JP2008040068A - Flat display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自発光型のディスプレイパネルを有する平面型表示機器に係わり、特に発熱するディスプレイパネルの冷却技術に関するものである。 The present invention relates to a flat display device having a self-luminous display panel, and more particularly to a cooling technique for a display panel that generates heat.
近年、ディジタル技術の進展により、大画面で薄型の表示機器が急速に普及している。その1つに、自発光型のプラズマディスプレイパネルを使用した平面型表示機器がある。大画面の表示機器では、高精細画像を表示するため画素数の増加が図られている。画像の輝度を十分に得るためには各画素の発光量を増加させることになり、これが発熱量の増加となりディスプレイパネル全体の温度上昇を招く。温度上昇は、蛍光体の発光輝度を変化させることになり、画質の劣化を生じる。さらには、画面上の一部のみ輝度が高いような画像においては、プラズマ放電がその部分に集中し、ディスプレイパネルの局所的な温度上昇を生じさせる結果、パネルを構成するガラス基板を破損させる場合もある。 In recent years, with the development of digital technology, large-screen and thin display devices are rapidly spreading. One of them is a flat display device using a self-luminous plasma display panel. In a large-screen display device, the number of pixels is increased in order to display a high-definition image. In order to obtain sufficient image brightness, the amount of light emitted from each pixel is increased. This increases the amount of heat generated, leading to an increase in the temperature of the entire display panel. The rise in temperature changes the light emission luminance of the phosphor, which causes degradation of image quality. Furthermore, in an image where the brightness is high only on a part of the screen, the plasma discharge concentrates on that part, causing a local temperature rise of the display panel, resulting in damage to the glass substrate constituting the panel There is also.
プラズマディスプレイパネルなど表示装置の発熱を冷却する技術として、次のような提案がなされている。特許文献1には、高い放熱特性とリペア性(一度固着したパネルと保持板を容易に分離できること)に優れた表示装置を目的とし、ディスプレイパネルと放熱用保持板とを接着剤からなる熱伝導部材を複数のライン状に塗布して接着した構成が開示される。接着剤をライン状に塗布することで接合面に気泡が入りにくく、また接合面が順に離れていく部分の距離が短いのでより簡単に引き剥がすことができると述べている。
The following proposals have been made as a technique for cooling the heat generated by a display device such as a plasma display panel.
特許文献2には、ディスプレイパネルで階調差の大きい静止画を表示するとパネル上に温度差が生じ発光輝度が部分的に変化することを課題に、パネルの表面温度分布を測定(または演算)し、基準の温度になるよう複数個のファン(冷却装置群)の回転数を制御する構成が開示される。これにより、パネルの表面温度を一定に保持し、輝度変化が少ないホワイトバランス調整を実現できると述べている。
さらには、冷媒液を循環する水冷方式や、放熱板にヒートパイプを接続させ放熱フィンと放熱ファンとにより冷却する方式も提案されている。 Furthermore, a water-cooling method for circulating the refrigerant liquid and a method for cooling with a heat-radiating fin and a heat-dissipating fan by connecting a heat pipe to the heat-radiating plate have been proposed.
上記特許文献1に記載の冷却方法は、パネルからの発熱を保持板に熱伝達して、保持板から自然放熱を行うものである。一般に接着剤の熱伝導特性は良くないため、放熱効果が十分得られない場合がある。また、接着剤をライン状に形成したことによりパネルの剥離を容易にするものの、接着面積が減少するために熱伝達量の低下は避けられず、よって冷却性能には限界がある。
In the cooling method described in
また、特許文献2に記載の冷却方法は、冷却性能を増大しパネルの表面温度を一定に保持する効果が期待できる。しかし装置構成として、温度測定器や、冷却用のファンを木目細かく複数個配置する必要があり、装置の大型・複雑化とコスト増加を招く。この課題は、水冷方式やヒートパイプ併用方式の場合も同様である。
Further, the cooling method described in
本発明の目的は、冷却性能が高く小型で簡単な構造の平面型表示機器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a flat display device having a high cooling performance and a small and simple structure.
