(57)【要約】【課題】送風手段の停止時の放熱効率を向上させために送風手段用開口部の近辺に別の開口部を設けたとしても、送風手段の駆動時の放熱効率を向上させること。【解決手段】表示装置１は、画像を表示するＬＣＤモジュール１０をベゼル２とリアカバー３で収容した構造をもつ。ＬＣＤモジュール１０の背面上部にファンユニット２０が位置し、背面下部に回路基板３０が位置する。リアカバー３には、ファンユニット２０に対向するファン用開口穴３ａと、下部開口穴３ｂ、上部開口穴３ｃが形成されている。ファンユニット２０が停止された場合、外気を下部開口穴３ｂから吸入してファン用開口穴３ａおよび上部開口穴３ｃからそれぞれ排気する経路ＡとＢが形成される。また、ファンユニット２０が駆動された場合、外気を下部開口穴３ｂおよび上部開口穴３ｃから吸入してファンユニット２０の吸気孔から吸い込み、ファン用開口穴３ａから排気する経路ＤとＥが形成される。【選択図】  図４
2012222112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の表示部およびバックライト部を外装部材で収容した表示装置であって、
前記バックライト部の背面に取り付けられた送風手段と、
前記送風手段の駆動制御手段と、
前記送風手段を覆うとともに背面側を向いた排気孔および下方を向いた吸気孔を有する保持部材と、
前記外装部材にて前記送風手段の排気孔に対向した位置に形成した第１開口部と、
前記外装部材にて前記第１開口部よりも下方に形成した第２開口部と、
前記外装部材にて前記第１開口部よりも上方に形成した第３開口部を備え、
前記駆動制御手段により前記送風手段が駆動された場合、外気を前記第２開口部および前記第３開口部から取り入れて前記送風手段の吸気孔から吸入し、前記第１開口部から排気する経路が形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段により前記送風手段が停止された場合、前記第２開口部から筐体内に入った外気が前記第３開口部から排気される経路および前記第２開口部から筐体内に入った外気が前記送風手段の吸気孔および排気孔を通って前記第１開口部から排気される経路が形成され、
前記駆動制御手段により前記送風手段が駆動された場合、外気を前記第２開口部から吸入して前記第３開口部から排気する経路および外気を前記第２開口部および第３開口部から取り入れて、前記送風手段の吸気孔および排気孔を通って前記第１開口部から排気する経路が形成されることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記送風手段は前記表示部の表示面に対して平行に配置された軸流ファンであり、
前記保持部材は、前記軸流ファンを覆うとともに前記排気孔を有する囲繞部と、前記吸気孔を有するダクト部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
画像の表示部およびバックライト部を外装部材で収容した表示装置であって、
前記バックライト部の背面に取り付けられた送風手段と、
前記送風手段の駆動制御手段と、
前記送風手段を保持し、背面側を向いた排気孔を有する保持部材と、
前記送風手段の上方に設けた放熱手段と、
前記外装部材にて前記送風手段の排気孔に対向した位置に形成した第１開口部と、
前記外装部材にて前記第１開口部よりも下方に形成した第２開口部と、
前記外装部材にて前記第１開口部よりも上方に形成した第３開口部を備え、
前記駆動制御手段により前記送風手段が駆動された場合、外気を前記第２開口部および前記第３開口部から取り入れ、前記放熱手段および前記送風手段の排気孔を通して前記第１開口部から排気する経路が形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段により前記送風手段が停止された場合、前記第２開口部から筐体内に入った外気が前記放熱手段を通って前記第３開口部から排気される経路および前記第２開口部から筐体内に入った外気が前記送風手段の排気孔を通って前記第１開口部から排気される経路が形成されることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
