(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の冷却性能が高く小型で簡単な構造の平面型表示機器を提供する。【解決手段】ＰＤＰ１とこれを保持するシャーシ部材２を熱伝導性の粘着部材３で接着する。粘着部材３は、ＰＤＰ１上に所定幅の複数のストライプ３０状に形成し、ストライプ３０の間隙部４に冷却用空気を通風する構成とする。ここに粘着部材３のストライプ３０の幅をＡ、間隙部４の幅をＢとするとき、間隙率Ｂ／（Ａ＋Ｂ）を０．５以上とすることが望ましい。また、間隙部４に通風する冷却用空気を供給するポンプ８と、ポンプ８から供給された冷却用空気を間隙部４の開口部へ導く導管５，７等を設ける。【選択図】図２
2008040068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイパネルを用いた平面型表示機器において、
該プラズマディスプレイパネルを保持し放熱機能を有するシャーシ部材と、
該プラズマディスプレイパネルと該シャーシ部材を接着する熱伝導性の粘着部材とを備え、
該粘着部材は、上記プラズマディスプレイパネル上に所定幅の複数のストライプ状に形成し、該ストライプの間隙部に冷却用空気を通風することを特徴とする平面型表示機器。
【請求項２】
請求項１に記載の平面型表示機器において、
前記粘着部材のストライプの幅をＡ、間隙部の幅をＢとするとき、間隙率Ｂ／（Ａ＋Ｂ）を０．５以上とすることを特徴とする平面型表示機器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の平面型表示機器において、
前記間隙部に通風する冷却用空気を供給するポンプと、
該ポンプから供給された冷却用空気を前記間隙部の開口部へ導く導管を設けたことを特徴とする平面型表示機器。
【請求項４】
請求項３に記載の平面型表示機器において、
前記プラズマディスプレイパネルの全面を前記粘着部材のストライプに沿った複数個の領域に分割し、各領域において前記間隙部に通風する冷却用空気の流量を映像信号の輝度レベルに応じて変化させることを特徴とする平面型表示機器。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の平面型表示機器において、
前記粘着部材は、高温加熱時に流動性を有するホットメルト型接着剤をストライプ状に塗布して形成したものであることを特徴とする平面型表示機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光型のディスプレイパネルを有する平面型表示機器に係わり、特に発熱するディスプレイパネルの冷却技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル技術の進展により、大画面で薄型の表示機器が急速に普及している。その１つに、自発光型のプラズマディスプレイパネルを使用した平面型表示機器がある。大画面の表示機器では、高精細画像を表示するため画素数の増加が図られている。画像の輝度を十分に得るためには各画素の発光量を増加させることになり、これが発熱量の増加となりディスプレイパネル全体の温度上昇を招く。温度上昇は、蛍光体の発光輝度を変化させることになり、画質の劣化を生じる。さらには、画面上の一部のみ輝度が高いような画像においては、プラズマ放電がその部分に集中し、ディスプレイパネルの局所的な温度上昇を生じさせる結果、パネルを構成するガラス基板を破損させる場合もある。
【０００３】
プラズマディスプレイパネルなど表示装置の発熱を冷却する技術として、次のような提案がなされている。特許文献１には、高い放熱特性とリペア性（一度固着したパネルと保持板を容易に分離できること）に優れた表示装置を目的とし、ディスプレイパネルと放熱用保持板とを接着剤からなる熱伝導部材を複数のライン状に塗布して接着した構成が開示される。接着剤をライン状に塗布することで接合面に気泡が入りにくく、また接合面が順に離れていく部分の距離が短いのでより簡単に引き剥がすことができると述べている。
【０００４】
特許文献２には、ディスプレイパネルで階調差の大きい静止画を表示するとパネル上に温度差が生じ発光輝度が部分的に変化することを課題に、パネルの表面温度分布を測定（または演算）し、基準の温度になるよう複数個のファン（冷却装置群）の回転数を制御する構成が開示される。これにより、パネルの表面温度を一定に保持し、輝度変化が少ないホワイトバランス調整を実現できると述べている。
【０００５】
さらには、冷媒液を循環する水冷方式や、放熱板にヒートパイプを接続させ放熱フィンと放熱ファンとにより冷却する方式も提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３３９０４号公報
