JP2010002890A - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な空気の対流ができない場合であっても、プラズマディスプレイパネルで発生した熱を効果的に放熱することができるディスプレイ装置を提供することにある。
【解決手段】二枚のガラス基板１１、１２を貼り合せてなるプラズマディスプレイパネル１０と、該プラズマディスプレイパネル１０の裏面側１０ａに配設されたシャーシ３０と、該シャーシ３０の裏面３０ａ側に配設されたバックカバー４０とを具えるディスプレイ装置１において、前記シャーシ３０と前記バックカバー４０との間隔Ｘが20mm以下であり、かつ、前記シャーシ３０の前記バックカバーと対向する表面３０ａの放射率（ε_ａ）と、前記バックカバー４０の前記シャーシと対向する表面４０ｂの放射率（ε_ｂ）とが、ε_ａ×ε_ｂ≧0.4を満たすことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、二枚のガラス基板を貼り合せてなるプラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルの裏面側に配設されたシャーシと、該シャーシの裏面側に配設されたバックカバーとを具えるディスプレイ装置に関し、特に、薄型化により、前記シャーシと、前記バックカバーとの間での空気の対流が阻害される状況においても、効率的に放熱することができるディスプレイ装置に関する。

プラズマテレビ等に用いられるディスプレイ装置は、一般的に、プラズマディスプレイパネルと、その裏面に配置されたバックカバーとを具える。

このようなディスプレイ装置では、前記プラズマディスプレイパネルが光とともに熱を発生し、この熱がディスプレイ装置内に蓄熱する結果、回路などの短寿命化や熱応力による各部材及び接点の劣化を引き起こすという問題があった。さらに、現在のプラズマディスプレイの薄型化や、大型化、高輝度化に伴い、前記プラズマディスプレイパネルから発生する熱がさらに大きくなっているため、この発熱についての対策が非常に重要であると考えられている。

上記発熱の対策としては、従来、プラズマディスプレイパネルから発生した熱を、その裏面側に位置するシャーシへと伝導させ、熱を帯びたシャーシの裏面において、空気の自然対流又はファン等を用いた強制対流によって放熱するディスプレイ装置が挙げられる。例えば、特許文献１に開示されているように、プラズマディスプレイパネルの裏面側に位置する熱伝導シートの材料の最適化を図ることにより、プラズマディスプレイパネルと熱伝導シートを容易に密着させ、前記パネルの全域にわたって熱を均一に、その裏面側に位置するシャーシへと伝えることができる結果、効率的に前記シャーシの熱対流によって放熱できるというディスプレイ装置がある。

しかしながら、特許文献１のディスプレイ装置は、一定の放熱効果を有するものの、現在の大型化・薄型化が進んだテレビに採用した場合、大型化により空気が対流するための経路が長くなる一方で、前記シャーシと、該シャーシの裏面に位置するバックカバーとの間隙が狭くなるため、従来の前記シャーシの熱対流が困難となり、十分な放熱効果を得ることができないという問題があった。

特許第３４９９８４８号公報

本発明の目的は、シャーシ及びバックカバーの適正化を図ることにより、十分な空気の対流ができない場合であっても、プラズマディスプレイパネルで発生した熱を効果的に放熱することができるディスプレイ装置を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、従来の金属表面を有するシャーシでは、前記バックカバーとの間隔が20mm以下の場合、対流が妨げられるため、対流が十分な場合と比較すると前記シャーシ温度が上昇するものの、前記シャーシの前記バックカバーと対向する表面の放射率（ε_ａ）と、前記バックカバーの前記シャーシと対向する表面の放射率（ε_ｂ）とが、
ε_ａ×ε_ｂ≧0.4
の関係を満たすことによって、前記シャーシが帯びた熱を、従来の対流による放熱に加えて、赤外線として前記バックカバーに伝熱させて放熱することができる結果、前記バックカバーとの間隔が狭く空気の対流が十分にできない場合であっても、効果的な放熱が可能となることを見出した。

