ES2318676T3 - Sistema estructural con disipador de calor para dispositivo de pantalla de cristal liquido. - Google Patents

Sistema estructural con disipador de calor para dispositivo de pantalla de cristal liquido. Download PDF

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Abstract

Un dispositivo de visualización de imágenes (10) que comprende: un panel de visualización de imágenes (12); un sistema estructural (18) que incluye: (i) un marco (17) que se acopla funcionalmente al panel de visualización de imágenes. El marco comprende opcionalmente un miembro de soporte para montar el panel; y (ii) una pluralidad de fuentes de calor (20) que se acoplan funcionalmente al marco; caracterizado porque el sistema estructural también comprende material de disipación térmica (30) que comprende a su vez al menos una lámina de partículas comprimidas de grafito exfoliado acoplada funcionalmente al marco en contacto térmico funcional con las fuentes de calor; y en el cual el sistema estructural exhibe un factor de apoyo inferior a aproximadamente 375 mm-W/mºK, determinándose el factor de apoyo al multiplicar el grosor de cualquier miembro de soporte presente en el sistema estructural por su conductividad térmica en el plano.

Description

Sistema estructural con disipador de calor para dispositivo de pantalla de cristal líquido.
Solicitud relacionada
Esta solicitud es una continuación en parte de la solicitud de patente estadounidense con nº de serie 11/167.935, pendiente de aprobación y de titularidad compartida, que lleva por título "Optimized Frame System For a Display Device" ("Sistema estructural optimizado para un dispositivo de visualización") y que fue presentada el 27 de junio de 2005 en nombre de Shives et al.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema estructural optimizado que se utiliza en conjunción con un disipador de calor en un dispositivo de visualización, como por ejemplo una pantalla de cristal líquido (LCD) y similares, y al diseño y uso del sistema estructural, teniendo en cuenta las singulares cuestiones térmicas que estos dispositivos presentan.
Estado de la técnica
Una pantalla de cristal líquido o LCD es un aparato de visualización que utiliza un panel de visualización de imágenes formado por dos láminas transparentes de material polarizante separadas por un líquido que contiene cristales en forma de bastón, con los ejes polarizantes de las dos láminas alineados perpendicularmente entre sí. El LCD está diseñado para visualizar una imagen al pasar una corriente eléctrica a través del líquido, lo que causa que los cristales queden alineados para bloquear la luz. Es posible controlar individualmente cada cristal, y en esencia éstos actúan como obturadores. Cuando se aplica la corriente a áreas específicas similares a píxeles, estos cristales quedan alineados y crean un área oscura o imágenes. Las áreas oscuras se combinan con áreas claras para crear texto e imágenes en el panel. Los paneles LCD no emiten luz, sino que normalmente están retroiluminados o cuentan con una iluminación lateral para proporcionar una mejor visión del texto y de las imágenes en el panel de visualización. En general, se utilizan los LCD retroiluminados en pantallas de mayores dimensiones (generalmente de tamaño superior a aproximadamente 24 pulgadas en la diagonal), mientras que los LCD con iluminación lateral se utilizan en pantallas más pequeñas, normalmente en conjunción con componentes ópticos para la distribución de luz, de manera que la luz no parezca originarse en la parte lateral de las mismas.
En una pantalla de cristal líquido, la retroiluminación o iluminación lateral utilizadas para iluminar y mejorar la visión de los paneles de visualización de imágenes genera calor, constituyendo así una fuente de calor, lo que provoca el aumento de la temperatura global de la pantalla de cristal líquido. Tradicionalmente se ha utilizado como fuente de iluminación una única fuente de luz o una pluralidad de fuentes de luz que generan calor, como por ejemplo luces fluorescentes, lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL, cold cathode fluorescent lamps) o lámparas fluorescentes planas (FFL, flat fluorescent lamps). Más recientemente, se están utilizando filas de diodos emisores de luz o LED como fuente de luz con el propósito de eliminar los problemas medioambientales que producen las lámparas fluorescentes y mejorar la gama de colores que se puede mostrar.
El calor generado en la fuente de luz resulta perjudicial para el funcionamiento y el visionado de una pantalla de cristal líquido. La fuente o fuentes de luz desprenden calor que se transfiere al panel de visualización de imágenes, a otros componentes eléctricos en pantallas de cristal líquido y a la estructura de apoyo de la pantalla de cristal líquido. De hecho, algunos de los componentes eléctricos en el panel de visualización constituyen en sí mismos fuentes de calor, lo que agrava este problema. No obstante, estos otros componentes de la pantalla de cristal líquido normalmente no poseen buenas propiedades de disipación térmica y no están diseñados para disipar el calor de la fuente de luz, especialmente en las direcciones paralelas a la cara del panel de visualización de imágenes.
Asimismo, la luz de iluminación de una pantalla de cristal líquido permanece en un estado activado y a un nivel de potencia constante, con independencia de las características de las imágenes del panel de visualización. Las variaciones en la imagen se controlan mediante la configuración y alineación de los cristales en el panel de visualización de imágenes. Por consiguiente, los componentes de la pantalla de cristal líquido requieren un alivio del calor constante que la luz de iluminación genera. La generación de calor constante puede acelerar el deterioro térmico del material de cristal líquido del que se compone la pantalla y acortar el periodo de vida útil del dispositivo de pantalla de cristal líquido. El calor también puede afectar negativamente a la frecuencia de actualización de la pantalla.
En la patente estadounidense nº 5.831.374 de Morita, Ichiyanagi, Ikeda, Nishiki, Inoue, Komyoji y Kawashima se sugiere la utilización de la denominada "película de grafito de alta orientación" como material de interfaz térmico en los paneles de visualización de plasma con el fin de rellenar el espacio entre la parte trasera del panel y una unidad de disipación térmica. Sin embargo, la descripción de esta invención centra su atención en el uso del grafito pirolítico como material grafítico y no se hace mención en la misma del uso o de las ventajas distintivas de las láminas de partículas comprimidas de grafito exfoliado. Además, el uso de una unidad de disipación térmica de aluminio pesado constituye una parte fundamental de la invención de Morita et al. Además, la patente estadounidense nº 6.482.520 otorgada a Tzeng describe el uso de láminas de partículas comprimidas de grafito exfoliado como esparcidores de calor (denominados en la patente interfaces térmicas) para una fuente de calor como, por ejemplo, un componente electrónico. De hecho, Advanced Energy Technology Inc., de Lakewood, Ohio, Estados Unidos de América, vende comercialmente estos materiales como la clase de materiales eGraf® SpreaderShield. Los esparcidores de calor de grafito de Tzeng se colocan entre un componente electrónico que genera calor y, de forma ventajosa, un disipador de calor, con el fin de incrementar el área de superficie eficaz del componente generador de calor; la patente de Tzeng no aborda los problemas térmicos específicos causados por los dispositivos de visualización.
Los grafitos se componen de planos de capas de matrices o redes hexagonales de átomos de carbono. Estos planos de capas de átomos de carbono dispuestos hexagonalmente son sustancialmente planos y están orientados u ordenados de manera sustancialmente paralela y equidistantes entre sí. Las láminas o capas de átomos de carbono equidistantes, paralelas y sustancialmente planas, que normalmente se denominan capas de grafeno o planos basales, están ligadas o unidas y grupos de las mismas se configuran en cristalitos. Los grafitos altamente ordenados consisten en cristalitos de tamaño considerable: los cristalitos están altamente alineados u orientados entre sí y poseen capas de carbono bien ordenadas. En otras palabras, los grafitos altamente ordenados poseen un alto grado de orientación preferida de cristalito. Cabe destacar que los grafitos poseen estructuras anisotrópicas y, por consiguiente, exhiben o poseen muchas propiedades que son altamente direccionales, por ejemplo una conductividad térmica y eléctrica y una difusión de fluidos.
Brevemente, se pueden caracterizar los grafitos como estructuras laminadas de carbono, es decir, estructuras que se componen de capas superpuestas o láminas de átomos de carbono unidas mediante fuerzas débiles de Van der Waals. A la hora de describir la estructura del grafito, normalmente se indican dos ejes o direcciones, a saber, el eje o dirección "c" y los ejes o direcciones "a". Simplificando, se puede considerar el eje o dirección "c" como la dirección perpendicular a las capas de carbono. Se pueden considerar los ejes o direcciones "a" como las direcciones paralelas a las capas de carbono o las direcciones perpendiculares a la dirección "c". Los grafitos adecuados para la fabricación de láminas de grafito flexible poseen un grado muy alto de orientación.
Como se ha indicado anteriormente, las fuerzas de unión que mantienen juntas a las capas paralelas de átomos de carbono son únicamente fuerzas débiles de Van der Waals. Se pueden tratar los grafitos naturales de manera tal que sea posible ampliar de forma apreciable el espaciado entre las capas o láminas de carbono superpuestas para proporcionar una marcada expansión en la dirección perpendicular a las capas, es decir, en la dirección "c", formando así una estructura de grafito expandida o intumescida que retiene sustancialmente el carácter laminar de las capas de carbono.
