JP2005196000A

JP2005196000A - 薄型画像表示装置

Info

Publication number: JP2005196000A
Application number: JP2004003694A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 真一中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】薄型画像表示装置の電子回路部品冷却用放熱板において、大気との接触面積が大きく、且つ、煙突効果による熱放散効果の高い放熱構造を提供する。
【解決手段】薄型画像表示装置の前後方向中間部に、熱伝導率の高い金属材料で構成した中空構造部材を製品筐体に鉛直に貫通させ、筐体内部であって、中空構造部材の外周面に発熱量の大きい電子回路部品を取り付け、中空構造部材の中空部に空気の流路を設け、中空部空間により達成される煙突効果により中空構造部材の中空部の空気の対流を促進させること、および熱放散効果改善のために大気と接する面積が広く確保出来る構造であることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶画像表示パネル、プラズマ画像表示パネル、EL画像表示パネルを含む薄型画像表示パネルを画像表示素子として構成する薄型画像表示装置に関し、詳しくは、薄型画像表示装置内の画像表示パネルや電子回路部品から発生する熱を効率よく大気に放散する放熱構造に関する技術である。

画像表示装置では、電子回路から発生する熱の発生源として、出力段トランジスタや集積回路などの半導体、抵抗器、トランスを含む電気・熱変換電力の大きい電子回路部品から集中的に発生する。大きな熱発生源となる上述の電子回路部品を冷却する手段としては、熱発生源となる電子回路部品を熱伝導率の高いアルミニウム材料で構成する平板状放熱板に取り付け、平板状放熱板を介し電子回路部品の冷却を実現している。

冷却効果改善の目的で平板状放熱板表面には大気との接触面積を増加させる目的で、特開２００２−２６２００号公報に示されるごとく放熱フィンを付与し、あるいは平板状放熱板を製品筐体外に露出させ設置する方法も広く適用されている。筐体内部で発生する熱を筐体自体の外表面や、筐体外に設置され大気と広い接触面積を有する放熱板に導く手段として、特開平３−１４４４８５号公報に示されるごとく、熱媒体である冷却液を導管内に充填した水管を用いる技術も開発されている。

特開２００２−２６２００号公報特開平３−１４４４８５号公報

前記放熱板構造により、画像表示装置内の電子回路部品から発生する大量の熱を大気に放散するためには、大型の放熱板を適用するか、または、限られた面積の放熱板表面を、より広い面積で大気と接触させるために放熱板の表面に多数の襞状の放熱フィンを付与する考案も適用されているが製品筐体の寸法増大を招くことから放熱板の大きさが制限される課題があった。このような状況に鑑み、大気への熱放散効果の大きい放熱構造を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、筐体前部に画像表示パネルを有し筐体後部に電子回路部品を有する薄型画像表示装置において、前記筐体の前後方向中間部に、内側中空部に放熱フィンを備えた中空構造部材を鉛直に貫通させることを特徴とし、詳しくは、筐体前部に画像表示パネルを有し、筐体後部に電子回路部品を有する薄型画像表示装置において、前記画像表示パネルと前記回路部品との間に、断面横長で内側中空部に複数の放熱フィンを軸方向に形成した金属製の中空構造部材を配設することを特徴とする。

本発明では、前記中空構造部材の放熱フィンの一部にスタンドベース締結用ネジ孔を形成し、スタンドベースを締結することも可能である。また、前記中空構造部材の上端、または下端にファンを取り付けることも可能である。さらに、前記中空構造部材の断面長手方向の幅を前記筐体の横幅とほぼ同一にすることも可能である。又、前記画像表示パネル、および前記電子回路部品を前記中空構造部材の外周面に取り付けることも可能である。なお、前記中空構造部材としては、アルミニウム材料を押し出し成形した中空構造部材を用いることが好ましい。また、前記中空構造部材の横幅を超える大型構造部品、または／および中空構造部材から離れて配設された電子回路部品を導熱板に取り付け、前記導熱板を前記中空構造部材に密接させることも可能である。

