JP2005123194A - プラズマディスプレイパネル用ヒートスプレッダ - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイの発熱によるパネルユニットに応力がかかりクラックや破損を生じるのを防止する。
【解決手段】本発明は、ヒートスプレッダを複数のプラズマディスプレイパネルに適用する方法であって、（ａ）ヒートスプレッダ材料と離型材料との間に狭持されるように、接着剤が該ヒートスプレッダ材料上に配置されてなる、ヒートスプレッダ複合体を複数準備する工程と、（ｂ）前記複数のヒートスプレッダ複合体から前記離型材料を除去する工程と、（ｃ）前記接着剤により前記ヒートスプレッダ材料がプラズマディスプレイパネルに接着するように、前記ヒートスプレッダ複合体の少なくとも一つを複数のプラズマディスプレイパネルの各々に適用する工程、とを含む方法を提供する。
【選択図】図１

Description

発明の分野

本発明は、プラズマディスプレイパネルに有用なヒートスプレッダ、及びそのヒートスプレッダをプラズマディスプレイパネルに適用する方法に関する。

プラズマディスプレイパネルは、複数の放電セルを含む表示装置であり、放電セルにおける電極間に電圧を印加することにより所望の放電セルが光を放出して画像を表示するように構成される。プラズマディスプレイパネルの主要部分であるパネルユニットは、２枚のガラス基板を複数の放電セルに挟持するように接着することにより作製される。

プラズマディスプレイパネルにおいて、発光により画像形成させる放電セルは、熱を放出するため、セルの各々が熱源となり、これにより、プラズマディスプレイパネル全体の温度が上昇する。放電セルで発生した熱は、基板を構成するガラスに移動するが、パネル面に平行な方向には、基板材料の特性から熱が伝わりにくい。

さらに、発光のために活性化された放電セルの温度は著しく上昇する一方で、活性化されなかった放電セルの温度はそれほど上昇しない。このため、プラズマディスプレイパネルのパネル面温度は、画像領域で局部的に上昇し、何らかの放熱対策が施されないと放電セルが影響を受けて熱劣化が加速される。

さらに、活性な放電セルと非活性な放電セルとの間の温度差が高いことがあり、実際に、白色光を発生する放電セルとより暗い色を発生する放電セルとの間の温度差も高いことがあるので、従来のプラズマディスプレイパネルでは、パネルユニットに応力がかかりクラックや破損を生じ易い。

放電セルの電極に印加される電圧の上昇により放電セルの輝度が増加するが、それに伴いセルでの熱量も増加する。したがって、活性化のため大きな電圧がかかるセルは、熱劣化をより起こし易く、プラズマディスプレイパネルのパネルユニットの破損の問題が深刻化する傾向がある。

プラズマディスプレイパネルに用いられる熱調整用の材料として、例えば米国特許第５，８３１，３７４号（Ｍｏｒｉｔａ、Ｉｃｈｉｙａｎａｇｉ、Ｉｎｏｕｅ 、Ｋｏｍｙｏｊｉ、およびＫａｗａｓｈｉｍａ）には、グラファイトフィルム又はシートを使用することが示唆されている。さらに、剥離グラファイトの圧縮粒子からなるシートの熱拡散能も認識されている。実際に、このような材料は、オハイオ州レイクウッドにあるＡｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社からｅＧｒａｆ（登録商標）７００クラスの材料として市販されている。

グラファイトは、炭素原子の六角形配列又は網目構造の層面から構成されている。これらの六角形に配列された炭素原子の層面は、実質的に平坦であり、かつ実質的に平行で等距離となるように互いの層面が配向又は配列されている。炭素原子からなる実質的に平坦で平行な等距離の、通常「グラフェーン層」又は「基底面」と称されるシート又は層は、互いに連結又は結合され、それらの群はクリスタリット形態で配列されている。高度に配列したグラファイトは、相当大きいクリスタリットからなり、そのクリスタリットは、互いに高度に整列もしくは配向し、よく整列した炭素層を有する。換言すれば、高度に配列したグラファイトは、高いクリスタリット配向を有する。ここで、グラファイトは、異方性構造を有するため、熱伝導性や導電率等に高い方向性を有する多数の特徴を示したりあるいは有している。

簡単に述べると、グラファイトは、炭素の層状構造、すなわち、弱いファンデルワールス力により互いに接合した炭素原子の層または薄層が重なった構造を有することが特徴である。グラファイト構造を考える際、通常、２つの軸（又は方向）、すなわち、ｃ軸（又は方向）及びａ軸（又は方向）により説明できる。単純化するために、ｃ軸（又は方向）は、炭素層に垂直な方向と考えることができる。ａ軸（又は方向）は、炭素層に平行な方向、又はｃ軸方向に垂直な方向と考えることができる。フレキシブルグラファイトシート製造用のグラファイトは、相当高い配向性を有していることが好ましい。

上記したように、炭素原子からなる平行な各層は、弱いファンデルワールス力によってのみ結合を保っている。天然グラファイトの処理により、炭素の層または薄層が重なり合った間隔が広くなり、層と垂直な方向、すなわちｃ軸方向に著しく広がるため、炭素層の重なりが実質的に保たれたまま、伸張ないし膨張したグラファイト構造が形成される。

もとのｃ軸方向寸法の約８０倍以上の最終厚さ（またはｃ軸方向寸法）を有する程度に大きく膨張したグラファイトフレークは、バインダーを使用せずに、例えば、ウエブ、紙、ストリップ、テープ、箔、マット等（一般に「フレキシブルグラファイト」と呼ばれる）の膨張グラファイトの凝集又は一体化したシートに形成される。もとのｃ軸方向寸法の約８０倍以上の最終厚さ（またはｃ軸寸法）を有する程度にまで大容積化した膨張グラファイト粒子は、グラファイト粒子間での機械的な絡み合いや凝集力有するために、バインダー材料を用いなくとも圧縮して一体化したフレキシブルシートに形成することができると考えられる。

高圧縮から生じるシートの対向面は、実質的に平行な膨張グラファイト粒子やグラファイト層が配向しているため、上記のシート材料はフレキシブルであるとともに、熱伝導率の異方性が高く、熱拡散用途にとりわけ有用であることも判明した。このように製造されたシート材料は、優れた可撓性を有し、良好な強度及び高度の配向を有する。

簡単に述べると、フレキシブルでバインダーを必要としない異方性グラファイトシート材料（例えば、ウエブ、紙、ストリップ、テープ、箔、マット等）の製造方法は、もとの粒子寸法の約８０倍以上のｃ軸方向寸法を有する膨張グラファイト粒子を、バインダーを用いずに所定負荷で圧縮又は圧密化して、実質的に平坦でフレキシブルな一体化したグラファイトシートを形成する工程を含む。一度圧縮すると、その外観が一般的にコイル構造すなわち虫様になる膨張グラファイト粒子は、圧縮ひずみが残り、シート主面と対向した配置が維持される。シート材料の密度及び厚さは、圧縮の度合いを制御することにより変更できる。シート材料の密度は、約０．０４ｇ／ｃｃ〜約２．０ｇ／ｃｃの範囲とし得る。

フレキシブルグラファイトシート材料は、グラファイト粒子がシートの主対向平行表面と平行して整列しているので高い異方性を示し、シートの圧縮により異方性の程度が増加して配向性も増加する。圧縮された異方性シート材料においては、厚さ、すなわち、対向した平行シート表面に垂直な方向はｃ軸方向を含み、長さおよび幅に沿って広がる方向、すなわち、対向主面に沿った又は平行な方向はａ軸方向を含む。また、シートの熱的性質及び電気的性質は、ｃ軸方向とａ軸方向とでは、大きさが何桁も異なる。