Una escama de grafito que se ha expandido enormemente y, más en concreto, que se ha expandido hasta alcanzar un grosor final o una dimensión de dirección "c" que es hasta 80 o más veces la dimensión de dirección "c" original, puede formarse sin el uso de un aglutinante en láminas cohesivas o integradas de grafito expandido, por ejemplo tejidos, papeles, tiras, cintas, láminas, esteras o similares (denominadas comúnmente "grafito flexible"). Se estima que es posible, a partir de partículas de grafito que han sido expandidas hasta alcanzar un grosor final o dimensión de dirección "c" de hasta 80 veces o más la dimensión de dirección "c" original, formar láminas flexibles integradas por compresión, sin utilizar ningún material aglutinante, gracias al acoplamiento o cohesión mecánicos que se consiguen entre las partículas de grafito expandidas voluminosamente.
Se ha llegado a la conclusión de que, además de flexibilidad, el material de láminas, como se ha indicado anteriormente, también posee un alto grado de anisotropía con respecto a la conductividad térmica y eléctrica y a la difusión de fluidos, comparable al material de partida del grafito natural, debido a la orientación de las partículas de grafito expandidas y de las capas de grafito expandidas sustancialmente paralelas a las caras opuestas de la lámina que son el resultado de una compresión muy elevada, por ejemplo, causada por un prensado de rodillos. El material de lámina que se produce de esta manera posee una flexibilidad excelente, una buena resistencia y un grado muy elevado de orientación.
En resumen, el proceso de producir material de lámina de grafito anisotrópico sin aglutinante y flexible, por ejemplo, tejidos, papel, tiras, cintas, láminas, esteras o similares, comprende la compresión o compactación, bajo una carga predeterminada y en ausencia de un aglutinante, de las partículas de grafito expandidas que poseen una dimensión de dirección "c" equivalente a 80 o más veces la de las partículas originales, con el fin de formar una lámina de grafito sustancialmente integrada, flexible y plana. Las partículas de grafito expandidas generalmente son de apariencia vermiforme o en forma de gusanos, y una vez comprimidas mantienen las propiedades de compresión y la alineación con las superficies principales opuestas de la lámina. Se puede variar la densidad y el grosor del material de lámina mediante el control del grado de compresión. La densidad del material de lámina puede encontrarse dentro del rango comprendido entre aproximadamente 0,04 g/cm^{3} y aproximadamente 2,0 g/cm^{3}. El material de lámina de grafito flexible exhibe un grado apreciable de anisotropía debido al alineamiento de partículas de grafito paralelamente a las superficies paralelas y opuestas de la lámina, y el grado de anisotropía aumenta cuando se prensa a rodillo el material de lámina con el fin de incrementar la orientación. En el material de lámina anisotrópico prensado a rodillo, la dirección "c" comprende el grosor, es decir, la dirección perpendicular a las superficies de láminas paralelas y opuestas, y las direcciones "a" comprenden las direcciones a lo largo de la longitud y el ancho, es decir, a lo largo o paralelas a las superficies principales opuestas. Las propiedades eléctricas, térmicas y de difusión de fluidos de la lámina son muy diferentes, por varios órdenes de magnitud, para las direcciones "c" y "a".
Aunque se ha sugerido el uso de láminas de partículas comprimidas de grafito exfoliado (es decir, grafito flexible) como esparcidores de calor, interfaces térmicas y componentes de disipadores de calor para la disipación del calor generado por una fuente de calor (véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses nº 6.245.400, 6.482.520, 6.503.626 y 6.538.892), hasta el presente el uso de los materiales de grafito ha sido independiente y no se considera que está relacionado con otros componentes, como por ejemplo el sistema estructural de los paneles de visualización.
Los dispositivos de visualización convencionales normalmente utilizan un miembro de soporte de metal grueso y pesado (a menudo una lámina de aluminio gruesa o un conjunto de láminas múltiples), al que se fijan la unidad de panel de visualización, la fuente de luz (que, en el caso de los LED, se puede montar en circuitos impresos (PCB, printed circuit board), como por ejemplo circuitos impresos de núcleo de metal con un material dieléctrico térmicamente conductor) y componentes electrónicos asociados. El calor que pasa de estas fuentes de calor contribuye a distribuciones de temperatura irregulares creadas en la propia unidad del panel, lo que afecta adversamente la imagen que se presenta en los paneles de visualización, así como la fiabilidad del panel de visualización.
El miembro de soporte convencional cumple una función mecánica (es decir, para el montaje de la unidad del panel y de los componentes electrónicos asociados) y una función térmica (es decir, para ayudar a disipar y esparcir el calor generado por la fuente o fuentes de luz y/o los componentes electrónicos asociados). Por consiguiente, el miembro de soporte se fabrica normalmente con una lámina sólida de aluminio de aproximadamente 2,0 mm de grosor. Expresado de otra forma, el panel de visualización convencional posee un miembro de soporte con un factor de apoyo de aproximadamente 440 mm-W/mºK o superior. El factor de apoyo viene determinado por la multiplicación del grosor del miembro de soporte presente en el panel de visualización por su conductividad térmica en el plano (de esta forma, una lámina de aluminio de 2,0 mm posee un factor de apoyo de 440 mm-W/mºK, ya que la conductividad térmica en el plano del aluminio de alta conductividad térmica que normalmente se utiliza es de 220 W/mºK). Se reconocerá que, puesto que la mayoría de metales son relativamente térmicamente isotrópicos, la conductividad térmica en el plano (in-plane) no es sustancialmente diferente a la conductividad térmica a través del plano (through-plane) del material.
Un miembro de soporte de este tipo puede añadir una cantidad significativa de peso, además de resultar costoso y difícil de construir, debido a los requisitos físicos, la necesidad de un gran número de características de montaje roscadas para los componentes electrónicos y el coste elevado de la lámina de aluminio con alta conductividad térmica. Adicionalmente, se utiliza un marco (fabricado a menudo de acero o aluminio) para añadir un apoyo mecánico adicional al miembro de soporte y admitir medios de montaje robustos para la fijación del panel de visualización a un soporte de pared o a una unidad de soporte. El marco y el miembro de soporte constituyen conjuntamente un sistema estructural en el panel de visualización convencional.
Los fabricantes de dispositivos de LCD se encuentran bajo una gran presión para reducir el coste y el peso de sus soluciones de visualización existentes, y a la vez existe un deseo de incrementar el brillo y la eficacia luminosa de las unidades de panel. Ello se puede traducir en el envío de más potencia a las fuentes de luz, lo que incrementa la carga térmica en el sistema y requiere capacidades adicionales de disipación térmica dentro de las unidades de visualización. Las soluciones de enfriamiento activo, como por ejemplo los ventiladores y/o los tubos de calor, no son recomendables debido a su falta de fiabilidad, los ruidos que producen y el hecho de que contribuyen negativamente al coste y al peso del sistema. Además del incremento de brillo y eficacia luminosa de los visualizadores, los fabricantes de visualizadores también se encuentran bajo una presión cada vez mayor para producir paneles más grandes, lo que suele incrementar proporcionalmente el peso del sistema estructural (y especialmente del miembro de soporte).
La patente estadounidense nº 6.007.209 describe una fuente de luz para un panel de visualización del tipo que se utiliza en ordenadores portátiles. La fuente de luz consiste en una carcasa que posee superficies interiores inferiores y laterales que reflejan la luz de forma difusa y superficies interiores laterales que forman una cavidad. La carcasa define una apertura que se yuxtapone con una superficie trasera del panel de visualización. Se monta una primera serie de LED dentro de la cavidad, alrededor del perímetro de la apertura, la cual queda protegida de la apertura por deflectores de perímetro ubicados alrededor de la periferia de la apertura. Se monta una segunda serie de LED dentro de la cavidad, en la pared inferior de la carcasa. Entre la segunda serie de LED y la apertura se interpone una serie de deflectores. Entre la cavidad y el panel de visualización se interpone una serie de películas que mejoran la calidad de luz. La fuente de luz produce luz de carácter uniforme de intensidad y blancura relativamente altas. Se reconoce que las características del preámbulo de la reivindicación 1 proceden de dicho documento.
El documento EP 1 519 217 describe un aparato de visualización que incluye un panel de visualización y una lámina de transferencia de calor montada de manera adyacente a una superficie del panel de visualización. La lámina de transferencia de calor puede tener una estructura del tipo de célula abierta y/o una estructura del tipo de célula cerrada. Se forman una pluralidad de poros en la lámina de transferencia de calor y, en la estructura del tipo de célula abierta se incluyen poros conectados entre sí, mientras que en la estructura del tipo de célula cerrada se incluyen poros que no están conectados entre sí.
Por lo tanto, lo que se desea es un sistema estructural ligero y rentable para dispositivos de visualización, especialmente uno que proporcione capacidades mejoradas de transferencia de calor, y que a la vez posea la suficiente solidez estructural para proporcionar tanto la fijación a unidades de paneles y componentes electrónicos asociados como la integridad estructural necesaria para montar y soportar el propio dispositivo de visualización. El sistema estructural deseado reduce o elimina la necesidad de un miembro de soporte, especialmente uno fabricado con aluminio de alta conductividad.
Resumen de la invención
La invención se define en la reivindicación independiente 1. Otras realizaciónes preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.
Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema estructural para un dispositivo de visualización, como por ejemplo una pantalla de cristal líquido o similar, que sea ligero y posea una estructura robusta.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema estructural para un dispositivo de visualización que comprenda un marco con un factor de apoyo reducido.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de visualización que comprenda un material de disipación térmica, al que a veces se denomina esparcidor de calor (en inglés, heat spreader), ubicado de forma adyacente a una fuente de generación de calor - como por ejemplo una fila de diodos emisores de luz, lámparas fluorescentes de cátodo frío o lámparas fluorescentes planas - del dispositivo de visualización.
