JPH10293540A

JPH10293540A - 表示装置

Info

Publication number: JPH10293540A
Application number: JP9102087A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takahashi; 等高橋; Toshihisa Kojima; 俊久小島; Kimizou Igarashi; 喜見三五十嵐; Hideaki Nakagawa; 英昭中川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04
Also published as: CN1208215A; CN1127046C; US6154362A; KR19980081328A; TW350947B; KR100532701B1

Abstract

(57)【要約】【課題】防水性を備えるとともに放熱性を向上する。【解決手段】ケース内にドット状に配列されたＬＥＤ
が配置されるとともに、ケース内がモールド部８によっ
てモールドされている表示セル２、２、２、２・・・
と、表示セル２がマウントされるセル基板２１を収納し
ているユニット部３を備え、表示セル２の所定の位置に
表示セル２を前後方向に貫通するように形成されている
通風孔９と、ユニット部３の背面上方部分に設けられ、
ユニット部３内に冷却風を送り込むことができるファン
２２と、ユニット部３の底面部に形成されている開口部
２３を備え、ファン２３によって送り込まれた冷却風は
開口部２３を介して通風孔９から放出されるようにす
る。また、表示セル２の前方に庇ユニットを配置して通
風孔９から放出された冷却風をＬＥＤ側に折り返すよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子を発光さ
せることにょって発生する熱を冷却することができる送
風手段を備えた表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、例えばＣＲＴ（Cathode Ray
Tube）や放電管、或いは発光ダイオード素子（以下、Ｌ
ＥＤ（Light Emitting Diode）という）を用いた表示装
置が知られてる。例えばＬＥＤを用いた表示装置は、ビ
ルの壁面や屋外広告用等の大画面の表示装置として用い
られる。

【０００３】ところで、例えばＣＲＴや放電管の光変換
効率は例えば１０％前後、またＬＥＤにおいては例えば
数％程度とされ、ほとんどが熱に変換されてしまうこと
になる。この熱によって、例えば発光特性等の物性変化
は加速してしまうので、初期の性能を維持して長期間の
信頼性を確保するためには、なんらかの冷却手段などに
よって温度を下げて使用することが望ましい。このた
め、効率良く冷却を行なうための手段が考えられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、ＬＥＤの冷却
手段としては、ＬＥＤマウント基板上に実装されている
各種回路素子の発熱をＬＥＤのリード端子の熱伝導によ
って外部に逃がす方法が一般的である。したがって、リ
ード端子を太く構成して放熱面積を広くすることによっ
て効果的な放熱を行なうようにしている。ところが、表
示装置を屋外に設置する場合、ＬＥＤマウント基板に雨
などの水の侵入を防止するために防水構造を取るため
に、例えばリード端子部分を防水用の樹脂等でモールド
することが行なわれる。この構造を採った場合、リード
端子の放熱効果が低減してしまうので、ＬＥＤマウント
基板自体を冷却するしか方法がなくなる。しかし、マウ
ント基板を冷却する場合、マウント基板が配置されてい
る表示ユニット後部の熱を外部に排出する必要がある。
すなわち、表示装置の背面側において、例えばクーラー
空調設備などを設けその冷却風によってマウント基板の
熱を奪って、その温風を表示ユニットの外部に排出しな
ければならないため、その通風路の確保などによって表
示ユニット後部の構成が複雑になってしまう。特に、
クーラー等の冷却装置を用いて冷却を行なう場合、大型
の表示装置に対しては大型の冷却装置が必要になるの
で、設置スペースを確保することが困難になるとともに
コストが高くなってしまうという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたもので、表示用の発光ダイ
オードがモールドされるようにして設けられる表示パネ
ル部において、その前面から背面に貫通するように通風
孔を形成すると共に、上記通風孔を介して上記表示パネ
ル部の背面側から前面側に対して送風することのできる
送風手段を設けて表示装置を構成する。また、上記表示
パネル部と別体とされて、少なくとも上記表示素子と電
気的に接続される基板が筐体内部に収納されたユニット
部を、上記表示パネル部の背面側との間に所要の空間が
形成されるようにして設置し、上記送風手段は、上記ユ
ニット部内部を介して、上記表示パネル部の背面側に送
風するように構成する。

