(57)【要約】【課題】  プラズマディスプレイ装置等の平面表示装置における表示パネルの発熱を高熱伝導部材によって効率よく放熱するための構造を提供する。【解決手段】  面方向の熱伝導率に優れた特性を有する高熱伝導部材を、複数条の帯状の形状として、ガラス基板の放電セルに対向した所定の領域において順次、略並行に付設し、高熱伝導性部材の所定の幅の一部の幅において、ガラス基板に熱接続するように付設し、所定の幅の残りの幅において、隣接の高熱伝導性部材に重なるように瓦敷き状に付設して、高熱伝導性部材同士で熱接続するようにしたプラズマディスプレイ装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の表示セルをガラス基板で挟持した表示パネルと、前記表示パネルの背面側の前記ガラス基板に固着された熱伝導部材とを備えた平面型表示装置であって、
前記熱伝導部材は、面方向の熱伝導率が厚み方向の熱伝導率よりも大きい特性を有し、前記表示パネルの上下の何れか一方から他方へ、或いは左右の何れか一方から他方に並行に延設された複数個の帯状の形状を成し、
前記熱伝導部材は、前記表示パネル側の面の一部の領域で前記表示パネルと接し、前記表示パネル側の面の他部の領域で、隣接する前記熱伝導部材の前記表示パネル側とは異なる側の面に接する瓦敷き状に付設したことを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２】
前記熱伝導部材は、面方向に熱伝導配向性を有する粘着シート或いは粘着剤であることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。
【請求項３】
複数の前記熱伝導部材の各々は略同じ形状であって、前記一部の領域と前記他部の領域とが略同じ面積であることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載の平面型表示装置。
【請求項４】
前記ガラス基板の周辺部において表示パネル保持枠を固着して設け、前記保持枠には回路部品を載置するシャーシ部材を保持する構成とし、
前記熱伝導部材と前記シャーシ部材間に空間を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の平面型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイ装置等の平面型表示装置に係わり、表示パネルが発生する熱を放熱するための、表示パネルと熱伝導部材の熱接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の表示機器の需要は、地上波テレビジョン放送のディジタル化への移行や、ディジタル製品の普及、発展を背景に、薄型で、大画面の平面型ディジタル表示装置に大きくシフトしている。この薄型の平面型表示装置の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、放電する素子をセル状に配置し、二枚のガラス基板で貼り合せて封止して、この放電素子を封止空間で放電させて、ガラス基板上の蛍光体を発光表示させるものである。プラズマディスプレイパネル(以下ＰＤＰと称す)はこの放電セルによって表示画面全体の広い領域で、かつスポット状に発熱することになる。ＰＤＰにおける発熱による温度上昇は、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、ガラス基板の極狭的な高熱化によってはガラス基板を破損する懸念もあるため、適宜、熱拡散して温度の均一化を図り、あるいは放熱して低温化する必要がある。
【０００３】
ここで、ＰＤＰにおける放電素子の発熱は、ＰＤＰを構成している両面のガラス基板に熱伝達されることから、両ガラス基板の表面側から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であり、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。よって、前面側のガラス基板への放熱は、極力抑制されることが好ましい。すなわち、ＰＤＰにおける放熱は、可能な限り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造を一般的としている。
【０００４】
一方、従来から、ＰＤＰの背面側ガラス基板には、ＰＤＰの強度的観点における補強、ＰＤＰの発熱に対する熱拡散、さらには、プラズマディスプレイ装置を操作、駆動する回路基板の保持等、の役割を担う目的で保持板を固着している。ＰＤＰへの保持板の固着は、一般的に粘着力を重視した接着剤、あるいは両面接着テープによって行われている。しかし、ＰＤＰの発熱量の増加に伴って、ＰＤＰの放熱の観点で保持板における熱拡散、放熱作用の機能が着目されており、ＰＤＰと保持板を固着する固着部材に対して熱伝達特性の向上が検討されている。