Otro objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema estructural para un dispositivo de visualización que comprenda un marco que incluya un borde de perímetro que suministre una integridad estructural al dispositivo de visualización.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una estructura para un dispositivo de visualización que posea una apertura interna para facilitar la transferencia y disipación de calor logradas por el material de disipación térmica dentro del dispositivo de visualización.
Otro objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema estructural para un dispositivo de visualización que comprenda un miembro de soporte diferente a una lámina, o a un conjunto de láminas, de aluminio pesado.
Se podrán alcanzar estos objetivos, así como otros que resultarán evidentes a expertos en este campo al leer la descripción que se presenta a continuación, mediante el suministro de un dispositivo de visualización de imágenes que comprende: un panel de visualización de imágenes; un sistema estructural que incluye: (i) un marco que se acopla funcionalmente al panel de visualización de imágenes, comprendiendo este marco opcionalmente un miembro de soporte para el montaje de la unidad de panel; y (ii) una pluralidad de fuentes de calor que se acoplan funcionalmente al marco; material de disipación térmica que comprende al menos una lámina de partículas comprimidas de grafito exfoliado que acopla funcionalmente el marco en contacto térmico operativo con las fuentes de calor; y en el que el sistema estructural exhibe un factor de apoyo inferior a unos 375 mm-W/mºK, y el factor de apoyo viene determinado por la multiplicación del grosor de cualquier miembro de soporte presente en el sistema estructural por su conductividad térmica en el plano.
Más preferentemente, el sistema estructural posee un factor de apoyo inferior a aproximadamente 150 mm-W/mºK, y en una realización aún más preferida, el sistema estructural exhibe un factor de apoyo de 0 mm-W/mºK; es decir, el sistema estructural no cuenta con miembro de soporte alguno.
El LCD puede ser un LCD retroiluminado o un LCD con iluminación lateral. En un LCD retroiluminado, las filas de fuentes de luz, como por ejemplo LED montados en circuitos impresos, se ubican directamente detrás del panel LCD para proporcionar una iluminación directa a la parte trasera del panel LCD. En los LCD iluminados lateralmente, las fuentes de luz están dispuestas a lo largo de los laterales del panel LCD, y muchas veces se utilizan componentes ópticos (denominados a veces guías de luz) para compensar la distribución de luz a través de la parte trasera del panel LCD, de tal manera que no parece que la luz se origina en los bordes o laterales del panel ni parece más pronunciada en dichos bordes o laterales. Asimismo, los LCD - ya sean retroiluminados o iluminados lateralmente - también poseen un material reflectante ubicado de tal manera que facilita aún más la distribución uniforme de luz desde las fuentes de luz a la parte trasera del panel LCD.
El marco del LCD está compuesto de un metal, como por ejemplo el acero, el aluminio u otro material estructural, y se puede atornillar, empernar, adherir o fijar de cualquier otra forma y de manera segura al miembro de soporte, cuando éste se encuentre presente.
El marco puede incluir soportes cruzados que abarcan el marco, donde los componentes electrónicos pueden acoplarse al soporte cruzado. Adicionalmente, el marco puede incluir una pestaña para soportar el material de disipación térmica y los componentes electrónicos, o alternativamente como mínimo un miembro de soporte que se acopla a los componentes electrónicos. Se pueden colocar las fuentes de luz y el material de disipación térmica principalmente dentro del marco, y el marco puede tener la altura y el ancho apropiados para ser abarcados sustancialmente por el material de disipación térmica.
Adicionalmente, una pluralidad de soportes cruzados pueden abarcar el marco y al menos una fuente de luz, como por ejemplo un diodo emisor de luz, puede acoplarse con al menos uno de los soportes cruzados o con cualquier parte del resto del marco. Aunque se prefiere dicha configuración para el marco, también se pueden emplear otras configuraciones similares dentro del marco, como por ejemplo filas múltiples de soportes cruzados.
Preferentemente se coloca el material de disipación térmica entre las fuentes de luz y el miembro de soporte, aunque esto no es imprescindible. De cualquier forma, el material de disipación térmica se encuentra en contacto térmico operativo con las fuentes de luz generadoras de calor, lo que quiere decir que se produce una transferencia térmica entre las fuentes de luz y el material de disipación térmica. Se puede colocar el miembro de soporte entre el material de disipación térmica y las fuentes de luz, siempre y cuando el miembro de soporte sea lo suficientemente conductor, desde un punto de vista térmico, para transferir calor eficazmente desde las fuentes de calor al material de disipación térmica. Sin embargo, lo ideal es colocar el material de disipación térmica adyacente a las fuentes de luz, como por ejemplo los diodos emisores de luz, quedando sustancialmente expuesto frente a las fuentes de
luz.
En los LCD retroiluminados, puede existir un espacio entre el material de disipación térmica y los circuitos impresos (PCB) u otra estructura de soporte de la fuente o fuentes de luz, y/o entre el miembro de soporte y los PCB u otra estructura que sirva de soporte a la fuente o fuentes de luz; en las pantallas con iluminación lateral, los PCB u otra estructura que sirva de apoyo a la fuente o fuentes de luz se monta en los bordes de los componentes ópticos que esparcen luz y puede existir un espacio entre los componentes ópticos y el material de disipación térmica.
En otra realización, el panel de visualización de imágenes incluye un lateral de visualización de imágenes que se acopla a un marco de perímetro y el material de disipación térmica se acopla al marco frente al lateral de visualización de imágenes. El marco de perímetro incluye una parte superior, una parte inferior, un primer lateral y un segundo lateral. Una pluralidad de componentes electrónicos se acopla al marco de perímetro. La parte superior, la parte inferior, el primer lateral y el segundo lateral del marco de perímetro definen una apertura en la que el material de disipación térmica abarca sustancialmente la apertura y puede acoplarse a la parte superior, parte inferior, primer lateral y segundo lateral del marco de perímetro. Se pueden colocar el material de disipación térmica y una pluralidad de componentes electrónicos (especialmente fuentes de luz) esencialmente dentro de la apertura. El marco puede incluir una pestaña que soporta el material de disipación térmica y la pluralidad de componentes electrónicos. El dispositivo de visualización de imágenes puede ser una unidad de visualización de cristal líquido, los componentes electrónicos pueden ser fuentes de luz, como por ejemplo diodos emisores de luz, y el material de disipación térmica comprende grafito exfoliado.
En otra realización, el dispositivo de visualización de imágenes comprende un sistema estructural que incluye un marco acoplado funcionalmente con un panel de visualización de imágenes y una pestaña ubicada enfrente del panel de visualización de imágenes. Una pluralidad de componentes electrónicos se acopla a la pestaña, mientras que el material de disipación térmica se ubica muy cerca de la pluralidad de componentes electrónicos y enfrente del panel de visualización de imágenes. El sistema estructural exhibe un factor de apoyo inferior a aproximadamente
375 mm-W/mºK. Una pluralidad de soportes cruzados puede abarcar sustancialmente el marco y acoplarse a la pestaña, en la que cada componente electrónico se acopla funcionalmente con al menos uno de los soportes cruzados. Se puede colocar el material de disipación térmica entre la pestaña y la pluralidad de soportes cruzados, mientras que una pluralidad de sujetadores puede fijar el material de disipación térmica y la pluralidad de soportes cruzados a la pestaña. El marco incluye una altura, un ancho y una apertura que abarcan sustancialmente la altura y el ancho. Una pluralidad de componentes electrónicos, como por ejemplo fuentes de luz, se acopla al marco, pueden alinearse sustancialmente dentro del marco y pueden ser colocados de manera que queden superpuestos a la apertura.
El miembro de soporte está configurado generalmente como una lámina, posiblemente con brazos u otras extensiones, y se coloca contra el marco. El miembro de soporte puede comprender un metal que posea una conductividad térmica más baja que la que previamente se consideraba suficiente para proporcionar una disipación térmica eficaz en un panel de visualización, incluso en uno que también utiliza un grafito u otro tipo de material de disipación térmica. Por ejemplo, en vez de usar una lámina gruesa de aluminio de alta conductividad térmica, se puede emplear una lámina de acero que posea una conductividad térmica en el plano inferior a aproximadamente 20 W/mºK. Puesto que el acero es sustancialmente menos caro que el aluminio de alta conductividad térmica, de esta forma se consigue un ahorro sustancial, incluso si se utiliza con los mismos niveles de grosor que el aluminio de alta conductividad térmica, es decir, aproximadamente unos 2,0 mm. Dicha lámina de acero proporcionaría a la unidad un factor de apoyo de
40 mm-W/mºK. Alternativamente, el miembro de soporte puede ser aluminio de alta conductividad térmica, pero usado como una lámina sustancialmente más delgada de lo que se había considerado posible previamente, incluso en una unidad de panel de visualización que también utiliza un grafito u otro tipo de material de disipación térmica. Por ejemplo, una lámina de aluminio de alta conductividad térmica de un grosor de 0,5 mm proporcionaría un factor de apoyo de aproximadamente 110 mm-W/mºK, lo que se traduce en una estructura mucho más ligera.