本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）二枚のガラス基板を貼り合せてなるプラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルの裏面側に配設されたシャーシと、該シャーシの裏面側に配設されたバックカバーとを具えるディスプレイ装置において、前記シャーシと前記バックカバーとの間隔が20mm以下であり、かつ、前記シャーシの前記バックカバーと対向する表面の放射率をε_ａ、前記バックカバーの前記シャーシと対向する表面の放射率をε_ｂとするとき、下式を満たすことを特徴とするディスプレイ装置。
ε_ａ×ε_ｂ≧0.4

（２）前記シャーシの前記バックカバーと対向する表面の放射率が0.5以上である上記（１）記載のディスプレイ装置。

（３）前記シャーシは、少なくとも前記バックカバーと対向する表面に、前記放射率を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板である上記（２）記載のディスプレイ装置。

（４）前記バックカバーの前記シャーシと対向する表面の放射率が0.5以上である上記（１）〜（３）のいずれか１項記載のディスプレイ装置。

（５）前記バックカバーは、少なくとも前記シャーシと対向する表面に、前記放射率を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板である上記（４）記載のディスプレイ装置。

（６）前記皮膜は、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Al₂Si₄O₁₀(OH)₂、白雲母、蛍石、タルク、SiC及びカーボンブラックのうちの少なくとも１つを含有する塗膜である上記（３）又は（５）記載のディスプレイ装置。

本発明によれば、十分な空気の対流ができない場合であっても、プラズマディスプレイパネルで発生した熱を効果的に放熱することができるディスプレイ装置を提供することが可能となった。

本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解斜視図である。 本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解断面図である。

以下、図を参照して、本発明の構成と限定理由を説明する。
図１は、本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解斜視図であり、図２は、本発明によるディスプレイ装置の要部を模式的に示した分解断面図である。

本発明によるディスプレイ装置は、図１及び図２に示すように、プラズマディスプレイパネル１０と、該プラズマディスプレイパネル１０の裏面１０ａ側に配設されたシャーシ３０と、該シャーシの裏面３０ａ側に配設されたバックカバー４０とを具えるディスプレイ装置１である。なお、本発明において、前記シャーシ３０及び前記バックカバー４０の面については、図２に示すように、プラズマディスプレイパネル１０側の表面をｂ面、その反対側の表面をａ面と表記する。

そして、本発明によるディスプレイ装置１は、前記シャーシ３０と前記バックカバー４０との間隔Ｘが20mm以下であり、かつ、前記シャーシ３０の前記バックカバーと対向する表面３０ａの放射率をε_ａ、前記バックカバー４０の前記シャーシ３０と対向する表面４０ｂの放射率をε_ｂとするとき、
ε_ａ×ε_ｂ≧0.4
を満たすことを特徴とする。かかる構成を採用することによって、前記プラズマディスプレイ３０から発生した熱が、前記シャーシ３０に伝導した後、従来の対流による放熱に加えて、前記表面３０ａから放射した熱が赤外線として前記バックカバー４０へと伝導し、該バックカバー４０において放熱される結果、前記シャーシ３０と前記バックカバー４０との間隔Ｘが狭く、空気の対流が十分にできない場合であっても、効果的な放熱が可能となる。
ここで、前記間隔Ｘとは、ディスプレイ装置１の前記シャーシ３０と前記バックカバー４０とが大気を介して接する箇所での最小間隔のことをいい、例えば、図１及び図２に示すように、ディスプレイ装置１の各部材１０〜６０の積層方向に延びる任意の少なくとも１本の線Ｐ１、Ｐ２を、それぞれプラズマディスプレイパネルの長手方向Ｌと直交する方向Ｃへ移動させ、それぞれの地点における前記シャーシ３０と前記バックカバー４０との間隔を測定し、その中での最小値を間隔Ｘとすることで定めることができる。なお、図１及び図２は、いずれも分解図であるため、便宜上、間隔Ｘの位置を示したものである。

