KR100921799B1 - 열확산시트와 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열확산시트와 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 전자기기에서 발생하는 열을 확산시키기 위해 디스플레이 패널과 열발산판 사이에 부착되는 열확산시트에 관한 것으로, 박판형태의 동판이 내설된 열전도성 컴파운드로 열확산층을 구비하고 시트와 열발산판간 양면으로 점착력을 부가하여 패널과 열발산판 사이에 접착시킴으로써 발산판으로부터의 시트의 부착과 탈리가 용이하게 이루어지며 발열 패널과의 결합력 및 접촉면적을 향상시켜, 디스플레이 패널에 발생되는 열을 열발산판으로 신속하게 확산시킴으로써 시트의 부착만으로도 우수한 열확산 효율을 구하도록 한 특징이 있다.
상기 특징을 갖는 본 발명은 크게 다섯 개의 층으로 구성되도록 제조되는 바, 최저부에는 얇은 필름 형태로 구성된 이형지(10)가 형성되고, 상기 이형지(10)의 상부로는 양면으로 점착층(20a, 20b)을 가지는 PET 필름(20)이 형성되며, 상기 PET 필름(20)의 상면으로는 10 내지 100㎛의 두께로 박판 형태의 동판(30)이 형성되고, 상기 동판(30)의 상면으로는 열전도성 실리콘 컴파운드로 형성되되 돌기가 형성된 시트형태의 열확산층(40)이 형성되며, 상기 열확산층(40)의 상부인 최상부층에는 얇은 필름 형태로 이형필름이 순차적으로 적층되되, 저면에 엠보싱 형태로 무늬가 형성된 엠보싱 이형지(50)가 순차 적층된 띠 형태로 구성되도록 제조되며, 상기 이형지(10), PET 필름(20), 동판(30), 열확산층(40), 이형지(50)가 순차적으 로 적층되어 제조되는 열확산시트가 본 발명을 이루게 된다.
상기 제조공정으로 제조되는 본 발명 열확산시트는, 열확산층에 동판이 내설되는 형태로 제조되어, 디스플레이 패널에 부착되는 것으로 디스플레이 패널로부터 발생되는 열이 동판과 열확산층에 의해 신속하게 확산되어 열발산판으로 전달되게 함으로써 발열체의 열확산이 신속하게 이루어져 열에 의한 제품의 변형을 막아 제품의 신뢰성을 확보하는 결과를 얻을 수 있다.
더욱이, 궁극적인 열확산수단이 되는 동판 및 열전도체와 디스플레이 패널간에 견고하게 이루어지지 못했던 결합관계로 인해 효과적인 접촉 면적을 유지하지 못하여 발생하는 열확산의 미연한 점을 개선하도록 양면에 점착제가 형성된 PET 필름으로 동판과 발열판간 접촉시킴으로써 발열체와 열확산 수단간 견고한 결합으로 발열체와의 결합력 및 접촉면적을 향상시켜 전자기기의 효과적인 열전도 및 분산 기능이 수행되는 장점을 가진다.
열확산 시트, 발열 시트, 디스플레이 패널, 실리콘,
Description
본 발명은 열확산시트와 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 전자기기에서 발생하는 열을 확산시키기 위해 디스플레이 패널과 열발산판 사이에 부착되는 열확산시트에 관한 것으로, 박판형태의 동판이 내설된 열전도성 컴파운드로 열확산층을 구비하고 시트와 열발산판간 양면으로 점착력을 부가하여 패널과 열발산판 사이에 접착시킴으로써 발산판으로부터의 시트의 부착과 탈리가 용이하게 이루어지며 발열 패널과의 결합력 및 접촉면적을 향상시켜, 디스플레이 패널에 발생되는 열을 열발산판으로 신속하게 확산시킴으로써 시트의 부착만으로도 우수한 열확산 효율을 구하도록 한 특징이 있다.
일반적으로 컴퓨터, 휴대용 개인단말기, 통신기 등의 전자제품은 시스템 내부에서 발생한 과도한 열 에너지를 외부로 확신시켜 주어야 하며, 열확산이 제대로 이루어지지 못할 경우 잔상문제 및 시스템의 안정성에 우려가 있게 된다.
또한, 이러한 열 에너지는 제품의 수명을 단축시킬 수 있음은 물론이거니와, 제품의 고장, 오작동을 유발하여 제품의 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있으며, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 한다.
