KR20030065202A - 프라즈마 디스플레이 패널 텔레비젼용 히트 스프레더 - Google Patents

Abstract

PDP(프라즈마 디스플레이 패널) TV의 프라즈마 글라스에서 발생되는 열을 냉각시키는 PDP TV용 히트 스프레더가 개시되어 있다. 프라즈마 디스플레이 패널 TV의 프라즈마 글라스로부터 열을 방출시키기 위한 프라즈마 디스플레이 패널용 히트 스프레더는 금속 기판, 및 금속 기판의 표면으로부터 도출되고, 상호 이격된 다수의 리브들을 포함하며, 리브들은 대략적으로 I-형상, V-형상 또는 Z-형상일 수 있다.

Description

프라즈마 디스플레이 패널 텔레비젼용 히트 스프레더{Heat Spreader For Plasma Display Pannel Television}

본 발명은 프라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Pannel; 이하, PDP라 함)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PDP에서 발생되는 열을 냉각시키는 PDP용 히트 스프레더(Heat Spreader)에 관한 것이다.

PDP TV는 차세대 영상 장치로 각광받고 있지만, 그 내부의 고전압 및 고전류가 발생에 의한 열적 문제가 있다. 40인치 PDP TV의 경우 동작시 대략 350W의 열량이 발생된다. 이중 90%가 PDP 글라스에서 발생되며, 나머지 10%가 PCB 모듈에서 발생된다. PDP의 최대 허용 동작 온도는 대략 90℃이하이다. PDP 글라스의 형광 영역(방전 영역) 및 비형광 영역(비방전 영역) 사이의 온도차가 대략 10℃이상이 되는 경우, PDP 글라스에 균열이 발생될 수 있다(사용된 유리의 재질에 따라 다소의 차이는 있을 수 있다). 더욱이, PDP TV는 대개 슬립 박막형 구조의 제품으로 응용되고 있어, 열 발산에 열악한 환경에 놓이게 된다. 따라서, PDP의 이러한 온도문제를 해결하기 위해 종래에는 실리콘 시트(Silicon Sheet) 및 팬이 이용되고 있다. 실리콘 시트(Silicon Sheet)는 PDP 글라스와 백 플레이트(Back Plate)에 부착되어, PDP로부터 발생되는 열의 방산과 함께 PDP의 방전 영역과 비방전 영역 사이의 온도차를 줄이며, 팬(Fan)은 PDP TV 내부에 냉각 공기를 강제로 공급하여 PDP TV의 내부를 냉각시킨다.

그러나, 실리콘 시트의 경우, 그 열전달 촉진이 비효율적이므로, PDP 글라스의 균열 잠재력이 높아 PDP TV의 신뢰성을 저하시킨다. 그리고, 팬의 경우, PDP TV의 슬립 박막화에 장애 요인이며, 팬의 구동에 따른 소음, 그 중량 및 소비 전력등의 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프라즈마 디스플레이 패널을 팬없이 냉각시킬 수 있고, 방전 영역과 비방전 영역 사이의 개선된 열 전달을 제공하는 PDP TV용 히트 스프레더(Heat Spreader)를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PDP TV용 히트 스프레더는 프라즈마 디스플레이 패널로부터 열을 방출시키기 위한 프라즈마 디스플레이 패널 TV용 히트 스프레더에 있어서, 상기 히트 스프레더는 금속 기판; 및 상기 금속 기판의 표면으로부터 도출되고, 상호 이격된 다수의 리브들로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 다수의 리브들 각각은 I-형상인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 다수의 리브들 각각의 상기 표면으로부터의 도출 높이는 0.2㎜-2.5㎜이다. 바람직하게는, 상기 다수의 리브들 각각의 폭은 0.2㎜-2㎜이다. 바람직하게는, 상기 다수의 리브들의 상호 이격 거리는 2㎜-20㎜이다.