【０００６】本発明によれば、表示パネルの背面から通
風孔を介して前面側に送風することができるので、発光
素子の発光に伴ってその周辺に発生した熱をさらって、
外部に放出することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表示装置の実施の
形態を説明する。まず、図１の斜視図にしたがい本実施
の形態の表示装置に用いられる表示ユニットの外観を説
明する。図示されているように表示ユニット１は縦横そ
れぞれに例えば４個づつ配置され表示部を形成する表示
セル２、２、２・・・（但し、この図には最上段のみ詳
細に示している）、によって表示面が形成されている。
表示セル２にはそれぞれデルタ配列によってＲＧＢ各色
に対応した３個のＬＥＤによる画素Ｐｅが形成され、図
示していない表示装置の表示部を構成する。さらに本発
明では表示セル２の所定の位置に、表示セル２を前後に
貫通する通風孔９、９、９、９が形成され、冷却用の冷
却風を放出することができるようにされている。

【０００８】これらの表示セル２は筐体状のユニット部
３の前面側に装着される。ユニット部３内には後で詳し
く説明するように、表示セル２をマウントするセル基板
が配置されており、さらにユニット部３の背面側の上方
には、ユニット部３内に冷却風を送り込む冷却手段（図
示せず）が設けられている。コネクタ部４はこの表示ユ
ニット１を表示装置に取り付ける場合の接続手段として
形成されている。

【０００９】なお、表示装置の表示部を形成する場合
は、その表示装置の解像度に応じて複数の表示ユニット
１を縦横に配置することになる。また、本実施の形態で
は複数の表示ユニット１によって表示部を形成する例を
挙げて説明するが、一体的な表示部を構成する場合でも
本発明を適用することができる。

【００１０】図２は表示セル２の構成を説明する図であ
り、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）に示す表示セル２
のＢ−Ｂを断面的に示す図である。なお、図２（ｂ）の
断面図において、Ｂ−Ｂ線上にはＬＥＤは示されないこ
とになるが、この図では摸式図として同時に示して説明
する。

【００１１】表示セル２の外筐部は、例えば熱伝導率の
高いアルミ、銅等の金属やプラスチック等によって構成
されているセルケース５とされ、ＲＧＢ各色に対応した
３個のＬＥＤ６、６、６によって構成される画素Ｐｅ、
Ｐｅ、Ｐｅ・・・が例えばデルタ配列によって配置され
ている。そしてこれらの画素Ｐｅはセルケース５内に配
置されているマウント基板７にマウントされている。な
お、水平方向に隣接して配置されている画素Ｐｅ、Ｐ
ｅ、Ｐｅ、Ｐｅによって１水平走査線の一部を形成する
ことになる。

【００１２】セルケース５内は例えば防水性の樹脂でモ
ールドしたモールド部８とされ、図２（ｂ）に示されて
いるように、ＬＥＤ６のリード端子やマウント基板７に
対する防水手段を形成している。そして、本発明では例
えば複数の画素Ｐｅ、Ｐｅ、Ｐｅ・・・の例えば対角線
上となる所定の位置に表示セル２を前後方向に貫通する
ようにされている通風孔９が設けられており、後述する
ように、表示ユニット１の背面側から送出される冷却風
が吹き抜けることができるようにされている。また、表
示セル２の背面側に構成されるコネクタ部１０は、後述
するように表示セル２をユニット部３の前面に装着して
セル基板に接続することができるようにされている。さ
らに装着時には表示セル２とユニット部３の前面の間に
所定の間隔（後述する通風路）を形成することができる
ようにされている。

【００１３】なお、モールド部８は例えば図２（ｂ）に
示されているように、例えば破線よりも矢印ａ側を防止
性を有する材質のモールド材でモールドし、また矢印ｂ
側すなわちＬＥＤ６のリード端子やマウント基板７側を
熱伝導性の高い材質のモールド材でモールドして構成
し、防水性と放熱性を兼ね備えた２層構造として構成し
てもよい。

