JP2010151873A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大画面パネルであってもフレキシブル配線基板の断線の恐れのない、品質のよいプラズマディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルの電極を駆動するＩＣチップ７０と、ＩＣチップ７０の出力を前記電極に伝達するための導線６２を有するフレキシブル配線基板５２と、ＩＣチップ７０の放熱のための放熱板７６とを有するモジュール５０を備えたプラズマディスプレイ装置であって、フレキシブル配線基板５２は、基材（樹脂フィルム）６０と基材６０の上に形成した導線６２と導線６２を保護する保護部材（レジスト膜）６８とから構成されるとともに、導線６２を横断しない方向にスリット５４を有し、スリット５４以外の全面に基材６０が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置であるプラズマディスプレイ装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、単に「パネル」と略記する）は、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板上には、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面基板上には、複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には、例えばキセノンを含む放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極との対向する部分に放電セルが形成される。

このようなパネルを用いてプラズマディスプレイ装置を構成するために、パネルには、各電極に駆動電圧を印加するためのフレキシブル配線基板（以下、「ＦＰＣ」と略記する）が接続される。特にデータ電極に駆動電圧を印加するためのＦＰＣには、データ電極のそれぞれを駆動するためのＩＣチップが搭載されている。このように電極を駆動するＩＣチップをＦＰＣに搭載したものを特にモジュールと呼ぶ。データ電極用のモジュールには、ＩＣチップの出力をデータ電極に伝達するための出力端子、および駆動回路の信号をＩＣチップに入力するための入力端子が形成されており、出力端子はパネルのデータ電極の電極引出部のそれぞれに異方導電性接着剤等を介して電気的に接続される。

ここで、データ電極を駆動するＩＣチップは温度が高くなるので、熱抵抗が十分小さくなるように考慮して実装する必要がある。そこで、このＩＣチップを搭載したモジュールとして、放熱のための放熱板を取り付けた構造が開示されている。そしてその放熱板にはＩＣチップが嵌り込む凹部が設けられており、かつその凹部に熱伝導性部材を充填することにより小さな熱抵抗を実現することができる（例えば、特許文献１参照）。そしてこれらのモジュールの放熱板は、例えば金属製のシャーシにねじ等を用いて固定して取り付けられる。
特開２００５−３３８７０６号公報

このように、モジュールの一方はパネルに接続され、もう一方はシャーシに取り付けられている。そのため熱膨張等によりパネルとシャーシとの間に位置ずれが発生するとＦＰＣが捩れてＦＰＣに大きなストレスが加わることがあった。

近年は、パネルの大画面化が進み、パネルとシャーシとの間の位置ずれが大きくなる傾向があり、ＦＰＣに加わるストレスも大きくなってきている。そのためＦＰＣに亀裂が発生し、断線が発生する可能性が高まりつつある。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、大画面パネルであってもＦＰＣの断線の恐れのない、品質のよいプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明は、プラズマディスプレイパネルの電極を駆動するＩＣチップと、前記ＩＣチップの出力を前記電極に伝達するための導線を有するフレキシブル配線基板と、前記ＩＣチップの放熱のための放熱板とを有するモジュールを備えたプラズマディスプレイ装置であって、前記フレキシブル配線基板は、基材と前記基材の上に形成した前記導線と前記導線を保護する保護部材とから構成されるとともに、前記導線を横断しない方向にスリットを有し、前記スリット以外の全面に前記基材が設けられたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置である。

本発明によれば、大画面パネルであってもＦＰＣの断線の発生が抑制された品質のよいプラズマディスプレイ装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に用いるパネルの要部を示す分解斜視図である。パネル１０は、ガラス製の前面基板２１と背面基板３１とを対向配置して、その間に放電空間を形成するように構成されている。前面基板２１上には走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２４が複数形成されている。そして、表示電極対２４を覆うように誘電体層２５が形成され、誘電体層２５上には保護層２６が形成されている。また、背面基板３１上には複数のデータ電極３２が形成され、そのデータ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成されている。誘電体層３３上には井桁状の隔壁３４が設けられている。また、誘電体層３３の表面および隔壁３４の側面に蛍光体層３５が設けられている。そして、表示電極対２４とデータ電極３２とが立体交差するように前面基板２１と背面基板３１とを対向配置しており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。なお、パネル１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態に用いるパネル１０の電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極２２およびｎ本の維持電極２３が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極３２が配列されている。そして、１対の走査電極２２および維持電極２３と１つのデータ電極３２とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。

