KR100637455B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이의 패널에서 발생하는 열을 효율적으로 방출시키기 위한 수단을 갖는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널과; 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일면과 나란히 배치되는 샤시 베이스와; 상기 플라즈마 디스플레이 패널과 상기 샤시 베이스 사이에 개재(介在)되는 열확산 시트(thermal spread sheet)를 포함하고, 상기 열확산 시트는 실리콘 카바이드(SiC)를 소재로 하여 이루어진다. 이러한 열확산 시트는 내부에 다수의 기공(氣孔)들이 존재하는 다공성(多孔性) 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일면에 밀접하게 부착될 수 있다.

방열, 열확산, 실리콘 카바이드, 다공성, 기공

Description

플라즈마 디스플레이 장치{PLASMA DISPLAY APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 패널과 열확산 시트, 샤시 베이스가 결합된 모습을 도시한 부분 측단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치를 도시한 부분 측단면도이다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치를 도시한 부분 측단면도이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이의 패널에서 발생하는 열을 효율적으로 방출시키기 위한 수단을 갖는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 장치는 알려진 바와 같이, 기체방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP)에 영상을 표시하는 장치이다. 따라서, 고온의 방전가스로 인하여 PDP에 기본적으로 많은 열이 발생하게 된다.

더욱이 플라즈마 디스플레이 장치가 상기한 기본적 조건을 가지면서 휘도 향상을 위해 방전 정도를 높이게 되면 상기 PDP에서 발생되는 열은 더욱 많아지게 되는 바, 이에 플라즈마 디스플레이 장치에서는 상기 열을 효율적으로 방출시키는 것이 장치의 원활한 작동을 위해 중요하다.

이러한 이유로 종래의 플라즈마 디스플레이 장치에서는 일반적으로 PDP를 열전도성이 우수한 재질로 구비되는 샤시 베이스에 부착함은 물론, 방열 시트(또는 열전도 시트)를 상기 PDP와 샤시 베이스의 사이에 개재시켜 상기 PDP에서 발생된 열이 상기 방열 시트 및 샤시 베이스를 통해 전도되어 장치 밖으로 방출될 수 있도록 하고 있다. 여기서 상기 샤시 베이스는 통상 알루미늄 등의 금속재료를 사용하여 다이캐스팅 또는 프레스를 통해 제조되고, 상기 방열 시트는 아크릴계, 실리콘계 수지 등으로 구비된다.

이러한 방열시트의 방열효율을 향상시키기 위하여 다양한 시도가 있어 왔으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

먼저, 패널의 둘레를 따라 완충재를 부착하고 이 완충재로 둘러싸여지는 영역 내에 액상의 열전도성 매체를 주입하여 이를 고화시킨 후, 이 고상의 열전도성 매체에 표시패널을 부착시켜 방열 효율을 증진시키도록 한 플라즈마 디스플레이 장치가 일본국 특개평10-172446호에 개시되어 있다. 그러나 상기 열전도성 매체는 방향성이 없이 모든 방향으로 균일한 열전도 특성을 나타내는 등방성 구조를 가지 므로 화상 패턴의 차이에 근거한 국부적인 온도 편차를 줄이기 어렵다.

또한 PDP와 열전도판(샤시 베이스) 사이에 열전도성 시트를 협착하고 상기 열전도판의 배면에 히트파이프와 방열핀, 방열팬 등을 장착함으로써 패널의 균열화(均熱化)를 도모한 플라즈마 디스플레이 장치가 일본국 특개평11-251777호에 개시되어 있다. 그러나 상기 기술은 장치의 박형화, 저소음화 달성에 한계가 있다.

한편, 플라즈마 디스플레이 장치에서 화상 패턴에 차이가 있을 경우 패널의 열집중 현상이 발생하며 명잔상(明殘像)이 나타날 수 있다.