上記課題を解決するために、本発明によるプラズマディスプレイパネルを用いた平面型表示機器は、プラズマディスプレイパネルを保持し放熱機能を有するシャーシ部材と、プラズマディスプレイパネルとシャーシ部材を接着する熱伝導性の粘着部材とを備え、粘着部材は、プラズマディスプレイパネル上に所定幅の複数のストライプ状に形成し、ストライプの間隙部に冷却用空気を通風する構成とする。ここに粘着部材のストライプの幅をA、間隙部の幅をBとするとき、間隙率B/(A+B)を0.5以上とすることが望ましい。 In order to solve the above-described problems, a flat display device using a plasma display panel according to the present invention includes a chassis member that holds the plasma display panel and has a heat dissipation function, and a thermal conductive material that bonds the plasma display panel and the chassis member. An adhesive member, and the adhesive member is formed in a plurality of stripes having a predetermined width on the plasma display panel, and the cooling air is blown through the gaps between the stripes. Here, when the width of the stripe of the adhesive member is A and the width of the gap is B, the porosity B / (A + B) is preferably 0.5 or more.
また、間隙部に通風する冷却用空気を供給するポンプと、ポンプから供給された冷却用空気を間隙部の開口部へ導く導管を設ける。さらに、プラズマディスプレイパネルの全面を粘着部材のストライプに沿った複数個の領域に分割し、各領域において間隙部に通風する冷却用空気の流量を映像信号の輝度レベルに応じて変化させる。 In addition, a pump that supplies cooling air to be passed through the gap and a conduit that guides the cooling air supplied from the pump to the opening of the gap are provided. Further, the entire surface of the plasma display panel is divided into a plurality of regions along the stripe of the adhesive member, and the flow rate of the cooling air passing through the gaps in each region is changed according to the luminance level of the video signal.
また粘着部材は、高温加熱時に流動性を有するホットメルト型接着剤をストライプ状に塗布して形成したものが望ましい。 The pressure-sensitive adhesive member is preferably formed by applying a hot melt adhesive having fluidity when heated at a high temperature in a stripe shape.
本発明によれば、冷却性能が高く小型で簡単な構造の平面型表示機器を実現できる。 According to the present invention, a flat display device having a high cooling performance and a small and simple structure can be realized.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明による平面型表示機器で用いるプラズマディスプレイパネル(以下、PDPと略す)モジュールの一実施例を概念的に示す側面図である。PDP1は、放電によって紫外線を発生させ、蛍光体に照射させて発光させる発光体素子部11と、それを前後より挟持する前面側ガラス基板12及び背面側ガラス基板13とで構成している。
FIG. 1 is a side view conceptually showing an embodiment of a plasma display panel (hereinafter abbreviated as PDP) module used in a flat display device according to the present invention. The
このPDP1は放熱機能を有するシャーシ部材2によって保持し、両者は粘着部材3により接着する。シャーシ部材2の裏面には、画像信号処理やPDP1を駆動する回路部品21を搭載している。シャーシ部材2は、熱伝導性の良いアルミニューム等の材質を用いて放熱特性を良くしている。粘着部材3はPDP1からの発熱をシャーシ部材2に熱伝達し、シャーシ部材2から放熱するものである。
The PDP 1 is held by a
後述するように本実施例のPDPモジュールでは、粘着部材3はPDP1とシャーシ部材2との間を全面で接着するのではなく、所定の間隙を有するストライプ状に形成して両者を接着する構造としている。粘着材は、高温で流動性を有する例えばホットメルト接着剤を塗布して形成する。そしてストライプの間隙部に冷却風を流し込み、PDP1や回路部品21からの発熱を冷却風により直接外部へ放熱させる構成とする。