以上述べたように本発明は、薄型画像表示装置の筐体の前後方向中間部に、内側中空部に放熱フィンを備えた中空構造部材を鉛直に貫通させることにより、次のような効果が得られる。

（１）放熱装置として、中空構造部材が筐体内を鉛直に貫通するよう配設されているため、中空構造部材の全内周面を広く大気に接触させることが可能となり、且つ、温度が上昇した中空構造部材の中空部の空気は中空構造部材の上端に移動し、中空構造部材の下端からは相対的に低い温度の空気が流入し、温度差による対流効果（煙突効果）を発揮することが出来、画像表示装置を構成する各部の動作温度を低減することにより、長期動作信頼性の向上、および、長期にわたり所望の性能を発揮し、維持することに寄与する。

（２）
中空構造部材の断面形状を横長としているため、中空構造部材の前後面は、広い面積の平面を形成することが出来る。従い、中空構造部材の前面部は、発熱量の大きい画像表示パネルに、中空構造部材の後面部は電子回路部品に、それぞれ広い面積で密接させ、効率の良い熱交換動作をさせることが可能となる。中空構造部材の横断面長手方向寸法を筐体の横幅と同一とする事により、さらに放熱面積を増大させることが可能である。

（３）
画像表示装置を支持するための支柱、およびスタンドベースを有するデザインの製品形態にあっては、放熱用の専用部品を別個に用意することなく、支柱を前記中空構造部材にて構成することにより、放熱装置として兼用する事が出来、経済的に放熱装置を実現することが出来る。また、放熱装置としては、十分に大きな面積で大気との接触面が得られることにより大きな放熱効果を発揮することが出来る。

（４）アルミニウム材料を押し出し成形した中空構造部材の内周部には、上端から下端に達する放熱フィンを多数配設しており、そのうちの一部フィンの横断面をＣ形状に形成することにより、スタンドベースを支柱に締結するためのネジ嵌合孔として横断面がＣ形状の部分を利用することが可能である。

（５）中空構造部材の上端および下端には、吸気、または／および排気ファンを配設することが構造上可能であり、中空構造部材の内周部内の空気を強制的に吸入および排出させることにより、さらに、冷却効果を高めることが可能である。特に中空構造部材の下端に配設した場合には、ファンモーターがスタンドベースに覆われる構造となるため空気の吸入を妨げることなく視聴者に達する騒音の低減が可能である。

（６）中空構造部材の中空部分は、画像表示装置内部の電子回路部品から電気的に隔離されているために、筐体外から中空構造部材の中空部内への偶発的な溢水による電気回路の絶縁不良事故の誘発、あるいは、画像表示装置内への塵埃の侵入による光学的性能の低下を招く懸念がない。

（７）冷却方式は空冷方式であるため、筐体内部に冷却用の液状熱伝導媒体を適用する水冷式と異なり、経年劣化に起因する水管からの漏水による電気回路の絶縁不良事故を誘発する懸念がない。

本発明による薄型画像表示装置の放熱構造の実施形態を図１乃至５に基づいて以下に説明する。本発明の実施例１として、卓上型の薄型画像表示装置の斜視図を図１に示す。図に示されるように、薄型画像表示装置は前筐体１１と後筐体１２により構成され、中空構造部材１が後筐体１２の内部を鉛直に貫通して取り付けられている。中空構造部材１は、断面矩形状で内側が中空に形成されるとともに、その中空部の内壁部分に複数の放熱フィンが長手方向に形成されている。中空構造部材１の下端部４と上端部５は大気に開放されて内部空気の対流による出入りを自由にしている。

