专利名称：具有改进散热性的等离子体显示组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体显示组件，特别涉及一种具有均匀温度分布图和较高热传递效率的改进结构的等离子体显示组件。
背景技术：
等离子体显示组件(PDM)是用于通过使用放电效应来显示图像的平板显示器件。由于它的非常好的性能和特性如高显示容量、亮度、对比度、潜像、视角和薄而大的屏幕尺寸，PDM被认为是下一代显示器件之一。
一般情况下，PDM包括具有前面板和后面板的等离子体显示面板与底座，其中所述底座具有用于驱动底座背面的等离子体显示面板的电路板。由于PDM使用放电效应用于在等离子体显示面板上显示图像，因此有等离子体显示面板产生大量热。因此，在等离子体显示面板和底座之间设置散热件，从而将热量传递到底座。
散热件可以由填充了导热材料的树脂化合物形成。形成的散热件直接固定于等离子体显示面板的表面上。这种设计存在的一个问题是散热件的热传递效率很低，因为用于制造散热件的材料具有大约为1W/m·K的低导热系数。在这种情况下，当由于等离子体显示面板在平面方向(即平行于所述表面的方向)的热传递性能差造成局部温度增加时，可能降低了在局部高温下的放电单元中的荧光层的发光效率。结果是，可能产生明亮的潜像(即不同单元之间的强度差)，导致总亮度下降。这个问题将导致放电强度增加以实现明亮的图像，这将导致由等离子体显示面板产生更多的热量，使明亮的潜像问题更严重。而且，等离子体显示面板中的局部温度增加可能产生内部热应力，可导致通常由玻璃制造的等离子体显示面板破裂。
采用由高定向石墨形成的高导热性散热件以改进等离子体显示面板中的温度非均匀性从而增加热传递效率的观念在授予Morita等人的美国专利US5831374中公开了。但是，Morita‘374中的热传递性能仍然是不够的，因为在将散热件固定于等离子体显示面板和底座之间时在散热件中产生小孔。由于这些小孔而使被散热件覆盖的表面实际上是大约10-15％。而且，高导热性的散热件难以固定于等离子体显示面板和难以从其分离。尤其是，当除去散热件时，必须用锋利的物体用手将散热件的其余部分从等离子体显示面板除去。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种用于等离子体显示组件的设计，可以提供等离子体显示面板上的改进的温度均匀性。
本发明的另一目的是提供一种用于等离子体显示面板的设计，其中散热件可以很容易地固定于等离子体显示面板和从其分离。
本发明的又一目的是提供一种用于具有改进热传递性能的等离子体显示面板的设计。
这些和其它目的可以由等离子体显示组件(PDM)来实现，该等离子体显示组件(PDM)由其上显示图像的等离子体显示面板(PDP)、面对PDP设置的底座、驱动形成在底座上的等离子体显示面板的电路板、被夹在PDP和底座之间的散热件、以及接触散热件的面对等离子体显示面板的一个表面和散热器的面对底座的一个表面的板结构构成。板结构优选由强度足以抵抗由从PDP除去散热件所引起的拉伸强度的材料制成。
优选地，散热件由具有非常高的导热性的材料制成，如高定向石墨。这种石墨允许极好的导热性，尤其是在平面方向，由此在整个PDP上提供较好的温度均匀性和减少或消除PDP上的任何温度梯度。优选由类似于铝等材料制成的板结构设置在石墨和PDP之间，因此石墨不与PDP直接接触。这个板结构允许石墨容易地固定于PDP和从其拆卸，提高了PDP的温度均匀性，并且很好地从PDP除去热量。这种板结构还可以形成在石墨和底座之间。
板结构可以是平板形式的，或者可以是完全包围和密封散热件的密封件。当板结构是密封件时，散热件可以是液体热传递材料，或者是填充在板结构中的粉末型传导材料。
板结构可以包括至少第一延伸部，它向PDM的外部延伸，以便允许由空气对等离子体显示面板进行冷却，并且在这种情况下，第一延伸部可包括冷却片。板结构还可包括至少第二延伸部，它向散热件延伸，在这种情况下，第二延伸部可以是形成在与散热件接触的板结构表面上的突起。而且，板结构可包括将板结构的PDP一侧与板结构的底座一侧连接在一起的连接件。板结构优选由导热材料如Al、Cu、Ag和Ni制成，并且也可以在板结构上涂覆传导材料。散热件优选由高定向石墨制成。板结构可以使用粘合剂固定于PDP，并且板结构可以使用粘合剂固定于底座上。可以使用位于PDP和底座的边缘的双面胶将PDP和底座组合在一起，并且板结构可以固定于其间或固定于所述边缘内。