As will be described later, in the PDP module of the present embodiment, the
図2は、本発明による平面型表示機器9の一実施例であり、図1のPDPモジュールに冷却機構を取り付けた構成を概念的に示す。(a)は正面図、(b)は平面図である。(a)では、粘着部材3の構造を分かりやすくするため、PDP1やシャーシ部材2の一部を取り除いて示している。
FIG. 2 is an embodiment of the
PDP1(ガラス基板13)とシャーシ部材2を接着する粘着部材3は、ホットメルト型接着剤などの熱伝導性接着剤であり、PDPモジュールの上下方向にストライプ30状に形成する。ホットメルト型接着剤は、高温に加熱して流動状態としてPDP1のガラス板13に複数のストライプ状に塗布する。これにシャーシ部材2を押圧してPDP1とシャーシ部材2とを接着する。塗布された接着剤は、低温になると流動性を失い固化して、接着力を維持する性質がある。
The pressure-sensitive
粘着部材3の形状は、ストライプ30の幅をA、間隙をB、厚みをHとすると、例えばA=6mm、B=6mm、H=1mmとする。ストライプ30の幅Aは、必要な接着強度(シャーシ部材2による保持強度)が得られるよう定める。また隣接するストライプ30の間には、略矩形の断面(B×H)を持ちPDP1の上下方向に貫通する筒状の間隙部4が形成される。この筒状の間隙部4は上端と下端に開口部41、42を有し、これに冷却用空気(冷却風)を通風させてPDP1を冷却する。
The shape of the
冷却用空気の供給は、PDPモジュールの下方に設置したポンプ8、導管7、ヘッダ部6及び導入路(導管)5により行う。ポンプ8で吸入した空気は一旦ヘッダ部6に送り、そこで分流して各導入路5から各間隙部4の下端開口部42へ噴射流入する。冷却用空気は間隙部4を伝って上方へ移動する際、PDP1やシャーシ部材2の壁面から熱を吸収し、上端開口部41から機器の外部へ放出される。
The cooling air is supplied by a
この構成における冷却効率は空気の流量に依存するが、例えば空気を0.3m/secの流速で流入した場合、PDP1の表面温度を約10°C下げる効果があり、優れた冷却性能が得られる。本実施例では、PDPモジュールの内部の粘着部材3の部分に間隙部4を形成して冷却するものであるから、PDPモジュールの外形は従来の大きさを維持し、また冷却用空気を供給するポンプや導管等も簡単な構成で実現できるので、機器の小型化が可能である。
Although the cooling efficiency in this configuration depends on the flow rate of air, for example, when air is introduced at a flow rate of 0.3 m / sec, there is an effect of reducing the surface temperature of the
本実施例ではPDPモジュールに形成するストライプ(すなわち間隙部)を上下方向とし、下方から空気を流入する構造とした。これにより受熱した空気が、自然対流の方向に沿って移動循環することができる。なお、ポンプ等により強制循環を行う場合には、ストライプの方向は上下以外の方向(例えば左右方向)でも可能である。また、ストライプは連続状ではなく、断続状に形成しても構わない。 In this embodiment, the stripe (that is, the gap) formed in the PDP module is in the vertical direction, and air is introduced from below. Thereby, the heat-received air can move and circulate along the direction of natural convection. When forced circulation is performed by a pump or the like, the direction of the stripe can be other than the vertical direction (for example, the horizontal direction). Further, the stripes may be formed intermittently rather than continuously.
このように本実施例の冷却機構は冷却性能が優れるものであるが、以下その理由を考察する。図3は、本実施例における冷却動作を模式的に説明する図であり、(a)は比較用に示す全面接着の場合(従来例)、(b)は本実施例のストライプ状接着の場合である。 As described above, the cooling mechanism of this embodiment has excellent cooling performance. The reason will be considered below. FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically illustrating the cooling operation in the present embodiment, in which FIG. 3A is a case of whole surface bonding for comparison (conventional example), and FIG. 3B is a stripe bonding of the present embodiment. It is.