또한, 상기 다수의 리브들 각각은 소정의 각도로 꺽여, V-사변의 형상이다. 바람직하게는, 상기 다수의 리브들 각각의 상기 표면으로부터의 높이는 0.2㎜-2.5㎜이다. 또한 바람직하게는, 상기 소정의 각도는 90-150°이다. 상기 다수의 리브들 각각의 V-형상 부분의 길이는 10-20㎜이다. 상기 다수의 리브들 각각의 폭은 0.2㎜-2㎜이 바람직하다. 또한, 상기 다수의 리브들의 상호 이격 거리는 2㎜-20㎜이다.

또한, 상기 다수의 리브들 각각은 Z-형상이며, 상기 Z-형상은 V의 양쪽 선들이 소정의 각도를 이루고, 한쪽 선이 소정 거리로 이격된 형상인 것을 특징으로 한다. 상기 다수의 리브들 각각의 상기 표면으로부터의 높이는 0.2㎜-2.5㎜이다. 상기 소정의 각도는 90-150°이다. 상기 다수의 리브들 각각의 Z-형상 부분의 길이는 10-20㎜인 것이 바람직하다. 상기 다수의 리브들 각각의 폭은 0.2㎜-2㎜이다. 상기 다수의 리브들의 상호 이격 거리는 2㎜-20㎜인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 히트 스프레더들은 전열 면적의 증가 및 유동의 박리 및 재부착 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명이 적용되는 프라즈마 디스플레이 패널 TV를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 PDP TV용 히트 스프레더를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예 따른 PDP TV용 히트 스프레더를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 PDP TV용 히트 스프레더를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 히트 스프레더를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 6은 히트 스프레더들의 수치 계산 모델을 나타낸 도면이다.

도 7은 도 6에 도시된 히트 스프레더들의 수치 계산 모델에 따른 도 2 내지 도 5의 히트 스프레더들의 계산 모델들 각각을 도시한 도면이다.

도 8은 도 5에 도시된 평면 히트 스프레더의 해석 결과와 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

도 9 내지 도 14는 본 발명을 설명하기 위한 도면들이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

110: 프론트 커버 120: 프론트 글라스

130: 리어프라즈마) 글라스140: 서멀 패드

150, 200, 300, 400, 500: 히트 스프레더

160: PCB 모듈 170: 백 커버

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 프라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 프라즈마 디스플레이 패널(100) TV는 프론트 커버(110; Front Cover), 프론트 글라스(120; Front Glass), 리어 글라스(130; Rear Glass), 서멀 패드(140; Thermal Pad), 본 발명에 따른 히트 스프레더(150), PCB 모듈(160), 및 백 커버(170; Back Cover)로 구성된다.

본 발명에 따른 히트 스프레더(150)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 서멀 패드(140)에 의해 상기 리어 글라스(130)와 결합되며, 상기 PCB 모듈(160)과 소정의 거리 예컨대, 대략 10㎜정도 이격된다. 도 1에서 화살표들은 PDP(100) TV 주위의 열 흐름을 표시한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 PDP용 히트 스프레더를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 히트 스프레더는 금속 기판(210) 및 다수의 리브들(230)으로 구성된다.

상기 금속 기판(210)는 열전달 계수가 큰 금속 재료 예컨대, 알루미늄 또는 구리등을 이용된다. 상기 금속 기판(210)의 형상은 PDP의 리어 글라스 형상에 대응하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 리브들(230)은 상기 금속 기판(210)의 일 표면으로부터 도출되고, 상호 이격되어 형성된다. 상기 다수의 리브들(230) 각각은 대략적으로 I-형상을 갖는다. 바람직하게는, 상기 다수의 리브들(230)은 상기 금속 기판(210)의 일 단부로부터 타 단부까지 상호 평행하게 연장된다. 또한, 상기 다수의 리브들(230)은 상기 히트 스프레더(200)이 PDP 패널에 설치되었을 때, 상기 금속 기판(210)의표면 상부 공기의 유동 방향으로 연장된다. 상기 다수의 리브들(230) 각각의 상기 금속 기판(210)의 표면으로부터도출된 높이는 0.2㎜-2.5㎜으로 형성가능하며, 바람직하게는 0.5㎜-2.0㎜이다. 상기 다수의 리브들(230) 각각의 폭은 0.2㎜-2㎜로 형성가능하며, 바람직하게는 1.0㎜이다. 상기 다수의 리브들(230)의 상호 이격 거리는 2㎜-20㎜이며, 바람직하게는 6.5㎜이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예 따른 PDP TV용 히트 스프레더를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 히트 스프레더(300)는 금속 기판(310) 및 다수의 리브들(330)으로 구성된다.

