JP2009075491A - 平面型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルの発熱における表示パネルと保持板との熱膨張率の違いによって生じる両部材の相対位置ずれ量が引き起こす粘着部材への引っ張り作用の影響を抑制し、表示パネルと保持板の固着の安定化を図り、かつ放熱性の優れる平面型表示装置を提供する。
【解決手段】表示パネルと保持板とは、表示パネルの発熱領域に対向する領域に付設される熱伝導部材と、表示パネルの少なくとも短辺方向の上下辺部領域に付設される粘着部材とによって固着される構成とし、粘着部材は、表示パネルと保持板との温度上昇による熱膨張の差によって生じる偏位が粘着部材の破断伸び量の値以下となる各辺部中央部において、保持板の固着力が粘着部材の引っ張りせん断強度の値以上となる接合面積により付設する平面型表示装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、平面型表示装置に係わり、表示パネルと保持板の固着に関するものである。

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、大画面の平面型表示機器に大きくシフトしている。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（以後、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となるとガラス基板を破損する要因となる。このため、ＰＤＰの発熱に対し、適宜、熱拡散して温度の均一化を図り、また放熱して低温化する必要がある。

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好ましくない。よって、前面側のガラス基板への放熱は、極力抑制することが望まれている。すなわち、ＰＤＰにおける放熱は、一般的に、可能な限り背面側のガラス基板に熱移送して、背面側で放熱するような構造としている。

一方、従来から、ＰＤＰの背面側のガラス基板には、ＰＤＰの強度的な観点からの補強、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の発熱量の増加と大型化に伴って、ＰＤＰと保持板の熱膨張率の差により生じるＰＤＰの変形が増大している。ＰＤＰの変形を抑制するために、ＰＤＰの発熱を放熱する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の付設方法、および熱伝達特性の向上が検討されている。

ＰＤＰの表示域と非表示域との温度差によって生じるＰＤＰの変形を抑制するためにＰＤＰの温度差を均一にする技術が特許文献１に開示されている。さらには、プラズマディスプレイパネルの放熱を効率よく行うためのフレームシャーシとＰＤＰを固着する技術が特許文献２に開示されている。また、熱変形するＰＤＰにおいて、効率よく冷却する技術が特許文献３に開示されている。

特開２００３−１６２２２８号公報 特開２００２−２０２７２９号公報 特開２００６−１１９５９３号公報

特許文献１に記載されているプラズマディスプレイ表示装置は、熱伝導シートと固着手段をプラズマディスプレイパネルの短手方向に延在して配設し、ＰＤＰとシャーシ間の空隙にこもる熱によるＰＤＰの変形を防止している。しかし、固着部材と熱伝導シートを選択的に介在させてＰＤＰの領域における温度差を解消する配慮はあるものの、ＰＤＰとシャーシとの両部材間における熱膨張の差によるシャーシの変形や、固着部材の固着力への影響に関する記載は無い。

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は、フレームシャーシの四方周辺に両面接着テープを設けてフレームシャーシとＰＤＰを固定し、内側領域において熱伝導シートを介在させてフレームシャーシとＰＤＰに密着させ、ＰＤＰで発生した熱をフレームシャーシに効率よく伝導して放熱させる構造である。しかし、フレームシャーシとＰＤＰの熱膨張率の差におけるフレームシャーシの変形、両面接着テープの接着に関する問題についての配慮も、工夫も記載されていない。

特許文献３に記載されているプラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイパネルとシャーシベースとを熱伝導部材を介して固定する際に、各々の間を異なる結合力を有する接着層で固定することにより、熱膨張率の差によるシャーシベースの変形でプラズマディスプレイと接着層の固着を解除して変形に影響されない構成としている。しかし、プラズマディスプレイとシャーシベースの離間を前提としていることから熱伝導が阻害される懸念がある。

上記のように従来技術には、解決しなければならない課題を有している。

上記の課題を解決するために、本発明の平面型表示は、表示パネルと、金属製の保持板とを筐体内に有し、表示パネルの背面側に保持板を固着した平面型表示装置であって、表示パネルと保持板とは、表示パネルの発熱領域に対向する領域に付設される熱伝導部材と、熱伝導部材の付設された領域の辺部領域に付設される粘着部材とによって固着される構成とし、粘着部材は、表示パネルと保持板との熱膨張率の差によって生じる温度上昇時における偏位が粘着部材の破断伸び量の値以下となる各辺部中央部において、粘着部材による保持板と表示パネルの固着力を粘着部材の引張りせん断強度の値以上とする接合面積で付設されている。