Como se ha indicado, el material de disipación térmica utilizado se forma a partir de láminas de partículas comprimidas de grafito exfoliado, que normalmente se denominan grafito flexible. El grafito es una forma cristalina del carbono que comprende átomos que forman enlaces covalentes en planos de capas planas con enlaces más débiles entre los planos. Al tratar las partículas de grafito, como por ejemplo una escama de grafito natural, con un agente intercalante de, por ejemplo, una solución de ácido sulfúrico y nítrico, la estructura de cristal del grafito reacciona para formar un compuesto del grafito y del agente intercalante. Las partículas tratadas de grafito se denominarán en lo sucesivo "partículas de grafito intercalado". Al exponerse a altas temperaturas, el agente intercalante dentro del grafito se descompone y volatiliza, haciendo que las partículas de grafito intercalado aumenten sus dimensiones aproximadamente 80 o más veces su volumen original, como si se tratara de un acordeón, en la dirección "c", es decir, en la dirección perpendicular a los planos cristalinos del grafito. Las partículas de grafito exfoliado son de apariencia vermiforme, y por tanto se las conoce comúnmente por el nombre de gusanos. Estos gusanos pueden estar comprimidos conjuntamente en láminas flexibles a las que, a diferencia de las escamas de grafito originales, se puede dar forma y cortar para que adopten diferentes figuras.
Los materiales de partida de grafito apropiados para su uso en la presente invención incluyen materiales carbonáceos altamente grafíticos capaces de intercalar ácidos orgánicos e inorgánicos, además de halógenos, y que después se expanden cuando se exponen al calor. Estos materiales carbonáceos altamente grafíticos preferentemente poseen un grado de grafitación de aproximadamente 1,0. Tal y como se utiliza en esta divulgación, el término "grado de grafitación" se refiere al valor "g", según la fórmula:
g = \frac{3,45 - d(002)}{0,095}
en la que d(002) es el espacio entre las capas grafíticas de los carbonos en la estructura de cristal medido en unidades ángstrom. El espacio "d" entre las capas de grafito se mide mediante técnicas de difracción estándar de rayos X. Se miden las posiciones de los picos de difracción correspondientes a los Índices de Miller (002), (004) y (006), y se utilizan técnicas estándar de mínimos cuadrados para derivar espacios que reducen al mínimo el error total para todos estos picos. Entre los ejemplos de materiales carbonáceos altamente grafíticos figuran grafitos naturales de diferentes fuentes, así como otros materiales carbonáceos, como por ejemplo el grafito preparado por deposición química en fase vapor, la pirólisis de polímeros de alta temperatura o la cristalización de soluciones de metal fundido y similares. Lo que más se prefiere es el grafito natural.
Los materiales de partida de grafito utilizados en la presente invención pueden contener componentes que no son de grafito, siempre y cuando la estructura de cristal de los materiales de partida mantenga el grado necesario de grafitación y éstos puedan ser exfoliados. En general, cualquier material que contenga carbono, cuya estructura de cristal posea el grado necesario de grafitación y que pueda ser exfoliado resulta apropiado para su uso con la presente invención. Este grafito preferentemente posee una pureza de al menos aproximadamente 80%. Se prefiere aún más que el grafito utilizado en la presente invención posea una pureza de al menos aproximadamente 94%. En la realización más preferida, el grafito utilizado tendrá una pureza de al menos aproximadamente 98%.
Shane et al., en la patente estadounidense nº 3.404.061, describen un procedimiento común para la fabricación de láminas de grafito. En la práctica típica del método de Shane et al. se intercalan las escamas de grafito natural mediante la dispersión de las escamas en una solución que contiene, por ejemplo, una mezcla de ácido nítrico y sulfúrico, ventajosamente a un nivel de aproximadamente 20 a aproximadamente 300 partes por peso de una solución intercalante por 100 partes por peso de escamas de grafito (partes por cien). La solución de intercalación contiene agentes oxidantes y otros agentes intercalantes conocidos en el estado de la técnica. Entre los ejemplos figuran aquéllos que contienen agentes oxidantes y mezclas oxidantes, como por ejemplo soluciones que contienen ácido nítrico, clorato de potasio, ácido crómico, permanganato de potasio, cromato de potasio, dicromato de potasio, ácido perclórico y similares o mezclas, como por ejemplo ácido nítrico y clorato concentrados, ácido crómico y ácido fosfórico, ácido sulfúrico y ácido nítrico, o mezclas de un ácido orgánico fuerte (por ejemplo, ácido trifluoroacético) y un agente oxidante fuerte soluble en el ácido orgánico. Alternativamente, se puede utilizar un potencial eléctrico para producir la oxidación del grafito. Entre las especies químicas que se pueden introducir en el cristal de grafito utilizando oxidación electrolítica figuran el ácido sulfúrico y otros ácidos.
En una realización preferida, el agente intercalante es una solución de una mezcla de ácido sulfúrico, o ácido sulfúrico y ácido fosfórico, y un agente oxidante, a saber, ácido nítrico, ácido perclórico, ácido crómico, permanganato potásico, peróxido de hidrógeno, ácidos yódico o periódicos y similares. Aunque no se prefiere tanto, la solución de intercalación puede contener haluros de metal, como por ejemplo cloruro férrico y cloruro férrico mezclado con ácido sulfúrico, o un haluro, como por ejemplo bromo como una solución de bromo y ácido sulfúrico o bromo en un solvente orgánico.
La cantidad de la solución de intercalación puede oscilar entre aproximadamente 20 y aproximadamente 350 partes por cien, y más típicamente entre aproximadamente 40 y aproximadamente 160 partes por cien. Después de que se intercalan las escamas, se drena el exceso de solución de las escamas y se lavan las mismas con agua. Alternativamente, la cantidad de la solución de intercalación puede estar limitada a entre aproximadamente 10 y aproximadamente 40 partes por cien, lo que permite eliminar la fase de lavado, tal y como se divulga y describe en la patente estadounidense nº 4.895.713.
Las partículas de escama de grafito tratadas con solución de intercalación pueden ser contactadas opcionalmente, por ejemplo al mezclar, con un agente orgánico reductor seleccionado de entre alcoholes, azúcares, aldehídos y ésteres que son reactivos con la película de superficie de la solución oxidante de intercalación a temperaturas dentro del rango comprendido entre 25ºC y 125ºC. Los agentes orgánicos específicos adecuados incluyen el hexadecanol, el octadecanol, el 1-octanol, el 2-octanol, el alcohol decílico, el 1,10 decanodiol, el aldehído decílico, el 1-propanol, 1,3 propanodiol, el etilenglicol, el polipropilenglicol, la dextrosa, la fructosa, la lactosa, la sacarosa, la fécula de patata, el monoestearato de etilenglicol, el dibenzoato de dietilenoglicol, el monoestearato de propilenglicol, el monoestearato de glicerol, el oxilato de dimetil, el oxilato de dietil, el formiato metílico, el formiato de etilo, el ácido ascórbico y los compuestos derivados de lignina, como por ejemplo el lignosulfato de sodio. De manera apropiada, la cantidad de agente reductor orgánico es aproximadamente de entre 0,5% y 4% por peso de las partículas de escama de grafito.
El uso de un coadyuvante de expansión que se aplica antes, durante o inmediatamente después de la intercalación también puede proporcionar mejoras. Entre estas mejoras pueden figurar la reducción de la temperatura de exfoliación y el incremento del volumen expandido (también denominado "volumen de gusano"). Un coadyuvante de expansión en este contexto será ventajosamente un material orgánico suficientemente soluble en la solución de intercalación para conseguir una mejora en la expansión. De manera más precisa, se pueden utilizar los materiales orgánicos de este tipo que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, preferentemente de forma exclusiva. Se ha constatado que los ácidos carboxílicos son especialmente eficaces. Se puede seleccionar un ácido carboxílico apropiado que resulta útil como coadyuvante de expansión entre los ácidos monocarboxílicos, ácidos dicarboxílicos y ácidos policarboxílicos aromáticos, alifáticos o cicloalifáticos, de cadena recta o cadena ramificada, saturados y no saturados y que posean al menos 1 átomo de carbono, y preferiblemente hasta aproximadamente 15 átomos de carbono, que sea soluble en la solución de intercalación en cantidades eficaces para proporcionar una mejora mensurable de uno o más aspectos de la exfoliación. Se pueden emplear los solventes orgánicos apropiados para mejorar la solubilidad de un coadyuvante de expansión orgánico en la solución de intercalación.