プラズマディスプレイパネルにヒートスプレッダとしてグラファイトシートを使用することに伴う一つの欠点は、プラズマディスプレイパネルの製造方法にある。より詳細には、プラズマディスプレイパネルが極めて大きいため、プラズマディスプレイパネルにグラファイトヒートスプレッダを適用する工程が、プラズマディスプレイパネルの製造工程に障害が生じるものであってはならない。さらに、製造工程中にグラファイトスプレッダがはがれ落ちないようにしたり、グラファイトスプレッダとプラズマディスプレイパネルとの間の熱接触がスプレッダに高圧をかけなくても良好となるように、グラファイトスプレッダをパネルに接着させる手段が必要とされる。しかしながら、接着させる方法がヒートスプレッダの熱性能に著しく悪影響を及ぼすものであってはならない。

プラズマディスプレイパネルにグラファイトヒートスプレッダを付着させる一つの方法は、グラファイトに接着剤を適用することである。Ｔｚｅｎｇ、Ｇｅｔｚ、およびＷｅｂｅｒの米国特許公報６，２４５，４００号には、離型ライニングを施した感圧接着性フレキシブルグラファイトシート品の製造方法が記載されている。この離型ライナーは、グラファイトの層間剥離を生じることなくグラファイトシートから容易に除去できる。グラファイトシートは、グラファイト層間の結合力が比較的弱いため、グラファイトの層間剥離を生じることなく離型ライナーを除去することが重要な課題となる。Ｔｚｅｎｇらの特許の要点は、感圧接着剤を塗布する前にプライマーコーティングをグラファイトシートに適用することである。この手法の欠点は、追加のコーティング工程を必要するため、製造がさらに複雑になり且つコストが増加することである。

したがって、グラファイトシートをプラズマディスプレイパネル用ヒートスプレッダとして使用するには、プライマーコーティングを使用せずに離型ライニング感圧接着性フレキシブルグラファイトシートを製造する方法が必要となる。さらに、この方法においては、接着剤をコーティングしたグラファイトシートから離型ライナーをグラファイトの層間剥離を生じることなく極めて高速で離型できる必要があり、かつグラファイトヒートスプレッダの熱的性質を望ましくない程度まで減じてしまうものであってはならない。

発明の概要

したがって、本発明の目的は、大画面プラズマディスプレイパネルの製造工程において、ヒートスプレッダをプラズマディスプレイパネルに適用する方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、大画面プラズマディスプレイパネルの製造工程において使用できるヒートスプレッダ材料を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、ヒートスプレッダを適用しても製造工程の障害を生じることなく、大画面パネルの製造工程においてヒートスプレッダ材料をプラズマディスプレイパネル等の熱源に適用する方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、プラズマディスプレイパネル等の単一の熱源又は熱源集合体に適用でき、かつヒートスプレッダに高圧を加えなくともヒートスプレッダとプラズマディスプレイパネルとがしっかり接着して、所望の熱接触が得られるヒートスプレッダ材料を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、プラズマディスプレイパネル等の単一の熱源又は熱源集合体に適用でき、且つパネルの組み立て工程中に剥がれ落ちることなく熱源に接着できるヒートスプレッダ材料を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、ヒートスプレッダの熱性能にそれ程影響を与えない、プラズマディスプレイパネル等の単一熱源又は熱源集合体にヒートスプレッダを適用するための方法を提供することにある。

以下の記述により当業者には明らかになるであろう上記の目的は、ヒートスプレッダを複数のプラズマディスプレイパネルに適用する方法であって、ヒートスプレッダ材料と離型材料との間に狭持されるように接着剤が、該ヒートスプレッダ材料上に配置されてなる、ヒートスプレッダ複合体を複数準備する工程と、前記複数のヒートスプレッダ複合体から前記離型材料を除去する工程と、前記接着剤により前記ヒートスプレッダ材料がプラズマディスプレイパネルに接着するように、前記ヒートスプレッダ複合体の少なくとも一つを複数のプラズマディスプレイパネルの各々に適用する工程、とを含んでなる方法を提供することにより達成できる。

前記離型材料及び前記接着剤が、各ヒートスプレッダ材料に対して望ましくない損傷を生じることなく前記離型材料が所定離型速度で離型できるように選択されるものでなければならない。さらに、上記接着剤及び離型材料においては、平均離型負荷が離型速度約１メートル／秒（ｍ／ｓ）で約４０グラム／センチメートル（ｇ／ｃｍ）以下でなければならない。実際には、前記平均離型負荷が、離型速度約１ｍ／ｓで約２０ｇ／ｃｍ以下、最も好ましくは約１０ｇ／ｃｍ以下でなければならない。

さらに、前記接着剤は、好ましくは重ね剪断接着強度の最小値が、少なくとも約１２５ｇ／ｃｍ^２、より好ましくは平均重ね剪断接着強度が少なくとも約７００ｇ／ｃｍ^２でなければならない。

必要以上に大きな熱損失を避けるために、前記接着剤は、前記接着剤／ヒートスプレッダ材料の組み合わせの厚さ方向の熱抵抗が、前記接着剤を有していないヒートスプレッダ材料と比較して約１００％以下、好ましくは約３５％以下増加するものでなければならない。ライナーの離型速度、接着強度、および熱抵抗の要件を満たすために、接着剤厚さは、約０．５ミリ以下、最も好ましくは約０．１〜約０．２５ミリでなければならない。

前記ヒートスプレッダ材料は、グラファイトを含んでなるのが有利であり、とりわけ剥離グラファイトの圧縮粒子からなるシートを少なくとも一枚含んでなるのが有利である。これは、複数枚の膨張グラファイトの圧縮粒子を含む積層体として提供できる。

本発明の他の及びさらなる目的、特徴、および利点は、添付図面を参照しながら以下の開示を読むことにより、当業者には容易に明らかとなるであろう。

発明の具体的説明

グラファイトは、原子が平坦層状に共有結合した面どうしが、より弱く結合した結晶形態の炭素である。上記グラファイトのフレキシブルシート等の原材料を得る際に、天然グラファイトフレーク等のグラファイト粒子を、典型的には、例えば、硫酸及び硝酸の溶液からなる挿入物質（インターカラント）で処理することにより、グラファイトの結晶構造が反応してグラファイトとインターカラントとの化合物が形成される。処理したグラファイト粒子を、以下「インターカラントグラファイト粒子」と称する。高温暴露すると、グラファイト内のインターカラントが分解・揮発して、インターカラントグラファイトの粒子が、ｃ軸方向、すなわち、グラファイトの結晶面に垂直な方向に、もとの容積の約８０倍以上の寸法に蛇腹状に膨張する。膨張（剥離とも称される）グラファイト粒子は、外観がねじ状であり、したがって、一般的にウォームと称されている。ウォームは、ともに圧縮してフレキシブルシートとすることができる。フレキシブルシートは、処理前のグラファイトフレークとは異なり、種々の形状に形成及び切断でき、また変形により機械的影響を受けて小さな横軸開口を備えることができる。

本発明に使用するのに好適なフレキシブルシート用のグラファイト出発材料としては、熱に暴露したときに有機酸や無機酸だけでなくハロゲンを挿入して膨張させた、高度に黒鉛化した炭素質材料などがある。これらの黒鉛化度の高い炭素質材料は、最も好ましくは黒鉛化度が約１．０である。この開示で使用される用語「黒鉛化度」とは、下式による値（ｇ）を意味する：

