JP4935431B2 - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマディスプレイ装置に係わり、プラズマディスプレイパネル（以後ＰＤＰと称する）が発生する熱を冷却するための保持板とＰＤＰの熱接続構造に関するものである。

近年、情報の表示機器は、地上波テレビジョン放送のディジタル放送への移行や、ディジタル製品の普及、発展を背景に、急速に大形で、薄型の平面型ディジタル表示機器に移行している。この薄型の平面型表示機器の１つとしてプラズマディスプレイ装置がある。このプラズマディスプレイ装置は、放電する素子を二枚のガラス基板で貼り合せて封止して、放電素子の放電によってガラス基板上の蛍光体を発光表示させるものである。この放電において、ＰＤＰは表示画面全体の広い領域で発熱することになる。ＰＤＰにおける発熱は、蛍光体の発光輝度を変化させることから画質の劣化を招くだけでなく、ガラスの極少的な高熱化により破損する懸念もあるため、適宜放熱される必要がある。

ここで、ＰＤＰの発熱は、ＰＤＰを挟持している両面のガラス基板に熱伝達されることから、両ガラス基板表面よりの放熱を図ることになる。

しかし、前面側のガラス基板で放熱することは、放熱される熱が情報の鑑賞者に対面する状況にあり、温度状態によっては安全の観点、及び感覚的な観点などにおいて問題を呈することになるため、前面側への放熱は、極力抑制することが好ましいといえる。

従って、プラズマディスプレイ装置におけるＰＤＰの発熱に関する放熱の構造は、背面側ガラス基板に熱移送して、背面側で放熱するような構成が一般的とされている。この一般的な放熱構造については、特許文献１（特開２００２−２０２７２９号公報）に開示されている。すなわち、ＰＤＰの背面ガラス基板の背面に熱伝導シートを貼付し、さらに熱伝導シートにアルミニウム等のフレームシャーシを貼付しており、ガラス基板に熱伝導された熱は熱伝導シートを介してフレームシャーシに熱伝達され、フレームシャーシから放熱する構成としている。また、ＰＤＰへのフレームシャーシの固定は、ＰＤＰの周辺部に両面接着テープによって行なわれている。

ここで、ＰＤＰと放熱シャーシとの熱接続の方法において、粘着性シートに変えて、伝導性フィラーを配合した液状接着剤を塗布する技術が、文献２（特開２００２−２７７１８５号公報）に開示されている。

また、液状の熱伝導材料をライン状に塗布してパネルとシャーシを固着する技術が特許文献３（特開２００４−３３３９０４号公報）に開示されている。

さらには、ＰＤＰの背面側に略密着して設けた熱伝導シートにフレームシャーシを接着することなく、逆に、空隙を隔ててフレームシャーシを配置してＰＤＰを冷却する技術が特許文献４（特開２００６−３９０７２号公報）に開示されている。

特開２００２−２０２７２９号公報 特開２００２−２７７１８５号公報 特開２００４−３３３９０４号公報 特開２００６−３９０７２号公報

上記した従来技術には解決しなければならない技術課題がある。

特許文献１に記載されているプラズマディスプレイ装置は、フレームシャーシの周囲四方に貼付した両面接着テープによってＰＤＰを取り付けている。ＰＤＰの発熱部とフレームシャーシの間には熱伝導シートを介在させ、両者を密着しＰＤＰの熱をフレームシャーシに熱伝達し、フレームシャーシの熱伝導でフレームシャーシに熱拡散し、空気との接触面で空気中に熱伝達して放熱する構成とするものである。ここで、従来の熱伝導シートを接着する際に生じるシート内の空気層は熱伝導のロスとなることから、この空気層の発生を回避するために、複数枚の熱伝導シートをマトリックス状に配置する方法としている。このマトリック状に貼付した熱伝導シート間の溝状凹部を利用し、接着時の空気逃げ道を確保することで熱伝導性を向上させることを特徴としている。しかし、接着作業はもとより煩雑な作業であり、その作業を複数枚において対応することは、より一層複雑な作業となる問題を呈することになる。