ここで、図１に示された薄型画像表示装置に電源が投入されてオンの状態になると、各部が発熱して、それが中空構造部材１に伝導され、中空構造部材１の中空部の空気温度が上昇し、中空構造部材１の上端から大気中に排出され、排出された空気と同容積の温度の低い空気が中空構造部材１の下端から中空構造部材１の内部に取り込まれ、以後対流が継続されて、薄型画像表示装置の発熱が効率よく排出される。

次に本発明の実施例２として、スタンドベースを有する据え置き型の薄型画像表示装置について説明する。図２はスタンドベース２を有する据え置き型の薄型画像表示装置の斜視図であり、図３は図２の内部構造を模式的に示した縦断面図である。図示されるように表示装置本体は、前筐体１１と後筐体１２により構成され、中空構造支柱３が後筐体１２を鉛直に貫通して取り付けられている。中空構造支柱３は、断面矩形状で内側が中空に形成されるとともに、その中空部の内壁部分に複数の放熱フィンが長手方向に形成されている。この中空構造支柱３の下端はスタンドベース２を貫通してスタンドベース２に取り付けられている。中空構造支柱３の下端部４および上端部５は、大気に開放されて内部空気の対流による出入りを自由にしている。

中空構造支柱３の後面６には、発熱量の大きい電子回路部品８が取り付けられ、中空構造支柱３の前面には画像表示パネル１０が取り付けられている。さらに、画像表示パネル１０が液晶式の場合は、発生熱量の大きいバックライトやバックライト駆動用電子回路が中空構造支柱３の前後の表面に取り付けられる。また、プラズマディスプレイパネル式の場合は、発熱量の大きいパネル自体やパネル駆動用電子回路が、中空構造支柱３の前後の表面に取り付けられる。

特に、液晶式の場合は、中空構造支柱３の前面に発熱量の大きい画像表示パネル１０が取り付けられ、後面には電子回路部品８が取り付けられる。このとき中空構造支柱３の断面長手方向の幅を前筐体１１や後筐体１２の横幅とほぼ同一にすることにより、中空構造支柱３の外周面６と熱発生源である画像表示パネル１０および電子回路部品８とを広い面積で接触させ、同時に内周面７を広い面積で大気と接触させることが可能となり、高い熱放散効果を発揮することが出来る。

図２および図３に示された薄型画像表示装置に電源が投入されてオンの状態になると、各部が発熱して、それが中空構造支柱３に伝導され、中空構造支柱３の中空部の空気温度が上昇し、中空構造支柱３の上端部５から矢印Ａに示すごとく大気中に排出され、排出された空気と同容積の温度の低い空気が中空構造支柱３の下端部４から矢印Ｂに示すごとく中空構造支柱３の内部に取り込まれる。ここで中空構造支柱３の内側空間は、放熱フィンにより仕切られているため、煙突効果が発揮されて、上昇気流が加速されることになる。このようにして、中空構造支柱３の中空部の空気は熱平衡すべく、際限なく対流を継続することにより中空構造支柱３を介し、その外周面６に取り付けられた画像表示パネル１０，および電子回路部品８の冷却効果を発揮する。

さらに、放熱効果を高めるためには、中空構造支柱３の中空部の空気の流速を高める目的で図３に示すごとく強制吸気用として、ファン１３を中空構造支柱３の下端部４に取り付けることも可能である。また、強制排気用として、図示しないがファンを中空構造支柱３の上端部５に取り付けることも可能である。

図４は、上述した実施例で用いられた中空構造部材１および中空構造支柱３の内部構造を示す横断面図である。中空構造部材１および中空構造支柱３は、熱伝導特性の優れたアルミニウム材料の押し出し成形により長尺物として連続加工され、必要な長さに切断し使用される。中空構造部材１、中空構造支柱３の内周面７には、大気への熱放散効果を高めるための放熱フィン９が多数形成されている。放熱フィン９の一部には、横断面がＣ形状の放熱フィン１４が形成され、支柱機能を兼ねる中空構造支柱３とスタンドベース２との締結用ネジの嵌合孔として用いられる。さらには、吸気用のファン１３等の締結ネジの取り付け用として兼用することが出来る。以上のように、本発明の画像表示装置内では、集中的に熱を発生する電力用トランジスタや、電源トランスなどの大型電子回路部品を直接に中空構造部材１、中空構造支柱３に取り付け、冷却目的を達成することが可能となる。