상기 금속 기판(310)는 열전달 계수가 큰 금속 재료 바람직하다. 예컨대, 상기 금속 기판(310)은 알루미늄 또는 구리등으로 제작된다. 상기 금속 기판(310)의 형상은 PDP의 리어 글라스 형상에 대응하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 리브들(330)은 상기 금속 기판(310)의 일 표면으로부터 도출되고, 상호 이격되어 형성된다. 상기 다수의 리브들(330) 각각은 대략적으로 V-형상을 갖는다. 바람직하게는, 상기 다수의 리브들(330)은 상기 금속 기판(310)의 일 단부로부터 타 단부까지 상호 평행하게 연장된다. 또한, 상기 다수의 리브들(330)은 상기 히트 스프레더(200)가 PDP 패널에 설치되었을 때, 상기 금속 기판(310)의 표면 상부 공기의 유동 방향으로 연장된다.

상기 다수의 리브들(330) 각각은 소정의 각도로 꺽여, V-사변의 형상을 갖는다. 상기 소정의 각도는 90-150°이며, 바람직하게는 120°이다. 상기 다수의 리브들(330) 각각의 V-형상 부분의 길이는 10-20㎜이며, 바람직하게는 V의 왼쪽 및 오른쪽의 길이가 동일한 14㎜이다. 상기 다수의 리브들(330) 각각의 상기 표면으로부터의 높이는 0.2㎜-2.5㎜이며, 바람직하게는 0.5㎜-2.0㎜이다. 상기 다수의 리브들(330) 각각의 폭은 0.2㎜-2㎜로 형성가능하며, 바람직하게는 1.0㎜이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 PDP TV용 히트 스프레더를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 히트 스프레더(400)는 금속 기판(410) 및 다수의 리브들(430)으로 구성된다.

상기 금속 기판(410)는 열전달 계수가 큰 금속 재료 바람직하다. 예컨대, 상기 금속 기판(410)은 알루미늄 또는 구리등으로 제작된다. 상기 금속 기판(410)의 형상은 PDP의 리어 글라스 형상에 대응하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 리브들(430) 각각은 대략적으로 Z-형상이다. 상기 다수의 리브들(430) 각각은 상기 Z-형상은 V의 양쪽 선들이 소정의 각도를 이루고, 한쪽 선이 소정 거리로 이격된 형상이다. 상기 다수의 리브들(430) 각각의 상기 표면으로부터의 높이는 0.2㎜-2.5㎜바람직하게는 0.5㎜-2.0㎜이다. 상기 다수의 리브들(430) 각각의 폭은 0.2㎜-2㎜로 형성가능하며, 바람직하게는 1.0mm이다. 상기 소정의 각도는 90-150°이며, 바람직하게는 120°이다. 상기 다수의 리브들(330) 각각의 V-형상 부분의 양쪽 길이 각각은 5-10㎜이며, 바람직하게는 양쪽의 각 길이가 동일한 7㎜이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 도 2 내지 도 4에 도시된 히트스프레더들(200, 300 및 400)을 도 5에 도시된 다수의 리브들이 없는 히트 스프레더와 대비하여 그 열전달 특성들을 대비하여, 본 발명에 따른 히트 스프데더의 냉각 성능을 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 히트 스프레더들을 대비하기 위해, 수치 계산 모델을 설정한다. 도 6은 히트 스프레더들의 수치 계산 모델을 나타낸 도면이다. 도 7에는 도 6에 도시된 히트 스프레더들의 수치 계산 모델에 따른 도 2 내지 도 5의 히트 스프레더들의 계산 모델들 각각을 나타내었다.