즉, 국부적으로 주변보다 밝은 패턴으로 일정시간 지속되다가 다시 전체적으로 동일한 패턴이 구현될 경우에 상기 국부적으로 밝은 패턴부분이 있었던 지역과 그 주변지역에 휘도 차이가 발생하며, 이를 명잔상이라고 한다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널 화면에서 풀 화이트(Full White) 패턴(전 화면을 화이트 상태로 하는 경우)으로 20분간 지속하다가 3% 윈도우 패턴을 10분간 지속한 다음, 다시 풀 화이트 패턴으로 전환할 경우, 상기 윈도 패턴이 있었던 지역과 그 주변 지역의 휘도 차이가 생기면서 명잔상이 측정된다. 여기서 3% 윈도우 패턴은 영상 로드비(Load Ratio)가 3%를 부과하는 백색창을 의미한다. 이는 형광체 발광 작용이 온도에 영향을 받기 때문인 것으로 알려져 있다.

이와 같은 명잔상의 발생으로 인하여 화면표시 품질이 떨어지게 되므로, 두께 방향보다 평면 방향으로의 열전도도가 더욱 우수하여 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생되는 열을 고르게 분산하여 패널의 열분포를 균일하게 할 수 있는 방열시 트의 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 열확산 계수가 뛰어난 소재를 열확산 시트에 적용함으로써 패널의 균열화를 도모할 수 있는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널과; 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일면과 나란히 배치되는 샤시 베이스와; 상기 플라즈마 디스플레이 패널과 상기 샤시 베이스 사이에 개재(介在)되는 열확산 시트(thermal spread sheet)를 포함하고, 상기 열확산 시트는 실리콘 카바이드(SiC)를 소재로 하여 이루어진다. 이러한 열확산 시트는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일면에 밀접하게 부착될 수 있다.

상기 열확산 시트는 내부에 다수의 기공(氣孔)들이 존재하는 다공성(多孔性) 재질로 이루어질 수 있는 바, 그 내부의 기공들이 서로 연결된 형태로 존재하는 개포형(開泡形, open cell type)의 구조를 갖거나, 그 내부의 기공들이 독립적으로 존재하는 폐포형(閉泡形, closed cell type)의 구조를 가질 수 있다.

상기 열확산 시트의 내부에 존재하는 기공들의 크기는 5 내지 80 ppi의 범위에 속하도록 하는 것이 바람직하며, 기공률(porosity)은 35% 내지 95% 의 범위에 속하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 열확산 시트는 다수의 섬유상 요소(fibrous element)들이 서로 얽히면서 다공성 집합체를 이루어 형성될 수 있으며, 다수의 박편(flake)들이 서로 뭉쳐지면서 다공성 집합체를 이루어 형성될 수도 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 패널과 열확산 시트, 샤시 베이스가 결합된 모습을 도시한 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치(10)는 기본적으로 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 샤시 베이스(16)를 포함한다. 샤시 베이스(16)의 일측면에는 플라즈마 디스플레이 패널(12)이 장착되고, 다른 일측면에는 플라즈마 디스플레이 패널(12)을 구동하기 위한 회로부(19)가 장착된다. 상기 샤시 베이스(16)는 상기 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 실질적으로 나란하게 배치되며, 그 사이에 열확산 시트(14)가 개재되어 상기 샤시 베이스(16)와 플라즈마 디스플레이 패널(12)에 밀착되면서 플라즈마 디스플레이 패널(12)로부터 발생되는 열을 방출 및 분산시키는 역할을 한다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 샤시 베이스(16)의 사이에는 열확산 시트(14)의 가장자리를 따라 양면 테이프(15)가 부착되어 열확산 시트(14)의 위치를 확보하면서 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 샤시 베이스(16)를 부착시킨다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(12)의 외측으로는 전면 커버(미도시)가 위치하고 샤시 베이스(16)의 외측으로는 배면 커버(미도시)가 위치하면서, 이들이 결합하여 플라즈마 디스플레이 장치 세트를 완성하게 된다. 선택적으로 상기 열확산 시트(14)는 상기와 같이 양면 테이프(15)를 사용하지 않고 표면에 실리콘계 또는 아크릴계 접착제를 부가하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널(12) 또는 샤시 베이스(16)에 직접 부착시켜 고정할 수도 있다.

본 실시예에 따른 열확산 시트(14)는 내부에 다수의 기공(氣孔)(14a)들이 존재하는 다공성(多孔性)의 재질로 이루어진다. 이러한 다공성 열확산 시트(14)는 개포형(開泡形, open cell type)의 구조를 가지도록 형성될 수도 있고, 폐포형(閉泡形, closed cell type)의 구조를 가지도록 형성될 수도 있다. 개포형 구조에서는 다공성 열확산 시트(14) 내부의 기공(14a)들이 서로 연결된 형태로 존재하는 반면, 폐포형 구조에서는 다공성 열확산 시트(14) 내부의 기공(14a)들이 연결되지 않고 독립적으로 존재한다.