さらには、粘着部材は、表示パネルの短辺方向の上下辺部領域に付設される位置と、表示パネルの長辺方向の左右に付設される位置とを、表示パネルの中央よりの距離を略等しくしている。

さらには、粘着部材は、各辺部に付設される全てを同一の形状とし、短辺方向と長辺方向とで、直交する状態に付設されている。

さらには、粘着部材は、両面接着テープ、あるいは弾性力を有する３次元架橋型ゴム状接着剤である。

上記の構成によって、表示パネルの発熱における表示パネルと保持板との熱膨張率の違いによって生じる両部材の相対位置ずれ量が引き起こす粘着部材への引っ張り作用の影響を抑制し、表示パネルと保持板の固着の安定化を図り、かつ放熱性の優れる平面型表示装置を提供できる。

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、本発明の平面型表示装置を概念的に示す概略構成図である。図１の正面図は、説明を解かり易くするために表示パネル３を透過して表示している。図１に示すように、平面型表示装置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で挟持している。筐体２内の表示パネル３の背面側には平面型表示装置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、表示パネル３と略等しい大きさを有する保持板５上に表示パネル３側と反対の面側で保持されている。

ここで、保持板５は、表示パネル３の各辺部に沿って付設される粘着部材６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）により支持されている。表示パネル３の背面ガラス基板３３側の放電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、表示パネル３の発熱を保持板５に熱伝達し、保持板５において熱拡散して放熱する。

図２は、本発明における表示パネルと保持板を固着するための粘着部材の形状、及び付設の状態を示した概念図である。図２において、表示パネル３の背面側のガラス基板３３の短辺方向で上下辺部に付設されている粘着部材６（６ａ、６ｂ）、および表示パネル３の長辺方向で、左右方向に偏寄して付設されている粘着部材６（６ｃ、６ｄ）を概念的に示している。すなわち、表示パネル３の各辺部に沿って付設される粘着部材６は、保持板５を表示パネル３に固着するためである。

図１において、表示パネル３の粘着部材６の付設された領域外に付設されている高熱伝導部材７は、表示パネル３の発熱を保持板５に熱伝達するためであるが、粘着部材６、および高熱伝導部材７によって表示パネル３と保持板５を固着している。

この粘着部材６は、所望の固着力を保有する固着材であれば材質などを限定する必要はないが、粘着力の即効性を呈する粘着シートが作業性の観点等で好ましい。ただ、部材費のコスト的観点や、剥離紙の廃棄という環境的観点において、ゴム弾性力を有する３次元架橋型の粘着部材が用いられても良い。

さらには、粘着部材６は、表示パネル３に付設するとして説明したが、保持板５に付設する構成であっても良い。

ここで、図２において、付設される粘着部材６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の総表面積は、表示パネル３と保持板５を固着し保持することが可能な固着面積を必要とすることは当然であるが、それに伴う粘着部材６の付設の配列は、必要に応じて、表示パネル３の短辺側においてのみ構成しても、あわせて、表示パネル３の長辺側の左右端側に偏寄した位置に構成しても良い。
図２の実施例においては、粘着部材６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の形状の一辺を（Ａ）、他辺を（Ｂ）とした略矩形の同一の形状のものを表示パネル３の中心（Ｏ）から同距離（D）の位置に長辺方向と短辺方向で互いに直交させて４個付設している。表示パネル３の側部の外側に記載した矢印は、表示パネル３の熱膨張による長辺方向、及び短辺方向の変形量を概念的に示したものである。詳細は後述するが、表示パネル３の中心部分から辺部方向に遠ざかるにつれて各位置の熱膨張による偏位量が大きくなり、当然ながら、長辺方向の端部の偏位量が短辺方向の端部の偏位量より大きいことを示している。さらには、付設された粘着部材６に対応した最大の偏位量を（Ｋ）で示している。すなわち、粘着部材６を同一の形状とし、表示パネル３の中心より同距離の位置に付設しているため、粘着部材６における表示パネル３の偏位による影響は同一状態となり、後述するが、表示パネル３と保持板５との熱膨張率の違いにより生じる変形量の差によって粘着部材６の粘着力に作用する歪み力は、同一となる。このことは、平面型表示装置１が使用形態に作用されることなく設定でき、安定した固着力と、冷却性能を得ることができる。また、粘着部材６を粘着シートとする場合には、粘着シートの供給を付設位置に関係なく一元化して管理することができる。