상기 수치 계산 모델은 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 전체 크기는 가로(X방향) 15㎜, 세로(Y방향) 186.5㎜, 및 두께(Z) 11.5㎜이며, 이는 히트 스프레더의 전영역에서 리브가 반복적으로 나타나는 구조를 대표하는 영역에 해당된다. 여기서, 11.5㎜의 두께중 1.5㎜는 히트 스프레더이며, 10㎜는 냉각 공기가 흐르는 공간이다. 즉, 본 수치 계산 모델은 15×186.5×1.5㎣의 히트 스프레더 체적과 15×186.5×10.0㎣의 공간 체적등 크게 두가지 체적으로 구분된다. 도면에서 열의 이동 경로는 플라즈마 글라스에서 65W 발열을 하고 이 발열량은 히트 스트레더에 전달되게 된다. 플라즈마 글라스의 히트 싱크 역할을 수행하는 히트 스프레더는 전달된 열량을 공간체적으로 방출하게되며, 이를 냉각하기 위해 공간 체적의 하부에 유입구가 있고 상부에 유출구가 열려있다. 수치 계산 모델의 좌우는 대칭 구조를 가진다. 뜨거운 히트 스프레더에 의해 공간 체적 내에 유입구에서 유출구로 흐르는 자연 대류 유동이 발생되며, 이 유동에 의해 히트 스프레더와 PDP 글라스는 일정한 온도 상태를 유지하게 된다.

또한, 본 상세한 설명에서는 히트 스프레더들과 PCB 사이의 간격 10㎜에서 리브 높이를 0.5㎜에서 2.0㎜까지 0.5㎜씩 증가시키면서 수치 해석했다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 리브들의 폭이 1㎜에서, 상기 I-형상의 리브(230)들을 6.5㎜ 간격으로 부착시킨 모델이 사용되었으며, V-형상의 리브들에 대해서는 V의 왼쪽 선길이 및 오른쪽 선길이가 모두 14㎜로 동일하고 양쪽 선의 각이 120°인 리브들, 그리고 Z-형상의 경우는 V-형상과 거의 동일하나 V의 오른쪽 선이 Y방향으로 7.5㎜ 엇갈려 배치된 형상이다.

본 실시예에서 수치 해석 방법은 아래에 나타낸 바와 같이, 열전달 현상을 기술하는 정상 상태의 지배 방정식은 연속 방정식, 운동량 방정식, 난류 운동량 방정식, 난류운동에너지 소산율 방정식 및 에너지 방정식을 적용했다.

위 식(5)에서 ST는 공간의 활용 영역에서 에너지의 생성항을 뜻한다. 또한, 식(8)에서 σt는 온도에 대한 난류 Prandtl수이다.

본 실시예에서 경계조건은 실험에서 측정한 값을 이용하였다. 도 6에서 z=0㎜인 히트 스프레더 표면에서의 발열량을 65W, 유입구에서의 유입되는 냉각 공기의 속도 및 온도를 각각 0.35m/s 및 20.0℃, 유출구에서 대기압을 그리고 좌,우면은 대칭 조건으로 처리하였다.

반복 계산시 종속 변수들의 수렴정도를 점검하기 위해 아래에 저의된 잉여치 R값이 조사되었으며, 각 종속 변수에 대하여 잉여값이 10-4이하에 도달하면 수렴된 것으로 간주하였다.