한편, 현재 유통되어 사용되고 있는 전자기기 중 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 텔레비전 및 , LCD 텔레비전, 노트북 등 디스플레이 패널로 컨텐츠가 출력되는 전자기기는 특히 컨텐츠의 선명도와 색상도 등이 제품의 신뢰성을 판별하는 주요 사안인 바, 디스플레이 패널에서 발생되는 열이 외부로 제대로 확산되지 못할 경우 패널의 안정성이 저하되며 고압 발생부에서는 전기 쇼트를 일으키는 등의 문제점이 있어 내부에서 발생되는 열 에너지는 반드시 외부로 방출되거나 자체로 냉각되어야 한다.
하여, 상기 전자기기의 열 냉각을 위해 히트 싱크(heat sink) 및 방열판을 설치하는 방법이 제시되었는 바, 상기 히트 싱크(heat sink)는 전자기기의 발열체로부터 방출되는 열량보다 히트싱크가 방출할 수 있는 열량이 작아 효율이 매우 낮았으며, 방열판의 경우 소음과 진동이 발생되며, 더욱이 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 액정 디스플레이 패널 (LCD)과, 특히 노트북 컴퓨터 모니터 등과 같이 경량화와 슬림화가 요구되는 제품에는 적용이 불가능한 문제점이 있었다.
하여, 경량화와 슬림화를 꾀하는 현대의 전자기기에 적용하기 위해 제시된 열확산방법으로는 아크릴 수지 혹은 실리콘 수지에 열전도성 필러를 혼합시켜 이를 전자기기의 발열체에 코팅하거나, 또는 그라파이트 계열의 판상에 점착력이 부가되도록 테이프를 부착하여 발열체에 부착하는 방법 등이 슬림화 패널의 열확산 방안으로 제시되어 있다.
그러나, 열전도성 필러를 이용한 상기 방법은 슬림화 및 경량화를 꾀하는 전자기기에 이용될 수는 있으나, 열전도율 및 열분산성이 매우 낮아 실용화에 한계가 있었으며, 그라파이트 계열의 판상을 사용하는 경우 단가가 높아 경제적인 면에서 불리하며 그라파이트 판상의 네 면을 PET 필름이 감싸는 형태로 제조되어 발열체에 부착됨으로써 발열체와의 접촉면적이 작아지게 되어 이는 PET에 의해 열확산 효율이 떨어지는 결과를 초래하게 되며, 더욱이 고압 발생부에서는 전기 쇼트가 빈번하게 발생되고, 가루가 떨어지는 등의 제품의 하자가 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 발열체에 접촉시켜 열을 확산시키도록 또 다른 방안으로 제시된 특허제 10-2001-0078953호를 살펴보면, 전자제품의 발열체에 면 접촉되되 금속재 박판을 이용한 방열시트가 제시되어 있는 바, 세라믹층, 금속재 박판, 접착제층, 폴리에스터 필름 및 단열재가 순차적으로 적층된 구조의 방열시트가 제시되어 있다.
이는 세라믹층, 금속재 박판 및 단열재에 의한 열전달 및 열분산 효과를 얻고자 하는 것으로 제시되었으나, 다수의 구성요소와 다수의 적층구조를 가짐에 따라 제조방법이 까다롭고 각 층간에 마련된 계면이 많이 존재하여 전체적인 열전달 효율이 떨어지며, 단가가 높아지게 되어 경제성이 떨어지는 문제점이 잔존하게 된 다.
또한, 상기 제시된 방열시트는 접착수단이 없이 발열체에 단순 적층되는 구성으로서 발열체와의 결합이 견고하지 못하고, 접촉면적이 작아 효과적인 열전도 및 분산 기능을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있었다.
요컨데, 열전달 및 열분산 효과를 얻고자 하는 열확산시트는 각 층간의 계면이 다수 존재하여 전체적인 열전달 효율이 떨어질 뿐 아니라, 열 확산층과 발열체 및 발산판과의 접착이 견고하지 못하고, 또한 그로 인해 발열체로부터 발생된 열을 열발산판 혹은 외부로 신속하게 이동시키지 못하는 문제점이 있어 전자기기의 오작동을 초래하거나 디스플레이의 선명도를 저해시키는 폐단이 있었다.
하여 상기 발열체로부터 발생하는 열을 확산시키는 종래의 열확산 수단의 문제점을 해결하고 열전달 및 열분산의 우수한 성능 확보를 위해 발열체와 각 층간의 계면을 없애고 열 확산층과 발열체와의 접착이 견고하며 발열체와의 긴밀한 접촉면적을 갖는 효율적인 열확산시트를 구현하고자 한다.