特許文献２に記載されているプラズマディスプレイ装置等の表示パネルにおける放熱複層構造体は、剛体発熱パネルと剛体放熱パネルとを熱伝導性フィラーを配合した液状接着剤を塗布後、圧着、硬化して接合する構成としたものである。液状接着剤による表示パネルと放熱板の接合は、2種類の接着剤シートで結合する場合に比べてプラズマディスプレイ装置の組み立て工数の低減を可能にするものである。しかし、この構成において必要とされる接着剤の特性は、熱伝導性が良好で、高温時のせん断接着強度を有し、かつ両パネルの熱膨張率の差を吸収する緩衝性にも優れるという多くの特性をバランスよく優れさせる必要があり、液状接着剤が特殊なものとなり、パネルの画面サイズや画素数などの違いによって発熱状態の違うプラズマディスプレイ装置に対応させていく上では、汎用性の低いものとなる懸念を有している。

特許文献３に記載の表示装置は、ＰＤＰへの保持板の接着において、シート状の熱伝導部材による接着工程において生じるパネルと保持板の間の気泡の削除と、パネルの廃棄時における分解の容易性を実現するために、延伸剥離式の接着剤材料をライン状に塗布したものである。しかし、分解時に引っ張りによる剥離性を発揮させるためにライン状に塗布される接着剤は、ＰＤＰと保持板の熱接続面積を減少させることになることから、接着剤の塗布形状によっては、シート状の熱伝導部材の貼付時に生じる空気層の介入量以上に熱伝達効率を低下させることになり、熱伝導効率の改善の問題に対し、大きな工夫を要するものである。

特許文献４に記載のプラズマディスプレイ装置は、従来の熱伝導シートや、熱伝導接着剤を介して熱接続した金属製の保持板を放熱板とする概念から離れ、プラズマディスプレイパネルの熱をプラズマディスプレイパネル背面に密着させた熱伝導シートより直接放熱するようにしたものであり、プラズマディスプレイパネルとフレームシャーシを離間させ空気の通流間隙を設ける構成にしている。プラズマディスプレイパネルとフレームシャーシを離間させることで、回路基板で発生した熱と、プラズマディスプレイパネルでの熱とを熱的に分離し、プラズマディスプレイパネルの熱を熱伝導シートから、また回路基盤の熱をフレームシャーシから空隙の空気中に放熱させるようにしたものである。しかし、この空隙から十分な放熱を行うためにはファン等による強制通風の装置を必要とすることになる懸念もあり、プラズマディスプレイ装置の簡素化、小型化に、コスト低減等への課題を呈するものである。

上記の課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイ装置では、複数個の放電セルをガラス材で挟持した自発光型の表示パネルと、表示パネルの背面に対向配置される金属製の保持板とを備え、表示パネルの発熱を前記保持板に熱伝達して放熱する構成のプラズマディスプレイ装置であって、保持板は、常温で粘着力を呈するホットメルト型接着剤によって表示パネルに接合される構成とし、ホットメルト型接着剤は、粘着性に優れる特性を有する第１の接着剤と、熱伝導性に優れる特性を有する第２の接着剤とを有し、第１の接着剤は、少なくとも表示パネルの左右両端部で放電セルの外部領域において帯状に塗布され、第２の接着剤は、表示パネルの放電セルを有する略領域において、平面的に、かつ厚さ変化を有す波状に塗布されてなる構成としている。

上記の熱伝導性接着剤の塗布構造によって、ＰＤＰの発熱に対し、保持板からの放熱作用を確保するＰＤＰと保持板との熱接続の作業の容易性を図ると共に、回路基板からの発熱によるＰＤＰへの逆熱移送の影響を抑制し、ＰＤＰの発熱と回路基板からの発熱を効率良く冷却するプラズマディスプレイ装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図1は、本発明におけるプラズマディスプレイ装置を模式的に示した概略構成図である。図１における平面図は、説明の都合のため表示パネルを透過させ、表示パネルの背面ガラス基板に塗布された接着剤の状態を示している。プラズマディスプレイ装置１は、筐体２内に自発光型のＰＤＰ（表示パネル）３を有し、表示パネル３は、放電セル層３１を前面ガラス基板３２と背面ガラス基板３３で挟持したものである。表示パネル３の背面側にはプラズマディスプレイ装置１を制御、駆動するための回路基板４が配置されており、回路基板４は、保持板５に保持板５を挟んで表示パネル３と反対の面で図示しない保持部材によって保持されている。