なお、前記シャーシ３０と前記バックカバー４０とが対向する表面３０ａと４０ｂの関係を、ε_ａ×ε_ｂ≧0.4としたのは、シャーシ３０の温度やバックカバー４０の放射率にもよるが、放射率がε_ａ×ε_ｂ＜0.4の場合と比べて、約3℃以上の放熱効果が認められるからである。
一般に、面Ａから面Ｂへの放射による熱の伝達は、放射伝熱量Ｗで表わすことができ、
Ｗ＝Ｓ_Ａ×ｆ×Ｆ×σ×（Ｔ_Ａ ^４−Ｔ_Ｂ ^４）
Ｓ_Ａ：面Ａの放射面積、ｆ：放射係数、Ｆ：形態係数、σ：ステファンボルツマン定数（5.67×10^-8）、Ｔ_Ａ：面Ａの表面温度、Ｔ_Ｂ：面Ｂの表面温度
である。そして面Ａでの放熱性を高めるためには、放射係数ｆを大きくする必要があり、この放射係数ｆは、面Ａの放射率ε_Ａ及び面Ｂの放射率ε_Ｂを用いて、
ｆ＝ε_Ａ×ε_Ｂ
で近似することができる。これを本発明の前記シャーシ３０の、前記バックカバー４０に対向する面３０ａに適用させて考えた場合、前記シャーシのバックカバー４０と対向する表面３０ａ（面Ａ）の放射率ε_ａ及び前記バックカバー４０のシャーシ３０と対向する表面４０ｂ（面Ｂ）の放射率ε_ｂを大きくすれば、放射係数ｆが大きくなるため、放熱性の向上に繋がることがわかる。

また、前記間隔Ｘを20mm以下に限定したのは、従来の対流や、強制対流による放熱を望めない領域であり、前記シャーシ３０と前記バックカバー４０とが対向する表面３０ａ、４０ｂの関係をε_ａ×ε_ｂ≧0.4とすることにより、顕著な放熱効果が得られるからである。なお、上記関係を有する表面３０ａ、４０ｂは、前記シャーシ３０及び前記バックカバー４０がそれぞれ、前記バックカバー４０及び前記シャーシ３０と対向する表面全体としてもよく、また、前記間隔Ｘが20mm以下となる表面だけでもよい。さらに、前記間隔Ｘが20mm以下となる部分を含むＣ方向の全幅部分（Ｌ方向の幅は任意）としてもよい。
さらに、前記シャーシ３０のバックカバーと対向する表面３０ａ上には、後述するように、回路基板（図示せず）が形成されるが、該回路基板部分の表面の放射率ε_ｃと、対向する前記バックカバー４０の表面４０ｂの放射率ε_ｂとの関係については、ε_ｃ×ε_ｂ≧0.4を満たす必要はない。回路部分の放射率を調整することが難しいことに加え、前記回路基板形成されていない表面部分がε_ａ×ε_ｂ≧0.4の関係を有していれば、ディスプレイ装置全体として十分に放熱効果を得ることができるためである。

以下に、本発明のディスプレイ装置１を構成する各部材についての詳細を述べる。
本発明のプラズマディスプレイパネル１０の構成は、図１及び図２に示すように、二枚のガラス基板（前面板１１、後面板１２）を貼り合せてなる部材であり、気体放電を用いた表示を行うための部材である。その構成については、本発明においては特に限定する必要はなく、例えば、垂直方向に細長い電極（アドレス電極）を並べ、その上に光の３ 原色である赤、緑、青の蛍光体を塗布した後面板１２と、ガラス表面に電極対が水平方向に並べられた前面板１１を張り合わせ、この間に希ガスを封入するような、一般的に用いられるプラズマディスプレイパネルを用いればよい。

また、本発明のディスプレイ装置１は、図２に示すように、前記プラズマディスプレイパネル１０の前面１０ｂ側に、カバーガラス５０をさらに具えることが好ましい。カバーガラス５０は、前記プラズマディスプレイパネルの保護等の役目を果たすための部材で、透光材料であり、上述の役目を果たすことができれば、ガラスに限定されず、プラスチック等を用いることも可能である。