画像の表示部およびバックライト部を外装部材で収容した表示装置の放熱方法であって、
前記バックライト部の背面に送風手段を取り付け、該送風手段を保持部材で覆うとともに当該保持部材には背面側を向いた排気孔および下方を向いた吸気孔を形成し、
前記外装部材には前記送風手段の排気孔に対向した位置に第１開口部を、該第１開口部よりも下方に第２開口部を、前記第１開口部よりも上方に第３開口部をそれぞれ形成し、
前記送風手段が駆動された場合、外気を前記第２開口部および前記第３開口部から取り入れて前記送風手段の吸気孔から吸入し、前記第１開口部から排気することを特徴とする表示装置の放熱方法。
【請求項７】
画像の表示部およびバックライト部を外装部材で収容した表示装置の放熱方法であって、
前記バックライト部の背面に送風手段とその上部に放熱手段を取り付けるとともに、該送風手段の保持部材には背面側を向いた排気孔を形成し、
前記外装部材には前記送風手段の排気孔に対向した位置に第１開口部を、該第１開口部よりも下方に第２開口部を、前記第１開口部よりも上方に第３開口部をそれぞれ形成し、
前記送風手段が駆動された場合、外気を前記第２開口部および前記第３開口部から取り入れ、前記放熱手段および前記送風手段の排気孔を通して前記第１開口部から排気することを特徴とする表示装置の放熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の放熱構造および放熱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルやプラズマパネル等の薄型表示パネルを用いた表示装置は、表示パネルの背面を補強するシャーシが放熱機能を有する。シャーシの背面には、表示パネルに映像を表示させるための回路基板が搭載されている。このため、シャーシ背面側にファン等が設けられ、筺体内の通気により放熱する構成にしている。近年、さらなる薄型化が進む装置では、換気量の大きい軸流ファンを表示面と平行な状態で搭載する構造が採用されている。一方、軸流ファンの搭載による駆動音や風切り音等の騒音対策として、使用環境等による温度変化に応じてファンの回転数を可変制御し、または停止させる方法が知られている（特許文献１参照）。
以下、図７を用いて従来の薄型表示装置の構成例について説明する。
表示装置１０１は、ＬＣＤ（液晶表示装置）モジュール１１０を、正面側のベゼル１０２と背面側のリアカバー１０３で収容した構造をもつ。ＬＣＤモジュール１１０は、ＬＣＤパネル１１１の背面側にバックライト部１１２を備え、これをシャーシ１１３が保持する。シャーシ１１３は、熱伝導性の良好なアルミニウム等の板材で形成され、バックライト部１１２で発生した熱を背面側へ伝えて放熱する機能を有する。ＬＣＤモジュール１１０の背面上部には軸流ファン１２０が配置され、下方にはＬＣＤモジュール１１０に映像信号を伝送するための回路基板１３０が取り付けられている。リアカバー１０３の背面には、軸流ファン１２０と対向する位置にファン用開口穴１０３ａが形成され、下部には開口穴１０３ｂが形成されている。軸流ファン１２０の近傍に設けた温度センサ１４０の温度検出信号に応じて、不図示の制御部は軸流ファン１２０の回転数を可変制御し、または当該軸流ファンを停止させる。
この他、ファンのプロペラ位置を検出するセンサを備え、ハウジング、モータおよび安全ガードのガード柵で囲まれた排気孔の開口率が最高となる位置にプロペラを停止させる構造も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０９５６７４号公報