여기서, Φ, a 및 b는 각각 본 실시예에서의 종속 변수, 이산화 방정식의 계수 및 생성항을 나타내고, 아래 첨자 p 및 nb는 각각 계산 제어 체적과 인접 제어체적의 격자점을 나타내며, 이를 계산하기 위해 열, 유체 유동 해석 프로그램인 "FLUENT 5.5"를 이용하였다.

본 실시예에서의 수치 해석 결과를 실험 결과와 비교함으로서 수치 해석 방법의 타당성을 검증하고자 하였으며, 수치 해석 온도 Tth 및 실험 온도 Texp 와의 오차 E는 아래의 식(12)로 정의하였다.

도 5에 도시된 평면 히트 스프레더의 해석 결과와 실험 결과를 도 8에 도시하였다. 도 8에서, X축 및 Y축은 각각 Y방향 위치 및 히트 스프레더 표면 온도 TS와 주위 공기 온도 Ta 사이의 차를 나타내며 실선 및 점(??)은 각각 수치 해석 결과 및 실험 결과를 나타낸다. 도 8에서 실험 결과 및 해석 결과의 최대 오차는 9%로 나타났으며 이로부터 수치 해석 방법의 타당성을 검증할 수 있었다. 부가적으로 온도 특성을 살펴 보면, Y방향으로 180㎜까지는 완만하게 온도가 상승하다가 이 후는 온도가 거의 동일하게 유지되는 것으로 나타났다.

도 11에 상기 평명 히트 스프레더 및 상기 3가지 리브 형상의 히트 스프레더들의 유동 분포를 나타냈다. 도 11에서 (a), (b), (c), 및 (d)는 각각 평면, I-형상, V-형상 및 Z-형상의 히트 스프레더를 나타내며, 유동 거리는 유입구로부터 Y방향으로 리브가 3개 또는 4개의 위치까지를 표현하고 있다. 도 11의 (a)에서 평면 히트 스프레더는 매끈한 표면을 가지므로 냉각 공기가 유입구에서부터 Y방향으로 올라 갈수록 열경계층이 성장하면서 중심부로 갈수록 유속이 빨라지는 것을 확인할수 있으며, (b)에서 I-형상 히트 스프레더는 기존 모델 히트 스프레더와 마찬가지로 매끈한 표면을 따라서 열경계층은 성장하지만, I-형상 리브 사이를 유동하므로 리브 부근에서는 유속이 작고 리브의 중앙에서는 유속이 빨라지는 것을 알 수 있다. 도 11의 (c)에서, V-형상 히트 스트레더는 냉각 공기가 리브를 넘어서 리브 피치의 2/3지점에서 재부착(reattachment)이 발생하며, (d)에서 Z-형상 히트 스프레더는 리브를 넘어선 냉각 공기가 리브 피치의 1/2지점 즉, 엇갈린 리브 지점에서 유동이 재부착되는 형상을 확인할 수 있다. 부가적으로 V-형상 및 Z-형상 히트 스프레더의 리드 피치를 계산하면, 각 히트 스프레더의 재부착길이는 각각 10㎜ 및 7.5㎜나타났다. 그러므로 리브를 부착하면 열경계층 성장이 억제되어 리브부근에서는 난류유동이 촉진됨을 알 수 있다.

도 8에 도시된 도 5에 도시된 평면의 히트 스프레더의 온도 분포는 47.3~52.℃로 나타났으며 y 방향으로 l8O㎜ 이상에서는 온도가 동일하게 유지되는 것으로 나타났다.

도 2에 도시된 I-형상의 리브를 갖는 히트 스프레더(200)를 계산한 결과를 도 9에 나타내었다. 도 9에서 x축 및 y축은 각각 히트 스프레더 y방향위치 및 히트 스프레더 표면온도와 주위 공기 온도차를 나타내며 사각형(■), 원형(●), 삼각형(▲) 역삼각형(▼) 및 다이아몬드형(◆)은 각각 기존 모델 히트 스프레더, 리브 높이0.5㎜ l.0㎜ 1.5㎜ 및 2.0㎜ I-형상의 리브들을 갖는 히트 스프레더(200)를 나타낸다.