Ejemplos representativos de ácidos carboxílicos alifáticos saturados son ácidos como los de la fórmula H(CH_{2})_{n}
COOH, en la que "n" es un número comprendido entre 0 y aproximadamente 5, incluidos los ácidos fórmico, acético, propiónico, butírico, pentanoico, hexanoico y similares. También se pueden utilizar, en lugar de ácidos carboxílicos, los ácidos anhídridos o derivados de ácido carboxílico reactivo, como por ejemplo los ésteres de alquilo. El formiato metílico y el formiato de etilo son representantes de ésteres de alquilo. El ácido sulfúrico, el ácido nítrico y otros agentes intercalantes acuosos conocidos poseen la capacidad de descomponer el ácido fórmico, en última instancia a agua y dióxido de carbono. Por esta razón, se ponen en contacto el ácido fórmico y otros coadyuvantes de expansión sensibles de forma ventajosa con la escama de grafito antes de la inmersión de la escama en el agente intercalante acuoso. Los ácidos dicarboxílicos alifáticos con 2-12 átomos de carbono, en particular el ácido oxálico, el ácido fumárico, el ácido malónico, el ácido maleico, el ácido succínico, el ácido glutárico, el ácido adípico, el ácido 1,5 pentanodicarboxílico, el ácido 1,6 hexanodicarboxílico, el ácido 1,10 decanodicarboxílico, el ciclohexano-ácido 1,4 dicarboxílico y los ácidos dicarboxílicos aromáticos como el ácido ftálico o el ácido tereftálico son representantes de ácidos dicarboxílicos. El oxilato de dimetil y el oxilato de dietil son representantes de los ésteres alquilos. El ácido carboxílico de ciclohexano es representante de ácidos cicloalifáticos y el ácido benzoico, el ácido naftoico, el ácido antranílico, el ácido p-aminobenzoico, el ácido salicílico, los ácidos o-, m- y p-tolilos, los ácidos metoxi y etoxibenzoicos, los ácidos acetoacetamidobenzoicos y los ácidos acetamidobenzoicos, el ácido fenilacético y los ácidos naftoicos son representantes de los ácidos carboxílicos aromáticos. El ácido hidrozibenzoico, el ácido 3-hidroxi-1-naftoico, el ácido 3-hidroxi-2-naftoico, el ácido 4-hidroxi-2-naftoico, el ácido 5-hidroxi-1-naftoico, el ácido 5-hidroxi-2-naftoico, el ácido 6-hidroxi-2-naftoico y el ácido 7-hidroxi-2-naftoico son representantes de los ácidos aromáticos hidroxi. Entre los ácidos policarboxílicos destaca el ácido cítrico.
La solución de intercalación será acuosa y preferentemente contendrá una cantidad de coadyuvante de expansión comprendida entre aproximadamente 1% y 10%, la cantidad que resulta efectiva para mejorar la exfoliación. En la realización en la que el coadyuvante de expansión entra en contacto con la escama de grafito antes o después de la inmersión en la solución de intercalación acuosa, se puede mezclar el coadyuvante de expansión con el grafito utilizando medios apropiados, como por ejemplo una mezcladora "V", normalmente en una cantidad comprendida entre aproximadamente 0,2% y aproximadamente 10% por peso de la escama de grafito.
Después de intercalar la escama de grafito, y tras la mezcla de la escama de grafito intercalada y revestida de agente intercalante con el agente reductor orgánico, se expone la mezcla a temperaturas dentro del rango comprendido entre 25ºC y 125ºC para promover la reacción del agente reductor y el revestimiento intercalante. El periodo de calentamiento tiene una duración de hasta unas 20 horas, con periodos de calentamiento más cortos, por ejemplo de al menos unos 10 minutos, para temperaturas más altas dentro del rango mencionado anteriormente. Se pueden utilizar periodos de media hora o menos, por ejemplo, dentro del rango comprendido entre 10 y 25 minutos, a las temperaturas más altas.
Las partículas de grafito tratadas de esta manera a veces se denominan "partículas de grafito intercalado". Al exponerse a temperaturas elevadas, por ejemplo a temperaturas de al menos aproximadamente 160ºC y especialmente de aproximadamente 700ºC a 1000ºC y superiores, las partículas de grafito intercalado se expanden entre aproximadamente 80 y 1000 o más veces con respecto a su volumen original, de manera similar a un acordeón, en la dirección "c", es decir, en la dirección perpendicular a los planos cristalinos de las partículas constituyentes de grafito. Las partículas expandidas (es decir, exfoliadas) de grafito son de apariencia vermiforme y, por consiguiente, se conocen comúnmente por el nombre de "gusanos". Los gusanos pueden estar comprimidos conjuntamente en láminas flexibles a las que, a diferencia de las escamas de grafito originales, se les puede dar forma y cortar para adoptar diferentes figuras.
Las láminas y hojas de grafito flexible son coherentes, con una buena fuerza de manipulación, y están adecuadamente comprimidas, por ejemplo mediante el prensado de rodillos, con un grosor de aproximadamente 0,075 mm a 3,75 mm y una densidad típica de aproximadamente 0,1 a 1,5 gramos por centímetro cúbico (g/cm^{3}). Se pueden mezclar aproximadamente entre 1,5% y 30% por peso de aditivos cerámicos con las escamas de grafito intercalado, tal y como se describe en la patente estadounidense nº 5.902.762 (incorporada a la presente como referencia) para proporcionar una impregnación mejorada de resina en el producto final de grafito flexible. Entre los aditivos figuran partículas de fibra cerámica que poseen una longitud aproximada de entre 0,15 mm y 1,5 mm. El ancho de las partículas debe oscilar entre aproximadamente 0,04 mm y 0,004 mm. Las partículas de fibra cerámica no son reactivas ni adherentes al grafito y son estables a temperaturas de hasta aproximadamente 1100ºC, y preferentemente hasta aproximadamente 1400ºC o temperaturas superiores. Las partículas adecuadas de fibra cerámica están compuestas de fibras de vidrio de sílice maceradas, fibras de grafito y carbono, fibras de circona, nitruro de boro, carburo de silicio y magnesia, fibras minerales naturales como fibras de metasilicato de calcio, fibras de silicato de aluminio de calcio, fibras de óxido de aluminio y similares.
Los procedimientos descritos anteriormente para la intercalación y exfoliación de las escamas de grafito pueden ser aumentados de forma beneficiosa mediante un tratamiento previo de la escama de grafito a temperaturas de grafitación, es decir, a temperaturas dentro del rango comprendido entre aproximadamente 3000ºC y temperaturas superiores, y mediante la inclusión en el agente intercalante de un aditivo de lubricación, tal y como se describe en WO 03051772A.
El tratamiento previo, o recocido, de la escama de grafito tiene como resultado una expansión incrementada significativamente (es decir, un incremento en el volumen de expansión de hasta un 300% o mayor) cuando se somete la escama posteriormente a una intercalación y exfoliación. De hecho, es preferible que el incremento en expansión sea de al menos aproximadamente un 50%, comparado con un proceso similar sin la fase de recocido. Las temperaturas utilizadas para la fase de recocido no deberían encontrarse significativamente por debajo de los 3000ºC, ya que las temperaturas que sean incluso sólo 100ºC menores tienen como consecuencia una expansión sustancialmente reducida.
El recocido de la presente invención se realiza durante un periodo de tiempo suficiente para que tenga como resultado una escama con un grado mejorado de expansión cuando se produce la intercalación y exfoliación posterior. Normalmente, el tiempo requerido será de una hora o más, preferiblemente de 1 a 3 horas, y procederá de forma ventajosa en un entorno inerte. Para obtener máximos beneficios, la escama de grafito recocida también se someterá a otros procesos conocidos en este campo con el fin de mejorar la expansión de grado, es decir, la intercalación en presencia de un agente reductor orgánico, un coadyuvante de intercalación como por ejemplo un ácido orgánico, y un lavado surfactante que tiene lugar después de la intercalación. Asimismo, para obtener máximos beneficios se puede repetir la fase de intercalación.
Es posible realizar la fase de recocido de la presente invención en un horno de inducción o en otro aparato que sea conocido y apreciado en el campo de la grafitación; porque las temperaturas que se utilizan aquí, que se encuentran en el rango de los 3000ºC, están en el extremo superior del rango que se produce en los procesos de grafitación.
Se ha observado que los gusanos producidos usando el grafito sometido al recocido de preintercalación pueden aglutinarse en ocasiones, lo que puede tener un impacto negativo en la uniformidad de peso del área, por lo que resulta muy recomendable un aditivo que contribuya a la formación de gusanos de "flujo libre". El añadido de un aditivo de lubricación a la solución de intercalación facilita la distribución más uniforme de los gusanos a través del lecho de un aparato de compresión (como por ejemplo el lecho de una estación de calandrado que se utiliza para comprimir (o "calandrar") los gusanos de grafito en láminas de grafito flexible. Las láminas resultantes poseen, por consiguiente, una mayor uniformidad de peso de área y una mayor resistencia a la tracción. El aditivo de lubricación es preferentemente un hidrocarbono de cadena larga, y se prefiere aún más un hidrocarbono que posea al menos unos 10 carbonos. También se pueden utilizar otros compuestos orgánicos con grupos de hidrocarbonos de cadena larga, incluso si otros grupos funcionales se encuentran presentes.
Más preferentemente el aditivo de lubricación es un aceite, resultando idóneo un aceite mineral, especialmente si se tiene en cuenta el hecho de que los aceites minerales poseen una tendencia menor al enranciamiento y a generar olores, lo que puede ser un factor importante de cara a un almacenamiento a largo plazo. Cabe destacar que algunos de los coadyuvantes de expansión mencionados anteriormente también satisfacen la definición de un aditivo de lubricación. Cuando se utilizan estos materiales como coadyuvantes de expansión, puede que no sea necesario incluir un aditivo de lubricación independiente en el agente intercalante.
El aditivo de lubricación se encuentra presente en el agente intercalante en una cantidad de al menos aproximadamente 1,4 partes por cien, prefiriéndose al menos aproximadamente 1,8 partes por cien. Aunque el límite superior de la inclusión del aditivo de lubricación no es tan crítico como el límite inferior, no parece existir una ventaja adicional significativa en la inclusión del aditivo de lubricación a un nivel mayor que aproximadamente 4 partes por cien.
