JP2005108680A - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラズマディスプレイパネル駆動時に生ずる異音を抑制する。
【解決手段】 ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）１０の背面基板４側に、異音を検出する異音検出手段としての異音検出用マイクロホン１１と、この異音検出用マイクロホン１１で検出された異音の信号波を位相反転した信号を生成する反転増幅回路１５と、反転増幅回路１５で生成された位相反転した信号を入力して位相反転音を放射する異音打消用スピーカ１４とからなる異音抑制手段を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスプレイ装置に関する。

平面型の表示パネルを備えたディスプレイ装置のパネルの一つであるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称す）は、一対の基板間に形成された気密空間内を、ストライプ状又はマトリクス状に区画して複数の放電空間を形成し、これらの複数の放電空間内で選択的に放電を発生させることにより画像表示を行うものである。

図１は、このＰＤＰの表示セル構造の一例を示す断面図である。１は前面基板であり、表示電極２及び誘電体層３が設けられている。４は背面基板であり、誘電体層５上に隔壁６が所定間隔で形成されている。また、前面基板１の周辺部と背面基板４の周辺部との間には、放電空間を封止するための封着材９が介在されている。この前面基板１、背面基板４及び隔壁６で隔成される微細空間が放電空間であって、その放電空間内に、アドレス電極７及びＲＧＢ各色の蛍光体層８ａ、８ｂ、８ｃが形成され、ネオン、キセノン等を混合させた放電ガスが注入されている。

このようなＰＤＰでは、表示電極２、アドレス電極７間に電圧を印加して、放電空間内面に形成した蛍光体層８ａ、８ｂ、８ｃを選択的に放電発光させることで、画像を表示している。図示した例では、隔壁６を井桁状に形成して、放電空間をマトリクス状に配置したり、隔壁６を平行に並列してストライプ状の放電空間としたりすることもできる。

次に、このようなＰＤＰを製造する方法について簡単に説明する。この方法では、前面基板１の片面に、表示電極２及び誘電体層３といったパネル構成要素を順次形成する前面パネル形成工程と、背面基板４の片面に、アドレス電極７、隔壁６、蛍光体層８ａ、８ｂ、８ｃといったパネル構成要素を順次形成する背面パネル形成工程とにより、前面パネルと背面パネルを形成する。そして、前面パネル及び背面パネルをそれぞれパネル構成要素が対向するように重ねて、前面基板１と背面基板４の周辺部を封着材９により封止する。その後に貼り合わされた２枚の基板間１、４に形成された放電空間に対して排気を行い、そこに放電ガスを封入した後、エージングを行うものである。

ここで、前記の封止工程では、前面基板１と背面基板４のいずれか一方又は両方の周辺部に、低融点フリットガラスからなる封着材をスクリーン印刷法等によって枠状に塗布し、仮焼成して封着層を形成する。そして、両基板１、４を重ね合わせて、互いに押し当てた状態で約４００°Ｃの熱処理を行う。これによって、前記の封着層が軟化し、融着して、両基板１、４間の空間が封止される。

上述のように製造されるＰＤＰによると、封止工程によって熱処理がなされた後、軟化・融着した封着層の強度が充分に得られない状態で排気及び放電ガス封入工程による圧力変動が加えられるため、各基板１、４の周辺では端部が彎曲する現象が生じ、各基板１、４の中央付近では放電ガスの封入圧によって基板間隔が離れる現象が生じる。

また、封着材９の収縮によって各基板１、４に撓みが生じた状態では、各基板１、４の彎曲によって表示品質が低下すると共に、隔壁６と前面基板１間に間隙が生じ、その部分がパネル駆動時に振動して、１０ＫＨｚ前後の異音となって発生するという問題が生じる。

これに対して、前面基板１及び背面基板４の重ね合わせ時に用いるフリットに、約１６０μｍ前後のガラスビーズを混入させることによって、ベーク排気時に生じるガラス歪みを軽減し、異音の発生を抑えることができるＰＤＰが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、前面基板と背面基板の周辺部を封着する封着層内側の非表示領域に吸音材を配置して、パネル駆動時の振動を減衰させ、異音のレベルを減少させることができるＰＤＰが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３６７９４号公報 特開２００３−１８７７１２号公報

しかしながら、従来のいずれのＰＤＰにあっても、パネルの動作条件や使用環境が変化することで異音の特性が変化し、そのため現状の対策だけでは異音の発生を防ぎ切れないという問題があった。さらに、個々のパネルごとに異音発生箇所、異音出力レベル、出力周波数が異なり、現状では異音発生を十分に解消することが難しいという問題があった。