도 9에서 I-형상 리브(230)가 부작된 히트 스프레더(200)는 리브 높이가 증가할수록 히트 스프레더의 표면 온도가 낮아지는 것올 알수 있으며, I-형상 리브(230) 높이가 0.5㎜인 경우 평면 리브의 히트 스프레더보다 약 3℃ 낮아지며, 리브 높이가 2.0㎜인 경우에는 약 7℃정도 낮아지는 것을 확인 할수 있다. 이는 리브에 의한 전열면적의 증가에 기인한 것으로 판단된다. 또한 리브높이가 0.5㎜인 경우의 히트 스프레더 상·하의 온도차는 5.l℃이며, 2.0㎜인 경우의 히트 스프레더 상·하의 온도차는 4.5℃로서 히트 스프레더의 표면 온도차는 리브 높이가 커질 수 록 작아짐을 알 수 있다.

I-형상 히트 스프레더의 최소 표면 온도는 리브 높이가 2.0㎜일 때, 40.1℃로, 최고 표면 온도는 리브 높이가 0.5㎜일 때, 51.1℃로 나타났다.

도 10은 V-형상의 리브들을 갖는 히트 스프레더(300)의 온도 특성을 계산한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 10에서, X축, Y축 및 기호는 도 9와 동일하다. 도 9와 마찬가지로 리브 높이가 증가 할 수 록 히트 스프레더 표면 온도가 낮아지는 것을 알 수 있다. H-형상 리브 높이가 0.5㎜인 경우, 평면 히트 스프레더보다 약 I℃ 낮아지며 리브 높이가 2.0㎜인 경우에는 약 7℃정도 낮아지는 것을 확인 할수 있다. 또한, 리브 높이가 0.5㎜인 경우의 히트 스프레더 상 ·하의 온도차는 5.1℃, 1.0㎜인 경우는 5.0℃, l.5㎜인 경우는 4.8℃, 그리고 2.0㎜인 경우는 4.5℃로서 허트 스프레더의 표면 온도차는 리브 높이가 커질수록 작아짐을 알 수 있다.

도 12는 Z-형상의 리브들을 갖는 히트 스프레더(400)의 온도 특성을 계산한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 12에서 X축 및 Y축의 기호는 I-형상 히트 스프레더의 그것과 동일하다. 도 12에서 Z-형상 히트 스프레더는 V-형상 히트 스프레더와온도차는 0.2℃정도의 거의 동일한 온도 분포를 나타냈다. 이는 리브의 위치는 다르지만 유사한 리브 형상 및 전열 면적이기 때문인 것으로 판단된다. Z-형상 히트 스프레더는 Z-형상 리브 높이가 0.5㎜인 경우 평면 히트 스프레더보다 약 4℃ 낮아지며 리브 높이가 2.0㎜인 경우는 약 7℃ 정도 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

본 실시예에서 히트 스프레더들의 성능을 비교하기 위하여 히트 스프레더의 냉각 성능을 나타내는 지표를 온도 균일도 및 무차원 평균 온도차로 선정하였으며 다음의 식 (13), (14) 및 (15)와 같이 정의하였다.

여기서 Tx, Ta, Qreal, Tmax, Qmax, η 및 S 각각은 히트 스프레더 표면의 국소 온도[℃], 주위의 공기 온도[℃], 히트 스프레더를 통한 실제 방열량[W], 히트 스프레더 최고 표면 온도[℃], 히트 스프레더를 통한 최대 방열량[W], 히트 스프레더 온도 균일도 및 히트 스프레더 표면적을 나타낸다.

식 (15)에서 정의된 온도 균일도 η가 1에 가까우면 히트 스프레더에서의 온도 분포가 균일하고 냉각 성능이 향상되 것을 판단한다.

상기 무차원 평균 온도차는 아래의 식(16) 및 (17)로 정의한다.

