KR100647614B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩의 냉각을 원활히 하여 플라즈마 디스플레이 패널의 신뢰성을 보장하고, 수명을 연장하는 것을 목적으로 하며,

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널과, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 섀시와, 상기 섀시의 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 면의 반대쪽 면인 배면에 배치되어 상기 섀시의 강성을 보강하는 보강부재와, 상기 보강부재의 전면 및 배면 중 어느 하나의 면에 배치되어 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩과, 상기 집적회로칩과 보강부재 사이에 배치되어 상기 집적회로칩에서 발생하는 열을 내부에 배치된 물질의 상변화 및 대류를 통해 방출하는 히트파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 장치{Plasma display apparatus}

도 1 은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치를 도시하는 분리 사시도 이고,

도 2 는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도 이고,

도 3 은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에 히트파이프를 배치하기 위해 보강재에 오목부를 형성하고, 히트파이프를 배치하는 것을 도시하는 공정을 설명하기 위한 개략도이고,

도 4 는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에 사용되는 히트파이프의 단면을 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 플라즈마 디스플레이 장치

30: 섀시 32: 연결케이블

34: 집적회로칩 40: 보강부재

50: 커버플레이트 70: 히트파이프

100: 플라즈마 디스플레이 패널

110: 전방패널 120: 후방패널

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩의 방열성능을 개선하는 것 에 관한 것이다.

플라스마 디스플레이 패널은 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, CRT를 대체할 수 있는 장치로 각광을 받고 있다. 이러한 플라스마 디스플레이 패널에서는, 전극들간에 인가되는 직류 혹은 교류 전압에 의하여 방전가스가 충전된 방전셀 내에서 방전이 발생하고, 상기 방전가스로부터 방출되는 자외선이 형광체를 여기 시켜 가시광을 발광시킴으로서 화상을 구현한다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 방전셀 내에 고전압을 인가하여 방전을 일으켜 발광하는 방전 메커니즘을 발광 수단으로 채택하고 있어, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀들을 가로지르는 전극에 소정의 전위를 인가하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동한다. 이때, 상기 전극에 인가되는 전위는 외부에서 수신되는 영상신호와 대응하여 제어되므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩은 순간적인 시간동안 많은 양의 신호를 제어하여 전극에 전위를 인가한다. 따라서, 상기 집적회로칩은 이러한 전위를 제어하기 위해 짧은 시간에 많은 스위칭 작업을 하여야 하며, 그로 인해, 많은 열이 발생하게 된다. 이때, 이러한 열을 원활히 방출하지 못하게 되면, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동이 신뢰성 있게 이루어지지 않으며, 이는 플라즈마 디스플레이 패널의 품질 저하 및 수명 저하로 이어지게 된다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 및 개발 분야에서는 집적회로칩의 방열이 매우 중요한 문제로 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩의 냉각을 원활히 하는 수단을 제안하고, 이를 통해 플라즈마 디스플레이 패널의 신뢰성을 보장하고, 수명을 연장하여 품질을 개선시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널과, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 섀시와, 상기 섀시의 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 면의 반대쪽 면인 배면에 배치되어 상기 섀시의 강성을 보강하는 보강부재와, 상기 보강부재의 전면 및 배면 중 어느 하나의 면에 배치되어 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩과, 상기 집적회로칩과 보강부재 사이에 배치되어 상기 집적회로칩에서 발생하는 열을 내부에 배치된 물질의 상변화 및 대류를 통해 방출하는 히트파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하며, 이를 통해 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 상기 집적회로칩에서 발생하는 다량의 열을 효율적으로 방출하여 플라즈마 디스플레이 패널의 신뢰성을 보장하고 수명을 연장시킨다.

이때, 상기 히트파이프가 적절히 배치되어 집적회로칩에서 발생하는 열을 흡 수 방출하도록 하기 위해, 상기 히트파이프가 배치되는 상기 보강부재의 면에 상기 히트파이프가 끼워 맞추어지도록 오목부가 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 히트파이프는 파이프와, 상기 파이프 내에 배치되는 심지와, 상기 심지 내에 형성되는 채널과, 상기 심지 내에 배치되는 상변환 물질을 구비하여 열을 방출할 수 있다.

