対応する空間の符号を参照して表記する。例えば、空間Veに対応するファン33は、ファン33eと示す。
仕切り板34は、上述したように、表示モジュール11の中央領域に対応する空間Veに面する位置に2つの開口部34aを備える。開口部34aは、ファン33eに対して対称に設けられる。
ダクト36は、各開口部34aに対応して2つ設けられる。ダクト36は、仕切り板34に取り付けられた断面が略コの字状の断面を有する部材である。ダクト36は、仕切り板34と、開口部34aと接続する矩形の直管状の流路を形成する。また、流路の端部は、開口部13aと接続する。
図5A、図5Bは、表示装置10の表示モジュール11に吹き付ける空気の流れを示す模式図である。図5Aは、空間Vb、および空間Vhに導入される空気の流れを示す。図中の白塗矢印は、表示装置10の外部から導入される空気を示す。また、図中の黒塗矢印は、表示装置10の外部から導入され、表示モジュール11の背面と熱を交換した空気を示す。すなわち、黒塗矢印で示した空気は、白塗矢印で示した空気よりも温度が高い。
開口部12bから流入した空気の一部は、ファン33bを介して、隔壁32によって形成された空間Vbに流入する。空間Vbに流入した空気は、表示モジュール11の上側の背面と熱交換を行い、ベゼル12の上側の開口部12bから排出する。これにより、表示モジュール11の上側の背面を冷却することが可能となる。
同様にして、開口部12bから流入した空気の一部は、ファン33hを介して、隔壁32によって形成された空間Vhに流入する。空間Vhに流入した空気は、表示モジュール11の下側の背面と熱交換を行い、ベゼル12の下側の開口部12bから排出する。これにより、表示モジュール11の下側の背面を冷却することが可能となる。
図5Bは、空間Veに導入される空気の流れを示す。開口部12b流入した空気の一部は、ファン33eを介して、隔壁32によって形成された空間Veに流入する。空間Veに流入した空気は、表示モジュール11の中央の背面と熱交換を行い、仕切り板34の開口部34aを介してダクト36に流入する。開口部34aからダクト36に流入した空気は、開口部13aを介して排出される。これにより、表示モジュール11の中央の背面を冷却することが可能となる。
他のファン33についても、同様に対応する空間Vに空気を導入する。また、各空間Vで表示モジュール11の背面と熱交換を行った空気は、各空間Vに設けられた出口から排出される。つまり、隔壁32により、ファン33からの空気が干渉しない。特に中央に配置されるファン33eからの空気は、隔壁34に沿って、ファンが配置されている方向に導出できるようになる。
本実施例によれば、複数のファン33のうち表示モジュール11の背面の中央領域に対応するファン33eに対応する流路を他のファン33に対応する流路と独立に設けることが可能となる。これによって、表示モジュール11の背面に複数のファン33を用いて空気を吹き付けて冷却する場合に、ファン33eから導入された空気が他のファン33に導入された空気と干渉して排出されづらくなることを抑制することが可能となる。したがって、表示モジュール11の中央領域において、送風による熱交換の効率が他の領域よりも低減することを抑制することが可能となる。
また、本実施例によれば、各ファン33が表示モジュール11に送風した風が表示装置10の内部を通過する経路が互いに独立となるように流路を形成する。これにより、ファン33が表示モジュール11に送風した風が表示装置10の内部で、他のファン33が導入した空気と干渉して、スムーズに排出されなくなることを抑制することが可能となる。
なお、ファン33e以外のファン33が導入する空気が表示装置10の内部を通過する経路は、共通部分を有していてもよい。例えば、隔壁34を、空間Veを形成するためだけに設け、他のファン33に対応する空間を1つの空間(共通空間)としてもよい。言い換えれば、8つの空間Va、Vb、Vc、Vd、Vf、Vg、Vh、およびViをつなげて、共通空間としてもよいともいえる。この場合、共通空間に導入された空気は、表示装置10の側面に設けられた近接する開口部12bから排出されるので、ファン33の間で空気の排出の経路が干渉することは少ない。一方で、ファン33eに対応する空間Veに導入された空気の排出経路は、他のファン33によって導入された空気の排出経路と独立に設けられることで、速やかに空気を排出することが可能となる。
8つの空間に対応するファン33a、ファン33b、ファン33c、ファン33d、ファン33f、ファン33g、ファン33hおよびファン33iは、少なくとも1方向に隣接するファンを有さないファンであると言える。それに対して、ファン33eは、四方を他のファン33に囲まれたファンであるともいえる。つまり、本実施例の効果は、四方を他のファン33に囲まれたファン33eが導入する空気の経路を、少なくとも1方向に隣接する他のファン33を有さないファン33が導入する空気の経路と独立に設けることによっても得られる。
