KR101781684B1 - 열확산 필름을 갖는 전자 디바이스 - Google Patents

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Abstract

전자 디바이스는 열을 발생하는 부품이 장착된 하우징을 가질 수 있다. 발열 부품은 디스플레이 백라이트 내의 가요성 인쇄 회로 상에 실장된 발광 다이오드일 수 있거나, 집적 회로일 수 있거나, 또는 동작 중에 열을 발생하는 다른 디바이스일 수 있다. 흑연층과 같은 열확산층은 접착제를 이용하여 백라이트 유닛이나 전자 디바이스 내의 다른 구조체에 부착될 수 있다. 접착제는 열확산층이 부착되어 있는 백라이트 유닛 또는 다른 구조체의 적어도 일부와 열확산층 사이에 미접착 영역을 형성하도록 패턴화될 수 있다. 열확산층은 하우징 내의 하우징 벽에 부착된 금속 중판 부재와 같은 하우징 구조체에 인접하여 장착될 수 있다.

Description

열확산 필름을 갖는 전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICE WITH HEAT SPREADING FILM}
본 출원은 2014년 9월 26일 출원된 미국 특허 출원 제14/498,814호 및 2014년 6월 13일 출원된 임시 특허 출원 제62/011,850호의 우선권을 주장하며, 이들 출원은 그 전체가 본 명세서에서 참조 문헌으로 인용된다.
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것으로, 특히, 열을 발생하는 부품을 갖는 전자 디바이스에 관한 것이다.
전자 디바이스는 흔히 열을 발생하는 부품을 포함한다. 예를 들면, 디스플레이는 백라이트 조명(backlignt illumination)을 제공하는 백라이트 유닛을 가질 수 있다. 백라이트 유닛은 한 줄로 늘어선 발광 다이오드들(a row of light-emitting diodes)로부터 백라이트를 분배하는 도광판을 가질 수 있다. 발광 다이오드 및 디바이스 내 다른 전기 부품은 폐열(waste heat)을 발생할 수 있다. 열은 금속 하우징 구조체와 같은 디바이스 하우징의 일부를 통해 소산될 수 있다. 그러나, 주의하지 않으면, 발열 부품의 집중으로 인해 과열점(hotspots)이 생길 수 있다. 백라이트 유닛에서 발광 다이오드가 사용된 경우 열적 과열점의 형성을 최소화하기 위해, 제어 회로는 발광 다이오드의 사용과 관련된 온도 상승이 너무 커지게 될 때마다 발광 다이오드에 의해 발생되는 광의 양을 제한시킬 수 있다. 이러한 제한은 결과적으로 백라이트 유닛에서 바람직하지 않게 딤(dim) 출력 레벨을 발생하여, 디스플레이 상의 이미지를 밝은 주변 조명 상태에서 보기 어렵게 만든다.
그러므로, 디스플레이를 갖는 디바이스와 같은 전자 디바이스에서 열을 관리하는 개선된 장치를 제공할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.
전자 디바이스는 열을 발생하는 부품이 장착된 하우징을 가질 수 있다. 발열 부품은 디스플레이 백라이트 내의 가요성 인쇄 회로 상에 실장된 발광 다이오드일 수 있거나, 집적 회로일 수 있거나, 또는 동작 중에 열을 발생하는 다른 디바이스일 수 있다. 흑연, 구리, 또는 상승된 열전도율 레벨을 갖는 다른 물질로 된 층과 같은 열확산층이 백라이트 유닛이나 전자 디바이스 내의 다른 구조체들에 부착될 수 있다. 발광 다이오드 또는 다른 발열 부품은 열확산층과 겹칠 수 있다. 동작 중에, 발열 부품에 의해 생성되는 열은 열확산층을 통해 측면으로 확산될 수 있고, 이것은 열 소산에 효과적으로 도움을 준다.
열확산층을 백라이트 유닛에 부착할 때 접착제가 사용될 수 있다. 열확산층을 백라이트 유닛을 부착할 때 사용되는 접착제는 열확산층의 적어도 일부 부분이 확실하게 백라이트 유닛에 접착되지 않도록 패턴화될 수 있고, 따라서, 백라이트 유닛의 동작 중에 열확산층 및 다른 디스플레이층의 팽창 및 수축을 수용하도록 백라이트 유닛에 대해 이동할 수 있다.
열확산층은 전자 디바이스의 하우징 내의 하우징 벽에 부착된 금속 중판(midplate) 부재와 같은 하우징 구조체에 인접하여 장착될 수 있다. 열확산층과 금속 중판 부재 사이에서 공극(air gap)을 가로질러 열이 흐를 수 있다. 일부 구성에서, 열확산층은 서멀 "스위치"로 작용하는 동작 중에 금속 중판 부재에 대고 팽창(expand against the metal midplate member)할 수 있다.
열확산층 내의 물질층들은 전자 디바이스 내의 다른 가요성 층들과 함께 구부리도록 충분히 가요성이 있을 수 있다. 일례로, 열확산층은 가요성 인쇄 회로 또는 가요성 유기 발광 다이오드 디스플레이와 같은 가요성 구조체에 부착될 수 있다. 열확산층을 가요성 구조체에 부착하는데 사용되는 접착제는 단지 구조체의 가장자리를 따라서만 형성될 수 있거나 가요성 구조체의 일부와 열확산층 사이에 적어도 일부의 미접착 영역(unbonded regions)이 확실하게 존재하도록 하는 다른 패턴으로 배열될 수 있다. 미접착 영역의 존재는 동작 중에 가요성 구조체의 구부림을 수용하는데 도움을 준다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이를 갖는 랩탑 컴퓨터와 같은 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이를 갖는 핸드헬드 전자 디바이스와 같은 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이를 갖는 태블릿 컴퓨터와 같은 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 구조체를 갖는 컴퓨터 디스플레이와 같은 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 예시적인 디스플레이의 측 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 예시적인 발열 부품 및 관련 열확산 구조체의 측 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 열확산층의 측 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 발광 다이오드와 같은 부품으로 채워진 예시적인 가요성 인쇄 회로의 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이를 갖는 백라이트 유닛의 단부의 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 예시적인 백라이트 유닛 및 관련 열확산층의 분해 사시도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 열확산층이 발광 다이오드에서 멀리 열을 확산하는데 사용되는 디스플레이의 일부의 측 단면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 열확산층이 접착제의 직사각형 패치를 이용하여 디스플레이 내 반사체 또는 다른 층에 부착된 디스플레이의 예시적인 구성의 평면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 열확산층이 직사각형 접착제 패치 어레이를 이용하여 디스플레이 내 반사체 또는 다른 층에 부착된 디스플레이의 예시적인 구성의 평면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 열확산층이 원형 접착제 패치 어레이를 이용하여 디스플레이 내 반사체 또는 다른 층에 부착된 디스플레이의 예시적인 구성의 평면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 열확산층이 십자형 접착제 영역을 이용하여 디스플레이 내 반사체 또는 다른 층에 부착된 디스플레이의 예시적인 구성의 평면도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 열확산층이 가늘고 긴 접착제 스트립을 이용하여 디스플레이 내 반사체 또는 다른 층에 부착된 디스플레이의 예시적인 구성의 평면도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 열확산층이 백라이트 유닛의 주변 가장자리를 따라 이어지는 C형 접착제 스트립을 이용하여 디스플레이 내 반사체 또는 다른 층에 부착된 디스플레이의 예시적인 구성의 평면도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 열확산층이 부착된 디스플레이층 또는 다른 가요성층과 같은 디바이스 구조체의 측 단면도이다.
