KR100670525B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극과 구동회로를 연결하는 신호선에 설치되는 구동칩의 상하측에 적어도 하나 이상의 방열핀을 갖는 방열판을 열적으로 접촉되게 설치하여 냉각 성능을 극대화시킨 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널, 커버 플레이트, 구동칩, 방열판

Description

플라즈마 디스플레이 장치{Plasma Display Device}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 장치에서 구동칩의 설치상태를 도시한 부분발췌 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 장치의 요부 구성 분해사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동칩의 설치상태를 도시한 부분발췌 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 구동칩의 설치상태를 도시한 부분발췌 단면도.

< 도면의 주요 부분에 의한 부호의 설명 >

10 ; 플라즈마 디스플레이 패널 30 ; 샤시 베이스

40 ; 회로기판 50 ; TCP

51 ; 구동칩 61,62 ; 커버 플레이트

71,72 ; 방열판 82,84 ; 고체상 열전도체

92,94 ; 액체상 열전도체

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극과 구동회로를 연결하는 신호선에 설치되는 구동칩의 상하측에 적어도 하나 이상의 방열핀을 갖는 방열판을 열적으로 접촉되게 설치하여 냉각 성능을 극대화시킨 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 장치는 대향하는 두 개의 기판에 각각 전극을 형성하고, 일정 간격을 가지도록 겹쳐 내부에 방전 가스를 주입한 후 밀봉하여 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel:PDP, 이하 패널과 혼용함)을 이용한 평판형 디스플레이 장치를 말한다.

플라즈마 디스플레이 장치는 많은 용적을 차지하는 브라운관(CRT: Cathode ray tube) 디스플레이 장치에 비해 얇게 형성할 수 있으므로 비교적 적은 용적으로 가벼운 대형 화면을 구현하기에 적합하다. 또한, 플라즈마 디스플레이 장치는 LCD 같은 다른 평판형 디스플레이 장치에 비해 트랜지스터 같은 능동소자를 형성할 필요가 없고 시야각이 넓으며 휘도가 높다는 장점을 가진다.

플라즈마 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 패널을 형성한 뒤, 패널의 각 전극과 연결되는 구동 회로 등 화면 구현에 필요한 요소들을 설치하여 이루어진다.

플라즈마 디스플레이 패널에서 각 화소는 그 화소 구역에서의 방전을 통해 표현된다. 방전은 전극에 걸리는 전압에 의해 화소 공간 내에서 이루어지는 것이며, 그 공간 내에 플라즈마나 여기 상태의 원자를 발생시킨다. 방전에 소요되 는 전력은 결국 일부가 빛으로 빠져나가지만 대부분은 패널에서 열로 변환되어 소모된다. 패널을 형성하는 형광체 등의 재료는 온도가 높아지면 열화, 변성되기 쉽고 수명이 단축되므로 문제가 된다. 또한 패널에서의 과열, 특히 부분적 과열은 패널의 기재인 유리판의 열팽창 변형과 그에 따른 스트레스를 초래하여 파손의 원인이 될 수 있다.

한편, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극들과 연결되는 구동회로에서도 화면 구현을 위해 많은 전력이 소모된다. 전력의 소모는 결국 열발생을 의미하며, 구동회로가 과열될 경우, 회로 작용에서 오동작을 일으키기 쉽다. 이런 오동작은 가령, 방전되지 않아야 할 화소 부분에서도 방전이 일어나도록 하는 등 화면의 질을 떨어뜨리는 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 장치에서는 열이 집중되는 구동 회로 등에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시키는 문제가 중요한 기술적 과제가 된다. 특히, TCP(Tape carrier package)의 구동칩과 같이 열발생이 집중되면서 별도로 히트 싱크와 열접촉을 시키지 않으면 냉각이 곤란한 부분의 방열이 문제가 된다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 장치에서 패널과 구동회로 등 발열부의 열을 외부로 발산시키기 위해서는 대개 패널 후면에 부착되는 샤시가 이용된다. 샤시는 통상적으로 판형 샤시 베이스에 보강재를 결합시켜 이루어진다. 샤시 베이스에는 보강을 위한 보강부가 일체로 형성될 수도 있다. 샤시 후면에는 패널을 구동하기 위한 회로가 다수의 기판에 분산 형성되어 전원장치 등과 함께 장착된다.