各電極の数はパネルの仕様により異なるが、６５吋のハイビジョン仕様のパネルでは、例えばｎ＝１０８０、ｍ＝５７６０であり、１０８０対の表示電極対２４、５７６０本のデータ電極３２を有し、１０８０×５７６０＝６２２０８００個の放電セルが形成されている。またこのときのパネル１０の寸法は、例えば、縦＝８７０ｍｍ、横＝１５００ｍｍである。

図３は本発明の実施の形態に用いるパネル１０の外観を模式的に示す平面図であり、図３（ａ）はパネル１０を背面基板３１側から見た図であり、図３（ｂ）は前面基板２１側から見た図である。パネル１０の前面基板２１および背面基板３１は矩形状であり長辺と短辺を有している。図３（ａ）に示すように、例えば、前面基板２１の左側の短辺には走査電極用の電極引出部４１が形成されている。電極引出部４１のそれぞれはｎ本の走査電極２２のそれぞれに接続されている。また、前面基板２１の右側の短辺には維持電極用の電極引出部４２が形成されている。電極引出部４２のそれぞれはｎ本の維持電極２３のそれぞれに接続されている。この電極引出部４１、４２はそれぞれ複数のブロックに分かれており、各々のブロックには走査電極用のＦＰＣおよび維持電極用のＦＰＣ（ともに図示せず）が接続される。また図３（ｂ）に示すように、例えば、背面基板３１の下側の長辺にはデータ電極用の電極引出部４４が形成されている。電極引出部４４のそれぞれはｍ本のデータ電極３２のそれぞれに接続されている。この電極引出部４４も複数のブロックに分かれており、各々のブロックにはデータ電極３２を駆動するためのモジュール５０が接続される。なお、データ電極３２が５７６０本、モジュール１個あたりの出力数が３８４出力であれば、背面基板３１の長辺下側に１５個のモジュール５０が接続される。

図４（ａ）は本発明の実施の形態におけるモジュール５０の平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視図であり、図４（ｃ）はモジュール５０をパネル、シャーシに取り付けたときの部分断面図であり、図４（ｄ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４（ｅ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

モジュール５０は、画像表示パネルの複数の電極を駆動するＩＣチップ７０および放熱板７６と、ＩＣチップ７０の複数の出力を対応するデータ電極３２に伝達する複数の導線６２を形成したＦＰＣ５２とを有する。図４（ｄ）に示すようにＦＰＣ５２は、基材である樹脂フィルム６０と、樹脂フィルム６０の一方の面に貼り付けた銅箔をエッチングして形成した導線６２と、導線６２を保護するための保護部材であるレジスト膜６８とからなる。樹脂フィルム６０はフレキシブルな屈曲性を有しており、樹脂フィルム６０の厚みを薄くすることでＦＰＣ５２を曲がりやすくし、背面基板３１の裏側に設けられているシャーシ８２にねじ等の取付け部材７７で取り付けられている。

ＦＰＣ５２の一方の端部にはＩＣチップ７０の出力側に接続される複数の出力端子５８が形成されており、この出力端子５８は、パネル１０のデータ電極用の電極引出部４４のそれぞれに異方導電性接着剤等を用いて接続される。ＦＰＣ５２のもう一方の端部にはＩＣチップ７０の入力側に信号を入力するための入力端子５９が形成されている。この入力端子５９は、モジュール５０を駆動する回路基板に接続される。また、図４（ａ）には図示していないが、入力端子５９とＩＣチップ７０の入力側とを繋ぐ導線６２、出力端子５８とＩＣチップ７０の出力側とを繋ぐ導線６２が設けられている。そしてＦＰＣ５２には、導線６２を横断しない方向、言い換えれば導線６２に沿う方向に１本あるいは複数のスリット５４を設けており、本実施の形態においては２本のスリット５４を導線６２とほぼ平行になるように設けている。そしてＦＰＣ５２では、スリット５４の部分を除く全面に樹脂フィルム６０が設けられた構成であり、スリット５４の部分には樹脂フィルム６０、導線６２、レジスト膜６８は存在しない。