La lámina de grafito flexible también puede a veces ser tratada ventajosamente con resina, y la resina absorbida, después de su curado, mejora la resistencia a la humedad y la resistencia a la manipulación (es decir, la rigidez) de la lámina de grafito flexible, además de "fijar" la morfología de la lámina. El contenido de resina apropiado es preferentemente al menos aproximadamente un 5% por peso, se prefiere aún más que sea aproximadamente un 10-35% por peso, y resulta apropiado que sea hasta aproximadamente un 60% por peso. Las resinas especialmente útiles en la práctica de la presente invención son los sistemas de resinas con base acrílica, epoxi y fenólica, los fluoropolímeros o las mezclas de los mismos. Entre los sistemas de resina de epoxi apropiados figuran los basados en éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA) y otros sistemas de resina multifuncionales; las resinas fenólicas que se pueden utilizar incluyen la fenólica de resol y novolac. Opcionalmente, el grafito flexible puede ser impregnado con fibras y/o sales, además o en lugar de la resina. Adicionalmente, pueden utilizarse los aditivos reactivos o no reactivos con el sistema de resina para modificar las propiedades (como por ejemplo la pegajosidad, el flujo de material, la hidrofobia, etc.).
Alternativamente, las láminas de grafito flexible de la presente invención pueden utilizar partículas de láminas de grafito flexible retrituradas, en lugar de los gusanos expandidos recientemente, como se expone en WO 02 096 615A. Las láminas pueden ser un material de lámina recién formado, un material de lámina reciclado, un material de lámina de desecho o proceder de cualquier otra fuente apropiada.
Asimismo, los procesos de la presente invención pueden utilizar una mezcla de materiales vírgenes y de materiales reciclados.
El material de origen para los materiales reciclados puede ser láminas o partes recortadas de láminas que han sido moldeadas a compresión, como se ha descrito anteriormente, o láminas que han sido comprimidas con, por ejemplo, rodillos de precalandrado, pero que aún no se han impregnado con resina. Asimismo, el material de origen puede ser láminas o partes recortadas de láminas que se han impregnado con resina, pero que aún no se han curado, o láminas o partes recortadas de láminas que han sido impregnadas con resina y curadas. El material de origen también puede consistir en componentes de celda de combustible de membrana de intercambio de protones (MIP) de grafito flexible reciclado, como por ejemplo placas de campo de flujo o electrodos. Se pueden utilizar cada una de las diferentes fuentes de grafito tal como son, o se pueden mezclar con escamas de grafito natural.
Una vez que está disponible el material de origen de las láminas de grafito flexible, se puede triturar mediante procesos o dispositivos conocidos - como por ejemplo un molino de chorro, un molino de aire, una mezcladora, etc. - para producir partículas. Preferentemente, una mayoría de las partículas poseen un diámetro suficiente para atravesar una malla de 0.841 mm; se prefiere más que una parte considerable (superior a aproximadamente el 20%, y se prefiere aún más que sea superior a aproximadamente el 50%) no pueda atravesar un tamaño de una malla de 0.177 mm. Idóneamente, las partículas tienen un tamaño de partícula no superior a aproximadamente malla de 0.841 mm. Puede ser recomendable enfriar la lámina de grafito flexible cuando está impregnada por resina en el momento de ser triturada con el fin de evitar los daños caudados por el calor al sistema de resina durante el proceso de trituración.
Se puede elegir el tamaño de las partículas trituradas para equilibrar la maquinabilidad y formabilidad del artículo de grafito con las características térmicas deseadas. Por consiguiente, las partículas más pequeñas tendrán como resultado un artículo de grafito que resulta más fácil de maquinar y/o formar, mientras que las partículas más grandes tendrán como resultado un artículo de grafito que posee una anisotropía mayor y, por lo tanto, una mayor conductividad térmica y eléctrica en el plano.
Si el material de origen ha sido impregnado con resina, es preferible eliminar la resina de las partículas. Más adelante se proporcionan detalles sobre este proceso de eliminación de resina.
Una vez que se ha triturado el material de origen y se ha eliminado la resina que pudiera haber, se procede a continuación a su reexpansión. Esta reexpansión se puede producir usando el proceso de intercalación y exfoliación descrito anteriormente, así como aquéllos descritos en la patente estadounidense nº 3.404.061 otorgada a Shane et al. y la patente estadounidense nº 4.895.713 otorgada a Greinke et al.
Normalmente, después de la intercalación las partículas se exfolian mediante el calentamiento de las partículas intercaladas en un horno. Durante esta fase de exfoliación, las escamas de grafito naturales intercaladas pueden añadirse a las partículas intercaladas recicladas. Preferentemente, durante la fase de reexpansión las partículas se expanden hasta alcanzar un volumen específico dentro de un rango comprendido entre al menos unos 100 cc/g y hasta unos 350 cc/g o más. Por último, después de la fase de reexpansión, las partículas reexpandidas pueden comprimirse en láminas flexibles, como se describe más adelante.
Si el material de partida se ha impregnado con una resina, la resina debería ser preferiblemente eliminada, al menos parcialmente, de las partículas. Esta fase de eliminación debería producirse entre la fase de trituración y la fase de reexpansión.
En una realización de la invención, la fase de eliminación incluye el calentamiento de la resina que contiene partículas de trituración, como por ejemplo sobre una llama directa. Más concretamente, la resina impregnada puede calentarse a una temperatura de al menos aproximadamente 250ºC para efectuar la eliminación de resina. Durante esta fase de calentamiento, se deberá tener cuidado para evitar la evaporación de los productos de descomposición de resina; ello se puede realizar mediante el calentamiento cuidadoso en el aire o mediante el calentamiento en una atmósfera inerte. Preferentemente, el calentamiento debería realizarse dentro de un rango comprendido entre aproximadamente 400ºC y aproximadamente 800ºC durante un periodo comprendido entre al menos unos 10 minutos y hasta unos 150 minutos o más.
Adicionalmente, la fase de eliminación de resina puede tener como resultado una resistencia a la tracción incrementada del artículo resultante producido a partir del proceso de moldeado, comparado con un procedimiento similar en el que la resina no se ha eliminado. La fase de eliminación de resina también puede ser ventajosa debido a que durante la fase de expansión (es decir, la intercalación y exfoliación), cuando la resina se mezcla con los productos químicos de intercalación, puede generar productos derivados tóxicos en determinados casos.
Por consiguiente, al eliminar la resina antes de la fase de expansión, se obtiene un producto superior, con mejoras tales como las características de robustez aumentada que se han mencionado anteriormente. Las características de aumento de robustez constituyen el resultado parcial del aumento de expansión. Si las partículas conservan la resina, la expansión puede verse reducida.
La resina puede eliminarse antes de la intercalación, no sólo por motivos de características de robustez y cuestiones medioambientales, sino también por la posibilidad de que la resina pueda generar una reacción exotérmica inestable con el ácido.
En vista de lo anterior, se prefiere eliminar la mayor parte de la resina. Se prefiere aún más eliminar una cantidad superior a aproximadamente el 75% de la resina. Idóneamente, se eliminaría una cantidad superior al 99% de la resina.
Una vez que se ha triturado la lámina de grafito flexible, se le da la forma deseada y después se la somete a un proceso de curación (cuando está impregnada con resina) en la realización preferida. Alternativamente, se puede curar la lámina con anterioridad a su trituración, aunque se prefiere el curado posterior a la trituración.
Opcionalmente, se puede usar la lámina de grafito flexible utilizada para formar el material de disipación térmica inventivo como laminado, con o sin un adhesivo entre las capas de laminado. Se pueden incluir las capas que no sean de grafito en la pila de laminado, aunque ello puede requerir el uso de adhesivos, lo que puede no resultar ventajoso, como se ha mencionado anteriormente. Estas capas que no son de grafito pueden incluir metales, plásticos u otros productos no metálicos, como por ejemplo fibra de vidrio o cerámica.
Como se ha indicado anteriormente, las láminas así formadas de partículas comprimidas de grafito exfoliado son de naturaleza anisotrópica; es decir, la conductividad térmica de las láminas es mayor en el plano, o las direcciones "a", y no a través del plano, o dirección "c". De esta manera, la naturaleza anisotrópica de la lámina de grafito dirige el calor a lo largo de la dirección planar de la solución térmica (es decir, en la dirección "a" a lo largo de la lámina de grafito). Esta lámina posee generalmente una conductividad térmica en la dirección en el plano de al menos aproximadamente 140 W/mºK, preferentemente de al menos aproximadamente 200 W/mºK, e idóneamente de al menos aproximadamente 250 W/mºK, mientras que en la dirección a través del plano la conductividad térmica no es superior a aproximadamente 12 W/mºK, preferentemente no superior a aproximadamente 10 W/mºK e idóneamente no superior a aproximadamente 6 W/mºK. Por consiguiente, el material de disipación térmica posee un coeficiente anisotrópico térmico (es decir, la relación entre la conductividad térmica en el plano y la conductividad térmica a través del plano) no inferior a aproximadamente 10.