샤시 베이스는 패널을 지지하여 기계적 강도를 보강함과 아울러 샤시에 접촉 되는 패널이나 구동회로로부터 열을 받아 열방출 면적을 늘린 상태에서 열을 공간으로 방출하는 역할을 한다. 또한, 부분적으로 집중된 열을 고르게 분포시키는 역할을 한다. 이런 역할을 위해 샤시 베이스는 열전도성이 우수한 알미늄 등의 금속으로 형성된다.

한편, 패널이나 구동회로와 같은 발열체를 일종의 히트 싱크(heat sink)인 샤시와 결합시킬 때 이들을 직접 접촉시키는 경우, 가령, 패널의 후면과 샤시 베이스를 직접 접촉시킬 경우, 접촉되는 면들의 가공 정도에 따라 평면이 고르지 않을 수 있다. 또한, 패널도 화면을 표시하면서 부분적으로 열변형이 생겨, 샤시 베이스와 패널의 후면이 맞닿지 않고 틈을 형성하는 부분이 있게 된다. 패널과 샤시 베이스를 결합시키기 위해 양면 테이프를 사용할 경우, 테이프의 두께로 인해 패널과 샤시 베이스 사이에 틈이 생길 수도 있다.

방열에 있어서, 공기층의 존재는 통상 방열 효율을 떨어뜨리는 경우가 많다. 따라서 패널과 샤시 베이스 사이에 열전도매체를 사용하는 경우가 많다. 열전도매체는 발열체와의 사이에서 열전달을 매개하면서 두 부분을 열적으로 밀착시키는 역할을 한다. 또한, 열전도매체는 패널이 국부적으로 온도가 상승되는 상태를 지양하여 균일하게 열전도가 이루어져 온도차가 발생되는 상태를 방지하는 역할도 한다. 그리고, 완충력을 가진 열전도매체를 사용할 경우, 외부 충격을 완화시키고 패널 및 샤시 베이스의 열 변형에 의한 스트레스를 흡수하는 역할도 할 수 있다.

그런데, 플라즈마 디스플레이 장치 패널의 화소와 연결되는 신호 전극과 이들 전극을 구동하는 구동회로를 연결시키면서 그 경로상에 구동칩을 내장하는 TCP 나 COF 등에서는 그 구동칩의 냉각이 특히 문제가 되고 있다.

이하 보다 상세히 이런 문제점을 설명하면, TCP나 COF에서 구동칩은 다른 구동회로 요소와 달리 별도의 회로 기판에 설치되지 않고, 구동회로부와 패널의 전극을 연결하는 신호선의 중간에 위치하여 신호선과 같이 빈 공간에 위치하게 된다. 그러나, TCP나 COF 등에 설치된 구동칩은 많은 열을 발생시키며, 공기 중으로의 직접 방열은 효율적이지 못하다. 따라서, 이들 구동칩은 샤시 베이스의 절곡된 주변 단부나 커버 플레이트에 접하면서 열을 방출하도록 설치된다.

도 1 및 도 2는 종래의 이들 구동칩의 방열 구조를 간략히 나타내는 플라즈마 디스플레이 장치의 부분적 단면도이다.

도 1에서는 샤시(3)의 보강재(4)에 TCP(5)의 구동칩(5a)이 열전도매체(7)(8)를 통해 커버 플레이트(6)와 부착되어 열접촉이 이루어지는 상태를 나타내고 있으며, 도 2에서는 샤시 베이스(3)의 절곡 형성된 주변 단부(3a)와 커버 플레이트(6) 사이에 TCP(5)의 구동칩(5a)이 끼워지고 열전도매체(7)(8)를 통해 열전도가 이루어지는 상태가 도시되어 있다. 미설명 부호 1은 플라즈마 디스플레이 패널이고, 1a 및 1b는 패널의 전,후방 기판을 나타낸 것이다.