なお、図４には、２個のＩＣチップ７０と２２個の出力端子５８等を示しているが、これらの個数はパネル１０の仕様やＩＣチップ７０の仕様等により適宜決められており、本実施の形態においては、例えば出力端子５８の数は３８４個である。

また本実施の形態のＦＰＣ５２においては、スリット５４の背面基板３１側の先端と背面基板３１の端面との距離ａ＝２．９５ｍｍであり、スリット５４の放熱板７６側の先端と放熱板７６の端面までの距離ｂ＝０．５ｍｍとなる位置にスリット５４が形成されている。なお、放熱板７６は図４（ａ）において破線７６ａと破線７６ｂの間の領域に設けられており、破線７６ａ、７６ｂで示される位置は放熱板７６の端面の位置である。

図４（ｅ）に示すように、モジュール５０にはデータ電極３２を駆動するためのＩＣチップ７０が搭載されている。ＩＣチップ７０には入出力端子としてＡｕ（金）等からなる突起電極が設けられており、その突起電極をＦＰＣ５２の開口部に露出した配線部分に共晶接続することにより実装されている。そして、ＩＣチップ７０を覆うようにエポキシ樹脂等の樹脂７２を充填し、機械的なダメージからＩＣチップ７０を保護している。樹脂７２が塗布された面の反対側にはＩＣチップ７０の放熱のための放熱板７６が耐熱性の両面接着テープ等により接着されている。放熱板７６には、ＩＣチップ７０が嵌り込む凹部が設けられており、その凹部にＩＣチップ７０が配置されるとともに、熱伝導性コンパウンドや熱伝導性接着剤等の熱伝導性部材７４が充填されている。また放熱板７６には、プラズマディスプレイ装置のシャーシ等にモジュール５０を固定するためのねじ穴７８が設けられている。

図５は、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置１００の構造を示す分解斜視図である。図５には、複数のモジュール５０が取り付けられたパネル１０と、モジュール５０を駆動する回路基板８４と、回路基板８４を取り付けたシャーシ８２と、これらを収納する前面枠８６およびバックカバー８８とを示している。なお、図面を煩雑にしないために、パネル保護板、熱伝導シート、シャーシ補強部材等は示していない。また電源回路ブロック、走査電極駆動回路、維持電極駆動回路、タイミング発生回路等も省略している。パネル１０に取り付けられたそれぞれのモジュール５０の入力端子５９は、回路基板８４に設けられた対応するコネクタ９０のそれぞれに接続される。本実施の形態においては、パネル１０の下側に接続されたモジュール５０のＦＰＣ５２がシャーシ８２を越えて折り返され、モジュール５０の入力端子５９が回路基板８４のコネクタ９０に接続されている。

次に、ＦＰＣ５２の作用について説明する。図６は、本発明の実施の形態におけるモジュール５０のＦＰＣの作用を説明するための図である。

モジュール５０の放熱板７６は、ねじ等の取付け部材７７でシャーシ８２に固定されて取り付けられ、入力端子５９は回路基板８４のコネクタ９０に接続されている。一方モジュール５０の出力端子５８側はパネル１０の電極引出部４４に接続されている。このようにモジュール５０の一方はガラス製のパネル１０に固定され、もう一方は回路基板８４を介してアルミニウム製のシャーシ８２に固定されている。そのためパネル１０とシャーシ８２とが相対的にずれるとモジュール５０に捩れが発生する。実際、アルミニウムの熱膨張率はガラスの熱膨張率よりも大きいため、パネル１０とシャーシ８２とが所定の温度から同じ温度だけ上昇すると仮定すると、シャーシ８２はパネル１０に比べて膨張する量が大きくなる。例えば６５吋のハイビジョン仕様のプラズマディスプレイ装置において、パネル１０とシャーシ８２とが１０℃上昇したと仮定すると、シャーシ８２はパネル１０よりもおよそ０．１ｍｍ膨張することになる。