도 20은 일 실시예에 따른 열확산층이 미접착(접착제 없음) 영역에서 팽창하여 휘어지도록 한 상승 온도(elevated temperature)에서 동작 중의 도 19의 디바이스 구조체의 측 단면도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 열확산층이 팽창하여 하우징 구조체 또는 다른 방열 구조체에 대고 충분히 누르도록 한 추가적인 가열 후의 도 20의 디바이스 구조체의 측 단면도이다.
도 22는 일 실시예에 따른 가요성 구조체의 휨을 수용하도록 열확산층의 일부가 가요성 구조체에 접착되지 않은 구성에서 열확산층이 접착제로 부착된 예시적인 가요성 구조체의 측 단면도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 구조체의 중간이 아래쪽 방향으로 휘어진 후의 도 22의 예시적인 구조체의 측 단면도이다.
도 24는 일 실시예에 따른 구조체의 중간이 위쪽 방향으로 휘어진 후의 도 23의 예시적인 구조체의 측 단면도이다.
전자 디바이스는 열을 발생하는 부품을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 디바이스는 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이를 가질 수 있다. 백라이트 유닛은 디스플레이의 백라이트 조명을 발생하는 발광 다이오드를 가질 수 있다. 발광 다이오드는 동작 중에 열을 발생한다. 전자 디바이스 내 집적 회로 및 다른 부품도 열을 발생할 수 있다. 과도한 열 집중(과열점)을 피하기 위해, 전자 디바이스는 열확산층을 구비할 수 있다. 열확산층은 흑연, 탄소 나노튜브, 구리로 된 층, 및/또는 높은 열전도율 값을 갖는 물질로 된 다른 층들로 형성될 수 있다. 열확산층은 전자 디바이스 내에서 과도한 열 집중을 피하도록 열을 분산시킨다.
열확산층은 디스플레이의 백라이트 유닛에 부착될 수 있다. 디스플레이에서 백라이트 유닛 내의 반사체층과 같은 층들의 원하지 않는 주름 생성(wrinkling)을 막기 위해, 열확산층은 C형 접착제 스트립 또는 다른 성긴 패턴들(sparse patterns)을 이용하여 패턴화된 접착제를 이용하여 백라이트 유닛에 부착될 수 있다. 이러한 형태의 배치에 따르면, 접착제는 열확산층의 일부를 백라이트 유닛에 접착하지만, 다른 영역에는 없다. 열확산층에서 접착제가 없는 영역은 백라이트 유닛에 접착되지 않은 채로 남아 있고, 따라서 백라이트 유닛의 만족스런 동작을 방해하지 않고 열 순환(thermal cycling) 동안 팽창 및 수축을 수용하도록 위치가 이동할 수 있다.
디스플레이와, 발광 다이오드 및 다른 발열 부품에 의해 발생되는 열을 확산하는 열확산층을 포함하는 다른 구조체를 구비할 수 있는 예시적인 전자 디바이스가 도 1, 도 2, 도 3, 및 도 4에 도시되어 있다.
도 1의 예시적인 전자 디바이스(10)는 상부 하우징(12A)과 키보드(16) 및 터치패드(18)와 같은 부품을 갖는 하부 하우징(12B)을 구비한 랩탑 컴퓨터의 형상을 갖는다. 디바이스(10)는 상부 하우징(12A)이 하부 하우징(12B)에 대해 회전축(24)을 중심으로 하여 방향(22)으로 회전하도록 하는 힌지 구조체(20)를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 상부 하우징(12A)에 장착될 수 있다. 때때로 디스플레이 하우징 또는 덮개로 불릴 수 있는 상부 하우징(12A)은 상부 하우징(12A)을 회전축(24)을 중심으로 하여 하부 하우징(12B)을 향해 회전시킴으로써 닫힌 위치(closed position)로 놓일 수 있다.
도 2는 전자 디바이스(10)가 어떻게 셀룰러 전화기, 음악 재생기, 게이밍 디바이스, 내비게이션 유닛, 또는 다른 콤팩트 디바이스와 같은 핸드헬드 디바이스일 수 있는지를 보여준다. 이러한 형태의 디바이스(10) 구성에서, 하우징(12)은 대향하는 전면 및 후면을 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 하우징(12)의 전면에 장착될 수 있다. 디스플레이(14)는 원할 경우 버튼(26)과 같은 부품용 개구를 가질 수 있다. 스피커 포트(예를 들어, 도 2의 스피커 포트(28) 참조)를 수용하기 위한 개구들이 또한 디스플레이(14)에 형성될 수 있다.
도 3은 전자 디바이스(10)가 어떻게 태블릿 컴퓨터일 수 있는지를 보여준다. 도 3의 전자 디바이스(10)에서, 하우징(12)은 대향하는 평면 전면 및 후면을 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 하우징(12)의 전면에 장착될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이(14)는 (일례로) 버튼(26)을 수용하는 개구를 가질 수 있다.
도 4는 전자 디바이스(10)가 어떻게 컴퓨터 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이에 통합된 컴퓨터, 또는 다른 전자 기기용 디스플레이일 수 있는지를 보여준다. 이러한 형태의 구성에 따르면, 디바이스(10)의 하우징(12)은 스탠드(30)와 같은 지지 구조체에 장착될 수 있거나 스탠드(30)는 생략될 수 있다(예를 들어, 스탠드(30)는 디바이스(10)를 벽에 장착할 때 생략될 수 있다). 디스플레이(14)는 하우징(12)의 전면에 장착될 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3, 및 도 4에 도시된 디바이스(10)의 예시적인 구성은 단지 예시적인 것에 불과하다. 일반적으로, 전자 디바이스(10)는 랩탑 컴퓨터, 내장형 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 모니터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화기, 미디어 재생기, 또는 다른 핸드헬드 또는 휴대용 전자 디바이스, 손목 시계 디바이스와 같은 소형 디바이스, 펜던트 디바이스, 헤드폰 또는 이어폰 디바이스, 또는 다른 웨어러블 또는 미니어처 디바이스, 텔레비전, 내장형 컴퓨터를 포함하지 않는 컴퓨터 디스플레이, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 디스플레이를 갖는 전자 기기가 키오스크 또는 자동차에 장착된 시스템과 같은 내장형 시스템, 이들 디바이스 중 둘 이상의 기능성을 구현한 기기, 또는 다른 전자 기기일 수 있다.
때때로 케이스로 불리는 디바이스(10)의 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 탄소 섬유 복합체(carbon-fiber composites) 및 다른 섬유 기반 복합체와 같은 물질, 금속(예를 들어, 가공 알루미늄, 스테인리스 강, 또는 다른 금속), 다른 물질, 또는 이들 물질의 조합으로 형성될 수 있다. 디바이스(10)는 하우징(12)의 대부분 또는 전부가 단일 구조 요소(예를 들어, 한 조각의 가공 금속(a piece of machined metal) 또는 한 조각의 성형 플라스틱(a piece of molded plastic))로 형성된 일체형 구조를 이용하여 형성될 수 있거나 다중 하우징 구조체들(예를 들어, 내부 프레임 요소들에 장착된 외부 하우징 구조체들, 금속 중판 부재들, 또는 다른 내부 하우징 구조체들)로 형성될 수 있다.