図3(a)の従来例では、熱伝導性接着剤3をPDP1の全面に形成してシャーシ部材2を接着し、シャーシ部材2の表面に冷却風を流して放熱する場合である。
In the conventional example of FIG. 3A, the heat
発熱温度ThのPDP1から接着剤3’を介しシャーシ部材2に熱伝達し、さらに温度Tcのシャーシ部材2から温度Taの冷却風により放熱する。この場合の放熱量は、接着剤3の熱伝達係数hsと冷却風による熱伝達係数haでほぼ支配される。接着面の単位面積当りの熱伝達を考えると、熱伝達係数hsは接着剤の熱伝導率と厚みHに依存し、熱伝達係数haは冷却風の風速等に依存する。なお、シャーシ部材2の熱抵抗は十分小さいので無視する。
Heat is transferred from the
この場合、PDP1からシャーシ部材2へ移動する熱量W0(1)は、
W0(1)=hs・(Th−Tc)
またシャーシ部材2から冷却風へ放熱する熱量W0(2)は、
W0(2)=ha・(Tc−Ta)
定常状態ではこれらは等しいのでこれをW0とすると、
W0={1/(1/hs+1/ha)}・(Th−Ta)
よってトータルの熱伝達係数(放熱係数)をh0とすれば、
h0=1/(1/hs+1/ha) (1)
図3(b)は本実施例の場合で、接着剤(粘着部材)3(30)は幅Aのストライプ状で幅Bの間隙部4を有し、冷却風をこの間隙部4に流し込む。ここで、間隙部4の占める割合を間隙率k=B/(A+B)とする。なお、接着剤3の熱伝導率や、冷却風の風速は上記(a)と同一条件とする。
In this case, the amount of heat W0 (1) moving from the
W0 (1) = hs · (Th−Tc)
The amount of heat W0 (2) radiated from the
W0 (2) = ha · (Tc−Ta)
Since these are equal in steady state, if this is W0,
W0 = {1 / (1 / hs + 1 / ha)}. (Th-Ta)
Therefore, if the total heat transfer coefficient (heat dissipation coefficient) is h0,
h0 = 1 / (1 / hs + 1 / ha) (1)
FIG. 3B shows the case of this embodiment. The adhesive (adhesive member) 3 (30) has a stripe shape with a width A and a
この場合の放熱経路は2通り存在し、PDP1から間隙部4の冷却風に直接放熱する経路と、接着剤3を介してシャーシ部材2から間隙部4の冷却風に放熱する経路とである。前者による放熱量W1は、放熱面積が間隙率kに比例するので、
W1=k・ha・(Th−Ta)
後者による放熱量W2は、接着面積は(1−k)に比例し、放熱面積はkに比例するので、
W2={1/(1/(1−k)・hs+1/k・ha)}・(Th−Ta)
これらを加算すると、
W1+W2
={k・ha+1/(1/(1−k)・hs+1/k・ha)}・(Th−Ta)
よってトータルの熱伝達係数(放熱係数)をh1とすれば、
h1=k・ha+1/(1/(1−k)・hs+1/k・ha) (2)
In this case, there are two heat dissipation paths: a path that directly radiates heat from the
W1 = k · ha · (Th-Ta)
The heat radiation amount W2 by the latter is such that the adhesion area is proportional to (1-k) and the heat radiation area is proportional to k.