이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명은 크게 다섯 개의 층으로 구성되도록 제조되는 바, 최저부에는 얇은 필름 형태로 구성된 이형지(10)가 형성되고, 상기 이형지(10)의 상부로는 양면으로 점착층(20a, 20b)을 가지는 PET 필름(20)이 형성되며, 상기 PET 필름(20)의 상면으로는 10 내지 100㎛의 두께로 박판 형태의 동판(30)이 형성되고, 상기 동판(30)의 상면으로는 열전도성 실리콘 컴파운드로 형성되되 돌기가 형성된 시트형태의 열확산층(40)이 형 성되며, 상기 열확산층(40)의 상부인 최상부층에는 얇은 필름 형태로 이형필름이 순차적으로 적층되되, 저면에 엠보싱 형태로 무늬가 형성된 엠보싱 이형지(50)가 순차 적층된 띠 형태로 구성되도록 제조되며, 상기 이형지(10), PET 필름(20), 동판(30), 열확산층(40), 이형지(50)가 순차적으로 적층되어 제조되는 열확산시트가 본 발명을 이루게 된다.
상기 제조공정으로 제조되는 본 발명 열확산시트는, 열확산층에 동판이 내설되는 형태로 제조되어, 디스플레이 패널에 부착되는 것으로 디스플레이 패널로부터 발생되는 열이 동판과 열확산층에 의해 신속하게 확산되어 열발산판으로 전달되게 함으로써 발열체의 열확산이 신속하게 이루어져 열에 의한 제품의 변형을 막아 제품의 신뢰성을 확보하는 결과를 얻을 수 있다.
또한, 열확산층에 돌기를 형성함으로써 열확산률을 일층 향상시키며, 열확산층에 동판을 내설함으로써 열확산시트의 형상이 원형그대로 유지될 수 있어 장기간 열에 노출되더라도 처지거나 열변형이 발생하지 않아 제품의 수명에도 도움을 주는 효과가 있다.
더욱이, 궁극적인 열확산수단이 되는 동판 및 열전도체와 디스플레이 패널 및 열발산판간에 견고하게 이루어지지 못했던 결합관계로 인해 효과적인 접촉 면적 을 유지하지 못하여 발생하는 열확산의 미연한 점을 개선하도록 양면에 점착제가 형성된 PET 필름으로 동판과 발산판간을 접촉시킴으로써 발열체와 열확산 수단간 견고한 결합으로 발열체와의 결합력 및 접촉면적을 향상시켜 전자기기의 효과적인 열전도 및 분산 기능이 수행되는 장점을 가진다.
본 발명은 열확산시트와 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 전자기기에서 발생하는 열을 확산시키기 위해 디스플레이 패널과 열발산판 사이에 부착되는 열확산시트에 관한 것으로, 박판형태의 동판이 내설된 열전도성 컴파운드로 열확산층을 구비하고 시트와 열발산판간 양면으로 점착력을 부가하여 패널과 열발산판 사이에 접착시킴으로써 발산판으로부터의 시트의 부착과 탈리가 용이하게 이루어지며 발열 패널과의 결합력 및 접촉면적을 향상시켜, 디스플레이 패널에 발생되는 열을 열발산판으로 신속하게 확산시킴으로써 시트의 부착만으로도 우수한 열확산 효율을 구하도록 한 특징이 있다.
이하 본 발명의 실시예를 하기 도면을 통해 살펴보면, 도 1은 본 발명의 제조공정을 나타낸 공정도이며, 도 2는 본 발명의 전체 사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 단면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 사용상태 단면도를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 다섯 개의 층으로 구성되도록 제조되는 바, 최저부에는 얇은 필름 형태로 구성된 이형지(10)가 형성되고, 상기 이형 지(10)의 상부로는 양면으로 점착층(20a, 20b)을 가지는 PET 필름(20)이 형성되며, 상기 PET 필름(20)의 상면으로는 10 내지 100㎛의 두께로 박판 형태의 동판(30)이 형성되고, 상기 동판(30)의 상면으로는 열전도성 실리콘 컴파운드로 형성되되 돌기가 형성된 시트형태의 열확산층(40)이 형성되며, 상기 열확산층(40)의 상부인 최상부층에는 얇은 필름 형태로 이형필름이 순차적으로 적층되되, 저면에 엠보싱 형태로 무늬가 형성된 엠보싱 이형지(50)가 순차 적층된 띠 형태로 구성되도록 제조되며, 상기 이형지(10), PET 필름(20), 동판(30), 열확산층(40), 이형지(50)가 순차적으로 적층되어 제조되는 열확산시트가 본 발명을 이루게 된다.