이렇게 형성되는 다공성 열확산 시트(14)를 플라즈마 디스플레이 패널(12) 및 샤시 베이스(16)의 면에 부착할 때, 상기 열확산 시트(14)와 플라즈마 디스플레이 패널(12)(또는 샤시 베이스(16))의 접촉면 사이에 존재하던 공기들이 기공(14a)들을 통해 빠져나가게 되므로 다공성 열확산 시트(14)와 플라즈마 디스플레이 패널(12)(또는 샤시 베이스(16)) 사이의 실부착 면적이 월등히 증대될 수 있다. 종래 실리콘 소재의 열전도 시트나 그래파이트재 열확산 시트 등을 사용할 경우 실부착률이 대략 10 ~ 20% 이었던 것이 본 실시예에 따른 다공성 열확산 시트(14)를 적용할 경우 50% 이상의 부착률을 얻을 수 있다.

그리고 내부에 형성되는 다수의 기공(14a)들로 인하여 상기 다공성 열확산 시트(14)는 완충성을 갖게 되며, 외부에서 가해지는 진동이나 충격 등을 완화하여 플라즈마 디스플레이 패널(12)을 보호할 수 있고, 플라즈마 디스플레이 패널(12)에서 발생되는 방전소음은 기공(14a) 내에서 열에너지로 바뀌면서 흡수됨에 따라 소음(騷音)을 저감시킬 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 다공성 열확산 시트(14)의 경우 공기와 접하는 단위체적당 표면적이 크고, 특히 개포형 구조에서는 서로 연결된 기공(14a)들을 통해 기체의 통과가 용이하여, 플라즈마 디스플레이 패널(12)에서 발생된 열이 전도(conduction)뿐만 아니라 대류(convection)에 의해서도 주위로 확산되거나 외부로 방출될 수 있으므로 향상된 방열효율을 얻을 수 있다.

본 실시예에 따른 열확산 시트(14)는 실리콘 카바이드(SiC)를 소재로 하여 이루어진다. 패널로부터 발생되는 열을 방출하기 위해서는 이와 접촉되는 열확산 시트(14)는 기본적으로 열전도율이 높은 재료로 이루어지는 것이 좋으나, 국부적인 열집중을 패널 전체로 확산시켜 명잔상 효과를 저감시키기 위해서는 열확산 시트(14)의 소재로 열확산 계수가 높은 물질을 적용할 필요가 있다. 대체적으로 열전도율이 높은 재료들이 통상적으로도 열확산 계수가 높은 것이 일반적이나, 열확산 계수가 반드시 열전도 계수에 비례하지는 않는다. 이는 다음 수학식 1로부터 보다 상세히 설명될 수 있다.

여기서, α는 열확산 계수(Thermal Diffusivity Coefficient)이고, k는 열전 도 계수, ρ는 밀도, c는 열용량 계수를 나타낸다.

즉, 열확산 계수(α)는 열전도 계수(k)에 비례하지만, 밀도(ρ)와 열용량 계수(c)에 반비례하는 것이므로, 열전도 계수가 크다고 하여 반드시 열확산 계수도 크다고 할 수는 없는 것이다.

상기 수학식 1을 고려할 때, 하기 표 1로부터 실리콘 카바이드의 열확산 계수(α)를 다른 물질들의 열확산 계수(α)와 비교할 수 있다.

재료	ρ	c	k	α
(순수) 알루미늄(Al)	2702	903	237	97.1
(순수) 구리(Cu)	8933	385	401	117
금(Au)	19300	129	317	127
실리콘(Si)	2330	712	148	89.2
산화 베릴륨(BeO)	3000	1030	272	88
실리콘 카바이드(SiC)	3160	675	490	230
칼륨(K)	807	800	45	70

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 알루미늄, 구리, 실리콘 카바이드(SiC) 모두 열전도율이 높지만, 열확산 계수에 있어서, 실리콘 카바이드(SiC)가 가장 높다는 것을 알 수 있다. 이러한 실리콘 카바이드(SiC)를 소재로 상기 열확산 시트(14)를 제작하여 적용할 경우 열확산 능력이 우수한 재료이므로 현재의 평면방향 열확산 속도를 현저히 증가시켜 화상의 품위를 높일 수 있으며, 플라즈마 디스플레이 패널(12)면의 내부 온도와 샤시 베이스(16)의 표면온도의 차이를 현저히 줄일 수 있다.