디스플레이(14)는 터치 센서를 포함하는 터치 감지 디스플레이일 수 있거나 터치에 민감하지 않을 수 있다. 디스플레이(14)의 터치 센서는 용량성 터치 센서 전극 어레이, 저항성 터치 어레이, 음향 터치, 광학 터치, 또는 힘 기반 터치 기술에 기반한 터치 센서 구조체, 또는 다른 적절한 터치 센서 부품으로 형성될 수 있다.
디바이스(10)의 디스플레이(14)는 액정 디스플레이(LCD) 부품으로 형성된 디스플레이 픽셀 또는 다른 적절한 이미지 픽셀 구조체를 포함할 수 있다.
디스플레이 커버층이 디스플레이(14)의 표면을 커버할 수 있거나, 또는 컬러 필터층, 박막 트랜지스터층, 또는 디스플레이의 다른 부분과 같은 디스플레이층이 디스플레이(14)에서 최외각(또는 거의 최외각) 층으로서 사용될 수 있다. 최외각 디스플레이층은 투명 유리 기판, 투명 플라스틱층, 또는 다른 투명 기판 부재로 형성될 수 있다.
디바이스(10)의 디스플레이(14)에 대한(예를 들어, 도 1, 도 2, 도 3, 도 4의 디바이스 또는 다른 적절한 전자 디바이스의 디스플레이(14)에 대한) 예시적인 구성의 측 단면도가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 디스플레이(14)는 백라이트(44)를 발생하는 백라이트 유닛(42)과 같은 백라이트 구조체를 포함할 수 있다. 동작 중에, 백라이트(44)는 외부로(도 5의 배향에서 Z 차원에서 수직 상방으로) 이동하여 디스플레이층(46) 내의 디스플레이 픽셀 구조체를 통과한다. 이것은 사용자의 관측을 위해 디스플레이 픽셀에 의해 발생되는 임의의 이미지들을 조명한다. 예를 들면, 백라이트(44)는 관측자(48)가 방향(50)으로 관측하는 디스플레이층(46) 상의 이미지들을 조명할 수 있다.
디스플레이층(46)은 플라스틱 섀시 구조체 및/또는 금속 섀시 구조체와 같은 섀시 구조체에 장착되어 하우징(12)에 장착하기 위한 디스플레이 모듈을 형성하거나 디스플레이층(46)은 (예를 들어, 디스플레이층(46)을 하우징(12)의 오목부(recessed portion)에 적층함으로써) 하우징(12)에 직접 장착될 수 있다. 디스플레이층(46)은 액정 디스플레이를 형성할 수 있거나 다른 형태의 디스플레이를 형성할 때 사용될 수 있다.
디스플레이층(46)이 액정 디스플레이를 형성할 때 사용되는 구성에서, 디스플레이층(46)은 액정층(52)과 같은 액정층을 포함할 수 있다. 액정층(52)은 디스플레이층(58 및 56)과 같은 디스플레이층 사이에 샌드위치될 수 있다. 층(56 및 58)은 하부 편광기층(60)과 상부 편광기층(54) 사이에 개재될 수 있다.
층(58 및 56)은 투명한 유리 또는 플라스틱층과 같은 투명 기판층으로 형성될 수 있다. 층(56 및 58)은 박막 트랜지스터층 및/또는 컬러 필터층과 같은 층일 수 있다. 전도성 트레이스, 컬러 필터 소자, 트랜지스터, 및 다른 회로 및 구조체는 (예를 들어, 박막 트랜지스터층 및/또는 컬러 필터층을 형성하기 위해) 층(58 및 56)의 기판 상에 형성될 수 있다. 터치 센서 전극은 또한 층(58 및 56)과 같은 층에 합체되고 및/또는 터치 센서 전극은 다른 기판 상에 형성될 수 있다.
예시적인 일 구성에 따르면, 층(58)은 전기장을 액정층(52)에 인가하고 그럼으로써 디스플레이(14) 상에 이미지들을 표시하는 박막 트랜지스터 어레이 및 관련 전극(디스플레이 픽셀 전극)을 포함하는 박막 트랜지스터층일 수 있다. 층(56)은 컬러 이미지를 표시할 수 있는 능력을 디스플레이(14)에 제공하는 컬러 필터 소자 어레이를 포함하는 컬러 필터층일 수 있다. 원한다면, 하부층(58)은 컬러 필터층일 수 있고 상부층(56)은 박막 트랜지스터층일 수 있다. 다른 예시적인 구성은 컬러 필터 소자 및 픽셀 전극과 관련된 박막 트랜지스터 회로를 공통 기판 상에 형성하는 것을 포함한다. 이러한 공통 기판은 상부 기판일 수 있거나 하부 기판일 수 있고, 대향하는 유리 또는 플라스틱층(예를 들어, 임의의 컬러 필터 소자, 박막 트랜지스터 등을 갖거나 갖지 않은 층)과 함께 액정층(52)을 포함하는데 사용될 수 있다.
디바이스(10)에서 디스플레이(14)의 동작 중에, 제어 회로(예를 들어, 인쇄 회로 상의 하나 이상의 집적 회로)는 디스플레이(14) 상에 표시될 정보(예를 들어, 디스플레이 데이터)를 생성하는데 사용될 수 있다. 표시될 정보는 (일례로) 인쇄 회로(64)와 같은 강성 또는 가요성 인쇄 회로에서 전도성 금속 트레이스로 형성된 신호 경로와 같은 신호 경로를 이용하여 회로(62A 또는 62B)와 같은 디스플레이 구동기 집적 회로로 전달될 수 있다.
백라이트 구조체(42)는 도광판(78)과 같은 도광판을 포함할 수 있다. 도광판(78)은 투명 유리 또는 플라스틱과 같은 투명 물질로 형성될 수 있다. 백라이트 구조체(42)의 동작 중에, 광원(72)과 같은 광원은 광(74)을 발생할 수 있다. 광원(72)은, 예를 들어, 발광 다이오드들의 어레이일 수 있다. 원한다면, 광원(72)과 같은 광원은 도광판(78)의 여러 가장자리를 따라 배치될 수 있다.
광원(72)으로부터의 광(74)은 도광판(78)의 가장자리면(76)에 결합될 수 있고 내부 전반사의 원리로 인해 도광판(78) 전체에 걸쳐 X 및 Y 차원에서 분산될 수 있다. 도광판(78)은 피트(pits) 또는 범프(bumps)와 같은 광 산란 특징부들을 포함할 수 있다. 광 산란 특징부들은 도광판(78)의 상면 및/또는 대향하는 하면 상에 배치될 수 있다.
도광판(78)으로부터 Z 방향의 상방으로 산란하는 광(74)은 디스플레이(14)를 의 백라이트(44)로 기능할 수 있다. 하방으로 산란하는 광(74)은 반사체(80)와 같은 반사 필름에 의해 상방으로 다시 반사될 수 있다. 반사체(80)는 반사 고분자층, 금속화층, 백색 플라스틱층과 같은 반사 물질, 또는 다른 반사 물질로 형성될 수 있다. 반사체(80)는 일례로 광(74)을 효과적으로 반사하는 유전체 적층(dielectric stack)을 형성하는 고 굴절률 값과 저 굴절률 값을 교대로 갖는 다수의 유전체층을 가질 수 있다.