さらに、本発明のディスプレイ装置１は、図２に示すように、前記プラズマディスプレイパネル１０の裏面１０ａ側に、伝熱シート２０をさらに具えることが好ましい。伝熱シート２０は、前記プラズマディスプレイパネル１０から発生した熱を、前記シャーシ３０へと効率よく伝える役目を果たすための部材である。その構成としては、熱を効率よく伝えることができれば特に限定はされず、例えば、シリコン樹脂又は発泡ウレタン樹脂等を用いることができ、その形状は、図１に示すような１枚の板状のものを用いるか、複数の板状片を集めて形成することもできる。

前記シャーシ３０は、図１及び図２に示すように、前記プラズマディスプレイパネル１０の裏面１０ａ側（図では伝熱シート２０の裏面２０ａ側）に設けられ、前記プラズマディスプレイパネル１０を裏面側から保持する部材であり、前記プラズマディスプレイパネル１０から発生した熱を吸収して、外部へと放出する役目も果たす。また、前記シャーシ３０の裏面３０ａ側には、前記プラズマディスプレイパネル１０の発光駆動とその制御を行うための、複数の回路基板（図示せず）が設けられている。さらに、前記シャーシ３０は、前記プラズマディスプレイ３０から発生した熱を吸収できるように熱伝導度が高く、前記バックカバー４０に対向する面３０ａの放射率が0.5以上であることが好ましい。前記バックカバー４０と対向する表面３０ａ（上述した面Ａ）の放射率（ε_ａ）を大きくすることによって、より効果的に帯びた熱を放射させることができるためであり、放射率が0.5未満の場合、ε_ａ×ε_ｂ≧0.4を満たすことができず、十分な放熱効果を得ることができない恐れがあるからである。なお、前記シャーシ３０に用いられる材料としては、特に限定はされないが、例えば、アルミニウム板、鋼板又は銅板等が用いることができ、特に、剛性、加工性、質量及びコストのバランスに優れた鋼板を用いることが好ましい。

また、前記シャーシ３０は、少なくとも前記バックカバー４０と対向する表面３０ａに、前記放射率（0.5以上）を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板であることが好ましい。前記皮膜を形成すれば、通常のシャーシに用いられる金属板（アルミニウム板、鋼板、銅板等）を用いることができる上、皮膜を形成するだけで、比較的容易に所望の放射率（0.5以上）を得ることができるからである。さらに、前記金属板は、めっきの種類は限定しないが、優れた加工性と耐食性とを確保する点から、Znめっき又はZn−Ni合金めっき等のZn含有めっきを有するめっき鋼板を用いることがより好適である。

なお、前記皮膜は、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Al₂Si₄O₁₀(OH)₂、白雲母、蛍石、タルク（Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂）、SiC及びカーボンブラックのうちの少なくとも１つを含む塗膜であることが好ましい。上記成分を含有する塗膜を前記金属板上に形成すれば、必要となる放射率0.5以上を得ることができるからである。
また、前記塗膜中における上記各成分の含有量の合計は、10質量％以上とすることが好ましい。10質量％以上含有すれば、さらに高い放射率を得ることができるためである。前記合計含有量の上限値は、皮膜に、意匠上及び防錆上問題となる欠陥が生じない範囲であれば特に問題はなく、制限されるものではない。例えば、(SiO₂)_n等が100％である無機物からなる組成であっても構わない。
さらに、前記皮膜の膜厚は2〜20μmであることが好ましい。2μm以上であれば、放射率が0.1未満の金属面に塗膜を形成した前記シャーシ３０の表面３０ａの放射率を、0.5以上と向上させることができ、20μm以下であれば、無駄に厚い塗膜とすることなく、所望の放射率を確保でき、かつシャーシの加工性に影響を与えることがないためである。