（式中、ｄ（００２）は、結晶構造におけるグラファイトの炭素層間の間隔（単位：オングストローム）である）。グラファイトの層間の間隔ｄは、標準Ｘ線回折法により測定される。（００２）、（００４）及び（００６）ミラー指数に対応する回折ピークの位置を測定し、標準最小二乗法を用いてこれらのピークの全てについて全誤差を最小にする間隔を導く。黒鉛化度が高い炭素質材料の例として、種々の原料から得られる天然グラファイトだけでなく、他の炭素質材料、例えば、化学蒸着、ポリマーの高温熱分解、または溶融金属液からの結晶化等により調製したグラファイトなどが挙げられるが、天然グラファイトが最も好ましい。

本発明に使用されるフレキシブルシート用のグラファイト出発材料は、原料の結晶構造に必要とされる黒鉛化度を保ち、かつこれらが剥離し得る限り、非グラファイト成分を含有しても良い。一般的に、結晶構造に必要とされる黒鉛化度を有し、かつ剥離し得るいずれの炭素含有原料も、本発明に好適に使用できる。このようなグラファイトの灰分は、好ましくは２０重量％未満である。より好ましくは、本発明に用いられるグラファイトは、少なくとも約９４％の純度を有する。最も好ましい実施態様によれば、用いられるグラファイトは、少なくとも約９８％の純度を有する。

グラファイトシートを製造するための一般的な方法が、米国特許第３，４０４，０６１号（Ｓｈａｎｅ等）に記載されている。この文献に開示されている内容は、引用することにより本明細書の内容の一部とされる。Ｓｈａｎｅ等の方法の典型的な実施に際して、天然グラファイトフレークを、例えば、硝酸と硫酸の混合物溶液に分散する、好ましくは、グラファイトフレーク１００重量部当たりインターカラント溶液約２０〜約３００重量部（ｐｐｈ）程度含む溶液に分散することによりグラファイトに物質挿入を行う。インターカレーション溶液は、当該技術分野において公知の酸化剤等のインターカレーション剤を含有する。それらの例として、酸化剤及び酸化性混合物を含有するもの、例えば、硝酸、塩素酸カリウム、クロム酸、過マンガン酸カリウム、クロム酸カリウム、二クロム酸カリウム、過塩素酸等を含有する溶液、又は混合物、例えば、濃硝酸と塩素酸塩の混合物、クロム酸とリン酸の混合物、硫酸と硝酸の混合物、もしくは強有機酸（例えば、トリフルオロ酢酸）とこの有機酸に溶解する強酸化剤との混合物を含有する溶液などが挙げられる。別の方法として、電位を使用してグラファイトの酸化を生じさせることができる。電解酸化を用いたグラファイト結晶に導入できる化学種には、硫酸だけでなく他の酸も挙げられる。

好ましい実施態様によれば、インターカレーション剤は、硫酸又は硫酸とリン酸と、酸化剤、すなわち、硝酸、過塩素酸、クロム酸、過マンガン酸カリウム、過酸化水素、ヨウ素酸若しくは過ヨウ素酸との混合物の溶液等である。これらの溶液よりは好ましくないが、塩化第二鉄等のハロゲン化金属、及び塩化第二鉄と硫酸との混合物、又はハロゲン化物、例えば、臭素を臭素と硫酸の溶液としてか、あるいは臭素を有機溶媒に溶解した溶液として含有できる。

インターカレーション溶液の量は、約２０〜約３５０ｐｐｈの範囲でよく、より典型的には約４０〜約１６０ｐｐｈの範囲でよい。グラファイトフレークに物質挿入した後、過剰の溶液をグラファイトフレークから取り除いて、グラファイトフレークを水洗する。

別の方法として、インターカレーション溶液の量は、約１０〜約４０ｐｐｈとしてよい。この量では、米国特許第４，８９５，７１３号に開示ないし示唆されているように洗浄工程を省略してもよい。上記文献に開示されている内容も、引用することにより本明細書の内容の一部とされる。

インターカレーション溶液で処理したグラファイトフレークの粒子は、必要に応じて、例えば、２５℃〜１２５℃の範囲で酸化性インターカレーション液の表面膜と反応するアルコール類、糖類、アルデヒド類及びエステル類から選択された還元性有機剤と混合して、これら還元性有機剤と接触させてもよい。好ましい具体的有機剤としては、ヘキサデカノール、オクタデカノール、１−オクタノール、２−オクタノール、デシルアルコール、１，１０−デカンジオール、デシルアルデヒド、１−プロパノール、１，３−プロパンジオール、エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、デキストロース、フルクトース、ラクトース、スクロース、ジャガイモデンプン、エチレングリコールモノステアレート、ジエチレングリコールジベンゾエート、プロピレングリコールモノステアレート、グリセロールモノステアレート、ジメチルオキシレート、ジエチルオキシレート、メチルホルメート、エチルホルメート、アスコルビン酸、及びリグニン由来化合物、例えば、リグノ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。有機還元剤の量は、グラファイトフレークの粒子の約０．５〜４重量％の範囲であることが好ましい。

インターカレーション前、インターカレーション中、もしくはインターカレーション直後に膨張助剤を使用して改善することもできる。これらの改善には、剥離温度の減少及び膨張体積（「ウォーム体積」とも称される）の増加などがある。このための膨張助剤は、インターカレーション溶液に充分溶解して膨張を改善できる有機材料であるのが有利である。より詳細には、この種の有機材料としては、炭素、水素、及び酸素含有物を用いてもよく、このような有機材料のみを用いることが好ましい。上記有機材料としてカルボン酸がとりわけ有効であることが判明した。膨張助剤として有用である好適なカルボン酸は、炭素数が少なくとも１個、好ましくは炭素数が最大約１５個である、芳香族、脂肪族又はシクロ脂肪族、直鎖又は分岐鎖、飽和及び不飽和のモノカルボン酸類、ジカルボン酸類並びに多カルボン酸類から選択できるが、これらのカルボン酸は、一つ以上の剥離面で適度な改善をするのに有効な量のインターカレーション溶液に可溶であることが必要である。好適な有機溶媒を用いて、インターカレーション溶液への有機膨張剤の溶解度を改善することができる。

飽和脂肪族カルボン酸類の代表例としては、Ｈ（ＣＨ_２）_ｎＣＯＯＨ（式中、ｎは０〜約５の数である）等で表される酸類、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸等が挙げられる。カルボン酸類の代わりに、無水物又は反応性カルボン酸誘導体、例えば、アルキルエステルを用いてもよい。アルキルエステル類の代表例は、ギ酸メチル及びギ酸エチルである。硫酸、硝酸及び他の公知の水性インターカラントは、ギ酸を分解して最終的に水と二酸化炭素とすることができる。このため、ギ酸及び他の効果的な膨張助剤を、グラファイトフレークを水性のインターカラントに浸漬する前にグラファイトフレークと接触させるのが有利である。代表的なジカルボン酸として、炭素数が２〜１２個である脂肪族ジカルボン酸、特にシュウ酸、フマル酸、マロン酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、１，５−ペンタンジカルボン酸、１，６−ヘキサンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、シクロヘキサン−１，４−ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸、例えば、フタル酸又はテレフタル酸が挙げられる。代表的なアルキルエステルとして、ジメチルオキシレート及びジエチルオキシレートが挙げられる。代表的なシクロ脂肪族酸として、シクロヘキサンカルボン酸が挙げられ、代表的な芳香族カルボン酸として、安息香酸、ナフトエ酸、アンスラニル酸、ｐ−アミノ安息香酸、サリチル酸、ｏ−、ｍ−及びｐ−トリル酸、メトキシ及びエトキシ安息香酸、アセトアセタミド安息香酸類及びアセタミド安息香酸類、フェニル酢酸並びにナフトエ酸類が挙げられる。代表的なヒドロキシ芳香族酸としては、ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、４−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、５−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸、５−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸及び７−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸が挙げられる。多カルボン酸中で代表的なものとしては、クエン酸が挙げられる。