백라이트 구조체(42)의 백라이트 성능을 향상시키기 위해, 백라이트 구조체(42)는 광학 필름(70)을 포함할 수 있다. 광학 필름(70)은 백라이트(44)를 균질화하고 그럼으로써 백라이트의 원하지 않는 집중을 줄이는데 도움을 주는 하나 이상의 확산층 및 백라이트(44)를 시준하는 하나 이상의 프리즘 필름(또한 때때로 회전 필름(turning films) 또는 휘도 강화 필름이라고도 함)을 포함할 수 있다. 비축(off-axis) 관측을 향상시키는 보상 필름이 광학 필름(70)에 포함될 수 있거나 디스플레이(14)의 다른 부분에 합체될 수 있다(예를 들어, 보상 필름은 하나 이상의 편광기층에 합체될 수 있다). 광학 필름(70)은 도광판(78) 및 반사체(80)와 같은 백라이트 유닛(42) 내의 다른 구조체와 겹칠 수 있다. 예를 들면, 도광판(78)이 도 5의 X-Y 평면에서 직사각형 풋프린트(footprint)를 갖는 경우, 광학 필름(70) 및 반사체(80)는 매칭되는 직사각형 풋프린트를 가질 수 있다.
디바이스(10)의 동작 중에, 집적 회로, 발광 다이오드, 및 다른 부품이 열을 발생한다. 열확산층은 디바이스(10) 내의 열을 확산하여 열적 과열점의 생성을 피할 수 있다. 열확산층을 이용하여 열을 확산하는 예시적인 구성이 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 디바이스(10) 내의 예시적인 디바이스 구조체의 측 단면도이다. 부품(90)은 열을 발생하는 전기 부품이다. 예를 들면, 부품(90)은 (예들로서) 집적 회로 또는 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 열확산층(92)은 부품(90)에서 방출되는 열(96)을 확산할 수 있다. 도 6의 예에서, 열확산층(92)은 X-Y 평면에 놓이고 X 및 Y 차원에서 열(96)을 측면으로 확산한다. 열(96)은 또한 수직으로(도 6의 -Z 방향으로)도 흐른다. 특히, 부품(90)에서 열확산층(92)으로 통과하고 열확산층(92)을 이용하여 측면으로 분산된 열(96)은 구조체(94)로 통과할 수 있다. 구조체(94)는 금속 구조체 또는 열(96)을 소산하는데 도움을 주는 다른 구조체일 수 있다. 구조체(94)는, 예를 들면, 금속 하우징 중판과 같은 금속층(예를 들어, 스테인리스 강판 금속층 또는 디바이스(10) 내의 다른 평면 하우징 부재)일 수 있다. 하우징 중판은 디바이스 하우징(12)의 중간에 배치될 수 있다. 중판(즉, 구조체(94))은, 일례로, 하우징(12) 내 대향하는 하우징 가장자리 사이에 디바이스(10)의 내부를 걸칠 수 있다. 중판은 하우징(12)의 둘레에 걸쳐 하우징(12)에 용접되거나 다른 방식으로 부착될 수 있다.
열확산층(92)의 부재시, 열(96)은 부품(90)의 부근에 집중된 채로 남아 있어, 디바이스(12) 상에 원하지 않는 열적 과열점을 생성할 수 있다. 열확산층(92)이 도 6에 도시된 형태의 위치에 존재하는 경우, 부품(90)으로부터의 열(96)은 층(92) 내에서 X 및 Y 차원에서 외부로 확산한다. 그러면, 열(96)은 히트 싱크(heat sink)로 기능하고 나아가 열을 소산하는데 도움을 주는 구조체(94)로 전달될 수 있다. 열확산기(92)와 열확산기(92)를 이용함으로 인해 열(96)을 측면으로 확산하는 구조체(94) 사이의 확장된 표면적은 열 소산 효율을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다. 열확산기(92)는 하나 이상의 위치에서 구조체(94)와 접촉할 수 있거나, 공극에 의해 구조체(94)로부터 분리될 수 있다. 공극은 디바이스 내에서 이용가능한 것보다 수직 공간을 더 많이 소모하는 불필요한 위험 없이 디스플레이층 또는 디바이스(10) 내 다른 구조체가 조립될 수 있게 하는 버퍼로 기능할 수 있다(즉, 공극은 수직 정렬 허용 요건을 충족시키는 기능을 할 수 있다).
열확산층(92)은 높은 열전도율을 갖는 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있고, 따라서 열(96)을 확산하는 기능을 할 수 있다. 열확산층(92)을 형성하는데 사용될 수 있는 물질의 예는 금속(예를 들어, 구리, 다른 금속, 또는 구리와 다른 금속의 조합), 탄소 나노튜브, 흑연, 또는 높은 열전도율을 보이는 다른 물질을 포함한다. 원한다면, 열확산층(92)은 상이한 형태의 둘 이상의 열전도성층(예를 들어, 흑연층에 부착된 구리층 등)으로 형성될 수 있다. 고분자 캐리어 필름도 (예를 들어, 흑연층을 지지하기 위해) 층(92)에 합체될 수 있다.
도 7의 예에서, 열확산층(92)은 상부 및 하부 고분자 캐리어층(100 및 104) 사이에 개재된 흑연층(102)과 같은 흑연층을 갖는 흑연 열확산층이다. 접착제층(98)과 같은 접착제층은 (일례로) 상부 고분자층(100)에 도포될 수 있다. 접착제(98)는 압력 감지 접착제, 액상 접착제, 광의 인가에 의해 경화되는 접착제(예를 들어, 자외선 경화 접착제)일 수 있거나, 온도 감지 접착제일 수 있거나, 다른 형태의 접착제일 수 있거나, 또는 이들 형태의 접착제 중 둘 이상의 접착제를 포함할 수 있다. 원한다면, 층(100 및 104) 중 하나가 생략될 수 있다(예를 들어, 층(100)이 생략될 수 있다). 흑연층(102)은 5 내지 20 미크론, 10 미크론 초과, 30 미크론 미만, 또는 다른 적절한 두께의 두께를 가질 수 있다. 고분자층(100 및 104)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 또는 다른 고분자 물질과 같은 가요성 물질의 시트로 형성될 수 있다.
도 8은 디바이스(10)의 예시적인 백라이트 유닛의 사시도이다. 백라이트 유닛(42)은 섀시(108) 내에 백라이트층(106)(예를 들어, 광학 필름(70), 도광판(78), 반사체(80) 등)을 가질 수 있다. 섀시(108)는 플라스틱 프레임, 금속 프레임 위에 성형된 플라스틱 프레임, 금속 프레임, 또는 다른 지지 구조체일 수 있다. 백라이트층(106) 및 발광 다이오드(72)는 섀시(108) 내에서 조립되어 백라이트 유닛(42)을 형성할 수 있다. 디스플레이(14)는 도 5와 관련하여 설명된 바와 같이 디스플레이층(46) 아래에 백라이트 유닛(42)을 장착함으로써 형성될 수 있다.
도 9의 사시도에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(72)는 기판(110)과 같은 기판 상에 한 줄로(예를 들어, 선형 어레이) 실장될 수 있다. 기판(110)은 플라스틱 캐리어, 인쇄 회로, 또는 다른 적절한 기판 구조체일 수 있다. 일례로, 기판(100)은 인쇄 회로(예를 들어, 섬유 유리 충진 에폭시(fiberglass-filled epoxy)와 같은 강성 인쇄 회로 기판으로 형성된 강성 인쇄 회로 또는 폴리이미드 시트 또는 다른 가요성 고분자층과 같은 가요성 인쇄 회로 물질로 형성된 가요성 인쇄 회로)일 수 있다. 한 줄의 발광 다이오드들(72)은 도광판(78)의 가장자리 중 하나를 따라 실장될 수 있다. 원한다면, 발광 다이오드들(72)의 어레이들은 도광판(78)의 여러 가장자리(예를 들어, 대향하는 상부 및 하부 가장자리, 대향하는 우측 및 좌측 가장자리 등)를 따라 형성될 수 있다.