W2 = {1 / (1 / (1-k) .hs + 1 / k.ha)}. (Th-Ta)
When these are added,
W1 + W2
= {K.ha + 1 / (1 / (1-k) .hs + 1 / k.ha)}. (Th-Ta)
Therefore, if the total heat transfer coefficient (heat dissipation coefficient) is h1,
h1 = k.ha + 1 / (1 / (1-k) .hs + 1 / k.ha) (2)
図4は、上記式(1)と(2)を計算し本実施例の放熱係数を従来と比較した図である。縦軸はh0およびh1の値、横軸は冷却風と接着剤の熱伝達係数の比ha/hsで、間隙率kをパラメータとしている。図から分かるように、間隙を設けることで放熱性能が従来よりも増大する。もし熱伝達係数の比ha/hs=1であれば、間隙率kを0.3以上とすれば従来よりも改善し、また比ha/hs<1であっても、間隙率kを0.5以上とすれば常に従来を上回る。これは、間隙部4によるPDP1の直接冷却(すなわち放熱量W1の経路)が大きく寄与しているからである。
FIG. 4 is a diagram in which the above equations (1) and (2) are calculated and the heat dissipation coefficient of the present embodiment is compared with the conventional one. The vertical axis represents the values of h0 and h1, the horizontal axis represents the ratio ha / hs between the cooling air and the heat transfer coefficient of the adhesive, and the porosity k is a parameter. As can be seen from the figure, the heat radiation performance is increased as compared with the prior art by providing the gap. If the heat transfer coefficient ratio ha / hs = 1, the porosity k is 0.3 or more, which is improved over the prior art. Even if the ratio ha / hs <1, the porosity k is set to 0. If it is 5 or more, it will always exceed the conventional level. This is because the direct cooling of the
本実施例では、粘着部材3はPDP1を保持するものであるから、その幅Aは十分な保持強度が得られるように設定する必要がある。よって間隙率kは0.5程度(例えばA=B=6mm程度)であれば、冷却性能と保持強度の両方を満足することができる。また、粘着部材3の厚さHは、放熱量W2の経路の熱抵抗を下げるため、極力小さいことが好ましい。一方、間隙部を流れる冷却風への熱伝達が効率良く行われることを考慮し、厚さHは数mm以下(例えば1mm程度)が適当である。
In this embodiment, since the
さらに本実施例においては、粘着材3としてホットメルト型接着材を利用することに特徴がある。図5は、ホットメルト材と一般の接着剤(粘着テープ)のせん断強度の温度依存性を比較したものである。従来の接着材(粘着テープ)では、強度の温度依存性が小さい。これに対しホットメルト材は、高温に加熱すると流動状態であり、低温にすると流動性を失い固化する性質がある。例えば常温(20℃)と高温(100℃)では強度は約30倍変化する。
Furthermore, the present embodiment is characterized in that a hot-melt adhesive is used as the pressure-sensitive
従来の接着剤を使用したPDPモジュールでは、それを簡単には解体できなかった。これに対し本実施例では、ホットメルト材を採用することで、接着と解体が容易になる。すなわち、PDPとシャーシ部材との接着時は高温に加熱するとともに、PDPモジュールを解体する場合にも高温に加熱することでホットメルト材を軟化させ、PDPとシャーシ部材とを容易に分離できる。PDP動作時はパネル温度、すなわち粘着部材であるホットメルト材も温度上昇するが、上記した本実施例の冷却機構により効率良く冷却できる。よって、PDP動作中に接着強度が低下することはない。 A conventional PDP module using an adhesive cannot be easily disassembled. On the other hand, in this embodiment, the use of a hot melt material facilitates adhesion and disassembly. That is, when the PDP and the chassis member are bonded, the PDP module is heated to a high temperature, and even when the PDP module is disassembled, the hot melt material is softened by heating to a high temperature, so that the PDP and the chassis member can be easily separated. During the PDP operation, the panel temperature, that is, the hot melt material that is an adhesive member also rises in temperature, but can be efficiently cooled by the cooling mechanism of this embodiment described above. Therefore, the adhesive strength does not decrease during the PDP operation.