本発明が解消しようとする課題としては、パネル駆動時に発生する異音が、パネルの動作条件や使用環境が変化することで異音の特性が変化したり、個々のパネルごとに異音発生箇所、異音出力レベル、出力周波数が異なる場合などでも異音の発生を解消すること等が、その一例として挙げられる。

請求項１に記載のディスプレイ装置は、放電空間を挟んで対向する前面基板及び背面基板と、前記前面基板及び背面基板の各周辺部を封着する封着材と、前記放電空間の放電間隔を規定しかつ複数の放電空間を隔成する隔壁とを含むパネルを備えたディスプレイ装置であって、前記パネルに、該パネルから発生する異音を検出する異音検出手段と、該異音検出手段で検出された異音の信号波を位相反転した反転音信号を異音打消用スピーカから放射させる異音抑制手段と、を備えたことを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図２は、ディスプレイ装置のパネルの一例であるＰＤＰを概念的に示す斜視図である。このＰＤＰの構造は、図１に示したものと同様である。
本実施の形態に係るディスプレイ装置のパネルであるＰＤＰ１０は、図２に示すように、その前面基板１に、図１に示した隔壁６や封着材９を介して背面基板４が一体化されている。
そして、パネル駆動時に生じる異音（例えば、前述の図１の説明で述べた隔壁６と前面基板１間に間隙が生じ、その部分がパネル駆動時に振動して生ずる異音）を抑制するために、この背面基板４側に、異音を検出する異音検出手段としての異音検出用マイクロホン１１と、この異音検出用マイクロホン１１で検出された異音の信号波を位相反転した信号を生成する反転増幅回路１５と、反転増幅回路１５で生成された位相反転した信号を入力して位相反転音を放射する異音打消用スピーカ１４とからなる異音抑制手段を有している。

本発明者は、複数のＰＤＰを用いて上記異音の発生箇所をそれぞれ特定し、異音発生箇所から１０ミリ離された位置で、パネルの動作条件や使用環境を異ならせた種々の測定条件下で、異音の出力レベル及び周波数帯域を測定したところ、出力レベルは３０〜５０ｄＢ、周波数帯域は３ＫＨｚ〜２５ＫＨｚの範囲であった（後述の図６参照）。
例えば、異音発生箇所２０が図２に示す位置であった場合、この異音発生箇所２０の近傍の背面基板４に異音検出用マイクロホン１１を直接取り付ける。
この異音を高精度に検出するために、異音検出用マイクロホン１１としては、単一指向性の高感度マイクロホンを用いことが好ましい。
なお、図２では、異音検出用マイクロホン１１をＰＤＰ１０の背面基板４の左方下部に取り付けた例を示したが、製品の出荷テスト段階等において異音発生箇所を特定する試験を行い、その試験の結果により特定された異音発生箇所の近傍に取り付けてもよい。

前記異音検出用マイクロホン１１は、例えば図３に示すように円筒状の筐体１３の中にマイクロホン本体１１ａが設けられており、このマイクロホン本体１１ａは、筐体１３の開口部上方に向けて異音受信部１２が設けられている。また、筐体１３の開口部の表面には異音検出用マイクロホン１１を背面基板４（ＰＤＰ１０の背面）に貼着可能にするために、例えば両面接着テープなどからなる接着層１３ａが設けられている。
したがって、筐体１３の開口部の表面を接着層１３ａを介して、背面基板４の任意の位置に簡単に取り付けることができる。
なお、異音検出用マイクロホン１１の筐体１３は、上記のような円筒でなくてもよく、例えば、その断面が四角形、多角形、楕円形などの形状となる筐体等、その形状は任意である。

また、上述のように、筐体１３の開口部の表面を接着層１３ａを介して背面基板４に（ＰＤＰ１０の背面）貼着することにより、異音検出用マイクロホン１１の受音方向が円柱の軸方向、つまり背面基板４の表面に略直交する方向となるため、背面基板４に伝播した異音を、図４に示すように、伝播方向に対し正面から音受信部１２で受信できるので、前記単一指向性の高感度マイクロホンを用いて、異音を高感度にモニタすることができる。
なお、ＰＤＰ１０は薄型化が望まれてため、それを妨げないためにも、超小形の異音検出用マイクロホン１１を採用することが好ましい。

また、上述のように、円筒状の筐体１３の中にマイクロホン本体１１ａを設けることにより、外部からの音が入りにくくなり、ディスプレイ装置でコンテンツ再生時に、このコンテンツの再生音を異音検出用マイクロホン１１が検出してしまうおそれを少なくすることができる。