【０００５】
このＰＤＰの発熱に対する放熱板からの放熱のための熱伝導性媒体の構造については、特許文献１（特開平１０−４０８２３号公報）に開示されている。すなわち、２層構造の熱伝導媒体を表示パネルの背面と放熱板の間に略全面に密着して設けて、ＰＤＰと熱接続した高熱伝導性媒体により高熱伝導性媒体内で熱拡散を図り、重層された一般的な熱伝導性媒体を介して放熱板に熱伝達させ、放熱板で放熱する構成としている。
【０００６】
ＰＤＰと放熱板の間に介在させる熱伝導性粘着部材は、熱伝導特性の向上と、粘着特性の向上が必要である。しかし、これらの特性は相反する状況にあるため、平面的な領域や、層方向によって粘着性に優れる媒体と、熱伝導性に優れる媒体との２種類の媒体を併用するのが一般的であるが、双方の特性を合わせ持つ放熱性粘着剤とする技術が特許文献２（特開２０００−２１９８５２号公報）に開示されている。すなわち、ＰＤＰとシャーシを固着する放熱性粘着剤シートの特性を特殊な組成によってシャーシへの固着と熱伝達を可能とし、２種類の媒体の併用を回避し、組み立て性の向上を図っている。
【０００７】
また、従来の技術同様に２つの領域にそれぞれの熱伝導粘着シートを設けながら、ディスプレイパネルの発熱をディスプレイパネルの背面に取り付けられるシャーシに効率良く熱伝達するためのシャーシ構造に関する技術が特許文献３（特開２００６−３８５８号公報）に開示されている。すなわち、シャーシに凸平面部を設けてディスプレイパネルとシャーシとの間隔を狭め、高熱伝導材シートの厚さを薄くすることで、厚さ方向への熱伝導率の小ささを補うものである。
【０００８】
また、電子部品等の発熱を放熱器に熱伝達するに好適な方法として、高熱伝導シートの厚み方向の熱伝導率を向上させる放熱シートの形成技術が特許文献４（特開平９―２８３９５５号公報）に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−４０８２３号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９８５２号公報
【特許文献３】特開２００６−３８５８号公報
【特許文献４】特開平９−２８３９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ただ、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。
【００１１】
特許文献１に記載されている気体放電型表示装置は、表示パネルと放熱板との間に密着する熱伝導性媒体を設け、この熱伝導性媒体を介して表示パネルで発生する熱を放熱板に熱伝達する構成としたものである。この熱伝導性媒体は、表示パネルとの接触側を薄肉の高熱伝導性シートとし、放熱板側を柔軟性に富んだ厚手の標準熱伝導性シートとした２層構造としている。このために、表示パネルの発熱は、高熱伝導性シートによって接触面内において熱拡散されて表示パネルの温度差を減少させ、さらに、標準熱伝導性シートの柔軟性によって放熱板のそり等の影響を吸収して表示パネルとシャーシとの密着性を確保し、放熱板に効率良く熱伝達させようとするものであるが、標準熱伝導性シートの厚さは放熱板のそりを考慮して１ｍｍ〜５mmと厚く、また、厚さ方向への熱伝導率も１〜５W/ｍ・℃程度としていることから標準熱伝導性シートの厚さ方向への熱移送による放熱板への熱伝達抵抗は大きく、十分な熱伝達が期待できないものである。よって、最近の発熱量の大きな表示パネルの冷却には十分な放熱性能を発揮できない懸念を有している。また、表示パネルとシャーシとの固着力については何らの考慮もされていないものである。
【００１２】
特許文献２に記載のプラズマディスプレイパネルは、ＰＤＰとアルミシャーシの固着を行う放熱性粘着剤シートに良好な粘着性と放熱性を兼ね備えるとともに、簡単に分離を行うことの出来る特性を持たすことの出来る組成について提案しているものであり、１つの媒体によって多くの機能に対応させることで組み立ての作業工程を改善しようとするものである。ただ、これら複数の優れた特性を有する放熱性粘着剤シートは、特殊な組成物として構成されるため、使用条件が限られたものとなり、汎用性に問題を有する状況にある。一方、何かの特性をある程度優先させざるを得ないことになる。粘着性を必須条件として確保させることで、熱伝導率は、ガラス基板と同レベルの標準的な熱伝導率として成している。このことは、アルミシャーシへの熱伝達を損なわない程度の熱伝達性能しかなく、放熱性粘着剤シートにおける熱拡散自体も大きく期待できないものである。