도 10은 섀시(108)가 어떻게 발광 다이오드(72)를 수용하는 노치(notch)(112)와 같은 노치를 가질 수 있는지를 보여주는 예시적인 백라이트 유닛의 일부의 평면도이다. 백라이트 유닛(42)이 섀시(108) 내에 노치(112)를 구비하지 않는 디스플레이(14)의 구성도 사용될 수 있다.
일부 상황에서, 열확산층(92)이 디스플레이 백라이트 유닛(42) 내의 다른 구조체에 너무 넓고 단단히 부착되는 것을 막는 것이 바람직할 수 있는데, 그 이유는 열확산층과 열확산층이 부착된 구조체들 사이에서 열팽창 계수의 불일치가 원하지 않는 아티팩트(예를 들어, 가요성층에서의 주름)를 초래할 수 있기 때문이다. 이와 같은 우려는 열확산층(92)의 일부가 접착제에 의해 백라이트 유닛(42)에 접착되지 않은 채로 남도록 열확산층(92)의 일부만을 덮는 접착제를 이용하여 열확산층(92)을 백라이트 유닛(42) 내의 구조체들에 부착함으로써 해결될 수 있다.
일례로, 도 11의 시나리오를 고려해 본다. 도 11은 백라이트 유닛(42)과, 열확산층(92) 내 관련 층들의 분해 사시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 열확산층(92)은 흑연층(102)과 같은 층(또는 다른 열확산 물질 또는 다수의 물질층)을 포함할 수 있다. 층(102)은 고분자층(100 및 104)과 같은 하나 이상의 지지층에 의해 지지될 수 있다. 접착제층(98)은 열확산층(92)을 백라이트 유닛(42)의 밑면에 부착하는데 사용될 수 있다. 동작 중에, 발광 다이오드(72)는 백라이트(44)에 대한 광(74)을 발생한다. 광(74)을 발생하는 처리의 부산물로, 발광 다이오드(72)는 열도 발생한다. 이 열은 열확산층(92)을 통해 X 및 Y 차원에서 측면으로 확산된다. 발광 다이오드(72)에서 열확산층(92)으로 열을 용이하게 전달하기 위해, 열확산층(92)은 바람직하게는 발광 다이오드(72)와 겹친다(즉, 발광 다이오드(72)는 X 및 Y 차원에서 그 아래의 열확산층(92)과 겹치는 측면 위치에 배치된다).
발광 다이오드(72)에 의해 발생된 열은 도 11의 구조체의 온도가 상승하도록 한다. 도 11의 구조체에 대한 열팽창 계수의 불일치로 인해, 층(92)의 온도 상승은 도 11의 구조체 중 하나 이상이 휘어질 가능성을 야기할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 층(106)(예를 들어, 백라이트 유닛(42)의 하부면 상의 반사체(80))은 열확산층(92)의 측면 팽창에 대한 반사체 또는 백라이트 유닛(42) 내의 다른 층들의 측면 팽창 사이의 불일치로 인해 주름이 잡힐 수 있다. 온도 상승이 주름을 유발하는 경향은 열확산층(92)과 백라이트 유닛(42) 사이의 부착 범위를 줄이도록 접착제(98)를 구성함으로써 최소화될 수 있다. 한가지 적절한 배치에 따르면, 접착제층(98)의 두께는 증가될 수 있고 및/또는 접착제층(98)은 가열 중 가로 하중(transverse loads)이 가해질 때 약간 전단(shear)하는 능력을 층(98)에게 부여하는 향상된 유연성을 갖는 접착제 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 도 11에 예시된 다른 적절한 배치에 따르면, 접착제(98)는 열확산층(92)(예를 들어, 층(100, 102, 및 104)의 표면적의 일부만 덮을 수 있다. 도 11의 예에서, 접착제(98)는 백라이트 유닛(42)의 가장자리를 따라 이어지는 C형 스트립으로 형성되었다. 접착제(98)는 발광 다이오드(72)와 겹칠 수 있고 열확산층(92)을 (백라이트 유닛(42)의 바닥층 상의) 반사층(80) 또는 백라이트 유닛(42)의 다른 부분(예를 들어, 섀시(108))에 부착할 수 있다. 영역(114) 내 열확산층(92)의 일부가 백라이트 유닛(42)에 접착되지 않도록, 접착제(98)에 중앙 개구(114)가 형성된다. 개구(114)는 (일례로) X 차원에서 디스플레이 백라이트 유닛(42)의 폭의 대부분에 걸쳐 연장할 수 있다. 접착제(98)를 형성하는 접착제의 C형 스트립은 접착제(98)가 세 면 상의 미접착 영역(114)을 둘러싸도록 한다(즉, 도 11에서 접착제(98)의 스트립은 개구(114)의 세 가장자리를 따라 이어진다). 미접착 영역(114)의 존재로 인해, 접착제(98)는 열확산층(92)에 약하게 부착되고, 그럼으로써 가열 및 냉각 중 발광 다이오드(72)의 사용에 기인한 디스플레이 구조체의 팽창 및 수축을 수용할 수 있다.
도 12는 디바이스 하우징(12)에 장착된 도 11의 디스플레이 백라이트(42)의 일부 및 열확산층(92)의 측 단면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 외측벽(벽(12))을 갖는 하우징 및 중판(122)과 같은 내부 하우징 부재를 가질 수 있다. 하우징 벽(12)은 알루미늄, 스테인리스 강, 다른 금속, 플라스틱, 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 중판(122)은 (일례로) 금속 및/또는 금속 박판 부분(sheet metal parts) 위에 성형된 플라스틱으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 중판(122)은 스테인리스 강 또는 하우징 벽(12)에 부착된 다른 금속으로 형성될 수 있다. 중판(122)을 하우징(12)에 장착할 때 용접(117) 또는 다른 부착 메커니즘이 사용될 수 있다. 중판(122)은 하우징(12)에 걸치는 하나 이상의 금속 박판 부재로 형성될 수 있고 디바이스(10)에게 구조적 강도를 제공하는데 도움을 줄 수 있다. 원한다면, 중판(122)은 생략될 수 있고, 디바이스(10)에게 구조적 강도를 제공하기 위해 하우징(12)의 후벽부나 다른 디바이스 구조체가 사용될 수 있다. 디바이스(10)에서 중판(122)의 사용은 단지 예시적인 것에 불과하다.
발광 다이오드(72)는 인쇄 회로(123)와 같은 인쇄 회로 상에 실장될 수 있다. 인쇄 회로(123)는, 예를 들면, 가요성 인쇄 회로일 수 있다. 반사체(80)는 디스플레이(14)의 백라이트 조명(44)으로 기능하도록 도광판(78)에서 Z 방향의 상방으로 이동하는 광을 반사하는 데 사용될 수 있다.