【特許文献２】特開２００８−４１８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ファン停止時における従来の放熱構造では、図７に示す下部開口穴１０３ｂから外気を取り入れ、ファン用開口穴１０３ａから排気する自然空冷方式である。よって、排気用開口面積はファンの外形寸法および開口率と搭載数に依存する。特許文献２に示す構造では、ファン停止時に開口率が最大となるように制御し、放熱効率を向上させている。ファン停止時の放熱効率をさらに向上させるためには、図７に示すリアカバー１０３にてファン用開口穴１０３ａの近辺に排気用の上部開口穴１０３ｃを設けることが考えられる。ファン駆動時に上部開口穴１０３ｃは吸気孔として機能する。しかし、上部開口穴１０３ｃをファン用開口穴１０３ａの近くに設けると、通気経路が短くなるのでファン駆動時の放熱効率が低下するおそれがある。
本発明の目的は、送風手段の停止時の放熱効率を向上させために送風手段用開口部の近辺に別の開口部を設けたとしても、送風手段の駆動時の放熱効率を向上させることができる放熱構造および放熱方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、画像の表示部およびバックライト部を外装部材で収容した表示装置であって、前記バックライト部の背面に取り付けられた送風手段と、前記送風手段の駆動制御手段と、前記送風手段を覆うとともに背面側を向いた排気孔および下方を向いた吸気孔を有する保持部材と、前記外装部材にて前記送風手段の排気孔に対向した位置に形成した第１開口部と、前記外装部材にて前記第１開口部よりも下方に形成した第２開口部と、前記外装部材にて前記第１開口部よりも上方に形成した第３開口部を備える。前記駆動制御手段により前記送風手段が駆動された場合、外気を前記第２開口部および前記第３開口部から取り入れて前記送風手段の吸気孔から吸入し、前記第１開口部から排気する経路が形成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、送風手段の停止時の放熱効率を向上させために送風手段用の第１開口部の近辺に第３開口部を設けたとしても、送風手段の駆動時の放熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図２乃至４と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、薄型表示装置を示す斜視図（Ａ）と、リアカバーを外した状態を示す斜視図（Ｂ）である。
【図２】ＬＣＤモジュールの断面図である。
【図３】ファンユニットを示す部分拡大図である。
【図４】ファン停止時の通気経路を示す斜視図（Ａ）とファン駆動時の通気経路を示す斜視図（Ｂ）である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る薄型表示装置のリアカバーを外した状態を示す斜視図（Ａ）と、ファンユニットおよびヒートシンクを示す部分拡大図（Ｂ）である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る薄型表示装置のファン停止時の通気経路を示す斜視図（Ａ）とファン駆動時の通気経路を示す斜視図（Ｂ）である。
【図７】従来の薄型表示装置の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１実施形態］
以下、図１を用いて本発明の第１実施形態に係る薄型表示装置の構造について説明する。図１（Ａ）は、表示装置１を背面側から見た場合の斜視図であり、図１（Ｂ）は装置筐体のリアカバー３を外した状態を示す分解斜視図である。なお、以下の説明では、ユーザから見て手前側を正面側とし、表示面の反対側を背面側とする。またユーザから見て右方を右側面側、左方を左側面側とし、上方を天面側、下方を底面側とする。
