JP2010145805A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＤＰ等の表示デバイスを用いた平面型表示装置は、近年、表示画面の大型化と薄型化が進んできている。表示画面の大型化は、供給する電源電力の増大を招き、しかも、薄型化に対応するために、背面側に実装した基板側の厚み方向のスペースが無くなってきており、発熱量の大きい電源回路の実装に工夫が必要となってきている。
【解決手段】平面型表示装置の背面に実装する電源回路において、力率改善回路（ＰＦＣ）及びフィルタ回路とを実装する基板と、その他の回路を実装する基板とに分割し、分割された２つの基板を、少なくとも３ｃｍ以上離して取付けるものである。また、背面側における取付け場所を、メインフレームを境に横方向に３つに分割された領域の、左部若しくは右部に力率改善回路（ＰＦＣ）及びフィルタ回路とを実装する基板を取付け、中央部にその他の回路の実装基板を取付ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル等の表示デバイスを用いた表示装置に関わり、特に放熱性の向上技術に関する。

従来のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel ）等の表示デバイスを用いた平面型の表示装置は、一般的に、表示デバイス（以降、パネルと称する）の前面側に映像が表示され、背面側に、電子機械部品の多くが実装される構成となっている。従って、映像を見るユーザは、パネルの前面側からパネルの表示面を見ることになる。
ＰＤＰを用いた平面型表示装置では、パネルの表示面と反対の面、即ち、背面側に、電源基板、Ｙサステイン基板、Ｘサステイン基板、信号処理回路、操作基板、外部入出力基板、等を配置し、各々に対して、ＰＤＰを組込んだ保持部材で固定する実装構造をとっている。また、各々の基板同志、及び供給電源プラグ間をケーブルで結線する。そして、最後に、保護カバーで全体を覆って平面型表示装置が構成されている。

特開２００３−２９９３６０号公報

ＰＤＰ等の表示デバイスを用いた平面型表示装置は、近年、表示画面の大型化と薄型化が進んできている。
表示画面の大型化は、供給する電源電力の増大を招き、しかも、薄型化に対応するために、背面側に実装した基板側の厚み方向のスペースが無くなってきており、特に発熱量の大きい電源回路の実装に工夫が必要となってきている。
特許文献１には、電源回路を製造し始めてからその製造が終了するまでの製造時間を短縮することができるプラズマディスプレイ用の電源回路を提供する技術が開示されている。しかし、放熱性、等、発熱対策には特に言及していない。
本発明は、表示装置において、薄型化が可能で冷却性を向上するのに好適な技術を提供するものである。

本発明は、表示用パネルを駆動させるための電源を供給するための電源回路を第１の電源回路と第２の電源回路に分割し、パネルの背面に設けられた該パネルの垂直方向に伸びるメインフレームを境にして、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路とを分離されて配置したことを特徴とする。
前記メインフレームは、前記パネルの背面において該パネル水平方向に少なくとも２本配列されており、前記２本のメインフレームを基準にして前記パネル背面を左側部、中央部、及び右側部の３つの領域に分割したときに、前記第１の電源回路が前記右側部若しくは前記左側部に配置され、前記第２の電源回路が前記中央部に配置するようにしてもよい。
好ましくは、前記第１の電源回路はフィルタ及びＰＦＣ部を含んでおり、前記第２の電源回路は、前記第１の電源回路の後段に設けられるコンバータ及びトランスを含むようし、それぞれの消費電力の割合を、それぞれ、全電源回路の４０〜６０％となるように配分される。
また、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路とを所定の距離離して配置するようにしてもよい。

本発明によれば、表示画面の大型化によって消費電力が増大した平面型表示装置であっても、発熱量を均一化することが可能となり、薄型化に適した、また表示画面が大型化しても、効率的な放熱が可能となる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明の重複を避けるため、説明をできるだけ省略する。

図１は、ＰＤＰ等の表示デバイスを用いた平面型表示装置の略回路構成を示すブロック図である。図１は表示デバイス（パネル１２１）としてＰＤＰを用いた平面型表示装置、１１０は制御ユニット部、１２０は表示ユニット部、１１１はコントロール回路、１１２は電源回路、１２１はパネル、１２２はＸサステインパルス発生器、１２３はＹサステインパルス発生器、１２４はスキャンドライバ、１２５はアドレスドライバ、１２６はレベルシフト回路である。