次に本発明の粘着部材６の付設状態における作用、効果について説明する。

表示パネル３、および保持板５は、表示パネル３の発熱による温度上昇によって、各部材の熱線膨張率における長辺方向、及び短辺方向に伸び歪を生じる。図３は、本発明の表示パネルのガラス基板と保持板との膨張時における粘着部材の固着状態を模式的に表示した図である。図３においては、説明を解かり易くするために、正面図の表示パネル３は透過して示している。

二点鎖線で示した形状は、温度上昇によって膨張した表示パネル３のガラス基板３３の変形状態３ａと、保持板５との変形状態５ａであり、右下の４分の１の領域についてのみ、模式的に示している。

ここで、熱線膨張率による表示パネル３、および保持板５の伸び量：ΔLは（１）式で表される。

ΔL＝α・L・（T１−T２） ・・・・・・・・・・（１）
α：表示パネル、あるいは保持板の線膨張率
L：表示パネル、あるいは保持板の長さ
（T1−T2）：温度変化
（１）式が示すように、物体の長さが長いほど熱膨張における伸び量（ΔＬ）が大きくなるため、表示パネル３、および保持板５の端辺部ほど伸び量（ΔＬ）が大きい。また、熱線膨張率は、ガラス基板３３において約８．５×１０^-6／Kであり、保持板５をアルミニウムとする場合には約２３．０×１０^-6／Kである。よって、図３に示すように、ガラス基板３３と保持板５とは、各々の熱線膨張率の違いによって伸び量（ΔＬ）が異なる。

よって、表示パネル３と略等しい大きさの保持板５とを固着した状態における両部材の相対位置ずれ量：εは、（２）式で表される。
ε＝（α１−α２）×Ｌ／２×（Ｔ１−Ｔ２）・・・・・・（２）
α１：表示パネル線膨張、α２：保持板の線膨張率
表示パネル３の側部の外側に表示した矢印は、表示パネル３と保持板５との線膨張率の違いによって生じる熱膨張歪み量の差を長辺方向、短辺方向として模式的に示している。

両部材を固着している粘着部材６は、両部材の歪み量の差によってせん断応力を受けることになる。

一方、ガラス基板３３と保持板５を固着している粘着部材６は、その目的において、表示パネル３と保持板５との固着を十分に確保する固着力を必要とされ、固着力を維持し、作業性の向上等を図る粘着部材６の選定と、付設方法の最適化が望まれる。

ここで、平面表示機器の代表的な大きさである４２インチ型において説明する。４２インチ型の表示パネル３の大きさは約９３ｃｍ×約５２．５ｃｍ（約５０００ｃｍ²）である。温度変化（Ｔ１−Ｔ２）を７５℃（常温Ｔ２：２０℃で、パネル上昇温度Ｔ２：９５℃）とすると、表示パネル３の長辺方向の最大の相対位置ずれ量εは、約 ０．０７ｃｍ（０．７ｍｍ）となる。

また、粘着部材６の厚さ（ｔ）における表示パネル３と保持板５との間における伸び率は、（３）式で表される。

ε0 ＝ ε／ｔ ・・・・・・・・・・・・（３）
粘着部材６の厚さ（ｔ）を０．５ｍｍとすると、伸び率（ε０）は、１．４（１４０％）を示すことになる。すなわち、粘着部材６の厚さ（ｔ）が、０．５ｍｍとすると、破断伸び率が１４０％以上でないと、接着部材６が破断され、表示パネル３と保持板５の固着されることになる。