미광(stray light)을 감소시키기 위해, 흑색 테이프(116) 또는 다른 차광 테이프와 같은 차광 구조체가 발광 다이오드(72) 아래에 있는 백라이트 유닛(42)에 부착될 수 있다. 흑색 테이프(116)는 압력 감지 접착제(118)(또는 액상 접착제, 온도 감지 접착제 등)와 같은 접착제층, 및 흑색 플라스틱층(120)과 같은 불투명 물질층을 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 차광 테이프(116)는 발광 다이오드(72)(및 가요성 인쇄 회로(123)) 및 반사체(80)의 인접 부분과 겹칠 수 있다.
열확산층(92)은 층(92)의 하나 이상의 영역을 백라이트 유닛(42)의 하부면에 부착하기 위해 접착제(98)를 이용함으로써 디스플레이(14)에 부착될 수 있다. 도 12의 예시적인 구성에 따르면, 접착제(98)는 열확산층(92)의 열확산층들(100, 102, 및 104)을 흑색 테이프(116)의 하부면에 부착한다. 발광 다이오드(72)를 이용하여 백라이트를 발생하는 동안 열이 발생된다. 이 열은 열확산층(92)에 의해 X 및 Y 차원에서 측면으로 확산된다. 열확산층(92)은 공극 H에 의해 중판(122)으로부터 (적어도 처음에) 분리될 수 있다. 발광 다이오드(72)로부터의 열은 비교적 큰 영역(즉, 열확산층(92)의 전체 영역) 위에서 측면으로 확산되기 때문에, 열은 열확산층(92)과 중판(122) 사이에 놓인 임의의 공극 H을 가로질러 하방으로 중판(122) 내로 효과적으로 이동할 수 있다. 일단 열이 중판(122)에 도달하였다면, 중판(122)은 다른 디바이스 구조체 및/또는 디바이스(10)의 주변 환경을 통해 열을 소산시킬 수 있다(예를 들어, 열은 중판(122)으로부터 하우징(12) 및 디바이스(10)의 다른 부분들의 벽들로 통과할 수 있고 하우징(12) 및 디바이스(10)의 다른 부분들로부터 디바이스(10)를 둘러싸는 대기로 통과할 수 있다).
테이프(116)는 섀시(108), 가요성 인쇄 회로(122), 및 반사체(80)와 같은 백라이트 유닛 구조체에 부착되므로 백라이트 유닛(42)의 일부를 형성한다. 접착제(98)는 바람직하게는 백라이트 유닛(42)의 반사체(80) 또는 다른 구조체(예를 들어, 가요성 인쇄 회로(22))에서 원하지 않는 주름을 야기하지 않고 열적 팽창 및 수축을 수용하는 접착제(98)의 배치를 이용하여 열확산층(92)을 백라이트 유닛(42)에 부착한다. 접착제(98)의 예시적인 구성이 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 및 도 18에 도시되어 있다.
도 13의 구성에서, 접착제(98)는 열확산층(92)의 실질적으로 전부를 덮는 블랭킷(blanket) 직사각형 형상을 갖는다. 이러한 형태의 구성에서(그리고, 원한다면, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 및 도 18의 구성에서), 접착제(98)는 비교적 두껍고 및/또는 부드러운 물질층을 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 접근법에 따르면, 열팽창으로 인해 전단력(shearing forces)이 발생되면, 전단력 및 결과적인 인접 층들 사이의 측면 이동을 수용하기 위해 백라이트 유닛(42)과 열확산층 사이의 접착제 접합이 약간 제공될 수 있도록, 접착제(98)는 백라이트 유닛(42)에 느슨하게(loosely) 부착된다.
도 14의 예시적인 구성에서는, 열확산층(92)의 일부가 백라이트 유닛(42)에 접착되지 않은 채로 남아 있도록, 직사각형 영역들의 어레이에 접착제(98)가 제공된다. 도 15의 예시적인 구성에서는 원형 또는 타원형을 갖는 접착제(98)의 어레이가 사용된다. 원한다면, 도 14의 접착제의 직사각형 패드와 같은 접착제 패치 및/또는 도 15의 접착제의 패드와 같은 곡선 가장자리들 또는 접착제의 다른 분리된 영역들을 갖는 접착제 패드가 비균일 어레이로 제공(예를 들어, 의사 랜덤 패턴 또는 모두 규칙적인 행과 열로 존재하지는 않는 접착제의 영역을 포함하는 패턴으로 분산)될 수 있다. 도 16은 접착제(98)의 영역이 어떻게 십자 형상을 이용하여 제공될 수 있는지를 보여준다. 십자 형상은 대칭적(예를 들어, 분기 모두 길이가 동일)이거나 비대칭적(예를 들어, 분기 길이가 균등하지 않음)일 수 있다. 도 17의 예에서, 접착제(98)는 X 차원을 따라 이어지는 스트립으로 제공되었다. 접착제(98)는 또한 대각선으로 이어지고, 지그재그 패턴을 이용하거나, 또는 임의의 다른 적절한 형상을 이용하여 Y 차원에서 이어지는 스트립 형상의 영역으로도 제공될 수 있다. 도 18의 예에서, 접착제(98)는 백라이트(42)의 하나의 가장자리 전부와 백라이트(42)의 두 개의 다른 가장자리의 일부를 따라 이어지는 C형 스트립으로 제공되었다. 원한다면, 접착제(98)가 다른 형상(예를 들어, 층(92)과 구조체(42) 사이에 미접착 영역을 형성하는 다른 형상)을 형성하도록 패턴화된 구성이 사용될 수 있다. 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 및 도 18의 예는 단지 예시적인 것에 불과하다.
도 19, 도 20, 및 도 21은 열확산층(92)이 어떻게 디바이스(10)의 동작 중에 열팽창을 수용하기 위해 중판(122)과 같은 디바이스 구조체와 접촉하여 이동할 수 있는지를 보여준다. 도 19에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 또는 디바이스(10) 내 다른 부품에 의해 열이 발생하기 전에, 열확산층(92)은 (일례로) 비교적 평평한 구성을 가질 수 있다. 열확산층(92)은 열확산 시트(92')(예를 들어, 층들(100, 102, 및 104)과 같은 층들) 및 접착제(98)를 포함할 수 있다. 접착제(98)는 열확산층(92)의 대향 단부에 형성될 수 있고 (일례로) 층(92)의 중앙에 미접착 영역을 남기면서 열확산층(92)을 구조체(124)에 부착할 수 있다. 구조체(124)는 백라이트 유닛(42)과 같은 구조체(예를 들어, 반사체, 가요성 인쇄 회로 상에서 발광 다이오드 어레이에 결합된 흑색 테이프, 도광판 등), 가요성 인쇄 회로, 하우징 구조체, 또는 디바이스(10)와 관련된 다른 부품 또는 구조체일 수 있다. 공극 H는 중판(122) 또는 디바이스(10) 내 다른 구조체로부터 열확산층(92)을 분리할 수 있다. 공극 H는 정렬 허용 요건(예를 들어, 수직 허용도(vertical tolerances))을 확실하게 충족시키는데 사용될 수 있다.
(예를 들어, 발광 다이오드, 집적 회로, 또는 다른 발열 부품으로부터의 열로 인한) 층(92')의 가열 후, 층(92')은 층(92')의 일부가 도 20에 도시된 바와 같이 중판(122)에 접촉할 때까지 팽창하여 휘어질 수 있다. 도 20의 구성에서는, 층(92')과 중판(122) 사이의 직접 접촉이 공극 H보다 더 효과적인 열 전달 경로를 생성하기 때문에, 추가적인 열이 열확산층(92)으로부터 중판(122)으로 전달될 수 있다.