図１において、スキャンドライバ１２４は、サブフィールド毎にパネル１２１の全Ｙ電極を走査駆動する。アドレスドライバ１２５は画像信号に対応したタイミングのアドレスパルス電圧を形成し、そのアドレスパルス電圧でアドレス電極を駆動してサブフィールド毎にパネル１２１の表示セルをアドレスする。Ｘサステインパルス発生器１２２は、Ｘ電極を駆動するためのサステインパルスを発生する。Ｙサステインパルス発生器１２３はＹ電極を駆動するためのサステインパルスを発生する。レベルシフト回路１２６はホトカプラである。コントロール回路１１１は、Ｘサステインパルス発生器１２２、Ｙサステインパルス発生器１２３、スキャンドライバ１２４、アドレスドライバ１２５、及び、レベルシフト回路１２６を制御する。電源回路１１２は、ＰＦＣ及びフィルタ回路、その他を備えて、平面型表示装置の各構成要素に電力を供給する。

図２によって、本発明に係る表示装置に適用される電源回路の一構成例を説明する。図２は、本発明の電源回路１１２の一実施例の構成を示すブロック図である。２１０はフィルタ及びＰＦＣ部、２３０は入力部、２４１は逆流防止用のダイオード、２５０はコンバータ部である。入力部２３０は、ＡＣ電源を供給されるラインフィルタ回路２１１からなり、基板Ｃに実装される。また、フィルタ及びＰＦＣ部２１０は、整流回路２１２、突入防止回路（突防回路）２１３、力率改善回路（ＰＦＣ）２１４、及び逆流防止用のダイオード２１５からなり、基板Ａに実装される。
また、コンバータ部２５０は、Ｖｓコンバータ回路２５１、Ｖａコンバータ回路２５２、ＶＬｏｗコンバータ回路２５３、Ｖｃｃスイッチ２５４、待機コンバータ回路２５５、Ｖｓトランス２５６、Ｖａトランス２５７、ＶＬｏｗトランス２５８、待機電源トランス２５９、＋Ｖｓ整流平滑回路２６０、＋Ｖａ整流平滑回路２６１、＋２４Ｖ整流平滑回路２６２、＋５．４Ｖ整流平滑回路２６３、＋Ｖｓ電圧制御回路２６４、＋Ｖａ電圧制御回路２６５、＋２４Ｖ電圧制御回路２６６、＋５．４Ｖ電圧制御回路２６７、＋５．１Ｖチョッパ回路２６８、強制放電回路２６９、＋２４Ｖスイッチ２７０、切替えスイッチ２７１、ＯＲ回路２７２、ダイオード２７３、ダイオード２７４、＋Ｖｓ出力端子２８１、＋Ｖａ出力端子２８２、＋２４Ｖ出力端子２８３、＋Ｖｃｃ出力端子２８４、ＳＴＢ５Ｖ出力端子２８５、＋Ｖｒｓ入力端子２９１、＋Ｖｒａ入力端子２９２、Ｖｓａｇｏ入力端子２９３、ＰａｎｅｌＰｒｏｔｅｃｔ入力端子２９４、及び、ＳｉｇｎａｌＰｒｏｔｅｃｔ入力端子２９５からなり、基板Ｂに実装される。

図２において、電源回路は１次側（基板Ａ２１０）と２次側（基板Ｂ２５０）とは、ほぼ同程度の力率が得られる。例えば、パネルに表示する映像を、画面全体を白表示（全ての色（例えば、赤色、緑色、青色）を輝度レベル１００％で出力）した場合、基板Ａ２１０の出力電力は２４．２Ｗ、基板Ｂの出力電力は２５．０Ｗであり、ほぼ同等の電力である。また、好ましくは、この１次側と２次側の出力電力比は、全電力を１００％とすると、それぞれ、５０±１０％（４０〜６０％）である。

図３は、平面型表示装置を前面（視聴者）側から見た図である。３００は平面型表示装置、３２１は表示用のパネル、３５１はパネル３２１を囲んで保持する枠フレーム、３５２は平面型表示装置３００を水平面上に立て、静置するためのスタンドである。

図４は、平面型表示装置３００のカバーを取り除いて背面側から見た図である。４２１は、画像を表示するパネル３２１の背面側の、基板その他の部品等を取付けるための部品取付け面、４５１は枠フレーム、４３１と４３２は、それぞれスタンド３５２と嵌合等によって固定され枠フレーム４５１に取付けて通し柱として垂直方向の補強を行うための、パネル３２１の背面においてパネル３２１の垂直方向（縦方向）に延びて形成されたメインフレーム、４２２はＸサステイン基板、４２３はＹサステイン基板、４１０は基板Ａ、４５０は基板Ｂ、４３０は基板Ｃである。上記メインフレーム４３１及び４３２は、パネル３２１の背面においてパネル３２１の水平方向（横方向）に配列されている。本実施例では、メインフレームは２本としているが、これに限られるものではなく、例えば３本としてもよい。図３と図４においては、背面側の電源回路を実装した基板の取付け状態が分かるように、カバーを外し、必要な基板以外は省略して示している。図４に示すように、２本のメインフレーム４３１と４３２によって、パネル３２１の背面側は、横方向に、左側部、中央部、及び右側部に別れた領域、すなわち回路の配置場所が形成されている。