比較例として、隔壁32を設けず、複数のファン33から導入された空気が共通の空間に導入される場合の空気の排出経路について説明する。図6は、比較例における表示装置610の縦断面図である。図2に示した表示装置10に対して、表示装置610は、隔壁32を有しない。また、表示装置10の仕切り板34に対応する表示装置610の仕切り板634は背面側に空気を排出するための開口部を有さない。
この場合、上下のファン633b、633hから導入された空気は、ベゼル612の開口部612aから表示装置10と同様に排出される。一方で、中央のファン633eから導入された空気は、上下のファン633b、633hから導入された空気と衝突して、排出されづらい。したがって、表示モジュール11の背面のうち中央領域の近傍に表示モジュール11との熱交換により温まった空気がとどまり、更なる熱交換(冷却)の効率が低下してしまう。
本実施例によれば、ファン33eから導入された空気が他のファン33に導入された空気と干渉して排出されづらくなることを抑制することが可能となる。したがって、表示モジュール11の中央領域において、送風による熱交換の効率が他の領域よりも低減することを抑制することが可能となる。
<実施例2>
以下、本発明の実施例2について説明する。
図7は、本発明の実施例2に係る表示装置70の断面図である。図8は、本発明の実施例2に係る表示装置70の隔壁32、ファン33、仕切り板634およびダクト61の構成を示す背面斜視図である。図7、図8において、実施例1の表示装置10と共通部分は説明を省略する。
図7において、表示モジュール11のバックライトユニット24を冷却するファン33a〜33iの配置は実施例1と共通であり、表示モジュール13の方向に吹き付ける構造である。また、実施例1と同様に複数のファンの間には隔壁32を配置している。ファンを駆動することにより、通気孔13aから表示装置70内部に流入した空気が表示モジュール11の背面と隔壁32と仕切り板634とで形成された空間Va〜Viに流入する。各空間Vに流入した空気が、表示モジュール11の背面と熱交換を行うことにより、表示モジュール11の冷却を行う。
仕切り板34の背面側に、ダクト61a〜61iが設けられる。各ダクト62は、仕切り板634のファン33a〜33iと逆方向に取り付けられている。
図8を用いて、ダクトについて説明する。平面上に配置された複数のファン33は、外周部に沿って配置される第一冷却手段である第一ファン33a〜33d、33f〜33iと、周囲をファンで囲まれている第二冷却手段である第二ファン33eで構成される。ダクト61a〜61iは、それぞれファン33a〜33iが空気を導入する空間Va〜Viに接続するように設けられる。第一ファン33aは、ダクト61aに対応する。他のファン33と他のダクト61も同様の関係となっている。
図9は、本発明の実施例2に係るバックライト冷却部の背面図である。図10は、本発明の実施例2に係る表示装置のバックライト冷却部の分解斜視図である。
仕切り板634は、複数の開口部635a〜635iを有する。複数の開口部635a〜635iは、隔壁32で分離された各空間Va〜Viに対応する。1つの空間Vに対して、開口部635は1つでも複数でもよい。開口部635は、各空間Vに対応するダクト61に連通する。例えば、ファン33aが空気を導入する空間Vaに面する仕切り板34の位置に開口部635aが設けられ、開口部635aを介して空間Vaとダクト61aが構成する流路が接続する。また、ファン33eが空気を導入する空間Veに面する仕切り板34の位置に2つの開口部635eが設けられ、2つの開口部635eを介して空間Veと2つのダクト61eが構成する流路が接続する。
図11は、表示装置70の流路を示す断面図である。図11Aは図9における断面A−Aでの断面図、図11Bは断面B−Bでの断面図である。
図11Aにおいて、ファン33bから空間Vbに導入された空気は表示モジュール11を冷却する。表示モジュール11の熱によって温まった空気の一部は、開口部12bから排出され、他の一部は仕切り板634の開口部635bを介してダクト61bに流入する。ダクト61bに流入した空気は、開口部13aから排出される。ファン33hから空間Vhに導入された空気も同様に、開口部12bおよびダクト61hを介して開口部13aから排出される。一方、ファン33eから空間Veに導入された空気は、表示モジュール11を冷却したのち、実施例1と同様に、ダクト61eを介して開口部13aから排出される。
図11Bにおいて、ファン33aから空間Vaに導入された空気は表示モジュール11を冷却する。表示モジュール11の熱によって温まった空気の一部は、開口部12bから排出され、他の一部は仕切り板634の開口部635aを介してダクト61aに流入する。ダクト61aに流入した空気は、開口部13aから排出される。ファン33dから空間Vdに導入された空気も同様に、開口部12bおよびダクト61dを介して開口部13aから排出される。ファン33gから空間Vgに導入された空気も同様に、開口部12bおよびダクト61gを介して開口部13aから排出される。