通过参照下面结合附图的详细说明，很容易理解本发明的更全面的评价和很多的附加优点，其中附图中相同的参考标记表示相同或相似的元件，其中图1是根据本发明典型实施例的等离子体显示组件(PDM)的分解透视图；图2是沿着图1的线A-A截取的剖面图；图3和4是根据本发明的不同典型实施例的PDM的剖面图；图5是表示图4中所述的PDM的热传递路线的示意图；图6是根据本发明另一典型实施例的PDM的透视图；和图7-9是根据本发明不同典型实施例的PDM的剖面图。
具体实施例方式
图1是根据本发明实施例的等离子体显示组件(PDM)100的分解透视图，图2是沿着图1的线A-A截取的PDM的剖面图。现在参见图1和2，等离子体显示组件100包括等离子体显示面板(或PDP)5、底座60、电流板70、和散热件40及板结构30。散热件40和板结构30设置在PDP5和底座60之间。PDP5由前面板10和后面板20构成。PDP5一般由玻璃制成并代表经等离子体放电显示图像的PDM100的图像显示部分。
底座60执行散热片的功能，用于促进来自PDM5和来自电路板70的热量传递。底座60优选由具有优异导热性的材料如铝制成。电路板70设置在底座60的背面并包括电路衬底(未示出)。
被夹在PDP5和底座60之间的散热件40可由高定向石墨形成，如图1和2所示。高定向石墨的晶体结构具有促进在平面方向(x和y方向)而不是厚度方向(Z方向)更通畅地导热的排列结构。
高定向石墨可通过如下步骤形成通过化学汽相淀积法使用碳氢化合物气体淀积碳原子之后对特殊的聚合化合物进行退火处理或碳化。通过特殊聚合化合物的碳化获得的高定向石墨具有优异的导热性。特殊聚合化合物优选是聚噁二唑(POD)、聚苯并噻唑(PBT)、聚苯并二噻唑(PBBT)、polyzooxazole(PBO)、聚苯并二噁唑(PBBO)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚亚苯基-苯并咪唑(PBI)、聚亚苯基-苯并二咪唑(PPBI)、聚噻唑(PT)、或聚对亚苯基-1，2-亚乙烯基(PPV)。
用于碳化聚合化合物的烘焙处理不需要特殊的操作条件，但是烘焙优选在高于2000℃的温度下进行，这是因为高定向石墨在2000℃以下很容易固化。在大约3000℃的温度下可以实现最高碳定向。
烘焙优选在存在惰性气体气氛的条件下进行，并且优选在高于大气压力的压力下进行，以便减小在烘焙期间产生的处理气体的影响。
高定向石墨可以被制成膜型或大块型，散热件40可以通过叠置多个高定向石墨膜制成或者由一个高定向石墨块件构成。
根据所述制造方法，高定向石墨具有弹性。高定向石墨优选具有弹性，以便保持粘接力，和克服等离子体显示面板5和底座60之间的热膨胀系数差异。
高导热性的散热件40优选具有高于150W/m·K的导热性，这远远高于具有大约1W/m·K导热性的其它热传递材料。尤其是，高导热性的散热件40具有促进平面方向(即x和y方向)的导热性的优点，这是因为高定向石墨具有各向异性导热性。
散热件40不仅可以由高定向石墨制成，而且可以由其它各种材料制成。例如，当板结构30是完全包围和密封散热件40的密封件时，如图1所示，散热件40可以是液体传热材料，如传热凝胶或传热油脂，或者代替它的可以是适当地凝聚在板结构30中的粉末型导热材料。粉末型导热材料可以是碳粉或铝粉。
由液体传热材料或粉末型导热材料制成的散热件40具有各向同性导热性，这意味着平面方向的导热性等于厚度方向的导热性。
在如上所述构成的PDM100中，根据本发明的方案的散热件40包括与PDP5和底座60中的至少一个接触的板结构30。
图2的板结构30可以是接收散热件40的密封件。由于薄板结构30的优异变形，图2的薄板结构30可以通过冲压构成而很容易并牢固地固定于PDP5的表面。板结构30可由高导热材料如Al、Cu、Ag、或Ni构成，并且可以在板结构30上涂覆传导材料。