図５は、図４のＤ−Ｄ線（一点鎖線）での平面型表示装置の一実施例の側面構成を示す模式的断面図である。５００は基板等の実装品、５５３はカバー、５５４はカバー５５３をメインフレーム４３１にネジ等の締結具で取付ける取付け金具である。図５では、部品取付け面４２１に取付けられているのが分かるように、実装品５００が図示されているが、実際の断面図としては、メインフレーム４３１に隠されて見えない。

図６は、図３〜図５の実施例の構成において使用する、本発明の平面型表示装置のカバーに設けた吸気口と排気口の一実施例を説明するための図である。６１１〜６１３はカバー５５３の下部に設けられた吸気口、６２１〜６２３はカバー５５３の上部に設けられた排気口である。

図３〜図６の各構成要素を図１で説明した実装基板の構成に関連付けると、パネル１２１がパネル３２１、電源回路１１２が基板Ａ４１０と基板Ｂ４５０及び基板Ｃ４３０、Ｘサステインパルス発生器１２２がＸサステイン基板４２２、Ｙサステインパルス発生器１２３とレベルシフト回路１２６がＹサステイン基板４２３に実装されている。
また、コントロール回路１１１、スキャンドライバ１２４とアドレスドライバ１２５は図示していないが、スキャンドライバ１２４とアドレスドライバ１２５は、例えば、パネル１２１の部品取付け面４２１の両サイドに実装され、アドレスドライバ１２５とコントロール回路１１１は、パネル１２１の部品取付け面４２１の下側に実装される。

図３〜図６に示すように、表示用のパネル３２１の背面側の部品取付け面４２１に、図１で示した構成の回路のほとんどが、表示装置を薄くするために、複数の基板に分けられて実装されている。また、部品取付け面４２１は、メインフレーム４３１及び４３２を境に、左側部、中央部、及び右側部の３つの領域に分離され、図４の実施例では、左側部にＹサスステイン基板４２３が取付けられ、右側部にＸサステイン基板４２２と基板Ａ４１０が取付けられ、中央部に基板Ｂ４５０と基板Ｃ４３０が取付けられている。なお、左側部にＸサステイン基板４２２と基板Ａ４１０を取付け、右側部にＹサスステイン基板４２３を取付けても良い。
図４において、中央部に配置された基板Ｂ４５０と、右側部に配置された基板Ａとは、メインフレーム４３２を介して、所定の距離（例えば、３０〜１５０ｍｍ）以上、離れて取付けられている。本実施例においては、基板Ａ４１０は、Ｙサステイン基板４２３に比べて面積が少なく、かつＹサステイン基板４２３に比べて発熱が小さいＸサステイン基板４２２側が配置されている領域に設けられている。これにより、サステイン基板からの基板Ａ４１０に対する熱的な干渉を抑えるとともに、発熱の局部的な集中を緩和するようにしている。

また、図６に示すように、カバー５５３全面には、円形の通気口が無数に開けられている。特に、カバー５５３の下部には、吸気口６１１、６１２、６１３が設けられ、上部には排気口６２１、６２２、６２３が設けられている。また、それ以外の場所にも適宜通気口を空けて冷却用の空気の流通を促し、冷却性能を向上させている。なお、大型の平面型表示装置では、さらに、冷却用の外気の流れを強制的に行うためのファンが内蔵されていることが多い。
そして、部品取付け面４２１に取付けられた部品及び、基板上に実装された部品の高さ、即ち、図５に示すように、取付けられた部品の厚みｔが大きいと、カバー５５３間の隙間ｄが小さくなるため、冷却が不十分となる。このため、特に電源回路のように、発熱量が大きい部品との隙間ｄを十分にとるようにする必要がある。例えば、本発明の電源回路部では、隙間ｄを５ｍｍ以上としている。
なお、図６の実施例では、円形の穴を複数開けているが、形状及びサイズはどのようなものでも良く、異なる形状及びサイズの開口を組み合わせても良い。また、平面型表示装置には、持ち運ぶための取手に用いる開口部や固定のための開口部が備えられている。これらの開口を冷却用の空気の通風口として用いても良い。