상기 다공성 열확산 시트(14)의 기공(14a)들의 크기는 5 내지 80 ppi(pore per inch) 의 범위에 속하도록 형성하는 것이 바람직하다. 기공크기가 5 ppi 미만 일 경우에는 명잔상 제거 효과를 얻기 힘들고, 기공크기가 80 ppi 초과일 경우에는 기포(air) 제거효과가 떨어져서 오히려 방열효율이 악화될 우려가 있다.

상기 다공성 열확산 시트(14)의 기공률(氣孔率, porosity)은 35% 내지 95%의 범위에 속하도록 내부에 기공(14a)들을 형성하는 것이 바람직하다. 기공률(n)은 열확산 시트(14)의 고체 부분만의 부피를 Vs, 기공(14a)을 포함한 전체의 부피를 V라고 할 때, n=(V-Vs)/V×100(%)로 구할 수 있다. 다공성 열확산 시트(14)의 기공률이 35% 미만일 경우에는 완충성이 저하될 뿐만 아니라 패널(12)과 열확산 시트(14) 사이에 공기층(air gap) 제거효과가 약해져 부착률이 떨어지는 문제점이 있고, 95% 초과일 경우에는 패널(14)면과 열확산 시트(14) 사이에 접촉면적이 적어서 오히려 열전도도가 저하되고 명잔상 제거에도 어려움이 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치를 설명한다. 각 실시예에서 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치를 도시한 부분 측단면도이다.

본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에서 열확산 시트(17)는 다수의 섬유상 요소(fibrous element)(17b)들이 서로 얽히면서 다공성 집합체를 이루어 형성되며, 이러한 열확산 시트(17)는 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 샤시 베이스(16)의 사이에 개재되어 상기 플라즈마 디스플레이 패널(12)의 일면에 인접하도록 배치된다. 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 샤시 베이스(16)의 사이에 열확산 시트(17)의 가장자리를 따라 양면 테이프(15)가 부착되어 상기 열확산 시트(17)의 위치를 확보할 수 있다. 선택적으로 상기 열확산 시트(17)의 표면에 접착제를 부가하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널(12) 또는 샤시 베이스(16)에 직접 부착하여 고정시킬 수도 있다.

열확산 시트(17)를 구성하는 다수의 섬유상 요소(17b)들간에는 기공(17a)들이 존재하게 되며, 이렇게 구성되는 본 실시예의 열확산 시트(17)는 상기 제1 실시예에서 설명한 다공성 열확산 시트(14)의 특성을 가지는 바, 플라즈마 디스플레이 패널(12)(또는 샤시 베이스(16))과의 실부착 면적을 증대시킬 수 있고, 완충성 및 소음성(消音性)이 좋아지며, 향상된 방열효율을 얻을 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 열확산 시트(17)는 실리콘 카바이드(SiC)를 소재로 하여 이루어진다. 이러한 실리콘 카바이드(SiC) 소재로 이루어지는 열확산 시트(17)는 상기 제1 실시예에서와 같은 특징을 갖는다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치를 도시한 부분 측단면도이다.

본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에서 열확산 시트(18)는 다수의 박편(flake)(18b)들이 서로 뭉쳐지면서 다공성 집합체를 이루어 형성되며, 이러한 열확산 시트(18)는 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 샤시 베이스(16)의 사이에 개재되어 상기 플라즈마 디스플레이 패널(12)의 일면에 인접하도록 배치된다. 플라즈마 디스플레이 패널(12)과 샤시 베이스(16)의 사이에 열확산 시트(18)의 가장자리를 따라 양면 테이프(15)가 부착되어 상기 열확산 시트(17)의 위치를 확보할 수 있다. 선택적으로 상기 열확산 시트(18)의 표면에 접착제를 부가하여 상기 플라즈 마 디스플레이 패널(12) 또는 샤시 베이스(16)에 직접 부착하여 고정시킬 수도 있다.