【特許文献２】特開平１０−２３２６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の冷却方法は、パネルからの発熱を保持板に熱伝達して、保持板から自然放熱を行うものである。一般に接着剤の熱伝導特性は良くないため、放熱効果が十分得られない場合がある。また、接着剤をライン状に形成したことによりパネルの剥離を容易にするものの、接着面積が減少するために熱伝達量の低下は避けられず、よって冷却性能には限界がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の冷却方法は、冷却性能を増大しパネルの表面温度を一定に保持する効果が期待できる。しかし装置構成として、温度測定器や、冷却用のファンを木目細かく複数個配置する必要があり、装置の大型・複雑化とコスト増加を招く。この課題は、水冷方式やヒートパイプ併用方式の場合も同様である。
【０００９】
本発明の目的は、冷却性能が高く小型で簡単な構造の平面型表示機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明によるプラズマディスプレイパネルを用いた平面型表示機器は、プラズマディスプレイパネルを保持し放熱機能を有するシャーシ部材と、プラズマディスプレイパネルとシャーシ部材を接着する熱伝導性の粘着部材とを備え、粘着部材は、プラズマディスプレイパネル上に所定幅の複数のストライプ状に形成し、ストライプの間隙部に冷却用空気を通風する構成とする。ここに粘着部材のストライプの幅をＡ、間隙部の幅をＢとするとき、間隙率Ｂ／（Ａ＋Ｂ）を０．５以上とすることが望ましい。
【００１１】
また、間隙部に通風する冷却用空気を供給するポンプと、ポンプから供給された冷却用空気を間隙部の開口部へ導く導管を設ける。さらに、プラズマディスプレイパネルの全面を粘着部材のストライプに沿った複数個の領域に分割し、各領域において間隙部に通風する冷却用空気の流量を映像信号の輝度レベルに応じて変化させる。
【００１２】
また粘着部材は、高温加熱時に流動性を有するホットメルト型接着剤をストライプ状に塗布して形成したものが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷却性能が高く小型で簡単な構造の平面型表示機器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明による平面型表示機器で用いるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す）モジュールの一実施例を概念的に示す側面図である。ＰＤＰ１は、放電によって紫外線を発生させ、蛍光体に照射させて発光させる発光体素子部１１と、それを前後より挟持する前面側ガラス基板１２及び背面側ガラス基板１３とで構成している。
【００１６】
このＰＤＰ１は放熱機能を有するシャーシ部材２によって保持し、両者は粘着部材３により接着する。シャーシ部材２の裏面には、画像信号処理やＰＤＰ１を駆動する回路部品２１を搭載している。シャーシ部材２は、熱伝導性の良いアルミニューム等の材質を用いて放熱特性を良くしている。粘着部材３はＰＤＰ１からの発熱をシャーシ部材２に熱伝達し、シャーシ部材２から放熱するものである。
【００１７】
後述するように本実施例のＰＤＰモジュールでは、粘着部材３はＰＤＰ１とシャーシ部材２との間を全面で接着するのではなく、所定の間隙を有するストライプ状に形成して両者を接着する構造としている。粘着材は、高温で流動性を有する例えばホットメルト接着剤を塗布して形成する。そしてストライプの間隙部に冷却風を流し込み、ＰＤＰ１や回路部品２１からの発熱を冷却風により直接外部へ放熱させる構成とする。
【００１８】
図２は、本発明による平面型表示機器９の一実施例であり、図１のＰＤＰモジュールに冷却機構を取り付けた構成を概念的に示す。（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。（ａ）では、粘着部材３の構造を分かりやすくするため、ＰＤＰ１やシャーシ部材２の一部を取り除いて示している。
【００１９】
ＰＤＰ１（ガラス基板１３）とシャーシ部材２を接着する粘着部材３は、ホットメルト型接着剤などの熱伝導性接着剤であり、ＰＤＰモジュールの上下方向にストライプ３０状に形成する。ホットメルト型接着剤は、高温に加熱して流動状態としてＰＤＰ１のガラス板１３に複数のストライプ状に塗布する。これにシャーシ部材２を押圧してＰＤＰ１とシャーシ部材２とを接着する。塗布された接着剤は、低温になると流動性を失い固化して、接着力を維持する性質がある。
【００２０】
