JP4934011B2

JP4934011B2 - 電子部品の放熱構造及び表示装置

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Publication number: JP4934011B2
Application number: JP2007306517A
Authority: JP
Inventors: 竜也坂田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: JP2009129378A; US7885067B2; US20090135563A1

Description

本発明は、電子部品の放熱構造及び表示装置に関する。

従来、例えばパーソナルコンピュータにおいて、本体内部に配置される電子部品の発熱を抑えるため、特定の電子部品からの発熱を、ヒートパイプを用いて放熱用の冷却ファンまで熱輸送し、放熱することが行われている。

しかしながら、例えば小型のテレビ受像機の表示装置では、本体内部に多数の電子部品が密集して配置され、個々の電子部品が個別に発熱するため、本体内部には多数の発熱部品が混在している。このような場合、個々の電子部品の発熱をヒートパイプで放熱しようとすると、ヒートパイプの配置が複雑となり、効率よく放熱することは困難である。このため、特に小型のテレビ受像機などでは、表示装置の本体内部の温度が上昇し易くなるという問題が生じる。特に、電子部品が高密度に実装される場合は、回路基板の表裏面に電子部品が実装されるため、より発熱量が多くなり、過熱し易くなるという問題がある。

また、筐体が金属製の場合は、電子部品の発熱により筐体が過熱してしまうことが想定される。また、筐体が樹脂製の場合は、樹脂が変形するなどの問題も想定される。従って、電子部品による熱を放熱することは必要不可欠である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電子部品から発生した熱を効率良く放熱することが可能な、新規かつ改良された、電子部品の放熱構造及び表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板の第１の面と対向して配置された第１の放熱板と、前記回路基板の第２の面と対向して配置された第２の放熱板と、前記第１及び第２の放熱板に接続された冷却ファンと、を備える電子部品の放熱構造が提供される。

上記構成によれば、第１の放熱板は、電子部品が実装された回路基板の第１の面と対向して配置され、第２の放熱板は回路基板の第２の面と対向して配置され、冷却ファンは第１及び第２の放熱板に接続される。従って、回路基板の表裏面の第１及び第２の放熱板により、電子部品の熱を伝熱して冷却ファンにより放熱することができる。また、第１及び第２の放熱板により回路基板が挟まれるため、第１及び第２の放熱板に静電シールドの効果を持たせることができ、ノイズ等による誤動作を抑止できる。

また、前記第１の放熱板に配設された第１のヒートパイプと、前記第２の放熱板に配設された第２のヒートパイプと、を更に備え、前記第１及び第２のヒートパイプの終端が前記冷却ファンの近傍に位置するものであってもよい。かかる構成によれば、かかる構成によれば、第１及び第２の放熱板の熱が第１及び第２のヒートパイプを伝わって熱輸送されて冷却ファンに送られるため、熱を効率良く放熱することができる。

また、前記第１及び第２の放熱板は、前記回路基板上の複数の前記電子部品と接続されたものであってもよい。かかる構成によれば、かかる構成によれば、電子部品の熱が第１及び第２の放熱板に伝わるため、電子部品の発熱による熱を放熱することが可能となる。

また、前記第１の放熱板及び前記第２の放熱板の一方の外縁から他方に向けて延在し、前記回路基板の側方を覆う壁部が設けられたものであってもよい。かかる構成によれば、電子部品の熱が回路基板の側方に伝わることを抑えるとともに、静電シールドの効果をより高めることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、本体スタンド部と、表示部と、前記本体スタンド部から立設されて前記表示部を支持する支持部と、を備える表示装置であって、前記本体スタンド部の内部に設けられ、電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板の第１の面と対向して配置された第１の放熱板と、前記回路基板の第２の面と対向して配置された第２の放熱板と、前記第１及び第２の放熱板に接続された冷却ファンと、を備える表示装置が提供される。