表示装置１は、画像を表示するＬＣＤモジュール１０を、外装部材である正面側のベゼル２と背面側のリアカバー３で収容した構造をもつ。図１（Ａ）に示す表示装置１はスタンド５０で支持されるが、図示しない壁掛け金具で表示装置１を背面側から壁面等に取り付けることもできる。ＬＣＤモジュール１０の背面には図１（Ｂ）に示すように、上部寄りの位置に送風手段としてのファンユニット２０が配置されている。本例では、下方に２つの回路基板３０が配置されているので、これらの回路基板ごとにファンユニット２０がそれぞれ配置されている。回路基板３０はＬＣＤモジュール１０の表示部（不図示）に映像信号を伝送する回路を実装した基板である。ベゼル２の正面側に設けた開口から表示部が露出し、リアカバー３の背面にてファンユニット２０に対向する位置には、第１開口部としてファン用開口穴３ａが形成されている。これらのファン用開口穴３ａから離れた下端寄りの位置には、第２開口部として、左右方向に沿って配列した多数の下部開口穴３ｂが形成されている。またファン用開口穴３ａの上方には、第３開口部として、左右方向に沿って配列した多数の上部開口穴３ｃが形成されている。これらの開口穴については円形穴やスリットなど、任意の形状で構わない。
【０００９】
次に、図２に示す縦断面図を用いてＬＣＤモジュール１０について説明する。
ＬＣＤモジュール１０は、ＬＣＤパネル１１と、その背面側に直下型のバックライト部１２を備える。バックライト部１２は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）１２ａを略等間隔で実装したＬＥＤ基板を用いて構成される。ＬＣＤパネル１１は、フロントケース１３とリアケース１４によって挟持されている。フロントケース１３に形成した正面側の開口からＬＣＤパネル１１が露出している。リアケース１４は背面側に開口を形成した枠体であり、バックライト部１２を保持するシャーシ１５が配置される。バックライト部１２はＬＣＤパネル１１、リアケース１４、シャーシ１５により密閉された空間内に配置されている。なお、ＬＣＤパネル１１とバックライト部１２の間には図示しない拡散板や反射板等の光学部材が配置されている。シャーシ１５は、熱伝導性の良好なアルミニウム等の板材で形成され、バックライト部１２で発生した熱を背面側へ伝熱して、空気に放熱する機能を有する。シャーシ１５の背面には、ファンユニット２０および回路基板３０を取り付けるために複数のボス１５ａが設けられている。
【００１０】
次に、図３の部分拡大図を用いてファンユニット２０について説明する。
ファンユニット２０は、軸流ファン２１とそのホルダ２２を備える。ホルダ２２は、軸流ファン２１を保持する囲繞部２２Ｅと、吸気用のダクト部２２Ｄを有する。軸流ファン２１はホルダ２２を用いてシャーシ１５の背面に取り付けられることで、ＬＣＤパネル１１の表示面に対して平行な状態で保持される。本例ではホルダ２２とシャーシ１５との間に、空気を吸い込むための開口部を設け、背面側に排気する構造となっている。
囲繞部２２Ｅの形状は、軸流ファン２１を天面側、背面側、左右両側面側から覆う直方体である。その背面は軸流ファン２１の保持面であり、吐き出し穴２２ａと固定用ねじ穴２２ｂが形成されている。ダクト部２２Ｄの形状は下方にいくにつれて裾野の広がった角錐台であり、吸気のために底面側のみに開口を有する。また、囲繞部２２Ｅとダクト部２２Ｄの左右側面側にはシャーシ１５への取り付け部が延設されており、複数の取り付け穴２２ｃが形成されている。ホルダ２２は取り付け穴２２ｃを通して不図示のねじでシャーシ１５のボス１５ａに取り付けられる。
ダクト部２２Ｄの側面には温度センサ２３が取り付けられており、ダクト部２２Ｄ内に流入する空気の温度を検出する。軸流ファン２１および温度センサ２３はそれぞれ、図示しないケーブルで回路基板３０に接続されている。回路基板３０に実装された駆動制御部１００は、温度センサ２３の温度検出信号に応じて軸流ファン２１の回転数を可変制御し、または停止させる。
【００１１】
次に図４を用いて表示装置１の放熱構造および効果について説明する。図４（Ａ）は、表示装置１のファン停止時における通気経路を説明する斜視図である。図４（Ｂ）はファン駆動時における通気経路を説明する斜視図である。いずれの図もリアカバー３を透視した状態で示す。
表示装置１における主な熱源は、バックライト部１２と回路基板３０であり、バックライト部１２で発生した熱はシャーシ１５に伝わり、筺体内の空気に放熱される。