粘着部材３の形状は、ストライプ３０の幅をＡ、間隙をＢ、厚みをＨとすると、例えばＡ＝６ｍｍ、Ｂ＝６ｍｍ、Ｈ＝１ｍｍとする。ストライプ３０の幅Ａは、必要な接着強度（シャーシ部材２による保持強度）が得られるよう定める。また隣接するストライプ３０の間には、略矩形の断面（Ｂ×Ｈ）を持ちＰＤＰ１の上下方向に貫通する筒状の間隙部４が形成される。この筒状の間隙部４は上端と下端に開口部４１、４２を有し、これに冷却用空気（冷却風）を通風させてＰＤＰ１を冷却する。
【００２１】
冷却用空気の供給は、ＰＤＰモジュールの下方に設置したポンプ８、導管７、ヘッダ部６及び導入路（導管）５により行う。ポンプ８で吸入した空気は一旦ヘッダ部６に送り、そこで分流して各導入路５から各間隙部４の下端開口部４２へ噴射流入する。冷却用空気は間隙部４を伝って上方へ移動する際、ＰＤＰ１やシャーシ部材２の壁面から熱を吸収し、上端開口部４１から機器の外部へ放出される。
【００２２】
この構成における冷却効率は空気の流量に依存するが、例えば空気を０．３ｍ／ｓｅｃの流速で流入した場合、ＰＤＰ１の表面温度を約１０°Ｃ下げる効果があり、優れた冷却性能が得られる。本実施例では、ＰＤＰモジュールの内部の粘着部材３の部分に間隙部４を形成して冷却するものであるから、ＰＤＰモジュールの外形は従来の大きさを維持し、また冷却用空気を供給するポンプや導管等も簡単な構成で実現できるので、機器の小型化が可能である。
【００２３】
本実施例ではＰＤＰモジュールに形成するストライプ（すなわち間隙部）を上下方向とし、下方から空気を流入する構造とした。これにより受熱した空気が、自然対流の方向に沿って移動循環することができる。なお、ポンプ等により強制循環を行う場合には、ストライプの方向は上下以外の方向（例えば左右方向）でも可能である。また、ストライプは連続状ではなく、断続状に形成しても構わない。
【００２４】
このように本実施例の冷却機構は冷却性能が優れるものであるが、以下その理由を考察する。図３は、本実施例における冷却動作を模式的に説明する図であり、（ａ）は比較用に示す全面接着の場合（従来例）、（ｂ）は本実施例のストライプ状接着の場合である。
【００２５】
図３（ａ）の従来例では、熱伝導性接着剤３をＰＤＰ１の全面に形成してシャーシ部材２を接着し、シャーシ部材２の表面に冷却風を流して放熱する場合である。
【００２６】
発熱温度ＴｈのＰＤＰ１から接着剤３’を介しシャーシ部材２に熱伝達し、さらに温度Ｔｃのシャーシ部材２から温度Ｔａの冷却風により放熱する。この場合の放熱量は、接着剤３の熱伝達係数ｈｓと冷却風による熱伝達係数ｈａでほぼ支配される。接着面の単位面積当りの熱伝達を考えると、熱伝達係数ｈｓは接着剤の熱伝導率と厚みＨに依存し、熱伝達係数ｈａは冷却風の風速等に依存する。なお、シャーシ部材２の熱抵抗は十分小さいので無視する。
【００２７】
この場合、ＰＤＰ１からシャーシ部材２へ移動する熱量Ｗ０（１）は、
Ｗ０（１）＝ｈｓ・（Ｔｈ−Ｔｃ）
またシャーシ部材２から冷却風へ放熱する熱量Ｗ０（２）は、
Ｗ０（２）＝ｈａ・（Ｔｃ−Ｔａ）
定常状態ではこれらは等しいのでこれをＷ０とすると、
Ｗ０＝｛１／（１／ｈｓ＋１／ｈａ）｝・（Ｔｈ−Ｔａ）
よってトータルの熱伝達係数（放熱係数）をｈ０とすれば、
ｈ０＝１／（１／ｈｓ＋１／ｈａ）                              （１）
図３（ｂ）は本実施例の場合で、接着剤（粘着部材）３（３０）は幅Ａのストライプ状で幅Ｂの間隙部４を有し、冷却風をこの間隙部４に流し込む。ここで、間隙部４の占める割合を間隙率ｋ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）とする。なお、接着剤３の熱伝導率や、冷却風の風速は上記（ａ）と同一条件とする。
【００２８】
この場合の放熱経路は２通り存在し、ＰＤＰ１から間隙部４の冷却風に直接放熱する経路と、接着剤３を介してシャーシ部材２から間隙部４の冷却風に放熱する経路とである。前者による放熱量Ｗ１は、放熱面積が間隙率ｋに比例するので、
Ｗ１＝ｋ・ｈａ・（Ｔｈ−Ｔａ）
後者による放熱量Ｗ２は、接着面積は（１−ｋ）に比例し、放熱面積はｋに比例するので、
Ｗ２＝｛１／（１／（１−ｋ）・ｈｓ＋１／ｋ・ｈａ）｝・（Ｔｈ−Ｔａ）
これらを加算すると、
Ｗ１＋Ｗ２
＝｛ｋ・ｈａ＋１／（１／（１−ｋ）・ｈｓ＋１／ｋ・ｈａ）｝・（Ｔｈ−Ｔａ）
よってトータルの熱伝達係数（放熱係数）をｈ１とすれば、
ｈ１＝ｋ・ｈａ＋１／（１／（１−ｋ）・ｈｓ＋１／ｋ・ｈａ）      （２）
【００２９】
図４は、上記式（１）と（２）を計算し本実施例の放熱係数を従来と比較した図である。縦軸はｈ０およびｈ１の値、横軸は冷却風と接着剤の熱伝達係数の比ｈａ／ｈｓで、間隙率ｋをパラメータとしている。図から分かるように、間隙を設けることで放熱性能が従来よりも増大する。もし熱伝達係数の比ｈａ／ｈｓ＝１であれば、間隙率ｋを０．３以上とすれば従来よりも改善し、また比ｈａ／ｈｓ＜１であっても、間隙率ｋを０．５以上とすれば常に従来を上回る。これは、間隙部４によるＰＤＰ１の直接冷却（すなわち放熱量Ｗ１の経路）が大きく寄与しているからである。