또한, 상기 집적회로칩 및 히트파이프 사이에 열전도 물질이 배치되도록 하여 상기 집적회로칩과 상기 히트파이프 사이의 물리적 접촉이 명확히 이루어 질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 집적회로칩은 상기 보강부재의 배면에 배치되고, 상기 집적회로칩을 덮도록 배치되는 커버플레이트를 더 구비하도록 하여, 상기 집적회로칩에서 발생하는 열이 더욱 잘 방출 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(1)에 관하여 설명하기로 한다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 전방에 윈도우(11)가 형성된 전방캐비넷(10), 상기 전방캐비넷(10)의 후방에 배치되어 외부의 영상신호에 대응하여 방전시 발생하는 자외선을 이용하여 형광체층을 발광시킴으로서 화상을 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널(100), 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 구동시 발생하며 인체에 유해하고 타 전자기기의 오작동을 초래할 수 있는 전자기파를 차단하기 위해 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에 부착되는 전자기파 차단필름(112)을 구비한다. 이때, 상기 전자기파 차단필름(112)이 반드시 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에 부착되어야 하는 것은 아니며, 별도로 강화유리와 결합하여 전방캐비넷에 고정되어 장착될 수 있다. 이때에는, 전방 캐비넷의 후방에 필터홀더가 고정되고, 그 필터홀더에 상기 전자기파 차단필름과 강화유리가 결합된 필터가 고정되어 배치될 수 있다.

또한 상기 플라즈마 디스플레이 장치는 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 지지하고 열 전도성이 좋은 알루미늄 등으로 형성되는 섀시(30)를 구비한다. 상기 섀시는 플라즈마 디스플레이 패널에서 전도된 열을 방출하여 플라즈마 디스플레이 패널의 온도가 적정수준 이상으로 올라가는 것을 방지하고, 플라즈마 디스플레이 패널이 열에 의해 변형되거나 외부 충격으로 파손되는 것을 방지하는 기능을 담당하며, 이를 위해 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 후방에 배치되어 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 지지한다.

한편, 상기 섀시(30)는 상술한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하여 플라즈마 디스플레이 패널이 변형되거나 파손되는 것을 방지하여야 하므로, 상기 섀시는 충분한 강성을 가져야 한다. 이러한 강성을 보강하도록 하기 위해 상기 플라즈마 디스플레이 장치는 상기 섀시의 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 면의 반대쪽 면인 배면에 배치되어 상기 섀시의 강성을 보강하는 보강부재(40)를 구비한다.

한편, 상기 보강부재(40)는 단순히 상기 섀시의 강성을 보강하기 위한 수단으로 사용 될 수도 있지만, 상기 보강부재의 전면 및 배면 중 어느 하나의 면에 집적회로칩(34)이 배치되도록 하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)에서 발생하는 열이 상기 섀시(30)를 거쳐 상기 집적회로칩에 직접적으로 전도되는 것을 막고, 공기와의 표면적을 증대시켜 상기 집적회로칩의 방열을 유도한다. 한편, 도 1 내지 도 2에서는 집적회로칩(34)이 보강부재의 배면에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 상술한 바와 같이 보강부재의 존재로 인해 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생하는 열이 상기 집적회로칩에 직접적으로 전도되지 않기만 하면 되므로, 상기 집적회로칩(34)은 상기 보강부재(40)의 전면 및 배면 중 어느 하나의 면에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(1)는 상기 섀시 및 플라즈마 디스플레이 패널 사이에 배치되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 배면에 접촉되어 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 구동시에 발생하는 열이 축적되는 것을 방지하도록 알루미늄 시트, 구리 시트, 혹은 열전도성 수지 등으로 형성된 열전도 시트(90)를 구비한다.

또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(1)는 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)과 섀시(30) 사이에 배치되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 상기 섀시에 고정시키는 양면테이프(80)를 구비한다.

또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(1)는 상기 섀시(30)의 후방에 설치되고 상기 디스플레이 패널(100)의 외부로부터 인가되는 화상신호를 제어하여 화상을 구현하도록 하는 제어부와 상기 제어부에 안정적인 전력을 공급하는 파워모듈등이 구비되는 회로부(115)를 구비한다. 이때, 상기 제어부에는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하기 위해 어드레스전극에 인가되는 전위를 외부의 영상신호 에 대응하여 제어하는 집적회로칩(34)으로 이루어진 데이터 드라이브 회로들이 배치된다. 그리고, 상기 집적회로칩(34)에서 제어된 신호는 전위의 형태로 플라즈마 디스플레이 패널의 내부에 배치되는 전극들(미도시)에 상기 집적회로칩(34)을 전기적으로 연결하는 연결케이블(32)을 따라 전달된다. 그리고, 상기 전극에 인가된 상기 전위에 의해 플라즈마 디스플레이 패널 내부에 방전이 발생하고, 이를 통해 화상이 구현된다.

또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(1)는 상기 집적회로칩(34)과 보강부재(40) 사이에 배치되어 상기 집적회로칩(34)에서 발생하는 열을 내부에 배치된 물질의 상변화 및 대류를 통해 방출하는 히트파이프(70)를 구비한다. 이하, 상기 집적회로칩의 열 방출에 대해서는 후술하기로 한다.