본 발명 열확산시트의 최하부에 부착되는 이형지(10)는 통상적으로 사용되는 얇은 필름형태로 제작되는 바, 후술하는 PET 필름(20)의 저면에 부착되어 PET 필름(20)의 점착층(20a)을 보호하도록 하며, 실제 사용될 시에는 이형지(10)를 탈리시켜 사용되는 구성을 갖는다.
상기 이형지(10)의 상면으로는 초박형 시트의 형태로 제작된 PET 필름(20)이 0.01 내지 0.1mm 두께로 부착되는 바, PET 필름(20)의 양면으로는 점착력을 갖는 점착층(20a, 20b)이 형성되게 되며, 일면은 이형지(10)와 접하게 되고 타면은 후술하는 동판(30)에 접착하게 되는 것으로 상기 양면으로 점착력이 구비되도록 하는 구성은 동판(30)과 PET 필름(20)이 긴밀하게 부착되도록 하며 이로 인해 열 발산판(2)과 시트간 계면을 최소화하여 신속한 열확산이 이루어지게 된다.
상기 PET 필름(20)은, 이미 상업적으로 성공을 거둔 (주)코오롱에서 제조 및 판매하는 ASTROL - PET FILM 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제품과 같이 열에 의한 치수 변화가 적어 우수한 열 안정을 가질 뿐 아니라, 열전도성이 뛰어난 제조자의 PET 필름 제품을 구입하여 본 발명에 사용하는 것도 무방하다.
다음으로, 상기 PET 필름(20)의 상면에 형성되는 동판(30)의 구성을 살펴보면, 통상적으로 널리 사용되는 박판 형태의 동판으로, 그 두께는 10 내지 100㎛ 정도로 구성되며 열전도율은 200 내지 400 W/mK 인 것을 사용하도록 구성된다.
한편, 상기 동판(30)의 상면에 형성되는 열확산층(40)의 구성을 살펴보면, 열전도성 실리콘과 산화알루미늄과 카본과 은이 혼합 구성된 열전도성 실리콘 컴파운드가 형성되게 된다.
상기 혼합되는 산화알루미늄은 열전도성 필라의 역할 뿐만 아니라 실리콘과 혼합되어 실리콘의 쿠션을 향상시키며, 산화알루미늄의 입도는 4 내지 50㎛의 크기로 육안으로 보았을 때 미세한 분말 형태인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 조성되는 열전도성 실리콘 컴파운드의 열확산층(40)은 일면에 엠보싱 형태의 돌기(40a)가 형성되어 있는 바, 디스플레이 패널(1)의 후방에 부착될 시에 디스플레이 패널(1)과 열확산층(40) 사이에 공기층이 형성되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
상세하게는, 열확산층(40)의 일면에 엠보싱 형태의 무늬가 도드라진 형태로 형성됨으로 인해, 엠보싱 무늬 이외의 부분은 메쉬 형태의 돌기(40a)가 형성되며, 디스플레이 패널(1)에 부착 가압될 시 상기 메쉬 형태의 돌기(40a)로 인해 디스플레이 패널(1)과 열확산층(40) 사이에 발생될 우려가 있는 공기층이 메쉬형태의 돌기(40a)를 따라서 가장자리로 배출되게 됨으로써 디스플레이 패널(1)과 열확산층(40) 사이에는 공기층이 형성되지 않는 구성을 갖으며, 이로 인해 디스플레이 패널(1)로부터 발열되는 열의 확산율을 높이게 된다.
마지막으로, 본 발명 최상층에 형성되는 이형지(50)는 상기 열확산층(40)의 상부에 형성되되, 통상적으로 사용되는 얇은 필름 형태로 형성되며, 저면에는 무수히 많은 엠보싱 형상이 음각의 형태로 형성되어 상기 열확산층(40)의 상면에 엠보싱 형상을 제공할 수 있도록 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 열확산시트의 제조공정은, 우선 양면에 점착층(20a, 20b)이 형성된 PET 필름(20)을 제작한 후, 그 저면에 이형지(10)를 부착한다.
그런 다음, 상기 PET 필름(20)의 상면 점착층(20b)으로 박판 형태의 동판(30)을 접착시키고, 실리콘과 산화알루미늄 및 카본이 혼재된 실리콘 컴파운드를 상기 동판(30)의 상부에 부은 다음, 그 상면에 일면에 엠보가 형성된 이형지(50)를 엠보형상이 열확산층(40)과 맞접하도록 올려놓고 가압롤러(미도시) 사이를 통과시 켜 일정 두께가 되도록 형성한다.