그러나, 구동칩을 샤시나 샤시 부속재에 단순히 접촉시키거나 혹은 단순히 열전도매체를 개재시키는 것으로는 많은 열을 방출하는 TCP의 구동칩을 충분히 냉각시키지 못하여 구동칩의 오동작과 수명 저하를 초래할 위험이 있다.

또한, 플라즈마 디스플레이 장치의 패널 상하변에서 어드레스 전극을 인출시키는 듀얼 방식에서 패널의 하변 혹은 상변으로만 전극을 인출시키는 싱글 방식으 로 플라즈마 디스플레이 장치의 구조가 변환되는 것이 기술적인 추세이다. 이런 추세에서 어드레스 전극을 구동회로와 연결하는 TCP의 구동칩은 더욱 많은 열발생이 이루어지게 된다.

그리고, 플라즈마 디스플레이 장치의 휘도를 높이는 것은 디스플레이 장치의 효율을 높이는 것에 의해서도 이루어지지만 휘도의 증가나 면적의 증가는 통상 전력의 증가를 가져온다. 전력의 많은 부분은 결국 플라즈마 디스플레이 장치에서 열로서 외부로 방출된다. 따라서 저휘도 소면적 제품에 비해 고휘도 대면적 제품에서 구동칩의 열 발생량이 커지게 되므로 이에 대한 냉각효율을 향상시키는 것이 기술적인 관건이 된다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 패널의 전극들과 구동회로를 연결하는 신호선에 구동칩이 설치되는 TCP, COF 등을 이용하는 플라즈마 디스플레이 장치에서 구동칩의 냉각이 충분히 이루어지기 어려운 문제를 해결하여 TCP, COF 등에서 구동칩의 냉각 효율을 높일 수 있는 방열 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라즈 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 패널의 후방에 샤시가 부착되고, 상기 샤시 후방에 구동회로가 설치되며, 상기 구동회로와 상기 패널의 주변부에 설치된 전극 단자는 구동칩을 가지는 신호선으로 연결되는 플라즈마 표시장치에 있어서, 일측면에 적어도 하나 이 상의 방열핀이 형성된 방열판을 상기 구동칩의 상,하면에 복수개 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 구동칩에 설치되는 방열판은 구동칩의 상,하면에 접촉되게 설치되는 보강재에 설치되며, 상기 구동칩과 상기 보강재 사이에는 구동칩에서 발생되는 열을 방출하는 고체상의 판형 열전도매체가 개재되고, 또는 상기 구동칩과 상기 판형 열전도매체 사이에는 유동성 열전도매체가 구비되어 상기 구동칩에서 발생되는 열을 보강재를 통해 방열판으로 효율적으로 전달하여 방출하도록 한다.

상기 보강재는 직선형의 판상 플레이트로 형성되는 상,하부 커버 플레이트인 것이 바람직하며, 이러한 상기 상,하부 커버 플레이트는 나사 체결방식에 의해 상호 결합된다.

상기 방열판은 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 방열판의 방열핀은 공기의 대류 방향과 일치하도록 방열판을 설치하도록 한다.

본 발명의 상기 샤시의 샤시 베이스는 통상적인 재질로 사용되는 알루미늄으로 형성할 수 있으며, 샤시 베이스의 재질을 알루미늄 보다 열전도성이 낮은 스틸 또는 플라스틱으로 형성하는 경우에 본 발명의 개념을 보다 적절하게 적용하는 방안이 될 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 일 실시예에 대한 분해 사시도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는 두 기판(11,12)을 구비하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널(10)과, 패널(10)의 후방에서 패널을 지지하는 샤시 베이스(30) 및 샤시 베이스(30) 후면에 장착되며 구동 회로가 설치되는 회로기판(40)을 구비한다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널(10)의 전방 기판(11)에는 수평으로 서로 평행한 직선 형태를 가지는 유지 전극들이 형성되고, 후방 기판(12)에는 수직으로 서로 평행한 직선 형태를 가지는 어드레스 전극들이 형성된다. 어드레스 전극과 평행하게 격벽이 위치하며, 어드레스 전극 위쪽으로 형광체층이 구비된다.