図４（Ａ）に示すように、軸流ファン２１が停止した状態での放熱構造は、リアカバー３の下部開口穴３ｂより外気を取り入れ、筐体内を通気してファン用開口穴３ａおよび上部開口穴３ｃより排気する自然空冷の構造である。すなわち、２種類の通気経路の１つは、下部開口穴３ｂからファン用開口穴３ａに至る経路Ａであり、他方は、下部開口穴３ｂから上部開口穴３ｃに至る経路Ｂである。経路Ａの排気孔面積は、軸流ファン２１の外形寸法および開口率と搭載数により決まる。このため、放熱効率については、経路Ｂの排気孔面積を規定する上部開口穴３ｃの面積を大きくすることで向上させることができる。
また図４（Ｂ）に示すように、軸流ファン２１の駆動時における放熱構造は、リアカバー３の下部開口穴３ｂおよび上部開口穴３ｃの一部より外気を吸入し、筺体内を通気してファン用開口穴３ａおよび上部開口穴３ｃの一部より排気する強制空冷の構造となる。すなわち、通気経路は３種類の経路Ｄ、Ｅ、Ｆであり、経路ＤとＥではファン用開口穴３ａから排気されるが、経路Ｆではファン用開口穴３ａを経由しない。
経路Ｄは、下部開口穴３ｂからファン用開口穴３ａに至る経路である。経路Ｅは、上部開口穴３ｃの一部からファン用開口穴３ａに至る経路である。経路Ｆは、下部開口穴３ｂから上部開口穴３ｃに至る経路である。ファン停止時に排気孔として機能していた上部開口穴３ｃは、経路Ｅで示すように吸気孔としても機能し、吸入した空気はホルダ２２のダクト部２２Ｄの外形に沿って底面側の開口から軸流ファン２１に流入する。これにより通気経路が長くなるので、放熱効率が向上する。また経路Ｆは、軸流ファン２１による気流の影響を受けない範囲に熱溜りを発生させない機能をもつ。なお、ファンユニット２０の構造や性能によっては経路Ｆがない場合もある。
第１実施形態によれば、ファン停止時の放熱効率を向上させるために外装部材の上部に開口穴を設けた構造であっても、ファン駆動時の放熱効率を向上させることができる。また、ファン停止時の放熱効率の向上により、軸流ファンの停止状態で装置を使用する時間を長くできるので、消費電力が抑えられる。
【００１２】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を説明する。
図５（Ａ）は、表示装置１のリアカバーを外した状態で示す分解斜視図である。基本的な構成は第１実施形態の場合と同様であるため、以下では相違点を主として説明する。なお、第１実施形態で説明した構成要素と同様の部分については既に使用した符号と同じ符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略する。
ＬＣＤモジュール１０の背面には、上端寄りの位置に左右方向に沿ってヒートシンク４０が取り付けられている。ヒートシンク４０の下方にはファンユニット２０が配置され、さらの下方には回路基板３０が配置されている。リアカバー３の上部開口穴３ｃは、リアカバー３にてヒートシンク４０に対応する位置よりも上方に設けられている。
【００１３】
次に、図５（Ｂ）の部分拡大図を用いて、ファンユニット２０およびヒートシンク４０について説明する。
ファンユニット２０は、軸流ファン２１とその保持部材であるホルダ２２を備える。ホルダ２２を用いてシャーシ１５に取り付けられる軸流ファン２１は、ＬＣＤパネル１１の表示面と平行な状態とされる。シャーシ１５との間に空気を吸い込むための空間が形成され、軸流ファン２１は背面側に排気する。クランク状をしたホルダ２２は、軸流ファン２１の保持部に、吐き出し穴２２ａと固定用ねじ穴２２ｂが形成されている。この保持部から直角に屈曲された支柱部には吸気用孔２２ｄが形成されており、さらに外側に屈曲された取り付け部にはシャーシ１５への取り付け穴２２ｃが形成されている。