【００１３】
特許文献３に記載のディスプレイ装置は、ＰＤＰの周辺部において厚手の両面粘着テープによってＰＤＰとシャーシを固着し、ＰＤＰの内側部分においてシャーシとの間に発泡シリコンシートやカーボンシートの高熱伝導部材を介在させてＰＤＰとシャーシの熱接続を図っている。ここで、ＰＤＰの内側部分において熱接続するシャーシ部分に凸平面を構成することにより、ＰＤＰとシャーシの隙間を狭め、介在させる高熱伝導部材の材料を節約するとともに、熱伝達効率を向上させている。また、周辺部の両面粘着テープの厚みによって、シャーシの歪やソリに対してもＰＤＰとシャーシを支障なく接近できるとしたものである。ただ、シャーシの歪やソリの大きさによっては、両面粘着テープの厚さを増すことになる。このことは、ＰＤＰとシャーシとの粘着力においては増強することになるが、これに対応して高熱伝導部材の厚さも増さざるを得なく、この場合には、厚さによる熱伝達ロスを回避することが出来なくなる問題を有している。
【００１４】
特許文献４に記載の電子機器の発熱に対する放熱シートは、放熱シートの厚み方向の熱伝導率を向上させるために、黒鉛質炭素繊維のアスペクト比を小さくして、繊維長方向がランダムな方向に向くようにして、厚み方向の熱伝導率を１０Ｗ／ｍ・Ｋ程度としたものである。
【００１５】
黒鉛質炭素繊維の長手方向を放熱シートの厚み方向に平行に並べることなく厚み方向の熱伝導率を上げることが可能であるが、本来の素材が持つ高熱伝導率特性（面方向の熱伝導率約１０００Ｗ／ｍ・Ｋ）を小さく（約１０Ｗ／ｍ・Ｋ）するという問題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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は、複数個の放電セルをガラス基板で挟持した自発光型の表示パネルと、表示パネルの背面側のガラス基板に熱接続状態で固着される熱伝導部材とを備え、表示パネルの発熱を熱伝導部材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、  熱伝導部材は、面方向の熱伝導率に優れた特性を有し、所定の幅によって表示パネルの略上端部から略下端部に延設された複数個の帯状の形状となす粘着性シート、あるいは粘着剤による高熱伝導性部材とし、帯状の粘着シート、あるいは粘着剤の高熱伝導性部材は、ガラス基板の放電セルに対向した所定の領域において、ガラス基板の長手方向（短辺）の任意の端部領域より他方の端部領域に向け順次、略並行に付設されてなり、少なくともガラス基板の内側部において、並行に付設される複数条の高熱伝導性部材は、高熱伝導性部材の所定の幅の一部の幅において、ガラス基板に熱接続するように付設し、所定の幅の残りの幅において、ガラス基板に熱接続された隣接の高熱伝導性部材に重なるように瓦敷き状に付設して、隣接した高熱伝導性部材同士で熱接続するようにしている。
【００１７】
さらには、表示パネルのガラス基板の周辺部において表示パネル保持枠を固着して設け、保持枠には回路部品を載置するシャーシ部材を保持する構成としたプラズマディスプレイ装置である。
【発明の効果】
【００１８】
上記の構成によって、ＰＤＰの発熱に対して、高熱伝導性部材の熱伝導特性の異方性を利用して、受熱、および放熱の構造を簡素に構成し、かつ冷却を効率よく行うことが可能なプラズマディスプレイ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図1は、本発明におけるプラズマディスプレイ装置の１実施例を模式的に示した概略構成図である。正面図における表示パネル３は、説明の便宜上透過して記載している。図１に示すように、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で挟持されている。筐体２内の表示パネル３の背面側にはプラズマディスプレイ装置１を操作、駆動するための複数の回路部品４が配置されており、回路部品４は、シャーシ５上に表示パネル３側と反対の面側で保持されている。シャーシ５は、表示パネル３の周辺部において固着されている保持部材６により支持されている。詳細は後述するが、表示パネル３の背面ガラス基板３３側の放熱セルと対向する面には、熱伝導性に優れる高熱伝導部材７を付設している。
【００２１】
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における画質の向上、及び動作の信頼性の確保を目的とし、表示パネル３において生じる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によって説明する。