また、前記皮膜は、黒色化処理した電気Zn−Niめっき層、及び有機樹脂皮膜を、順次形成した複合層であることが好ましい。前記複合層を前記金属板上に形成すれば、前記塗膜を形成した場合と同様に、放射率0.5以上を得ることができるからである。前記複合層としては、例えば、黒色化処理した電気Zn−Niめっき層上に、アクリル樹脂又はポリエステル樹脂等の有機樹脂層を形成した複合層が挙げられる。
また、前記複合層の膜厚は1〜5μmであることが好ましい。1μm以上とすれば、前記シャーシ３０の表面３０ａの放射率を0.5以上とすることができ、5μm以下であれば、無駄に厚い皮膜とすることなく所望の放射率を確保できるためである。

本発明のバックカバー４０は、図１及び図２に示すように、前記シャーシ３０の裏面３０ａ側に配設され、本発明のディスプレイ装置１のプラズマディスプレイパネル１０やシャーシ３０を、外部から覆って保護するための部材である。

前記バックカバー４０は、主に、プレコート鋼板が用いられている。前記プレコート鋼板は、プレス加工時に金型が接触し、塗膜に擦疵跡がつくことで意匠感が劣化するのを防ぐため、耐疵付性に優れた塗膜を形成することが好ましい。また、電磁波の漏洩を防ぐため、前記バックカバー４０の接合部に導通を取り、内部の電子機器から発生する電磁波を遮断することができるように、少なくとも前記シャーシ３０側の表面４０ｂに、導電性に優れた化成処理皮膜を形成することが好ましい。

また、前記バックカバー４０は、前記シャーシ３０と対向する表面４０ｂの放射率が0.5以上であることが好ましい。前記シャーシ３０と対向する表面４０ｂ（上述した面Ｂ）の放射率（ε_ｂ）を大きくすることによって、より効果的に前記シャーシ３０から放射された赤外線を吸収できるためであり、放射率が0.5未満の場合、ε_ａ×ε_ｂ≧0.4を満たすことができず、十分な放熱効果を得ることができない恐れがあるからである。さらにまた、0.8以上とすることがより好適である。

なお、上述の放射率を得るためには、前記シャーシ３０の場合と同様、前記バックカバー４０は、少なくとも前記シャーシ３０と対向する表面４０ｂに、前記放射率を向上させるための皮膜を形成してなる表面処理金属板であることが好ましい。
また、前記皮膜は、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Al₂Si₄O₁₀(OH)₂、白雲母、蛍石、タルク（Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂）、SiC及びカーボンブラックのうちの少なくとも１つを含む塗膜であることがより好ましい。上記成分を含有する塗膜を前記金属板上に形成すれば、必要となる放射率0.5以上を得ることができるからである。
さらに、前記塗膜中における上記各成分の含有量の合計は、10質量％以上とすることが好ましい。10質量％以上含有すれば、さらに高い放射率を得ることができるためである。前記合計含有量の上限値は、皮膜に、意匠上及び防錆上問題となる欠陥が生じない範囲であれば特に問題はなく、制限されるものではない。例えば、(SiO₂)_n等100％となる無機物からなる組成であっても構わない。

さらにまた、前記皮膜の膜厚は2〜20μmであることが好ましい。2μm以上であれば、放射率が0.1未満の金属面に塗膜を形成した前記バックカバー４０の表面４０ｂの放射率を、0.5以上と向上させることができ、20μm以下であれば、無駄に厚い塗膜とすることなく、所望の放射率を確保でき、かつシャーシの加工性に影響を与えることがないためである。
また、上述の放射率を得るため、黒色化処理した電気Zn−Niめっき層上に、アクリル樹脂若しくはポリエステル樹脂等の有機樹脂層を有する複合層を形成してもよい。

