JP2010243690A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像表示装置において、新たな機器を導入しなくとも表示デバイスの表面に付着した異物を除去できるようにする。
【解決手段】画像表示装置１は、画像を表示する表示デバイス２と、表示デバイス２を駆動する駆動回路と、を備えている。表示デバイス２は、走査電極および維持電極を含む。駆動回路は、非画像表示時に、走査電極と維持電極との間に特定の交流電圧を印加することにより、表示デバイスを振動させる。これにより、表示デバイスの表面に付着した異物を除去することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビ映像等を表示する画像表示装置に関するものである。

従来から、画像を表示する表示デバイスを備える画像表示装置が知られている。例えば、特許文献１には、図６に示すような画像表示装置１０が開示されている。

この画像表示装置１０では、フロントパネル１３とリアパネル１４で構成される筐体内に、表示デバイス１１とこの表示デバイス１１を支持するフレーム１２が配置されている。フロントパネル１３には、通常、表示デバイス１１と対向する透明の前面フィルター（図示せず）が取り付けられる。表示デバイス１１と前面フィルターの周縁部同士の間には、塵等の異物が表示デバイス１１と前面フィルターとの間に侵入にして表示デバイスの表面に付着することを防止するために、塵シールド（スポンジ等の多孔質部材）１５が配設される。

特開平９−２８４６７７号公報

ところで、図６に示すような構造では、前面フィルターと表示デバイス１１の間は略密閉空間となり、表示デバイス１１からの熱を吸収した高温空気が停滞するため、表示デバイス１１の温度上昇が課題となる。

これを回避するために、前面フィルターと表示デバイス１１の間に設けられる塵シールド１５を取り除いた場合には、空気が流れ放熱性能が向上するが、表示デバイス１１の表面に異物が付着することになる。

また、異物付着問題に対しては、デジタル一眼カメラに見られるように、各社、超音波による異物除去構造を開発しているが、圧電素子等、振動発生源を新規に導入する必要がある。

本発明は、画像表示装置において、新たな機器を導入しなくとも表示デバイスの表面に付着した異物を除去できるようにすることを目的とする。

上記目的は以下の画像表示装置により達成できる。この画像表示装置は、画像を表示する表示デバイスであって走査電極および維持電極を含む表示デバイスと、前記表示デバイスを駆動する駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、非画像表示時に、前記走査電極と前記維持電極との間に特定の交流電圧を印加することにより、前記表示デバイスを振動させる画像表示装置である。

本発明の画像表示装置によれば、従来の画像装置に用いられていた塵シールドを取り除いて放熱性能を向上させたとしても、非画像表示時に表示デバイスが振動することにより表示デバイスの表面に付着した異物を除去することができる。しかも、既存の駆動回路を利用可能であるため、新たな機器を導入しなくても上記の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る画像表示装置の水平方向中央位置での縦断面図 走査電極、維持電極およびアドレス電極の概略配置図 表示デバイスのセル構造説明図 シャーシの背面図 放電維持電圧の説明図（画像表示時、クリーニング時） 従来の画像表示装置の縦断面図

図１に、本発明の一実施形態に係る画像表示装置１を示す。この画像表示装置１は、画像を表示する表示デバイス２としてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を用いたプラズマディスプレイ装置である。ただし、本発明は液晶ディスプレイまたはＥＬディスプレイ等にも適用可能であり、本発明の表示デバイスはＰＤＰ以外のフラットパネルであってもよい。

具体的に、画像表示装置１は、表示デバイス２、伝熱シート３、シャーシ４、回路基板５、バックカバー６、フロントカバー７、前面フィルター８、および塵吸着部材９を具備する。

表示デバイス２は、図３に示すように、互いに貼り合わされた前面ガラス基板２Ａと背面ガラス基板２Ｂを有する。前面ガラス基板２Ａが表示デバイス２の前面を形成し、背面ガラス基板２Ｂが表示デバイス２の背面を形成する。以下、前面ガラス基板２Ａが配置される側を前方、背面ガラス基板２Ｂが配置される側を後方ともいう。