上記構成によれば、本体スタンド部と、表示部と、前記本体スタンド部から立設されて前記表示部を支持する支持部と、を備える表示装置において、電子部品が実装された回路基板は、本体スタンド部の内部に設けられる。第１の放熱板は、回路基板の第１の面と対向して配置され、第２の放熱板は、回路基板の第２の面と対向して配置されたる。そして、第１及び第２の放熱板に冷却ファンが接続される。従って、回路基板の表裏面の第１及び第２の放熱板により、電子部品の熱を伝熱して冷却ファンにより放熱することができる。また、第１及び第２の放熱板により回路基板が挟まれるため、第１及び第２の放熱板に静電シールドの効果を持たせることができ、ノイズ等による誤動作を抑止できる。

本発明によれば、電子部品から発生した熱を効率良く放熱することが可能な電子部品の放熱構造及び表示装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［表示装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１０００の外観を示す概略斜視図である。ここで、図１（Ａ）は、正面右上から表示装置１０００を見た状態を示す概略斜視図である。また、図１（Ｂ）は、表示装置１０００の背面、右上から表示装置１０００を見た状態を示す斜視図である。また、図２は、正面左側から表示装置１０００を見た状態を示す概略斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の表示装置１０００は、本体スタンド部１００、アーム部（支持部）２００、及び表示ディスプレイ部（表示部）３００を備えて構成されている。表示装置１０００は、例えばテレビ放送の映像などを受信して表示ディスプレイ部３００の表示画面３００ａに表示するものである。

表示ディスプレイ部３００は、有機エレクトロルミネセンス(EL; Electro Luminescence)現象を利用して画像を表示する表示パネル（有機ＥＬパネル）３２０を備えている。有機ＥＬパネル３２０は、自発光素子である複数の有機ＥＬ素子を有して構成され、バックライトなどの構成が不要であるため、その厚さは十分に薄く構成される。図２に示すように、本実施形態の表示ディスプレイ部３００は、その厚さｔが数ｍｍ程度（３ｍｍ程度）以下に抑えられており、非常に厚さの薄い薄型パネルとされている。

アーム部２００は、本体スタンド部１００の後方に１箇所設けられ、本体スタンド部１００から上方に向けて立設されている。アーム部２００は、表示装置１０００を正面から見た場合に、本体スタンド部１００の横方向（水平方向）の中心よりも右側に設けられており、表示ディスプレイ部３００の横方向の中心よりも右側に連結されている。このように、本実施形態の表示装置１０００では、表示ディスプレイ部３００の水平方向の中心よりも左右いずれかの端部側にアーム部２００が設けられ、表示ディスプレイ部３００が片持ちで支持されている。

液晶ディスプレイの場合、バックライトが必要であるため、表示ディスプレイ部の厚さが厚くなり、重量も重くなる。特に、本実施形態のように、コンピュータ用のディスプレイではなく、テレビ映像を表示するディスプレイとしての使用を想定した場合、テレビ受像機としての画質を確保するためには、コンピュータ用ディスプレイよりも多くのバックライトを配置する必要がある。また、液晶ディスプレイには、バックライトの他に、バックライトを制御するためのインバータも必要になる。このため、液晶ディスプレイの場合、重量が重くなり、表示ディスプレイ部を片持ちで支持するためには、アーム部を含めたディスプレイ部の剛性を大幅に高める必要があり、構造の複雑化、重量の増大が想定される。従って、液晶ディスプレイを片持ちで支持することは、ユーザの利便性、製造コスト等を考慮すると現実的ではない。

一方、有機ＥＬパネルは、自発光素子である有機ＥＬ素子からなるため、バックライトや、これに付随するインバータなどの構成部材は不要であり、薄板のガラス製のパネルのみで軽量に構成することができる。従って、本実施形態によれば、表示ディスプレイ部３００自体を非常に軽量に構成することができ、表示ディスプレイ部３００を片持ちで支持することが可能となる。

表示ディスプレイ部３００は、アーム部２００との連結部を中心として、図２の矢印Ａ１方向に回動可能とされており、ユーザは、表示ディスプレイ部３００のチルト位置を所望の角度に設定することができる。