したがって、表示モジュール11の外周側の領域を冷却するためのファン33a〜33d、および33f〜33iに対応する空間ファンVa〜Vd、およびVf〜Viについても専用のダクトを用いることで、効率良く排気することができる。
実施例1では、表示モジュール11の中央に対応するファン33から導入される空気を、他のファンが導入する空気との干渉なく、外部へ排出した。実施例2では、外周部のファンに対しても専用のダクトを設けることにより、内部からのファンから排出される空気から干渉されずに空気を外部に排出させた。これにより、さらに外周部のファンの排気効率も向上することが可能となる。
なお、本実施例において、表示モジュール11は、液晶パネル21とバックライトユニット24とを有する液晶ディスプレイモジュールであるとして説明した。しかし、表示モジュール11は、別の種類のものであってもよい。例えば、表示モジュール11は、有機ELディスプレイモジュールであってもよい。
10 表示装置
11 表示モジュール
12 ベゼル
13 ケース
32 隔壁
33 ファン
34 仕切り板
35 駆動基板
36 ダクト

Claims (9)

  1. 前面に画像を表示する表示モジュールと、
    前記表示モジュールの背面に対して空気を送る複数のファンと、
    前記複数のファンのうち前記表示モジュールの外周に対応する領域に空気を送る第一ファンによって前記表示モジュールの背面に送られた空気を排出する流路と、前記複数のファンのうち前記第一ファンと異なる第2ファンによって前記表示モジュールの背面に送られた空気を排出する流路と、が互いに異なるように各流路を形成する流路部材と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 前記流路部材は、前記表示モジュールの背面に対して所定距離だけ離れ、前記表示モジュールの背面に平行な板状の第1部材と、前記表示モジュールの背面と前記第1部材との間の空間を複数の分割空間に区切る第2部材と、を含み、
    前記複数のファンそれぞれは、対応する前記分割空間に空気を導入するものであって、
    前記流路部材は、前記複数の分割空間のうち前記第2ファンに対応する分割空間の空気を排出するためのダクトを有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記ダクトは、前記第1部材の背面側に設けられ、前記第2ファンに対応する分割空間と前記第1部材に設けられた開口を介して連通することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記複数のファンは、前記第1部材に設けられることを特徴とする請求項2または3に記載の表示装置。
  5. 前記第2部材は、前記表示モジュールの背面側の空間を、前記表示モジュールの背面と平行にマトリクス状に並んだ複数の分割空間に分割するものであって、
    前記第二ファンは、前記複数の分割空間のうち、前記第1部材と前記第2部材とのみで形成された流路で空気を排出する第1分割空間に対応するファンであって、
    前記第一ファンは、前記複数の分割空間のうち、前記第1分割空間でない分割空間に対応するファンであることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記表示モジュールの背面に設けられた複数のヒートシンクをさらに備え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. 前記流路部材よりも背面側に設けられ、前記表示モジュールを駆動するための電気回路と、
    前記電気回路を収容する収容部材と、
    前記収容部材に空気を導入するための第三ファンと、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 前記表示モジュールは、光を発するバックライトユニットと、前記バックライトユニットから出力された光を透過して画像を表示する液晶パネルとを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。
  9. 前記表示モジュールは、有機ELディスプレイモジュールであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023048292A1 (ja) * 2021-09-27 2023-03-30 日本精機株式会社 表示装置

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