前面ガラス基板２Ａには、第１の方向と平行な走査電極２１と維持電極２２とからなる表示電極対２０が多数形成されている（図２参照）。背面ガラス基板２Ｂには、第１の方向と直交する第２の方向と平行なアドレス電極２３が多数形成されている（図２参照）。表示電極対２０は、誘電体層２６で覆われている。誘電体層２６は、ＭｇＯ等で形成された保護層２７で覆われている。アドレス電極２３は、誘電体層２８で覆われている。誘電体層２８の上には、各アドレス電極２３を挟んで隔壁２４が形成されており、隔壁２４の側面および誘電体層２８の上面には、赤、青、緑のいずれかの色の蛍光体２５が塗布されている。なお、図３では説明の便宜上、隔壁２４および蛍光体２５の断面を、アドレス電極２３の延びる方向と直交する面で切ったときの断面で表している。

前面ガラス基板２Ａおよび背面ガラス基板２Ｂは長方形板状をなしている。第１の方向は前面ガラス基板２Ａおよび背面ガラス基板２Ｂの長手方向であり、一般に水平方向になる向きとされる。第２の方向は前面ガラス基板２Ａおよび背面ガラス基板２Ｂの短手方向であり、一般に鉛直方向になる向きとされる。前面ガラス基板２Ａおよび背面ガラス基板２Ｂはそれぞれおよそ１．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さである。

前方から見て表示電極対２０とアドレス電極２３とが交わる位置であって、表示電極対２０とアドレス電極２３とに挟まれた部分を放電セルという。放電セルにはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスを含む放電ガスが封入されている。そして、表示電極対２０およびアドレス電極２３に電圧を印加して放電セルに放電を起こし、紫外線を発生させると、発生した紫外線で蛍光体２５が刺激されて蛍光体２５が発光し、これにより画像が表示される。

具体的には、まず、走査電極２１の全ラインに電圧を印加して全部の放電セルで放電を起こす初期化放電を行う。次に、走査電極２１に順次電圧を印加するとともに、電圧が印加された走査電極２１上で発光させたい放電セルを横切るアドレス電極２３にも電圧を印加する。これをアドレス放電といい、電圧が印加された走査電極２１とアドレス電極２３とが交わる位置の放電セルが発光し、該放電セルが発光セルとして選択される。その後、走査電極２１と維持電極２２との間に交流電圧を印加する維持放電を行う。維持放電により、先程選択された発光セルのみが発光し、表示デバイス２は画像を表示する。

表示デバイス２は、放電セルの内部で放電を発生させて画像を表示する際、表示デバイス２自体が高温になりやすい。表示デバイス２が高温になると、放電特性が変化して、発光すべき放電セルが発光しない、または発光すべきでない放電セルが発光する等の誤放電が発生しやすくなり、画像表示品質を低下させる問題が生じる。また、表示デバイス２が高温になると、前面ガラス基板２Ａまたは背面ガラス基板２Ｂの割れといった問題が生じるおそれがある。従って、表示デバイス２で発生する熱を効率よく逃がし、表示デバイス２を低い温度、例えば７０〜８０℃に抑えることが重要である。

シャーシ４は、表示デバイス２を前面で支持する。シャーシ４は、熱伝導率および電気伝導率の高いアルミニウム、胴等の金属板で構成される。シャーシ４の大きさは表示デバイス２の大きさとほぼ等しく、シャーシ４の厚みは１．５〜４ｍｍ程度である。シャーシ４には、必要に応じて補強のための折り曲げ加工がされたり補強リブが設けられたりする。シャーシ４の前面には、伝熱シート３を介して表示デバイス２の背面が接合される。シャーシ４の背面にはボスが設けられており、このボスに回路基板５がシャーシ４と平行になるように取り付けられている。

シャーシ４は、表示デバイス２および回路基板５が発生した熱を吸収し、空気中や他の部材に熱を逃がす放熱部材として機能する。また、シャーシ４は、表示デバイス２および回路基板５を支持しこれらの強度を保つ強度部材としても機能する。さらに、シャーシ４は、表示デバイス２および回路基板５の電気的なグラウンドとしても機能する。

伝熱シート３は、表示デバイス２の背面とシャーシ４の前面の間にほぼ全面に渡って設けられている。伝熱シート３を構成する材料には、シリコンゴム等、熱伝導率が比較的高く、柔軟性を有する材料が一般的に用いられる。また、伝熱シート３の両面は粘着性を有しており、この粘着力により表示デバイス２がシャーシ４に保持される。