그런 후, 일정시간 동안 경화시키게 되면 실리콘이 경화하면서 열전도성이 우수한 실리콘 열확산층(40)이 형성되며, 열확산층(40)의 상부 표면으로는 엠보싱 이형지(50)에 형성된 문양대로 메쉬 형태의 홈이 형성되며, 이를 띠 형태로 재단함으로써 본 발명의 제조가 완료된다.
상기 제조된 본 발명 열확산시트를 디스플레이 패널(1)과 열발산판(2) 사이에 설치하는 과정을 살펴보면, 하부에 형성된 이형지(10)를 제거한 다음, 열발산판(2)의 전면에 PET 필름(20)의 저부에 형성된 점착층(20a)이 접하도록 부착하고, 상부에 형성된 엠보싱 이형지(50)를 제거한 후 디스플레이 패널(1)의 후면에 자가 점착성을 이용하여 열확산층(40)을 부착함으로서 본 발명의 설치가 완료되게 된다.
상기 설치된 본 발명 열확산시트는, 디스플레이 패널(1)로부터 발생되는 열이 패널(1)과 밀착된 열전도성 실리콘 열확산층(40)으로 배출되는 바, 디스플레이 패널(1)과 열확산층(40) 사이에 발생되기 쉬운 공기층은 열확산층(40)의 표면에 형성된 메쉬형상의 돌기(40a)를 따라 배출됨과 동시에 실리콘 열확산층(40)의 표면 전체가 디스플레이 패널(1)과 견고히 밀착됨으로써 디스플레이 패널(1)에서 발생되는 열이 열확산층(40)을 통해 동판(30)으로 전해지고, 열발산판(2)으로 신속하게 전도될 수 있도록 하여 열확산 효율을 증대시킴으로써 디스플레이 패널의 신뢰성을 확보할 수 있는 특징을 갖는다.
도 1은 본 발명의 제조공정을 나타낸 공정도
도 2는 본 발명의 전체 사시도
도 3은 본 발명의 단면도
도 4는 본 발명의 사용상태 단면도
[ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ]
1 : 디스플레이 패널 2 : 열 발산판
10, 50 : 이형지 20 : PET 필름
20a, 20b : 점착층 30 : 동판
40 : 열확산층 40a : 홈부
Claims (3)
- 디스플레이 패널용 열확산시트에 있어서,최저부에는 얇은 필름 형태로 구성된 이형지(10)가 형성되고,상기 이형지(10)의 상부로는 상면과 하면에 점착층(20a, 20b)이 형성된 PET 필름(20)이 형성되며,상기 PET 필름(20)의 상면으로 10 내지 100㎛의 두께의 동판(30)이 형성되고,상기 동판(30)의 상면으로는 열전도성 실리콘 열확산층(40)이 형성되며,최상부에는 얇은 필름 형태로 이형필름이 순차적으로 적층되되, 저면에 엠보싱 형태로 무늬가 형성된 엠보싱 이형지(50)가 순차 적층된 띠 형태로 구성됨을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 열확산시트.
- 제 1항에 있어서,실리콘 열확산층(40)은 실리콘과 산화알루미늄, 카본 및 은이 혼재되어 열전도성 실리콘 컴파운드를 형성하되, 그 표면으로는 엠보싱 이형지(50)에 의해 메쉬형상의 홈부(40a)가 형성됨을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 열확산시트.
- PET 필름(20)의 상면과 하면에 점착제를 코팅하여 점착층(20a, 20b)을 형성하는 PET 필름 점착층 형성 단계(S1)와,상기 PET 필름(20)의 하면 점착층(20a)에 이형지(10)를 부착하는 박리필름 부착 단계(S2)와,상기 PET 필름(20)의 상면 점착층(20b)에 동판(30)을 접착하는 동판 접착 단계(S3)와,상기 동판(30)의 상면에 실리콘과 산화알루미늄과 카본 및 은이 혼재된 열전도성 실리콘 컴파운드를 코팅하여 열확산층(40)을 형성하는 열확산층 형성 단계(S4)와,상기 열확산층(40)의 상면에 엠보싱 이형지(50)를 올려놓고 가압롤러(미도시) 사이를 통과시켜 일정 두께가 되도록 성형하는 엠보 형성단계(S5)의 공정으로 띠 형태로 제조됨을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 열확산 시트의 제조방법.
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