ホルダ２２の支柱部には温度センサ２３が取り付けられており、ファンユニット２０に流入する空気の温度を検出する。駆動制御部１００は、検出温度に応じて軸流ファン２１の回転数の可変制御または停止制御を行う。ヒートシンク４０は、ファンユニット２０の上方にて、シャーシ１５のボス１５ａにねじ締結で固定されている。ヒートシンク４０の材質は、熱伝導性の良好なアルミニウム等であり、上下方向に沿って多数のフィン４０ａが延在する。これらのフィン４０ａは上下方向を長手方向とする矩形状をなし、左右方向に沿って所定の間隔で配置され、フィン間を通る空気に伝熱する。バックライト部１２で発生した熱は、シャーシ１５を介して背面のヒートシンク４０に伝わり、フィン４０ａから筐体内の空気に放熱される。
【００１４】
次に、図６を用いて通気経路を説明する。図６（Ａ）は表示装置１のファン停止時における通気経路を説明する斜視図である。図６（Ｂ）はファン駆動時における通気経路を説明する斜視図である。いずれの図もリアカバー３を透視した状態で示す。
図６（Ａ）に示すように、ファン停止時には、リアカバー３の下部開口穴３ｂより外気を取り入れ、筐体内およびヒートシンク４０を通気してファン用開口穴３ａおよび上部開口穴３ｃより排気する自然空冷の構造となっている。つまり、２種類の通気経路の１つは、下部開口穴３ｂからファン用開口穴３ａに至る経路Ｇである。もう１つは、下部開口穴３ｂから上部開口穴３ｃに至る経路Ｈである。経路Ｇの排気孔面積は軸流ファン２１の外形寸法および開口率と搭載数により決まる。ヒートシンク４０の放熱効率は、経路Ｈの排気孔面積を規定する上部開口穴３ｃの面積を大きくすることで向上させることができる。
また図６（Ｂ）に示すように、ファン駆動時には、リアカバー３の下部開口穴３ｂおよび上部開口穴３ｃの一部より外気を吸入し、筺体内およびヒートシンク４０を通気しファン用開口穴３ａおよび上部開口穴３ｃの一部より排気する構造となっている。すなわち３種類の通気経路Ｊ、Ｋ、Ｌがあり、経路ＪとＫではファン用開口穴３ａから排気されるが、経路Ｌではファン用開口穴３ａを経由しない。
経路Ｊは、下部開口穴３ｂからファン用開口穴３ａに至る経路である。経路Ｋは、上部開口穴３ｃからファン用開口穴３ａに至る経路である。経路Ｌは、下部開口穴３ｂから上部開口穴３ｃに至る経路である。ファン停止時に排気孔として機能していた上部開口穴３ｃは、経路Ｋで示すように吸気孔としても機能し、ヒートシンク４０よりも上方に位置する上部開口穴３ｃから外気が筐体内に進入してヒートシンク４０を冷却する。これにより、ヒートシンク４０の放熱効率を向上させることができる。また、経路Ｌは、軸流ファン２１による気流の影響を受けない範囲に熱溜りを発生させないように機能するが、ファンユニット２０の構造や性能によっては経路Ｌがない場合もある。
ＬＥＤ等の光源を用いる直下型のバックライト部を搭載したＬＣＤモジュールや、自発光のプラズマパネル等の表示モジュールでは、上部にいくほど温度が上昇する傾向がある。これらの表示モジュールは温度特性を持っており、温度分布の不均一（温度ムラ）により輝度、色等に表示ムラが発生し、また温度上昇によって寿命が短くなるおそれがある。そこで、本実施形態では、ファン停止時における装置上部の放熱効率を向上のために上部開口穴３ｃを設けている。この場合、ファン駆動時における上部での放熱効率を低下させることなく、温度ムラを低減することができる。また、ファン停止時にてヒートシンク４０により上部の放熱効率を高めて、ファン停止形態で装置を使用する時間を長くすることができるので、消費電力を抑え、表示モジュールの寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００１５】
１      表示装置
２      ベゼル
３      リアカバー
３ａ、３ｂ、３ｃ    開口穴
１０    ＬＣＤモジュール
１１    ＬＣＤパネル
１２    バックライト部
１５    シャーシ
２０    ファンユニット
２１    軸流ファン
２２    ホルダ
４０    ヒートシンク
１００  駆動制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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