プラズマディスプレイ装置の実使用時には、数十度の温度差が発生する。すると、パネル１０の電極引出部４４に接続されたＦＰＣ５２の一方の端部と放熱板７６との相対的な位置が変化し、図５において、特に回路基板８４の左端に配置されたコネクタ９０Ｌおよび回路基板８４の右端に配置されたコネクタ９０Ｒに接続されるモジュール５０に大きな捩れが発生することになる。またこの傾向は、パネル１０およびシャーシ８２が大型化するに伴い顕著となる。

本実施の形態のＦＰＣ５２においては、導線６２はすべての部分において樹脂フィルム６０とレジスト膜６８とによって挟まれた構成になっているので、たとえモジュール５０に捩れが発生しても導線６２の断線が発生することはない。また、モジュール５０のＦＰＣ５２にスリット５４が形成されているため、ストレスが分散され、ＦＰＣ５２に局部的に大きなストレスが加わることはない。このとき、効果的にストレスを分散させるためには、スリット５４の背面基板３１側の先端が、前述の距離ａ＝０〜３ｍｍとなる領域に位置することが望ましい。また、スリット５４の放熱板７６側の端部が、放熱板７６の端面より放熱板７６側へ入り込んだ領域（図４（ａ）において破線７６ａと破線７６ｂの間の領域）に位置することが望ましい。この場合、スリット５４の放熱板７６側の端部においてＦＰＣ５２と放熱板７６とが貼り付けられていると、モジュール５０に捩れが発生したとしても、スリット５４の端部にストレスがかかりにくい構造であるため、スリット５４の端部で亀裂が発生するのを防ぐことができる。

上述したように、モジュール５０の捩れはパネル１０とシャーシ８２との相対的な位置ずれにより発生するが、パネル１０の温度およびシャーシ８２の温度は環境温度や表示する画像により変化するため、パネル１０とシャーシ８２との相対的なずれの予測や制御は難しい。特に、データ電極３２を駆動するＩＣチップ７０を搭載したモジュール５０をシャーシ８２に固定すると、シャーシ８２の温度はパネル１０の温度だけでなくＩＣチップ７０の発熱の影響を大きく受けることになる。そしてＩＣチップ７０の発熱が大きくなる画像信号とパネル１０の発熱が大きくなる画像信号とは異なるため、パネル１０とシャーシ８２との相対的なずれの予測や制御は事実上不可能となり、それに伴うモジュール５０の捩れも予測不可能となる。しかし本実施の形態によれば、たとえモジュール５０に捩れが発生してもモジュール５０のＦＰＣ５２にはストレスに弱い折り曲げ溝（導線６２と交差する方向に設けられるＦＰＣ５２の折り曲げ用の溝）が無く且つスリット５４が形成されているため、ＦＰＣ５２に加わるストレスを分散させることができ、ＦＰＣ５２に亀裂が発生することがなく、断線が発生する恐れもなくなる。

なお、本実施の形態においては、スリット５４を２個設けたモジュール５０の図面を用いて説明したが、スリットの数やその間隔はこれに限定されるものではなく、スリットの数を増やすほどＦＰＣに加わるストレスを分散させることができるので、可能な範囲で多くのスリットを設けることが望ましい。

また、スリット５４を補強するために、スリット５４に補強部材を設けてもよい。図７は、本実施の形態における補強部材６４の形状を示す模式図である。本実施の形態においては、補強部材６４として、スリット５４の周囲にスリット５４の全体を取り囲むように環状の銅箔を４重に形成することができる。上述したように、導線６２は樹脂フィルム６０の一方の面に貼り付けた銅箔をエッチングして形成するが、このとき図７に示した補強部材６４を同時に形成している。この補強部材６４は、必ずしもスリット５４を取り囲むように環状形成する必要はないが、図７に示したように、少なくともスリット５４の端部を囲む形状に設けることが望ましい。このような補強部材６４を設けることでスリット５４の端部で亀裂が発生するのを防ぐ効果がある。