また、この背面基板４には異音打消用スピーカ１４が取り付けられている。ＰＤＰ１０のような平面型のパネルを備えたディスプレイ装置は前記のように薄型を基調とするところから、例えば超薄型で軽量設計の圧電素子を使用したカード(平板型)スピーカとすることが望ましい。
また、この異音打消用スピーカ１４は、前述の発明者による測定結果の異音の周波数帯域３ＫＨｚ〜２５ＫＨｚをカバーできる出力周波数帯域を備えたスピーカとする。

前記異音検出用マイクロホン１１と異音打消用スピーカ１４とは反転増幅回路１５を介して接続されている。反転増幅回路１５は背面基板４に取り付けられているか、または背面基板４とは分離して設置可能である。この反転増幅回路１５は、小型軽量化のためにオペアンプＩＣとして採用することが望ましい（特に、背面基板４に取り付けられて設置された場合）。
この反転増幅回路１５は、異音検出用マイクロホン１１により検出した異音による信号を入力し、この入力信号と逆位相で等音圧のキャンセル信号を異音打消用スピーカ１４から出力させて、異音打消用スピーカ１４からのキャンセル信号によって異音をキャンセルさせるように機能する。

反転増幅回路１５は図５に示すように構成され、オペアンプ(演算増幅器)ＩＣ１６の正負２つの入力端子には、入力信号とこの入力信号をコンデンサＣ１を通した信号とが、それぞれ接続される。また、前記入力端子のうち一方の入力端子と出力端子との間にはコンデンサＣ２が接続され、このコンデンサＣ２に、これとともに出力信号を入力端子側へフィードバックする電圧利得、電流利得設定用の２つの直列抵抗Ｒ１及び半固定抵抗器ＶＲが並列接続されている。さらに、前記一方の入力端子はコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ２を順次介して接地されている。このオペアンプＩＣ１６は正負の２電源の電圧＋Ｖｃｃ、−Ｖｃｃで駆動される。

次に本実施の形態によるＰＤＰ１０の動作の一例を、前述の図１〜図５を適宜参照して説明する。
ＰＤＰ１０に対し、表示電極２及びアドレス電極７間に電圧を印加することにより、放電空間内面に形成された蛍光体層８ａ、８ｂ、８ｃを選択的に放電発光させて、画像を表示する（図１及び図２参照）。このとき、前面基板１と隔壁６との間の間隙が発生し、その部分がパネル駆動時に振動して、これが耳障りな異音となる。

異音検出用マイクロホン１１を異音発生箇所２０の近傍、つまり背面基板４の背面において、特に異音の発生レベルが最も高い位置に、その受音方向がパネルの面に略直交するように設置取り付ける（図２〜図４参照）。
これにより、背面基板４の背面から放射される異音が音受信部１２を介して捉えられ、電気信号に変換される。

この電気信号は入力端子１７を通じて反転増幅回路１５に取り込まれ、この反転増幅回路１５で位相反転信号に変換されて異音打消用スピーカ１４に入力される（図２，図５参照）。
この場合において、反転増幅回路１５はその電気信号とこの電気信号をコンデンサＣ１を通した信号とを２入力として、位相反転信号を出力端子１８へ出力する。
また、オペアンプＩＣ１６の入出力間に接続された半固定抵抗器ＶＲの抵抗値を調整することで、オペアンプとしての電圧利得及び電流利得の調整を任意に調整できる。

このようにして、反転増幅回路１５で位相反転されて、異音打消用スピーカ１４から位相反転音が放射される。この位相反転音は、ＰＤＰ１０から発生する異音に重畳され、異音の音量レベルが低減する。
ここで、異音打消用スピーカ１４は、位相反転音を異音の放射方向と同じ方向に放射する。すなわち、ＰＤＰ１０における画像表示面側となる前面基板１側から視聴者に向かって放射される異音を打ち消すように位相反転音を放射する必要があるため、図２に示すように、背面基板４（ＰＤＰ１０の背面）に異音打消用スピーカ１４貼着した場合、図４に示すように、異音打消用スピーカ１４の向きを背面基板４に対向するように設置する。
これにより、異音打消用スピーカ１４から放射される位相反転音が視聴者側に放射される異音と重畳するとともに、異音の原因となるパネル（ＰＤＰ１０）の振動と逆位相の振動をパネル（ＰＤＰ１０）に与えるので、効率よく異音の音量レベルを低減させることができる。

本実施の形態の効果の一例として、異音発生箇所２０から１０ミリ離された位置で、異音の出力レベルを測定した例として、位相反転音を放射する前の測定結果を図６に、位相反転音を放射したときの測定結果を図７に示す。
上記図６及び図７を比較すると、周波数帯域３ＫＨｚ〜２５ＫＨｚの範囲ほぼ全域にわたって、位相反転音を放射したときの異音の出力レベルは、低減していることがわかる。