또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(1)는 상기 회로부(115)의 후방에 배치되고 상기 전방캐비넷(10)과 결합되는 후방캐비넷(5)을 구비하며, 후방캐비넷의 상부에는 열 방출을 위해 형성되는 공기 배출구(42), 하부에는 외부 공기를 유입시켜 방열을 하기 위한 공기 흡입구(41)가 형성된다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(1)에 구비된 집적회로칩의 방열에 관해 살펴보기로 한다. 상술한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 화상이 구현되도록 하기 위해 상기 집적회로칩(34)은 외부 영상신호에 대응하여 적절한 전극들에 전위가 인가되도록 많은 양의 스위칭 작업을 한다. 이러한 스위칭 작업으로 인해 상기 집적회로칩에서는 다량의 열이 발생한다. 이때, 상기 집적회로칩을 구성하는 반도체 소자들은 열에 민감한 특성을 갖고 있으며, 소정 온도 이상에서는 자신의 기능을 수행하지 못한다. 그리고, 그러한 상태가 지속되면, 집적회로칩의 반도체 소자들에 변형이 생겨 결국, 상기 집적회로칩이 원래대로 회복되지 못하는 상태에 도달하게 된다. 이때, 상기 집적회로칩은 플라즈마 디스플레이 패널에 화상이 구현되도록 하는데 있어 중추적 기능을 담당하므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 화질을 담보하고, 소정 수명을 확보하기 위해서는 상기 집적회로칩에 대한 적절한 방열이 필요하다.

이때, 상기 집적회로칩(34)에서 발생하는 열이 원활하게 배출되도록 하기 위해서는 상기 집적회로칩에서 발생하는 열이 공기 흡입구(42)에서 유입되는 공기와 충분한 열교환을 할 수 있도록 적절한 수단을 구비할 필요가 있다. 그런데, 상기 집적회로칩은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 기능을 수행하므로, 상기 플라즈마 디스플레이 패널과 가까운 거리에 배치될 필요가 있다. 이를 위해, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 후방에 배치되는 섀시의 배면에 배치될 필요가 있다. 그러나 상술한 바와 같이 상기 섀시는 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생하는 열을 전달받아 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방열을 돕는 기능을 하므로, 상기 상기 집적회로칩이 상기 섀시에 부착되는 경우 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생하는 열이 직접적으로 전달되어 상기 집적회로칩의 동작에 악영향을 초래한다. 따라서, 이러한 이유로 상기 집적회로칩은 상기 섀시의 배면에 직접 부착되지 않고, 상기 섀시의 배면에 배치되는 보강부재(40)의 전면 및 배면 중 어느 하나에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 상술한 바와 같이 보강부재는 섀시와 물리적으로 연결되어 있고, 상기 집적회로칩에서 방출된 열로 인해 국소적 열 축적이 발생되지 않도록 알루미늄 등의 열전도성 소재로 형성되어야 한다. 따라서, 결국, 정도의 차이는 있지만 플라즈마 디스플레이 패널에서 섀시로 전도된 열이 보강부재(40)에 전도되어 집적회로칩(34)의 방열성능 개선에 악영향을 초래한다. 이러한 문제점은 SD 급 소형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 무시한채로 사용할 수 있다 하더라도, HD급 싱글스캔(Single Scan)방식의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 실질적인 집적회로칩의 오작동을 초래하여 그러한 플라즈마 디스플레이 패널의 제작 자체가 어려워 지는 큰 문제로 대두된다. 따라서 이러한 집적회로칩의 방열문제의 해결은 HD 급 플라즈마 디스플레이 패널의 제작에 필수적인 사항이라고 할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 상기 보강부재(40) 및 상기 집적회로칩(34) 사이에 배치되어 상기 집적회로칩(34)에서 발생하는 열을 내부에 배치된 물질의 상변화 및 대류를 통해 방출하는 히트파이프(70)를 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 히트파이프(70)를 배치하면 상기 집적회로칩에서 발생하는 열이 히트파이프를 거쳐 히트파이프 내부에 배치된 상변화 물질의 증발, 대류, 및 응축으로 소모되고 결과적으로 집적회로칩의 방열이 원활해진다. 특히, 순간적으로 집적회로칩에 과부하가 걸리는 경우 물질의 상변화로 인한 잠열의 흡수는 집적회로칩에서 발생하는 상당양의 열에너지를 흡수하여 상기 집적회로칩의 온도가 순간적으로 상승하는 것을 방지할 수 있으며, 또한 장시간에 있어서도, 상변화, 대류 및 응축의 일련의 열흡수 및 전달 메커니즘으로 인해 상기 집적회로칩의 온도상승을 방지 할 수 있게 된다.