インターカレーション溶液は水性であり、剥離を高めるのに有効な量として、好ましくは膨張助剤を約１〜１０％含有する。膨張助剤を、インターカレーション水溶液に浸漬する前又は後にグラファイトフレークと接触させる実施態様では、膨張助剤とグラファイトとを混合するに際して、典型的には膨張助剤と約０．２重量％〜約１０重量％の量のグラファイトフレークとを、好適な手段、例えば、Ｖブレンダーにより混合できる。

グラファイトフレークに物質挿入した後及びインターカラントグラファイトフレークと有機還元剤との混合に続いて、混合物を、２５℃〜１２５℃の範囲の温度に暴露して還元剤とインターカラントグラファイトフレークとの反応を促進することができる。加熱期間は、約２０時間以内であり、例えば、上記範囲において温度が高い場合には、加熱時間はもっと短かくてもよく、少なくとも約１０分間である。より高い温度では、３０分間以下の時間、例えば、１０〜２５分間でよい。

上記のグラファイトフレークに物質挿入する方法、及び剥離方法は、黒鉛化温度、すなわち、約３０００℃以上の温度でグラファイトフレークを前処理したり、滑性添加剤のインターカラント溶液に含有させることにより促進できることがある。

グラファイトフレークの前処理又はアニーリングを行うと、その後にグラファイトフレークに物質挿入したり剥離したりする際に、膨張が顕著に高まる（すなわち、最大３００％以上の膨張体積が増加する）。実際には、膨張の増加が、アニーリング工程のない場合と比較して、少なくとも約５０％であることが望ましい。アニーリング工程での温度は、３０００℃よりも顕著に低いことがあってはならない。これは、温度がたとえ１００℃低くても実質的に膨張度合いが減少するからである。

本発明においてはインターカレーション及びそれに続く剥離によって、グラファイトフレークの膨張度合いが高くなるように、充分な時間のアニーリングを行う。典型的には、必要な時間は、１時間以上、好ましくは１〜３時間必要であり、不活性環境下で行うのが最も有利である。最良の結果を得るには、アニーリングを行ったグラファイトフレークを、当該技術分野において公知の他の工程、すなわち、有機還元剤や有機酸等のインターカレーション助剤の存在下で物質挿入を行ったり、物質挿入に続いて界面活性剤により洗浄行ったりして膨張度を高める。さらに、最良の結果を得るには、物質挿入工程を反復しても良い。

本発明のアニーリング工程は、公知であり、かつ黒鉛化の分野で知られている誘導炉あるいは他の同様な装置において実施することができる。黒鉛化を行う３０００℃の範囲の温度は、黒鉛化工程での最も高い温度である。

グラファイトのインターカレーションアニーリングの前工程を実施すると、得られたウォームが「塊」となってしまい、面積重量の均一性に悪影響を及ぼすことがあることが観察される。そのため、「自由流動」ウォームを形成するのに役立つような添加剤を用いることが非常に望ましい。滑性添加剤をインターカレーション溶液に添加することにより、圧縮装置の床（例えば、グラファイトウォームをフレキシブルグラファイトシートに圧縮（又は「カレンダー加工」）するのに従来から使用されているカレンダーステーションの床）全体にウォームがより均一に分布しやすくなる。したがって、得られたシートは、原料グラファイト粒子が通常用いられるものよりも小さいときであっても、面積重量の均一性及び引張り強度がより大きくなる。滑性添加剤は、好ましくは長鎖炭化水素である。たとえ他の官能基が存在している場合でも、長鎖炭化水素基を有する他の有機化合物を、用いることもできる。

滑性添加剤は、より好ましくはオイルであり、鉱油が最も好ましい。これは、とりわけ鉱油が、不快な匂いを生じにくい（長期間保存を考慮すると重要である）からである。上記で詳細に述べた膨張助剤の中にも、滑性添加剤として機能するものがる。これらの材料を膨張助剤として使用するとき、インターカラントに別個に滑性添加剤を含有させる必要がない場合もある。

滑性添加剤は、少なくとも約１．４ｐｐｈ、より好ましくは少なくとも約１．８ｐｐｈの量でインターカラントに存在する。滑性添加剤の含有量の上限は、下限値ほど重要ではないものの、約４ｐｐｈを超える程度、滑性添加剤を添加しても顕著なさらなる利点が得られない。

このように処理されたグラファイト粒子は、「インターカラントグラファイトの粒子」と称されることがある。高温、例えば、少なくとも約１６０℃の温度、とりわけ約７００℃〜１０００℃及びそれ以上の温度に暴露すると、インターカラントグラファイトの粒子は、ｃ軸方向、すなわち、構成グラファイト粒子の結晶面に垂直な方向に、蛇腹状にもとの体積の約８０〜１０００倍以上に膨張する。膨張、すなわち、剥離したグラファイト粒子は、その外観が虫状であることから、一般的にウォームと称される。ウォームを、一緒に圧縮成形して小さな横軸開口を有するフレキシブルシートとすることができる。このフレキシブルシートは、もとのグラファイトフレークとは異なり、以下で説明するように、種々の形状に形成したり切断できる。

別の方法として、本発明のフレキシブルグラファイトシートは、新たに膨張させたウォームではなく再粉砕したフレキシブルグラファイトシートの粒子を利用することができる。シートは、新たに形成したシート材料、リサイクルしたシート材料、スクラップシート材料又は他の好適な原料であってもよい。

また、本発明の製造方法においては、未使用材料とリサイクル材料との混合物を使用してもよい。

リサイクル材料の原料は、上記のように圧縮成形したシートやそのシート切れ端部分、又は、例えば、前カレンダー加工ロールで圧縮した樹脂未含浸のシートであって良い。さらに、原料は、樹脂を含浸させた未硬化のシートやそのシートの切れ端部分、又は樹脂含浸して硬化させたシートやそのシートの切れ端部分でも良い。また、原料は、フローフィールドプレート又は電極等のリサイクルフレキシブルグラファイトＰＥＭ燃料電池成分であってもよい。グラファイトの種々の原料を、そのまま使用してもよいし、天然グラファイトフレークと混合して用いても良い。

フレキシブルグラファイトシートの原料が得られたら、次いで、ジェットミル、エアーミル、ブレンダー等の公知の方法又は装置により粉砕して粒子を得ることができる。粒子の大部分が２０ＵＳメッシュを通過するような直径を有することが好ましい。粒子の大部分（約２０％超え、最も好ましくは約５０％を超える）が８０ＵＳメッシュを通過しないような直径を有するものであることがより好ましい。粒子は、粒度が約２０メッシュを超えない直径を有するものであることが最も望ましい。樹脂を含浸させてそのまま粉砕する場合に、粉砕工程中に樹脂系が熱損傷しないように、フレキシブルグラファイトシートを冷却した方が良いこともある。

粉砕粒子のサイズは、グラファイト製品の機械加工性と成形性とがバランスするように選択すればよい。したがって、粒子が小さいほど、グラファイト製品の機械加工及び/又は成形がより容易となり、一方、粒子が大きいほど、グラファイト製品異方性が大きくなり、したがって、面内の電気伝導率及び熱伝導率がより大きくなる。

原料が樹脂含浸されたものである場合、樹脂を粒子から除去するのが好ましい。樹脂を除去する場合の詳細については、以下にさらに説明する。

原料を粉砕し、樹脂を除去したら、次に再膨張させる。上記の物質挿入方法や剥離工程、並びに米国特許第３，４０４，０６１号（Ｓｈａｎｅ等）や米国特許第４，８９５，７１３号（Ｇｒｅｉｎｋｅ等）に記載されている物質挿入方法や剥離工程を用いることにより、再膨張させることができる。