図４〜図７では、各基板間を電気的に接続するための配線ケーブルは煩雑なため省略して図示していない。また、機械的に、取付け、実装、固定、若しくは保持するためのネジやネジ穴等も煩雑なため省略して図示していない。また同様に、電源基板１１２、Ｙサステイン基板１２３、Ｘサステイン基板１２２、及びコントロール回路１１１の基板には、パワートランジスタ、ＣＰＵ（ Central Processing Unit ）等の発熱素子から直接放熱させるための放熱フィンが複数取付けられている。しかし、これらの放熱フィンは図４の平面型表示装置４００の背面図では、上述した基板上にあり、かつ図５の模式的断面図の場合には、図示すると、他の構成要素が判別できにくくなるため、省略した。また、強制冷却するための送風ファンも所々に実装されている。しかし、図示すると煩雑なため省略している。

次に、図７によって、電源回路を分割して配置した場合の温度分布について説明する。図７は、本発明の実施の結果に基づく検出温度と従来の結果に基づく検出温度について説明するための図である。
図７（ａ）は、本発明の一実施例である図４の基板配置を簡単に示した図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のように配置された表示装置において、前面側のパネル面の温度を検出した結果を、数値（単位：℃）で示した図である。数値の中心部が測定点のおおよその位置である。図７（ｃ）は、従来例の基板配置を簡単に示した図である。図７（ｄ）は、図７（ｃ）のように配置された表示装置において、前面側のパネル面の温度を検出した結果を、数値（単位：℃）で示した図である。数値の中心部が測定点のおおよその位置である。いずれも、全画素について白色表示させた場合の検出温度を測定したものである。
図７（ｂ）、（ｄ）を比較すると分かるように、中央部の温度が６４℃から６０℃若しくは６１℃から５８℃に改善され、最高温度が降下している。また、温度の分布幅も、従来は４５℃〜６４℃であったのが、４７℃〜６０℃と狭くなり均等化されている。

以上述べたように、本発明の平面形表示装置は、平面型の表示用のパネルと、該パネルの背面に配置する電子回路装置とを備える平面型表示装置において、前記電子回路装置の電源回路を第１の電源回路と第２の電源回路にブロック分けし、ブロック分けされた第１の電源回路と第２の電源回路とを、それぞれ別の基板に実装したことを特徴とする。
また好ましくは、本発明の平面形表示装置は、前記パネルの背面側の前記電子回路装置を実装する部分を、メインフレームを境にして左側部、中央部、及び右側部の３つの配置部分に分け、前記第１の電源回路を前記右側部若しくは前記左側部に配置し、前記第２の電源回路を前記中央部に配置することを特徴とする。
さらに好ましくは、本発明の平面形表示装置は、前記第１の電源回路はフィルタ及びＰＦＣ部からなり、前記第２の電源回路は、前記第１の電源回路の後段の電源回路であることを特徴とする。
またさらに好ましくは、本発明の平面形表示装置は、前記第１の電源回路は１次回路であり、前記第２の電源回路は、２次回路であることを特徴とする。
また好ましくは、本発明の平面形表示装置は、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路の出力電力若しくは消費電力は、それぞれ、全電源回路の４０〜６０％ずつに配分されていることを特徴とする。
さらに好ましくは、本発明の平面形表示装置は、前記第２の電源回路には、コンバータ回路が含まれることを特徴とする。
さらにまた、好ましくは、本発明の平面形表示装置は、前記第１の電源回路を実装した第１基板と、前記第２の電源回路を実装した第２基板と、を所定の距離離して配置することを特徴とする。

上記実施例によれば、薄型化するために放熱用の冷媒の流路が取りにくい構造の平面型表示装置であっても、空冷用の空気が流れ易い構造にできるため、効率的な放熱が可能となる。そして、表示パネル画面サイズの大型化に伴う消費電力の増大によって、増加する温度上昇を効果的に抑制できる。

本発明の平面型表示装置の一実施例の略回路構成を示すブロック図。 本発明の平面型表示装置の電源回路の一実施例の構成を示すブロック図。 本発明の平面型表示装置の一実施例を前面（視聴者）側から見た図。 本発明の平面型表示装置の一実施例を背面側から見た図。 本発明の平面型表示装置の一実施例の側面構成を示す模式的断面図。 本発明の平面型表示装置のカバーに設けた吸気口と排気口の一実施例を説明するための図。 本発明の実施の結果に基づく検出温度を説明するための図。