従来の表示パネルにおいて、表示パネルを支持する部材は、一点支持の場合は表示パネルの横方向の中央部分を下側から支持している。また、２点支持の場合は、表示パネルの横方向の両端近傍を下側から支持している。本実施形態では、アーム部２００を表示ディスプレイ部３００の横方向の中央部分からずらした配置し、表示ディスプレイ部３００を片持ちで支持するため、アーム部２００がユーザの視野から外れ、ユーザに対して表示画面３００ａのみを独立して認識させることができる。これにより、ユーザに対しては、あたかも本体スタンド部１００上に表示ディスプレイ部３００がアーム部２００を介さずに浮いているような印象を与えることができる。従って、表示ディスプレイ部３００を片持ちで支持することにより、ユーザに対して表示画面３００ａのみを独立して注視させることが可能となる。

また、本体スタンド部１００の中央にアーム部２００の根元を連結する必要がなくなり、アーム部２００の設置の自由度が向上する。従って、本体スタンド部１００の内部構造、基板の配置等を考慮して、本体スタンド部１００に対するアーム部２００の設置位置を決めることが可能となり、設計の自由度を高めることができる。これにより、本体スタンド部１００の内部構造を考慮した上で、最も効率良く構成部材を配置することが可能となり、表示装置１０００の大きさを最小限に抑えることも可能となる。また、アーム部２００が本体スタンド部１００の中央に設置されないため、本体スタンド部１００の上面に有効なスペースを広くとることができ、本体スタンド部１００の上面に表示部、操作ボタン、ＬＥＤ表示灯などを自由に配置することも可能となる。

また、図１及び図２に示すように、アーム部２００は、本体スタンド部１００の後方から表示ディスプレイ部３００の裏面に向かって傾斜して設けられている。図２において、鉛直方向に対するアーム部２００の傾斜角度θは、４５°〜６０°程度の値とされる。これにより、表示ディスプレイ部３００を正面から見た場合に、アーム部２００は表示ディスプレイ部３００の裏に隠れてしまい、アーム部２００がユーザの視野内で認識されることが抑えられる。従って、アーム部２００を表示ディスプレイ部３００の中心からずらして配置したこととの相乗効果により、アーム部２００がユーザの視界内に認識されることを確実に抑えることができる。

このため、ユーザの視野には、表示ディスプレイ部３００と本体スタンド部１００のみが映り、アーム部２００は殆ど視野に入らないため、ユーザが表示ディスプレイ部３００と本体スタンド部１００の接続状態を直接的に認識することが抑えられる。従って、ユーザにとっては、あたかも空間に表示ディスプレイ部３００が浮いているような感覚が生じる。

また、上述したように、本実施形態の構成では、表示ディスプレイ部３００の厚さが数ｍｍ程度と非常に薄く構成されているため、ユーザにとって表示ディスプレイ部３００の軽量感が強調されて認識される。従って、ユーザにとって、空間に表示ディスプレイ部３００が浮いている感覚との相乗効果により、非常に浮遊感、軽量感の溢れる表示ディスプレイ部３００が提供される。

これにより、ユーザは、空間に浮遊しているように認識される表示ディスプレイ部３００の表示内容のみを注視することができ、他の構造物に気をとられることなく、集中して表示内容を見ることができる。従って、ユーザに表示画面３００ａが浮いている感じを演出しつつ、良好なデザイン性を維持することが可能となるとともに、表示画面３００ａの視認性を大幅に向上させた表示装置１０００を提供することが可能となる。

［本体スタンド部の構成］
図３は、本体スタンド部１００の内部構成を示す分解斜視図である。本体スタンド部１００には、衛星放送（ＢＳ，ＣＳ）、地上デジタル波などのチューナー、ＬＡＮ、ＨＤＭＩ、ＵＳＢなどの各種端子が組み込まれており、裏面側には、地上デジタル波を受信するためのロッドアンテナ１０４（図１（Ｂ）参照）が設けられている。また、本体スタンド部１００には、スピーカーボックス、操作ボタンなどが組み込まれている。図３に示すように、本体スタンド部１００の内部には、下側から順に、ボトムカバー５５０、メイン基板（Ｏ基板）５６０、冷却ユニット５７０、トップカバーブロック５８０が配置されている。