图2的板结构30可以使用粘合剂80固定于等离子体显示面板5上和固定于底座60上。或者，在图3中所示的PDM300中，可使用粘接于底座60的边缘(或边沿)的双面胶50，将PDP5和底座60彼此固定。在图3的PDM300中，板结构33固定在粘接边缘50内。
现在参见图4，图4是根据本发明另一典型实施例的PDM400的剖面图。如图4所示，PDM400具有板结构34。当板结构34是薄膜如箔型时，由于其高变形性，提高了板结构34与PDP5的粘接性。板结构34具有高导热性，并且可以由高导热材料如Al、Cu或Ni构成，传导材料也可以涂覆在板结构30上。如图4所示，板结构34可使用粘合剂80固定于PDP5上。
现在参见图5，图5是表示从PDP5到底座60的图4的PDM400的热传递的示意图。如图5所示，由于板结构34由高导热材料形成和这种高导热性材料的板结构34设置在PDP5和底座60之间，因此提高了PDP5的平面方向(x和y方向)的热传递。都设置在PDP5和底座60之间的具有高导热材料的这种板结构34与由高定向石墨形成的高导热性散热件40一起使得在PDP5的平面上产生更均匀的热分布。
相应地，在PDM中使用上述板结构34可以提供的优点是减少或消除了明亮的潜像，可以消除由于局部温度增加导致的热应力，提高了等离子体显示面板的耐久性，以及可以防止由于破裂造成的等离子体显示面板损坏。此外，当实现了PDP5上的均匀温度分布时，由于热量从PDP5向底座60的均匀传递，提高了PDP5的总热传递效率。当将具有低粘接能力的散热件40固定于由玻璃形成的PDP5上时，通过在PDP5和高导热散热件40之间设置由金属形成的板结构34，可以提高附着力。而且，当实现了快速热传递时，可以减小构成PDM400的部件的热疲劳，由此增加了产品寿命的长度，和通过不需要安装在PDM400中的冷却片而降低了成本。
图4的PDM400的改进的固定方法是通过在PDP5和散热件40之间设有板结构34而将散热件40固定于PDP5上，因此它是一种板结构而不是与PDP5直接接触的散热材料。通过具有板结构34来代替散热件40与PDP5直接接触，可以提高生产的产量。当为了再加工或维修而需要从PDP5除去散热件40时，散热件40可以作为一个主体与板结构34一起被除去，并且板结构34可抵抗由拆除产生的平面拉伸力。
如果板结构是密封或包封散热件40的密封件，则散热件40可以形成为液相或凝胶型，或者是具有高导热性的适当聚集的粉末，如铝或碳粉。现在将在下面对比基础上介绍上述优点。
表1示出了不同散热件的辐射性能的经验测试结果。表1的第一列表示在散热件由硅形成且厚度为1.5mm并设置在PDP和底座之间时PDM的经验数据。表1的第二列表示散热件由高导热性材料制成且厚度为1.5mm并设置在PDP和底座之间时的经验数据。表1的第三和最后一列表示对于由高导热材料形成且厚度为1.5mm的散热件的经验数据，其中散热件还含有铝薄膜，并且整个散热件设置在等离子体显示面板和底座之间。
<表1>
为了对比每个案例的传热性能，通过以下方式发射光来测量等离子体显示面板的明亮潜像、明亮潜像时间和表面温度，其中PDM的预定区域A发光，十分钟后，区域A和PDM的其余区域B都发光。在第一行中，“明亮潜像”表示在只有区域A被点亮之后经过30秒点亮区域A和B的十分钟之后在区域A和B之间的亮度差。如所述的，较好设计的PDM具有较高的导热性，导致在十分钟之后再经过30秒在区域A和B之间的图像亮度差异。
第二行被称为“明亮潜像时间”并且是点亮区域A的十分钟之后所需要的时间，其中只在区域A和B都被点亮以及两个区域A和B之间的亮度差下降到7cd/m2的情况下。较好设计的PDM将具有较好的导热性，导致区域A和B需要较少的时间以具有7cd/m2的亮度差。
最后一行是在区域A只发光10分钟之后在区域A中的PDP的温度。较好设计的PDM将具有改进的导热性，导致较低的温度。