Se pueden manipular los valores de la conductividad térmica en las direcciones en el plano y a través del plano del laminado mediante la alteración del alineamiento direccional de las capas de grafeno de las láminas de grafito flexible utilizadas para formar la solución térmica, incluidos aquellos casos en los que se utilizan para formar un laminado, o mediante la alteración del alineamiento direccional de las capas de grafeno del propio laminado después de que éste haya sido formado. De esta manera, se incrementa la conductividad térmica en el plano de la solución térmica, mientras que se disminuye la conductividad térmica a través del plano de la solución térmica, lo que produce un incremento del coeficiente anisotrópico térmico.
Una de las maneras en que se puede conseguir esta alineación direccional de las capas de grafeno es mediante la aplicación de presión a las láminas componentes de grafito flexible, ya sea mediante el calandrado de las láminas (es decir, mediante la aplicación de fuerza tangencial) o mediante el prensado de molde o el prensado de platina recíproca (es decir, mediante la aplicación de compactación), siendo el calandrado más eficaz a la hora de producir una alineación direccional. Por ejemplo, cuando se calandran las láminas a una densidad de 1,7 g/cc, en contraposición a 1,1 g/cc, la conductividad térmica en el plano se incrementa desde aproximadamente 240 W/mºK a aproximadamente 450 W/mºK o superior, y se disminuye proporcionalmente la conductividad térmica a través del plano, incrementando de esta manera el coeficiente anisotrópico térmico de las láminas individuales y, por extensión, cualquier laminado que se forme a partir de las mismas.
Alternativamente, si se forma un laminado, se incrementa la alineación direccional de las capas de grafeno que constituyen el laminado en bruto, mediante por ejemplo la aplicación de presión, teniendo como resultado una densidad mayor que la densidad de partida de las láminas componentes de grafito flexible que constituyen el laminado. De hecho, se puede obtener de esta manera una densidad final para el artículo laminado de al menos unos 1,4 g/cc, preferentemente de al menos unos 1,6 g/cc, y hasta un límite de unos 2,0 g/cc. Se puede aplicar la presión usando medios convencionales, como por ejemplo prensado de molde o calandrado. Se prefieren presiones de al menos unos 60 megapascales (MPa), y se necesitan presiones de al menos unos 550 MPa, y preferentemente de al menos unos 700 MPa, para alcanzar densidades máximas de 2,0 g/cc.
El incremento de la alineación direccional de las capas de grafeno puede incrementar la conductividad térmica en el plano del laminado de grafito a conductividades que son iguales o incluso superiores a las del cobre puro, mientras que la densidad sigue siendo una fracción de la del cobre puro. Adicionalmente, el laminado alineado resultante también exhibe una fuerza incrementada, en comparación con un laminado no alineado.
Sorprendentemente, mediante el uso de dicho material de disipación térmica basado en grafito, se puede conseguir la reducción del factor de apoyo para el sistema estructural, e incluso la eliminación de un miembro de soporte totalmente, a la vez que aún se proporciona el apoyo mecánico necesario y una disipación térmica eficaz.
También se incluye un procedimiento para fabricar un sistema estructural para un dispositivo de visualización de imágenes. Este procedimiento incluye el suministro de una unidad de panel de visualización, un material de disipación térmica, un marco y al menos una fuente de luz, como por ejemplo un diodo emisor de luz. El procedimiento incluye la colocación del material de disipación térmica de manera que se encuentre en contacto térmico operativo con la fuente de luz, preferentemente de manera que esté adyacente a la fuente de luz y entre la fuente de luz y el marco. Se prefiere que el material de disipación térmica esté sustancialmente abierto, o expuesto, enfrente de la fuente de luz. Dicha fuente de luz se coloca de forma que mejore la visualización de una imagen en la unidad del panel de visualización.
Se sobreentiende que tanto la descripción general anterior como la descripción detallada que se presenta a continuación proporcionan realizaciónes de la invención y tienen como objetivo suministrar una visión general o estructura de comprensión de la naturaleza y el carácter de la invención, tal y como se presenta en las reivindicaciones. Se incluyen los dibujos adjuntos para proporcionar una comprensión adicional de la invención. Dichos dibujos se incorporan a la especificación y constituyen una parte de la misma. Los dibujos ilustran diferentes realizaciónes de la invención y, junto con la descripción, sirven para describir los principios y el funcionamiento de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en perspectiva lateral de los componentes de un dispositivo LCD (pantalla de cristal líquido) retroiluminado, de conformidad con la presente invención, incluidos los LED, el material reflectante, el material de disipación térmica y el miembro de soporte.
La Figura 2 es una vista de planta despiezada de sección transversal del dispositivo LCD retroiluminado de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista de planta de sección transversal del dispositivo LCD retroiluminado de la Figura 1.
La Figura 4 es una vista en perspectiva lateral de los componentes de un dispositivo LCD con iluminación lateral de conformidad con la presente invención, incluidos los LED montados en circuitos impresos (PCB), el material reflectante, el material de disipación térmica, los componentes ópticos de dispersión de la luz y el miembro de soporte.
La Figura 5 es una vista de planta despiezada de sección transversal del dispositivo LCD con iluminación lateral de la Figura 4.
La Figura 6 es una vista de planta de sección transversal del dispositivo LCD con iluminación lateral de la Figura 4.
La Figura 7 es una vista de planta lateral de sección transversal de una realización alternativa de un dispositivo LCD de iluminación lateral de conformidad con la presente invención.
La Figura 8 es una vista de planta lateral de sección transversal de otra realización alternativa de un dispositivo LCD de iluminación lateral de conformidad con la presente invención.
La Figura 9 es una vista frontal de un dispositivo de visualización de imágenes fabricado de conformidad con la presente divulgación, mostrado dentro de una carcasa y en el que se exhibe una imagen.
La Figura 10 es una vista despiezada en perspectiva lateral que muestra una realización de un dispositivo de visualización de imágenes fabricado de conformidad con la presente invención.
La Figura 11 es una vista trasera de un marco fabricado de conformidad con la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Por lo que respecta en general a las Figuras 1-3, se muestra un dispositivo de visualización de imágenes LCD retroiluminado, que se indica en general con el número 10. El dispositivo (10) comprende una serie de fuentes de luz, como por ejemplo LED (20), montadas de tal manera que pueden ser dirigidas hacia un panel de visualización de imágenes (no mostrado). El dispositivo (10) también comprende un material de disipación térmica (30), constituido por láminas de partículas comprimidas de grafito exfoliado. El material de disipación térmica (30) se encuentra en contacto térmico operativo con los LED (20), de manera que el calor generado por los LED (20) se transfiere al material de disipación térmica (30). Asimismo, el dispositivo LCD (10) también comprende un miembro de soporte (40), de manera que el factor de apoyo del dispositivo (10) es inferior a aproximadamente 375 mm-W/mºK. Preferentemente, el miembro de soporte (40) proporciona un factor de apoyo al dispositivo (10) inferior a aproximadamente 150 mm-W/mºK. Sin embargo, como se ha explicado anteriormente, en la realización que más se prefiere de la presente invención, el factor de apoyo del dispositivo (10) es de 0 mm-W/mºK, lo que quiere decir que no hay un miembro de soporte (40) en el dispositivo LCD (10). Se puede interponer un material reflectante alrededor de los LED (20) para facilitar una distribución uniforme de luz desde los LED (20).
Por lo que respecta a las Figuras 4-6, se muestra en las mismas un dispositivo LCD con iluminación lateral, indicado por el número 100. El dispositivo (100) comprende una serie de fuentes de luz, como LED (120) montados a lo largo de al menos una parte del perímetro del dispositivo (100); componentes ópticos de dispersión de la luz, como por ejemplo una guía de luz (170), ayudan a dirigir la luz de los LED (120) a un panel de visualización de imágenes (no mostrado). El dispositivo (100) también comprende material de disipación térmica (130), integrado por una o más láminas de partículas comprimidas de grafito exfoliado. El material de disipación térmica (130) se encuentra en contacto térmico operativo con los LED (20), de manera que el calor generado por los LED (20) se transfiere al material de disipación térmica (30). No obstante, debido a la configuración de los LED (120) alrededor del perímetro del dispositivo LCD (100), el contacto térmico operativo entre el material de disipación térmica (130) y los LED (120) se efectúa a través de conectores térmicos (135).
Los conectores térmicos (135) pueden ser de cualquier material capaz de establecer un contacto térmico entre los LED (120) y el material de disipación térmica (130). Preferentemente, los conectores térmicos (135) también están formados a partir de partículas comprimidas de grafito exfoliado, como ocurre en el material de disipación térmica (130). De hecho, en una realización especialmente preferida, el material de disipación térmica (130) está constituido de manera tal que posee conectores térmicos (135) formados integralmente en el mismo (como se ilustra en la Figura 7). En otras palabras, el material de disipación térmica (130) puede tener secciones dobladas a un ángulo de aproximadamente 90º para formar así los conectores térmicos (135).