【００３０】
本実施例では、粘着部材３はＰＤＰ１を保持するものであるから、その幅Ａは十分な保持強度が得られるように設定する必要がある。よって間隙率ｋは０．５程度（例えばＡ＝Ｂ＝６ｍｍ程度）であれば、冷却性能と保持強度の両方を満足することができる。また、粘着部材３の厚さＨは、放熱量Ｗ２の経路の熱抵抗を下げるため、極力小さいことが好ましい。一方、間隙部を流れる冷却風への熱伝達が効率良く行われることを考慮し、厚さＨは数ｍｍ以下（例えば１ｍｍ程度）が適当である。
【００３１】
さらに本実施例においては、粘着材３としてホットメルト型接着材を利用することに特徴がある。図５は、ホットメルト材と一般の接着剤（粘着テープ）のせん断強度の温度依存性を比較したものである。従来の接着材（粘着テープ）では、強度の温度依存性が小さい。これに対しホットメルト材は、高温に加熱すると流動状態であり、低温にすると流動性を失い固化する性質がある。例えば常温（２０℃）と高温（１００℃）では強度は約３０倍変化する。
【００３２】
従来の接着剤を使用したＰＤＰモジュールでは、それを簡単には解体できなかった。これに対し本実施例では、ホットメルト材を採用することで、接着と解体が容易になる。すなわち、ＰＤＰとシャーシ部材との接着時は高温に加熱するとともに、ＰＤＰモジュールを解体する場合にも高温に加熱することでホットメルト材を軟化させ、ＰＤＰとシャーシ部材とを容易に分離できる。ＰＤＰ動作時はパネル温度、すなわち粘着部材であるホットメルト材も温度上昇するが、上記した本実施例の冷却機構により効率良く冷却できる。よって、ＰＤＰ動作中に接着強度が低下することはない。
【実施例２】
【００３３】
図６は、本発明による平面型表示機器９の他の実施例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図を示す。本実施例でも、ＰＤＰモジュールは前記図１、図２と同様の構成であり、粘着部材３をＰＤＰモジュールの上下方向にストライプ３０状に形成する。そして、ＰＤＰ１の全面をストライプ３０に沿った複数個の領域１ａ〜１ｄに分割し、それぞれの領域において、間隙部４を通風する冷却風の流量を制御可能な構成としている。すなわち、各領域においてそれぞれポンプ８ａ〜８ｄ、導管７ａ〜７ｄ、ヘッダ部６ａ〜６ｄを設けて、各領域の映像信号の輝度レベルに応じて各ポンプ８ａ〜８ｄからの冷却用空気の供給量を変化させる。なおこの構成で、各ポンプと各導管を共有し、各ヘッダ部において例えば絞り弁を設けて流量を制御することも可能である。その結果、画面全体をほぼ均一な温度状態に保持することができ、輝度変化が少ない良好な画面を実現する。
【００３４】
本実施例でも、ＰＤＰモジュールの内部の間隙部４に冷却風を流し込んで冷却するものであるから、冷却性能が優れ、ＰＤＰモジュールの外形は従来の大きさを維持できる。また冷却用空気を供給するポンプや導管等も簡単な構成で実現でき、ポンプの設置場所の制約も少ないので、機器の小型化が可能である。
【００３５】
上記各実施例では、表示素子としてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を例に説明したが、本発明はこれに限らず、自発光型のディスプレイパネルを有する平面型表示機器に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による平面型表示機器で用いるＰＤＰモジュールの一実施例を示す側面図。
【図２】本発明による平面型表示機器の一実施例を示す図。
【図３】本実施例における冷却動作を模式的に説明する図。
【図４】本実施例における放熱係数を従来と比較した図。
【図５】ホットメルト材と粘着テープのせん断強度の温度依存性を比較した図。
【図６】本発明による平面型表示機器の他の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１…プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
２…シャーシ部材
３…粘着部材
４…間隙部（通風路）
５…導入路
６…ヘッダ部
７…導管
８…ポンプ
９…平面型表示機器
１１…発光体素子部
１２，１３…ガラス基板
２１…回路部品
３０…ストライプ状の粘着部材
４１，４２…開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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