図４は、メイン基板５６０の上面を示す斜視図である。メイン基板５６０の上面には、多数の電子部品５６２が配置されている。図４中に示す６つの領域５６４ａ，５６４ｂ，５６４ｃ，５６４ｄ，５６４ｅ，５６４ｆは、これらの電子部品５６２からの発熱量が特に大きい領域を示している。

冷却ユニット５７０は、上部放熱板５７２と、下部放熱板５７３と、冷却ファン５７４とを有して構成されている。図５は、上部放熱板５７２と冷却ファン５７４を示す斜視図である。図５に示すように、冷却ファン５７４は上部放熱板５７２の下面に装着されている。なお、本実施形態では冷却ファン５７４を１つ設けているが、２つ以上の冷却ファンを放熱板に接続しても良い。

また、図５は、図４中の領域５６４ａ〜５６４ｆの位置を上部放熱板５７２の上面と対応付けて示している。図５に示すように、領域５６４ａ〜５６４ｆに対応する位置には、２つのヒートパイプ５７６が設けられており、ヒートパイプ５７６の末端は冷却ファン５７４に接続されている。冷却ファン５７４は、遠心ファンから構成され、上下から吸い込んだ空気を側部に排出し、本体スタンド部１００の外部へ排出する。また、領域５６４ａ〜５６４ｆに位置する電子部品５６２と上部放熱板５７２の間には熱伝導性シート５６３（図５において不図示）が配置され、これらの電子部品５６２は熱伝導性シート５６３を介して上部放熱板５７２の裏面と接触している。

図３に示すように、ヒートパイプ５７６の末端は、冷却ファン５７４から排出された空気が通過する多孔構造部５７８に接続されている。ヒートパイプ５７６から送られた熱は多孔構造部５７８に伝わり、冷却ファン５７４から排出された空気により外部に放出される。

以上のような構成によれば、メイン基板５６０上の発熱量の大きい領域５６４ａ〜５６４ｆ上を通るようにヒートパイプ５７６を配置しているため、電子部品５６２で発生した熱は、熱伝導性シートから上部放熱板５７２に伝わり、ヒートパイプ５７６へ伝達され、ヒートパイプ５７６を介して冷却ファン５７４へ送られる。従って、メイン基板５６０で発生した主要な熱を冷却ファン５７４へ効率良く送ることができ、本体スタンド１００の内部の熱を外部へ効率良く放出することが可能となる。

メイン基板５６０の下面にも電子部品が実装されている。図４に示すように、下部放熱板５７３は、上部放熱板５７２と同様に発熱量の多い電子部品と熱伝導性シートを介して密着している。また、上部放熱板５７２と同様に、下部放熱板５７３の下面にはヒートパイプ５７５が設けられており、ヒートパイプ５７５は冷却ファン５７４に到達している。上部放熱板５７２と下部放熱板５７３を組み合わせた状態では、下部放熱板５７３が多孔構造部５７８に接触し、下部放熱板５７３の熱は多孔構造部５７８から放熱されるように構成されている。

従って、メイン基板５６０の裏面に実装された電子部品５６２で発生した熱は、熱伝導性シートから下部放熱板５７３に伝わり、ヒートパイプへ伝達され、ヒートパイプを介して冷却ファン５７４へ送られる。従って、メイン基板５６０の表裏面の電子部品５６２で発生した熱を冷却ファン５７４へ効率良く送ることができ、本体スタンド１００の内部の熱を外部へ効率良く放出することが可能となる。

上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３は、メイン基板５６０とともに、ボトムカバー５５０に対してネジの共締めにより固定される。

図６は、メイン基板５６０の表裏面の電子部品５６２で発生した熱が冷却ファン５７４へ送られる様子を示す模式図である。電子部品５６２で発生した熱は、熱伝導性シートを介して上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３に伝わり、冷却ファン５７４へ送られる。これにより、小さいスペースに多くの電子部品５６２が搭載された小型テレビ等においても、メイン基板５６０の上下から効率良く放熱を行うことができる。

また、メイン基板５６０を上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３で挟むサンドイッチ構造としたことにより、メイン基板５６０に対する静電シールドの効果を得ることが可能となり、ノイズ等による誤動作を抑止することができる。