ここで、本発明は、上記のような構造を有するプラズマディスプレイ装置１において、画質の向上、及び動作の信頼性の確保を目的とし、表示パネル３の発熱、及び回路基板４における発熱を効率よく放熱する構成に関するものであり、その構成について、図２を含めて説明する。

図２は、表示パネル３と保持板５の固着のための表示パネル３への接着剤の塗布状態を示した概念斜視図である。図１、及び図２に示されるように表示パネル３の背面ガラス基板３３の外表面における長辺（横）方向の両端部には、第１の接着剤６（６１、６２）を帯状に塗布している。この第１の接着剤は、例えばウレタン反応を利用した反応型ホットメルト型接着剤であり、接着性に優れる特性を有している。このホットメルト型接着剤を用いることにより、両面接着シート等を用いた場合に比べて保持板５との剥離が容易となり、表示パネル３の再利用がし易くなる。

表示パネル３と保持板５は、この第１の接着剤６を主体にして固着されることから、この第１の接着剤６は、ゴム弾性力を有する３次元架橋型の接着剤が用いられることが好ましいが、所望の接着力を保有する接着剤であれば限定される必要がないことは言うまでもない。

また、この第１の接着剤６の塗布領域は、表示パネル３の大型化などによって、保持板５との接着力をより強固とする状況においては、表示パネル３の背面ガラス基板３３の短辺方向の上辺部、あるいは下辺部において後述する第２の接着剤７の塗布形状に対応して離散的に追加して塗布しても良く、逆に、表示パネル３を廃棄する際における分解の容易性を考慮したい場合には、表示パネル３の長辺方向の両端部に塗布される帯状の第１の接着剤６（６１、６２）の帯状の形状自体を長手方向、あるいは幅方向で分割して、離散的に塗布することでもよい。すなわち、少なくとも表示パネル３と保持板５との主たる固着は、表示パネル３の周辺部において接着力の優れる特性を優先した接着剤によって行っていることを特徴としている。

さらには、表示パネル３の放電セル３１を配置した平面領域においては、第２の接着剤7を放電セル３１の配置に略等しい領域において表示パネル３を設置した際に縦方向となる短辺方向に並行な波型形状を形成して塗布している。この第２の接着剤７は、熱伝導性の優れる特性を優先した接着剤としている。

また、第２の接着剤７は常温で粘着力を呈し、熱伝導性に優れる特性を有するホットメルト型接着剤であって、その塗布状態は、表示パネル３の平面の垂直方向に振幅を有する波型形状として塗布されるものである。図２は、その振幅を模式的に直線的な変化で記載しているが、波型形状が三角波か、矩形波か、サイン波的であるかは特定されるものではなく、少なくとも塗布されるに必要な形状は、背面ガラス基板３３の表面に塗布される波底部７１と波頂部７２とを有しているものであることである。波底部７１は、波頂部７２を含めて背面ガラス基板３３において放電セル３１に対向した全面に塗布されるものであり、少なくとも、放電セル３１の発熱を第２の接着剤７に熱伝達するために熱接続する構成としている。一方、波頂部７２は、保持板５と熱接続する構成としている。ここで、第２の接着剤７の波型形状の波形表面は、波低部７１、および波長部７２とで連続的に構成されている。すなわち、第２の接着剤７の塗布量を一定とする塗布装置においては、塗布装置の移送速度を変化させて塗布し、塗布装置の移送速度を一定とする塗布装置においては、塗布量を変化させて塗布することになる。

以上のような、第２の接着剤７を塗布された表示パネル３と保持板５を接合されることにより、表示パネル３に塗布された第２の接着剤７の波状表面と保持板５とによって表示パネル３を設置した際に縦方向となる短辺方向において下端と上端に開口した筒状の空間を構成することになるものである。

ここで、第１の接着剤６をパネル３の短辺方向の上端、および下端に離散的に追加塗布する実施例を記載したが、この上端、下端に塗布される第１の接着剤が第２の接着剤の筒状の開口部を閉塞させない位置とすることが好ましいことは容易に想定されるものである。