如表1所示，对于所有三种测试，第二列的高导热性散热件比第一列的硅散热件更好。第三列的具有薄铝箔的散热件比第一列的硅散热件和第二列的高导热性散热件更好。从这些结果看出，使用由高导热性材料和薄铝箔形成的散热件可以快速降低在区域A上形成的温度梯度，这是因为促进了平面方向的热传递。
现在参见图6-9，图6-9是表示分别具有可适用于本发明的不同典型形式的板结构36-39的PDM600、700、800和900。参见图6，板结构36可包括第一延伸部36a，即从PDM600的边缘向外延伸的板结构的一部分。如图6所示，第一延伸部36a从PDM的板结构36的边缘在y方向(或横向方向)突出。板结构36还可包括用于加速由空气的冷却的冷却片36b。
当在板结构36的设计中包含第一延伸部36a时，PDP5中产生的一部分热量直接被板结构36上的空气冷却，而不是将所有热量向底座60传递。换言之，由于板结构36的第一延伸部36a延伸到冷却空气中，在PDM600外部的这种冷却空气与第一延伸部36a接触并冷却第一延伸部36a，由此降低了板结构36的温度。通过这种设计，提高了热传递效率，并且与不存在第一延伸部36a的情况相比，有更少的热量从PDP5传递到底座60。通过降低底座60上的温度，位于底座60背面的电路板70不太可能过热和产生故障。
现在参见图7所示的PDM700，板结构37包括第二延伸部37c，它是在z方向延伸到散热件40中的突起。第二延伸部37c增加了板结构37与散热件40之间的接触面积，由此提高了从PDP5的散热效率。在散热件40由液体热传递材料制成时，在板结构37的设计中存在第二延伸部37c是特别有利的。
现在参见图8，图8表示根据本发明另一实施例的PDM800。在图8的实施例中，板结构38的设计被修改为包括连接件38d，它将板结构38的等离子体显示面板一侧与板结构38的底座一侧连接在一起。如图8所示，连接件38d延伸穿过散热件40。散热件40可以是固体，或者在板结构38密封的情况下可以是液体和/或粉末。
现在参见图9，图9表示根据本发明另一实施例的用于PDM900的另一设计。如图9所示，板结构39的设计再次被修改以产生改进效果。如图9所示，板结构39包括沿着室内热见40的边缘(或边沿)和沿着板结构39的边缘(或边沿)设置的连接器39e。
如图8的连接件38d那样，当图9的连接器39e含有高导热材料如铝时，PDP5中产生的热量可以直接传递到底座60而不必经过散热件40。因此再次可以实现改进的散热性。
根据本发明的PDM具有以下优点。通过使用用于设置在PDP和底座之间的板结构和散热件的上述设计以及用于板结构和散热件的上述材料，可以实现在整个PDP上的更均匀的温度分布图。当板结构由高导热材料形成并设置在等离子体显示面板和散热件之间时，可以很好地实现在PDP整个表面上在平面方向的改进的热传递性。而且，通过使用热定向石墨用于散热件，可以进一步加速平面方向的温度传递。
通过减少沿着PDP表面的温度梯度，可以减少或消除明亮潜像。而且，可以防止由于局部加热产生的热应力而导致PDP破裂，由此延长了PDM的寿命。当在PDP上实现了均匀温度分布时，向底座的热传递也是均匀的，由此提高了总热传递效率。
其次，通过PDM的PDP与散热件之间的紧密接触提高了热传递性能。由玻璃形成的PDP与由高导热材料形成的散热件之间的紧密接触可以通过在玻璃PDP和散热件之间设有由金属形成的板结构来实现，其中所述高导热材料具有与玻璃的低接触力。
第三，使用板结构很容易将散热件固定于PDP和将其从PDP拆除，导致工艺损失减少和提高了制造产量。当为了再制造或维修而使散热件必须与PDP分离时，可以作为一个主体除去散热件，因为板结构可以抵抗在拆除期间产生的平面拉伸力。
前面已经参照其优选实施例特别示出和介绍了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下可以对本发明在形式上和细节上做各种修改。
权利要求
1.一种等离子体显示组件，包括其上显示图像的等离子体显示面板；面对等离子体显示面板设置的底座；驱动等离子体显示面板的电路板，所述电路板由底座支撑；设置在等离子体显示面板和底座之间的散热件；和与面对等离子体显示面板的散热件的表面和面对底座的散热件的表面中的至少一个接触的板结构。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构足够强，以抵抗在从等离子体显示面板除去散热件时产生的平面拉伸力。