典型的には、物質挿入の後、炉においてインターカラントグラファイト粒子を加熱することにより粒子を剥離する。この剥離工程中、天然のインターカラントグラファイトフレークを、再利用したインターカラントグラファイト粒子に添加しても良い。再膨張工程中、粒子を膨張させて比容積が少なくとも約１００ｃｃ／ｇで最大約３５０ｃｃ／ｇ以上の範囲とすることが好ましい。最終的に、再膨張工程の後、再膨張させた粒子を圧縮して、以下で説明するフレキシブルシートとすることができる。

出発原料が樹脂を含浸させたものである場合、好ましくは樹脂を、粒子から少なくとも部分的に除去しなければならない。この除去工程は、粉砕工程と再膨張工程との間で行う必要がある。

ある実施態様によれば、除去工程には、再粉砕粒子を含有する樹脂を、例えば、直火上等で加熱することが含まれる。より詳細には、含浸樹脂を、少なくとも約２５０℃の温度に加熱して樹脂の除去を行っても良い。この加熱工程の間、熱分解物のフラッシングを避けるように注意を払う必要がある。これは、空気中で注意深く加熱するか、あるいは不活性雰囲気中で加熱することにより熱分解のフラッシングを防止できる。約４００℃〜約８００℃の範囲で、少なくとも約１０分間〜約１５０分間以上加熱するのが好ましい。

さらに、樹脂の除去工程により、樹脂を除去しなかった場合と比較して、成形工程により得られた製品の引張り強度が増加する。また、膨張工程（すなわち、物質挿入及び剥離）中、樹脂をインターカレーション薬剤と混合するときに、場合によっては、毒性のある副産物を生成することがあることからも、樹脂除去工程が有利である。

したがって、樹脂を膨張工程前に除去することにより、上記した強度特性の増加等の優れた製品が得られる。強度特性が増加するのは、一つには、膨張度が増加するからである。樹脂が粒子に存在した状態では、膨張が制限される。

強度特性及び環境面に加えて、樹脂と酸との暴走発熱反応を生じる可能性がある点から、物質挿入前に樹脂を除去しても良い。

上記の観点から、樹脂の大部分を除去することが好ましい。より好ましくは、樹脂の約７５％超を除去する。最も好ましくは、樹脂の９９％超を除去する。

フレキシブルグラファイトシートを粉砕したら、それを所望の形状（すなわち、シート）に成形した後、好ましい実施態様では（樹脂を含浸させた場合）硬化させる。別の方法として、シートを粉砕前に硬化させても良いが、粉砕後に硬化させるのが好ましい。

フレキシブルグラファイトシート及び箔は、密着していて取扱い強度が良好な程度、好ましくは、例えば、圧縮成形により厚さ約０．０２５〜３．７５ｍｍで一般的密度１立方センチメートル当たり約０．１〜１．５グラム（ｇ／ｃｃ）まで圧縮する。セラミック添加剤約１．５〜３０重量％を、米国特許第５，９０２，７６２号（引用することにより本明細書の内容の一部とする）に記載されているインターカラントグラファイトフレークと混合してフレキシブルグラファイトの最終製品における樹脂含浸度を高めることができる。添加剤としては、長さが約０．１５〜１．５ミリメートルであるセラミック繊維粒子などがある。粒子の幅は、好適には約０．０４〜０．００４ｍｍである。セラミック繊維粒子は、グラファイトに対し反応性や接着性がなく、約１１００℃以下、好ましくは約１４００℃以上の温度で安定である。好適なセラミック繊維粒子は、細断石英ガラス繊維、炭素繊維及びグラファイト繊維、ジルコニア、窒化ホウ素、炭化ケイ素繊維及びマグネシア繊維、天然鉱物繊維、例えば、メタケイ酸カルシウム繊維、カルシウムアルミニウムシリケート繊維、酸化アルミニウム繊維等からなるものである。

また、フレキシブルグラファイトシートは、樹脂で処理すると有利なことがあり、吸収された樹脂は、硬化後、フレキシブルグラファイトシートの耐湿性や取扱い強度、すなわち、剛性を高めるだけでなく、シートの形態を「固定」することができる。好適な樹脂含量は、好ましくは少なくとも約５重量％、より好ましくは約１０〜３５重量％であり、好適には約６０重量％以下である。本発明の実施にとりわけ有用であることが判明した樹脂としては、アクリル型、エポキシ型及びフェノール型樹脂系、もしくはそれらの混合物などが挙げられる。好適なエポキシ樹脂系としては、ジグリシジルエーテル又はビスフェノールＡ（ＤＧＥＢＡ）を主成分とするもの、及び他の多官能樹脂系などが挙げられる。使用し得るフェノール系樹脂としては、レゾールフェノール樹脂及びノボラックフェノール樹脂などがある。

本発明を、ヒートスプレッダのプラズマディスプレイパネルへの適用の面から記載しているが、本発明の方法及びヒートスプレッダは、他の熱源又は熱源集合体、とりわけ大画面パネルを製造する工程に同様に適用できる。

プラズマディスプレイパネルは、現在１メートル以上のサイズ（コーナーからコーナーまでを測定した値）で製造されている。したがって、ホットスポットがパネルに悪影響を与えないように冷却用として使用されるヒートスプレッダも比較的大きく、約２７０ミリメートル×約５００ミリメートルのオーダーであること、もしくは概略８００ミリメートル×５００ミリメートル程度に大きいこと、又はそれ以上の大きさであることが必要である。プラズマディスプレイパネルには、上記したように、各々がプラズマガスを含んでいる数十万のセルが存在する。電圧を各セルに加えると、各セルで、プラズマガスが蛍光体と反応して着色光が発生する。プラズマを生じさせるにはガスをイオン化させる相当な電力が必要であることから、プラズマディスプレイが非常に熱くなることがある。さらに、パネルの特定の領域における色に応じて、ホットスポットがスクリーン上に生じることがあり、これにより、蛍光体が急速に破壊されてディスプレイの寿命が短くなるだけでなく、パネル自体に熱応力が生じることがある。したがって、これらのホットスポットの影響を減少させるために、ヒートスプレッダが必要とされている。

剥離グラファイトの圧縮粒子のシート、とりわけ剥離グラファイトの圧縮粒子のシートの積層物は、プラズマディスプレイパネルのヒートスプレッダとして特に有用であることが判明した。実際には、グラファイトヒートスプレッダが、その上面に接着剤層を有し、ヒートスプレッダをプラズマディスプレイパネルに、とりわけプラズマディスプレイパネルの組み立て工程中に接着できるものを得る必要がある。次いで、離型ライナーを使用して接着剤の上に被覆して離型ライナーとグラファイトシートとの間に接着剤を挟持した状態にすることにより、プラズマディスプレイパネルに接着する前にグラファイトヒートスプレッダの保存及び輸送ができるようにしなければならない。

離型ライナーを有する接着剤塗布グラファイトシート（又はシートの積層物）を使用するには、大画面プラズマディスプレイパネルの製造工程に有益になるよう満たさなければならない一定の要件がある。より詳細には、離型ライナーは、グラファイトの層間剥離を生じることなく高速でシートから除去することができなければならない。層間剥離は、実際には離型ライナーを、シートから接着剤及びグラファイトの一部分を引っ張りそのまま除去されるときに生じ、その際にグラファイトの損失を生じてグラファイトシート自体の損傷し、グラファイトシートをプラズマディスプレイパネルに接着するのに必要とする接着剤が減少するだけでなく、外観が見苦しく不適当なものとなる。