ここで、図２においては、波状の接着剤の塗布形状は、表示パネル３の短辺方向を1つの波状の幅として塗布しているが、塗布装置における塗布のやり易い幅として短辺方向において複数個に分割して塗布、形成しても良い。

つぎに、本発明の第２の接着剤７の塗布形状における表示パネル３、および回路基板４の発熱に対する放熱作用について説明する。

図3は、第２の接着剤７における表示パネル３、および回路基板４からの発熱に対する熱伝達、及び熱伝導状態を説明した図である。図３において記述されている第２の接着剤７の塗布形状は、表示パネル３、および回路基板４における発熱状態に対応して塗布される所定の塗布形状を模式的に、かつ同時に示したものであり、よって、図に示す位置は、表示パネル３の位置とは関係しないものである。

図３のＡ領域で示される塗布状態は、保持板５と対向する回路基板４の領域からの発熱量が比較的小さな領域において構成されるに適した第２の接着剤７の塗布形状を示しており、第２の接着剤７の波頂部７２と保持板５が熱接続している。また、波底部７１の範囲（ａ）が波頂部７２の保持板５との熱接続範囲に比較して、同程度か、あるいは小さ目として塗布されることを特徴としている。

図３のＢ領域で示される塗布状態は、保持板５と対向する回路基板４の領域からの発熱量が比較的大きな領域において構成されるに適した第２の接着剤７の塗布形状を示しており、Ａ領域で示したと同様に第２の接着剤７の波頂部７２と保持板５が熱接続している。ただ、波底部７１の範囲（ｂ）が波頂部７２の範囲に比較して、大き目として塗布されることを特徴としている。

図３のＣ領域で示される塗布状態は、保持板５と対向する回路基板４の領域からの発熱量がさらに大きな領域において構成されるに適した第２の接着剤７の塗布形状を示しており、第２の接着剤７の波頂部７２と保持板５が熱接続していない。また、波底部７１の範囲（ｃ）が波頂部７２の範囲に比較して、やや大き目として波状波頂部７２ピッチを広く塗布されることを特徴としている。

すなわち、上記のような第２の接着剤７の塗布形状によって、表示パネル３、および回路基板４における発熱が、第２の接着剤７によって適切な熱伝達を行われ放熱効果を向上させるものである。
まず、表示パネル３の発熱の放熱作用について説明する。表示パネル３の発熱は、白抜きの矢印で示すように、背面ガラス基板３３に熱伝達され、熱伝導性の優れる第２の接着剤７に熱伝達される。さらに、第２の接着剤７に熱伝達された熱は、熱接続された保持板５に熱伝達され、保持板５において熱拡散され放熱すると共に、波形表面において形成された筒状に保有する空気に熱伝達して放熱する２つの熱伝達作用を行うものである。第２の接着剤７の塗布形状を波形状としているのは、空気との接触面積を増加させ、放熱効果を高める効果を有している。

ここで、一般的に使用されている各材質の熱伝導率を比較してみると、表示パネルのガラス基板の熱伝導率は、約０．７４Ｗ／ｍ・Ｋであり、熱伝導性接着剤等は、約０．５〜１．５Ｗ／ｍ・Ｋとされており、アルミニウム材による保持板は約２００Ｗ／ｍ・Ｋであることから、表示パネルによる発熱はガラス基板上での熱分布状態に近い状態のまま熱伝導性接着剤に熱伝達し、熱伝導性接着剤を介して保持板に熱伝達し、保持板よって熱拡散されて表示パネルの熱分布を均一にする効果を示しているものである。