なお、本実施の形態では、異音検出用マイクロホン１１、異音打消用スピーカ１４及び反転増幅回路１５をＰＤＰ１０に対しそれぞれ独立に配置した場合を説明したが、これらの２つまたは全部をモジュール化して、ＰＤＰ１０の背面（背面基板４）に配置してもよい。この場合にはディスプレイ装置全体の薄型化を妨げることなく、異音を低減することができる。

また、このような異音検出用マイクロホン１１、異音打消用スピーカ１４及び反転増幅回路１５を含むモジュールを背面（背面基板４）に複数組設置することで、異音発生箇所を中心とする所定領域における異音を効果的に低減することができる。さらに、前記モジュールをＰＤＰ１０の背面（背面基板４）に複数組設置すれば、異音の低減効果が更に十分なものとなる。

なお、本発明は前述の実施の形態におけるＰＤＰに限定されず、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネル等のパネルを用いたディスプレイ装置にも適用でき、パネル駆動時の異音発生を、位相反転した音場信号の生成によって軽減する用途に広く適用できる。

以上詳述したように、本実施の形態におけるディスプレイ装置のＰＤＰ１０は、放電空間を挟んで対向する前面基板１及び背面基板４と、前面基板１及び背面基板４の各周辺部を封着する封着材９と、放電空間の放電間隔を規定しかつ複数の放電空間を区画する隔壁６とを含むＰＤＰ１０であり、ＰＤＰ１０から発生する異音を検出する異音検出用マイクロホン１１と、この異音検出用マイクロホン１１で検出された異音の信号波を位相反転した信号を生成する反転増幅回路１５と、反転増幅回路１５で生成された位相反転した信号を入力して位相反転音を放射する異音打消用スピーカ１４とを有している。

これにより、ＰＤＰ１０の駆動時にＰＤＰ１０が発生する異音を異音打消用スピーカ１４から放射される位相反転音により、打ち消すように機能させることができる。したがって、パネルの動作条件や使用環境が変化することで異音の特性が変化したり、個々のパネルごとに異音発生箇所、異音出力レベル、出力周波数が異なる場合などでも異音の低減を図ることができる。

ＰＤＰの表示セル構造の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態によるディスプレイ装置のＰＤＰを概念的に示す斜視図である。 図２に示す異音検出用マイクロフォンの斜視図である。 図２に示す異音検出用マイクロフォンの背面基板に対する取り付け状態を示す要部側面図である。 図２に示す反転増幅回路の一例を示す回路図である。 図２のＰＤＰにおいて位相反転音を放射する前の異音出力レベルの測定結果である。 図２のＰＤＰにおいて位相反転音を放射したときの異音出力レベルの測定結果である。

符号の説明

１ 前面基板
４ 背面基板
６ 隔壁
１０ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１１ 異音検出用マイクロホン
１２ 音受信部
１３ （マイクロホンの）筐体
１３ａ 接着層
１４ 異音打消用スピーカ
１５ 反転増幅回路

Claims (10)

1. 放電空間を挟んで対向する前面基板及び背面基板と、
   前記前面基板及び背面基板の各周辺部を封着する封着材と、
   前記放電空間の放電間隔を規定しかつ複数の放電空間を区画する隔壁とを含むパネルを備えたディスプレイ装置であって、
   前記パネルに、
   パネル駆動時に前記パネルから発生する異音を検出する異音検出手段と、
   前記異音検出手段で検出された異音の信号波を位相反転した位相反転音を放射する異音抑制手段と、
   を有することを特徴とするディスプレイ装置。
2. 前記異音抑制手段は、前記異音検出手段で検出された異音の信号波を位相反転した信号を生成する反転増幅回路と、前記反転増幅回路で生成された前記信号を入力して位相反転音を放射する異音打消用スピーカとを有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 前記異音打消用スピーカは、前記位相反転音を前記異音の放射方向と同じ方向に放射することを特徴とする請求項１又は２に記載のディスプレイ装置。
4. 前記異音検出手段は、前記パネルの異音発生箇所近傍に設置されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のディスプレイ装置。
5. 前記異音検出手段は、前記パネルの背面に設置されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディスプレイ装置。
6. 前記異音検出手段は、受音方向が前記パネルの面に略直交するように該パネルに設置されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディスプレイ装置。
7. 前記異音打消用スピーカは、圧電素子により駆動される平板型スピーカからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディスプレイ装置。
8. 前記異音検出手段は、単一指向性のマイクロホンからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のディスプレイ装置。
9. 前記異音検出手段、異音打消用スピーカ及び異音抑制手段のうちのいずれか２つ以上がモジュールとして一体化されてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のディスプレイ装置。
10. 前記モジュールが、前記パネルの背面に複数設置されてなることを特徴とする請求項９記載のディスプレイ装置。