回路基板５は、図４に示すような画像表示をコントロールするためのＳＣＡＮ基板５１、ＳＵＳ基板５２およびアドレス基板５３を含み、その他にも図示は省略するが、映像を受信するためのチューナー基板、映像を処理するためのデジタル信号基板、および電力供給用の電源回路基板等を含む。ＳＣＡＮ基板５１は、フレキシブルケーブル５５を介して、表示デバイス２の走査電極２１に電気的に接続されている。ＳＵＳ基板５２は、フレキシブルケーブル５６を介して、表示デバイス２の維持電極２２に電気的に接続されている。アドレス基板５３は、フレキシブルケーブル５７を介して、表示デバイス２のアドレス電極２３に電気的に接続されている。ＳＣＡＮ基板５１およびＳＵＳ基板５１には、表示デバイス２を駆動する駆動回路が形成されている。

図１に戻って、前面フィルター８は、表示デバイス２の前面に対向して配置されており、それらの間には隙間Ｓが形成されている。前面フィルター８は、ガラスまたはアクリルなどの樹脂で構成された矩形状の透明基板と、透明基板上に形成された種々の機能フィルムとを有する。具体的には、機能フィルムは、反射防止フィルム、着色フィルム、ネオンカットフィルム、近赤外カットフィルム、導電性フィルム等である。

本実施形態では、前面フィルター８と表示デバイス２の間には塵シールドが配置されておらず、それらの間の隙間Ｓは上下左右に開放されている。

フロントカバー７は、例えば樹脂などで構成される。フロントカバー７は、前方から見て中央部が開口した矩形状の枠体であり、前面フィルター８の周縁部を前方から覆っている。

バックカバー６は、金属板をプレス成形することにより形成される。バックカバー６は、表示デバイス２の背面を回路基板５ごと覆った状態でシャーシ４に固定される。バックカバー６は、通風孔（図示せず）を有しており、バックカバー６の外部と内部とで空気の入れ替えが可能となっている。バックカバー６は、導電性を有し、表示デバイス２および回路基板５から放射される電磁波を遮蔽する。

塵吸着部材９は、粘着性を有するシート部材である。塵吸着部材９は、前面フィルター８と表示デバイス２の間の隙間Ｓを表示デバイス２から少し離れた位置で取り囲むように、バックカバー６もしくはフロントカバー７の内週面に固定されている。ただし、塵吸着部材９は、少なくとも隙間Ｓの下方および上方にあることが好ましく、必ずしも隙間Ｓの周囲に全周にわたって設けられている必要はない。

次に、画像表示装置１の動作について説明する。

本実施形態の画像表示装置１は、前面フィルター８と表示デバイス２の間への塵侵入を防止するための塵シールドを具備しないため、前面フィルター８と表示デバイス２の間に自然対流による上昇気流が発生し、その上昇気流が表示デバイス２の表面（前面）から熱を吸収するため、表示デバイス２の表面温度を低減可能である。本発明の発明者らは、パナソニック社製プラズマディスプレイ装置（５０インチ型）において、図６に示すような塵シールド１５を無くすことによって、０．５ｍ／ｓ程度の上昇気流が発生し、表示デバイス２の表面温度が約１０℃低減されることを確認した。

ただし、この場合、自然対流に乗って移動する塵が、表示デバイス２の表面に付着する問題が別途発生する。この課題に対し、本実施形態では次のような解決手段を採用している。

本実施形態での解決手段は、維持放電時に、表示デバイス２、特に前面ガラス基板２Ａが振動する現象を利用するものである。すなわち、画像表示時には、走査電極２１と維持電極２２との間に交流電圧を印加する維持放電が行われることにより、表示デバイス２が僅かに振動する。そこで、本実施形態では、駆動回路が、非画像表示時に、所定のタイミングで走査電極２１と維持電極２２との間に特定の交流電圧を印加することにより、表示デバイス２を、特に前面ガラス基板２Ａを画像表示時よりも大きく振動させる。ここで、前面ガラス基板２Ａの振動周波数は、印加した交流電圧の周波数の整数倍になる。これにより、表示デバイス２の表面に付着した異物は表示デバイス２から離れ、空気中に飛散する。換言すれば、表示デバイス２の表面のクリーニングが行われる。

前面ガラス基板２Ａの振動によって、空気中に飛散した塵は、自然対流によって上方に運ばれ、隙間Ｓの上方に配置された塵吸着部材９に付着したり、あるいは前面フィルター８と表示デバイス２との間を落下し、隙間Ｓの下方に配置された塵吸着部材９に付着したりする。

なお、上記のように非画像表示時に交流電圧が印加される直前には、アドレス電極２３に僅かな電圧が印加される。このときは、発光セルの選択は不要であるため、全アドレス電極２３に電圧を印加すればよい。