3.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构是平板形式的。
4.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构是密封散热件的密封件。
5.根据权利要求4所述的等离子体显示组件，其中散热件是液体热传递材料。
6.根据权利要求4所述的等离子体显示组件，其中散热件是填充在板结构中的粉末型传导材料。
7.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构包括向等离子体显示组件的外部延伸的第一延伸部，以便允许等离子体显示组件外部上的冷却空气与所述第一延伸部直接接触。
8.根据权利要求7所述的等离子体显示组件，其中第一延伸部还包括冷却片。
9.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构包括向散热件内部延伸的第二延伸部。
10.根据权利要求9所述的等离子体显示组件，其中第二延伸部是形成在与散热件直接接触的板结构表面上的突起。
11.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构包括将板结构的等离子体显示模板一侧与板结构的底座一侧连接起来的连接件。
12.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构包括导热材料。
13.根据权利要求12所述的等离子体显示组件，其中板结构由选自Al、Cu、Ag和Ni的组的导热材料构成，板结构还包括涂覆于导热材料上的传导材料。
14.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中散热件包括高定向石墨。
15.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构经粘合剂固定于等离子体显示面板上。
16.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中板结构经粘合剂固定于底座上。
17.根据权利要求1所述的等离子体显示组件，其中使用位于等离子体显示面板和底座的边缘上的双面胶将等离子体显示面板和底座组合起来，并且板结构设置在所述边缘的内部之间。
18.一种等离子体显示组件，包括其上显示图像的等离子体显示面板；面对等离子体显示面板设置的底座；驱动等离子体显示面板的电路板，所述电路板由底座支撑；设置在等离子体显示面板和底座之间的高定向石墨层；和在高定向石墨层和等离子体显示面板之间设置的薄导热金属层。
19.根据权利要求18所述的等离子体显示组件，其中高定向石墨层不与等离子体显示面板直接接触。
20.一种等离子体显示组件，包括其上显示图像的等离子体显示面板；面对等离子体显示面板设置的底座；驱动等离子体显示面板的电路板，所述电路板由底座支撑；散热的液体传热材料；和由导热金属制成并形成为包封散热件的板结构，所述板结构和液体都设置在等离子体显示面板和底座之间。
全文摘要
提供一种用于等离子体显示组件(PDM)的设计，该等离子体显示组件具有等离子体显示面板(PDP)和其上安装电路的底座。散热层和板结构形成在PDP和底座之间。散热层和平面结构具有新的形状和尺寸并由特殊材料或材料的组合构成，从而提高PDM的散热性。优选地，使用具有高导热性的高定向石墨材料形成散热层。平面结构是高导热性金属并设置在石墨层和玻璃PDP之间，从而形成与PDP的良好接触，将热量从PDP散去，并允许石墨层与PDP的容易固定和拆除。
文档编号H01J17/49GK1591745SQ20041007495
公开日2005年3月9日 申请日期2004年9月1日 优先权日2003年9月1日
发明者金石山, 赵仁秀, 金基正, 姜太京 申请人:三星Sdi株式会社