また、モジュール５０に捩れが発生したとき、スリット５４の両端部（図４におけるスリット５４の上側の先端部および下側の端部）にもストレスがかかる。このスリット５４の両端部の形状を、図８に示すように、スリット５４に内接する円（スリット５４の幅と同じ長さの直径を有する円）の形状（スリット５４の各端部において半円形状）にすることにより、スリット５４の両端部において局部的にストレスがかかるのを防ぐことができる。

また、スリット５４の両端部の形状を、図９に示すように、スリット５４に内接する円の半径より大きいアール形状にすることでさらに局部的にストレスがかかるのを小さくすることができる。また、端部だけスリットが大きいだけなので、それ以外の箇所は銅箔パターンを置くことができ、効率良く設計することができる。

また、本実施の形態においては、モジュール５０の放熱板７６は、シャーシ８２に固定されているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、シャーシにさらに第２の放熱板を設け、それにモジュール５０の放熱板７６を固定する等の構造であってもよい。

本実施の形態においては、データ電極用の電極引出部４４は背面基板３１の下側の長辺に形成されており、モジュール５０もパネル１０の下側に接続されているものとして説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、データ電極用の電極引出部４４がパネル１０の上側の長辺に形成されていてもよく、また上側および下側の両方に形成されていてもよい。

本実施の形態においては、１つのモジュール５０に２個のＩＣチップ７０が実装されている図面を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本実施の形態において用いた具体的な数値等は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定すればよい。

本発明は、大画面パネルであってもＦＰＣの断線の発生を抑制することができるので、プラズマディスプレイ装置として有用である。

本発明の実施の形態に用いるパネルの要部を示す分解斜視図 同パネルの電極配列図 （ａ）、（ｂ）は同パネルの外観を模式的に示す平面図 （ａ）〜（ｅ）は本発明の実施の形態におけるモジュールを説明するための平面図および断面図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構造を示す分解斜視図 本発明の実施の形態におけるモジュールのスリットの作用を説明するための図 同モジュールの補強部材の形状を示す模式図 同モジュールのスリットの他の形状を示す図 同モジュールのスリットの他の形状を示す図

符号の説明

１０ パネル
２１ 前面基板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４ 表示電極対
３１ 背面基板
３２ データ電極
４４ 電極引出部
５０ モジュール
５２ フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）
５４ スリット
６０ 樹脂フィルム（基材）
６２ 導線
６４ 補強部材
６８ レジスト膜（保護部材）
７０ ＩＣチップ
７６ 放熱板
８２ シャーシ
８４ 回路基板
９０ コネクタ
１００ プラズマディスプレイ装置

Claims (6)

1. プラズマディスプレイパネルの電極を駆動するＩＣチップと、前記ＩＣチップの出力を前記電極に伝達するための導線を有するフレキシブル配線基板と、前記ＩＣチップの放熱のための放熱板とを有するモジュールを備えたプラズマディスプレイ装置であって、前記フレキシブル配線基板は、基材と前記基材の上に形成した前記導線と前記導線を保護する保護部材とから構成されるとともに、前記導線を横断しない方向にスリットを有し、前記スリット以外の全面に前記基材が設けられたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記スリットの前記放熱板側の端部の位置が、前記放熱板の端面よりも前記放熱板側に位置するように前記スリットが配置されたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置。
3. 前記フレキシブル配線基板は、前記スリットの端部を囲む形状の補強部材を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置。
4. 前記スリットの端部が前記スリットに内接する円形状であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置。
5. 前記スリットの端部が前記スリットに内接する円の半径より大きいアール形状を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置。
6. 前記電極はデータ電極であり、前記モジュールは前記データ電極を駆動するＩＣチップを有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置。

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