【００１４】図３は図１に示すＡ−Ａの一部を断面的に
示す摸式図であり、表示ユニット１の詳細な構成と冷却
風の風路を説明する図である。なお、この図には便宜上
画素Ｐｅは示していない。ユニット部３には前面側に表
示セル２、２、２、２を装着することができるようにさ
れており、先に述べたようにこのとき形成される表示セ
ル２の背面側とユニット部３の前面側との間隙は通風路
２０とされるようになる。また、ユニット部３内にはセ
ル基板２１が配置され装着された表示セル２のコネクタ
部１０を接続することができるようにされている。この
セル基板２１に対しては、図示されていない経路から映
像信号が供給され、表示セル２に配置されている画素を
駆動することができるようにされている。

【００１５】ユニット部３の背面上方には送風手段とし
て、例えば一般的に知られているパーソナルコンピュー
タ装置等の冷却手段として用いられている小型のファン
２２が設けられ、外部の空気を冷却風としてユニット部
３内に送り込むことができるようにされている。さらに
ユニット部３の下方部には開口部２３が形成され、ユニ
ット部３内を流れた冷却風を通風路２０に送出すること
ができるようにされている。すなわち、冷却風の風路と
しては、太線矢印Ａ、Ｂ、Ｃとして摸式的に示されてい
るようになる。外部空気は例えば矢印Ａで示されている
ようにファン２２によって冷却風としてユニット部３内
部に取り込まれ、例えば矢印Ｂで示されているように冷
却風としてセル基板２１を冷却した後に、開口部２３か
ら通風路２０に送出される。さらに、通風路２０に送出
された冷却風は、矢印Ｃで示されているように表示セル
２に形成されている通風孔９から表示セル２の前方に送
出される。

【００１６】ここで、図４に示す表示セル２の拡大図に
したがい、表示セル２から放出される熱及び冷却風の流
れを説明する。なお、この図で太線矢印は図３に示した
冷却風に対応しており、細線矢印はＬＥＤ６のリード端
子及びマウント基板７から放出される熱の流れを摸式的
に示している。ＬＥＤ６のリード端子及びマウント基板
７等から放出された熱はモールド部８、セルケース５を
伝導して、例えば細線矢印で示されているようにセルケ
ース５の表面、通風孔９、コネクタ部１０から表示セル
２の外部に放出される。表示セル２の外部に放出された
熱はユニット部３の開口２３から送出されて通風路２０
を流れている冷却風によって、通風孔９から表示セル２
の前方に放出される。

【００１７】このように、ファン２２によって外部から
取り込まれた冷却風は、表示ユニット１内をユニット部
３〜通風路２０〜通風孔９というような一連の風路で流
れ表示セル２から放出された熱を奪いながら流れること
によって、表示ユニット２内を効率良く冷却することが
できる。さらに、開口部２３をユニット部３の下方に設
けることにより、例えば通風孔９から雨などが侵入した
場合でも、ユニット部３内に入り込むことなく通風路２
０を伝わって下方に流れることになり、セル基板２１を
水気から保護することができるという効果もある。ファ
ン２２は、開口部２３がユニット部３の下方に設けられ
たことに対応してユニット部３の背面上部に設けられて
いる。これにより、ファン２２から送り込まれた冷却風
は、ユニット部３内部において上部から下部に行き渡る
ようにされて、セル基板２１に対する冷却効果が有効な
ものとなるようにしている。

【００１８】ところで、通風孔９から表示ユニット１の
前面に庇ユニットを配置して、例えば画像のコントラス
トを向上するとともに、通風孔９、９、９・・・から放
出された冷却風をＬＥＤ６側に折り返して表示ユニット
２のＬＥＤを前方側から冷却するようにしても良い。図
５は、本発明の他の実施の形態とされる、庇ユニットを
取り付けた表示ユニット１Ａを示す斜視図、図６は図５
に示す表示ユニット１Ａを正面から示す一部拡大図であ
る。なお、図１に示す表示ユニット１と同一部分は同一
符号を付して説明を省略する。

【００１９】表示ユニット１Ａの前面に取り付けられて
いる庇ユニット３０は、水平方向に形成されている庇３
１、３１、３１・・・及びこの庇３１と交差するように
垂直方向に形成されている樋形状の送風溝部３２、３
２、３２・・・が格子を形成するように例えば一体的に
構成されている。