駆動回路によって交流電圧が印加される所定のタイミングとしては、例えば電源がＯＮまたはＯＦＦされると同時、あるいは深夜等の予め設定した時間（ただし、電源がＯＦＦされていることが条件）とすればよい。

駆動回路は、走査電極２１と維持電極２２との間に印加する交流電圧のレベルおよび周波数を制御することによって、前面ガラス基板２Ａの振動周波数および振幅を自由に制御することができる。

前面ガラス基板２Ａを画像表示時よりも大きく振動させるには、例えば、図５に示すように、走査電極２１と維持電極２２との間に印加する特定の交流電圧を、画像表示時よりも大きなレベルの交流電圧としてもよい。このようにすれば、前面ガラス基板２Ａの振動を増大し、前面ガラス基板２Ａに付着した塵の除去を効果的に行うことが可能となる。

あるいは、走査電極２１と維持電極２２との間に印加する特定の交流電圧を、前面ガラス基板２Ａの共振周波数に一致する周波数の交流電圧としてもよい。このようにしても、前面ガラス基板２Ａの振動を増大し、前面ガラス基板２Ａに付着した塵の除去を効果的に行うことが可能となる。ここで、共振周波数と一致する周波数とは、それらが実質的に等しければよく、交流電圧の周波数が前面ガラス基板の共振周波数の±１０％の範囲内にあればよい。

例えば、５０インチ型の表示デバイス２では、前面ガラス基板２Ａの共振周波数が３０ｋＨｚ程度となるため、この共振周波数相当の逓倍波の交流電圧を印加することによって、表示デバイス２の振動の振幅を増大することができ、大きな塵除去効果が得られる。

さらには、特定の交流電圧を、上記の２つのケースを組み合わせて、画像表示時よりもレベルが大きくかつ表示デバイス２の共振周波数に一致する周波数の交流電圧としてもよい。

（その他の実施形態）
なお、前記実施形態では、クリーニング時に、全アドレス電極２３に交流電圧を印加し、全放電セルで放電させているが、放電セルの領域を選択することによって、前面ガラス基板２Ａを様々なモードで振動させることが可能となるため、付着する塵のサイズ、吸着力に応じて、最適な条件を選択すればよい。

（実施形態の効果）
上述の実施形態に係る画像表示装置によれば、維持放電時に発生する表示デバイスの振動を制御し、表示デバイスの表面に付着した異物を除去することによって、表示デバイスの温度低減と、表示デバイスの表面への異物の付着による汚れを同時に解決可能である。

また、維持放電のための交流電圧のレベルおよび周波数を制御することによって、前面ガラス基板を様々なモードで振動させることが可能となるため、付着する塵のサイズ、吸着力に応じて、最適な条件を選択することが可能となる。

また、同様に、放電セルの領域を選択することによって、前面ガラス基板を様々なモードで振動させることが可能となるため、付着する塵のサイズ、吸着力に応じて、最適な条件を選択することが可能となる。

（その他）
上述の実施の形態は本発明の一例である。本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上のように、本発明の画像表示装置は、表示デバイスの温度を効果的に低減させることが可能であり、薄型大画面の画像表示装置等として有用である。

１ 画像表示装置
２ 表示デバイス（ＰＤＰ）
２Ａ 前面ガラス基板
２Ｂ 背面ガラス基板
３ 伝熱シート
４ シャーシ
５ 回路基板
６ バックカバー
７ フロントカバー
８ 前面フィルター
９ 塵吸着部材
２１ 走査電極
２２ 維持電極
２３ アドレス電極
２４ 隔壁
２５ 蛍光体
５ 回路基板
５１ ＳＣＡＮ基板
５２ ＳＵＳ基板
５３ アドレス基板
５５〜５７ フレキシブルケーブル
Ｓ 隙間

Claims (4)

1. 画像を表示する表示デバイスであって走査電極および維持電極を含む表示デバイスと、前記表示デバイスを駆動する駆動回路と、を備え、
   前記駆動回路は、非画像表示時に、前記走査電極と前記維持電極との間に特定の交流電圧を印加することにより、前記表示デバイスを振動させる、画像表示装置。
2. 前記特定の交流電圧は、画像表示時よりも大きなレベルの交流電圧である、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記表示デバイスは、走査電極および維持電極を支持する前面ガラス基板をさらに含み、
   前記特定の交流電圧は、前記前面ガラス基板の共振周波数と一致する周波数の交流電圧である、請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記表示デバイスは、プラズマディスプレイパネルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置。

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