또한, 상기 후방 기판(12)의 뒤쪽에는 샤시가 설치된다. 샤시는 플레이트형 샤시 베이스(30)로 구성되며, 상기 샤시 베이스(30)는 후방 기판(12)의 후면에 양면 테이프(21) 등으로 고정되고, 샤시 베이스(30)와 후방 기판(12) 사이에는 양면 테이프(21)와 함께 열전도매체(20)가 개재된다.

그리고 상기 샤시 베이스(30)의 후방에는 다수의 회로 기판(40) 및 전원 장치 등이 설치되며, 상기 회로 기판(40)에는 패널 구동에 필요한 집적회로 칩 기타 전기전자 요소 장치들이 설치되어 상기 회로 기판(40)은 보스 등을 통해 샤시 베이스(30)에 결합될 수 있다.

또한, TCP(50)와 같은 신호선들의 양단이 샤시에 결합된 회로 기판(40) 및 패널을 이루는 후방 기판(12)에 연결된다. 이러한 신호선의 손상을 방지하기 위해 패널의 단부에는 외측에서 신호선을 보호하기 위한 커버 플레이트들이 설치된다.

여기서 본 발명의 실시예에 의한 커버 플레이트는 TCP(50)의 상측에 판상으 로 형성된 상부 커버 플레이트(61)가 구비되고, TCP(50)의 하측에 판상의 하부 커버 플레이트(62)가 구비된다.

여기서 상부 커버 플레이트(61)의 상면과, 하부 커버 플레이트(62)의 하면에는 각각 복수의 방열판(71)(72)들이 설치된다. 이때, 방열판(71)(72)들은 패널의 기판과 회로기판을 연결하는 TCP(50)의 구동칩(51)이 설치된 위치와 대응되게 상,하부 커버 플레이트(61)(62)의 외면에 설치된다. 즉, 상기 상부 방열판(71)은 방열핀이 상방향으로 향하게 설치되고, 하부 방열판(72)은 방열핀이 하방향을 향하도록 설치된다.

그리고 상기 상,하부 커버 플레이트(61)(62)는 나사(63) 체결에 의한 방식에 의해 상호 결합된다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 TCP(50)의 구동칩(51) 부분의 방열을 돕기 위해 구동칩(51)과 상,하부 커버 플레이트(42)(44)가 맞닿는 면에는 고체상의 판형 열전도매체(82)(84)가 각각 개재된다. 이러한 고체상 열전도매체(82)(84)는 금속판, 탄소 시트, 필러를 포함하는 아크릴 수지 가운데 하나로 이루어지게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치에서 TCP 구동칩의 방열 작용을 설명한다.

TCP(50)의 신호처리용 구동칩(51)은 동작에 따라 많은 열을 방출한다. 그러므로, TCP의 구동칩(51)은 상하면이 고체상의 판형 열전도매체(82)(84)를 통해 각각 상,하부 커버 플레이트(61)(62)에 열적으로 접촉되어 있어 발생되는 열이 외부로 방출된다.

게다가 상,하부 커버 플레이트(61)(62)에는 각각 방열판(71)(72)이 면접촉된 상태로 설치되어 있어 TCP(50)의 구동칩(51)에서 발생되는 열이 상부 커버 플레이트(61)에 설치된 복수의 방열판(71)들의 방열작용에 의해서 상방향으로 열을 방출하게 되며, 동시에 하부 커버 플레이트(62)에 설치되는 복수의 방열판(72)들의 방열작용에 의해 공기중으로 원활하게 방출된다.