図３に示すように、下部放熱板５７３の外縁には、上部に延在する壁部５７３ａが設けられている。そして、壁部５７３ａの上端は上部放熱板５７２の裏面と当接する。このような構成によれば、メイン基板５６０の側方が壁部５７３ａによって覆われるため、メイン基板５６０の側方に熱が伝わることを抑止できる。また、メイン基板５６０の上面及び下面を上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３で覆い、メイン基板５６０の側方を壁部５７３ａで覆うことができるため、メイン基板５６０に対する静電シールドの効果をより高めることができる。

以上説明したように本実施形態によれば、メイン基板５６０の上面及び下面に上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３を配置したため、メイン基板５６０の電子部品５６２から発生した熱が本体スタント部１００の筐体に直接伝わってしまうことを抑止できる。また、上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３を冷却ファン５７４に接続し、上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３に設けられたヒートパイプ５７６で冷却ファン５７４に熱を伝えるようにしたため、上部放熱板５７２及び下部放熱板５７３の熱を冷却ファン５７４から効率良く排出することができる。

なお、上述した構成はメイン基板５６０が１層に設けられた例を示したが、基板が多層に設けられた場合に、各基板を挟むように複数の放熱板を設け、冷却ファン５７４により放熱するようにしても良い。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の一実施形態に係る表示装置の外観を示す概略斜視図である。正面左側から表示装置を見た状態を示す概略斜視図である。本体スタンド部の内部構成を示す分解斜視図である。メイン基板の上面を示す斜視図である。上部放熱板と冷却ファンを示す斜視図である。メイン基板の表裏面の電子部品で発生した熱が冷却ファンへ送られる様子を示す模式図である。

符号の説明

１０００表示装置
１００本体スタンド部
２００アーム部
３００表示ディスプレイ部
５６０メイン基板
５６２電子部品
５７２上部放熱板
５７３下部放熱板
５７３ａ壁部
５７４冷却ファン
５７５，５７６ヒートパイプ

Claims

電子部品が実装された回路基板と、
前記回路基板の第１の面と対向して配置され、前記回路基板上の前記電子部品と放熱シートを介して接続された第１の放熱板と、
前記回路基板の第２の面と対向して配置され、前記回路基板上の前記電子部品と放熱シートを介して接続された第２の放熱板と、
前記第１及び第２の放熱板に接続され、前記第１及び第２の放熱板のそれぞれに表裏面が密着した冷却ファンと、
前記第１の放熱板に配設された第１のヒートパイプと、
前記第２の放熱板に配設された第２のヒートパイプと、を備え、
前記第１及び第２のヒートパイプの終端が前記冷却ファンに接続され、
前記第１のヒートパイプ及び前記第２のヒートパイプは、前記回路基板上の前記電子部品からの発熱量の大きい領域を経由するように屈曲して設けられ、
前記第１の放熱板及び前記第２の放熱板の一方の外縁から他方に向けて延在し、前記回路基板の側方を覆う壁部が設けられたことを特徴とする、電子部品の放熱構造。
本体スタンド部と、表示部と、前記本体スタンド部から立設されて前記表示部を支持する支持部と、を備える表示装置であって、
前記本体スタンド部の内部に設けられ、電子部品が実装された回路基板と、
前記回路基板の第１の面と対向して配置され、前記回路基板上の前記電子部品と放熱シートを介して接続された第１の放熱板と、
前記回路基板の第２の面と対向して配置され、前記回路基板上の前記電子部品と放熱シートを介して接続され、外縁から前記第１の放熱板に向けて延在して前記回路基板の側方を覆う壁部が設けられた第２の放熱板と、
前記第１及び第２の放熱板に接続され、前記第１及び第２の放熱板のそれぞれに表裏面が密着した冷却ファンと、
前記第１の放熱板に配設された第１のヒートパイプと、
前記第２の放熱板に配設された第２のヒートパイプと、を備え、
前記第１及び第２のヒートパイプの終端が前記冷却ファンに接続され、
前記第１のヒートパイプ及び前記第２のヒートパイプは、前記回路基板上の前記電子部品からの発熱量の大きい領域を経由するように屈曲して設けられたことを特徴とする、表示装置。