ここで、回路基板４による発熱の対応について説明する。電子部品の発熱は、表示パネル３の熱伝達経路と同一の経路を逆流する経路として、熱伝導性の良い保持板５に熱伝達され、保持板５で熱拡散され、第２の接着剤７の熱接続部を介して表示パネル３に熱伝達されている。熱伝導性接着剤の熱伝導率は、熱伝導性を有するとされながら、ガラス基板と同程度のものであり、回路基板４上の電子部品の部分的な発熱に対しても、保持板５により熱拡散され、均一な熱分布をもって表示パネル３に熱伝達されることから、表示パネル３の熱分布の問題を引き起こすことが無いといえるが、熱伝導性の優れる接着剤においては、回路基板４の電子部品の部分的な発熱は、保持板５において熱拡散されると共に、第２の接着剤７に熱伝達されることになる。この場合、表示パネル３に第２の接着剤７を介して熱伝達されると、表示パネル３における部分的な温度ムラを生じさせることになるので、発熱量の大きな電子部品を載置している領域においては、保持板５から直接熱伝達を受けることのないように、第２の接着剤７の熱接続状態部を疎にしているものである（Ｂでの状態）。しかし、接続部を疎にすることは、波形状の数を減少させることになることから、空気との接触面積を減らすことになるため放熱効果を減少させることになる。このため、波状形状を所定数構成しながら、保持板５と直接の熱接続を回避させるために保持板５と第２の接着剤７の波頂部７２との間に隙間（ｄ）を設けている（Ｃでの状態）。Ｂの状態の領域、Ｃの状態の領域においては、回路基板４からの発熱、および表示パネル３からの発熱は、空気に熱伝達して放熱させることになる。一方、Ａの状態の領域においては、表示パネル３からの発熱は、第２の接着剤７に熱伝達し、第２の接着剤７から空気に熱伝達して放熱すると共に、保持板５に熱伝達し、保持板５から回路基板４の発熱とともに空気に熱伝達して放熱させることになる。

空気に熱伝達するために、波頂部７２と波底部７１の波形の振幅長は所定の空気との接触面積を必要とすることから、少なくとも０．５ｍｍ以上とされ、接着力の維持のため３．０ｍｍ以下とする必要がある。

また、この空洞における空気は、熱伝達されることによって温度上昇することから表示パネル３の短辺方向の上端側開口から排出されるため、排出側の上端部に発熱量の大きな電子部品を載置することが好ましい。

また、この空洞の空気の空気の循環を促進させ、熱伝達容量を増加させるために、筐体２に通風路を設けられることが好ましいし、プラズマディスプレイ装置の大型化に支障を来さないなら、空気の通風のための駆動装置を設けることがより放熱性能の向上を図れるものである。

本発明におけるプラズマディスプレイ装置を模式的に示した概略構成図である。 本発明の表示パネルと保持板の接着における表示パネルへの接着剤の塗布状態を示した概念斜視図である。 本発明の第２の接着剤における表示パネル、および回路基板からの発熱に対する熱伝達、及び熱伝導状態を説明した図である。

符号の説明

１…プラズマディスプレイ装置、２…筐体、３…表示パネル、３１…放電セル、３２…前面ガラス基板、３３…背面ガラス基板、４…回路基板、５…保持板、６…第１の接着剤、７…第２の接着剤。

Claims (4)

1. 複数個の放電セルをガラス材で挟持した自発光型の表示パネルと、前記表示パネルの背面に対向配置される金属製の保持板とを備え、前記表示パネルの発熱を前記保持板に熱伝達して放熱する構成のプラズマディスプレイ装置において、
   前記保持板は、常温で粘着力を呈する接着剤によって前記表示パネルに接合され、
   前記接着剤は、前記表示パネルの放電セルを有する領域において、平面的に厚さ変化を有する波型形状に塗布されてなり、
   前記接着剤の前記波型形状は、前記表示パネルを設置した際に縦方向となる方向に略平行で、横方向位置において厚さ変化を有する構成とされ、前記接着剤の塗布幅、及び塗布ピッチを、前記保持板に載置される回路基板に搭載された部品の発熱に応じて、異ならして形成することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記接着剤はホットメルト型接着剤であって、粘着性に優れる特性を有する第１の接着剤と、熱伝導性に優れる特性を有する第２の接着剤とを有し、
   前記第１の接着剤を、少なくとも前記表示パネルの左右両端部であって放電セルの外部領域に帯状に塗布し、
   前記第２の接着剤を、前記表示パネルの放電セルを有する領域に前記波型形状に塗布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。
3. 発熱量の大きな位置における前記第２の接着剤の塗布ピッチを他の位置よりも広く形成したことを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイ装置。
4. 前記第２の接着剤の塗布厚さの差は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下を有して形成されたことを特徴とする請求項２又は請求項３の何れか１項に記載のプラズマディスプレイ装置。

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