또한, 방열판(71)(72)의 일측면에 형성된 복수의 방열핀은 공기의 대류 방향과 일치되도록 방열판(71)(72)이 커버 플레이트(61)(62)의 면과 면접촉되는 상태로 설치되어 있기 때문에 공기와의 접촉 상태가 원활하게 이루어져 냉각성능이 향상된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 상,하부 커버 플레이트(61)(62)의 사이에 구동칩(51)이 개재되고, 상기 구동칩(51)과 상,하부 커버 플레이트(61)(62) 사이에는 고체상의 판형 열전도매체(82)(84)가 개재되는 상태에서 상기 고체상의 판형 열전도매체(82)(84)와 구동칩(51) 사이에는 액체상의 써멀 그리스(Thermal grease:92,94)가 더 처리 된다. 이러한 액체상의 열전도매체는 겔 타입(gel type) 열전도매체, 고무 시트로 대체가 가능하다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 하부 커버 플레이트(62)에 설치되는 하부 방열판(72')의 길이가 회로기판(40)쪽으로 더 연장되게 형성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예는 TCP의 구동칩(51)이 액체상 의 겔형 열전도매체(92)(94)를 매개로 하여 상,하부 커버 플레이트(61)(62)와 접촉되므로 겔형 열전도매체에 의한 특성에 따른 효과를 가져온다.

즉, 겔형 열전도매체는 많은 유동성을 가지며, 두 강체 사이에서 부분적으로 다른 두께를 가질 수 있기 때문에 고체상의 판형 열전도매체(82,84)와 구동칩(51)의 접촉면이 다소 불균일하고 접촉면에 부분적으로 틈이 형성되는 경우에 겔형 열전도매체(92,94)에 의해 틈을 방지하는 상태로 접촉면 전체를 통해 열전도가 이루어지게 된다. 따라서 겔형 열전도매체(92,94)는 판형 열전도매체(82,84)와 구동칩(51) 사이의 열전도 면적을 실질적으로 늘리고 방열 효율을 높이게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예는 상기 샤시를 구성하고 있는 샤시 베이스(30)의 재질이 알루미늄 등과 같은 열전도성이 좋은 재질은 사용하는 경우는 물론이고, 스틸 또는 플라스틱 재질로 형성된 샤시 베이스와 같이 열전도성이 양호하지 않은 경우에 특히 구동칩에서 발생되는 열을 원활하게 방출하여 냉각 성능을 높이는 역할을 수행하게 된다.

상기한 바에서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하고 있는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다향한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치의 전극들과 구동회로를 연결하는 신호선에 구동칩이 설치되는 TCP, COF의 냉각 효율을 현저 하게 향상시켜 구동칩의 동작 오류를 방지함과 아울러 구동칩의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

따라서 본 발명은 최근 패널의 면적이 대형화되고, 싱글 타입의 주사 방식을 채택하고 있는 플라즈마 디스플레이 장치의 기술적 추세에 있어서 패널의 전극과 구동회로를 연결하는 신호선에 구비되어 고열을 발생시키는 구동칩을 효과적으로 냉각시키기에 적합한 발명이라고 할 것이다.

Claims (11)

1. 플라즈마 디스플레이 패널의 후방에 샤시가 부착되고, 상기 샤시 후방에 구동회로가 설치되며, 상기 구동회로와 상기 패널은 구동칩을 가지는 신호선으로 연결되는 플라즈마 표시장치에 있어서,

   일측면에 적어도 하나 이상의 방열핀이 형성된 방열판을 상기 구동칩의 상,하면에서 열적으로 접촉되도록 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동칩의 상,하면에 각각 커버 플레이트가 설치되고, 상기 커버 플레이트에 상기 방열판이 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 구동칩과 상기 커버 플레이트 사이에는 구동칩에서 발생되는 열을 방출하는 고체상의 판형 열전도매체가 개재되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 고체상 열전도매체는 금속판, 탄소 시트, 필러를 포함하는 아크릴 수지 가운데 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 구동칩과 상기 판형 열전도매체 사이에는 유동성 열전도매체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 유동성 열전도매체는 써멀 그리스(thermal grease)와 겔 타입(gel type) 열전도매체, 고무 시트 가운데 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 커버 플레이트는 직선형의 판상 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 상,하부 커버 플레이트는 나사 체결방식에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열판은 알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 방열판은 방열핀이 공기의 대류 방향과 일치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 샤시의 샤시 베이스는 스틸 또는 플라스틱 가운데 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.

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