一方、粘着部材６の厚さや、固着力を所定の値に定めると、粘着部材６の固着位置を中央よりで固着することは、表示パネル３と保持板５との相対位置ずれ量（ε）を小さく抑制されるため、粘着部材６の保有する許容破断伸び量を低減できることを示している。
しかし、粘着部材６の固着位置を中央よりに限定して付設することは、粘着部材６の結合面積を縮小することになる。粘着部材６の結合面積について説明する。粘着部材６の一般的な引張りせん断強度は、９５℃の状況において、約１０Ｎ／ｃｍ²であるから、例えば４２インチ型の平面表示機器の概略重量約８kgを保持するには、粘着部材６の結合面積は、計算上で約８ｃｍ²以上有ればよいことを示す。４２インチ型の平面型表示機器の概略表面積は、約５０００ｃｍ²であるので、粘着部材６を付設する結合表面積は、計算上では表示ディスプレイ面積の約０．１６％以上有ればよいことになる。ただ、実際には、安全率が必要であるので、少なくとも10倍の約８０ｃｍ²（例えば、A：１ｃｍ×B:８０cm）を設けることが好ましい。このことは、粘着部材６を表示パネル３（長辺方向L：９５cm）の中央部に付設しても、表示パネル３と保持板５の固着力を安定に維持することが可能であることを示すものである。

実際には、表示パネル３の短辺方向の上下端部の中央部分で表示パネル３の中央よりの距離（Ｄ：２０ｃｍ）を有した２ケ所において２つに分割した（Ａ：１ｃｍ×Ｂ：４０ｃｍ）の同形状の粘着部材６を付設することが好ましい。

さらには、表示パネル３と保持板５における高熱伝導部材７の熱接続を安定に維持するために表示パネル３の長辺方向における表示パネル３の中心から略等しい距離（Ｄ）（例えば、約２０ｃｍ）位置に、同一形状（例えば、約１ｃｍ×約４０ｃｍ）の粘着部材６を付設することが良い。すなわち、表示パネル３と保持板５の結合を高熱伝導部材７の外周部の４辺で粘着部材６によって固着することにより、高熱伝導部材７の安定的な熱的接続を図ることができ、表示パネル３の発熱を保持板５に熱伝達することができる。尚、表示パネル３と保持板５との粘着部材６の付設領域を最適状態に選定することにより高熱伝導部材７の付設領域を拡大することができ、表示パネル３の発熱を効率よく冷却することができる。

また、粘着部材６の使用量を削減することにより、コスト低減と、剥離紙の削減が図られ環境的な観点においても好ましい。

さらには、表示パネル３と保持板５との熱膨張率の相違によって生じるバイメタル作用における表示パネル３への繰り返し応力の緩和が図られ、表示パネル３の破損の防止が図られる。

また、粘着部材６を中央部に限定して付設する構成のため、表示パネル３の廃棄時において、表示パネル３と保持板５の分離をカッターナイフ等によって強制的に分離する場合にも、分離に要する切断抵抗が断続的となって分離を容易にすることが出来る。

本発明における平面型表示装置を概念的に示す概略構成図である。 本発明における表示パネルと保持板を固着するための粘着部材の形状、及び付設の状態を示した概念図である。 本発明の表示パネルのガラス基板と保持板との熱膨張時における粘着部材の固着状態を模式的に表示した図である。

符号の説明

１…平面方表示装置、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…保持板、６…粘着部材、７…高熱伝導部材。

Claims (5)

1. 表示パネルと、金属製の保持板とを筐体内に有し、前記表示パネルの背面側に前記保持板を固着した平面型表示装置であって、
   前記表示パネルと前記保持板とは、前記表示パネルの発熱領域に対向する領域に付設される熱伝導部材と、前記表示パネルの少なくとも短辺方向の上下辺部領域に付設される粘着部材とによって固着される構成であって、
   前記粘着部材は、表示パネルと保持板との熱膨張率の差によって生じる温度上昇時における偏位が前記粘着部材の破断伸び量の値以下となる各辺部中央部において、前記粘着部材による前記保持板と前記表示パネルの固着力を前記粘着部材の引張りせん断強度によるせん断力以上とする接合面積で付設されたことを特徴とする平面型表示装置。
2. 請求項１に記載の平面型表示装置において、
   前記粘着部材は、前記表示パネルの短辺方向の上下辺部領域に付設される位置と、前記表示パネルの長辺方向の左右に付設される位置とを、前記表示パネルの中央よりの距離を略等しくしたことを特徴とする平面型表示装置。
3. 請求項２に記載の平面型表示装置において、
   前記粘着部材は、各辺方向において付設される全てを同一の形状とし、短辺方向と、長辺方向とで、直交する状態で付設されたことを特徴とする平面型表示装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の平面型表示装置において、
   前記粘着部材は、両面接着テープであることを特徴とする平面型表示装置。
5. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の平面型表示装置において、
   前記粘着部材は、弾性力を有する３次元架橋型ゴム状接着剤であることを特徴とする平面型表示装置。

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