しかしながら、グラファイトの層間剥離を生じることなく接着剤／グラファイトシートから離型ライナーを剥離できるように接着剤と離型ライナーを選択しなければならないものの、パネルが種々の方向に向けられることを前提として、プラズマディスプレイパネル上にグラファイトシートが所定位置に維持されるとともに、ヒートスプレッダ（単一又は複数）とパネルとの間の良好な熱接触を確保できるよう、接着剤が充分な接着強度を有していなければならない。

さらに、接着剤により、ヒートスプレッダの熱性能が顕著に減少してはならない。換言すれば、実質的な厚さを有する層で適用される接着剤は、ヒートスプレッダの熱性能を妨害することがある。これは、接着剤が、プラズマディスプレイパネルからヒートスプレッダへの熱伝導を妨害することによる。

したがって、接着剤と離型ライナーとの組み合わせにより、例えば、ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＨＳＲ−１０００高速離型テスターで測定したときに、離型速度約１ｍ／秒で離型負荷が約４０ｇ／ｃｍ以下、より好ましくは約２０ｇ／ｃｍ以下、最も好ましくは約１０ｇ／ｃｍ以下となるようにバランスをとる必要がある。例えば、大画面プラズマディスプレイパネルの製造要件に適合させるために、離型ライナーを約１ｍ／秒で除去することが望ましい場合には、離型ライナーの平均離型負荷は、その離型速度でグラファイトの層間剥離を生じることなく離型ライナーを除去できるためには、約４０ｇ／ｃｍ以下、より好ましくは約２０ｇ／ｃｍ以下、最も好ましくは約１０ｇ／ｃｍ以下でなければならない。このためには、接着剤は、最も好ましくは厚さが約０．３ミリ以下でなければならない。

バランスをとらなければならない別の因子としては、接着剤の接着強度である。上記したように、接着強度は、プラズマディスプレイパネルの製造工程中にプラズマディスプレイパネル上の所定位置にヒートスプレッダが維持されるとともに、ヒートスプレッダとプラズマディスプレイパネルとの間の良好な熱接触を確保するために、充分な接着強度を有していなければならない。必要とする接着性を得るために、接着剤は、例えば、ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＴＴ−１０００引っ張り試験機で測定したときに、重ね剪断接着強度の最小値が少なくとも約１２５ｇ／ｃｍ^２、より好ましくは平均重ね剪断接着強度が少なくとも約７００ｇ／ｃｍ^２でなければならない。

上記の要件を具備する場合であっても、上記のように、接着剤がヒートスプレッダの熱性能を実質的に妨害するものであってはならない。このことは、接着剤が存在しても、接着剤を有しないヒートスプレッダ材料自体と比較して、ヒートスプレッダの厚さ方向の熱抵抗の増加割合が約１００％を超えてはならないことを意味する。実際に、より好ましい実施態様によれば、接着剤は、接着剤を有しないヒートスプレッダ材料と比較して、熱抵抗の増加は約３５％を超えない。したがって、接着剤は、熱抵抗が大きく増加してしまうのを回避するに充分な程度に薄い状態で、離型負荷要件と平均重ね剪断接着強度要件とを満たすことが必要である。そのためには、接着剤の厚さは、約０．５ミリ以下、より好ましくは約０．２５ミリ以下でなければならない。

大画面のプラズマディスプレイパネルの製造工程に適用されるのに有用なヒートスプレッダの製造に必要とする上記のバランスをとるためには、ヒートスプレッダが、厚さ約２．０ミリメートル以下、密度約１．６〜約１．９グラム／立方センチメートルである剥離グラファイトの圧縮粒子のシート又は複数のシートの積層物である場合には、所望の厚さでＡｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販されているＡｒｏｓｅｔ３３００感圧アクリル接着剤と、シリコーン塗布クラフト紙製の離型ライナー、例えば、Ｔｅｃｈｎｉｃｏｔｅ社の部門であるＳｉｌ Ｔｅｃｈから市販されているＬ２離型ライナーとの組み合わせを用いると、所望の結果を得ることができる。したがって、剥離グラファイトの圧縮粒子の剪断グラファイト又は複数の剪断グラファイトの積層物等のヒートスプレッダ材料を含んでなるヒートスプレッダ複合体が提供される。このヒートスプレッダ材料は、接着剤がヒートスプレッダ材料と離型材料との間に挟持されるようにヒートスプレッダ上に配置され、ヒートスプレッダ材料の熱性能が離型層と実質的に妥協されないような厚さを有するものである。次いで、離型材料を、ヒートスプレッダ／接着剤の組み合わせから除去する操作を行い、次に、このヒートスプレッダ材料／接着剤の組み合わせを、プラズマディスプレイパネルに適用して、接着剤によりヒートスプレッダ材料をプラズマディスプレイパネルに接着する。さらに、複数のプラズマディスプレイパネルを製造している場合は、ヒートスプレッダ／接着剤の組み合わせの少なくとも一つを、複数のプラズマディスプレイパネルの各々に適用する。

このようにして、ヒートスプレッダがパネルに供給されて適用されつつも、大画面プラズマディスプレイパネルの製造が継続されるような方法で、プラズマディスプレイパネルに優れたヒートスプレッダを設けることができる。

本発明をより完全に理解するのを容易にするために、多数の実施例を以下に示す。しかしながら、本発明の範囲は、説明の目的のみで示したこれらの実施例に開示されている具体的な実施態様には限定されない。以下の実施例で言及される全ての割合及び量は、特記のない限りは重量基準である。

実施例１
ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＨＳＲ−１０００高速離型試験器を用いて、高速離型ライナー試験を実施した。試験条件は、駆動輪速度設定値４００フィート／分、８００フィート／分、離型角１８０度、表面離型速度４０インチ／秒、８０インチ／秒、スプレッダー離型速度０．５秒及び０．２５秒、試料サイズ２インチ×８インチであった。

高速離型試験を、図１に示す。離型ライナー２０を、試料の一端からわずかに引き剥がして、グラファイトヒートスプレッダ１０と離型ライナー２０を露出させる。グラファイト１０の露出端を、クランプ１００で所定の位置にしっかりと保持するとともに、ペーパートレーラー１１０を、離型ライナー２０の自由端にとりつける。次に、ペーパートレーラー１１０を、それ自体の上に折り返し、駆動輪１２０と遊動輪１２５との間に供給する。この試験では、駆動輪１２０を設定速度で駆動し、図２に示す遊動輪１２５により支持されているペーパートレーラー２０に押し付ける。駆動輪１２０により駆動されるトレーラー２０が、駆動輪１２０と同じ速度で移動して、グラファイトシアー（剪断）１０から離型ライナー２０を引っ張る。

ペーパートレーラー１１０を、それ自体の上に折り返すので、ライナー２０が、約１８０度の離型角でグラファイトシアー１０から除去される。これにより、接着剤界面が、ペーパートレーラー１１０の速度の半分の速度でグラファイト試料１０の表面に沿って移動する。上記したように、試験を、界面離型速度４０インチ／秒及び８０インチ／秒に対応する駆動輪１２０速度４００フィート／分及び８００フィート／分で実施した。これらの速度は、それぞれ離型ライナーの離型速度０．５秒及び０．２５秒に相当する。

各試験中、最大離型力を試料の幅２インチ当たりのｇとして記録した。試験後、各試料を、グラファイトの層間剥離、グラファイトの隆起領域又はグラファイトの離型ライナーへの移行を調べた。グラファイトの大きく隆起した領域が観察された場合、又は黒鉛の層間剥離があった場合には、試料の試験結果を不合格とした。結果を、２つの異なる接着剤組成物について、表Ｉに示す：