次に、本発明の実施例３として、中空構造部材１の横幅を超える寸法を有する大型構造部品や、中空構造部材１から離れて配置された電子回路部品を冷却する場合を図５に示す。図５は中空構造部材１への部品取り付け構造を示す横断面図であり、片側には中空構造部材１の横幅を超える液晶画像表示パネルのバックライトユニット１５が取り付けられている。反対側には中空構造部材１から離れて配置された印刷配線基板１６を、一旦、熱伝導率の高いアルミニウム材料で構成する導熱板１７に取り付け、さらに、導熱板１７を中空構造部材１に広い面積で密接させている。その結果、液晶画像表示パネルのバックライトユニット１５や中空構造部材１から離れて配置された印刷配線基板１６が、導熱板１７を介して効率的に冷却されることになる。

本発明の利用例として、液晶画像表示パネル、プラズマ画像表示パネル、EL画像表示パネルを含む薄型画像表示パネルを表示素子として構成する薄型画像表示装置に適用する事が可能である。

実施例１の卓上型の薄型画像表示装置の斜視図である。実施例２の据え置き型の薄型画像表示装置の斜視図である。実施例２の据え置き型の薄型画像表示装置の縦断面図である。本発明で用いられる中空構造部材および中空構造支柱の横断面図である。実施例３を示す横断面図である。

符号の説明

１：中空構造部材
２：スタンドベース
３：中空構造支柱
４：中空構造部材の下端部
５：中空構造部材の上端部
６：中空構造部材の外周面
７：中空構造部材の内周面
８：電子回路部品
９：中空構造部材の内周面に付与された放熱フィン
１０：画像表示パネル
１１：前筐体
１２：後筐体
１３：ファン
１４：横断面がＣ形状の放熱フィン
１５：液晶画像表示パネルのバックライトユニット
１６：印刷配線基板
１７：導熱板

Claims

筐体前部に画像表示パネルを有し、筐体後部に電子回路部を有する薄型画像表示装置において、前記筐体の前後方向中間部に、中空構造部材を薄型画像表示装置の上下方向に貫通させて設けたことを特徴とする薄型画像表示装置。
筐体前部に画像表示パネルを有し、筐体後部に電子回路部を有する薄型画像表示装置において、前記画像表示パネルと前記電子回路部との間に、横断面が横長で金属製の中空構造部材を配置したことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１，又は２に記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材の中空部に放熱フィンを設けたことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１乃至３の何れかに記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材からなる支柱の下端にスタンドベースを締結したことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項４に記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材の放熱フィンの一部にスタンドベース締結用の横断面C形状のネジ孔を形成したことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１乃至５の何れかに記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材の中空部に吸気、または／および排気ファンを取り付けたことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１乃至５の何れかに記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材の上端、または／および下端に吸気、または／および排気ファンを取り付けたことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１乃至７の何れかに記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材の断面長手方向の幅を前記筐体の横幅とほぼ同一にしたことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１乃至８の何れかに記載の薄型画像表示装置において、前記画像表示パネル、および／または前記電子回路部を前記中空構造部材の外周面に取り付けたことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１乃至９の何れかに記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材として、アルミニウム材料を押し出し成型して得られた中空構造部材を用いたことを特徴とする薄型画像表示装置。
請求項１乃至１０の何れかに記載の薄型画像表示装置において、前記中空構造部材の横幅を超える大型構造部品、または／および中空構造部材から離れて配設された電子回路部品を導熱板に取り付け、前記導熱板を前記中空構造部材に密接させることを特徴とする薄型画像表示装置。