추가적인 가열 후(예를 들어, 도 20의 층(92')을 상승 온도로 가열한 후), 층(92')은 도 21에 도시된 바와 같이 중판(122)의 상부면 상에서 확장된 영역과 접촉하여 하방으로 확산하도록 충분히 팽창할 수 있다. 도 21에 도시된 위치에서, 열확산층(92)으로부터의 열 전달은 도 20에서의 열 전달을 초과하여 증가될 수 있는데, 그 이유는 열확산층(92)이 도 20보다 도 21에서 더 큰 영역 위에서 중판(122)과 접촉하기 때문이다. 층(92')과 중판(122) 사이의 열 전달 증가로 인해, 층(92')의 온도가 발열 부품으로부터의 가열로 인해 상승하는 비율이 느릴 수 있어, 층(92')의 추가, 잠재적으로 과도한, 팽창을 막을 수 있다.
원한다면, 도 19, 도 20, 및 도 21의 예에서 층(92')의 확장은 일시적일 수 있다. 처음에, 층(92')이 가열되지 않으면, 층(92')은 도 19에 도시된 형태의 형상을 가질 것이다. 가열 후, 층(92')은 도 20 및 도 21에 도시된 형태를 취할 수 있다. 냉각시, 층(92')은 도 19에 도시된 원래 형상으로 다시 수축할 것이다.
층(92')의 팽창은 또한 영구적일 수도 있다. 초기 디스플레이 조립 동작 동안, 층(92') 및 구조체(124)는 디바이스 하우징(12)으로 조립될 수 있다. 디스플레이(14)가 처음으로 사용되는 경우나 다른 발열 부품이 처음으로 사용되는 경우, 열은 층(92')이 (예를 들어, 도 20 또는 도 21에 도시된 형상으로) 팽창하도록 할 것이다. 층(92')(예를 들어, 고분자 지지층 등) 내의 물질은 가열 후 팽창된 채로 남아 있을 수 있다. 이러한 유형의 접근법은 디스플레이 백라이트 유닛(42), 열확산층(92), 및 다른 구조체가 디바이스 하우징(12) 내에서 적절히 조립될 수 있도록 공극 H와 같은 공극이 초기 조립 동작 동안 존재하도록 할 수 있다. 조립 후, 지속적 공극의 존재는 열 소산을 방해할 가능성을 가질 수 있다. 따라서, 도 20 또는 도 21의 층(92')과 같이 영구적으로 변형된 열확산층의 사용은 열 소산을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.
도 22, 도 23, 및 도 24는 열확산층이 어떻게 가요성 구조체(124)와 같은 가요성 구조체에 부착될 수 있는지를 보여준다. 구조체(124)는 디스플레이(예를 들어, 가요성 유기 발광 다이오드 디스플레이)일 수 있고, 가요성 인쇄 회로, 또는 디바이스(10) 내 다른 가요성 구조체일 수 있다. 구조체(124) 내의 발열 부품(예를 들어, 유기 발광 다이오드 디스플레이 또는 집적 회로 내의 다이오드 및 다른 회로, 가요성 인쇄 회로 상의 발광 다이오드, 가요성 인쇄 회로 상의 다른 부품, 또는 다른 발열 부품)은 열을 발생할 수 있다. 열확산층(92)은 발생된 열을 확산할 수 있다. 열확산층(92)은 열확산 물질층(92')(예를 들어, 흑연, 구리, 및/또는 선택적 플라스틱 캐리어층을 갖는 다른 물질)을 가질 수 있다. 열확산층(92) 내의 접착제(98)는 열확산층을 가요성 구조체(124)에 부착하는데 사용될 수 있다. 접착제(98)는 구조체(124)의 가장자리에 배치될 수 있거나 열확산층(92)과 가요성 구조체(124)(예를 들어, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 및 도 18)의 접착제 구성 참조) 사이에 미접착 영역(예를 들어, 얇은 공극이나 접착제에 의해 직접 부착되지 않은 다른 영역)을 생성하는 다른 형상으로 패턴화될 수 있다. 원한다면, 층(92)은 과도한 물질을 구비할 수 있고 주름(126)과 같은 주름이 존재하도록 가요성 구조체(124)에 부착될 수 있다. 구조체(124)의 중앙이 구조체(124)의 대향 가장자리에 대해 하방으로 이동하도록 가요성 구조체(124)가 구부러진 경우, 층(92')은 팽팽히 당겨질 수 있고 주름(126)은 열확산층(92)이 가요성 구조체(124)와 함께 구부러지도록 팽창할 수 있다. 구조체(124)의 중앙이 구조체(124)의 가장자리에 대해 상방으로 이동하도록 가요성 구조체(124)가 반대 방향으로 구부러진 경우, 층(92')은 도 24에 도시된 바와 같이 구조체(124)에서 멀리 이동하고 주름을 형성할 수 있다. 층(92)의 중앙이 가요성 구조체(124)의 중앙에 부착된 경우, 층(92)에서 주름의 형성은 구조체(124)에 주름을 형성할 수 있다. 따라서, 미접착된 열확산층(92)의 중앙이 가요성 구조체(124)에 대해 이동하도록 하는 패턴으로 접착제(98)를 사용하면 주름의 형성을 막을 수 있다. 도 22, 도 23, 및 도 24의 구성은 가요성 디스플레이 상에, 가요성 인쇄 회로의 하면 상에, 또는 디바이스(10)의 다른 가요성 부품 상에 열확산층의 사용을 가능하게 하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이가 제공되며, 디스플레이는 액정 물질층을 포함하는 디스플레이층들, 및 디스플레이층들을 통과하는 백라이트를 공급하는 백라이트 구조체들, 및 백라이트 구조체들에 부착된 열확산층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 열확산층은 흑연층을 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 열확산층은 구리층을 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 열확산층은 열확산층을 백라이트 구조체들에 부착하는 접착제를 포함하고, 접착제는 열확산층의 적어도 일부와 백라이트 구조체들 사이에 미접착 영역을 형성하도록 패턴화된다.
또 다른 실시예에 따르면, 백라이트 구조체들은 도광판 및 반사체를 포함하고 접착제는 반사체가 열확산층과 도광판 사이에 개재하도록 열확산층을 백라이트 구조체들에 부착한다.
또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이는 광을 도광판에 공급하는 발광 다이오드들, 및 발광 다이오드들이 실장된 가요성 인쇄 회로를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이는 가요성 인쇄 회로 및 반사체에 부착된 차광 테이프를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 차광 테이프는 열확산 구조체들과 가요성 인쇄 회로 사이에 개재된다.
또 다른 실시예에 따르면, 접착제는 C형 스트립의 접착제(C-shape strip of adhesive), 접착제 패치 어레이(an array of adhesive patches), 십자형 영역의 접착제(cross-shaped region of adhesive), 및 병렬 스트립들의 접착제(parallel strips of adhesive)로 이루어진 군으로부터 선택된 접착제를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 전자 디바이스가 제공되며, 전자 디바이스는 금속 중판 부재를 포함하는 하우징, 액정 물질층을 포함하는 디스플레이층, 디스플레이층을 통과하는 백라이트를 공급하는 백라이트 구조체들, 및 백라이트 구조체들에 부착되고 공극에 의해 금속 중판 부재로부터 분리된 열확산층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 열확산층은 적어도 하나의 고분자층, 고분자층 상의 흑연층, 열확산층을 백라이트 구조체들에 부착하는 접착제를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 백라이트 구조체들은 가요성 인쇄 회로 상의 발광 다이오드들, 및 반사체를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 접착제는 백라이트 구조체들의 적어도 하나의 가장자리를 따라 이어지는 스트립을 형성하고 열확산층과 백라이트 구조체들 사이에 미접착 영역을 생성한다.