En una realización alternativa, los circuitos impresos o PCB (160) sobre los que se montan los LED (120) pueden extenderse y doblarse a un ángulo de aproximadamente 90º para establecer la conexión térmica entre los LED (120) y el material de disipación térmica (130). Como se ha mencionado anteriormente, los PCB (160) en los que se montan normalmente los LED (120) son típicamente PCB de núcleo de metal; por consiguiente, se puede extender y doblar el núcleo de metal de dichos PCB (160) a un ángulo apropiado para proporcionar la conexión térmica entre los LED (120) y el material de disipación térmica (130), como se muestra en la Figura 8. Alternativamente, se pueden formar los PCB (160) a partir del denominado PCB flexible, con LED montados directamente sobre los mismos, con los PCB (160) ligados o acoplados de cualquier otra manera al material de disipación térmica (130). El material de circuito flexible a partir del cual se forman los PCB (160) puede ser poliimida, poliéster, polímero de cristal líquido (LCP), etc., y puede tener una pluralidad de vías conductoras térmicas que atraviesan el PCB flexible delgado (160) hasta llegar al material de disipación térmica (130) con el fin de mantener la resistencia térmica entre los dos lo más baja posible. Se puede utilizar un adhesivo para ligar los PCB (160) al material de disipación térmica (130).
El dispositivo LCD con iluminación lateral (100) también puede comprender un miembro de soporte (140), de tal manera que el factor de apoyo del dispositivo (100) es inferior a aproximadamente 375 mm-W/mºK. Preferentemente, el miembro de soporte (140) proporciona un factor de apoyo al dispositivo (100) inferior a aproximadamente 150 mm-W/mºK. En la realización que más se prefiere de la presente invención, el factor de apoyo del dispositivo (100) es de 0 mm-W/mºK, lo que quiere decir que el dispositivo LCD (100) no posee un miembro de soporte (140). Asimismo, se puede interponer un material reflectante (150) alrededor de los LED (120) o detrás de la guía de luz (170) para facilitar la distribución uniforme de luz desde los LED (120).
Por lo que respecta a las Figuras 9-11 (relativas a un LCD de retroiluminación (10), aunque los mismos conceptos también se pueden aplicar a los LCD con iluminación lateral), el dispositivo de visualización de imágenes retroiluminado (10) comprende un panel de visualización de imágenes (12) que muestra una imagen (14), un sistema estructural (18) y un material de disipación térmica (30) que se acopla funcionalmente con el sistema estructural (18) y se coloca enfrente del panel de visualización de imágenes (12). El sistema estructural (18) puede incluir un marco (17), el cual se puede denominar un marco de perímetro (17), que sirve para apoyar el panel de visualización de imágenes (12) y una pluralidad de LED (20) soportados por el marco (17). El marco (17) incluye una altura (22), un ancho (24) y una apertura (26) que abarca sustancialmente la altura (22) y el ancho (24). El material de disipación térmica (30) puede abarcar sustancialmente la altura (22) y el ancho (24) del marco (17). Alternativamente, el material de disipación térmica (30) puede comprender múltiples piezas de material de disipación térmica que abarcan en su conjunto sustancialmente la altura (22) y el ancho (24) del marco (17) en su conjunto.
Los LED pueden estar alineados sustancialmente dentro del marco (17) y pueden estar superpuestos a una parte de la apertura (26). Este alineamiento facilita que el material de disipación térmica (30) disipe el calor generado por los LED (20). También se pueden colocar los LED (20) dentro de la apertura (26) del marco (17).
En una realización preferida, el material de disipación térmica (30) comprende partículas comprimidas de grafito exfoliado, mientras que el marco (17) está compuesto de acero.
El panel de visualización de imágenes LCD (12) puede incluir un lateral de visualización de imágenes (13) en el que se muestra la imagen (14). Se puede observar el lateral de visualización de imágenes (13) a través de la carcasa (11) del dispositivo de visualización de imágenes (10), tal y como se ilustra con mayor claridad en la Figura 9.
El material de disipación térmica (30) también puede incluir un adhesivo y/o un material de interfaz térmico (no mostrado) en la superficie enfrente de los LED (20). Este adhesivo, por ejemplo un adhesivo piezosensible, puede facilitar un buen contacto térmico entre los LED (20) y el material de disipación térmica (30) para mejorar la disipación térmica dentro del dispositivo (10).
Adicionalmente, como se ilustra en la Figura 10, se pueden acoplar soportes cruzados (34) al marco (17). Se pueden utilizar los soportes cruzados (34) para fortalecer y estabilizar el marco (17) y el dispositivo de visualización de imágenes general (10). Los soportes cruzados (34) preferentemente soportan LED (20) y fijan los LED (20) al marco (17), ya se encuentren o no estos LED (20) montados en PCB. Se podrían utilizar múltiples soportes cruzados (34) para añadir una rigidez adicional al marco (17) y al dispositivo LCD (10). El acoplamiento entre los soportes cruzados (34) y el marco (17) podría incluir sujetadores mecánicos, como por ejemplo tornillos, pernos, remaches, abrazaderas y similares, todos ellos bien conocidos en este campo (no mostrados).
También se pueden utilizar miembros transversales (36) para añadir una rigidez adicional al marco (17). Los miembros transversales (36) preferentemente abarcan el marco (17) y pueden acoplar una pestaña (28) en el marco (17). Los miembros transversales (36) pueden estar compuestos de acero, aluminio y plástico (de forma individual o combinados). Se podrían utilizar los miembros transversales (36) para acoplar la carcasa (11) y asegurarla como parte del dispositivo de visualización (10). Los miembros transversales (36) podrían soportar una segunda pluralidad de componentes electrónicos, como por ejemplo circuitos impresos, con el fin de proporcionar controles para el dispositivo LCD (10). Los miembros transversales (36) podrían cruzar completamente el marco (17), como se puede observar en la Figura 10, o alternativamente extenderse parcialmente a través de la apertura (26).
El marco (17) puede estar fabricado como una pieza única extruida que se dobla para adoptar la forma deseada. Alternativamente, el marco (17) puede estar fabricado en piezas múltiples que se ensamblan mecánicamente por medios como remaches, soldaduras, fijaciones mecánicas Tox-lok® o similares, reduciendo así la necesidad de troquelar el marco (17) a partir de una lámina única de material.
Por consiguiente, al poner en práctica la presente invención se puede construir un panel de visualización, como por ejemplo una pantalla de cristal líquido y similares, que posea una necesidad menor de un miembro de soporte, obteniéndose así un ahorro sustancial de peso y coste con respecto al panel de visualización, a la vez que se conserva o incrementa la transferencia de calor desde los elementos generadores de calor dentro del dispositivo de visualización de imágenes.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.
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Claims (13)

1. Un dispositivo de visualización de imágenes (10) que comprende:
un panel de visualización de imágenes (12);
un sistema estructural (18) que incluye:
(i)
un marco (17) que se acopla funcionalmente al panel de visualización de imágenes. El marco comprende opcionalmente un miembro de soporte para montar el panel; y
(ii)
una pluralidad de fuentes de calor (20) que se acoplan funcionalmente al marco;
caracterizado porque el sistema estructural también comprende material de disipación térmica (30) que comprende a su vez al menos una lámina de partículas comprimidas de grafito exfoliado acoplada funcionalmente al marco en contacto térmico funcional con las fuentes de calor; y
en el cual el sistema estructural exhibe un factor de apoyo inferior a aproximadamente 375 mm-W/mºK, determinándose el factor de apoyo al multiplicar el grosor de cualquier miembro de soporte presente en el sistema estructural por su conductividad térmica en el plano.
2. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de la reivindicación 1, en el que:
el panel de visualización de imágenes (12) incluye un lateral de visualización de imágenes (13);
el marco de perímetro incluye una parte superior, una parte inferior, un primer lateral y un segundo lateral; y
las fuentes de calor (20) comprenden una pluralidad de componentes electrónicos que se acoplan funcionalmente al marco.
3. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el sistema estructural (18) exhibe un factor de apoyo inferior a aproximadamente 150 mm-W/mºK.
4. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de la reivindicación 3, en el que el sistema estructural (18) comprende un marco (17) que no posee un miembro de soporte y exhibe un factor de apoyo de 0.
5. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que las fuentes de calor (20) comprenden diodos emisores de luz, lámparas fluorescentes de cátodo frío, lámparas fluorescentes planas o combinaciones de las mismas.
6. El dispositivo de visualización de imágenes de las reivindicaciones 1 ó 2, el cual comprende un dispositivo de pantalla de cristal líquido (100).
7. El dispositivo de visualización de imágenes (100) de la reivindicación 6, que además comprende al menos un conector térmico (135) entre las fuentes de calor (120) y el material de disipación térmica (130).
8. El dispositivo de visualización de imágenes (100) de la reivindicación 7, en el que al menos un conector térmico (135) comprende el circuito impreso (160) sobre el que se montan los diodos emisores de luz (120).
9. El dispositivo de visualización de imágenes (100) de las reivindicaciones 1 ó 2, que además comprende un material reflectante (150) que se interpone alrededor de las fuentes de calor (120) para facilitar la distribución uniforme de luz a partir de las mismas.
10. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de la reivindicación 2, en el que la parte superior, la parte inferior, el primer lateral y el segundo lateral del marco (17) definen una apertura y la pluralidad de componentes electrónicos está situada sustancialmente dentro de la apertura.
11. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de la reivindicación 10, en el que el material de disipación térmica (30) abarca sustancialmente la apertura.
12. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de la reivindicación 11, en el que el material de disipación térmica (30) se acopla funcionalmente con la parte superior, la parte inferior, el primer lateral y el segundo lateral del marco (17).
13. El dispositivo de visualización de imágenes (10) de la reivindicación 2, en el que el panel de visualización de imágenes (12) es un panel de pantalla de cristal líquido y los componentes electrónicos incluyen diodos emisores de luz (20).
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