【００２０】庇３１は図６に示されているように画素Ｐ
ｅの上方に隣接する位置に所定の角度を以て配置され
る。なお、庇３１の配置角度としては表示装置の配置位
置等の条件によって設定される。送風溝部３２は、後述
するように前方が山形状、後方が谷形状とされ、後述す
るように表示セル２の通風孔９に対応する位置に配置さ
れる。そして、通風孔９から送出された冷却風をＬＥＤ
側に折り返すことができるようにされている。そして、
庇３１、送風溝部３２を上記したように配置したとき
に、画素Ｐｅが格子状のすかし部分から前方に臨むよう
にされ、画像を形成することができるようになる。ま
た、庇ユニット３０を例えば黒色で構成することによっ
て、コントラストを向上して良好な画像を得ることがで
きるようになる。

【００２１】次に、送風溝部３２の構成について詳しく
説明する。図７は図６に示されているＣ−Ｃ付近を断面
的に示す図であり、図８は同じく図６に示されているＤ
−Ｄ付近を断面的に示す図である。図７に示されている
ように、通風溝部３２はその谷側が通風孔９に対向する
ように配置される。そして、矢印で示されているように
通風孔９から送出される冷却風を画素Ｐｅ側に折り返す
ことができうようにされている。また、通風溝部３２は
庇３１部分においては、例えば図８に示されているよう
に切り欠きとして構成され図７に示した場合と同様に、
通風孔９から送出された冷却風を画素Ｐｅ側に折り返す
ことができるようにされている。

【００２２】また、通風孔９から送出される冷却風の風
路を側面から示すと図９（図６に示すＥ−Ｅ）に示され
ているようになる。この場合通風孔９から送出された冷
却風は矢印で示されているように例えば庇３１、３１、
３１・・・に沿って表示セル２の前方に送出されるよう
になる。

【００２３】このように、庇ユニット３０を設けること
によってユニット部３（図示せず）内を巡回して冷却を
行なった後に通風孔９から送出される冷却風を折り返し
て再び利用することができ表示セル２の前面に配置され
ている画素Ｐｅを前方から冷却することができるように
なる。なお、本実施の形態では送風溝部３２は垂直方向
に設けた例を挙げて説明したが、例えば庇３１と兼用し
て水平方向に設けるようにしてもよい。また、ここでは
庇３１と送風溝部３２が庇ユニット３０として一体的に
形成されている例を挙げて説明したが、庇３１と送風溝
部３２をそれぞれ別体のユニットとして構成して、表示
ユニット１の前面に取り付けるようにしても構わない。

【００２４】次に、本発明を適用した表示装置に置ける
熱伝導率の一例を説明する。図１０はファン２２によっ
て送られる冷却風の風量に対する冷却効果の一例を示す
図であり、温度Ｔ０は先に図３に示した矢印Ａで示す外
気の温度、温度Ｔ１は同じく通風路２０の温度、温度Ｔ
２はモールド部８の温度を示している。なお、この図に
示す数値は、セルケース５を例えばアルミで構成し、熱
伝導率が４．３×１０^-4Cal ／cm・sec ・°Ｃのシリコ
ン樹脂でモールド部８を構成した場合の一例として示し
ている。

【００２５】例えばファン２２による送風を行なわない
場合は、すなわち風量が０ｍ³ ／ｈである場合に外気の
温度Ｔ０が例えば２４．２°である場合、通風路２０の
温度Ｔ１は表示ユニット２、ユニット部３等で発生する
熱などによって例えば４６．０°まで上昇し、モールド
部８の温度Ｔ２は例えば４５．８°となる。したがっ
て、外気と通風路２０の温度差ΔＴ１は例えば２１．８
°、外気とモールド部８の温度差ΔＴ２は例えば２１．
６°となる。

【００２６】ファン２２によって例えば９．６ｍ³ ／ｈ
の冷却風を送り込むと、通風路２０の温度Ｔ１を例えば
３０．０°まで下げることができ、またモールド部８の
温度Ｔ２も３４．３°まで下げることができる。これに
よって、温度差ΔＴ１を例えば５．５°、温度差ΔＴ２
を９．８°とすることができる。また、例えば１８．５
ｍ³ ／ｈの冷却風を送り込むと温度差ΔＴ１を例えば
２．５°、温度差ΔＴ２を６．２°とすることができ、
さらに例えば３２．９ｍ³ ／ｈの冷却風を送り込むと温
度差ΔＴ１を例えば１．０°、温度差ΔＴ２を４．３°
とすることができる。このように、ファン２２の風量を
制御することによって外気の温度と、モールド部８、通
風路２０の温度差を小さくすることができるようにな
る。