上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

本発明の実施例について説明する。
（実施例１〜６、比較例１〜７、参考例１及び２）
実施例１は、図２に示すように、その表面側１０ｂに、厚さ2.7mmのカバーガラス５０を形成した厚さ1.8mmのガラス基板２枚からなる、プラズマディスプレイパネル１０と、該プラズマディスプレイパネル１０の裏面１０ａ側に配設された発泡アクリルゴムからなる熱伝導率0.6Ｗ／m・K、厚さ0.8mmの伝熱シート２０と、該伝熱シート２０の裏面２０ａ側に配設されたシャーシ３０と、該シャーシ３０の裏面３０ａ側に配設されたバックカバー４０とを具えるディスプレイ装置１を作製した。なお、前記シャーシ３０の、バックカバー４０と対向する表面３０ａ全体の金属板の種類、めっき層の種類・付着量（g／m²）、皮膜の有無・種類・膜厚（μm）及び放射率、並びに、前記バックカバー４０の、シャーシ３０と対向する表面４０ｂ全体の種類及び放射率については表１に示す。
なお、Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２及びＤ１とＤ２は、それぞれ、めっき層の種類・付着量及び皮膜の種類・膜厚が同じある。
また、前記間隔Ｘは、前記シャーシ３０の中心部（シャーシ３０の角を結んだ対角線同士の交点部）で測定した。なお、放射率については、分光放射率を測定し、測定波長範囲の積分強度により算出した。測定条件については、以下に示す。
装置強度：日本電子（株）製 遠赤外線分光放射計 JIR-E500、測定温度：100℃、測定波長：4.5〜25μm、分解能：8cm⁻¹、積算回数：100回、その他の条件：JIS R1801:2002に準拠

以上のようにして得られたディスプレイ装置について評価を行った。その評価方法を以下に示す。

（評価方法）
各実施例、各比較例で得られたディスプレイ装置を、４２Ｖ型プラズマディスプレイ（340Ｗ）として、連続で30分間、全面白色点灯させた後、前記間隔Ｘを測定した箇所（シャーシ３０の中心部）の前記シャーシ３０の前記バックカバー４０に対向する面３０ａに、熱電対を取付け、その温度（℃）を測定した。
測定した温度は、以下の評価基準に従って評価し、測定結果及び評価結果を表１に示す。
◎：55℃未満
○：55℃以上、60℃未満
×：60℃以上

表１によれば、実施例１〜６のディスプレイ装置は比較例１〜７に比べて、いずれも優れた放熱性を有していることがわかる。また、参考例１及び２については実施例と同程度の放熱性を有するものの、前記シャーシと前記バックカバーとの間隔が30mmと大きいため、対流による放熱効果が発揮された結果だと考えられる。

本発明によれば、十分な空気の対流ができない場合であっても、プラズマディスプレイパネルで発生した熱を効果的に放熱することができるディスプレイ装置を提供することが可能である。

１ ディスプレイ装置
１０ プラズマディスプレイパネル
２０ 伝熱シート
３０ シャーシ
４０ バックカバー
５０ カバーガラス
Ｘ シャーシとバックカバーとの距離
Ｐ１、Ｐ２ 線

Claims (6)

1. 二枚のガラス基板を貼り合せてなるプラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルの裏面側に配設されたシャーシと、該シャーシの裏面側に配設されたバックカバーとを具えるディスプレイ装置において、
   前記シャーシと前記バックカバーとの間隔が20mm以下であり、かつ、前記シャーシの前記バックカバーと対向する表面の放射率をε_ａ、前記バックカバーの前記シャーシと対向する表面の放射率をε_ｂとするとき、下式を満たすことを特徴とするディスプレイ装置。
   ε_ａ×ε_ｂ≧0.4
2. 前記シャーシの前記バックカバーと対向する表面の放射率が0.5以上である請求項１記載のディスプレイ装置。
3. 前記シャーシは、少なくとも前記バックカバーと対向する表面に、前記放射率を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板である請求項２記載のディスプレイ装置。
4. 前記バックカバーの前記シャーシと対向する表面の放射率が0.5以上である請求項１〜３のいずれか１項記載のディスプレイ装置。
5. 前記バックカバーは、少なくとも前記シャーシと対向する表面に、前記放射率を有する皮膜を形成してなる表面処理金属板である請求項４記載のディスプレイ装置。
6. 前記皮膜は、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Al₂Si₄O₁₀(OH)₂、白雲母、蛍石、タルク、SiC及びカーボンブラックのうちの少なくとも１つを含有する塗膜である請求項３又は５記載のディスプレイ装置。

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