식 (17)에서 정의된 무차원 평균 온도차 ΔT*ave가 작아지면 히트 스프레더의 냉각 성능은 향상된다.

평균 히트 스프레더 및 3가지 리브 형상의 히트 스프레더의 온도 균일도를 비교하여 도 13에 나타내었다. 도 13에서 x축 및 y축은 각각 리브 높이 및 온도 균일도를 나타내며, 사각형(■), 원형(●), 삼각형(▲) 및 역삼각형(▼)은 각각 평면, I-형상, V-형상 및 Z-형상 히트 스프레더를 나타낸다.

도 13에서 평면, I-형상, V-형상 및 Z-형상 히트 스프레더의 온도 균일도의 범위는 식 (13)에 의해 각각 η=0.961, 0.955-0.961, 0.96-0.967, 및 0.957-0.967로 나타났다. I-형상, V-형상 및 Z-형상 히트 스프레더의 온도 균일도 리브의 높이가 커질수록 나빠지는 경향을 나타냈으며, V-형상 및 Z-형상 히트 스프레더는 리브 높이가 0.5㎜일 때 0.967로 가장 좋은 온도 균일도를 나타냈으며, 0.5-1.5㎜까지는 온도 균일도가 동일하다가 리브 높이가 2.0㎜에서 Z-형상 히트 스프레더가 V-형상 히트 스프레더보다 더욱 나빠졌다.

도 14는 상기 4가지 히트 스프레더들의 무차원 평균 온도차들을 나타내는 그래프이다. 도 14에서 x축 및 y축은 각각 리브 높이 및 히트 스프레더와 주위 공기의 무차원 평균 온도차를 나타내며, 사각형(■), 원형(●), 삼각형(▲) 및 역삼각형(▼)은 각각 평면, I-형상, V-형상 및 Z-형상 히트 스프레더를 나타낸다

도 14에서 평면, I-형상, V-형상 및 Z-형상 히트 스프레더의 평균 온도차의범위는 식 (17)에 의해 각각 ΔT*ave=2.55, 2.17-2.46, 2.16-2.50, 및 2.16-2.51℃로 나타났으며, 0.5-1.5㎜에서 I-형상의 히트스프레더의 무차원 평균온도차가 가장 작게 나타났으며, 2.0㎜에서는 V-형상 및 Z-형상의 히트 스프레더들의 평균 온도차가 가장 작게 나타났다.

따라서, 상기 구성에 의하면 히트 스프레더들은 전열 면적의 증가 및 유동의 박리 및 재부착 효과를 갖는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 프라즈마 디스플레이 패널 TV를 팬없이 냉각시킬 수 있고, 방전 영역과 비방전 영역 사이의 개선된 열 전달을 제공하는 PDP용 히트 스프레더(Heat Spreader)를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명을 상기한 실시 예를 들어 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고, 당업자의 통상의 지식 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

Claims (4)

1. 프라즈마 디스플레이 패널로부터 열을 방출시키기 위한 프라즈마 디스플레이 패널용 히트 스프레더에 있어서,

   상기 히트 스프레더는

   금속 기판; 및

   상기 금속 기판의 표면으로부터 도출되고, 상호 이격된 다수의 리브들로 구성되는 것을 특징으로 프라즈마 디스플레이 패널 텔레비젼용 히트 스프레더.
2. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 리브들 각각은 I-형상인 것을 특징으로 하는 프라즈마 디스플레이 패널 텔레비젼용 히트 스프레더.
3. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 리브들 각각은 소정의 각도로 꺽여, V-사변의 형상인 것을 특징으로 하는 프라즈마 디스플레이 패널 텔레비젼용 히트 스프레더.
4. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 리브들 각각은 Z-형상이며, 상기 Z-형상은 V의 양쪽 선들이 소정의 각도를 이루고, 한쪽 선이 소정 거리로 이격된 형상인 것을 특징으로 하는 프라즈마 디스플레이 패널 텔레비젼용 히트 스프레더.