열확산 시트(18)를 구성하는 다수의 박편(18b)들간에는 기공(18a)들이 존재하게 되며, 이렇게 구성되는 본 실시예의 열확산 시트(18)는 상기 제1 실시예에서 설명한 다공성 열확산 시트(14)의 특성을 가지는 바, 플라즈마 디스플레이 패널(12)(또는 샤시 베이스(16))과의 실부착 면적을 증대시킬 수 있고, 완충성 및 소음성(消音性)이 좋아지며, 향상된 방열효율을 얻을 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 열확산 시트(17)는 실리콘 카바이드(SiC)를 소재로 하여 이루어진다. 이러한 실리콘 카바이드(SiC) 소재로 이루어지는 열확산 시트(17)는 상기 제1 실시예에서와 같은 특징을 갖는다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면, 내부에 다수의 기공이 존재하는 다공성 열확산 시트를 발열원인 플라즈마 디스플레이 패널에 인접하도록 배치함으로써, 패널과 열확산 시트간의 실접촉 면적을 넓혀 패널에서 발생되는 열을 빠르게 확산 및 방출할 수 있다.

다공성 열확산 시트는 공기와 접하는 단위 체적당 표면적이 크고, 특히 개포 형 구조에서는 서로 연결된 기공들을 통해 기체의 통과가 용이하여, 패널에서 발생된 열이 전도(conduction)뿐만 아니라 대류(convection)에 의해서도 주위로 확산되거나 외부로 방출될 수 있으므로 향상된 방열효율을 얻을 수 있다.

그리고 내부에 형성되는 다수의 기공들로 인하여 다공성 열확산 시트는 완충성을 갖게 되며, 외부에서 가해지는 진동이나 충격 등을 완화하여 패널을 보호할 수 있고, 패널에서 발생되는 소음은 기공 내에서 열에너지로 바뀌면서 흡수됨에 따라 소음을 저감시킬 수 있다. 또한 패널에서 방전 시 발생되는 전자기파를 흡수하여 샤시 베이스를 통해 접지함으로써 전자기파가 회로로 전달되는 것을 차폐할 수 있다.

한편 열확산 계수가 우수한 소재로 형성되는 열확산 시트를 적용함으로써 패널의 일부에서 발생되는 열을 패널 전체로 확산시켜 국부적 열집중 현상을 완화시켜 명잔상에 의한 문제점을 개선할 수 있다.

Claims (9)

1. 플라즈마 디스플레이 패널;

   상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일면과 나란히 배치되는 샤시 베이스;

   상기 플라즈마 디스플레이 패널과 상기 샤시 베이스 사이에 개재(介在)되는 열확산 시트(thermal spread sheet);

   상기 열확산 시트의 가장자리를 따라 부착되어, 상기 플라즈마 디스플레이 패널과 상기 샤시 베이스를 부착하도록 하는 양면 테이프;

   를 포함하고,

   상기 열확산 시트는 내부에 다수의 기공(氣孔)들이 존재하는 다공성(多孔性)재질로 이루어지며, 실리콘 카바이드(SiC)를 소재로 하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열확산 시트는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일면에 밀접하게 부착되는 플라즈마 디스플레이 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 열확산 시트는 그 내부의 기공들이 서로 연결된 형태로 존재하는 개포형(開泡形, open cell type)의 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 열확산 시트는 그 내부의 기공들이 독립적으로 존재하는 폐포형(閉泡形, closed cell type)의 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 열확산 시트의 내부에 존재하는 기공들의 크기는 5 내지 80 ppi의 범위에 속하는 플라즈마 디스플레이 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 열확산 시트의 기공률(porosity)은 35% 내지 95% 의 범위에 속하는 플라즈마 디스플레이 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 열확산 시트는 다수의 섬유상 요소(fibrous element)들이 서로 얽히면서 다공성 집합체를 이루어 형성되는 플라즈마 디스플레이 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 열확산 시트는 다수의 박편(flake)들이 서로 뭉쳐지면서 다공성 집합체 를 이루어 형성되는 플라즈마 디스플레이 장치.

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