또 다른 실시예에 따르면, 백라이트 구조체들은 섀시를 포함하고, 백라이트 구조체들은 발광 다이오드들로부터 광을 수광하는 도광판을 포함하고, 도광판 및 반사체는 섀시에 장착된다.
또 다른 실시예에 따르면, 접착제의 적어도 일부는 섀시에 부착된다.
일 실시예에 따르면, 장치가 제공되며, 장치는 전자 디바이스에서 열이 공급되는 가요성 구조체, 및 가요성 구조체와 접착제가 없는 열확산층 사이에 적어도 하나의 미접착 영역이 존재하도록 열확산층을 가요성 구조체에 부착하도록 패턴화된 접착제를 갖는 열확산층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 가요성 구조체는 유기 발광 다이오드 디스플레이를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 열확산층은 흑연층을 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 가요성 구조체는 백라이트 유닛에 가요성 인쇄 회로를 포함하고, 백라이트 유닛은 가요성 인쇄 회로 상의 발광 다이오드들, 도광판, 및 반사체를 포함하고, 상기 장치는 가요성 인쇄 회로 및 반사체에 부착된 차광 테이프를 더 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 접착제는 가요성 인쇄 회로가 열확산층과 겹치도록 열확산층을 백라이트 유닛에 부착하고, 상기 장치는 공극에 의해 열확산층으로부터 분리된 스테인리스 강판을 더 포함한다.
전술한 바는 단지 예시적이며 설명된 실시예의 범주 및 정신으로부터 벗어남이 없이 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 어떤 조합으로도 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 디스플레이로서,
    액정 물질층을 포함하는 디스플레이층들;
    상기 디스플레이층들을 통과하는 백라이트를 공급하는 백라이트 구조체들; 및
    상기 백라이트 구조체들에 부착된 열확산층을 포함하고,
    상기 열확산층은 상기 열확산층의 제1 부분들을 상기 백라이트 구조체들에 부착시키고 상기 열확산층의 제2 부분들을 상기 백라이트 구조체들에 부착시키지 않은 패턴화된 접착제를 포함하고,
    상기 열확산층은 제1 온도에서 제1 위치에 위치하고 제2 온도에서 제2 위치에 위치하고,
    상기 제1 위치에서 상기 열확산층의 상기 제1 및 제2 부분들은 공극(air gap)에 의해 금속 중판으로부터 분리되고,
    상기 제2 위치에서 상기 열확산층의 상기 제1 부분들은 상기 공극에 의해 상기 금속 중판으로부터 분리되고 상기 열확산층의 상기 제2 부분들은 상기 금속 중판에 직접 접촉하고,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 큰, 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열확산층은 흑연층을 포함하는, 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열확산층은 구리층을 포함하는, 디스플레이.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 백라이트 구조체들은 도광판 및 반사체를 포함하고, 상기 패턴화된 접착제는 상기 반사체가 상기 열확산층과 상기 도광판 사이에 개재되도록 상기 열확산층을 상기 백라이트 구조체들에 부착하는, 디스플레이.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도광판에 광을 공급하는 발광 다이오드들; 및
    상기 발광 다이오드들이 실장된 가요성 인쇄 회로를 더 포함하는 디스플레이.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가요성 인쇄 회로 및 상기 반사체에 부착된 차광 테이프를 더 포함하는 디스플레이.
  8. 제7항에 있어서, 상기 차광 테이프는 상기 열확산층과 상기 가요성 인쇄 회로 사이에 개재된, 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 패턴화된 접착제는 C형 스트립의 접착제(C-shape strip of adhesive), 접착제 패치 어레이(an array of adhesive patches), 십자형 영역의 접착제(cross-shaped region of adhesive), 및 병렬 스트립들의 접착제(parallel strips of adhesive)로 이루어진 군으로부터 선택된 패턴화된 접착제를 포함하는, 디스플레이.
  10. 전자 디바이스로서,
    금속 중판 부재(metal midplate member)를 포함하는 하우징;
    액정 물질층을 포함하는 디스플레이층들;
    상기 디스플레이층들을 통과하는 백라이트를 공급하는 백라이트 구조체들; 및
    상기 백라이트 구조체들에 부착된 가요성 열확산층을 포함하고,
    제1 온도에서 상기 가요성 열확산층 전체는 공극에 의해 상기 금속 중판 부재로부터 분리되고,
    제2 온도에서 상기 가요성 열확산층의 적어도 일부는 상기 공극을 가로질러 팽창해서 상기 금속 중판 부재에 접촉하고,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 큰, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 열확산층은,
    적어도 하나의 고분자층;
    상기 고분자층 상의 흑연층;
    상기 열확산층을 상기 백라이트 구조체들에 부착하는 접착제를 포함하는, 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 백라이트 구조체들은,
    가요성 인쇄 회로 상의 발광 다이오드들; 및
    반사체를 포함하는, 전자 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 접착제는 상기 백라이트 구조체들의 적어도 하나의 가장자리를 따라 이어지는 스트립을 형성하고, 상기 열확산층과 상기 백라이트 구조체들 사이에 미접착 영역을 생성하는, 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 백라이트 구조체들은 섀시(chassis)를 포함하고, 상기 백라이트 구조체들은 상기 발광 다이오드들로부터 광을 수광하는 도광판을 포함하고, 상기 도광판 및 상기 반사체는 상기 섀시에 장착된, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 접착제의 적어도 일부는 상기 섀시에 부착된, 전자 디바이스.
  16. 장치로서,
    전자 디바이스에서 열이 공급되는 가요성 구조체; 및
    가요성 열확산층 - 상기 가요성 열확산층은 상기 가요성 구조체와 상기 가요성 열확산층 사이에 접착제가 없는 적어도 하나의 미접착 영역이 존재하도록 상기 가요성 열확산층을 상기 가요성 구조체에 부착하기 위해 패턴화된 접착제를 가짐 - 을 포함하고,
    제1 온도에서 상기 가요성 열확산층 전체는 공극(air gap)에 의해 금속 구조체로부터 분리되고,
    제2 온도에서 상기 가요성 열확산층의 적어도 일부는 상기 공극을 가로질러 연장하여 상기 금속 구조체에 직접 접촉하고,
    상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 큰, 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 가요성 구조체는 유기 발광 다이오드 디스플레이를 포함하는, 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가요성 열확산층은 흑연층을 포함하는, 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 가요성 구조체는 백라이트 유닛에 가요성 인쇄 회로를 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 상기 가요성 인쇄 회로 상의 발광 다이오드들, 도광판, 및 반사체를 포함하고, 상기 장치는 상기 가요성 인쇄 회로 및 상기 반사체에 부착된 차광 테이프를 더 포함하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 가요성 인쇄 회로가 상기 가요성 열확산층과 겹치도록 상기 가요성 열확산층을 상기 백라이트 유닛에 부착하고,
    상기 장치는 상기 금속 구조체를 더 포함하고,
    상기 금속 구조체는 스테인리스 강판(stainless steel plate)인, 장치.
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