【００２２】
図２は、本発明における表示パネル３で発生する熱を放熱するために表示パネル３に付設される高熱伝導部材の構造、および保持部材６を示す斜視図である。
【００２３】
表示パネル３の背面ガラス基板３３の外表面における周辺部には、表示パネル３を補強するための保持部材６を粘着するための粘着部材８を付設している。表示パネル３の周辺部に付設された粘着部材８によって、保持部材６を表示パネル３に固着する構成である。この粘着部材８は、ゴム弾性力を有する3次元架橋型の粘着部材８が用いられることが好ましいが、所望の固着力を保有する固着着部材であれば限定される必要がなく、粘着シート、あるいは液状粘着材のいずれでも良いことは言うまでもない。また、この粘着部材８は、図２に示されるように表示パネル３に付設するのではなく、保持部材６に付設しておいても良い。ここで、この粘着部材８の付設領域は、表示パネル３の大型化などによって、保持部材６との接着力をより強固としたい状況においては、図２に示すように、表示パネル３の背面ガラス基板３３の周辺に付設することになるが、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粘着部材８を帯状に付設しても良く、さらには粘着部材８自体を分割し、離散的に付設することでもよい。
【００２４】
次に保持部材６について説明する。保持部材６は、図１に示したシャーシ５を支持するとともに、表示パネル３の強度を補強するために表示パネル３の周辺部において固着される枠状を基本の形として構成したものである。また、枠状の保持部材６の側端面には、保持部材６の強度的観点と、回路部品４を搭載するシャ−シ５を載置するために必要に応じて、立ち上げ部６２を設け、立ち上げ部６２の延長上に構成された支持部６３を構成している。保持部材６は、熱伝導性に優れ、強度的に剛性の大きい金属材質が好ましいが、保持部材６は、ＰＤＰの発熱部ではない周辺部において粘着部材８によって接続していることから、ＰＤＰの発熱による温度分布の均一化等の機能を行わない。よって、シャーシ５の保持、表示パネル３の補強等の所望の強度を確保できるならば、成形等の加工によってコスト的、重量的な観点において優れる合成樹脂等による成形等の他の材質であっても良い。ここで、枠状の保持部材６の上端部、下端部には、表示パネル３の放電セルの配置部分に対向して下端部から上端部に向かって空気を対流させるための開口，あるいは切り欠け部を設けて空気の循環が可能な構成とすることが好ましい。
【００２５】
ここで、表示パネル３の内部面において放電セル３１を配置する平面領域に略等しい領域には、高熱伝導部材７を付設している。高熱伝導部材７は、表示パネル３の短辺（縦）方向に延在した帯状をなして、長辺（横）方向に並列に瓦敷き状に複数条付設する構成となしている。詳細は後述するが、高熱伝導部材７の一部幅部７Ａの第１の平面部７Ａ１は、表示パネル３と接触(熱接続)して、表示パネル３の発熱に対する受熱部として構成され、残りの幅部７Ｂの第２の平面部７Ｂ２は、受熱した熱に関する放熱部として構成されるものである。
【００２６】
次に、本発明における表示パネル３からの発熱を受熱し、放熱する高熱伝導部材７の熱伝達、熱伝導に関する構造について図３、図４によって説明する。
【００２７】
図３は、本発明の表示パネル３と高熱伝導部材７との熱接続状態を示す断面概念図である。図３に記述した表示パネル３、および高熱伝導部材７の形状等は熱伝達、伝導のための構造に関する概念を示しているに過ぎす、実際のサイズ等の関係としては表示していない。
【００２８】
図4は、熱伝達、熱伝導の説明のために、高熱伝導部材７の構成を分解して表示したものである。
【００２９】
図２、図３及び図４において示される高熱伝導部材７は、カーボングラファイト材等の高熱伝導特性を有するものである。このカーボングラファイト等の高熱伝導部材７は、面方向に熱伝導配向性を有することから面方向の熱伝導率は非常に大きく（約２００〜５００Ｗ／ｍ・Ｋ）、アルミニウムの熱伝導率（約２００Ｗ／ｍ・Ｋ）と同等以上に優れるものであり、同一平面内において熱拡散性能が発揮されるものである。ここで、この高熱伝導部材７は、必然的に表示パネル３と熱接続する側の第１平面と対向する第２の平面を構成することになる。カーボングラファイト等の高熱伝導性部材７は配向性を有するため第１の平面内、および第２の平面内における熱拡散は非常に優れるものであるが、第１の平面側から厚さ方向に向けて第２の平面側への熱伝導率は小さいものであることから、表示パネル３に高熱伝導部材７を平面的に付設して第１の平面側で受熱しながら、第２の平面側で放熱する熱伝導、熱伝達方法では効率の良い放熱効果を発揮できないことになる。この配向性を有する高熱伝導部材は、極力薄肉として付設されることが部材の節約,及び熱伝導の観点から好ましい。しかし、本発明は、高熱伝導部材７におけるこの問題を根本的に解決するための付設構造である。