符号の説明

１１０：制御ユニット部、 １１１：コントロール回路、 １１２：電源回路、 １２０：表示ユニット部、 １２１：パネル、 １２２：Ｘサステインパルス発生器、 １２３：Ｙサステインパルス発生器、 １２４：スキャンドライバ、 １２５：アドレスドライバ、 １２６：レベルシフト回路、 ２１０：フィルタ及びＰＦＣ部、 ２１１：ラインフィルタ回路、 ２１２：整流回路、 ２１３：突防回路、 ２１４：力率改善回路（ＰＦＣ）、 ２１５：ダイオード、 ２３０：入力部、 ２４１：ダイオード、 ２５０：コンバータ部、 ２５１：Ｖｓコンバータ回路、 ２５２：Ｖａコンバータ回路、 ２５３：ＶＬｏｗコンバータ回路、 ２５４：Ｖｃｃスイッチ、 ２５５：待機コンバータ回路、 ２５６：Ｖｓトランス、 ２５７：Ｖａトランス、 ２５８：ＶＬｏｗトランス、 ２５９：待機電源トランス、 ２６０：＋Ｖｓ整流平滑回路、 ２６１：＋Ｖａ整流平滑回路、 ２６２：＋２４Ｖ整流平滑回路、 ２６３：＋５．４Ｖ整流平滑回路、 ２６４：＋Ｖｓ電圧制御回路、 ２６５：＋Ｖａ電圧制御回路、 ２６６：＋２４Ｖ電圧制御回路、 ２６７：＋５．４Ｖ電圧制御回路、 ２６８：＋５．１Ｖチョッパ回路、 ２６９：強制放電回路、 ２７０：＋２４Ｖスイッチ、 ２７１：切替えスイッチ、 ２７２：ＯＲ回路、 ２７３、２７４：ダイオード、 ２８１：＋Ｖｓ出力端子、 ２８２：＋Ｖａ出力端子、 ２８３：＋２４Ｖ出力端子、 ２８４：＋Ｖｃｃ出力端子、 ２８５：ＳＴＢ５Ｖ出力端子、 ２９１：＋Ｖｒｓ入力端子、 ２９２：＋Ｖｒａ入力端子、 ２９３：Ｖｓａｇｏ入力端子、 ２９４：ＰａｎｅｌＰｒｏｔｅｃｔ入力端子、 ２９５：ＳｉｇｎａｌＰｒｏｔｅｃｔ入力端子、 ３００：平面型表示装置、 ３２１：表示パネル、 ３５１：枠フレーム、 ３５２：スタンド、 ４０２：枠フレーム、 ４１０：基板Ａ、 ４２１：部品取付け面、 ４２２：Ｘサステイン基板、 ４２３：Ｙサステイン基板、 ４３１、４３２：メインフレーム、 ４３０：基板Ｃ、 ４５０：基板Ｂ、 ５００：基板等の実装品、 ５５３：カバー、 ５５４：取付け金具。

Claims (7)

1. 表示用のパネルと、該パネルを駆動させるための電源を供給するための電源回路とを備える表示装置において、
   前記電源回路が第１の電源回路と第２の電源回路に分割されており、
   前記パネルの背面に設けられた該パネルの垂直方向に伸びるメインフレームを境にして、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路とが分離されて配置されることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１記載の表示装置において、
   前記メインフレームは、前記パネルの背面において該パネル水平方向に少なくとも２本配列されており、
   前記２本のメインフレームを基準にして前記パネル背面を左側部、中央部、及び右側部の３つの領域に分割したときに、前記第１の電源回路が前記右側部若しくは前記左側部に配置され、前記第２の電源回路が前記中央部に配置されることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
   前記第１の電源回路はフィルタ及びＰＦＣ部を含んでおり、前記第２の電源回路は、前記第１の電源回路の後段に設けられるコンバータ及びトランスを含むことを特徴とする表示装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
   前記第１の電源回路は１次回路であり、前記第２の電源回路は、２次回路であることを特徴とする平面形表示装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
   前記第１の電源回路と前記第２の電源回路の出力電力若しくは消費電力の割合が、それぞれ、全電源回路の４０〜６０％に配分されていることを特徴とする平面形表示装置。
6. 請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
   前記表示用のパネルがプラズマディスプレイパネルであり、前記第１の電源回路は、前記プラズマディスプレイパネルにサステインパルスを供給するためのＸサステイン基板側に設けられることを特徴とする表示装置。
7. 表示用のパネルと、該パネルを駆動させるための電源を供給するための電源回路とを備える表示装置において、
   前記電源回路が第１の電源回路と第２の電源回路がそれぞれ別基盤に実装されており、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路とを所定の距離離して配置することを特徴とする表示装置。

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