한편, 상기 집적회로칩(34)의 열방출을 더욱 효율적으로 하기 위해 상기 집적회로칩을 덮는 커버플레이트(50)가 배치될 수 있는데, 상기 커버플레이트는 상기 집적회로칩에서 발생하는 열을 전도받아 넓은 표면적으로 외부공기와 접촉하여 방열기능을 수행하므로 상기 집적회로칩의 열방출 성능을 더욱 개선할 수 있다.

한편, 상기 집적회로칩(34)에서 발생하는 열이 상기 히트파이프(70)에 효율적으로 전도되기 위해서는 상기 집적회로칩과 히트파이프가 충분히 밀착하여야 한다. 이를 위해 상기 집적회로칩을 상기 히트파이프의 일면에 가압하여 배치할 수 있는데, 이때 그 압력이 소정수준 이상으로 가해지는 경우에는 상기 집적회로칩의 파손의 염려가 있어 바람직하지 않다. 한편, 상기 가압이 소정수준 이하일 경우에는 상기 집적회로칩(34) 및 히트파이프의 러프니스(Roughness)로 인해 접촉이 불량하여 상기 집적회로칩의 열 방출이 원활하지 않을 수 있고, 국부적인 열 축적이 발생 할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 집적회로칩과 상기 히트파이프 사이에 소정의 열전도성 물질인 열전도 그리스, 열전도성 수지 등을 배치하는 것이 바람직하다.

이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에 구비되는 히트파이프(70)의 배치 및 작동에 관해 살펴보기로 한다. 상술한 바와 같이 보강부재(40)는 플라즈마 디스플레이 패널의 열 변형 등으로 인한 회전 모멘트를 충분히 감내 해야 할 필요가 있다. 따라서, 섀시의 관성모멘트(Moment of Inertia)를 증대시키는 방향으로 상기 보강부재가 형성될 필요가 있다. 한편, 히트파이프의 배치공간도 필요하므로, 도 3에 도시된 바와 같이 보강부재는 꺽여져 관성모멘트가 증가하는 방향으로 배치되면서 오목부(40a)가 형성되어 상기 히트파이프가 끼워 맞처지도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 4를 참조하여 본 발명의 히트파이프의 열 방출에 관해 살펴보기로 한다. 우선, 상기 히트파이프의 구성을 살펴보면, 상기 히트파이프(70)는 파이프(72)와, 상기 파이프 내에 배치되는 심지(74), 상기 심지 내에 형성되는 채널(76)과 상기 심지 내에 배치되는 상변환 물질을 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 파이프는 상기 집적회로칩과 접촉되는 면적이 증가하도록 단면이 직사각형인 것이 바람직하며, 상기 상변환 물질은 물, 알코올 증발성 물질이 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 그 상변화가 증발로 국한 될 필요는 없으며, 따라서 피라핀 계열의 물질 등도 사용될 수 있다.

한편, 상기 히트파이프의 열방출에 대해 살펴보면, 상기 히트파이프에 상기 집적회로칩(34)에서 발생하는 열(Q)이 상기 히트파이프의 일면의 길이방향을 따라 전도되면, 상기 열이 상기 심지에 배치되는 상변환 물질에 전달되어 상변화를 일으켜 증발하게 되고, 그 증기는 채널(76)을 통해 유동한다. 이후, 상기 히트파이프의 길이방향을 따라 그 열이 방열되고 외부공기(A)와 접촉하여 응축되면서 열을 방출하게 된다. 이를 통해 상술한 집적회로칩(34)의 방열이 수행될 수 있게 된다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩의 냉각을 원활히 하는 수단을 제안하고, 이를 통해 플라즈마 디스플레이 패널의 화질을 개선시키고 신뢰성을 보장하고 품질을 향상시킨다.

또한, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩의 수명을 증대시켜, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 연장시킨다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 플라즈마 디스플레이 패널;

   상기 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 섀시;

   상기 섀시의 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 면의 반대쪽 면인 배면에 배치되어 상기 섀시의 강성을 보강하는 보강부재;

   상기 보강부재의 전면 및 배면 중 어느 하나의 면에 배치되어 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 제어하는 집적회로칩; 및

   상기 집적회로칩과 보강부재 사이에 배치되어 상기 집적회로칩에서 발생하는 열을 내부에 배치된 물질의 상변화 및 대류를 통해 방출하는 히트파이프; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 히트파이프가 배치되는 상기 보강부재의 면에 상기 히트파이프가 끼워 맞추어지도록 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 히트파이프는 파이프와, 상기 파이프 내에 배치되는 심지와, 상기 심지 내에 형성되는 채널과, 상기 심지에 배치되는 상변환 물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 집적회로칩 및 히트 파이프 사이에 배치되는 열전도 물질을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 집적회로칩은 상기 보강부재의 배면에 배치되고, 상기 집적회로칩을 덮도록 배치되는 커버플레이트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.

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