【００３０】
ここで、本発明における高熱伝導部材７の付設に関する構成について説明する。高熱伝導部材７は、帯状となす幅（横）方向において、幅方向の一部幅部７Ａの第１の平面部７Ａ１を表示パネル３に熱接続状態に付設し、帯状となした残りの幅部７Ｂの第１の平面部７Ｂ１を先に付設した隣接の高熱伝導部材７の一部幅部７Ａの表示パネル３に熱接続した第１の平面部７Ａ１と厚さ方向で反対の面（第２の平面部）７Ａ２に熱接続するように重ねた状態で付設している。
【００３１】
表示パネル３の放電セル３１による発熱の一部は、図の白抜きの矢印に示すように、背面側のガラス基板３３に熱伝達され、表示パネル３と熱接続された高熱伝導部材７の第１の平面部７Ａ１に熱伝達される。すなわち、第１の平面部７Ａ１が放電セル３１の発熱の受熱平面部となす。高熱伝導部材７の受熱平面部７Ａ１が受熱した熱は、第１の平面内における高熱伝導率によって瞬時に第１の平面部７Ｂ１に熱移送される。
【００３２】
ここで、一条の帯状の高熱伝導部材７の幅方向における７Ａ部と７Ｂ部においては、隣接して付設されている高熱伝導部材７の付設厚さ分の段差を有するが、付設される高熱伝導部材７の厚さは数１０μｍ〜数１００μｍ程度と薄いものであり、カーボングラファイト等の配向性を損なわないように滑らかな曲率で構成されるものである。カーボングラファイトの繊維は、高熱伝導部材７の厚さに対応させて、繊維アスペクト比を有するもので構成されるとより好ましいものである。
【００３３】
第１の平面部７Ｂ１に移送された熱は、隣接の第１の平面部７Ｂ１と熱接続した第２の平面部７Ａ２に熱伝達される。ここで、第１の平面部７Ｂ１と第２の平面部７Ａ２の熱接続面において空気層等が生じないように熱伝導性グリース等を介在させる、或いは外部より圧力を付与する構成とすることによって、高熱伝導性部材の間での熱伝達効率をより向上出来る。
【００３４】
さらには、第２の平面部７Ａ２に熱伝達された熱は、高熱伝導部材７の第２の平面部７Ａ２と同一平面内の高熱伝導率により平面部７Ｂ２に即座に熱伝導される。ここで、第２の平面部７Ｂ２は、表示パネル３の背面側の空気と対向しているため、第２の平面部７Ｂ２に熱伝導された熱は、大気中に放熱されることになる。
【００３５】
すなわち、本発明の高熱伝導部材７の熱変換機能は、従来の表示パネルの発熱を金属製のシャーシに熱伝達するために表示パネルとシャーシを固着し、シャーシによって放熱するための熱伝達機能ではなく、高熱伝導部材の熱伝導特性によって、受熱、熱移送、放熱の熱交換をし、高熱伝導部材そのものによって放熱する機能を作用させたものである。
【００３６】
尚、本実施例では帯状の１つの高熱伝導部材7のうちの受熱領域(表示パネル3との接触領域)、熱移送領域(隣接のする高熱伝導部材7と接触する領域)と放熱領域(表示パネル3や隣接のする高熱伝導部材7と接触しない領域)とを略同じ面積とし、バランスのとれた放熱構造を用いて説明した。しかしながら本願発明はこれに限るものではなく、発熱量が小さい場合には受熱領域を狭くして放熱領域を広くすることにより、更なる低温化を図ることもできる。
【００３７】
また、表示パネル３がシャーシ５と熱接続状態としていないことから、表示パネル３の発熱とシャーシ５に搭載する回路部品４等の発熱とを分離し、双方の発熱の影響を回避する構成としたものである。
【００３８】
さらには、高熱伝導部材７の放熱面７Ｂ２とシャーシ５間に保持部材６により空間を設けることにより、図示しないファン等によって強制通風を行うことによって、冷却性能をより向上できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】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２】本発明における表示パネルに付設される高熱伝導部材の構造を説明する斜視図である。
【図３】本発明の表示パネルと高熱伝導部材との熱接続状態を示す断面概念図である。
【図４】本発明における高熱伝導部材の構成を分解して表示したものである。
【符号の説明】
【００４０】
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…回路部品、５…シャーシ、６…保持部材、７（７Ａ、７Ｂ）…高熱伝導部材、７Ａ１…受熱面、７Ｂ２…放熱面、８…粘着部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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