表Iに示すように、Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤を塗布したｅＧｒａｆ７５５グラファイトヒートスプレッダ材料の合計１９９の試料を、離型速度０．５秒で試験を行った。その結果、１６３の試料が試験に合格し、３６の試料が不合格であり、合格率８２％であった。不合格であった試料について測定した最大離型力の平均値は１５４グラム／幅２インチであり、一方、合格した試料の平均値は４２グラム／幅２インチであった。

Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤を塗布した合計１２の試料を、８の試料については離型速度０．５秒で試験し、４の試料については離型速度０．２５秒で試験を行った。両方の場合において、全ての試料が合格した。より低速度で試験したものについて測定した最大離型力の平均値は１７．４グラム／幅２インチでしかなく、一方、より早い速度の場合の平均値は、１９．７グラム／幅２インチしかなかった。

実施例２
重ね剪断接着試験を、ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＴＴ−１０００引張り試験機を用いて実施した。設定試験条件は、クロスヘッド速度０．５インチ／分、重ね剪断領域サイズ１”×１”である。ｅＧｒａｆ試験片のサイズは、幅１”×長さ４”であった。試験基板材料ガラス及び試験基板サイズは、幅２”×長さ４”であった。試料をガラス基板に貼着し、重量１０００グラムの荷重を、試験前に、グラファイト側のグラファイト／ガラス接合部に２０分間かけた後、各試料グラファイトを裁断して試料片とした。接合部には、他の力は加えなかった。

上側のチャックにガラス基板を把持し、下のチャックに試料を把持するように試料を引っ張り試験機に組み付けた。試験を、クロスヘッド速度０．５”／分で実施した。最大重ね剪断が、各試料について得られた。これらを、表IIにまとめて示す：

表IIに示すように、Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤を塗布したｅＧｒａｆ７５５黒鉛ヒートスプレッダの１００の試料を、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤を塗布したｅＧｒａｆ７５５ヒートスプレッダの１０の試料とともに試験した。Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤塗布試料についての最大重ね剪断強度の平均値は、４１２９グラムであり、一方、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤塗布試料についての平均値は、３７３８グラムであった。Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤試料についての標準偏差は、１４２２グラムであり、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤試料の標準偏差は、１８２２グラムであった。したがって、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤を用いたときの重ね剪断強度は平均１０％減少する。

実施例３
プローブタック試験を、ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＰＴ−１０００ Ｐｒｏｂｅ Ｔａｃｋ Ｔｅｓｔｅｒを用いて実施した。プローブタックは、負荷をかけない状態での基板への接着剤の初期「グラブ（くっつき）」の尺度である。Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤及びＡｒｏｓｅｔ３３００接着剤をそれぞれ塗布したｅＧｒａｆ７５５グラファイトヒートスプレッダの試料について、プローブタックロードを得た。結果を、表IIIにまとめて示す：

表IIIに示すように、Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤を塗布した２６の試料及びＡｒｏｓｅｔ３３００接着剤を塗布した１６の試料について、プローブタック試験を実施した。Ａｒｏｓｅｔ３２５０試料は、３つのスプレッダから得たものであり、Ａｒｏｓｅｔ３３００試料は、２つのスプレッダから得たものであった。Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤塗布試料についてのプローブタックロードの平均値は、２３グラムであり、一方、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤塗布試料についての平均値は、１９．１グラムであった。Ａｒｏｓｅｔ３２５０塗布試料についての標準偏差は、１０．５グラムであり、一方、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤塗布試料についての標準偏差は、９．０グラムであった。これらのことから、Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤と比較して、３３００接着剤についてのプローブタックロードが平均で１７％減少したことが分かる。

実施例４
厚さ方向耐熱性試験を、ＡＳＴＭ Ｄ５４７０改良熱伝導率試験を用いて実施した。接着剤を用いないｅＧｒａｆグラファイトヒートスプレッダと、Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤又はＡｒｏｓｅｔ３３００接着剤を一方の側のみに適用したｅＧｒａｆ７５５ヒートスプレッダについて試験を行った。材料ごとに、２つの試料を試験した。試料は、直径２．０インチであり、試験を、接触圧１６ｐｓｉでかつ公称試験片温度５０℃で行った。試験結果を、表IVにまとめて示す。この表から明らかなように、接着剤を用いないｅＧｒａｆ７５５材料の熱抵抗は、３．４８ｃｍ^２℃／Ｗであった。Ａｒｏｓｅｔ３２５０塗布試料の熱抵抗は、４．４６〜４．５５ｃｍ^２℃／Ｗで異なっており、一方、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤塗布試料の熱抵抗は、３．７７〜３．９９ｃｍ^２℃／Ｗで異なっていた。このことは、Ａｒｏｓｅｔ３３００接着剤塗布試料の熱性能は、Ａｒｏｓｅｔ３２５０接着剤塗布試料の熱性能よりも実質的に優れていることを示す。

上記例は、本発明のバランスのよいヒートスプレッダ複合体を得るために、ヒートスプレッダ材料とともに使用することができる離型ライナー及び接着剤を特定するのに使用される必要のあるバランス試験を示す。

実施例５
左側パームレストの下方にシステムのハードディスク・ドライブを有する従来のノートブックコンピュータを準備する。ＡＶＩファイルを作動させることにより、コンピュータのハードディスク・ドライブを作動させ、左側のパームレスト、タッチパッド、及び右側のパームレストの外部温度を、赤外線カメラを用いてモニターし、結果を記録する。コンピュータのケースを取り外し、２つの主面を有するフレキシブルグラファイトシートからなるサーマルソリューションを、シートの一方の主面がハードディスク・ドライバに作動接触するようにしてハードディスク・ドライバとコンピュータケースとの間に配置する。このサーマルソリューションは、厚さが０．５ｍｍであり、Ｘ−Ｙ面における熱伝導率が２６０Ｗ／ｍ°Ｋであり、各面に０．０１３ｍｍポリエチレンテレフタレートフィルムのコーティングを有するものであった。次いで、ノートブック型コンピュータの試験を、上記と同様の方法で行った。これらの両者の結果を、表Vに示す：

上記の結果から明らかなように、本発明のサーマルソリューションを使用すると、左側のパームレストの温度が顕著に減少し、左右のパームレストの温度差が顕著に改善されている。

実施例６
カーボン複合体からなるケースに、放熱板としての本発明のサーマルソリューションを組み合わせて、ノートブック型コンピュータのグラフィックプロセッサが冷却されることを示す。本実施例においては、２つの主面を有し、Ｘ−Ｙ面における熱伝導率が２６０Ｗ／ｍ°Ｋであるフレキシブルグラファイトシートからなる厚さ０．２５ｍｍのサーマルソリューションを、ノートブック型コンピュータの下側ケースに接着させる。グラフィックプロセッサとサーマルソリューションとの間の接触圧を高めるとともに熱抵抗を最適化するように、圧縮性のパッドをサーマルソリューションの下に、グラフィックプロセッサと整列して配置する。したがって、プロセッサからの熱は効果的にサーマルソリューションに移行し、これにより熱が効果的に拡散しながらノートブック型コンピュータのカーボン製ケースに移行される。この結果、グラフィックプロセッサのチップ動作温度が著しく減少するとともに、ケース上に小さな「ホットスポット」が発生するのを回避することができる。本実施例において、プロセッサの熱は、サーマルソリューションによって、カーボン製のケースに、チップ「フットプリント」（約５ｃｍ^２）よりも極めて大きい面積（約７０ｃｍ^２）にわたり伝達される。これは、他のサーマルスプレッダーあるいはインターフェース材料では不可能である。