【００２７】なお、図１０では、例えばセルケース５を
アルミで構成し、モールド部８にシリコン樹脂を用いた
場合の一例を示したが、セルケース５を例えば銅や熱伝
導率の比較的高い材質のプラスチック等で構成するとと
もに、所要の熱伝導率を有する材質のシリコン樹脂でモ
ールド部８を構成して組み合わせることによってもほぼ
同等の効果を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、発光素
子の装着面の背面側から前面に貫通する通風孔を設けて
いるので、送風手段から取り込まれユニット部の内部を
流れた冷却風を通風孔から装着面の前方に放出すること
ができる。これによって、発光素子のリード端子で発生
した熱を均一に外部に放出することができるようにな
る。さらに、通風孔から放出された冷却風を送風方向変
化手段によって折り返すことによって、冷却風を発光素
子の前面側にあてることが可能である。したがって、十
分な放熱を行なうことによって発光素子の長期信頼性を
向上することができる。

【００２９】また、ユニット部の開口部は下向きに形成
されているので、例えば通風孔から雨水などが侵入した
場合でも、ユニット部内には侵入することができないの
で基板を保護することが可能である。また、本発明の送
風手段は少なくとも送風することができるようにされて
いればよいので、例えば小型のものを複数用いる構成と
することも可能であり、大型の冷却装置を用いる場合よ
りも安価に構成することができる。このように、本発明
は効率よく冷却を行なうとともに防水性を保つことが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の表示装置を構成する表示
ユニットの外観を示す図である。

【図２】本実施の形態の表示ユニットを構成する表示セ
ルの構成を説明する図である。

【図３】本実施の形態の表示ユニットの構成及び冷却風
の風路を説明する図である。

【図４】図３に示す表示セルを拡大して示し、放熱の概
要を説明する図である。

【図５】本発明の他の実施の形態である前面に庇ユニッ
トを設けた表示ユニットの外観斜視図である。

【図６】図５に示す表示ユニットの正面を一部拡大して
示す図である。

【図７】図６に示すＣ−Ｃを断面的に示す図である。

【図８】図６に示すＤ−Ｄを断面的に示す図である。

【図９】表示セル及び庇を拡大して示し、放熱の概要を
説明する図である。

【図１０】冷却風の風量に対する冷却効果の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１表示ユニット、２表示セル、３ユニット部、
８、モールド部、９通風孔、３０庇ユニット、３１
庇、３２送風溝部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中川英昭東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示用の発光ダイオードがモールドされ
るようにして設けられる表示パネル部において、その前
面から背面に貫通するように通風孔を形成すると共に、上記通風孔を介して上記表示パネル部の背面側から前面
側に対して送風することのできる送風手段を設けたこと
を特徴とする表示装置。
【請求項２】上記表示パネル部と別体とされて、少な
くとも上記表示素子と電気的に接続される基板が筐体内
部に収納されたユニット部を、上記表示パネル部の背面
側との間に所要の空間が形成されるようにして設置し、上記送風手段は、上記ユニット部内部を介して、上記表
示パネル部の背面側に送風するように構成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】上記送風手段は、上記ユニット部の内部に外気を送風するように設けられ
るファンと、上記ユニット部の内部と上記表示パネル部の背面側とを
空間的に結合するようにして、上記ユニット部の下部側
の所定位置に形成された開口部と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項２に記
載の表示装置。
【請求項４】前記通風孔の前方に、前記通風孔から放
出された風の送り方向を、表示パネル部前面に表出する
発光素子側に折り返すようにして変化させることのでき
る送風方向変化手段を備えていることを特徴とする請求
項１に記載の表示装置。
【請求項５】少なくとも、上記表示パネルの外形を形
成するケース部分に、熱伝導率の高い材質を用いること
を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】上記発光素子をモールドしているモール
ド部分は、前面側が防水性を有する材質により形成され
た防水層とされ、この防水層以外の全部分あるいは一部
分が所要以上の熱伝導率を有する材質により形成される
熱伝導層として構成されていることを特徴とする請求項
１に記載の表示装置。