図6は、本発明による平面型表示機器9の他の実施例であり、(a)は正面図、(b)は平面図を示す。本実施例でも、PDPモジュールは前記図1、図2と同様の構成であり、粘着部材3をPDPモジュールの上下方向にストライプ30状に形成する。そして、PDP1の全面をストライプ30に沿った複数個の領域1a〜1dに分割し、それぞれの領域において、間隙部4を通風する冷却風の流量を制御可能な構成としている。すなわち、各領域においてそれぞれポンプ8a〜8d、導管7a〜7d、ヘッダ部6a〜6dを設けて、各領域の映像信号の輝度レベルに応じて各ポンプ8a〜8dからの冷却用空気の供給量を変化させる。なおこの構成で、各ポンプと各導管を共有し、各ヘッダ部において例えば絞り弁を設けて流量を制御することも可能である。その結果、画面全体をほぼ均一な温度状態に保持することができ、輝度変化が少ない良好な画面を実現する。
FIG. 6 shows another embodiment of the
本実施例でも、PDPモジュールの内部の間隙部4に冷却風を流し込んで冷却するものであるから、冷却性能が優れ、PDPモジュールの外形は従来の大きさを維持できる。また冷却用空気を供給するポンプや導管等も簡単な構成で実現でき、ポンプの設置場所の制約も少ないので、機器の小型化が可能である。
Also in this embodiment, since cooling air is poured into the
上記各実施例では、表示素子としてプラズマディスプレイパネル(PDP)を例に説明したが、本発明はこれに限らず、自発光型のディスプレイパネルを有する平面型表示機器に広く適用できる。 In each of the above embodiments, a plasma display panel (PDP) has been described as an example of the display element. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to flat display devices having a self-luminous display panel.
1…プラズマディスプレイパネル(PDP)
2…シャーシ部材
3…粘着部材
4…間隙部(通風路)
5…導入路
6…ヘッダ部
7…導管
8…ポンプ
9…平面型表示機器
11…発光体素子部
12,13…ガラス基板
21…回路部品
30…ストライプ状の粘着部材
41,42…開口部。
1 ... Plasma Display Panel (PDP)
2 ...
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該プラズマディスプレイパネルを保持し放熱機能を有するシャーシ部材と、
該プラズマディスプレイパネルと該シャーシ部材を接着する熱伝導性の粘着部材とを備え、
該粘着部材は、上記プラズマディスプレイパネル上に所定幅の複数のストライプ状に形成し、該ストライプの間隙部に冷却用空気を通風することを特徴とする平面型表示機器。 In a flat display device using a plasma display panel,
A chassis member that holds the plasma display panel and has a heat dissipation function;
A heat conductive adhesive member for bonding the plasma display panel and the chassis member;
The flat display device, wherein the adhesive member is formed in a plurality of stripes having a predetermined width on the plasma display panel, and cooling air is blown through gaps between the stripes.
前記粘着部材のストライプの幅をA、間隙部の幅をBとするとき、間隙率B/(A+B)を0.5以上とすることを特徴とする平面型表示機器。 The flat display device according to claim 1,
A flat panel display device, wherein the width of the stripe of the adhesive member is A and the width of the gap is B, the porosity B / (A + B) is 0.5 or more.
前記間隙部に通風する冷却用空気を供給するポンプと、
該ポンプから供給された冷却用空気を前記間隙部の開口部へ導く導管を設けたことを特徴とする平面型表示機器。 The flat display device according to claim 1 or 2,
A pump for supplying cooling air to be passed through the gap;
A flat display device comprising a conduit for guiding cooling air supplied from the pump to the opening of the gap.
前記プラズマディスプレイパネルの全面を前記粘着部材のストライプに沿った複数個の領域に分割し、各領域において前記間隙部に通風する冷却用空気の流量を映像信号の輝度レベルに応じて変化させることを特徴とする平面型表示機器。 The flat display device according to claim 3,
Dividing the entire surface of the plasma display panel into a plurality of regions along the stripe of the adhesive member, and changing a flow rate of cooling air flowing through the gap in each region in accordance with a luminance level of a video signal. A flat-panel display device.
前記粘着部材は、高温加熱時に流動性を有するホットメルト型接着剤をストライプ状に塗布して形成したものであることを特徴とする平面型表示機器。 The flat display device according to claim 1 or 2,
The flat display device, wherein the pressure-sensitive adhesive member is formed by applying a hot melt adhesive having fluidity when heated at a high temperature in a stripe shape.
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