実施例７
同様の方法で、インテルペンティアム（登録商標）Ｍ １ＧＨｚマイクロプロセッサーを冷却した。本実施例においては、ＣＰＵが発生する熱は、キーパッド領域上のカーボン製ケースの上部に移行する。２つの主面を有し、Ｘ−Ｙ面における熱伝導率が２６０Ｗ／ｍ°Ｋであるフレキシブルグラファイトシートからなる厚さ０．２５ｍｍのサーマルソリューションを、ペンティアム（登録商標）Ｍ処理チップとしっかりと接触するようにケースに接着する。この結果、スプレッダのような遮蔽物を使用しない場合には７７℃を超えるのに対して、本実施例においては６０℃までしか上がらなかった。

本明細書で言及した全ての特許及び刊行物は、引用することにより本明細書の内容の一部とされる。

説明した本発明については、数多くの方法で変更できることは明らかであろう。このような変更は、本発明の精神及び範囲から逸脱するものではなく、全てのこのような修正は、添付の特許請求の範囲に含まれることは、当業者には明らかであろう。

実施例１の高速離型試験を示す図である。 実施例１の高速離型試験の最中を示す図である。

Claims (34)

1. ヒートスプレッダを複数のプラズマディスプレイパネルに適用する方法であって、（ａ）ヒートスプレッダ材料と離型材料との間に狭持されるように、接着剤が該ヒートスプレッダ材料上に配置されてなる、ヒートスプレッダ複合体を複数準備する工程と、（ｂ）前記複数のヒートスプレッダ複合体から前記離型材料を除去する工程と、（ｃ）前記接着剤により前記ヒートスプレッダ材料がプラズマディスプレイパネルに接着するように、前記ヒートスプレッダ複合体の少なくとも一つを複数のプラズマディスプレイパネルの各々に適用する工程、とを含んでなる方法。
2. 前記離型材料及び前記接着剤が、ヒートスプレッダ材料に対して望ましくない損傷を生じることなく前記離型材料が所定離型速度で離型できるように選択されるものである、請求項１に記載の方法。
3. 前記接着剤及び前記離型材料が、離型速度１メートル／秒での平均離型負荷約４０グラム／センチメートル以下を備える、請求項２に記載の方法。
4. 離型速度１メートル／秒での前記平均離型負荷が、約１０グラム／センチメートル以下である、請求項３に記載の方法。
5. 前記接着剤の重ね剪断接着強度の最小値が、少なくとも約１２５グラム／平方センチメートルである、請求項３に記載の方法。
6. 前記接着剤の平均重ね剪断接着強度が、少なくとも約７００グラム／平方センチメートルである、請求項５に記載の方法。
7. 前記接着剤により、前記接着剤／ヒートスプレッダ材料の厚さ方向の熱抵抗が、前記接着剤を有していないヒートスプレッダ材料と比較して約３５％以下増加する、請求項５に記載の方法。
8. 前記接着剤の厚さが、約０．５ミリ以下である、請求項７に記載の方法。
9. 前記接着剤の厚さが、約０．２５ミリ以下である、請求項８に記載の方法。
10. 前記ヒートスプレッダ材料が、グラファイトを含んでなる、請求項１に記載の方法。
11. 前記ヒートスプレッダ材料が、剥離グラファイトの圧縮粒子からなるシートを少なくとも一枚含んでなる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ヒートスプレッダ材料が、複数枚の剥離グラファイトの圧縮粒子からなる複数のシートを含んでなる積層体を含んでなる、請求項１１に記載の方法。
13. 熱源の大容量製造に適用されるヒートスプレッダであって、ヒートスプレッダ複合体を含んでなり、該ヒートスプレッダ複合体が、ヒートスプレッダ材料と離型材料との間に狭持されるように、接着剤が該ヒートスプレッダ材料上に配置されてなるものであり、前記離型材料及び前記接着剤が、ヒートスプレッダ材料に対して望ましくない損傷を生じることなく前記離型材料が所定離型速度で離型できるように選択されるものである、ヒートスプレッダ。
14. 前記接着剤及び前記離型材料が、離型速度１メートル／秒での平均離型負荷約４０グラム／センチメートル以下を備える、請求項１３に記載のヒートスプレッダ。
15. 離型速度１メートル／秒での前記平均離型負荷が、約１０グラム／センチメートル以下である、請求項１４に記載のヒートスプレッダ。
16. 前記接着剤の重ね剪断接着強度の最小値が、少なくとも約１２５グラム／平方センチメートルである、請求項１４に記載のヒートスプレッダ。
17. 前記接着剤の平均重ね剪断接着強度が、少なくとも約７００グラム／平方センチメートルである、請求項１６に記載のヒートスプレッダ。
18. 前記接着剤により、前記接着剤／ヒートスプレッダ材料の厚さ方向の熱抵抗が、前記接着剤を有していないヒートスプレッダ材料と比較して約３５％以下増加する、請求項１６に記載のヒートスプレッダ。
19. 前記接着剤の厚さが、約０．５ミリ以下である、請求項１８に記載のヒートスプレッダ。
20. 前記接着剤の厚さが、約０．２５ミリ以下である、請求項２０に記載のヒートスプレッダ。
21. 前記ヒートスプレッダ材料が、グラファイトを含んでなる、請求項１３に記載のヒートスプレッダ。
22. 前記ヒートスプレッダ材料が、剥離グラファイトの圧縮粒子からなるシートを少なくとも一枚含んでなる、請求項２１に記載のヒートスプレッダ。
23. 前記ヒートスプレッダ材料が、複数枚の剥離グラファイトの圧縮粒子からなる複数のシートを含んでなる積層体を含んでなる、請求項２２に記載のヒートスプレッダ。
24. 熱源にヒートスプレッダを適用する方法であって、（ａ）ヒートスプレッダ材料と離型材料との間に狭持されるように、接着剤が該ヒートスプレッダ材料上に配置されてなる、ヒートスプレッダ複合体を複数準備する工程と、（ｂ）前記複数の複合体から前記離型材料を除去する工程と、（ｃ）前記接着剤により前記ヒートスプレッダ材料が熱源に接着するように、前記ヒートスプレッダ複合体を前記熱源に適用する工程、とを含んでなり、
    前記離型材料及び前記接着剤が、ヒートスプレッダ材料に対して望ましくない損傷を生じることなく前記離型材料が所定離型速度で離型できるように選択されるものである、方法。
25. 前記接着剤及び前記離型材料が、離型速度１メートル／秒での平均離型負荷約４０グラム／センチメートル以下を備える、請求項２４に記載の方法。
26. 離型速度１メートル／秒での前記平均離型負荷が、約１０グラム／センチメートル以下である、請求項２５に記載の方法。
27. 前記接着剤の重ね剪断接着強度の最小値が、少なくとも約１２５グラム／平方センチメートルである、請求項２５に記載の方法。
28. 前記接着剤の平均重ね剪断接着強度が、少なくとも約７００グラム／平方センチメートルである、請求項２７に記載の方法。
29. 前記接着剤により、前記接着剤／ヒートスプレッダ材料の厚さ方向の熱抵抗が、前記接着剤を有していないヒートスプレッダ材料と比較して約３５％以下増加する、請求項２７に記載の方法。
30. 前記接着剤の厚さが、約０．５ミリ以下である、請求項２９に記載の方法。
31. 前記接着剤の厚さが、約０．２５ミリ以下である、請求項３０に記載の方法。
32. 前記ヒートスプレッダ材料が、グラファイトを含んでなる、請求項２４に記載の方法。
33. 前記ヒートスプレッダ材料が、剥離グラファイトの圧縮粒子からなるシートを少なくとも一枚含んでなる、請求項３２に記載の方法。
34. 前記ヒートスプレッダ材料が、複数枚の剥離グラファイトの圧縮粒子からなる複数のシートを含んでなる積層体を含んでなる、請求項３３に記載の方法。

Images